ES2182601B1 - Amortiguador de vibraciones de torsion. - Google Patents
Amortiguador de vibraciones de torsion.Info
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Abstract
Un amortiguador de vibraciones de torsión para la cadena de accionamiento de un automóvil comprende una parte de entrada (5) dispuesta giratoria alrededor de un eje de giro (7), una parte de salida (13) dispuesta centrada respecto al eje de giro (7), así como un dispositivo de resorte (17) que acopla entre sí de modo elástico en giro la parte de entrada (5) y la parte de salida (13). El dispositivo de resorte (17) comprende al menos un elemento de resorte (61), presenta al menos una pero en particular más de una o varias espiras (63) que se extienden alrededor del eje de giro (7) y cuyos extremos (65) están o se pueden poner en unión de transmisión de par de giro con la parte de entrada (5) y la parte de salida (13) respectivamente. Al menos un número parcial de los puntos de intersección a través de un plano, longitudinal axial que contiene el eje de giro (7), de las espiras mutuamente sucesivas en dirección periférica de la bobina de material de resorte del elemento de resorte (61), estándesplazados axialmente mutuamente.
Description
Amortiguador de vibraciones de torsión.
La invención se refiere a un amortiguador de
vibraciones de torsión para la cadena de accionamiento de un
automóvil con una parte de entrada dispuesta giratoria alrededor de
un eje de giro, una parte de salida dispuesta centrada respecto al
eje de giro, giratoria relativamente a la parte de entrada, y un
dispositivo de resorte que acopla entre sí de modo elástico en giro
la parte de entrada y la parte de salida, con al menos un elemento
de resorte formado por material de resorte arrollado, que presenta
al menos una pero en particular más de una o varias espiras que se
extienden alrededor del eje de giro y cuyos extremos están o se
pueden poner en unión de transmisión de par de giro con la parte de
entrada y la parte de salida respectivamente.
Según el documento DE-OS 40 06
121 A1 es conocido un amortiguador de vibraciones de torsión del
tipo arriba citado, cuyo dispositivo de resorte presenta dos
resortes en espiral devanados uno dentro del otro. Cada resorte en
espiral presenta varias espiras en espiral que se rodean unas a
otras sin desplazamiento axial mutuo. Los resortes en espiral sólo
ocupan, en dirección axial, un espacio que corresponde al espesor
axial de su material de resorte. Las espiras en espiral determinan
el tamaño constructivo radial de los resortes en espiral, pero no
tienen influencia alguna sobre el tamaño constructivo axial de los
mismos.
En caso de giro relativo mutuo de las partes de
entrada y de salida, las espiras en espiral de los resortes en
espiral experimentan, según el sentido de giro relativo, un
estrechamiento o ensanchamiento radial, a saber una variación de su
diámetro medio. A partir de la espira en espiral más blanda, a saber
la espira en espiral de mayor diámetro medio, hasta la espira en
espiral más dura, a saber la espira en espiral de menor diámetro
medio, cada espira en espiral individual experimenta una variación
incremental de su radio medio. Las variaciones incrementales de
radio de las espiras en espiral individuales a lo largo del resorte
en espiral se suman en dirección radial. En caso de giro relativo de
las partes de entrada y de salida, la deformación global radial del
resorte en espiral que se observa, que hay que considerar para
dimensionar el espacio constructivo a asignar al resorte en espiral,
es correspondientemente grande.
En los resortes en espiral conocidos según el
documento DE 40 06 121 A1 se puede encontrar también el siguiente
problema: debido a la forma constructiva, el tamaño constructivo
radial de los resortes en espiral es grande en comparación con su
tamaño constructivo axial. La deformación de las espiras en espiral
que se presenta en caso de giro relativo de las partes de entrada y
de salida tiene lugar en la misma dirección en la que los resortes
en espiral requieren ya un gran espacio constructivo, a saber en
dirección radial, y se debe considerar adicionalmente para el
montaje de los resortes en espiral. Así pues, el espacio
constructivo necesario para los resortes en espiral en dirección
radial es relativamente grande. Sin embargo, en los automóviles sólo
se dispone con frecuencia de un espacio constructivo radial muy
limitado para los componentes montados en la cadena de
accionamiento. En particular en automóviles de turismo con altura
libre sobre el suelo relativamente pequeña, se plantean estrechos
límites al tamaño constructivo radial de tales componentes.
La invención se plantea el problema técnico de
proporcionar un amortiguador de vibraciones de torsión del tipo
citado al principio, cuyos requerimientos de espacio constructivo
radial en particular se adapten mejor para su montaje en la cadena
de accionamiento de un automóvil.
Para resolver este planteamiento del problema se
prevé según la invención que al menos un número parcial de los
puntos de intersección a través de un plano longitudinal axial que
contiene el eje de giro, de las espiras mutuamente sucesivas en
dirección periférica de la bobina de material de resorte del
elemento de resorte, estén desplazadas axialmente mutuamente.
Con la solución según la invención se obtiene una
subdivisión entre la dirección de sucesión de las espiras de la
bobina de material de resorte y su dirección de deformación en caso
de giro relativo de las partes de entrada y de salida. Mientras que
en este último caso tiene lugar por lo demás un eventual
estrechamiento o ensanchamiento de las espiras en dirección radial,
la dirección de sucesión de las espiras posee una componente axial.
Mediante esta componente axial, todo el espacio constructivo
necesario para el elemento de resorte se concentra no sólo casi
exclusivamente en una dirección como según el documento DE 40 0 6
121 Al (allí en dirección radial), sino que se distribuye en dos
direcciones, a saber las direcciones axial y radial. De este modo,
el elemento de resorte y por tanto el amortiguador de vibraciones de
torsión se pueden adaptar mejor a condiciones de espacio
predeterminadas en la cadena de accionamiento del automóvil, y en
particular montar incluso allí donde las condiciones de espacio
radiales son comparativamente estrechas.
Mediante el desplazamiento axial de los puntos de
intersección de espiras individuales mutuamente sucesivas
individuales se obtiene otra ventaja: con la solución según el
documento DE 40 06 121 A1, como se ha explicado ya, una suma de las
variaciones incrementales de los radios medios de las espiras en
espiral individuales debe aumentar en caso de giro relativo de las
partes de entrada y de salida. Por el contrario, con la solución
según la invención se comprueba que el espacio constructivo, que es
preciso prever en un lugar axial a lo largo del eje de giro para
eventuales deformaciones de las espiras de la bobina de material de
resorte en dirección radial, viene determinado esencialmente sólo
por la medida de la deformación radial de una única espira de la
bobina de material de resorte. No tiene lugar realmente una suma en
dirección radial de las variaciones incrementales del radio medio de
espiras mutuamente sucesivas individuales. Por tanto, también el
espacio constructivo radial a considerar solamente para eventuales
deformaciones de las espiras de la bobina de material de resorte es
notablemente menor que para los resortes en espiral según el
documento DE 40 06 121 A1. Se reduce por tanto no sólo el tamaño
constructivo radial del elemento de resorte, sino también el espacio
constructivo total a considerar, obteniéndose mediante la componente
axial de la dirección de sucesión de las espiras una cierta
flexibilidad con vistas a la adaptación del amortiguador de
vibraciones de torsión a las condiciones de espacio existentes.
Estas ventajas se obtienen en particular si todas las espiras
mutuamente sucesivas del elemento de resorte poseen puntos de
intersección a través del plano longitudinal axial mutuamente
desplazados axialmente.
El elemento de resorte puede estar acoplado o
poder ser acoplado en sus extremos, de modo axialmente inmóvil, con
la parte de entrada o de salida respectivamente, estando por razones
de una carga uniforme del elemento de resorte preferentemente ambos
extremos del elemento de resorte fijados de modo axialmente inmóvil.
Por ejemplo, los extremos del elemento de resorte pueden estar
soldados con las partes de entrada y de salida. Es también
imaginable un engrane en unión positiva de forma, en el que el
elemento de resorte está curvado radialmente en sus extremos e
insertado en hendiduras de fijación correspondientes de las partes
de entrada y de salida. Pero también se puede prever que al menos
uno de los extremos del elemento de resorte esté acoplado o se pueda
acoplar de modo móvil axialmente con la parte de entrada o de salida
correspondiente, estando acoplados o pudiéndose acoplar nuevamente,
por razones de carga uniforme del elemento de resorte,
preferentemente ambos extremos del elemento de resorte de modo móvil
axialmente con las parte de entrada y de salida respectivamente. En
tal caso, una deformación radial de las espiras del elemento de
resorte en caso de giro relativo mutuo de las partes de entrada y de
salida resulta reducida y puede ser absorbida al menos parcialmente
por una variación de posición axial del elemento de resorte.
El elemento de resorte puede estar configurado
como resorte helicoidal con diámetro medio constante de sus espiras.
En un elemento de resorte de este tipo, todas las espiras poseen
esencialmente igual rigidez del resorte, siempre que la sección
transversal del material de resorte sea igual en todos los puntos.
Pero no se debe excluir que la sección transversal del material de
resorte varíe en dirección periférica de la bobina de material de
resorte, para obtener un comportamiento elástico diferente de
espiras o secciones individuales del bobinado del elemento de
resorte.
Para obtener una característica elástica deseada,
por ejemplo una característica elástica progresiva, al menos un
número parcial de las espiras mutuamente sucesivas del elemento de
resorte pueden poseer, en estado destensado del elemento de resorte,
un diámetro medio mutuamente distinto. Como el diámetro medio de una
espira influye sobre su rigidez, es imaginable obtener de esta
manera una adaptación a un comportamiento elástico deseado del
amortiguador de vibraciones de torsión en funcionamiento de tracción
y/o de empuje del automóvil. Ahora bien, mediante la medida anterior
es posible también adaptar el amortiguador de vibraciones de torsión
a los condicionantes constructivos, mediante una elección
correspondiente del diámetro medio de las espiras del elemento de
resorte.
El diámetro medio de las espiras del elemento de
resorte puede disminuir desde un extremo del elemento de resorte
hacia el otro. Se puede prever además que el diámetro medio de las
espiras disminuya desde el extremo del lado de la parte de entrada
del elemento de resorte hacia el extremo del lado de la parte de
salida. Pero también el diámetro medio de las espiras puede
disminuir desde el extremo del lado de la parte de salida del
elemento de resorte hacia el extremo del lado de la parte de
entrada. Una forma de realización conveniente prevé que el diámetro
medio de las espiras varíe continuamente desde un extremo del
elemento de resorte hacia el otro. El elemento de resorte puede
estar configurado en este caso como resorte cónico con diámetro
medio uniformemente decreciente de sus espiras. Pero también es
imaginable que el diámetro medio de las espiras del elemento de
resorte varíe de modo escalonado desde un extremo del elemento de
resorte hacia el otro.
Siempre que espiras mutuamente sucesivas
individuales del elemento de resorte posean diámetros medios
mutuamente diferentes, es posible que estas espiras posean puntos de
intersección a través del plano longitudinal axial que se solapan
parcialmente axialmente mutuamente. Se puede obtener de esta manera
un elemento de resorte muy compacto en dirección axial.
Para, en caso de actuación de fuertes pares de
giro, por ejemplo en caso de golpes de par de giro abruptos, impedir
el peligro de daños del amortiguador de vibraciones de torsión, en
las partes de entrada y de salida pueden estar previstos medios de
tope asociados mutuamente, que limitan el ángulo de giro máximo
entre parte de entrada y de salida. Una limitación del ángulo de
giro al menos en uno de los dos sentidos de giro relativos puede
consistir también en que las espiras del elemento de resorte se
apliquen formando un bloque para un ángulo de giro determinado, a
saber las espiras del elemento de resorte lleguen a hacer contacto
de aplicación mutuo y bloqueen un giro adicional. Tampoco se debe
excluir que las espiras del elemento de resorte se apliquen formando
un bloque ya en estado destensado, de modo que sólo tenga lugar una
transmisión de par de giro amortiguada en un sentido de giro
relativo entre partes de entrada y de salida, mientras que en el
otro sentido de giro relativo el amortiguador de vibraciones de
torsión ocasiona un acoplamiento fijo en giro entre partes de
entrada y de salida. Otra posibilidad de limitación del par de giro
consiste en prever, radialmente dentro o/y radialmente fuera de las
espiras de la bobina de material de resorte, superficies de
limitación en la parte de entrada o/y de salida, a las que vienen a
aplicarse mutuamente las espiras a partir de una medida determinada
del estrechamiento o ensanchamiento radial debido a un giro mutuo de
las partes de entrada y de salida, y que impiden un giro adicional
mutuo de las partes de entrada y de salida. La limitación de giro
tiene lugar pues, en este caso, porque las espiras del elemento de
resorte se aplican formando un bloque con las superficies de
limitación.
Se ha observado que con la configuración según la
invención del amortiguador de vibraciones de torsión se pueden
transmitir elevados pares de giro con grandes ángulos de giro. Al
mismo tiempo, el elemento de resorte puede poseer una rigidez del
resorte comparativamente pequeña, de modo que se puede obtener un
buen desacoplamiento a efectos de vibraciones de la parte de salida
respecto a la parte de entrada. En una configuración preferente, el
elemento de resorte posee unas pocas espiras, siendo el número de
espiras entre una y media y cinco, preferentemente entre dos y
cuatro. Como material de resorte del elemento de resorte ha dado
buen resultado un material de alambre con sección transversal
circular, pudiéndose elegir naturalmente también materiales con
otras formas de sección transversal.
El elemento de resorte puede estar dispuesto en
la zona de la periferia exterior de la parte de entrada o/y de
salida. En este caso se pueden obtener diámetros particularmente
grandes de las espiras con rigidez del resorte correspondientemente
pequeña, lo que es ventajoso para un elemento de resorte blando en
conjunto, efectivo a lo largo de un gran ángulo de giro. Ahora bien,
el elemento de resorte puede estar dispuesto también en una zona
radialmente central de la parte de entrada o/y de salida. El
elemento de resorte puede estar entonces dispuesto protegido hacia
fuera entre las partes de entrada y de salida.
Se ha comprobado que el amortiguador de
vibraciones de torsión según la invención puede proporcionar
excelentes propiedades de amortiguación, ya con sólo un único
elemento de resorte arrollado, lo que reduce el número de piezas y
disminuye los costes de fabricación y montaje. Se puede obtener una
optimización de las propiedades de amortiguación del amortiguador de
vibraciones de torsión, si se prevén al menos dos elementos de
resorte arrollados. Estos elementos de resorte pueden presentar
propiedades elásticas iguales o diferentes. Es imaginable en
particular prever elementos de resorte cuya acción sea de efecto
retardado, que por tanto se deformen y desarrollen su efecto de
resorte sólo a partir de un ángulo de giro predeterminado de la
parte de entrada relativamente a la parte de salida. Tales elementos
de resorte de acción retardada se pueden combinar con elementos de
resorte que actúen inmediatamente en caso de giro de las partes de
entrada y de salida a partir de la posición de giro básica. Se puede
materializar por tanto cualquier característica elástica deseada, en
su caso también con comportamientos de amortiguación diferentes en
funcionamiento de empuje y de tracción. Se ahorra espacio en
particular si dos elementos de resorte están arrollados al menos
parcialmente axialmente uno dentro del otro. Pero también es
imaginable que dos elementos de resorte estén arrollados al menos
parcialmente radialmente uno dentro del otro.
El amortiguador de vibraciones de torsión según
la invención es apropiado en principio para su montaje en cualquier
lugar en la cadena de accionamiento de un automóvil. Así, el mismo
puede ser montado sin más en un embrague, en particular un embrague
de fricción de un automóvil. Según un desarrollo preferente de la
invención se prevé sin embargo que la parte de entrada esté formada
por una masa primaria de un volante de inercia de dos masas que se
puede sujetar al cigüeñal de un motor de combustión interna y que la
parte de salida esté formada por una masa secundaria del volante de
inercia de dos masas, a la que se puede sujetar una unidad de placa
de presión de un embrague de fricción de automóvil. Una unidad de
placa de presión de este tipo comprende convencionalmente una
envuelta del embrague, un resorte principal del embrague y una placa
de presión, que están reunidos para formar un subconjunto y que como
subconjunto se pueden sujetar a la masa secundaria del volante de
inercia de dos masas. En caso de una utilización de este tipo del
amortiguador de vibraciones de torsión en un volante de inercia de
dos masas, el radio medio de las espiras del elemento de resorte es,
en estado destensado del elemento de resorte, preferentemente mayor
que el radio exterior de una superficie de apriete del lado del
embrague de fricción de la masa secundaria. No se debe excluir sin
embargo que las espiras del elemento de resorte se solapen en
dirección radial con la superficie de apriete de la masa secundaria,
o que su radio medio sea menor que el radio interior de la
superficie de apriete.
La invención se explica a continuación en detalle
con ayuda de los dibujos adjuntos. Representan:
Fig. 1 un corte longitudinal axial a través de
una mitad de un volante de inercia de dos masas con un amortiguador
de vibraciones de torsión según la invención,
Fig. 2 un corte transversal axial a través del
volante de inercia de dos masas en Fig. 1, a lo largo de la línea
II-II en ella,
Fig. 3, de modo fuertemente esquematizado, un
segundo ejemplo de realización del amortiguador de vibraciones de
torsión según la invención,
Fig. 4, de modo fuertemente esquematizado, un
tercer ejemplo de realización del amortiguador de vibraciones de
torsión según la invención,
Fig. 5, de modo fuertemente esquematizado, un
cuarto ejemplo de realización del amortiguador de vibraciones de
torsión según la invención,
Fig. 6 un quinto ejemplo de realización del
amortiguador de vibraciones de torsión según la invención, con dos
elementos de resorte dispuestos radialmente uno dentro del otro,
Fig. 7 un sexto ejemplo de realización del
amortiguador de vibraciones de torsión según la invención, con dos
elementos de resorte dispuestos axialmente uno dentro del otro,
Fig. 8 un séptimo ejemplo de realización del
amortiguador de vibraciones de torsión según la invención, en una
vista correspondiente a Fig. 1, y
Fig. 9 un octavo ejemplo de realización del
amortiguador de vibraciones de torsión según la invención, en una
vista correspondiente a Fig. 1.
En Fig. 1 se representa un volante de inercia 1
de dos masas, que en el lado de un cigüeñal 3 señalado en líneas de
trazos de un motor de combustión interna no mostrado presenta una
masa de inercia primaria 5, que sirve para la actuación de un par de
giro de accionamiento. La masa primaria 5 está sujeta al cigüeñal 3,
centrada respecto a un eje de giro 7 del cigüeñal 3, mediante
tornillos de sujeción 9 que están insertados en varios agujeros de
alojamiento 11 distribuidos en dirección periférica alrededor del
eje de giro 7 en la zona radialmente interior de la masa
primaria5.
El volante de inercia 1 de dos masas presenta, en
el lado de la masa primaria 5 alejado del cigüeñal 3, una masa de
inercia secundaría 13 giratoria alrededor del eje de giro 7, que
sirve para la sujeción de un embrague de fricción 15 de automóvil.
La masa secundaria 13 está acoplada de modo elástico en giro,
mediante un dispositivo de resorte 17, con la masa primaria 5. La
masa secundaria 13 está apoyada de modo giratorio relativamente a la
masa primaria 5, sobre ésta, mediante una disposición de cojinete
19. La disposición de cojinete 19 comprende un rodamiento de bolas
21 que afianza la masa secundaria 13 radial y axialmente sobre la
masa primaria 5, que está fijado mediante discos de protección 23 y
25 axialmente a la masa secundaria 13 y a la masa primaria 5
respectivamente. Ahora bien, la disposición de cojinete 19 puede
comprender también al menos un cojinete de deslizamiento.
Un dispositivo de fricción 27 con un disco de
fricción 29 y un resorte de platillo 31 que pretensa axialmente el
disco de fricción 29, que actúa entre la masa primaria 5 y la masa
secundaria 13, sirve para la amortiguación de vibraciones de giro
entre la masa primaria 5 y la masa secundaria 13. El dispositivo de
fricción 27 forma, junto con el dispositivo de resorte 17, un
amortiguador de vibraciones de torsión que compensa y amortigua
vibraciones de giro entre la masa primaria 5 y la masa secundaria
13, formando la masa primaria 5 una parte de entrada del
amortiguador de vibraciones de torsión y formando la masa secundaria
13 una parte de salida del amortiguador de vibraciones de
torsión.
El embrague de fricción 15 presenta un disco 33
del embrague dispuesto centrado respecto al eje de giro 7 con una
parte de cubo 35 y un soporte 39 de revestimientos de fricción
sujeto mediante remaches 37 a la parte de cubo 35. La parte de cubo
35 presenta un cubo 41, cuya abertura 43 del cubo está realizada con
un dentado interior 45 para su unión fija en giro con un árbol de
entrada de la caja de cambios no representado. El soporte 39 de
revestimientos de fricción está sujeto a una brida 47 del cubo que
sobresale radialmente del cubo 41. El embrague de fricción 15
presenta además una unidad 49 de placa de presión. Esta unidad 49 de
placa de presión comprende una envuelta 51 del embrague unida fija
en giro y fija axialmente con la masa secundaria 13, a la que está
fijada fija en giro pero móvil axialmente, de manera no representada
en detalle, por ejemplo mediante resortes tangenciales, una placa de
presión 53. La placa de presión 53 está pretensada en dirección
hacia la masa secundaria 13 mediante un resorte principal 55 del
embrague, aquí un resorte de membrana, fijado a la envuelta 51 del
embrague. La masa secundaria 13 presenta, en su lado orientado hacia
el embrague de fricción 15, una superficie de apriete 57, contra la
cual son apretados en unión por fricción, en estado embragado del
embrague de fricción 15, los revestimientos de fricción dispuestos
sobre el soporte 39 de revestimientos de fricción por la unidad 49
de placa de presión.
El dispositivo de resorte 17 comprende un
elemento de resorte 61 de material de alambre con sección
transversal circular arrollado. En el ejemplo de realización
representado solamente existe un único elemento de resorte 61 de
este tipo. Ahora bien, se pueden prever también dos o más de tales
elementos de resorte 61. El material de alambre del elemento de
resorte 61 está arrollado alrededor del eje de giro 7 y forma al
menos una espira 63. En el caso del ejemplo mostrado, el número de
espiras 63 del elemento de resorte 61 es entre dos y tres, no
teniendo que ser naturalmente el número de espiras entero, sino que
puede ser en particular también 2,5. Las espiras 63 del elemento de
resorte 61 que rodean coaxialmente al eje de giro 7 forman un
resorte helicoidal, cuyo diámetro medio de las espiras es
esencialmente igual para todas las espiras 63. Los dos extremos 65
del resorte helicoidal 61, de los que en Fig. 1 sólo se muestra uno,
están acoplados fijamente en dirección periférica con la masa
primaria 5 y la masa secundaria 13. Como puede apreciarse en
particular en Fig. 2 con ayuda del extremo 65 del lado de la masa
primaria del resorte helicoidal 61, los extremos 65 del resorte
pueden estar curvados radialmente hacia dentro y engranar en una
hendidura de fijación 67 de la masa de inercia 5 ó 13
correspondiente, con lo que se garantiza un engrane en unión
positiva de forma al menos en dirección periférica. De esta manera,
los extremos 65 del resorte, del resorte helicoidal 61, se hallan en
unión de transmisión de par de giro con la masa primaria 5 y la masa
secundaria 13. Los extremos 65 del resorte helicoidal 61 pueden
estar fijados en dirección axial, de modo axialmente inmóvil, en su
hendidura de fijación 67 correspondiente. Es imaginable estañar o
soldar los mismos, a este fin, con la masa primaria 5 o la masa
secundaria 13 respectivamente. Pero también las hendiduras de
fijación 67 pueden ser más anchas en dirección axial que el diámetro
del material de alambre que forma el resorte helicoidal 61, como se
señala en líneas de trazos en 69 en Fig. 1. Se obtiene de esta
manera una cierta holgura axial de los extremos 65 del resorte
helicoidal 61 en su hendidura de fijación correspondiente. Tampoco
se debe excluir por lo demás, que también en dirección periférica
exista un acoplamiento de transmisión de par de giro afectado de
holgura en dirección periférica entre los extremos 65 del elemento
de resorte 61 y la masa primaria 5 o la masa secundaria 13
respectivamente, de modo que, en particular si existen varios
elementos de resorte 61, se puede ocasionar un efecto retardado de
la acción de resorte de elementos de resorte 61 individuales.
El diámetro del alambre de resorte del elemento
de resorte 61 es, en el ejemplo de realización representado en Fig.
1, aproximadamente un 10% del radio medio de las espiras 63 del
elemento de resorte 61. Con relación al tamaño de la masa primaria 5
y de la masa secundaria 13, el diámetro del alambre de resorte del
elemento de resorte 61 es entonces también aproximadamente un 10%
del radio de la masa primaria 5 y de la masa secundaria 13. Es sin
embargo evidente que el material de resorte del elemento de resorte
61 puede poseer, en correspondencia con la dureza del resorte
deseada, un espesor radial y axial mayor o menor, en particular
también esencialmente menor.
Las espiras 63 mutuamente sucesivas en dirección
axial del resorte helicoidal 61 presentan una separación mutua
relativamente pequeña, que es claramente menor que el diámetro del
material de alambre del resorte helicoidal 61. Como muestra Fig. 1,
en determinadas circunstancias puede existir también un débil
contacto de aplicación mutuo entre las espiras 63 del resorte
helicoidal 61. En caso de giro relativo mutuo de la masa primaria 5
y de la masa secundaria 13, el trabajo elástico absorbido por el
resorte helicoidal 61 conduce, según el sentido de giro relativo, a
un ensanchamiento o estrechamiento radial de al menos un número
parcial de las espiras 63 del resorte helicoidal 61, como se señala
en líneas de trazos en 71 respectivamente para la espira central 63
en Fig. 1. Esta deformación elástica de las espiras 63 que provoca
un aumento o disminución del diámetro medio de las espiras ocasiona
un par de giro de recuperación que aumenta al aumentar el ángulo de
giro, que tiende a hacer girar a las dos masas de inercia 5 y 13
volviendo a su posición inicial. El estrechamiento máximo de las
espiras 63 puede estar limitado radialmente hacia dentro mediante
una pared periférica exterior 73 que forma una limitación interior
de al menos una de las dos masas de inercia 5 y 13 (representada en
la masa primaria 5 en Fig. 1). El ensanchamiento radial de las
espiras 63 puede estar limitado radialmente hacia fuera por ejemplo
mediante una pared periférica de la envuelta que rodea al volante de
inercia 1 de dos masas. Tales limitaciones no son sin embargo
necesarias en todos los casos, y se pueden eliminar en particular si
hay una limitación de giro materializada por medios de tope que
cooperan en la masa primaria 5 y la masa secundaria 13.
El diámetro medio de las espiras 63 del resorte
helicoidal 61 es mayor, en el ejemplo de realización mostrado en
Fig. 1, que el radio exterior de la superficie de apriete 57 de la
masa secundaría 13, estando el resorte helicoidal 61 dispuesto en
las zonas de borde situadas radialmente exteriormente de la masa
primaria 5 y de la masa secundaria 13. Pero también es imaginable
elegir el diámetro medio del resorte helicoidal 61 de modo que las
espiras 63 del resorte helicoidal 61 se hallen en la zona radial de
la placa de apriete 57, a saber se solapen radialmente con ésta, o
que se extiendan incluso radialmente dentro de la superficie de
apriete 57 alrededor del eje de giro 7. Como el amortiguador de
vibraciones de torsión según la invención no presenta componentes
que en caso de giro relativo de la masa primaria 5 y de la masa
secundaria 13 provoquen la fricción o amolado de éstas, las pérdidas
por fricción y el desgaste son correspondientemente pequeños. Se
puede formar en particular un llamado volante de inercia de dos
masas de funcionamiento en seco, que no precise en modo alguno
lubricante en la zona del dispositivo de resorte 17. El dispositivo
de resorte 17 constructivamente sencillo permite por ejemplo ángulos
de giro de hasta aproximadamente 65º en ambos sentidos de giro
relativos. El mismo permite simultáneamente la transmisión de
grandes pares de giro.
Las Fig. 3 a 9 muestran otros ejemplos de
realización del amortiguador de vibraciones de torsión según la
invención, empleándose para componentes iguales o de igual efecto
los mismos números de referencia que en las Fig. 1 y 2, pero
completados con una letra minúscula como índice. En la medida en que
de lo que sigue no se deduzca otra cosa, para la explicación de
estos componentes se hace referencia a la descripción precedente de
las Fig. 1 y 2.
Fig. 3 muestra un dispositivo de resorte 17a que
acopla entre sí de modo elástico en giro una parte de entrada 5a y
una parte de salida 13a (por ejemplo en forma de la masa primaria y
de la masa secundaria de un volante de inercia de dos masas), con un
elemento de resorte 61a configurado como resorte cónico. Las espiras
63a de este resorte cónico 61a poseen un diámetro medio que
disminuye uniformemente desde la parte de entrada 5a hacia la parte
de salida 13a. El ángulo cónico designado con a del resorte cónico
61a es un ángulo agudo pequeño, que preferentemente no es mayor de
45º. También en este ejemplo de realización los puntos de
intersección de las espiras 63a a través del plano del dibujo de la
Fig. 3 están desplazados mutuamente en dirección axial, pudiéndose
solapar axialmente parcialmente mutuamente en su caso, para
distancias mutuas correspondientes. De esta manera se puede obtener
una forma constructiva aún más compacta del resorte cónico 61a.
Fig. 4 muestra un dispositivo de resorte 17b con
un elemento de resorte 61b, cuyas espiras 63b poseen también un
diámetro medio decreciente desde la parte de entrada 5b hacia la
parte de salida 13b. Sin embargo, el diámetro medio de las espiras
63b no varía aquí uniformemente como en el resorte cónico 61a de la
Fig. 3, sino de modo escalonado, poseyendo las dos espiras centrales
63b de este elemento de resorte 61b un diámetro medio esencialmente
igual. Ahora bien, los puntos de intersección de todas las espiras
63b a través del plano del dibujos de la Fig. 4 presentan, como en
el resorte helicoidal 61 de las Fig. 1 y 2 y el resorte cónico 61a
de la Fig. 3, un desplazamiento axial mutuo. Este ejemplo de
realización, como también el de la Fig. 3, debe mostrar solamente
las posibilidades de las maneras en que se puede variar el diámetro
medio de las espiras, de las espiras 63b del elemento de resorte
61b, para conseguir una adaptación del elemento de resorte a
condiciones de espacio constructivo predeterminadas, que en las Fig.
3 y 4 están indicadas esquemáticamente mediante un desarrollo del
contorno correspondiente de la parte de entrada 5a y 5b
respectivamente y de la parte de salida 13a y 13b
respectivamente.
Fig. 5 muestra un ejemplo de realización en un
modo de representación esquemático similar al de Fig. 3 y 4. En este
ejemplo de realización está previsto un resorte cónico 61c que
acopla de modo elástico en giro la parte de entrada 5c con la parte
de salida 13c, cuyo diámetro de las espiras disminuye desde la parte
de entrada 5c hacia la parte de salida 13c. Los puntos de
intersección de las espiras 63c del resorte cónico 61c a través del
plano del dibujo de la Fig. 5 están de nuevo desplazados mutuamente
en dirección axial y se pueden solapar axialmente parcialmente
mutuamente en su caso para una pendiente correspondientemente
pequeña del resorte cónico 61c.
Fig. 6 muestra un ejemplo de realización de un
dispositivo de resorte 17d con dos elementos de resorte 61'd y
61''d. Ambos elementos de resorte 61'd y 61''d están configurados
como resortes helicoidales con diámetro de las espiras constante.
Los mismos están dispuestos radialmente uno dentro del otro, a saber
el diámetro de las espiras 63''d del resorte helicoidal 61''d es
menor que el diámetro de las espiras 63'd del resorte helicoidal
61'd. Los puntos de intersección de las espiras 63'd del resorte
helicoidal 61'd y los puntos de intersección de las espiras 63''d
del resorte helicoidal 61''d a través del plano del dibujo de la
Fig. 6 no están desplazados mutuamente en dirección axial, o sólo lo
están no esencialmente, si se comparan los dos resortes helicoidales
61'd, 61''d. Pero también es imaginable que los puntos de
intersección de las espiras 63''d del resorte helicoidal 61''d a
través del plano del dibujo de la Fig. 6 estén desplazados en
dirección axial respecto a los puntos de intersección de las espiras
63'd del resorte helicoidal 61'd, en particular que se hallen en
cada caso axialmente entre dos puntos de intersección de las espiras
del resorte helicoidal 61'd. Un dispositivo de resorte 17d con dos
elementos de resorte 61'd, 61''d dispuestos radialmente uno dentro
del otro puede estar realizado también con resortes cónicos o
resortes escalonados, como los mostrados en los ejemplos de
realización de las Fig. 3 a 5.
Fig. 7 muestra otro ejemplo de realización de un
volante de inercia 1e de dos masas. En este volante de inercia 1e de
dos masas, una masa primaria 5e y una masa secundaria 13e están
acopladas entre sí de modo elástico en giro mediante dos elementos
de resorte 61'e y 61''e configurados como sendos resortes
helicoidales. Ambos resortes helicoidales 61'e, 61''e poseen igual
diámetro de las espiras y están dispuestos axialmente uno dentro del
otro. Considerando los puntos de intersección de las espiras 63'e,
63''e de los resortes helicoidales 61'e, 61''e a través del plano
del dibujo de la Fig. 7, un punto de intersección de espira del
resorte helicoidal 61'e y un punto de intersección de espira del
resorte helicoidal 61''e se suceden alternativamente unos a otros.
Los resortes helicoidales 61'e, 61''e poseen además una pendiente
aproximadamente igual de sus espiras 63'e, 63''e. Es imaginable
también emplear elementos de resorte 61'e, 61''e de diferente
pendiente, de modo que por ejemplo entre dos puntos de intersección
de espiras mutuamente sucesivos en dirección axial de un elemento de
resorte se hallen dos o más puntos de intersección de espiras del
otro elemento de resorte respectivo.
Para el apoyo giratorio de la masa secundaria 13e
sobre la masa primaria 5e está prevista una disposición de cojinete
partida 19e, que comprende un cojinete radial 77e que afianza la
masa secundaria 13e en dirección radial sobre la masa primaria 5e
así como un cojinete axial 79e que afianza la masa secundaria 13e en
dirección axial sobre la masa primaria 5e. El cojinete radial 77e y
el cojinete axial 79e están separados constructivamente. El cojinete
radial 77e puede ser un rodamiento. Pero el mismo puede ser también
un cojinete de deslizamiento formado por ejemplo por un anillo de
plástico que favorece el deslizamiento. El cojinete axial 79e está
configurado en el ejemplo de realización de la Fig. 7 como cojinete
de deslizamiento, y está formado por un disco anular 81e de
plástico. Este disco anular 81e presenta varias aberturas de paso
83e distribuidas en dirección periférica, a través de las cuales
están insertados los tornillos de sujeción 9e del cigüeñal.
En Fig. 8 se muestra otro ejemplo de realización
de un volante de inercia 1f de dos masas. Este volante de inercia 1f
de dos masas se distingue del volante de inercia de dos masas
mostrado en Fig. 1 esencialmente por la diferente posición radial de
las espiras 63f del elemento de resorte 61f relativamente a la
superficie de apriete 57f de la masa secundaria 13f. Mientras que en
el ejemplo de realización de la Fig. 1 las espiras del elemento de
resorte se hallan radialmente fuera del radio exterior de la
superficie de apriete, en el ejemplo de realización de la Fig. 8 las
mismas están dispuestas en solape radial con la superficie de
apriete 57f. La masa primaria 5f está acortada en dirección radial
respecto a la masa secundaria 13f, que a su vez sobresale del disco
33f del embrague radialmente hacia fuera y se extiende en dirección
axial más allá de los revestimientos de fricción 59f. Es imaginable
también que la masa primaria 5f sobresalga lateralmente del elemento
de resorte 61f y que presente en su caso un apéndice que se extiende
en dirección axial alejándose del cigüeñal 3f, que solapa axialmente
a al menos un número parcial de las espiras 63f del elemento de
resorte 61f y que forma una limitación radialmente exterior para el
ensanchamiento radial de las espiras 63f del elemento de resorte
61f.
Fig. 9 muestra un volante de inercia 1g de dos
masas similar a los volantes de inercia de dos masas de las Fig. 1 y
8. En el volante de inercia 1g de dos masas, el radio de las espiras
63g del elemento de resorte 61g configurado como resorte helicoidal
corresponde aproximadamente al radio interior de la superficie de
apriete 57g del lado del embrague de fricción de la masa secundaria
13g. La masa primaria 5g se extiende en dirección radial
lateralmente frente al elemento de resorte 61g y presenta en su
periferia exterior una corona dentada de arranque 85g que engrana
con un piñón de arranque. La masa primaria 5g y la masa secundaria
13g limitan entre ellas una cámara de alojamiento 87g, en la que
está alojado protegido el elemento de resorte 61g. Por lo que se
refiere al radio de las espiras 63g del elemento de resorte 61g, se
entiende que éste puede ser también menor que el radio interior de
la superficie de apriete 57g, de modo que las espiras 63g del
resorte no se solapen en dirección radial con la superficie de
apriete 57g.
Claims (27)
1. Amortiguador de vibraciones de torsión para la
cadena de accionamiento de un automóvil, que comprende
- -
- una parte de entrada (5) dispuesta giratoria alrededor de un eje de giro (7),
- -
- una parte de salida (13) dispuesta centrada respecto al eje de giro (7), giratoria relativamente a la parte de entrada (5),
- -
- un dispositivo de resorte (17) que acopla entre sí de modo elástico en giro la parte de entrada (5) y la parte de salida (13), con al menos un elemento de resorte (61) formado por material de resorte arrollado, que presenta al menos una pero en particular más de una o varias espiras (63) que se extienden alrededor del eje de giro (7) y cuyos extremos (65) están o se pueden poner en unión de transmisión de par de giro con la parte de entrada (5) y la parte de salida (13) respectivamente,
caracterizado porque
al menos un número parcial de los puntos de
intersección a través de un plano longitudinal axial que contiene
el eje de giro (7), de las espiras mutuamente sucesivas en
dirección periférica de la bobina de material de resorte del
elemento de resorte (61), están desplazados axialmente mutuamente,
y porque
la parte de entrada (5) está formada por una masa
primaria (5) de un volante de inercia (1) de dos masas que se
puede sujetar al cigüeñal (3) de un motor de combustión interna y
la parte de salida (13) está formada por una masa secundaria (13)
del volante de inercia (1) de dos masas, a la que se puede sujetar
una unidad (49) de placa de presión de un embrague de fricción (15)
de automóvil.
2. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 1, caracterizado porque todas las espiras
(63) mutuamente sucesivas del elemento de resorte (61) poseen
puntos de intersección a través del plano longitudinal axial
desplazados axialmente mutuamente.
3. Amortiguador de vibraciones de torsión según
las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque al menos
uno de los extremos (65) del elemento de resorte (61) está acoplado
o puede ser acoplado, de modo axialmente inmóvil, con la parte de
entrada o de salida (5, 13) correspondiente.
4. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 3, caracterizado porque los dos extremos
(65) del elemento de resorte (61) están acoplados o pueden ser
acoplados, de modo axialmente inmóvil, con la parte de entrada o de
salida (5, 13).
5. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al
menos uno de los extremos (65) del elemento de resorte (61) está
acoplado o puede ser acoplado, de modo axialmente móvil (en 69),
con la parte de entrada o de salida (5, 13) correspondiente.
6. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 5, caracterizado porque los dos extremos
(65) del elemento de resorte (61) están acoplados o pueden ser
acoplados, de modo axialmente móvil, con la parte de entrada o de
salida (5, 13) correspondiente.
7. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el
elemento de resorte (61) está configurado como resorte helicoidal
con diámetro medio constante de sus espiras (63).
8. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque al
menos un número parcial de las espiras (63a; 63b; 63c) mutuamente
sucesivas del elemento de resorte (61a; 61b; 61c) poseen, en estado
destensado del elemento de resorte (61a; 61b; 61c), un diámetro
medio mutuamente diferente.
9. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 8, caracterizado porque el diámetro medio
de las espiras (63a; 63b; 63c) disminuye desde un extremo del
elemento de resorte (61a; 61b; 61c) hacia el otro.
10. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 9, caracterizado porque el diámetro medio
de las espiras (63a; 63b) disminuye desde el extremo del lado de
la parte de entrada del elemento de resorte (61a; 61b) hacia el
extremo del lado de la parte de salida.
11. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 9, caracterizado porque el diámetro medio
de las espiras (63c) disminuye desde el extremo del lado de la
parte de salida del elemento de resorte (61c) hacia el extremo del
lado de la parte de entrada.
12. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el
diámetro medio de las espiras (63a; 63c) varía continuamente desde
un extremo del elemento de resorte (61a; 61c) hacia el otro.
13. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 12, caracterizado porque el elemento de
resorte (61a; 61c) está configurado como resorte cónico con diámetro
medio uniformemente decreciente de sus espiras (63a; 63c).
14. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el
diámetro medio de las espiras (63b) varía de modo escalonado desde
un extremo del elemento de resorte (61b) hacia el otro.
15. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque
espiras (63b) mutuamente sucesivas del elemento de resorte (61b)
con diámetro medio mutuamente diferente poseen puntos de
intersección a través del plano longitudinal axial que se solapan
parcialmente axialmente mutuamente.
16. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el
elemento de resorte (61) posee unas pocas espiras (63).
17. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 16, caracterizado porque el elemento de
resorte (61) posee entre una y media y cinco espiras (63),
preferentemente entre dos y cuatro espiras (63).
18. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque el
material de resorte del elemento de resorte (61) está formado por
un material de alambre con sección transversal circular.
19. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el
elemento de resorte (61) está dispuesto en la zona de la periferia
exterior de la parte de entrada o/y de salida (5, 13).
20. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque el
elemento de resorte (61g) está dispuesto en una zona radialmente
central de la parte de entrada o/y de salida (5g, 13g).
21. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque
sólo está previsto un único elemento de resorte arrollado (61).
22. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque
están previstos al menos dos elementos de resorte arrollados (61'd,
61''d; 61'e, 61''e).
23. Amortiguador de vibraciones de torsión según
la reivindicación 22, caracterizado porque dos elementos de
resorte (61'e, 61''e) están arrollados axialmente uno dentro del
otro al menos con un número parcial de sus espiras (63'e,
63''e).
24. Amortiguador de vibraciones de torsión según
las reivindicaciones 22 o 23, caracterizado porque dos
elementos de resorte (61'd, 63''d) están arrollados radialmente uno
dentro del otro al menos con un número parcial de sus espiras
(63'd, 63''d).
25. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque el
radio medio de las espiras (63) del elemento de resorte (61) es, en
estado destensado del elemento de resorte (61), mayor que el radio
exterior de una superficie de apriete (57) del lado del embrague de
fricción de la masa secundaria (13).
26. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque las
espiras (63f) del elemento de resorte (61f) se hallan, en estado
destensado del elemento de resorte (61f), en la zona radial de una
superficie de apriete (57f) del lado del embrague de fricción de la
masa secundaria (13f).
27. Amortiguador de vibraciones de torsión según
una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque el
radio medio de las espiras (63g) del elemento de resorte (61g), en
estado destensado del elemento de resorte (61g), corresponde
aproximadamente al radio interior de una superficie de apriete
(57g) del lado del embrague de fricción de la masa secundaria
(13g), o es menor que dicho radio interior.
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Date of ref document: 20030301 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2182601B1 Country of ref document: ES |
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| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20041115 |