MXPA00008261A - Amortiguador de torsion para embrague, en particular para automovil. - Google Patents

Abstract

Se describe un amortiguador de torsion para embrague, en particular para automovil, que incluye un amortiguador principal que conecta un elemento de entrada con un disco anular que rodea un cubo capaz de bloquearse en rotacion con una flecha accionada, y un preamortiguador intercalado entre el disco y el cubo, y un anillo cilindrico que sirve de soporte de centrado para una arandela de guia sobre la cual es fijado el elemento de entrada y que cuenta con dientes axiales que se engranan con un engranaje del cubo, con un juego circunferencial inferior al previsto entre los engranajes del disco y del tubo, para frenar y amortiguar los golpes entre los engranajes de este disco y de este cubo.

Description

AMORTIGUADOR DE TORSIÓN PARA EMBRAGUE, EN PARTICULAR PARA AUTOMÓVIL La invención se refiere a un amortiguador de torsión para embrague, en particular para automóvil. Como ya es conocido en la técnica y como se describe en el documento WO-9614521, un amortiguador de torsión de este tipo incluye un amortiguador principal intercalado entre un elemento de entrada, como un disco de acoplamiento o un disco acoplado a un volante motriz, y un disco anular que rodea un cubo, capaz de bloquearse en rotación con una flecha accionada, con dientes conformados sobre el disco y el cubo para que estos engranen con un juego circunferencial predeterminado. Un preamortiguador está intercalado entre el disco y el cubo para amortiguar las vibraciones durante el régimen de marcha lenta de un motor de combustión interna vinculado con el embrague. Además, una pieza anular que se bloquea en rotación con el disco anular está intercalada entre este disco, el cubo y una arandela de guía acoplada con el disco de embrague, para servir al mismo tiempo de elemento de fricción entre el disco anular y el cubo, como caja cilindrica exterior del preamortiguador y como soporte de centrado de la arandela de guía. Es conocido asimismo, como se describe en la patente Europea No. 0488859, el uso de una pieza anular que se bloquea en rotación con el disco para frenar y amortiguar los golpes entre los dientes del disco y los dientes del cubo, y esta pieza anular difiere de la pieza anular antes mencionada, debido a que incluye una parte rígida formada por dientes que se engranan con los del cubo, y una parte elástica deformable que sirve de vínculo con el disco anular. Además, esta pieza anular ya no forma la caja exterior del preamortiguador, y los elementos elásticos de acción circunferencial, como por ejemplo resortes helicoidales del preamortiguador, se alojan en encastres dispuestos en los dientes del disco y del cubo, lo que limita el número de elementos elásticos del preamortiguador y reduce asimismo el número de dientes del engranaje entre el disco y el cubo, en detrimento de su resistencia y de su tiempo de vida útil. En el documento patente Europea No. 0488859 se prevén así mismo otros medios de frenado y amortiguamiento de los golpes entre los dientes del disco y del cubo, y estos medios incluyen una arandela de fricción intercalada junto con una arandela de distribución y un muelle Belleville, entre el disco anular y la pieza anular antes mencionada, y esta arandela de fricción está conformada por un engranaje interno que se engrana con el del cubo, con un juego circunferencial inferior al previsto entre los engranajes del disco y del cubo. La presente invención tiene como finalidad reunir y combinar, en un amortiguador de torsión o par de amortiguamiento del tipo antes mencionado, las ventajas respectivas de las modalidades conocidas, simplificando al mismo tiempo la estructura y el ensamblaje de este amortiguador de torsión. Para estos efectos la invención se refiere a un amortiguador de torsión para embrague, en particular para automóviles, que incluye un amortiguador principal intercalado entre un elemento de entrada y un disco anular que rodea un cubo que puede bloquearse en rotación con una flecha accionada, con dientes conformados sobre el disco y el cubo para engranarse con un juego circunferencial predeterminado, un preamortiguador intercalado entre el disco y el cubo y un soporte de centrado de una arandela de guía acoplada con el elemento de entrada, y este soporte de centrado está prensado axialmente entre la arandela de guía y una saliente del cubo, y caracterizado porque el soporte de centrado está conformado por un anillo cilindrico independiente del disco anular y montado en rotación sobre el cubo, y este anillo cuenta con un engranaje que se engrana con el engranaje del cubo, con un juego circunferencial inferior al juego antes mencionado entre los engranajes del disco y del cubo, de tal forma que constituyen un elemento de frenado y amortiguamiento de los golpes entre los engranajes del disco y del cubo. De esta forma, de conformidad con la invención, la arandela de guía del elemento de entrada está centrada sobre el cubo mediante un anillo cilindrico montado en rotación sobre el cubo, y este anillo puede estar hecho de un material distinto al del cubo para adaptarse mejor a las funciones que deberá cumplir. La sujeción axial del anillo entre el cubo y la arandela de guía permite, por fricción, amortiguar las vibraciones absorbidas por el preamortiguador durante su funcionamiento. Cuando la arandela de guía está acoplada en rotación con el disco anular durante el funcionamiento del preamortiguador, el engranaje de los dientes del anillo con los dientes del cubo permite, aunado con la fricción debido a la sujeción axial del anillo entre la arandela de guía y el cubo, frenar y amortiguar los golpes entre los dientes del disco y del cubo. Esta disposición permite asimismo simplificar el preamortiguador, debido a que ya no se requiere que este funcione como soporte de centrado. De conformidad con otra característica de la invención, el engranaje del anillo antes mencionado está conformado sobre una zona anular periférica de su extremo de cara a la saliente antes mencionada, e incluye dientes que se extienden axialmente mas allá de la saliente entre los dientes del engranaje del cubo. Esta disposición permite reducir el bloqueo radial o transversal de este anillo. De conformidad con otra característica de la invención, el anillo antes mencionado está montado sobre el cubo entre la arandela de guía del elemento de entrada y una caja cilindrica interna del preamortiguador, y esta caja está bloqueada en rotación con el cubo, y tiene sobre su superficie periférica externa encastres que conforman alojamientos para los elementos elásticos del preamortiguador, y la parte de esta caja que ve hacia el anillo antes mencionado incluye una cámara cilindrica dentro de la cual se extienden axialmente los dientes del anillo. Esta disposición permite específicamente reducir el bloqueo axial del conjunto anillo-preamortiguador. Ventajosamente, la caja cilindrica interna del amortiguador cuenta, sobre su superficie interna, con dientes radiales que se engranan sensiblemente sin juego con el engranaje del cubo, y que están alineados angularmente con los encastres que alojan a los elementos elásticos del preamortiguador.

Esto permite, al mismo tiempo, disponer los elementos elásticos del preamortiguador sobre un diámetro débil alrededor del eje de rotación y por tanto reducir su sensibilidad a las fuerzas centrífugas, y reforzar la resistencia mecánica de esta caja, con los dientes radiales de la superficie interna aportando un sobreespesor de material a nivel de los encastres que alojan a los elementos elásticos. De conformidad con otra característica más de la invención, la pared cilindrica de la cámara formada en la caja interna del preamortiguador cuenta con aberturas de liberación al nivel de los dientes del anillo cilindrico antes mencionado. De esta forma, se evita toda interferencia entre los dientes de este anillo y la pared cilindrica de la cámara formada en la caja interna del preamortiguador, sin que se aumente el diámetro de esta cámara y el de los alojamientos de los elementos elásticos del preamortiguador. Se podrá entender mejor la invención y apreciar otras características, detalles y ventajas de la misma, mediante la siguiente descripción a título de ejemplo, acompañada de los dibujos anexos, en los que: La figura 1 es una vista esquemática parcial en sección axial con un arrancamiento local de la arandela de guía adyacente al anillo cilindrico de conformidad con la invención, de un amortiguador de torsión de conformidad con la invención. La figura 2 es una vista esquemática en perspectiva fragmentada de tres piezas coaxiales de este amortiguador.

La modalidad parcialmente ilustrada en la figura 1 del amortiguador de torsión es del tipo generalmente descrito en los documentos WO-9614521 y EP-0488859, cuyos contenidos se incorporan a la presente por referencia, y este amortiguador de torsión incluye en esencia un elemento de entrada constituido en este caso por un disco de embrague 10 que cuenta sobre su periferia externa con guarniciones antifricción (no ilustradas) y que permiten transmitir el par de rotación entre, por una parte, una flecha del impulsor, como un cigüeñal de un motor de combustión interna y, por la otra, una flecha accionada, como la flecha de entrada de una caja de velocidades, y esta flecha accionada se puede bloquear en rotación, por ejemplo mediante ranuras, con un cubo cilindrico 12 que se extiende a través de una abertura central 14 del disco de acoplamiento. Este disco de acoplamiento 10 está fijado, en su periferia interna, sobre una arandela de guía 16, que está centrada sobre el cubo 12 gracias a los medios que se describen con mayor detalle más adelante, y que está acoplada mediante un amortiguador principal (cuyos elementos elásticos no aparecen ilustrados) a un disco anular que rodea a distancia el cubo 12 y que se ubica entre la primera arandela de guía 16 y otra arandela de guía 20 paralela a la primera y que está fijada a esta mediante pequeñas columnas (no ilustradas) que se extienden dentro de los agujeros correspondientes 22, 24 de las dos arandelas de guía y dentro de los orificios 26 del disco anular 18, permitiendo así un desplazamiento angular limitado del disco 18 con respecto a las arandelas 16 y 20. El disco 18 y las arandelas 16 y 20 forman parte del amortiguador principal.

Como ya es conocido, el amortiguador principal incluye asimismo elementos elásticos de acción circunferencial, por ejemplo resortes helicoidales, con una rigidez relativamente alta que les permite absorber las vibraciones y oscilaciones entre las arandelas 16 y 20 y el disco 18, y estos elementos elásticos están alojados en parte dentro de orificios dispuestos en las arandelas y en parte dentro de los orificios del disco 18, de tal forma que una rotación relativa del disco 18 con respecto a las arandelas 16 y 20 en un sentido o en otro se traduce en una compresión o en una expansión, respectivamente, de estos elementos elásticos. En este caso, los orificios consisten en ventanas no ilustradas. Un preamortiguador 28 está intercalado entre el disco anular 18 y el cubo 12, y este preamortiguador cuenta con elementos elásticos de acción circunferencial, como por ejemplo resortes helicoidales 30 de poca rigidez, que sirven para absorber las vibraciones u oscilaciones entre el disco 18 y el cubo 12 durante el régimen de marcha lenta de un motor de combustión interna. El preamortiguador 28 incluye asimismo una caja anular exterior 32 que, en este caso, está hecha de un material plástico moldeable, y una caja anular 34, de material plástico moldeable o de material sinterizado, cuyas superficies cilindricas frontales cuentan con dientes radiales que delimitan los encastres de alojamiento de los resortes 30, y la caja exterior 32 se bloquea en rotación con el disco anular 18 mediante pernos axiales 36 formados en salientes sobre su periferia externa y alojados en orificios correspondientes del disco 18, y la caja interior 34 está bloqueada en rotación con el cubo 12, mediante dientes radiales 38 formados en saliente sobre la superficie interna del la caja 34 y engranados con los dientes radiales 40 de la superficie externa del cubo 12. Los dientes 40 del cubo están empalmados axialmente, mediante salientes 42, con otros dientes 44 con una altura radial sobre la superficie externa del cubo 12 mayor a la de los dientes 40. Estos dientes 44 se engranan, con un juego diferencial predeterminado, con otros dientes 46 de la periferia interna del disco anular 18. Las arandelas de fricción 48 y 50 están intercaladas entre la segunda arandela de guía 20 y una superficie radial del cubo 12, y entre la arandela de guía 20 y el disco anular 18, respectivamente, y la arandela 48 se bloquea en rotación con la arandela de guía 20 y se aplica a presión sobre el cubo 12 mediante una arandela elástica 52, por ejemplo un muelle Belleville, y la otra arandela 50 se bloquea en rotación con la segunda arandela de guía 20 y se aplica a presión sobre el disco anular 18 mediante una arandela elástica 54, por ejemplo un muelle Belleville. La fricción de la arandela 48 sobre el cubo 12 contribuye a amortiguar las vibraciones absorbidas por el preamortiguador 28, y la fricción de la arandela 50 sobre el disco anular 18 a amortiguar las vibraciones y oscilaciones absorbidas por el amortiguador principal. De manera conocida, las arandelas 48 y 50, en este caso hechas de material plástico, incluyen peones para acoplarse en rotación con la arandela de guía 20. De conformidad con la invención, los golpes de los dientes 46 del disco sobre los dientes 44 del cubo 12, son frenados y amortiguados mediante un anillo cilindrico 56 montado en forma giratoria sobre una parte del extremo cilindrico 58 del cubo 12 empalmada con los dientes 40 antes mencionados, mediante una saliente 60, formando un tope o estribo de posicionamiento axial del anillo 56. El extremo de este anillo que se apoya sobre la saliente 60, está conformado de dientes axiales 62 que se extienden mas allá de la saliente 60 y que se engranan con los dientes 40 del cubo 12, con un juego circunferencial predeterminado, inferior al juego circunferencial existente entre los dientes 46 del disco anular 18 y los dientes 44 del cubo 12. El anillo cilindrico 56 está prensado axialmente sobre la saliente 60 del cubo 12 mediante la primera arandela de guía 16 cuya periferia interna está apoyada sobre el extremo del anillo 56 opuesto a la saliente. Ventajosamente, las superficies en contacto del anillo 56 y de la arandela de guía 16 son troncocónicas o, en una variante, de forma esférica, y conjuntas, lo que permite centrar la arandela de guía 16 sobre el cubo 12 mediante un soporte cónico de centrado (o esférico, respectivamente). Por otra parte, los dientes axiales 62 del anillo 56 se alojan en una cámara cilindrica 64 de la superficie interna de la caja 34 del preamortiguador, con el diámetro interno de la superficie cilindrica de esta cámara sensiblemente igual o apenas mayor al diámetro externo de los dientes 62. La longitud axial de la cámara cilindrica 64 es sensiblemente igual a la longitud axial de los dientes 62, de tal forma que esta cámara se extiende desde un extremo de la caja 34 sobre una parte únicamente de la longitud axial de esta caja. Para evitar cualquier riesgo de interferencia entre las superficies radialmente externas de los dientes 62 del anillo 56 y la pared cilindrica de la cámara 64, la pared cilindrica cuenta con aberturas de liberación 66 que se ubican prácticamente en medio de los encastres 68 dentro de los cuales se alojan los elementos elásticos del preamortiguador 28. Además, estos encastres 68 están alineados radialmente con los dientes 38 de la superficie interna de la caja 34. El funcionamiento del amortiguador de torsión de conformidad con la invención es el siguiente, en el caso que este amortiguador forme parte de un embrague para motor de combustión interna de un automóvil: Durante el régimen de marcha lenta de un motor de combustión interna, las arandelas de guía 16 y 20 y el disco anular 18 se bloquean en rotación y el par motor aplicado sobre el disco de acoplamiento o embrague 10 es transmitido al cubo 12 a través del preamortiguador 28 cuyos elementos elásticos 30 absorben las vibraciones u oscilaciones de transmisión. El anillo 56 está bloqueado en rotación con la primera arandela de guía 16 y gira u oscila con respecto al cubo 12 en función de las vibraciones y oscilaciones absorbidas por los elementos elásticos 30, y estas vibraciones parásitas o de interferencia son amortiguadas por la fricción resultante de la compresión axial del anillo 56 y de la arandela 48 sobre el cubo 12. Cuando el par transmitido aumenta, los elementos elásticos 30 del preamortiguador 28 se comprimen todavía más y el anillo 56 gira junto con el disco anular 18 y las arandelas de guía 16 y 20 con respecto al cubo 12, hasta que sus dientes 62 topan con los dientes 40 del cubo 12. En ese momento, los dientes 46 del disco anular 18 siguen separados de los dientes 44 del cubo, y el juego circunferencial entre estos dientes es superior al juego circunferencial entre los dientes 62 y 40. A medida que el par transmitido sigue aumentando, los elementos elásticos 30 del preamortiguador 28 se comprimen aún más, el anillo 56 permanece inmóvil en rotación con respecto al cubo 12 y el conjunto formado por las arandelas de guía 16 y 20 y el disco anular 18 gira con respecto al cubo 12 hasta que los dientes 46 del disco anular 18 topan sobre los dientes 44 del cubo 12, toda vez que este tope es frenado y amortiguado por la fricción del anillo 56 sobre la primera arandela de guía 16. Cuando el par transmitido aumenta todavía más, el disco anular 18, el cubo 12 y el anillo 56 se bloquean en rotación, con los dientes 46 del disco en tope sobre los dientes 44 del cubo y los dientes 62 del anillo 56 en tope sobre los dientes 40 del cubo, y las oscilaciones y vibraciones de transmisión son entonces absorbidas por los elementos elásticos del amortiguador principal intercalados entre las arandelas de guía 16 y 20 y el disco anular 18, y son amortiguadas por la fricción de la arandela 50 sobre el disco 18 y de la caja 32 sobre la arandela de guía 16. En el amortiguador de torsión de conformidad con la invención, el anillo 56 puede estar hecho de un material adecuado para cumplir sus funciones como soporte cónico y elemento de fricción, por ejemplo de un material plástico.

Asimismo, la caja anular interna 34 del preamortiguador y su caja externa 32, que cumple una función de fricción entre el disco anular 18 y la primera arandela de guía 16 durante el funcionamiento del amortiguador principal, pueden estar hechas de un material adecuado, por ejemplo un material plástico. Lo mismo sucede con las arandelas de fricción 48 y 50 intercaladas entre la segunda arandela de guía 20 y el cubo 12 y entre esta segunda arandela de guía y el disco anular 18, respectivamente. Las salientes 42 formadas entre los dientes 40 y 44 del cubo 12, así como las salientes formadas sobre el cubo entre su parte de extremo cilindrico 58 y los dientes 40, permiten colocar en posición axial la caja interna 34 del preamortiguador y el anillo 56 sobre el cubo 12. En el amortiguador de torsión de conformidad con la invención, el elemento de entrada puede estar constituido por un disco (o una prolongación de la arandela de guía 16) acoplado con un volante motriz. En una variante, la caja interna 32 es metálica, lo que permite reducir el bloqueo. La parte transversal de la caja metálica 32, que está en contacto con la arandela de guía, está recubierta con una capa de material plástico, en una modalidad. Esto puede realizarse también mediante sobremoldeo, con la parte transversal de la caja 32 presentando unos agujeros para anclar o sujetar este material plástico. Para mayor precisión, se hace referencia a la solicitud de patente Francesa número 99 09973, expedida el 30 de julio de 1999. En este documento se puede apreciar que los resortes helicoidales pueden ser resortes curvos, y la caja interna 34 puede tener por ejemplo dos dientes radiales entre los cuales se alojan dos resortes curvos. La caja externa 32 presenta por tanto dos dientes radiales en alternancia circunferencial con los dientes de la caja interna 34. Los resortes se apoyan en sus extremos circunferenciales sobre los dientes radiales, dirigidos radialmente en sentido inverso, de las cajas 32 y 34. Entre dos dientes, las cajas 32 y 34 tienen una forma cilindrica en su periferia. Los resortes pueden ser sustituidos por bloques de material elástico. Cabe señalar que los dientes radiales de la caja externa 32 se obtienen fácilmente mediante embutición cuando la caja es metálica. Para mayores detalles se hace referencia a la patente Francesa número 99 09973 antes mencionada.

Claims (10)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Amortiguador de torsión para embrague, en particular para automóvil, que incluye un amortiguador principal intercalado entre un elemento de entrada (10) y un disco anular (18) que rodea un cubo (12) que se bloquea en rotación con una flecha accionada, engranajes (46, 44), formados sobre el disco y el cubo para engranar con un juego circunferencial predeterminado un preamortiguador (28) intercalado entre el disco y el cubo, y un soporte de centrado (56) de una arandela de guía (16) acoplado con el elemento de entrada (10), y este soporte de centrado está prensado axialmente entre la arandela de guía (16) y una saliente (60) del cubo (12), caracterizado porque el soporte de centrado está conformado por un anillo cilindrico (56) independiente del disco anular (18) y montado en forma giratoria sobre el cubo (12), y este anillo cuenta con un engranaje (62) que se engrana con el engranaje del cubo, con un juego circunferencial inferior al juego antes mencionado entre los engranajes del disco (18) y del cubo (12), de tal forma que constituye un elemento de frenado y amortiguamiento de los golpes entre los engranajes del disco y del cubo.

2.- El amortiguador de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el engranaje del anillo (56) antes mencionado está formado sobre una zona anular periférica de su extremo que ve hacia la saliente (60) y cuenta con dientes (62) que se extienden axialmente más allá de esta saliente entre los dientes (40) del engranaje del cubo.

3.- El amortiguador de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado además porque el anillo (56) antes mencionado está montado sobre el cubo (12) entre la arandela de guía 16 y una caja cilindrica interna (34) del preamortiguador (28), y esta caja está bloqueada en rotación con el cubo (12) y cuenta sobre su periferia externa con encastres (66) que alojan a los elementos elásticos del preamortiguador (28).

4.- El amortiguador de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque los dientes (62) del anillo (56) se extienden axialmente dentro de una cámara cilindrica (64) de la superficie interna de la caja (34) del preamortiguador (28).

5.- El amortiguador de conformidad con las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado además porque la caja (34) antes mencionada del preamortiguador está empotrada sobre el cubo, y cuenta sobre su superficie interna con dientes radiales (38) que se engranan prácticamente sin juego con el engranaje (40) del cubo (12).

6.- El amortiguador de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque los dientes radiales (38) de la caja (34) están alineados en forma angular con los encastres (68) que sirven para alojar a los elementos elásticos del preamortiguador.

7.- El amortiguador de conformidad con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado además porque la pared cilindrica de la cámara (64) antes mencionada incluye aberturas de liberación (66) formadas al nivel de los dientes (62) del anillo (56).

8.- El amortiguador de conformidad con una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado además porque el engranaje del cubo (12) está constituido por dientes (40, 44) alineados en forma axial y con alturas radiales distintas, para que unos se engranen con los dientes del anillo (56) de la caja interna (34) del preamortiguador (28), y otros se engranen con el engranaje (46) del disco anular (18).

9.- El amortiguador de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque los dientes (40, 44) de altura distinta del cubo (12) están conectados entre sí mediante salientes (42) que forman un tope de posicionamíento axial de la caja cilindrica interna (34) del preamortiguador (28).

10.- El amortiguador de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque las superficies en contacto de la arandela de guía (16) acoplada con el elemento de entrada y del anillo cilindrico (56) son troncocónicas o esféricas.