ES2198628T3 - Dispositivo elastico amortiguador, en especial para un volane de masa doble y un volante de masa doble equipado con dicho dispositivo. - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO ELASTICO DE AMORTIGUACION (15) PARA DOBLE VOLANTE AMORTIGUADOR, DESTINADO A ESTAR FIJADO Y ARTICULADO ENTRE DOS MASAS GIRATORIAS ORIENTADO GLOBALMENTE DE MANERA RADIAL, PRESENTANDO DICHO DISPOSITIVO CON ESTE PROPOSITO UN EJE DE ARTICULACION (Y--Y, Z-Z) EN CADA UNO DE EXTREMOS, Y LLEVANDO POR UNA PARTE UN PRIMER SUBCONJUNTO (27) QUE COMPRENDE UN ALOJAMIENTO (26) ALARGADO DOTADO DE UNA PRIMERA PIEZA DE ARTICULACION (29) Y POR OTRA PARTE, UN SEGUNDO SUBCONJUNTO (30) QUE COMPRENDE AL MENOS UN MUELLE ESPIRAL (24) MONTADO SOBRE UNA VARILLA (32) DOTADA DE UNA SEGUNDA PIEZA DE ARTICULACION (34) Y APOYANDOSE DICHO MUELLE ENTRE UN PRIMER TOPE (36) SITUADO EN UN EXTREMO DE DICHA VARILLA (32) Y UN SEGUNDO TOPE (38) FIJADO EN UN EXTREMO DE DICHO ALOJAMIENTO (26) DESPUES DEL MONTAJE DE LOS DOS SUBCONJUNTOS (27, 30); PUDIENDO AL MENOS UNO DE LOS TOPES (36, 38) DEFORMARSE PLASTICAMENTE.

Description

Dispositivo elástico amortiguador, en especial para un volante de masa doble y un volante de masa doble equipado con dicho dispositivo.

La invención se refiere a un dispositivo elástico de amortiguación que entra, en particular, en la constitución de un doble volante amortiguador; la misma hace referencia más particularmente a un perfeccionamiento aportado a los dispositivos elásticos de amortiguación que permiten disponer de una mayor seguridad de funcionamiento.

Es ya conocido por el documento WO 97/21047, un doble volante amortiguador que comprende dos masas giratorias coaxiales, entre las que se hallan reunidos, de forma articulada, unos dispositivos elásticos de amortiguación, regularmente repartidos circunferencialmente. Dichos dispositivos están orientados globalmente radialmente en el doble volante amortiguador cuando las dos masas giratorias se encuentran en posición estable de reposo una con relación a la otra, circunferencialmente. En funcionamiento, los desplazamientos angulares entre las dos masas originan una inclinación de los dispositivos elásticos de amortiguación con relación a sus respectivas direcciones radiales de reposo. Por consiguiente, los dispositivos elásticos de amortiguación se alargan entre sus puntos de articulación a las dos masas giratorias.

Un dispositivo elástico de amortiguación presenta, por una parte, un primer subconjunto que comprende una caja alargada, provista de una primera pieza de articulación para su unión a una de las masas giratorias y, por otra parte, un segundo subconjunto que comprende por lo menos un resorte helicoidal montado sobre un vástago provisto de una segunda pieza de articulación para su articulación a la otra de las masas giratorias, quedando dicho segundo subconjunto encajado, por lo menos parcialmente, en la caja que protege especialmente al resorte. El mismo se apoya entre un primer tope situado en un extremo del vástago, encajado en la caja, y un segundo tope fijado en el extremo de la caja opuesto a dicha primera pieza de articulación.

Por consiguiente, el alargamiento del dispositivo elástico de amortiguación se traduce en una compresión del resorte en el interior de la caja.

En estas condiciones de funcionamiento extremas, el alargamiento de los dispositivos elásticos de amortiguación puede llevar a los resortes a quedar con sus espiras unidas. El par puede repartirse entonces muy irregularmente entre los diferentes dispositivos elásticos de amortiguación, pudiendo acarrear el deterioro de uno de ellos. La invención permite evitar este tipo de incidente.

Así, de acuerdo con la invención, un dispositivo elástico de amortiguación para doble volante amortiguador, está destinado a ser unido y articulado entre dos masas giratorias, quedando orientado globalmente radialmente, cuyo dispositivo presenta a tal efecto un eje de articulación (y-y, z-z) en cada uno de sus extremos, presentando, por una parte, un primer subconjunto que comprende una caja alargada provista de una primera pieza de articulación y, por otra parte, un segundo subconjunto que comprende por lo menos un resorte helicoidal montado sobre un vástago provisto de una segunda pieza de articulación y apoyándose dicho resorte entre un primer tope situado en un extremo de dicho vástago y un segundo tope fijado en un extremo de dicha caja, después de acoplamiento de los dos subcojuntos, cuyo dispositivo se caracteriza por el hecho de que por lo menos uno de los topes es deformable plásticamente.

Gracias a la invención, se salvan las tolerancias de fabricación de las diversas piezas y todos los resortes llegarán a quedar con sus espiras juntas al mismo tiempo, desde la primera condición de funcionamiento extremo, deformándose plásticamente, si es necesario, uno (o varios) tope(s). La regulación es, por tanto, automática.

Ventajosamente, el tope deformable plásticamente comprende un fondo solidarizado al extremo de uno de los elementos vástago o caja, quedando, dispuesto entre dicho fondo y el resorte helicoidal, un medio deformable plásticamente, adaptado para apoyarse sobre dicho fondo.

Preferentemente, el medio deformable plásticamente está constituido por una arandela anular que rodea al vástago; la arandela anular tiene en sección axial una forma cóncava (abombada), cuya concavidad está dirigida hacia el fondo; en variante, la arandela anular tiene una estructura en nido de abeja; de acuerdo con otra variante, la arandela anular es una arandela cónica; la arandela anular cónica está situada entre dos arandelas planas de apoyo, situadas una por el lado del fondo y la otra por el lado del resorte helicoidal.

De acuerdo con otra forma de realización, el tope deformable plásticamente está constituido por un fondo, solidarizado al extremo de uno de los elementos vástago o caja, cuya cara vuelta hacia el resorte helicoidal va provista de una huella en la que el extremo del resorte helicoidal, ventajosamente perfilado en consecuencia, es susceptible de incrustarse.

Ventajosamente, una cazoleta queda solidarizada al fondo, presentando dicha cazoleta un faldón cilíndrico que rodea al vástago a distancia radial del mismo y provista, en su extremo opuesto a aquel por el que queda solidarizada al fondo, de un reborde transversal anular, quedando situado un anillo de guía en el espacio definido por la cazoleta, el vástago y el fondo; el resorte helicoidal rodea a un segundo resorte helicoidal que rodea a su vez al vástago, que se apoya sobre el reborde transversal anular de la cazoleta.

Preferentemente, la arandela anular está realizada de una sola pieza con la cazoleta, de la que constituye un collarín que prolonga radialmente hacia el exterior el faldón en oposición al reborde transversal anular.

Cuando la arandela anular es una arandela cónica, situada entre las dos arandelas planas de apoyo, la arandela plana de apoyo por el lado del fondo está realizada de una sola pieza con la cazoleta, de la que constituye un collarín que prolonga radialmente hacia el exterior al faldón en oposición al reborde transversal anular.

Ventajosamente, un solo tope es deformable plásticamente, estando constituido el otro tope por un pistón solidario del vástago y alrededor de la periferia externa del cual queda sobremoldeado un anillo de guía.

De acuerdo con una forma preferida de realización, el tope deformable plásticamente es el segundo tope, cuyo fondo es solidario de la caja, siendo la forma del pistón del primer tope de forma anular y solidario del vástago.

Preferentemente, la caja es de forma tubular.

La presente invención tiene igualmente por objeto un doble volante amortiguador, que comprende dos masas giratorias coaxiales, entre las cuales quedan unidos, de manera articulada, unos dispositivos elásticos de amortiguación, en el que los dispositivos elásticos de amortiguación tienen las características del dispositivo elástico de amortiguación anteriormente definido.

La invención podrá comprenderse mejor, y otras ventajas de la misma se desprenderán más claramente de la lectura de la descripción que sigue a continuación, establecida únicamente a título de ejemplo y hecha con referencia a los dibujos anexos, en los que:

- La figura 1 es una media vista en alzado, en sección parcial, de un doble volante amortiguador equipado con órganos elásticos de amortiguación de acuerdo con la invención;

- la figura 2 es una sección por II-II de la figura 1;

- la figura 3 es una vista en detalle, que representa un órgano elástico de amortiguación del doble volante amortiguador, en sección parcial;

- la figura 4 es una vista parcial de la figura 3, a mayor escala; y

- las figuras 5 a 7 son vistas análogas a la de la figura 4 y representan cada una, respectivamente, una variante;

Haciendo referencia a las figuras a 1 4, puede verse un doble volante amortiguador de torsión 11, portador de dos masas giratorias coaxiales 12, 13, montadas móviles en rotación una con relación a la otra, alrededor de un eje común de simetría axial x-x, en contra de medios de amortiguación elásticos, que comprenden una serie de dispositivos elásticos de amortiguación 15, de orientación globalmente radial. La primera masa 12 presenta esencialmente un plato 14 y la segunda masa 13 presenta también un plato 16, que se extiende paralelamente al plato 12.

Los platos 14, 16 son de material moldeable, típicamente en fundición, para aumentar su inercia.

La segunda masa giratoria 13 está montada giratoria sobre un cubo tubular 18 de la primera masa giratoria 12. Dicho cubo 18 es una pieza de forma general cilíndrica, de eje x-x, en este caso realizada formando un solo cuerpo con el plato 14. Unos medios de cojinete, en este caso un rodamiento de bolas 19, quedan interpuestos entre la periferia externa del cubo 18 y la periferia interna de la segunda masa giratoria 13.

La segunda masa giratoria 13 constituye el plato de reacción de un embrague de fricción 17. Para conocer con detalle la disposición de un embrague de fricción, en asociación con un doble volante amortiguador de este tipo, puede hacerse referencia, por ejemplo, al documento FR-A-2 524 350.

La primera masa giratoria 12 está prevista para ser unida por tornillos, gracias a las aberturas 20, situadas en su periferia interna, a un árbol conductor, no representado, tal como el cigüeñal de un motor de combustión interna de un vehículo automóvil. La segunda masa giratoria 13 está unida en rotación, a través del embrague 17, con el árbol de entrada 21 de una caja de cambio de velocidades del vehículo. La primera masa giratoria 12 lleva en su periferia externa una corona de arranque 22, prevista para ser accionada por el piñón del dispositivo de arranque 22 del motor de combustión interna del vehículo automóvil.

Como se ha indicado anteriormente, los medios de amortiguación elásticos comprenden una pluralidad de dispositivos elásticos de amortiguación 15, repartidos regular y circunferencialmente. Los diferentes dispositivos elásticos de amortiguación 15 están dispuestos globalmente radialmente, entre los dos platos 14, 16.

Cada dispositivo elástico de amortiguación 15 encierra, por lo menos, un resorte helicoidal 24, alojado en el interior de una caja 26. Más precisamente, el dispositivo elástico de amortiguación 15 se divide en, por una parte, un primer subconjunto 27, que comprende dicha caja 26, provista de una primera pieza de articulación 29, y, por otra parte, un segundo subconjunto 30, que comprende dicho resorte 24, montado sobre un vástago 32 provisto de una segunda pieza de articulación 34. El resorte 24 se apoya entre un primer tope 36, situado en un extremo del vástago 32 dispuesto en el interior de la caja 26 y un segundo tope 38, fijado a un extremo 39 de la caja 26 después de acoplamiento de los dos subconjuntos 27 y 30. Dicha primera pieza de articulación 29 forma una especie de rótula, inmovilizada en un extremo de la caja 26 por soldadura. La rótula comprende un orificio cilíndrico 42, que define un eje de articulación y-y. La misma está articulada a la primera masa giratoria 12, en este caso a la periferia externa de dicha primera masa giratoria 12, por un muñón 44 que materializa dicho eje. El muñón 44 está situado en la periferia externa del plato 14 y del que es portador.

El resorte 24 se apoya entre dicho primer tope 36 soldado al extremo del vástago 32 y dicho segundo tope 38, que presenta un anillo de guía 64, en el interior de la cual dicho vástago 32 se desliza paralelamente a su eje longitudinal. El segundo tope 38 está fijado al extremo 39 de la caja 26 opuesto al que lleva la primera pieza de articulación 29. Al exterior de la caja 28, la segunda pieza de articulación 34 va provista de un conducto cilíndrico que constituye cojinete de giro z-z. Un muñón 45 remachado a la segunda masa giratoria 13, quedan encajado en dicho cojinete. El muñón 45 queda dispuesto en la periferia interna de la segunda masa 13.

Cada dispositivo de amortiguación 15 queda así montado articulado entre las primera y segunda masas giratorias 12, 13, entre los dos ejes y-y y z-z.

Dada su estructura, cada dispositivo elástico de amortiguación 15 tiene tendencia a devolver a las dos masas giratorias 12, 13 a una posición relativa predeterminada, para la que su longitud es mínima. Cualquier movimiento relativo circunferencial entre las dos masas giratorias 12 y 13, se traduce por un alargamiento de cada dispositivo elástico de amortiguación 15, que conduce a la compresión de los resortes 24.

De hecho, como se ha representado, cada caja 26 aloja dos resortes coaxiales 24, 25 de tensiones diferentes. Un dispositivo de frotamiento de acción axial 46 queda interpuesto entre las dos masas giratorias 12 y 13 y constituye un dispositivo de histéresis. Este último no forma parte de la invención, ni, por tanto, será descrito con detalle.

Se desprende de la descripción precedente que, si los dispositivos elásticos de amortiguación 15 no presentan todos el mismo alargamiento máximo correspondiente al apretado de las espiras unidas de los resortes 24 y/o 25, uno de los dispositivos elásticos de amortiguación 15 corre el riesgo de soportar un esfuerzo excesivo en unas condiciones de funcionamiento extremas, es decir, cuando el desplazamiento angular entre las dos masas giratorias 12, 13 alcanza el valor máximo. La invención propone unos dispositivos elásticos de amortiguación 15, que permiten eliminar dicho riesgo, de forma que, cuando las masas giratorias 12, 13 alcanzan su desplazamiento angular máximo, todos los resortes 24 de los diferentes dispositivos elásticos de amortiguación 15 se bloquean con espiras unidas al mismo tiempo, y los esfuerzos se encuentran repartidos entre los diferentes dispositivos elásticos de amortiguación 15.

Para ello, de acuerdo con la invención, uno por lo menos de los topes 36, 38 es deformable plásticamente.

En las figuras 1 a 4, es el segundo tope 38 el que es deformable plásticamente.

El segundo tope 38 comprende un fondo 51, solidarizado por soldadura 39 al extremo 39 de la caja 26, en este caso de forma tubular.

Una cazoleta 61, en este caso de forma tubular, rodea por su faldón cilíndrico 62 al vástago 32, quedando a distancia radial del mismo; un extremo del faldón 62 está unido al fondo 51 por soldadura en 65; el otro extremo del faldón 62 va provisto de un reborde transversal anular 63; el anillo de guía 64 está colocado en el espacio definido por el faldón 62 de la cazoleta 61, el vástago 32 y el fondo 51, en el que queda bien mantenida.

El faldón 62 de la cazoleta 61 está prolongado, por su extremo próximo al fondo 51, radialmente hacia el exterior, por un collarín en forma de arandela anular 52, que tiene en sección axial una forma cóncava, cuya concavidad está dirigida hacia el fondo 51; es esta arandela anular 52 la que constituye el medio deformable plásticamente propiamente dicho del tope deformable plásticamente 38. El collarín 52 tiene, por tanto, forma abombada y está dirigido radialmente en sentido opuesto con relación al reborde 63. La soldadura en 65 se lleva a cabo al nivel de la unión del collarín 52 con el faldón 62 de la cazoleta 61, para permitir una deformación del collarín 52.

El resorte 24 rodea al resorte 25 que, a su vez, rodea al vástago 32; el reborde transversal anular 63 de la cazoleta 61 está concebido para servir de apoyo al resorte 25 y colocar el anillo de guía 64.

El primer tope 36 (figura 3) comprende un pistón 37, sobre el que se apoyan los resortes 24 y 25; un anillo de guía 41 queda sobremoldeado a la periferia externa del pistón 37, que es solidario, en este caso por soldadura, del vástago 32.

Así, teniendo en cuenta la forma de la arandela anular 52, desde la primera condición extrema de funcionamiento, si es necesario la arandela anular 52 correspondiente a los primeros resortes 24 colocados con espiras unidas, se aplasta más o menos; puede apreciarse que el carácter automático de la regulación de las distancias entre las caras de los topes 36, 38 con los que cooperan los extremos de los resortes 24 de los dispositivos elásticos de amortiguación 15, gracias a dicha regulación, en condiciones extremas, todos los resortes 24 se encontrarán con espiras unidas al mismo tiempo.

De acuerdo con la variante de la figura 5, la cazoleta 61 no presenta collarín 52; en este caso, el medio deformable plásticamente está constituido por una arandela anular 53, que tiene una estructura en nido de abeja. El extremo del faldón 62 está soldado directamente en 65 sobre el fondo 51. Lo propio ocurre en la figura 6.

De acuerdo con la variante de la figura 6, la cazoleta 61 no presenta ya collarín 52; en este caso, es el fondo 51 en sí el que constituye el tope deformable elásticamente; a tal fin, la cara del fondo 51 vuelta hacia el resorte 24 va provista de una huella 57, en este caso de forma puntiaguda, en la que es susceptible de incrustarse el extremo del resorte helicoidal 24. El extremo del resorte 24 está, por tanto, en este caso, perfilado para incrustarse en la huella 57 menos dura.

De acuerdo con la variante de la figura 7, el medio deformable plásticamente es una arandela anular 54 cónica, deformable plásticamente y situada entre dos arandelas planas de apoyo 55 y 56, una de las cuales 55 está situada por el lado del fondo 51 y la otra 56 por el lado del resorte helicoidal 24.

Ventajosamente, tal como se ha representado en la figura, la arandela plana de apoyo 55, situada por el lado del fondo 51, está realizada de una sola pieza con la cazoleta 61, de la que constituye un collarín que prolonga radialmente hacia el exterior al faldón 62, en oposición al reborde transversal anular 63; en este caso, es por la arandela plana de apoyo 55 por la que queda solidarizada al fondo 51 por soldadura en 65 la cazoleta 61.

Como se ha visto, en las variantes descritas hasta aquí, es el segundo tope 38 el que es deformable plásticamente; como se comprende, este podría ser el primer tope 36; en variante, los dos topes 36 y 38 son deformables plásticamente.

Como se ha visto igualmente, es el resorte 24 el que coopera con el medio deformable elásticamente, y los dos resortes 24 y 25 están realizados de manera que, cuando el resorte 24 se halla con espiras juntas, el resorte 25 no lo está y no lo estará, por tanto, nunca, en funcionamiento.

Como se comprende, pueden invertirse las estructuras, montándose la primera pieza de articulación 29 en la periferia externa de la segunda masa 13, quedando montada entonces la segunda pieza de articulación 34 en la periferia interna de la primera masa 12.

Gracias a la invención, puede formarse un subconjunto fondo 51 - cazoleta 61 - anillo de guía 64, y ello gracias a la soldadura en 65. Además, se obtiene un apoyo franco del resorte 24 sobre los dos topes 36, 38, por el hecho de la deformación plástica de una por lo menos de entre las mismas.

Claims (16)

1. Dispositivo elástico de amortiguación (15) para doble volante amortiguador, destinado a ser unido y articulado entre dos masas giratorias (12, 13), quedando orientados globalmente radialmente, cuyo dispositivo presenta a tal efecto un eje de articulación (y-y, z-z) en cada uno de sus extremos, y presentando, por una parte, un primer subconjunto (27) que comprende una caja alargada (26) provista de una primera pieza de articulación (29) y, por otra parte, un segundo subconjunto (30) que comprende por lo menos un resorte helicoidal (24, 25), montado sobre un vástago (32) provisto de una segunda pieza de articulación (34) y cuyo resorte se apoya entre un primer tope (36) situado en un extremo del citado vástago (32) y un segundo tope (38) fijado a un extremo de dicha caja (26), después del acoplamiento de los dos subconjuntos (27, 30), caracterizado por el hecho de que uno por lo menos de los topes (36, 38) es deformable plásticamente.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el tope deformable plásticamente comprende un fondo (51) solidarizado al extremo de uno de los elementos vástago (32) o caja (26), quedando dispuesto entre dicho fondo (51) y el resorte helicoidal (24, 25), un medio deformable plásticamente (52, 53, 54, 51), que está adaptado para apoyarse sobre dicho fondo (51).

3. Dispositivo, según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el medio deformable plásticamente está constituido por una arandela anular (52, 53, 54) que rodea al vástago (32).

4. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la arandela anular (52) tiene, en sección axial, una forma cóncava, cuya concavidad está dirigida hacia el fondo (51).

5. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la arandela anular (53) tiene una estructura en nido de abeja.

6. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la arandela anular (54) es una arandela cónica.

7. Dispositivo, según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la arandela cónica anular (54) está situada entre dos arandelas planas de apoyo (55, 56), situadas una (55) por el lado del fondo (51), y la otra (56) por el lado del resorte helicoidal (24).

8. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el tope deformable plásticamente está constituido por un fondo (51), solidarizado al extremo de uno de los elementos vástago (32) o caja (26), cuya cara vuelta hacia el resorte helicoidal (24) va provista de una huella (57) en la que es susceptible de incrustarse el extremo del resorte helicoidal (24).

9. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado por el hecho de que una cazoleta (61) está solidarizada (65) al fondo (51), presentando dicha cazoleta (61) un faldón cilíndrico (62) que rodea al vástago (32) a distancia radial del mismo y provista, en su extremo opuesto a aquél por el que la misma se halla solidarizada al fondo (51), de un reborde transversal anular (63), quedando situado en el espacio definido por la cazoleta (61), el vástago (32) y el fondo (51), un anillo de guía (64).

10. Dispositivo, según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el resorte helicoidal (24) rodea a un segundo resorte helicoidal (25) que, a su vez, rodea al vástago (32), y que se apoya sobre el reborde transversal anular (63) de la cazoleta (61).

11. Dispositivo, según las reivindicaciones 4 y 9, tomadas conjuntamente, caracterizado por el hecho de que la arandela anular (52) está realizada de una sola pieza con la cazoleta (61), de la que constituye un collarín que prolonga radialmente hacia el exterior al faldón (62), en oposición al reborde transversal anular (63).

12. Dispositivo, según las reivindicaciones 7 y 9, tomadas conjuntamente, caracterizado por el hecho de que la arandela plana de apoyo (55) por el lado del fondo (51) está realizada de una sola pieza con la cazoleta (61), de la que constituye un collarín que prolonga radialmente hacia el exterior al faldón (62), en oposición al reborde transversal anular (63).

13. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que un solo tope (38) es deformable plásticamente, estando constituido el otro tope (36) por un pistón (37) solidario del vástago (32) y alrededor de la periferia externa del cual está sobremoldeado un anillo de guía (41).

14. Dispositivo, según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que el tope deformable plásticamente es el segundo tope (38), cuyo fondo (31) es solidario de la caja (26), siendo el pistón (37) del primer tope (36) de forma anular y solidario del vástago (32).

15. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que la caja (25) es de forma tubular.

16. Doble volante amortiguador, que comprende dos masas giratorias coaxiales, entre las que quedan unidos, en forma articulada, unos dispositivos elásticos de amortiguación, caracterizado por el hecho de que los dispositivos elásticos de amortiguación tienen las características del dispositivo elástico de amortiguación (15) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15.