МУФТА С НАСТРОЕЧНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ДЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АКУСТИЧЕСКУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ МУФТЫ
COUPLING WITH TUNING ELEMENT FOR ACTING ON ACOUSTIC CHARACTERISTIC OF COUPLING

Изобретение относится к муфте, в частности к многодисковой муфте, предпочтительно для передачи крутящих моментов, целесообразно переменных крутящих моментов, с особо выраженной неравномерностью вращения между силовой машиной и приводной машиной.
Многодисковые муфты состоят, как правило, из стакана муфты, втулки муфты и пакетов дисков, причем в каждом случае один пакет дисков соединен с геометрическим замыканием с втулкой муфты, а другой пакет дисков со стаканом муфты. Если пакеты дисков прижимаются друг к другу, то имеет место силовая передача от стакана муфты через пакеты дисков на втулку муфты. Для того чтобы делать возможным переключение многодисковой муфты для установления или разъединения силового замыкания, в соединениях с геометрическим замыканием пакетов дисков с присоединенными к ним конструктивными элементами (стакан муфты с одним пактом дисков, а также втулка муфты с другим пакетом дисков) должен иметься радиальный зазор в геометрическом замыкании. Этот зазор создает переключение системы соединенных с геометрическим замыканием конструктивных элементов, что может приводить к в частности ударным шумам между боковыми поверхностями соединений с геометрическим замыканием. Прежде всего, стакан муфты испускает благодаря этому переходному возмущению частотные составляющие, которые непосредственно зависят от форм свободных колебаний, собственных частот и модальных затуханий этих форм свободных колебаний и коррелируют с возникающими составляющими механического шума.
Задача изобретения состоит в предотвращении или уменьшении нежелательных шумов муфты, предпочтительно в их преобразовании или расстраивании в предпочтительные и/или определенные функциональные/рабочие шумы.
Эта задача может решаться с помощью признаков основного независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения могут быть позаимствованы из зависимых пунктов формулы изобретения и последующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения.
Изобретение относится к муфте, в частности к многодисковой муфте, включающей в себя наружный элемент муфты и внутренний элемент муфты. Наружным элементом муфты предпочтительно является стакан муфты, в частности, наружная ступица многодисковой муфты. Внутренним элементом муфты предпочтительно является втулка муфты, в частности внутренняя ступица многодисковой муфты.
Наружный элемент муфты и внутренний элемент муфты предпочтительно расположены по существу соосно друг с другом.
Муфта отличается, в частности, тем, что предпочтительно по существу кольцеобразный настроечный элемент целесообразно, по меньшей мере, на отдельных участках покрывает наружный элемент муфты. Настроечный элемент служит предпочтительно для воздействия на акустическую характеристику муфты, в частности, на акустическую характеристику наружного элемента муфты. При этом настроечный элемент служит, в частности, для воздействия на психоакустическую характеристику и/или для целесообразно наружного покрытия наружного элемента муфты.
Благодаря настроечному элементу целесообразно возможно то, что нежелательные шумы муфты уменьшаются и/или расстраиваются в предпочтительные функциональные и/или рабочие шумы.
Муфта при помощи настроечного элемента может настраиваться, в частности, посредством распределения массы и/или жесткости наружного элемента муфты таким образом, что формы собственных колебаний и/или собственные частоты наружного элемента муфты могут регулироваться таким образом, что испускание воздушного шума может минимизироваться и/или сдвигаться в диапазон частот, который воспринимается как не беспокоящий.
Материал и/или геометрия настроечного элемента оказывают влияние на его механические частичные (местные) свойства массы, жесткости и/или коэффициента демпфирования места соединения.
Настроечный элемент может расстраивать, соответственно, преобразовывать целесообразно формы свободных колебаний и/или собственные частоты шумов муфты, в частности, наружного элемента муфты, таким образом, что предпочтительный функциональный и/или рабочий шум достигается, например, вследствие того, что благодаря затуханию форм свободных колебаний и/или собственных частот может формироваться акустическая характеристика муфты, в частности, наружного элемента муфты.
Колебательные системы могут модально описываться целесообразно дискретно посредством матрицы из зависимых n*m систем пружина-масса.
Формирование акустической характеристики может происходить, в частности, по существу посредством целенаправленного воздействия на связность импульсов и/или на модуляцию отдельных групп частот шума муфты. Альтернативно или дополнительно к выделению и/или подавлению определенных, ориентированных на область применения групп частот шума муфты можно стремиться вследствие того, что через это интенсивность колебаний и/или неоднородность испущенного общего шума муфты может регулироваться воздействием на модальные параметры посредством коэффициента демпфирования материала и/или места соединения (коэффициента демпфирования стыка) и альтернативно или дополнительно посредством модуля упругости при растяжении и/или при сдвиге настроечного элемента.
Настроечный элемент делает возможным, в частности, то, что на образовывающиеся посредством коэффициента демпфирования материала и/или места соединения, а также альтернативно или дополнительно посредством модуля упругости при растяжении и/или при сдвиге матрицы массы, жесткости и/или коэффициента демпфирования муфты, в частности, наружного элемента муфты, целесообразно вне зависимости от свойств материала может оказываться такое влияние, что модальные параметры благодаря отличию коэффициента демпфирования материала и/или места соединения, а также альтернативно или дополнительно модуля упругости при растяжении и/или при сдвиге в настроечном элементе и в наружном элементе муфты предпочтительно изменяются таким образом, что психоакустические параметры в сумме приводят к предпочтительному функциональному, соответственно, рабочему шуму муфты, так что, например, нежелательные шумы муфты уменьшаются или предотвращаются.
Для того чтобы достигать это вне зависимости от материала, в частности, вне зависимости от свойств материала наружного элемента муфты, настроечный элемент может быть установлен на наружный элемент муфты таким образом, что на коэффициент демпфирования места соединения между наружным элементом муфты и настроечным элементом оказывает влияние (например, он регулируется) коэффициент трения между ними и/или тангенциальное напряжение в наружном элементе муфты и настроечном элементе. Это целесообразно приводит к целесообразно прямому воздействию на матрицу коэффициента демпфирования всей системы из муфты с настроечным элементом. Дополнительно этот коэффициент демпфирование может предпочтительно выбираться посредством выбора материала (в частности, вещества) настроечного элемента и его специфического коэффициента демпфирования материала.
Демпфирование места соединения во фрикционном зазоре между наружным элементом муфты и настроечным элементом вызывается, в частности, микродвижениями.
Настроечный элемент может быть установлен на наружный элемент муфты предпочтительно с трением, например, он может прилегать к наружному элементу муфты с трением, например, в окружном направлении наружного элемента муфты.
Возможно, что настроечный элемент выполнен, по меньшей мере, из двух различных материалов, например, различных в отношении массы, жесткости и/или коэффициента демпфирования шума.
Далее тангенциальное предварительное напряжение и упругие параметры (например, модуль упругости) настроечного элемента (в частности, его вещества, соответственно, материала) могут целесообразно оказывать влияние на матрицу жесткости наружного элемента муфты с установленным настроечным элементом.
Настроечный элемент может иметь, например эластомер, различные эластомеры, термореактивный материал, различные термореактивные материалы, термопластичный материал и/или различные термопластичные материалы. В материал могут быть дополнительно введены, например, по меньшей мере, один присадочный материал, повышающая прочность присадка и/или волокна.
Настроечный элемент может целесообразно иметь различные толщины слоя. Альтернативно или дополнительно настроечный элемент может иметь целесообразно различное частичное распределение массы. Таким образом, по меньшей мере, на двух частичных участках он может включать в себя различную толщину слоя и/или частичное распределение массы. Вследствие этого может оказываться влияние, в частности, на матрицу массы комбинации из наружного элемента муфты и настроечного элемента.
Благодаря частичное распределению массы настроечного элемента может достигаться, например, адаптивное к частоте вращения акустическое воздействие, а именно в частности вследствие того, что на основе частоты вращения муфты, в частности, наружного элемента муфты, центробежные силы либо повышают, либо понижают предварительное напряжение настроечного элемента.
Настроечный элемент может быть установлен на наружный элемент муфты по существу без предварительного напряжения, так что предварительное напряжение может составлять по существу 0. Альтернативно настроечный элемент может быть установлен, в частности натянут, на наружный элемент муфты с предварительным напряжением.
Возможно, что настроечный элемент термически и/или химически напрессован на наружный элемент муфты. Альтернативно или дополнительно настроечный элемент может быть механически предварительно натянут на наружный элемент муфты.
Настроечный элемент предпочтительно является по существу кольцеобразным настроечным кольцом.
Наружный элемент муфты предпочтительно выполнен по существу в виде кольца.
Внутренний элемент муфты предпочтительно выполнен по существу в виде кольца.
Муфта предпочтительно является многодисковой муфтой, так что пакеты дисков могут быть расположены между наружным элементом муфты и внутренним элементом муфты, предпочтительно в каждом случае один пакет дисков может соединяться с геометрическим замыканием с наружным элементом муфты, а другой пакет дисков с внутренним элементом муфты. Возможно, что имеет место силовая передача от наружного элемента муфты через пакеты дисков на внутренний элемент муфты, если пакеты дисков прижимаются друг к другу. Возможно, что наружный элемент муфты служит в качестве ведомого элемента муфты, а внутренний элемент муфты в качестве приводного элемента муфты или наоборот.
Следует отметить еще раз, что настроечный элемент, в частности на основе свойств материала и/или геометрии, целесообразно служит для воздействия на акустическую характеристику муфты, а именно предпочтительно при помощи воздействия на коэффициент демпфирования места соединения между наружным элементом муфты и настроечным элементом, жесткость и/или массу системы, включающей в себя наружный элемент муфты и настроечный элемент.
Муфта служит, в частности, для передачи крутящих моментов, например, переменных крутящих моментов, с, в частности, выраженной неравномерностью вращения между силовой машиной и рабочей машиной.
Описанные выше признаки и варианты осуществления изобретения могут комбинироваться друг с другом. Другие предпочтительные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения или проистекают из последующего описания предпочтительных вариантов осуществления в сочетании с приложенными чертежами. На чертежах показаны:
фиг.1 - вид в перспективе муфты согласно варианту осуществления изобретения;
фиг.2 - вид в перспективе в разрезе муфты с фиг.1; и
фиг.3 - вид в перспективе в разобранном состоянии муфты с фиг.1 и 2.
Фиг. 1 показывает вид в перспективе муфты K согласно одному варианту осуществления изобретения. Далее муфта K описывается с общей ссылкой на фиг.1-3.
Муфта K выполнена в виде многодисковой муфты (либо сухой, либо в масляной ванне), включающей в себя целесообразно кольцеобразный стакан 1 муфты (наружный элемент муфты) и целесообразно кольцеобразную втулку 2 муфты (внутренний элемент муфты). Пакеты 3 и 4 дисков, которые также выполнены целесообразно в виде колец, расположены между стаканом 1 муфты и втулкой 2 муфты. Пакет 4 дисков соединен с геометрическим замыканием со стаканом 1 муфты, а пакет 3 дисков – с втулкой 2 муфты. Если пакеты 3 и 4 дисков прижимаются друг к другу, то имеет место силовая передача от стакана 1 муфты через пакеты 3 и 4 дисков на втулку 2 муфты. Для того чтобы делать возможным переключение муфты K для установления, соответственно, разъединения силового замыкания, в соединениях с геометрическим замыканием пакетов 3 и 4 дисков со стаканом 1 муфты, соответственно, втулкой 2 муфты имеется радиальный зазор в соединениях с геометрическим замыканием.
Радиальный зазор может смену контакта соединенных с геометрическим замыканием конструктивных элементов, что приводит к нежелательным, например, ударным шумам между боковыми поверхностями соединений с геометрическим замыканием. Прежде всего, стакан 1 муфты испускает благодаря переходному возмущению частотные составляющие, которые, в частности, непосредственно зависят от форм свободных колебаний, собственных частот и модальных демпфирований этих форм свободных колебаний и коррелируют с возникающими составляющими механического шума.
Поэтому муфта K снабжена настроечным кольцом 5 (настроечным элементом) для воздействия на акустическую характеристику муфты K, в частности, стакана 1 муфты. Настроечное кольцо 5 покрывает стакан 1 муфты и целесообразно напрямую и с трением установлено на стакан 1 муфты, например, с предварительным напряжением или по существу без предварительного напряжения.
Колебательные системы, как например, муфта K, могут модально описываться по отдельности матрицей из зависимых n*m систем пружина-масса.
При помощи настроечного элемента 5 упомянутые ранее формы свободных колебаний могут расстраиваться таким образом, что предпочтительный функциональный и/или рабочий шум достигается вследствие того, что благодаря затуханию форм свободных колебаний и собственных частот в частности формируется акустическая характеристика стакана 1 муфты. По существу это формирование происходит посредством целенаправленного воздействия на импульсную взаимосвязь и на модуляцию отдельных групп частот. Далее к выделению и подавлению определенных, ориентированных на область применения групп частот стремятся вследствие того, что через это интенсивность колебаний и неоднородность испущенного общего шума может регулироваться воздействием на модальные параметры посредством коэффициента демпфирования материала и места соединения (коэффициента демпфирования стыка), а также посредством модуля упругости при растяжении и при сдвиге настроечного элемента 5.
При помощи настроечного элемента 5 на образовывающиеся посредством коэффициента демпфирования материала и места соединения, а также посредством модуля упругости при растяжении и при сдвиге матрицы массы, жесткости и коэффициента демпфирования стакана 1 муфты, вне зависимости от свойств его материала может оказываться такое влияние, что модальные параметры комбинации наружного элемента 1 муфты/настроечного элемента 5 предпочтительно изменяются таким образом, что психоакустические параметры в сумме приводят к предпочтительному функциональному и рабочему шуму, соответственно, нежелательный шум уменьшается.
Для того чтобы достигать этого, в частности вне зависимости от свойств материала стакана 1 муфты, настроечное кольцо 5 устанавливается на стакан 1 муфты таким образом, что коэффициент затухания шума в стыке между стаканом 1 муфты и настроечным кольцом 5 может регулироваться коэффициентом трения между ними и тангенциальным напряжением в стакане 1 муфты и настроечном кольце 5. Это приводит к прямому воздействию на матрицу коэффициента демпфирования всей системы. Дополнительно матрица коэффициента демпфирования этой системы из наружного элемента 1 муфты и настроечного кольца 5 предпочтительно выбирается посредством выбора материала (в частности, вещества) настроечного кольца 5 и его специфического коэффициента демпфирования материала.
Далее тангенциальное предварительное напряжение настроечного кольца 5 и величины упругости (например, модуль упругости) материала (в частности, вещества) настроечного кольца 5 могут оказывать влияние на матрицу жесткости системы наружного элемента 1 муфты/настроечного кольца 5.
Различное частичное распределение массы и толщина слоя настроечного кольца 5 могут приводить к воздействию на матрицу массы.
Настроечное кольцо 5 предпочтительно выполнено из эластомера или термореактивного или термопластичного материала или из обоих. Введение заполняющих и/или повышающих прочность присадок и/или волокон может также приводить к необходимым, предпочтительно психоакустическим свойствам.
Возможно, что тангенциальное предварительное напряжение осуществляется, например, посредством свободно надетого на стакан 1 муфты настроечного кольца 5, например, в виде термоусадочного шланга, который посредством тепловой и/или химической обработки напрессовывается (в горячем состоянии) на стакан 1 муфты. Механическое предварительное напряжение также возможно.
Предварительное напряжение настроечного кольца 5 может также принимать значение, равное по существу 0, так что воздействие оказывает только коэффициент демпфирования материала и/или частичное распределение массы настроечного кольца 5.
Кроме того, адаптивное к частоте вращения согласование психоакустического исполнения функционального и рабочего шума может достигаться вследствие того, что центробежными силами непосредственно и/или опосредованно осуществляется противодействие тангенциальному напряжению.
Альтернативно или дополнительно зависящую от температуры адаптацию шумовыделения можно достигать при помощи адаптации термодинамических свойств настроечного кольца 5.
Изобретение не ограниченно описанными выше предпочтительными вариантами осуществления. Наоборот возможно множество вариантов и модификаций, которые также используют идею изобретения и потому входят в объем защиты. Сверх этого, изобретение истребует также защиты для предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от признаков и пунктов, на которые они ссылаются.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 наружный элемент муфты, в частности стакан муфты
2 внутренний элемент муфты, в частности втулка муфты
3 пакет дисков
4 пакет дисков
5 настроечный элемент, в частности настроечное кольцо
K муфта, в частности многодисковая муфта.