Амортизатор крутильных колебаний

 

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для фрикционного сцепления в автомобилях. Цель изобретения - снижение шума в работе и повышение долговечности . Амортизатор содержит две коаксиально расположенные части, установленные с возможностью углового смещения относительно друг друга. Первая часть вкл«1Чает иск ступицы, находящийся в зацеплении со ступицей при вращении в одном направлении и свободно установленный относительно ступицы при вращении в обратном направлении . С диском ступицы связаны два контрдйска, также находящихся в зацеплении со ступицей при вращении в одном направлении. Положение зацепления диска ступицы соответствует свободному положении контрдисков, и наоборот . Вторая коаксиально расположенная часть включает две направляющие шайбы. Угловое смещение коаксиально расположенных частей происходит после преодоления ими действия эластичных элементов. 4 з.п.Ф-лы, 10 ил. / i ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (191 (111

Р1)5 F 16 D 13/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетениям и отнеытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 39471 73/27-27 (22) 02.08.85 (31) 8412293 (32) 03.08,84 (33) FR (46) 15.10.90. Вол. 1(38 (71) Валео (FR) (72) Роже Кармилле, Мишель Гратон и Мишель Башер (FR) (53) 629.113.578(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 3474479, кл. F 16 D !3/64, 1970 . (54) АМОРТИЗАТОР КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к автомо° билестроению и может быть использовано для Фрикционного сцепления в автомобилях. Цель изобретения — снижение шума в работе и повышение долговечности. Амортизатор содержит две

Изобретение относится к автомобилестроенжо и может быть использовано для Фрикционного. сцепления в автомо билях.

Цель изобретения — снижение шума при работе и повышение долговечности.

На Фиг. 1 изображен амортизатор крутильных колебаний, вид спереди, на

Фиг. 2 — разрез А-А на Фиг,1, на

Фиг. 3 — разрез Б-Б на Фиг.2; на ,Фиг. 4 — диск ступицы, вид спереди, на Фиг.5 — контрдиск ступицы, вид,спереди, на Фиг. 6 — разрез В-В на.

Фиг.3 ; на Фиг. 7 и 9 — первая Фаза работы амортизатора, сжатие пружин 26, на Фиг. 8 и 10 — вторая Фаза работы, сжатие пружин 27. коаксиально расположенные части, установленные с возможностью углового смещения относительно друг друга. Первая часть включает диск ступицы, находящийся в зацеплении со ступицей при вращении в одном направлении и свободно установленный относительно ступицы при вращении в обратном направлении. С диском ступицы связаны два контрдиска, также находящихся в зацеплении со ступицей при вращении в одном направлении. Положение зацепления диска ступицы соответствует свободному положению контрдисков, и нао— борот. Вторая коаксиально расположенная часть включает две направляющие шайбы. Угловое смещение коаксиально расположенных частей происходит после преодоления ими действия эластичных элементов. 4 з.п.Ф-лы, 10 ил.

Амортизатор содержит две коаксиально расположенные части ) и 2, установленные с воэможностью углового смешения друг относительно друга.

Часть 1 имеет ступицу 3 для жесткого соединения с ведомым валом (например, с входным валом коробки скоростей автомобиля) посредством шлицев, выполненных на поверхности отверстия ступицы 3, и диск 5 ступицы, связанныл со ступицей 3 с возможностью одностороннего зацепления. С диском

5 ступицы соединен по меньшей мере один контрдиск 6, также связанный со ступицей, причем направление зацепления диска 5 ступицы противоположно направлению зацепления контрдиска 6.

1600642

Амортизатор может иметь пва идентичных контрдиска 6, расположенных.с .противоположных сторон диска 5 ступицы. В диске 5 ступицы выполчено центральное осевое отверстие 7 для установки диска на ступицу 3, контрдиски также имеют соответствующие отверстия 8. Иежду ступицей .3 и диском

5 ступицы предусмотрены средства 9

Зацепления выполненные в виде по

Меньшей мере одного радиального зуба

10 на наружной поверхности ступицы 3 и ответной канавки .. 11 на поверхНости отверстия 7 диска 5 ступицы, буричем зуб расположен в канавке с зазором в окружном направлении. Идентичные средства 12 зацепления предусмотрены и между ступицей 3 и каждым контрдиском 6. На ступице имеется зуб 20

13, а на поверхности контрдисков соответствующая канавка 14. Зубья 10 и 13 расположены диаметрально противоположно друг другу. Пля обеспечения зазора в окружном направлении, при установке зубьев в «анан«ах канавка 14 выполнена с дополнительным участком, сопряженным с участком 15 диска ступицы 5, а канавка 11 диска ступицы сопряжена с дополнительным участком 16 контрдис«а 6, Канавки 11, 15 и 14, 16 имеют одинаковую конФигурацив и размеры Dq и расположены диаметрально противоположно друг другу. Таким образом, средства 9 зацепления между ступицей 3 и диском ступицы 5 включают не только зуб 10, выполненный на ступице 3, но и зуб

13, взаимодействукяпие соответственно с канавками 11, 15 диска, ступицы 5. 40

Средства 12 зацепления между ступицей 3 и каждым из контрдисков 6 содержат не только зуб 13, выполненный на ступице 3, но и зуб 10, взаимодействующие соответственно с канавками 14 и 16 контрдиска 6.

В нейтральном положении узла (Фиг 1-6), средства 9 зацепления между ступицей 3- и диском 5 ступицы находятся в контакте в одном направлении вращения, а средства 12 зацепления с зазором между ступицей 3 и каждым из контрдисков 6 находятся в контакте в противоположном направлении вращения. отПри направлении вращения Г, соответствующем движению автомобиля впе.ред к, следовательно, работе узла в режиме расширения, когда вращающий момент ведущего вала больше вращающего момента ведомого вала, поскольку двигатель приводит автомобиль в движение, в контакте находятся средства

12 зацепления между ступицей 3 и каждым из контрдисков ступицы 6, канавки 14 и 16 каждого из контрдисков ступицы .6 упираются в зубья 10 и 13 ступицы 3 своим краем, являющимся задним относительно направления вращения узла.

Пусть т — круговой зазор между зубьями 10 и 13 ступицы 3 и противоположным краем канавок 14 и 16 каждого из контрдисков 6 ступицы (Фиг.5).

В этом случае средства 9 зацепления между ступицей 3 и диском 5 ступицы находятся в контакте в противоположном направлении.

В нейтральном положении узла диск

5 ступицы упирается в зубьям 10 и 13 ступицы 3 краем своих канавок 11 и

15, являвшимся задним относительно направления, противоположного направлению F< .

Таким образом, имеется зазор J< равный предыдущему, между этими зубьями 10 и 13 ступицы 3 и краем канавок

11 и 15 диска 5 ступицы, являвшимся передним относительно этого направления вращения.

Это направление вращения является противоположным направлению вращения

F< и соответствует работе узла в режиме сжатия, когда вращающий момент ведущего вала становится меньше вращающего момента ведомого вала.

При направлении вращения F< каждый из контрдисков 6 ступицы жестко связан со ступицей 3, в то время как диск 5 ступицы свободен при вращении относительно ступицы 3, и наоборот. при противоположном направлении вра- щения диск 5 ступицы жестко связан со ступицей 3, в то время «ак каждый из контрдисков 6 ступицы свободен во вращении относительно ступицы 3 °

Поэтому выбрано такое чередувшееся расположение диска 5 ступицы и каждым из дублирующих его контрдисков

6 ступицы относительно самой ступицы 3.

Таким образом, диск 5 ступицы и контрдиски 6 ступицы имеют одинаковую конФигурацив, включая отверстия

7 и 8 и канавки 11 15, 14 и 16, причем каждый из контрдисков 6 ступицы может быть получен из диска 5 сту5 16006 пицы путем поворота на !80 вокруг диаметра Т всего узла, который проходит через зубцы 10 и 13 ступицы 3.

В представленном варианте зубья

10 и 13 .выполнены в осевом направлении только а средней части ступицы 3.

Часть 2 содержит по меньшей мере один диск 17 — направляющая шайба, обрезуяоший кольцевуяо деталь вокруг ступицы 3, но свободный при врашении относительно ступицы 3 независимо от направления врашения.

На практике имеются две направляюшие шайбы 17, расположенные по ту и до другук» стороны диска 5 ступицы и контрдисков 6 ступицы и жестко соединенные между собой при помоши осевых связок 18, проходяших с зазором через отверстия 19 и 20. предусмот- 20 ренные для этого на наружной периферии диска 5 ступицы и контрдисков 6 ступицы соответственно.

В представленном варианте предусмотрены четыре осевые связки 18, 25 расположенные Х-образно по отношению к оси узла.

В соответствии с изобретением каждое из отверстий !9 и 20 может одним из своих краев находиться в контакте с проходяшей через него осевой связкой 18.

В нейтральном положении узла в контакте с соответствуюшей осевой связкой 18 находится тот край отверстия 19, который является передним относительно направления врешения Г! а у контрдисков 6 в контакте с соответствуюшей осевой связкой 18 находится тот край отверстия 20, который 40 является задним относительно направления врашения Pi.

Таким образом, при заданной механической прочности для диска 5 и контрдисков 6 отверстия 19 и 20 мо- 4 гут иметь максимальные размеры.

Отверстия, выполненные в каждом диске или контрдиске имеют размеры, необходимые для обеспечения углового отклонения между частями 1 и 2, соответствующего работе только в режиме расширения или только в режиме сжатия узла, вместо того, чтобы иметь размеры, соответствуюшие работе как в режиме расширения, так и в режиме сжатия.

Пусть Jt» - зазор, имеющийся в нейтральном положении узла между каждой осевой связкой 18 и тем .краем отвер42 6 стий 19 и 20, который находится нв расстоянии от этой связки.

Часть 2 содержит также Фрикционный диск 21. Его периферийная часть 22, которая может быть разделена на секторы, наклеена на внутреннюю поверхность одной из нвправляюших шайб 17 и жестко соединена с этой направляк»шей шайбой 17 посредством осевых связок 18, уже соединякяпих во врашений эту направлявщук» шайбу 17 с второй направляющей шайбой.

На периферийной чести 22 этого

Фрикционного диска 21 с обеих сторон укреплены выступавшие в осевом направлении фрикционные накладки 23.

В результате зажатия этих фрикционных накладок 23 между двумя дисками, нажимным диском и опорным диском механизма сцепления (не показаны), часть 2 жестко соединяется при врашении с валом.

На практике речь идет о ведущем вале.

В данном случае фрикционного сцепления автомобиля речь идет о выходном вале двигателя автомобиля., Для центровки части 2 относительно части 1 между одной из направлявших шайб 17 части 2 и ступицей 3 части 1 радиально установлен подшипник 24.

Не практике этот подшипник 24 связан с той из напревлюших шайб 17, на которую наклеена периферийная часть

22 Фрикционного диска 21.

Не этом подшипнике 24 выполнен буртик 25, радиально выступаюший перпендикулярно оси узле и расположенный между соответствуюшей направляк»щей шайбой 17 и ближайшим к ней контписком 6.

Направляющие шайбы 17 расположены в осевом направлении вне зубцов 10 и !

3, ступицы 3.

Эластичные средства кругового действия, установленные между частями 1 и 2, содержат несколько эластичных элементов, установленных вокруг оси узла и расположенных касательно к одной и той же окружности этого узла.

В представленном варианте предусмотрены два эластичных элемента 26, имеюшие относительно слабую» жесткость, и два эластичных элемента

27, имевшие- намного большую жесткость. Эти четыре эластичных элемента расположены «рестообрезно.

1600642

На практике речь идет о винтовых пружинах.

Каждый из этих эластичных элементов 26 и 27 частично входит в отвер5 стия 28-31, выполненные в диске 5 ступицы и в контрдисках б ступицы, и частично входят в отверстия 32 и

33, выполненные в направляющих шайбах 17. 10

На радиальном наружном, относительно оси узла, краю отверстий .32 и 33, выполненных в направляющих шайбах 17, предусмотрена выступающая губка, служащая для удержания соответствующего эластичного элемента 26 и 27.

По крайней мере одно, а на практике оба отверстия 28 и 30, выпол-. ненные в раиске 5 ступицы и контрдисках б ступицы для эластичных элементов 26 относительно слабой жесткости, имеют одинаковую конФигурацию С по окружности, соответствующую конФигурации по окружности отверстий 32 и 25

33, выполненных s направляюших шай. бах 17.

По крайней мере одно, а на практике оба отверстия 29 и 31, выполненные в диске 5 и контрдисках б ступицы для 30 эластичных элементов 27 большой жесткости, имеют размер по окружности C 3, превышающий размер по окружности С4 отверстий 33 в направляющих шайбах

17, в результате чего в нейтральном положении узла и в по меньшей мере одном направлении вращения эти эластичные элементы 27 вставлены в отвер-. стия 29 и 31 в диске 5 ступицы и. контрдисках 6 с кольцевым =.asOpoN J+. 40

Этот зазор J одинаков для диска 5 ступицы и для контрдисков 6, но для диска 5 ступицы он регламентирован относительно .эластичных элементов

27 в направлении, противоположном направлению F а для контрдисков 6 ступицы он регламентирован относительно эластичных элементов 27 в направлении F .

Таким образом,. отверстия 29 и 30 имеют одинаковую длину по окружности. Между частями 1 и 2, образующими амортизатор крутильных колеба..ний, действуют Фрикцианные средства известной конструкции

В представленном варианте эти средства содержат, кроме подшипника

24, жестко связанного при вращении с направляющей шайбой 17, две Фрикционные шайбы 34, расположенные по обе стороны диска 5 ступицы между этим диском и каждым из контрдисков 6 ступицы.

Между направляющей шайбой 17, противолежащей той, с которой связан

Фрнкционный диск 34, и контрдиском 6 ступицы, ближайшим к этой направляющей шайбе 17, установлена эластичная шайба 35 типа, например, тарельчатой пружины, которая сжимает весь узел в осевом направлении.

На практике между эластичной шайбой 35 и соответствующим контрдиском

6 ступицы установлена прижимная шайба 36, связанная при вращении с направляющей шайбой 17 посредством ла-пок 37.

В процессе работы, когда автомобиль движется вперед, вращающий момент прилагается к части 2 и, следовательно, к направляющим шайбам 17, принадлежащим этой части, вращаясь в направлении F> эти направляющие шайбы через посредство эластичных средств 26 и 27 кругового действия приводят во вращение часть 1 и, следовательно, ступицу 3.

При работе в режиме расширения, т.е. в режиме, когда вращавший момент ведущего вала больше вращающего момента ведомого вала, именно ступица

3 вращается в направлении, обратном предыдушему, т.е, в направлении F> и через посредство эластичных средств

26 и 27 кругового действия приводит во вращение направлявшие шайбы 17.

Эти направлявшие шайбы на Фиг.6-10 неподвижны.

Таким образом, при работе в режиме расширения ступица 3 при помощи своих зубцов 10 и 13 приводит во вращение контрдиски 6, как показано стрелками F< на Фиг. 7 и 8.

На первой Фазе (Фиг.7) сначала сжимаются только эластичные элементы 26, поскольку пружины, образующие их, имеют относительно слабую жесткость, во всяком случае, намного слабее жесткости пружин эластичных элементов 27.

На второй Фазе (Фиг.8) эластичные элементы 27 также сжимаются, добавляя свое действие к действию эластичных элементов 26, которые остаются сжатыми.

Во время всего этого процесса, соответствующего работе узла в режиме

)600642

Расширения диск 5 ступицы бездействует из-за наличия зазора Jl и работавт только контрдиски 6 ступицы.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока части 1 и 2 не упрутся

5 друг в друга в соответствучощем направлении вращения, либо в результате полного сжатия эластичных элементов

26 и 27, либо в результате того, что по меньшей мере одна из осевых связок 18 упирается в соответствующий край отверстий 20 контрдисков 6,,через которые она проходит, Если в какой-либо момент при переходе с работы в режиме расширения на работу в режиме сжатия вращавший момент между частями 2 и 1 меняет свое направление и вращавший момент становится меньше противодействувшего момента, происходит процесс, обратный описанному, в ходе которого сначала разжимавтся эластичные элементы 17, а затем эластичные элементы 26. На практике это разжатие 25 происходит мгновенно.

Оно соответствует обратному вращению ступицы 3 относительно направля ощих шайб 17, обозначенному стрелкой Fg на Фиг.3. 30

При работе з режиме сжатия, когда весь узел продолжает вращаться в направлении Г1, поскольку автомобиль движется вперед, ступица 3 поворачивается относительно направляющих шайб 17 в противоположном направлении.

После установки в первоначальное положение ступица 3 приводит во вращение диск 5 ступицы в направлении

F, осуществляя это при помощи своих зубцов 10 и 13, На первой Фазе (Фиг.9) вновь первыми сжимаются эластичные элементы 26.

На второй Фазе (Фиг.10) сжимаются 4 также эластичные элементы 27 и добавляют свое действие к действив эластичных элементов 26, которые оставтся сжатыми.

Во время всего этого процесса

50 контрдиски 6 бездействуют из-за наг личия зазора т, работает лишь диск

5 ступицы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока части 1 и 2 не упрутся друг в друга в соответствующем направлении вращения, либо в результате того, что по крайней мере один иэ эластичных элементов 26 и 27, вновь сжимается, либо в результате того. что по меньшей мере одна из осевых связок 18 упирается в соответствующий крей отверстий 19 диска ступицы 5, через которое она проходит.

Кля упрошения описания не учитывалось явление гистерезиса, проявляющееся при угловом отклонении между частиями 1 и 2 из-за трения между ними .

Как известно, такое явление гистерезиса приводит, при заданном угловом отношении к разнице между величикой возраставшего вращавшего момен-а и величиной уменьшакшегося враша ощего момента. Hs этого следует, что зазор J, должен быть больше зазора

Jg который должен быть больше зазора J, Настоящее изобретение не ограничивается описанным и представленным на чертежах вариантом его осуществления.

Например, при желании контрдиски ступицы могут быть соединены между собой при вращении посредством осевых связок, проходящих с зазором через диск ступицы, с которым они связаны.

Хроме того, число коаксиальных частей, смонтированных с возможностьв вращения относительно друг друга и образукщих амортизатор крутильных колебаний, может быть больше двух.

Область применения изобретения не

or.раничивается обязательно Фрикционными сцеплениями, она может, например, распространяться на амортизаторы крутильных колебаний, не оборудованные какими-либо Фрикционными дисками, такие амортизаторы используются в качестве Фильтров вибраций в ль.бых непрерывных трансмиссиях.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

l. Амортизатор крутильных колебаний, преимущественно для автомобиля, содержащий по меньшей мере две коаксиальные части, установленные с возможностью углового смешения друг относительно друга и связанные между собой посредством упругих элементов, при этом одна из частей состоит из диска, установленного на ступице с возможностьв одностороннего зацепления, вторая часть состоит по меньшей мере из одной направлявшей шайбы, установленной с воэможностью углового смещения относительно ступицы, о т л и ч а в шийся тем, что, 1600с42

12 с целью снижения BI & и ув елич ения долговечности, он снабжен по мень-. шей мере одним дополнительным контрдиском, соединенным с диском ступицы с помощью упругих элементов и уста5 новленным на ступице с возможностью одностороннего зацепления, соответ-ствуюшего свободному положению диска, при этом свободное положение контрдиска. соответствует зацеплению диска.

2. Амортизатор по и, 1, о т л и— ч а ю ш н и с я тем, что диск ступицы, контрдиск и направляюшая шайба выполнены с отверстиями, в которых установлены упругие элементы, при этом по меньшей мере для одного упругого элемента отверстия в диске ступицы, контрдиске и направляюшей шайбе имеют одинаковую конйигурацию, а по меньшей мере для одного другого упругого элемента отверстия в диске ступицы и контрдиске имеют размеры, большие размеров отверстия в направляюшей шайбе, а упругий элемент установлен в отверстиях диска, и контрдиска с зазором.

3, Амортизатор по пп.1 и 2, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что на ступице, диске ступицы и контрдиске выполнены средства зацепления в виде зубьев на ступице, канавок на диске и контрдиске, 4. Амортизатор по пп.1-3, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что он снабжен двумя контрдисками, установленными с обеих сторон диска ступицы.

5. Амортизатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что диск ступицы и контрдиски имеют одинаковую конфигурацию, 1600642

R-R

37

1 600642

EZ2

20 И Фи8. 7

IRKKSS3

20 18

37

У2

Составитель Б. Баранов

Техред Л.Сердюкова КорректорМ.Самборская

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 3!53 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по,изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101

) 600642

26

В

1g

И го

У2

19

18,Г 17

ЯЕБ

17

EZZZ