ВЕДОМЫЙ ДИСК СЦЕПЛЕНИЯ С ДЕМПФЕРОМ ХОЛОСТОГО ХОДА

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к сцеплениям транспортных средств.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является ведомый диск сцепления с демпфером холостого хода, патент РФ №2097616, МПК 6 F 16 D 3/12, 13/64, публикация 27.11.97 г, содержащий ступицу с опоясывающим фланцем, фланец (диск) основного демпфера, установленный на ступице с возможностью взаимодействия с наружными шлицами опоясывающего фланца ступицы своими внутренними шлицами, две пружины демпфера холостого хода, тангенциально расположенные в гнездах, каждое из которых образовано расположенными напротив друг друга по направлению оси вращения ступицы вырезом по окружности центрального шлицевидного отверстия фланца (диска) основного демпфера, выемкой в опоясывающем фланце, выемкой (а конкретно вырезом) во втором опорном элементе (зафиксированным на ступице). Кроме того, диск сцепления с демпфером холостого хода содержит переднее фрикционное кольцо основного демпфера, незафиксированное от поворота относительно деталей диска между которыми оно расположено, это передняя пластина и фланец (диск) основного демпфера с боковыми поверхностями которых в процессе работы оно имеет подвижный фрикционный контакт, содержит заднее фрикционное кольцо основного демпфера, которое в процессе работы имеет подвижный фрикционный контакт с боковой поверхностью фланца (диска) основного демпфера и которое зафиксировано выступами в вырезах задней пластины, относительно которой оно подпружинено волнистой пружинной шайбой, содержит переднее и заднее фрикционные кольца демпфера холостого хода, неподвижно зафиксированные соответственно в передней и задней пластинах с возможностью поворота с ними относительно ступицы, причем в процессе работы переднее из фрикционных колец демпфера холостого хода имеет подвижный фрикционный контакт с участком наружной поверхности ступицы и с наружной боковой поверхностью опоясывающего фланца, а заднее - с наружной боковой поверхностью второго опорного элемента, и содержит пружины основного демпфера.
Недостатки данного технического решения: повышенная трудоемкость изготовления ведомого диска сцепления с демпфером холостого хода, во-первых из-за очень сложной его сборки, вызванной необходимостью выполнения перед запрессовкой его стоек подсборки в один пакет большого количества мелких деталей, подпружиненных волнистой и тарельчатой пружинными шайбами, и во-вторых из-за повышенной трудоемкости изготовления ступицы, а именно выемок под пружины в опоясывающем ее фланце; недостаточная надежность его в эксплуатации, сопровождающаяся недостаточной прочностью в работе из-за того, что для относительного снижения трудоемкости изготовления ступицы ее изготавливают из металлокерамики, а данный материал не терпит резкие удары, которые бывают и при установке ведомого диска сцепления и при его эксплуатации, приводящие в основном к трещинам и сколам наружных шлицов ступицы; а кроме того данная конструкция ведомого диска сцепления применима только под двигатели с определенным крутящим моментом и трудно применить данную конструкцию на двигателях с большими крутящими моментами только изменением ее размеров не вводя серьезные изменения в саму конструкцию.
Задача полезной модели: улучшение технологичности изготовления ведомого диска сцепления с демпфером холостого хода и как следствие уменьшение трудоемкости его изготовления, повышение его прочности и надежности в эксплуатации, а также расширение границ его применения, например, с двигателями обладающими большими крутящими моментами.
Указанная задача достигается тем, что в ведомом диске сцепления с демпфером холостого хода, содержащим ступицу, фланец основного демпфера, установленный на ступице с возможностью взаимодействия с наружными шлицами ее опоясывающего фланца своими внутренними шлицами, пружины демпфера холостого хода, тангенциально расположенные в гнездах, каждое из которых образованно по меньшей мере, элементом опоясывающего фланца ступицы, переднее и заднее фрикционные кольца основного демпфера, переднее и заднее фрикционные кольца демпфера холостого хода, неподвижно зафиксированные от поворота относительно жестко взаимосвязанных между собой соответственно передней и задней пластин с возможностью поворота вместе с ними относительно ступицы, и содержащий пружины основного демпфера,
согласно полезной модели, ступица выполнена из стали, а каждое гнездо под соответствующую пружину демпфера холостого хода образовано элементом опоясывающего фланца ступицы в виде выреза в нем по окружности, установочным участком переднего фрикционного кольца основного демпфера и установочным участком заднего фрикционного кольца основного демпфера, причем переднее и заднее фрикционные кольца основного демпфера неподвижно зафиксированы в опоясывающем фланце основного демпфера с возможностью вращения вместе с ним относительно ступицы с контактом переднего фрикционного кольца основного демпфера по меньшей мере поверхностью одного бокового кольцевого выступа с передней пластиной и с контактом заднего фрикционного кольца основного демпфера наружной боковой поверхностью с опорным кольцом, установленным между последним и задней пластиной, относительно которой оно зафиксировано от поворота и относительно которой подпружинено, заднее же фрикционное кольцо демпфера холостого хода неподвижно зафиксировано от поворота относительно задней пластины посредством тарельчатой пружинной шайбы и установлено с непосредственным контактом своим внутренним торцом с опоясывающим фланцем ступицы.
В частном случае, в ведомом диске сцепления установочные участки переднего и заднего фрикционных колец основного демпфера выполнены в виде их выемок.
В частном случае, в ведомом диске сцепления неподвижная фиксация переднего и заднего фрикционных колец основного демпфера в опоясывающем фланце основного демпфера осуществлена посредством их выступов расположенных в сквозных окнах последнего.
В частном случае, в ведомом диске сцепления на переднем фрикционном кольце основного демпфера выполнено два боковых кольцевых выступа, поверхности которых контактируют с передней пластиной.
В частном случае, в ведомом диске сцепления опорное кольцо зафиксировано от поворота относительно задней пластины посредством его (опорного кольца) выступов, расположенных в ее сквозных окнах, а подпружинено относительно нее посредством волнистой пружиной шайбы.
В частном случае, в ведомом диске сцепления заднее фрикционное кольцо демпфера холостого хода установлено с непосредственным контактом своим
внутренним торцом с опоясывающим фланцем ступицы посредством тарельчатой пружинной шайбы.
Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета показывает, что совокупность существенных признаков этого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется на чертежах:
Фиг.1. - ведомый диск сцепления с демпфером холостого хода, диаметральный разрез;
Фиг.2. - вид А на фиг.1;
Фиг.3. - вид Б на фиг.1;
Фиг.4. - переднее фрикционное кольцо основного демпфера;
Фиг.5. - заднее фрикционное кольцо основного демпфера;
Фиг.6. - упорное кольцо;
Фиг.7. - график (характеристика ведомого диска сцепления в координатах «Ход-Усилие»;
Фиг.8. - фрагмент взаимодействия ступицы и фланца основного демпфера своими шлицами ведомого диска сцепления;
Фиг.9. - фрагмент взаимодействия ступицы, фланца основного демпфера с передней и задней пластинами ведомого диска сцепления.
Ведомый диск сцепления с демпфером холостого хода содержит ступицу 1, выполненную из стали, фланец 2 основного демпфера, установленный на ступице 1 с возможностью взаимодействия с наружными шлицами 3 ее опоясывающего фланца 4 (фланца 4 ступицы 1) своими внутренними шлицами 5, пружины 6 демпфера холостого хода, тангенциально расположенные в гнездах 7, переднее 8 и заднее 9 фрикционные кольца основного демпфера, переднее 10 и заднее 11 фрикционные кольца демпфера холостого хода, неподвижно зафиксированные от поворота относительно жестко взаимосвязанных между собой соответственно передней 12 и задней пластин 13 с возможностью поворота вместе с ними относительно ступицы 1, и содержащий пружины 14 основного демпфера. В частности передняя 12 и задняя 13 пластины жестко взаимосвязаны между собой посредством стоек 15.
Каждое гнездо 7 под соответствующую пружину 6 демпфера холостого хода образовано элементом 16 опоясывающего фланца 4 ступицы 1 в виде выреза в нем по окружности, установочным участком 17 переднего фрикционного кольца 8 основного демпфера и установочным участком 18 заднего фрикционного кольца 9 основного демпфера.
Переднее 8 и заднее 9 фрикционные кольца основного демпфера неподвижно зафиксированы во фланце 2 основного демпфера с возможностью вращения вместе с ним относительно ступицы 1 с контактом переднего фрикционного кольца 8 основного демпфера поверхностями 19 его боковых кольцевых выступов 20 с передней 12 пластиной и с контактом заднего фрикционного кольца 9 основного демпфера наружной боковой поверхностью 21 с опорным кольцом 22, установленным между последним (т.е. задним фрикционным кольцом 9 основного демпфера) и задней пластиной 13, относительно которой оно зафиксировано от поворота и относительно которой подпружинено. В частном случае, как показано на фигурах, опорное кольцо 22 зафиксировано от поворота относительно задней пластины 13 посредством его выступов 23 расположенных в ее сквозных окнах 24, а подпружинено относительно нее посредством волнистой пружиной шайбы 25.
Заднее фрикционное кольцо 11 демпфера холостого хода неподвижно зафиксировано от поворота относительно задней пластины 13 посредством тарельчатой пружинной шайбы 26 и установлено с непосредственным контактом своим внутренним торцом 27 с опоясывающим фланцем 4 ступицы 1. В частном случае, как показано на фигурах, тарельчатая пружинная шайба 26 посредством своих наружных пазов 28 охватывает выступы 23 опорного кольца 22 и тем самым фиксируется от поворота относительно задней пластины 13, а посредством расположенных в уступах 29 заднего фрикционного кольца 11 демпфера холостого хода своих внутренних выступов 30 она (шайба 26) неподвижно фиксирует это кольцо 11 от поворота относительно задней пластины 13 и одновременно в данном частном случае поджимает кольцо 11 к опоясывающему фланцу 4 ступицы 1 относительно задней пластины 13 в осевом направлении ведомого диска, тем самым участвуя в обеспечении непосредственного контакта заднего фрикционного кольца 11 демпфера холостого хода своим внутренним торцом 27 с опоясывающим фланцем 4 ступицы 1.
В частном случае, в ведомом диске сцепления установочные участки 17, 18 соответственно переднего 8 и заднего 9 фрикционных колец основного демпфера выполнены в виде их выемок.
В частном случае, в ведомом диске сцепления неподвижная фиксация переднего 8 и заднего 9 фрикционных колец основного демпфера во фланце 2 основного демпфера осуществлена посредством их выступов 31 расположенных в сквозных окнах 32 последнего.
В частном случае, в ведомом диске сцепления на переднем фрикционном кольце 8 основного демпфера выполнено два боковых кольцевых выступа 20, поверхности которых контактируют с передней пластиной 12.
Работает ведомый диск сцепления с демпфером холостого хода следующим образом.
При включенной передаче в коробке переменных передач крутящий момент двигателя передается от фрикционных накладок «L» ведомого диска сцепления через пружины 14 основного демпфера и далее через контактирующие внутренние шлицы 5 фланца 2 основного демпфера с наружными шлицами 3 опоясывающего фланца 4 ступицы 1 к его ступице 1, а уже от нее к элементам силовой передачи транспортного средства.
На холостом ходу двигателя, его крутящий момент передается от фрикционных накладок к ступице 1 ведомого диска сцепления, а от нее только на первичный вал с шестернями коробки передач, так как связь с остальными элементами силовой передачи на этом режиме прервана (т.е. ни одна передача в коробке передач не включена). На этом режиме двигателя пружины 14 основного демпфера из-за большой их жесткости и малого крутящего момента двигателя не реагируют на изменения крутящего момента, вызываемые крутильными колебаниями коленчатого вала, в результате чего изменения крутящего момента передаются на фланец 2 основного демпфера и приводят его к угловому перемещению относительно ступицы 1 то в одну, то в другую сторону, что заставляет пружины 6 демпфера холостого хода попеременно сжиматься и разжиматься. Изменения крутящего момента двигателя, вызванные крутильными колебаниями его коленчатого вала передаются от радиально расположенных стенок установочных участков 17, 18 (выполненных в виде выемок) соответственно переднего 8 и заднего 9 фрикционных колец основного демпфера на контактирующие с ними торцевые витки пружин 6 демпфера холостого хода, а с их вторых торцевых витков - на радиально
расположенные стороны вырезов (элементов 16) опоясывающего фланца 4 ступицы 1.
При повороте фланца 2 основного демпфера относительно ступицы 1 на угол «α1» (см. фиг.8.) (т.е. при сжатии пружин 6) в направлении прямого хода вращения «W» ведомого диска сцепления (фланца 2) (прямой натяг) происходит контакт боковых сторон внутренних шлицов 5 фланца 2 основного демпфера с боковыми сторонами наружных шлицов 3 опоясывающего фланца 3 ступицы 1 (на графике фиг.7 участком «α1» показана зависимость угла поворота фланца 2 основного демпфера относительно ступицы 1 от крутящего момента двигателя) и затем в работу вступают пружины 14 основного демпфера ведомого диска сцепления, а именно первая их пара, пружины которой изначально установлены в окнах фланца 2 основного демпфера и в передней 12 и задней 13 пластинах с небольшим натягом, после определенного сжатия которых на угол «β1» (см. фиг.9.) (на графике фиг.7 участком «β1» показана работа данной первой пары пружин 14 основного демпфера) вступают в работу пружины второй пары (пружин 14), которые установлены изначально в окнах передней 12 и задней 13 пластин с небольшим натягом, при сжатии на угол «γ1» фланец 2 ведомого диска упирается стенками 33 своих вырезов в стойки 15 (на графике фигуры 7 участком «γ1» показана работа обеих пар пружин 14 основного демпфера).
При повороте фланца 2 основного демпфера относительно ступицы 1 на угол «α2» (см. фиг.8.) (т.е. при сжатии пружин 6) в направлении, обратном направлению прямого хода вращения «W» ведомого диска сцепления (фланца 2) (т.е. при отрицательных значениях колебаний - например в режиме торможения двигателем) (обратный накат) происходит контакт боковых сторон внутренних шлицов 5 фланца 2 основного демпфера с боковыми сторонами наружных шлицов 3 опоясывающего фланца 3 ступицы 1 (на графике фиг.7 участком «α2» показана зависимость угла поворота фланца 2 основного демпфера относительно ступицы 1 от крутящего момента двигателя) и затем в работу вступают пружины 14 основного демпфера ведомого диска сцепления, а именно первая их пара, после определенного сжатия которых на угол «β2» (см. фиг.9.) (на графике фиг.7 участком «β2» показана работа данной первой пары пружин 14 основного демпфера) вступают в работу пружины второй пары (пружин 14), при выборе которыми углового зазора равного углу «γ2» фланец 2 ведомого диска сцепления упирается стенками 33 своих вырезов в стойки
15, которые окончательно ограничивают поворот ведущей части диска сцепления относительно его ведомой части (на графике фиг.7 участком «γ2» показана работа обеих пар пружин 14 основного демпфера).
Движение ступицы 1 относительно фланца 2 основного демпфера, до момента взаимодействия их шлицов 3 и 5 (т.е. при выборе ими угла «α1» или угла «α2»), сопровождается гашением крутильных колебаний в результате трения переднего фрикционного кольца 10 демпфера холостого хода его внутренним торцом о боковую поверхность опоясывающего фланца 4 ступицы 1 и в результате трения заднего фрикционного кольца 11 демпфера холостого хода его внутренним торцом 27 о боковую поверхность опоясывающего фланца 4 ступицы 1.
При взаимодействии шлицов 3 и 5 фланца 2 основного демпфера и опоясывающего фланца 4 ступицы 1 приводятся в действия переднее 8 и заднее 9 фрикционные кольца основного демпфера, которые совместно с передним 10 и задним 11 фрикционными кольцами демпфера холостого хода гасят крутильные колебания в результате трения переднего фрикционного кольца 8 основного демпфера поверхностью 19 одного его бокового кольцевого выступа 20 (или двух его боковых кольцевых выступов 20 в частности, как показано на фигурах) с передней 12 пластиной и в результате трения заднего фрикционного кольца 9 основного демпфера наружной боковой поверхностью 21 с опорным кольцом 22.
Пружины 6 демпфера холостого хода совместно с передним 10 и задним 11 фрикционными кольцами демпфера холостого хода понижают амплитуду коленчатого вала двигателя передающуюся к элементам силовой передачи на режиме холостого хода и режиме торможения двигателем, устраняя тем самым возможность появления резонансных колебаний на этих режимах.
Таким образом, выполнение ступицы 1 ведомого диска сцепления с демпфером холостого хода из стали, фиксация каждой из пружин 6 демпфера холостого хода относительно фланца 2 основного демпфера (а не наоборот как у прототипа относительно опоясывающего фланца ступицы) посредством неподвижно зафиксированных во фланце 2 передним 8 и задним 9 фрикционными кольцами основного демпфера, по сути выполняющими одновременно две функции, обеспечение трения переднего 8 фрикционного кольца основного демпфера не по опоясывающему фланцу (диску) основного демпфера - как у прототипа, а по передней пластине 12 его двумя боковыми кольцевыми выступами 20 (а в частности
может быть и одним и тремя боковыми кольцевыми выступами 20 и т.д.), что дает возможность варьировать площадью трения при необходимости, введение в конструкцию зафиксированного в задней пластине опорного кольца 22, обеспечивающем трение с задним 9 фрикционным кольцом основного демпфера (в отличии от прототипа - где заднее фрикционное кольцо основного демпфера взаимодействует поверхностью трения с фланцем (диском) основного демпфера), а также фиксация заднего фрикционного кольца 11 демпфера холостого хода от поворота относительно задней пластины 13 посредством тарельчатой пружинной шайбой 26 и установка его с непосредственным контактом своим внутренним торцом 27 с опоясывающим фланцем 4 ступицы (в отличии от прототипа - где заднее фрикционное кольцо демпфера холостого хода зафиксировано в задней пластине своими выступами и контактирует торцом с опорным элементом, дополнительно введенным в конструкцию для образования гнезд под пружины демпфера холостого хода),- по сравнению с прототипом позволяет улучшить технологичность изготовления ведомого диска сцепления с демпфером холостого хода и как следствие уменьшить трудоемкости его изготовления, а также повысить его прочность и надежность в эксплуатации, а также расширить границы его применения, например, с двигателями обладающими большими крутящими моментами.