Амортизатор крутильных колебаний

(33) РК части, усуглового друга. Пе улицы, на- ступицей 1( 3 влении иосительноатном наль Грато Мишсвяэаньдяшихся В ство СССР /64, 1970. НЫХ КОЛЕБАении в ие за оао -твует сков, ирасполо направл бодному поборот, Вто женная час женив контрди томо ьзокоаксиальновключает две ие шаибы.о располож ловое смещение ко сни- долных часте оисх после преодтичных элем т д автомоби- ольэовано Иэобре естроенивние относитсяи может быть и ановленные с ожност Гловог лен в тамо снижение шума долговечности амортизатор ид спереди, на Фиг,1, на Фиг.2; на вид спереди, е Фиг. 2 - фиг. 3 - фиг. 4 - на Фиг.5 н нтрдис б-Р 7 и затора и 10ид сп улицы, в з В-В на первая фие пружи ая Фаз реди, на Фиг. фиг.3; на Фиг работы аморти 26, на Фиг. 8 боты, сжатие сжат- вторн аОсудАРСТВенный номитет изоБ етениям и отнеытиям и Гкнт ссср(57) Изобретение относится к абилестроению и может быть исповано для Фрикционного сцеплениавтомобилях. Цель изобретенияжение шума в работе и повышениговечности. Амортизатор содержи для Фрикционного. сцбилях.Цель изобретенияпри работе и повышеНа фиг, 1 изображкрутильных колебаниразрез А-Аразрез Б-Бдиск ступи 2 коаксиально расположенные тановленные с возможностью смещения относительно дру вая часть вклвчает диск с ходящийся в зацеплении со при вращении в одном напр свободно установленный от ступицы при вращении в об правлении. С диском ступи два контрдиска, также нах зацеплении со ступицей пр одном направлении. Положе ния диска ступицы соответ ния ими деиствия эласов. 4 з.п,ф-лы, 10 ил. Амортизатор содержит две коаксиально расположенные части 1 и 2, у смешения друг относительно друга.Часть 1 имеет ступицу 3 для жесткогосоединения с ведомым валом (например,с входным валом коробки скоростейавтомобиля) посредством шлицев, выполненных на поверхности отверстияступицы 3, и диск 5 ступицы, связанный со ступицей 3 с воэможностьюодностороннего зацепления. С диском5 ступицы соединен по меньшей мереодин контрдиск б, также связанный соступицей, причем направление зацепления диска 5 ступицы противоположнонаправлению зацепления контрдиска б.Амортизатор может иметь пва идентичных контрдиска 6, расположенных.с,противоположных сторон диска 5 ступицы. В диске 5 ступицы выполченоцентральное осевое отверстие 7 дляустановки диска на ступицу 3, контрдиски также имевт соответствующие отверстия 8. Иежду ступицей 3 и диском5 ступицы предусмотрены средства 9Зацепления выполненные в виде поМеньшей мере одного радиального зуба10 на наружной поверхности ступицы 3и 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 каждымконтрдиском 6. На ступице имеется зуб 2013, а на поверхности контрдисков соответствувшая канавка 14. Зубья 10и 13 расположены диаметрально противоположно друг другу. Пля обеспечения зазора в окружном направлении, 25при установке зубьев в анавках канавка 14 выполнена с дополнительнымучастком, сопряженным с участком 15диска ступицы 5, а канавка 11 дискаступицы сопряжена с дополнительнымучастком 16 контрдиса 6, Канавки 11,15 и 14, 16 имеют одинаковую конфигурацию и размеры 0 и расположеныдиаметрально противоположно другдругу. Таким образом, средства 9зацепления между ступицей 3 и дискомступицы 5 включают не только зуб 10,выполненный на ступице 3, но и зуб13, взаимодействующие соответственнос канавками 11, 15 диска, ступицы 5, 40Средства 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 зацеплениямежду ступицей 3. и диском 5 ступицынаходятся в контакте в одном направлении вращения, а средства 12 зацепления с зазором между ступицей 3 икаждым из контрдисков 6 находятся вконтакте в противоположном направлении вращения,отПри направлении вращения Р, соответствующем движенио автомобиля впе.ред к, следовательно, работе узла врежиме расширения, когда вращающий момент ведущего вала больше вращавшего момента ведомого вала, посколькудвигатель приводит автомобиль в движение, в контакте находятся средства12 зацепления между ступицей 3 икаждым из контрдисков ступицы 6, канавки 14 и 16 каждого из контрдисковступицы .6 упираются в зубья 10 и 13ступицы 3 своим краем, являющимся задним относительно направления вращенияузла.Пусть т - круговой зазор междузубьями 10 и 13 ступицы 3 и противоположным краем канавок 14 и 16 каждого из контрдисков 6 ступицы (Фиг.5).В этом случае средства 9 зацеплениямежду ступицей 3 и диском 5 ступицынаходятся в контакте в противоположном направлении.В нейтральном положении узла диск5 ступицы упирается в зубьям 1 О и 13ступицы 3 краем своих канавок 11 и15, являвшимся задним относительнонаправления, противоположного направлению Р .Таким образом, имеется зазор 3,равный предыдущему, между этими зубьями 10 и 13 ступицы 3 и краем канавок11 и 15 диска 5 ступицы, являвшимсяпередним относительно этого нанравления вращения,Это направление вращения являетсяпротивоположным направлению вращенияР и соответствует работе узла в режиме сжатия, когда вращающий моментведущего вала становится меньше вращающего момента ведомого вала.При направлении вращения Р каждый из контрдисков 6 ступицы жесткосвязан со ступицей 3, в то время какдиск 5 ступицы свободен при вращенииотносительно ступицы 3, и наоборот.при противоположном направлении вра-щения диск 5 ступицы жестко связансо ступицей 3, в то время ак каждыйиз контрдисков 6 ступицы свободенво вращении относительно ступицы 3.Поэтому выбрано такое чередуюшееся расположение диска 5 ступицы и каждым из дублирующих его контрдисков6 ступицы относительно самой ступицы 3,Таким образом, диск 5 ступицы иконтрдиски 6 ступицы имеют одинаковую конфигурацию, включая отверстия7 и 8 и канавки 11, 15, 14 и 16, причем каждый из контрдисков 6 ступицыможет быть получен из диска 5 сту5 16006пицы путем поворота на 180 вокругдиаметра Т всего узла, который проходит через зубцы 10 и 13 ступицы 3.В представленном варианте зубья10 и 13,выполнены в осевом направлении только в средней части ступицы 3.Часть 2 содержит по меньшей мереодин диск 17 - направляющая шайба, образующий кольцевую деталь вокРуг сту- Опицы 3, но свободный при вращенииотносительно ступицы 3 независимоот направления врашения.На практике имеются две направляющие шайбы 17, расположенные по ту ипо другую стороны диска 5 ступицы иконтрдисков 6 ступицы и жестко соединенные между собой при помощи осевых связок 8, проходяших с зазоромчерез отверстия 19 и 20. предусмотренные для этого на наружной периферии диска 5 ступицы и контрдисков 6ступицы соответственно.В представленном варианте предусмотрены четыре осевые связки 18, 25расположенные Х-образно по отношениюк оси узла,В соответствии с изобретениемкаждое из отверстий 19 и 20 можетодним из своих краев находиться вконтакте с проходящей через него осевой связкой 18.В нейтральном положении узла вконтакте с соответствуюшей осевойсвязкой 18 находится тот край отверстия 19, который является переднимотносительно направления вращения Га у контрдисков 6 в контакте с соответствуюшей осевой связкой 18 находится тот край отверстия 20, которыйявляется задним относительно направления врашения Р,Таким образом, при заданной механической прочности для диска 5 иконтрдисков 6 отверстия 19 и 20 могут иметь максимальные размеры.Отверстия, выполненные в каждомдиске или контрдиске имеют размеры,необходимые для обеспечения угловогоотклонения между частями 1 и 2, соответствующего работе только в режимерасширения или только в режиме сжатия узла, вместо того, чтобы иметьразмеры, соответствуюшие работе какв режиме расширения, так и в режимесжатия.Пусть 3 - зазор, имеющийся в нейтральном положении узла между каждойосевой связкой 18 и тем .краем отвер 42 6стий 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 направлявшей шайбой 17 посредством осевых связок 18, уже соединящпих во врашенийэту направлявшую шайбу 17 с второйнаправляющей шайбой.На периФерийной части 22 этого фрикционного диска 21 с обеих сторонукреплены 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 приврашении с валом.На практике речь идет о ведущемвале.В данном случае фрикционного сцепления автомобиля речь идет о выходном вале двигателя автомобиля.,Для центровки части 2 относительно части 1 между одной из направляюших шайб 17 части 2 и ступицей 3 части 1 радиально установлен подшипник 24.На практике этот подшипник 24 связан с той из напрввлюших шайб 17, на которую наклеена периферийная часть22 фрикционного диска 21.На этом подшипнике 24 выполнен буртик 25, радиально выступащпий перпендикулярно оси узла и расположенный между соответствующей направляющей шайбой 17 и ближайшим к ней конт- диском 6.Направлявшие шайбы 17 расположены в осевом направлении вне зубцов 10 и3, 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, имеющие относительно слабую жесткость, и два эластичных элемента 27, имевшие намного большую жесткость. Эти четыре эластичных элемента расположены крестообразно.Нв практике речь идет о винтовыхпружинах.Каждый из этих эластичных элементов 26 и 27 частично входит в отвер 5стия 28-31, выполненные в диске 5ступицы и в контрдисках б ступицы,и частично входят в отверстия 32 и33, выполненные в направляющих шайбах 17.10Нв радиальном наружном, относительно оси узла, краю отверстий 32и 33, выполненных в направлявшихшайбах 17, предусмотрена выступающая губка, служащая для удержания 15соответствующего эластичного элемента 26 и 27.По крайней мере одно, а на практике обв отверстия 28 и 30, выполненные в иске 5 ступицы и контрдисках б ступицы для эластичных элементов 26 относительно слабой жесткости,имвот одинаковуо конФигурацию С поокружности, соответствующую конфигурации по окружности отверстий 32 и .25ЗЗ, выполненных в направлявших шайбах 17,По крайней мере одно, а на практике оба отверстия 29 и 31, выполненныев диске 5 и контрдисках б ступицы для 30эластичных элементов 27 большой жесткости, имеют размер по окружности С 3,превышающий размер по окружности С 4отверстий 33 в направляющих шайбах17, в результате чего в нейтральномположении узла и в по меньшей мереодном направлении вращения эти эластичные элементы 27 вставлены в отверстия 29 и 31 в диске 5 ступицы и.контрдисках 6 с кольцевым :азором 1. 40Этот зазор 7 одинаков для диска 5ступицы и для контрдисков 6, но длядиска 5 ступицы он регламентированотносительно .эластичных элементов27 в направлении, противоположном 45направлению Р, а для контрдисков 6ступицы он регламентирован относительно эластичных элементов 27 внаправлении Р .Таким образом, отверстия 29 и 30имеют одинаковув длину по окружности. Между частями 1 и 2, образующими амортизатор крутильных колебаний, действуют Фрикционные средстваизвестной конструкции.55В представленном варианте этисредства содержвт, кроме подшипника24, жестко связанного при вращениис направляющей шайбой 17, две Фрикционные шайбы 34, расположенные пообе стороны диска 5 ступицы междуэтим диском и каждым из контрдисков 6 ступицы.Между направлявшей шайбой 17, противолежашей той, с которой связанФрнкционный диск 34, и контрдиском 6ступицы, ближайшим к этой направляющей шайбе 17, установлена эластичная шайба 35 типа, например, тарельчатой пружины, которая сжимает весьузел в осевом направлении,На практике между эластичной шайбой 35 и соответствующим контрдиском6 ступицы установлена прижимная шайба 36, связанная при вращении с направлявшей 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, вращаясьв направлении Р эти направляющиешайбы через посредство эластичныхсредств 26 и 27 кругового действияприводят во вращение часть 1 и, следовательно, ступицу 3,При работе в режиме расширения,т,е. в режиме, когда вращавший моментведущего вала больше врашаюшего момента ведомого вала, именно ступица3 врашается в направлении, обратномпредыдушему, т,е, в направлении Ри через посрецство эластичных средств26 и 27 кругового действия приводитво вращение направлявшие шайбы 17.Эти направлявшие шайбы нв фиг,6-10неподвижны.Таким образом, при работе в режиме расширения ступица 3 при помощисвоих зубцов 10 и 13 приводит во врашение контрдиски 6, как показанострелками Р на Фиг. 7 и 8.На первой Фазе (Фиг,7) сначаласжимаются только эластичные элементы 26, поскольку пружины, образующие их, имеют относительно слабуюжесткость, во всяком случае, намногослабее жесткости пружин эластичныхэлементов 27.На второй Фазе (Фиг,8) эластичныеэлементы 27 также сжимаются, добавляя свое действие к действию эластичнь 1 х элементов 26, которые остаютсясжатыми.Во время всего этого процесса, соответствуюшего работе узла в режимерасширениядиск 5 ступицы бездейст"вует из-за наличия зазора Л 1 и работают только контрдиски 6 ступицы.Этот процесс продолжается до техпор, пока части 1 и 2 не упрутся5друг в друга в соответствующем направлении вращения, либо в результатеполного сжатия эластичных элементов26 и 27, либо в результате того, чтопо меньшей мере одна из осевых связок 18 упирается в соответствующийкрай отверстий 20 контрдисков 6,,через которые она проходит,Если в какой-либо момент при переходе с работы в режиме расширенияна работу в режиме сжатия вращавшиймомент между частями 2 и 1 меняетсвое направление и врашаюший моментстановится меньше противодействующего момента, происходит процесс,обратный описанному, в ходе которого сначала разжимаются эластичныеэлементы 17, а затем эластичные элементы 26. На практике это рвзжатие 25происходит мгновенно.Оно соответствует обратному вращению ступицы 3 относительно направляющих шайб 17, обозначенному стрелкой Р на фиг.3. 30При работе з режиме сжатия, когдавесь узел продолжает вращаться в направлении Г 1, поскольку автомобильдвижется вперед, ступица 3 поворачивается относительно направляющихшайб 17 в противоположном направлении.После установки в первоначальноеположение ступица 3 приводит во вращение диск 5 ступицы в направленииГ, осуществляя это при помощи своихзубцов 10 и 13,На первой Фазе (Фиг.9) вновь первыми сжимаются эластичные элементы 26,На второй фазе (Фиг,10) сжимаются 45также эластичные элементы 27 и добавляют свое действие к действиюэластичных элементов 26, которые остаются сжатыми,Во время всего этого процесса50контрдиски 6 бездействуют из-за наГличия зазора т, работает лишь диск5 ступицы, Этот процесс продолжается до тех пор, пока части 1 и 2 неупрутся друг в друга в соответствующем направлении вращения, либо в результате того, что по крайней мереодин 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.Для упрошения описания не учитывалось явление гистерезиса, проявляющееся при угловом отклонении между частиями 1 и 2 из-за трения между ними .ЬКак известно, такое явление гистерезиса приводит, при заданном угловом отношении к разнице между вели- чикой возрастающего вращающего момента и величиной уменьшавшегося вращающего момента. Из этогоследует, что зазор 1, должен быть больше зазора 3, который должен быть больше зазора Л,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 оци связаны.Кроче того, число ковксивльных частей, смонтированных с возможностью эрапения относительно друг друга и образующих амортизатор крутильных колебаний, может быть больше двух.Область применения изобретения не ограничивается обязательно Фрикционными сцеплениями, она может, например, распространяться на амортизаторы крутильцых колебаний, це оборудованные хакими-либо Фрикциоццыми дисками, такие амортизаторы используются в качестве Фильтров вибраций в любых непрерывных трансмиссиях,Формула изобретения1. Амортизатор крутильцых 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 возможностью одностороннего зацепления, вторая часть состоит по меньшей мере из одной направляющей шайбы, установленной с воэможностью углового смеп.ения относительно ступицы, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, 1600 с 42 12с цель 0 снижения шума и увеличения долговечности, он снабжен по меньшей мере одним дополнительным контр- диском, соединенным с диском ступицы5 с помошьв упругих элементов и установленным на ступице с возможностью одностороннего зацепления, соответ" ствуинпего свободному положеиио диска, при этом свободное положение контр- диска соответствует зацеплению диска.2. Амортизатор по п, 1, о т л и - ч а в ш н й с я тем, что диск ступицы, контрдиск и направляяцая шайба выполнены с отверстиями, в которых установлены упругие элементы, при этом по меньшей мере для одного упругого элемента отверстия в диске ступицы, контрдиске и направлявшей шайбе имеет одинаковув конйигурацив, а по меньшей мере для одного другого упругого элемента отверстия в диске ступицы и контрдиске имеют размеры, большие размеров отверстия в направлявшей шайбе, а упругий элемент установлен в отверстиях диска, и контрдиска с зазором.3, Амортизатор по пп.1 и 2, о т" л и ч а в ш и й 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 в ш и й с я тем, что он снабжен двумя контрдисками, установленными с обеих сторон диска ступицы.5. Амортизатор по п. 1, о т л ич а о щ и й с я тем, что диск ступицы и контрдиски имеот одинаковув конйигурацив,20 18 У 2 Составитель Б. БарановРедактор Л,Пчолинская Техред Л,сердюкова Корректор М.Самборска Подписноекрытиям при ГКНТ СССРд. 4/5 л. Гагарина 01 60064226е191 Заказ 353 Тираж 539ВНИИПИ Государственного комитета по,изобретениям и113035, Москва, Ж, Раушская наб Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужг 17 ЯЕБ