PL194019B1 - Amortyzator dwupierścieniowy - Google Patents

Abstract

1. Amortyzator dwupierscieniowy, znamie- nny tym, ze zawiera tarcze (2) wystajaca promieniowo z piasty (1), przy czym tarcza (2) zawiera obrzeze (3) tarczy (2) przebiegajace wokól jej obwodu, zewnetrzny pierscien (30) zawierajacy obrzeze (6) zewnetrznego pier- scienia (30) wokól wewnetrznego obwodu, okreslajace pierscieniowa przestrzen pomie- dzy obrzezem (3) tarczy (2), a obrzezem (6) zewnetrznego pierscienia (30), oraz czlon elastomerowy (7) wlaczony w ta pierscieniowa przestrzen. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest amortyzator dwupierścieniowy. Amortyzator należy do grupy amortyzatorów wału korbowego, a w szczególności amortyzatorów wału korbowego w układzie dwupierścieniowym z mechanicznie umieszczonym pośrednim, elastomerowym członem elastycznym, pochłaniającym drgania wstrząsowe i zginające.

Urządzenia do amortyzowania drgań wału korbowego są znane w tej dziedzinie od wielu lat. Podczas pracy wał korbowy w silniku spalinowym obraca się, w reakcji na okresowe uderzenia pochodzące kolejno od otrzymujących zapłon cylindrów. Powoduje to drgania wału korbowego, które są czynnikiem określającym żywotność silnika, jak również połączonych z nim elementów.

Ta szczególna grupa amortyzatorów opiera się na koncentrycznych pierścieniach połączonych elastycznym członem elastomerowym. Wewnętrzny pierścień mocuje amortyzator do wału korbowego. Zewnętrzny pierścień służy do styku z paskiem do przenoszenia napędu. Człon elastomerowy jest umieszczany pomiędzy pierścieniami, bądź przy pomocy środków klejących, bądź w sposób mechaniczny. Impulsy wstrząsowe z wału korbowego są wytłumiane bądź pochłaniane przez elastyczny człon elastomerowy podczas obrotu wału korbowego. Elastomer zajmuje zazwyczaj stałą, pierścieniową powierzchnię przekroju pomiędzy pierścieniami.

Reprezentatywnym przykładem stanu techniki jest przedstawiony w opisie patentowym US nr 5,231,893 (z roku 1993) należącym do Sisco i inni, amortyzator drgań wału korbowego z członem elastomerowym umieszczonym pomiędzy piastą, a członem bezwładnościowym. Promieniowo zewnętrzne lub wewnętrzne zakrzywienie piasty i członu bezwładnościowego jest dobrane tak, aby zmniejszyć drgania zginające wału korbowego.

Innym reprezentatywnym przykładem jest przedstawiony w opisie patentowym US nr 5,453,056 (z roku 1995) należącym do Ulrich i inni, koło pasowe i amortyzator drgań wstrząsowych połączony z kołem pasowym poprzez osiowe obrzeże oraz człon elastomerowy.

Amortyzatory znane ze stanu techniki, w zakresie połączenia pierścieni z członem elastomerowym, wykorzystywały szkodliwe dla środowiska środki klejące. Uszkodzenie środków klejących lub otaczającego elastomeru może spowodować katastrofalne uszkodzenie amortyzatora i uszkodzenie silnika.

Potrzebny jest zatem dwupierścieniowy amortyzator, o mechanicznym połączeniu utrzymującym elastomer pomiędzy pierścieniami. Potrzebny jest dwupierścieniowy amortyzator, o mechanicznym połączeniu, zawierającym złożony, nie łukowy, profil współpracujący. Potrzebny jest dwupierścieniowy amortyzator, wykorzystujący kauczuk etylenowo-propylenowy, w charakterze elementu amortyzującego. Potrzebny jest dwupierścieniowy amortyzator, o rozszerzonych możliwościach doboru i rozszerzonym zakresie częstotliwości, zawdzięczanym profilowi i objętości elastomeru. Przedmiot wynalazku spełnia te potrzeby.

Pierwszym zadaniem wynalazku jest dostarczenie dwupierścieniowego amortyzatora, o mechanicznym połączeniu utrzymującym elastomer pomiędzy pierścieniami.

Kolejnym zadaniem wynalazku jest dostarczenie dwupierścieniowego amortyzatora, o mechanicznym połączeniu, zawierającym złożony, nie łukowy, profil współpracujący.

Kolejnym zadaniem wynalazku jest dostarczenie dwupierścieniowego amortyzatora, wykorzystującego kauczuk etylenowo-propylenowy, w charakterze elementu amortyzującego.

Kolejnym zadaniem wynalazku jest dostarczenie dwupierścieniowego amortyzatora, o rozszerzonych możliwościach doboru i rozszerzonym zakresie częstotliwości, zawdzięczanym profilowi i objętości elastomeru.

Inne aspekty przedmiotu wynalazku zostaną opisane lub staną się zrozumiałe na podstawie poniższego opisu w odniesieniu do załączonego rysunku.

Przedmiotem wynalazku jest amortyzator dwupierścieniowy. Amortyzator zawiera wewnętrzny pierścień służący do połączenia amortyzatora z wałem korbowym. Zawiera on ponadto zewnętrzny bezwładnościowy pierścień służący do połączenia z paskiem lub podobnym rozwiązaniem.

Amortyzator dwupierścieniowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera tarczę wystającą promieniowo z piasty, przy czym tarcza zawiera obrzeże tarczy przebiegające wokół jej obwodu, zewnętrzny pierścień zawierający obrzeże zewnętrznego pierścienia wokół wewnętrznego obwodu, określające pierścieniową przestrzeń pomiędzy obrzeżem tarczy, a obrzeżem zewnętrznego pierścienia, oraz człon elastomerowy włączony w tą pierścieniową przestrzeń.

PL 194 019 B1

Obrzeże tarczy zawiera ponadto powierzchnię obrzeża tarczy określającą kształt, a obrzeże zewnętrznego pierścienia zawiera ponadto powierzchnię zewnętrznego pierścienia określającą kształt.

Powierzchnia obrzeża tarczy przebiega równolegle do osi obrotu tarczy, oraz, że powierzchnia obrzeża zewnętrznego pierścienia przebiega równolegle do osi zewnętrznego obrotu tarczy.

Powierzchnia obrzeża tarczy zawiera ponadto wiele pofałdowań, oraz, że powierzchnia obrzeża zewnętrznego pierścienia zawiera ponadto wiele pofałdowań.

Pofałdowania powierzchni obrzeża tarczy przebiegają w kierunku osiowym wokół obwodu powierzchni obrzeża tarczy, a pofałdowania powierzchni obrzeża zewnętrznego pierścienia przebiegają w kierunku osiowym wokół obwodu powierzchni obrzeża zewnętrznego pierścienia.

Pofałdowania powierzchni obrzeża tarczy oraz pofałdowania powierzchni obrzeża zewnętrznego pierścienia są ułożone tak, aby pierścieniowa przestrzeń była stała pomiędzy powierzchnią obrzeża tarczy, a powierzchnią obrzeża zewnętrznego pierścienia.

Pofałdowania powierzchni obrzeża tarczy oraz pofałdowania powierzchni obrzeża zewnętrznego pierścienia są ułożone tak, aby w pierścieniowej przestrzeni pomiędzy każdą z par przeciwległych pofałdowań występowało przewężenie.

Człon elastomerowy ma stałą grubość.

Człon elastomerowy ma profil współpracujący i łączący się z powierzchnią obrzeża zewnętrznego pierścienia oraz powierzchnią obrzeża tarczy.

Człon elastomerowy jest ściskany pomiędzy powierzchnią obrzeża tarczy a powierzchnią obrzeża zewnętrznego pierścienia w zakresie od 20% do 40%.

Człon elastomerowy zawiera ponadto krawędź przebiegającą wokół obwodu obrzeża, przy czym krawędź ma grubość przekraczającą szerokość szczeliny pierścieniowej przestrzeni.

Człon elastomerowy zawiera ponadto krawędź przebiegającą wokół obwodu obrzeża, przy czym krawędź ma grubość przekraczającą szerokość szczeliny pierścieniowej przestrzeni.

Powierzchnia obrzeża tarczy oraz powierzchnia obrzeża zewnętrznego pierścienia zawierają fakturę cierną.

Struktura powierzchni obrzeża tarczy oraz struktura powierzchni obrzeża zewnętrznego pierścienia są połączone mechanicznie z członem elastomerowym w pierścieniowej przestrzeni.

Przedmiot wynalazku, w przykładzie wykonania, uwidoczniono na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przedmiot wynalazku w przekroju, fig. 2 - alternatywny przykład wykonania obrzeży w przekroju, fig. 3 - przekrój szczegółu 3 z fig. 1, fig. 4 - przekrój szczegółu 4 z fig. 2, fig. 5 przekrój członu elastomerowego, fig. 6 - przekrój członu elastomerowego, fig. 7 - przekrój alternatywnego członu elastomerowego, fig. 8 - przekrój alternatywnego członu elastomerowego, fig. 9 - przekrój alternatywnego przykładu wykonania przedmiotu wynalazku, fig. 10 - przekrój alternatywnego przykładu wykonania przedmiotu wynalazku.

Figura 1 przedstawia przekrój przedmiotu wynalazku. Dwupierścieniowy amortyzator 10 zawiera wewnętrzny pierścień 20 i zewnętrzny pierścień bezwładnościowy 30.

Wewnętrzny pierścień 20 zawiera piastę 1oraz tarczę 2. Piasta 1jest dopasowana do zamocowania na wale, na przykład wale korbowym. W układzie, który ukazuje fig. 1, piasta 1 jest zaprasowywana na wale korbowym, jakkolwiek można zastosować połączenie kołnierzowe lub inne stosowane w tej dziedzinie połączenie, odpowiednie do zamocowania piasty na wale. Wewnętrzny pierścień 20 zawiera również obrzeże tarczy 3. Obrzeże 3 przebiega wokół obwodu tarczy 2 i jest znią połączone.

Bezwładnościowy lub zewnętrzny pierścień 30 zawiera obrzeże zewnętrznego pierścienia 6 oraz część 4 dostosowaną do paska. Część 4 dostosowana do paska zawiera dowolny profil 5, dostosowany do profilu paska, może to być każdy profil stosowany w tej dziedzinie, włączając w to pasek wielorowkowy, ukazany na rysunku.

Obrzeża 3, 6 posiadają złożony kształt, umożliwiający mechaniczne utrzymywanie członu elastomerowego 7w pierścieniowej przestrzeni pomiędzy obrzeżami 3 i 6, utrzymując w ten sposób mechanicznie pierścień wewnętrzny i pierścień bezwładnościowy we właściwym względnym położeniu bez użycia chemicznych środków klejących. Człon elastomerowy 7może być dowolnym elastycznym materiałem elastomerowym, stosowanym w tej dziedzinie, włączając w to, w sposób nie ograniczający, kauczuk etylenowo-propylenowy, elastomer etylenowo-akrylowy VAMAC®, kauczuk neoprenowy, kauczuk butadienowo-styrenowy, czy gumę.

W korzystnym przykładzie wykonania nie wymagane są żadne środki klejące do utrzymywania członu elastomerowego 7 pomiędzy obrzeżami 3, 6, ponieważ jest on utrzymywany dzięki połącze4

PL 194 019 B1 niom mechanicznym. Przekrój lub profil obrzeży 3, 6 opisuje serię pofałdowań w każdym z obrzeży 3, 6, podniesionych w fazie tak, aby tworzyły przewężenie lub szyjkę 8, w odstępach, poprzez osiową szerokość członu elastomerowego 7, jak to ukazują fig. 3 i 5.

Figura 2 przedstawia przekrój alternatywnego przykładu wykonania obrzeży. Obrzeża 3, 6 opisują serię pofałdowań, które przebiegają w osiowym kierunku wzdłuż wewnętrznej powierzchni 16 obrzeża zewnętrznego pierścienia oraz zewnętrznej powierzchni 13 obrzeża tarczy. W tym przykładzie wykonania pofałdowania pomiędzy obrzeżami są tak zsynchronizowane, aby odstęp między wewnętrzną powierzchnią pierścienia bezwładnościowego, a zewnętrzną powierzchnią wewnętrznego pierścienia był stały, jak to ukazują fig. 4i 6.

Figura 3 przedstawia przekrój szczegółu 3 z fig. 1. Przewężenia 8 znajdują się pomiędzy przeciwległymi pofałdowaniami w powierzchniach obrzeży 13, 16. Pofałdowania i przewężenia utrzymują mechanicznie człon elastomerowy pomiędzy obrzeżami. Można dostrzec, że profil w kształcie bąbelków tworzy wytrzymałe mechaniczne połączenie pomiędzy obrzeżami, a członem elastomerowym.

W alternatywnym przykładzie wykonania wewnętrzna powierzchnia 16 i zewnętrzna powierzchnia 13 mają strukturę umożliwiającą mechaniczne zamocowanie elastomeru pomiędzy obrzeżem tarczy i obrzeżem bezwładnościowym. W alternatywnym przykładzie wykonania struktura może zawierać guzy, nierówności, bądź też inne formy zróżnicowanej, nieregularnej powierzchni lub formy cierne.

Ponadto w alternatywnym przykładzie wykonania w wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni obrzeży 13, 16 można wykonać rowki lub zakrzywienia, prostopadłe do pofałdowań, współpracujące z kołem zębatym lub drabinkowym. Zwiększają one wytrzymałość obwodowego połączenia metal-guma.

Figura 4 przedstawia przekrój szczegółu 4 z fig. 1. Pierścieniowa szczelina G oraz grubość S członu elastomerowego 17, ukazana na fig. 6, są stałe pomiędzy współpracującymi pofałdowaniami powierzchni obrzeży 13, 16.

W celu wytworzenia przedmiotu wynalazku wewnętrzny pierścień jest chwytany przez elementy zaciskowe. Pierścień bezwładnościowy jest utrzymywany we właściwym końcowym położeniu względem pierścienia wewnętrznego. Człon elastomerowy jest następnie wciskany pomiędzy pierścienie przy pomocy suwaka prasy. Elastyczne właściwości elastomeru umożliwiają dostosowanie się do obrysu pomiędzy powierzchniami 13, 16, kiedy jest on wciskany na swoje miejsce. Podczas łączenia guma jest ściskana z dużą siłą, podczas przechodzenia przez przewężenia i/lub obrysy powierzchni. Kiedy łączenie jest zakończone złącze jest blokowane i zamykane przy pomocy pierścieni. Od tego momentu elastomer cały czas znajduje się w stanie ściśniętym. Jest on ściśnięty w zakresie od 20 do 40%. Nie ściśnięta grubość S członu elastomerowego jest zmniejszana w procesie wytwarzania, do jej końcowej wartości w złożonym amortyzatorze, pomiędzy powierzchniami 13, 16, w zakresie od 60 do 80% wartości S. Innymi słowy odstęp G wynosi od 60 do 80% wartości S, dla przykładu wykonania ukazanego przez fig 2. Poprzez zmianę wartości ściśnięcia, dla każdej części elastomeru w złożonym amortyzatorze można efektywnie dobierać właściwości tłumienia drgań.

Figura 5 ukazuje przekrój członu elastomerowego. W członie elastomerowym 7 widoczne są przewężenia 8. Pofałdowania lub bąbelki 58 oraz przewężenia 8 przebiegają w kierunku osiowym wokół obwodu członu elastomerowego.

Figura 6 ukazuje przekrój członu elastomerowego. Człon elastomerowy 17, nie złożony i nie ściśnięty ma grubość S.

Figura 7 ukazuje przekrój alternatywnego członu elastomerowego. W członie elastomerowym 27 widoczne są przewężenia 18. Pofałdowania 580 oraz przewężenia 18 przebiegają w kierunku osiowym wokół obwodu członu elastomerowego 27. Krawędzie 28, 29 przebiegają wokół zewnętrznego obrzeża, po zewnętrznym obwodzie, po każdej stronie członu elastomerowego 27. Krawędzie 28, 29 mają szerokość T, która przekracza wymiar szczeliny G tak, aby człon elastomerowy 27 był mechanicznie zablokowany pomiędzy pierścieniami.

Figura 8 ukazuje przekrój alternatywnego członu elastomerowego. Człon elastomerowy 37 ma grubość S. Krawędzie 38, 39 przebiegają wokół obrzeża, po każdej stronie członu elastomerowego 37. Krawędzie 38, 39 mają szerokość T, która przekracza wymiar szczeliny G tak, aby człon elastomerowy 37 był mechanicznie zablokowany pomiędzy pierścieniami.

Figura 9 przedstawia przekrój alternatywnego przykładu wykonania przedmiotu wynalazku. Człon elastomerowy 27 jest włożony pomiędzy wewnętrznym pierścieniem 20, a zewnętrznym pierścieniem 30. Krawędzie 28, 29 mechanicznie utrzymują człon elastomerowy 27 we właściwym miejscu pomiędzy pierścieniami.

PL 194 019 B1

Figura 10 przedstawia przekrój alternatywnego przykładu wykonania przedmiotu wynalazku. Człon elastomerowy 37 jest włożony pomiędzy wewnętrznym pierścieniem 20, a zewnętrznym pierścieniem 30. Krawędzie 38, 39 mechanicznie utrzymują człon elastomerowy 37 we właściwym miejscu pomiędzy pierścieniami.

Elastomer w korzystnym przykładzie wykonania zawiera kauczuk etylenowo-propylenowy.

Pomimo, iż powyżej opisano pojedynczą formę przedmiotu wynalazku, dla osób biegłych w tej dziedzinie oczywistym jest to, że można dokonywać zmian w konstrukcji i w zależnościach pomiędzy częściami, bez konieczności odchodzenia od zakresu opisanego przedmiotu wynalazku.

Claims (14)

1. Amortyzator dwupierścieniowy, znamienny tym, że zawiera tarczę (2) wystającą promieniowo z piasty (1), przy czym tarcza (2) zawiera obrzeże (3) tarczy (2) przebiegające wokół jej obwodu, zewnętrzny pierścień (30) zawierający obrzeże (6) zewnętrznego pierścienia (30) wokół wewnętrznego obwodu, określające pierścieniową przestrzeń pomiędzy obrzeżem (3) tarczy (2), a obrzeżem (6) zewnętrznego pierścienia (30), oraz człon elastomerowy (7) włączony w tą pierścieniową przestrzeń.

2. Amortyzator według zastrz. 1, znamienny tym, że obrzeże (3) tarczy (2) zawiera ponadto powierzchnię (13) obrzeża (3) tarczy (2) określającą kształt, a obrzeże (6) zewnętrznego pierścienia (30) zawiera ponadto powierzchnię (16) zewnętrznego pierścienia (30) określającą kształt.

3. Amortyzator według zastrz. 2, znamienny tym, że powierzchnia (13) obrzeża (3) tarczy (2) przebiega równolegle do osi obrotu tarczy (2), oraz, że powierzchnia (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) przebiega równolegle doosi zewnętrznego obrotu tarczy (2).

4. Amortyzator według zastrz. 3, znamienny tym, że powierzchnia (13) obrzeża (3) tarczy (2) zawiera ponadto wiele pofałdowań, oraz, że powierzchnia (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) zawiera ponadto wiele pofałdowań.

5. Amortyzator według zastrz. 4, znamienny tym, że pofałdowania powierzchni (13) obrzeża (3) tarczy (2) przebiegają w kierunku osiowym wokół obwodu powierzchni (13) obrzeża (3) tarczy (2), a pofałdowania powierzchni (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) przebiegają w kierunku osiowym wokół obwodu powierzchni (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30).

6. Amortyzator według zastrz. 5, znamienny tym, że pofałdowania powierzchni (13) obrzeża (3) tarczy (2) oraz pofałdowania powierzchni (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) są ułożone tak, aby pierścieniowa przestrzeń (G) była stała pomiędzy powierzchnią (13) obrzeża (3) tarczy (2),a powierzchnią (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30).

7. Amortyzator według zastrz. 5, znamienny tym, że pofałdowania powierzchni (13) obrzeża (3) tarczy (2) oraz pofałdowania powierzchni (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) są ułożone tak, aby w pierścieniowej przestrzeni (G) pomiędzy każdą z par przeciwległych pofałdowań występowało przewężenie (8).

8. Amortyzator według zastrz. 6, znamienny tym, że człon elastomerowy (7, 17, 27, 37) ma stałą grubość.

9. Amortyzator według zastrz. 7, znamienny tym, że człon elastomerowy (7, 17, 27, 37) ma profil współpracujący i łączący się z powierzchnią (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) oraz powierzchnią (13) obrzeża (3) tarczy (2).

10. Amortyzator według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że człon elastomerowy (7, 17, 27, 37) jest ściskany pomiędzy powierzchnią (13) obrzeża (3) tarczy (2) a powierzchnią (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) w zakresie od 20% do 40%.

11. Amortyzator według zastrz. 10, znamienny tym, że człon elastomerowy (37) zawiera ponadto krawędź (38, 39) przebiegającą wokół obwodu obrzeża, przy czym krawędź (38, 39) ma grubość przekraczającą szerokość szczeliny pierścieniowej przestrzeni.

12. Amortyzator według zastrz. 10, znamienny tym, że człon elastomerowy (27) zawiera ponadto krawędź (28, 29) przebiegającą wokół obwodu obrzeża, przy czym krawędź (28, 29) ma grubość przekraczającą szerokość szczeliny pierścieniowej przestrzeni.

13. Amortyzator według zastrz. 3, znamienny tym, że powierzchnia (13) obrzeża (3) tarczy (2) oraz powierzchnia (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) zawierają fakturę cierną.

PL 194 019 B1

14. Amortyzator według zastrz. 13, znamienny tym, że faktura powierzchni (13) obrzeża (3) tarczy (2) oraz faktura powierzchni (16) obrzeża (6) zewnętrznego pierścienia (30) są połączone mechanicznie z członem elastomerowym (7, 17, 27, 37) w pierścieniowej przestrzeni.