ES2322967T3 - Amortiguador de vibraciones de torsion y proceso de fabricacion del mismo. - Google Patents
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Abstract
Amortiguador de vibraciones de torsión que comporta una masa primaria y una masa secundaria (3), que están montadas con capacidad de rotación relativo entre sí mediante un cojinete de deslizamiento (8), comprendiendo la masa primaria una chapa primaria (1) que transmite un par de rotación de la masa primaria a la masa secundaria (3), y presentando la chapa primaria (1), como mínimo, una superficie de apoyo (50) cuya superficie está dirigida perpendicularmente a la dirección circunferencial del amortiguador de vibraciones de torsión y está realizada mediante una conformación de la chapa primaria (1), caracterizado por un cojinete de deslizamiento (8) dispuesto entre la masa primaria y la masa secundaria (3) y dotado de un casquillo interrumpido, por lo menos, parcialmente en dirección circunferencial.
Description
Amortiguador de vibraciones de torsión y proceso
de fabricación del mismo.
La presente invención se refiere a un
amortiguador de vibraciones de torsión con una masa primaria y una
masa secundaria, que están montadas con capacidad de rotación
relativo entre sí mediante un cojinete de deslizamiento,
comprendiendo la masa primaria una chapa primaria que transmite un
par de rotación de la masa primaria a la masa secundaria, y
presentando la chapa primaria, como mínimo, una superficie de apoyo
cuya superficie está dirigida perpendicularmente a la dirección
circunferencial del amortiguador de vibraciones de torsión y está
realizada mediante una conformación de la chapa primaria. Debido a
la utilización de una chapa para la transmisión del par de rotación
se asegura que este elemento constructivo se puede fabricar
fácilmente, ya que sólo hay que recurrir a los procedimientos de
mecanización necesarios para trabajar chapas. En especial, es
posible conformar la chapa de tal manera que se puede prescindir
por completo de mecanizado con arranque de viruta.
Por el documento WO 95 141 81 A se conoce, por
ejemplo, un amortiguador de vibraciones de torsión con un cojinete
de deslizamiento.
El objetivo de la presente invención es dar a
conocer un nuevo amortiguador de vibraciones de torsión en el que
el cojinete de deslizamiento se somete a menos esfuerzos y en el que
mejoran las características de funcionamiento del amortiguador de
vibraciones de torsión.
Como solución, la presente invención propone un
amortiguador de vibraciones de torsión con las características de
la reivindicación 1 que, a diferencia del estado de la técnica
mencionado anteriormente, se caracteriza especialmente por el hecho
de que el cojinete de deslizamiento presenta entre la masa primaria
y la masa secundaria un casquillo de cojinete interrumpido, al
menos, parcialmente en dirección circunferencial.
Debido a la función de la chapa primaria que
transmite el par de rotación es posible prescindir de otros
elementos constructivos como puentes, palancas y similares para
transmitir el par de rotación. La chapa primaria puede estar
conformada de tal manera que puede realizar la función transmisora
de par de rotación en su totalidad. En especial, la chapa primaria
puede presentar, como mínimo, una superficie de apoyo con una
superficie dirigida perpendicularmente a la dirección
circunferencial del amortiguador de vibraciones de torsión, y está
realizada mediante conformación de la chapa primaria. Debido a una
superficie de apoyo de este tipo, sea cual sea su conformación en
concreto, se pueden transmitir las fuerzas en la dirección
circunferencial a partir de la chapa primaria. Ello puede llevarse
a cabo, por ejemplo de modo ventajoso mediante una disposición
elástica que comprende émbolos de empuje y resortes y que está
dispuesta entre la masa primaria y la masa secundaria. De esta
manera se puede prescindir de elementos constructivos adicionales
que proporcionen superficies de apoyo de este tipo.
De modo ventajoso, la chapa primaria está
conformada como un elemento constructivo simétrico con respecto al
eje de rotación principal del amortiguador de vibraciones de
torsión. Puede tratarse de una simetría rotacional, axial o de
espejo. Una disposición de este tipo aumenta, por un lado, la
estabilidad de la chapa primaria en sí y asegura, por otro lado,
una fabricación sencilla del amortiguador de vibraciones de torsión,
según la invención, ya que, por una parte, se minimiza el peligro
de eventuales desequilibrios y su eliminación que requiere mucho
tiempo y, por otra parte, un elemento constructivo de este tipo, en
una sola pieza, se puede posicionar y fijar de forma esencialmente
más fácil en otros elementos constructivos como, por ejemplo, una
masa adicional, que si se tratara de un elemento constructivo de
varias partes.
Asimismo, la chapa primaria puede presentar
superficies de fricción tangenciales que pueden estar dispuestas,
en especial, entre las conformaciones de la chapa primaria. En este
caso, por superficies de fricción tangenciales se entienden áreas
de la superficie de la chapa primaria que están dirigidas en
dirección circunferencial, como mínimo, en una componente y que
están en contacto por fricción con un elemento constructivo que
recibe un par de rotación como, por ejemplo, el émbolo de empuje de
una disposición elástica.
Especialmente, debido a la combinación de
superficies de fricción tangenciales y conformaciones con
superficies de apoyo, la chapa primaria es capaz de transmitir o
absorber todo el par de rotación a partir de la masa primaria. Esto
se realiza de modo muy ventajoso en relación con émbolos de empuje,
que se apoyan en superficies de fricción tangenciales y, dispuestos
por pares, son presionados por resortes en alejamiento uno del otro
y contra las superficies de apoyo. Los émbolos de empuje pueden
estar formados por moldeo por inyección macizo (Vollspritzguss) o
por moldeo por inyección reforzado con fibras y/o dotado de nervios.
Mediante la elección adecuada del material para los émbolos de
empuje, así como el ángulo de ataque de las superficies de fricción
tangencial con respecto a la dirección circunferencial, el
amortiguador de vibraciones de torsión, según la invención, puede
estar realizado de tal manera que se puede prescindir de grasas o
lubricantes similares en la zona de los émbolos de empuje. De esta
manera se evitan problemas de estanqueidad que pudieran darse.
A efectos de hacer posible, por un lado, la
estanqueización de los espacios formados en la chapa primaria por
las superficies de fricción tangenciales y las conformaciones de la
misma evitando un escape de grasa, la chapa primaria puede
presentar una zona de ataque cilíndrica. En esta zona de ataque se
puede fijar de modo relativamente sencillo un elemento
constructivo, por ejemplo, una junta tórica.
Resulta ventajoso, especialmente, que la zona de
ataque cilíndrica está realizada en forma de brida. Por un lado, el
elemento constructivo a fijar, por ejemplo, la junta tórica, podrá
fijarse en la brida de forma sencilla, por ejemplo, encajando a
presión. Por otro lado, una brida de este tipo facilita la
estabilización de otros elementos constructivos como, por ejemplo,
una masa adicional a fijar en la chapa primaria, en dirección axial,
es decir, paralelamente al eje de rotación central del amortiguador
de vibraciones de torsión.
En función de los requisitos en cuanto a
estabilidad de la unión entre la chapa primaria y el elemento
constructivo a fijar, por ejemplo, la junta tórica, puede resultar
necesario someter a la chapa primaria en la zona de ataque
cilíndrica a un tratamiento posterior de conformación como, por
ejemplo, una mecanización con arranque de viruta. Este acabado,
para el cual en determinadas circunstancias, habrá que sujetar la
chapa primaria adicionalmente, sin embargo, no cambia nada respecto
a la ventaja facilitada por la chapa primaria de minimizar el
número de componentes y que se puede fabricar relativamente
fácil.
Por motivos de estabilidad, la chapa primaria
puede apoyarse con su zona radialmente interior en una brida
central o en un árbol, por ejemplo, un eje de accionamiento de un
motor. En este caso, puede resultar necesario llevar a cabo también
un tratamiento posterior de conformación en una zona de la chapa
primaria dispuesta radialmente en el interior. Este acabado tampoco
constituye un obstáculo para la ventaja, según la invención, de
utilizar una chapa primaria, y puede ser limitado a un mínimo
necesario.
Se entiende que la presente invención no queda
limitada a la utilización de una chapa en el sentido más estricto.
Por el contrario, cualquier estructura a modo de chapa puede servir
como chapa primaria, una vez se le ha dado la forma deseada
mediante el conformado. En este caso se entiende que la chapa
primaria puede ser sometida, además, a otras operaciones, en
especial, a procesos con arranque de viruta o de eliminación de
material.
En la chapa primaria se puede crear una zona
acodada, dispuesta substancialmente en paralelo al eje de rotación
central del amortiguador de vibraciones de torsión mediante una
operación de deformación. Zonas acodadas de este tipo sirven, por
un lado, a una estabilización directa de la chapa primaria. Por otro
lado, en estas zonas acodadas se puede apoyar una masa adicional.
Ello se traduce en una superficie de contacto relativamente grande
entre la masa adicional y la chapa primaria, lo cual sirve para una
mayor estabilización del amortiguador de vibraciones de
torsión.
Además, el lado de la zona acodada que está
dirigida en alejamiento de la masa adicional, puede utilizarse de
forma ventajosa como superficie de fricción tangencial para la
transmisión del par de rotación o la amortiguación. También es
posible disponer en la zona acodada conformaciones que están
dirigidas radialmente hacia dentro y que sirven como superficies de
apoyo. De esta manera, se puede realizar en una sola operación la
zona acodada donde se apoya la masa adicional, así como las
superficies de fricción tangenciales y las superficies de apoyo
para la transmisión del par de rotación y para la amortiguación.
Por otro lado, se entiende que el hecho de
proporcionar una zona acodada en una chapa que soporta una masa
adicional de un amortiguador de vibraciones de torsión, estabiliza
de modo ventajoso dicho amortiguador de vibraciones de torsión,
independientemente de la capacidad de este para transmitir el par de
rotación.
Una vez colocada sobre la zona acodada, la masa
adicional puede ser fijada por retracción sobre la chapa primaria
y/o soldada por puntos con la chapa primaria o soldada a modo de
puntos. Debido a ello, se consigue de forma sencilla una unión
estable y, sin embargo, suficientemente elástica entre la masa
adicional y la chapa primaria.
La colocación entre la masa adicional y la chapa
primaria mencionada anteriormente garantiza, además, una
fabricación sencilla de la misma. Solamente aquellas áreas de la
masa adicional, que están situadas radialmente hacia el interior y
entran en contacto con la chapa primaria, requieren el
correspondiente ajuste preciso. Lo mismo se puede decir del lado
radialmente al exterior de las zonas acodadas de la chapa primaria.
Esta disposición facilita que se reduzca a un mínimo el tratamiento
posterior calibrador de ambos elementos constructivos antes de su
ensamblaje, es decir, a las áreas mencionadas anteriormente. Debido
a cierta elasticidad propia de la chapa primaria y, en especial, al
fijar por retracción la masa adicional sobre la chapa primaria,
eventualmente, se puede prescindir por completo del tratamiento
posterior con arranque de viruta.
Debido a la idea básica de la invención de
separar funcionalmente la chapa primaria que transmite el par de
rotación y la masa adicional que proporciona el par de inercia, es
posible conformar la masa adicional de tal manera que proporcione
una masa de inercia con la mayor eficacia posible. La masa
adicional, en especial, si se trata de un número de piezas pequeño,
puede ser una pieza fundida, preferentemente, de acero fundido.
Dado que, sin embargo, los requisitos en cuanto a resistencia de la
masa adicional no son extremadamente elevados, la masa adicional
también puede estar fabricada por acero perfilado o plano cortado.
Un semiproducto de este tipo se dobla luego y se une en sus
extremos, preferentemente, mediante soldadura para proporcionar la
masa adicional de forma esencialmente cilíndrica. Un procedimiento
de fabricación de este tipo para la masa adicional es apropiado,
especialmente, cuando se trata de un gran número de piezas.
En este caso es posible preparar el perfil de
acero plano ya con el perfil adecuado. Por otro lado, tanto antes
como también durante o después del doblado se puede llevar a cabo
otra deformación como, por ejemplo, una deformación en frío.
En especial, la masa adicional puede ser
sometida a un proceso calibrador, una vez unidos ambos extremos del
perfil de acero o del acero plano, a efectos de facilitar la unión
con la chapa primaria. Este paso puede comprender, en especial, un
proceso con arranque de viruta y/o el prensado en frío de las zonas
adyacentes a la zona acodada de la chapa primaria.
También es posible utilizar un tubo en lugar del
acero perfilado o plano, que es sometido a un proceso adecuado de
laminación, dándole la forma de un anillo.
Radialmente en el exterior de la masa adicional
puede estar montada una corona de arranque. El montaje se realiza,
preferentemente, antes del tratamiento calibrador de la masa
adicional, de manera que el elemento constructivo formado de esta
manera queda calibrado en una sola operación.
La separación constructiva entre la corona de
arranque y la masa adicional hace posible, por un lado, que la
disposición en su conjunto sea más fácil de fabricar y, por otro
lado, proporciona una mayor variabilidad para adaptarse a deseos
especiales de los clientes, por ejemplo, en lo que se refiere a la
magnitud del par de rotación o el radio de la corona de arranque.
Se entiende que esta separación constructiva también puede ser
utilizada de forma ventajosa independientemente de las restantes
características del amortiguador de vibraciones de torsión según la
invención.
Dado que las fuerzas transmitidas desde la
corona de arranque a la masa adicional son transmitidas directamente
a la chapa primaria, y la masa adicional queda sostenida, por un
lado, por la corona de arranque y, por otro lado, por la chapa
primaria, la carga de la masa adicional no será excesivamente alta
en caso de que se utilice la corona de arranque. La disposición de
la corona de arranque en la masa adicional no plantea exigencias
desmesuradas en cuanto a estabilidad y resistencia propias de la
masa adicional en sí, y se puede mantener la conformación de la
masa adicional tal como se ha descrito anteriormente, a pesar de que
un cierto par de rotación ha de ser transmitido por la masa
adicional.
El equilibrado de la masa primaria puede
llevarse a cabo de la forma más sencilla mediante fresados o
taladros adecuados en la masa adicional. En especial, estos
fresados o taladros pueden estar dispuestos en una zona radial de
la superficie de la masa adicional. Debido a ello, es posible
colocar de modo muy fácil una chapa de recubrimiento que recubre
las alteraciones como, por ejemplo, los fresados y taladros que se
han realizado durante el equilibrado. Dicha chapa de recubrimiento
puede montarse de forma sencilla en la masa primaria desde un lado,
realizado en una forma esencialmente anular. Por otro lado, se
entiende que las medidas de equilibrado también pueden realizarse
en otras zonas de la masa primaria y pueden ser recubiertas por una
chapa de recubrimiento.
A menudo, en las masas primarias de
amortiguadores de vibraciones de torsión están dispuestos
dispositivos de señalización, por ejemplo, taladros, agujeros o
pasadores, que indican a un control de motor y, por lo tanto, al
cigüeñal que impulsa éste, la posición del amortiguador de
vibraciones de torsión. En este caso, los agujeros dispuestos en la
masa primaria tienen el inconveniente que alteran el equilibrado de
la masa primaria. Los agujeros dispuestos en una chapa lateral del
amortiguador de vibraciones de torsión, sin embargo, pueden
provocar problemas de estanqueidad. Si, en su lugar, se utilizan
pasadores, entonces habrá que disponer un espacio adicional para
ellos, y existe el peligro que los pasadores sobresalientes causen
lesiones o entren en contacto con otros objetos de forma no
deseada.
Para hacer frente a estos inconvenientes, se
puede disponer una chapa de señalización que está dispuesta en la
masa primaria del amortiguador de vibraciones de torsión. De esta
manera se garantiza, por un lado, un montaje sencillo del conjunto
de la disposición. Por otro lado, la disposición en su conjunto se
puede adaptar de forma esencialmente más fácil a los deseos
individuales de los clientes, dado que sólo se han de adaptar los
señalizadores dispuestos sobre la chapa de señalización a los deseos
de los clientes.
Preferentemente, la chapa de señalización sirve
simultáneamente como chapa de recubrimiento para las medidas
condicionadas por el equilibrado de la masa primaria tal como
fresados y/o taladros o masas adicionales
colocadas.
colocadas.
Preferentemente, la chapa de señalización
presenta agujeros como señalizadores. Debido a ello, se evitan,
por un lado, eventuales elementos constructivos sobresalientes. Por
otro lado, estos agujeros no influyen inconvenientemente en los
demás elementos constructivos del amortiguador de vibraciones de
torsión. De esta manera, no pueden causar problemas de estanqueidad
y, debido al reducido grosor de la chapa, sólo influyen de forma
insignificante en el equilibrado del amortiguador de vibraciones de
torsión entero.
Preferentemente, la chapa de señalización está
fijada en, por lo menos, una superficie esencialmente radial de la
masa primaria. Esto garantiza, por un lado, una fijación
relativamente poco compleja y, por otro lado, no se han de disponer
conformaciones o puntos de fijación adicionales en la masa primaria,
dado que las superficies radiales de este tipo existen de forma
natural en componentes en rotación, que no deberían presentar una
extensión axial innecesariamente grande.
En especial, la chapa de señalización puede
estar fijada tanto en una chapa primaria como también en una masa
adicional de la chapa primaria. Esto garantiza, por un lado, una
fijación segura de la chapa de señalización en sí. Por otro lado,
la chapa de señalización puede servir de esta forma para la fijación
de la masa adicional en la chapa primaria. Una disposición de este
tipo resulta ventajosa, especialmente, cuando la masa adicional se
fija en una dirección axial mediante una brida de la chapa primaria.
En este caso, la fijación en la otra dirección axial se puede
realizar mediante la chapa de señalización. De ello resulta una
fabricación sencilla de una disposición de este tipo, dado que sólo
se ha de colocar la masa adicional sobre la masa primaria y,
fijando la chapa de señalización en la masa primaria, ya se lleva a
cabo la fijación de la masa adicional.
A efectos de facilitar más todavía la
fabricación del amortiguador de vibraciones de torsión, se propone
disponer escotaduras radiales en la masa secundaria. Estas
escotaduras aumentan de forma ventajosa la fuerza de resistencia de
la masa secundaria contra las cargas térmicas. Dado que estos
amortiguadores de vibraciones de torsión se utilizan a menudo en
embragues y los procesos de embrague liberan energías térmicas
relativamente altas, especialmente la masa secundaria está sometida
a una carga térmica relativamente elevada. Las escotaduras
radiales, según la invención, reducen los esfuerzos que se producen
en el material debido a estas cargas térmicas de manera que la masa
secundaria puede fabricarse en un material menos insensible al
calor. Un material de este tipo se puede trabajar generalmente de
forma esencialmente más fácil que materiales altamente sólidos y
resistentes al calor. En especial, es posible fabricar una masa
secundaria, según la invención, de fundición gris.
Las escotaduras radiales pueden ser entalladuras
o también rebajes y similares, que son adecuados para reducir las
esfuerzos producidas por el calor. Esto se refiere, en especial, a
esfuerzos del material que se deben a energías térmicas aplicadas
radialmente desde el interior.
A efectos de poder contrarrestar mejor las
energías térmicas, la presente invención propone, además, un
amortiguador de vibraciones de torsión con una masa primaria y una
masa secundaria que están montadas con capacidad de rotación
mediante un cojinete de deslizamiento pudiendo girar una contra la
otra, comprendiendo dicho cojinete una superficie de deslizamiento
hecha de una poliamida, preferentemente, de PA 4.6 (Stanyl). En
especial, este material se puede variar y reforzar mediante
aditivos, especialmente, en lo que se refiere a sus propiedades
deslizantes.
El comportamiento térmico de un amortiguador de
vibraciones de torsión con una masa primaria y una masa secundaria
puede mejorarse, además, mediante un cojinete de deslizamiento entre
la masa primaria y la masa secundaria dotado de un casquillo
interrumpido en dirección circunferencial, al menos, parcialmente.
Con una disposición de este tipo el casquillo de cojinete puede
expandirse en dirección circunferencial, debido a lo cual el
cojinete estará menos cargado y se mejorarán las características de
funcionamiento del amortiguador de vibraciones de torsión.
Asimismo, un amortiguador de vibraciones de
torsión con una masa primaria y una masa secundaria, que comprende
un cojinete de deslizamiento dispuesto entre la masa primaria y la
masa secundaria y dotado de un casquillo con ranuras longitudinales
en dirección circunferencial, muestra un comportamiento mejorado
bajo carga térmica. Además del comportamiento mejorado bajo carga
térmica, esta disposición presenta también la ventaja de que el
casquillo consta de, por lo menos, dos partes dispuestas axialmente
entre sí y, por lo tanto, puede ser montada fácilmente desde
diferentes lados axiales en un elemento constructivo el cual queda
envuelto por el casquillo.
Las propiedades mejoradas de la disposición
mencionada anteriormente bajo cargas térmicas hacen posible la
utilización de materiales, que muestran una dilatación térmica
relativamente elevada, para el casquillo. De este modo, se pueden
utilizar materiales que son, en especial, más fáciles de trabajar o
específicamente adaptados a los deseos de los clientes.
En especial, el cojinete de deslizamiento puede
comprender un anillo de deslizamiento que presenta una sección
esencialmente en forma de L. Este casquillo de cojinete se puede
montar de forma relativamente fácil, dado que éste sólo se ha de
insertar en una ranura correspondiente. Dicho anillo de
deslizamiento también puede estar compuesto por un casquillo de
deslizamiento con una sección esencialmente cilíndrica y un disco de
deslizamiento dispuesto esencialmente en dirección radial. Debido a
ello se obtiene, por un lado, una mayor libertad del anillo de
deslizamiento durante la dilatación térmica y, por otro lado, una
mayor variabilidad en la realización del cojinete de deslizamiento,
dado que se puede elegir el casquillo y el disco de deslizamiento de
diferentes materiales.
El anillo de deslizamiento con una sección
esencialmente en forma de L garantiza un apoyo deslizante en la
dirección radial, así como una dirección axial. Si esto no fuera
suficiente, se podrá disponer, por ejemplo, un segundo anillo de
deslizamiento con una sección esencialmente en forma de L que
estaría dispuesto en oposición al primer anillo de deslizamiento
formando de esta manera un casquillo de cojinete con una sección
esencialmente en forma de U. Mediante la utilización de dos anillos
de deslizamiento iguales se puede garantizar un apoyo relativamente
económico entre la masa primaria y la masa secundaria que sea,
igualmente, deslizante tanto en dirección radial como también en
ambas direcciones axiales. Por otro lado, se puede disponer un disco
de deslizamiento orientado esencialmente en dirección radial, que
está dispuesto de tal manera que se forma un casquillo que presenta
esencialmente una forma de U. De esta forma también se garantiza un
apoyo deslizante tanto en dirección radial como también en ambas
direcciones axiales. Además, el disco de deslizamiento puede estar
formado de un material distinto al del anillo de deslizamiento,
pudiendo ser adaptado de forma adecuada y económica a los esfuerzos
que se producen en este punto.
A efectos de aumentar la adaptabilidad de un
amortiguador de vibraciones de torsión con una masa primaria y una
masa secundaria, las cuales interactúan entre sí a través de una
disposición elástica con émbolos de empuje, dicha disposición
elástica puede comprender, por lo menos, dos conjuntos elásticos con
émbolo de empuje que presentan diferentes características de
elasticidad y amortiguación. Cuando los ángulos de rotación entre
la masa primaria y la masa secundaria son pequeños, o con pares de
rotación pequeños, en una disposición de este tipo uno de los dos
conjuntos elásticos domina generalmente el comportamiento de
elasticidad y amortiguación de un amortiguador de vibraciones de
torsión de este tipo, mientras que con ángulos de rotación o pares
de rotación más grandes predominan mayoritariamente las propiedades
del segundo conjunto elástico. Debido a ello se consigue una mayor
variabilidad para adaptarse a los deseos especiales de los
clientes.
En este caso, ambos conjuntos elásticos con
émbolos de empuje pueden estar montados en paralelo o en serie
entre la masa primaria y la masa secundaria. En un montaje en serie
esto se puede conseguir, en especial, mediante un elemento
constructivo intermedio que interactúa, por un lado, con el primer
conjunto elástico y, por otro lado, con el segundo conjunto
elástico, mientras que el primer conjunto elástico interactúa, a su
vez, con la masa primaria y el segundo conjunto elástico interactúa,
a su vez, con la masa secundaria.
Además, puede estar dispuesto, por lo menos, un
tope que evita una compresión de uno de los conjuntos elásticos por
encima de un determinado ángulo de rotación. Ello se refiere en
especial al conjunto elástico que responde a pares de rotación
pequeños en el que se evita de este modo una sobrecarga innecesaria.
De este modo, se puede sobre todo eclipsar la acción de este
conjunto elástico a partir de un determinado ángulo de rotación.
El tope puede estar dispuesto, por ejemplo,
entre la masa primaria o la masa secundaria y el elemento
constructivo intermedio. Por otra parte, un tope de este tipo puede
estar montado en una posición cualquiera del amortiguador de
vibraciones de torsión, mientras impida del modo deseado una
compresión del correspondiente conjunto elástico por encima de un
determinado ángulo de rotación.
Asimismo, es posible diseñar un amortiguador de
vibraciones de torsión, según la invención, de tal manera que los
espacios en los que están dispuestos los resortes - y, por lo tanto,
también los émbolos de empuje - no necesitan ser engrasados. Esto
es posible, en especial, mediante la elección adecuada de los
materiales para los émbolos de empuje y las superficies que entran
en contacto con dichos émbolos. Adicionalmente, también se pueden
realizar de forma correspondiente los ángulos activos entre los
émbolos de empuje y estas superficies. Mientras que, actualmente,
se aplican ángulos de ataque entre 4º y 6º, dicho ángulo podrá
elegirse por encima de 10º. En este caso, el término "ángulo de
ataque" designa el ángulo de cuña activo del émbolo de empuje
entre las dos superficies de los elementos constructivos impulsor y
expulsor, respectivamente, que actúan sobre el mismo.
Los émbolos de empuje pueden estar formados por
material plástico. Además, en los émbolos de empuje pueden estar
dispuestos nervios interiores o similares de manera que éstos no
están sometidos a esfuerzos innecesarios del material. Pero también
son posibles otras realizaciones de los émbolos de empuje para
evitar que éstos estén presentes como cuerpos macizos y, por este
motivo, estén expuestos a esfuerzos de material internos.
Mediante la presente invención se da a conocer
un nuevo amortiguador de vibraciones de torsión en el que se
realiza la idea fundamental de la invención que no es otra que
garantizar una fabricación más sencilla y económica del
amortiguador de vibraciones de torsión mediante la especialización
de las funciones de cada uno de los elementos constructivos,
manteniendo o incluso mejorando su calidad. A tal efecto, la
invención da a conocer un amortiguador de vibraciones de torsión en
el que una chapa primaria sirve para transmitir un par de rotación
a una masa secundaria, una masa adicional garantiza un par de
inercia suficiente, se dispone una corona de arranque separada, así
como una chapa de señalización como dispositivo de señalización
separado, la masa secundaria, así como su apoyo, facilitan la
conexión directa a un acoplamiento que genera calor y este apoyo
puede ser adaptado con gran variabilidad a los requisitos
existentes. Se entiende que la invención no está limitada a la
denominación de determinados elementos constructivos como masa
primaria o masa secundaria, sino que sus ideas fundamentales pueden
aplicarse de forma ventajosa tanto en elementos constructivos
impulsores como también en elementos constructivos expulsores.
Otras ventajas, objetivos y propiedades de la
presente invención se explican con más detalle en la subsiguiente
descripción del dibujo que se acompaña y en el que se muestra a
título de ejemplo un amortiguador de vibraciones de torsión, según
la invención, así como tres disposiciones de casquillos de
cojinete.
En el dibujo se muestra:
en la figura 1, un amortiguador de vibraciones
de torsión, según la invención, en vista de corte a lo largo de la
línea A-A de la figura 2,
en la figura 2, el amortiguador de vibraciones
de torsión, según la figura 1, en vista de corte a lo largo de la
línea B-B de la figura 1,
en la figura 3, el amortiguador de vibraciones
de torsión, según la figura 1, en vista de despiece,
en la figura 4, el casquillo de cojinete del
amortiguador de vibraciones de torsión, según la figura 1, en vista
de corte,
en la figura 5, un segundo casquillo de cojinete
en una representación similar a la de la figura 4,
en la figura 6, un tercer casquillo de cojinete
en una representación similar a la de la figura 4,
en la figura 7, una segunda forma de realización
del amortiguador de vibraciones de torsión, en una representación
similar a la de la figura 2,
en la figura 8, el amortiguador de vibraciones
de torsión, según la figura 7 en una representación similar a la de
la figura 1,
en la figura 9, el amortiguador de vibraciones
de torsión, según las figuras 7 y 8 en una representación similar a
la de la figura 8, cargado de un par de rotación, y
en la figura 10, una representación esquemática
de una masa secundaria, según la invención, en perspectiva.
El amortiguador de vibraciones de torsión
comprende una chapa primaria (1), que está fijamente unida con una
masa adicional (2), y una masa secundaria (3) que está montada con
capacidad de rotación en la chapa primaria (1). El apoyo se realiza
en una ranura en forma de U, que está formada por una brida central
(9) que presenta esencialmente una forma de Z y la chapa primaria
(1). La brida central (9) y la chapa primaria (1) están fijadas
entre sí mediante remaches tubulares (10) (designado a título de
ejemplo). Además, la chapa primaria (1) y la brida central (9)
presentan orificios (12) (designado a título de ejemplo), que sirven
para su fijación en un eje que atraviesa la brida central en una
abertura central (13).
La chapa primaria (1) presenta una zona acodada
(6) (véase, en especial la figura 2) en la que se apoya radialmente
en el exterior la masa adicional (2). El lado radialmente interior
de las zonas acodadas (6) forma superficies de fricción
tangenciales (60) (designado a título de ejemplo), que están
interrumpidas por conformaciones (5) (designado a título de
ejemplo) de la chapa primaria (1). Dichas conformaciones (5)
presentan superficies dirigidas perpendicularmente hacia la
dirección circunferencial del amortiguador de vibraciones de
torsión, las cuales sirven como superficies de apoyo (50) para los
émbolos de empuje (17) (designado a título de ejemplo). Entre cada
dos émbolos de empuje (17) están dispuestos resortes (18) (designado
a título de ejemplo). Las zonas acodadas (6) forman conjuntamente
con las conformaciones (5) y las paredes de la masa secundaria (2)
cámaras de resorte (21) (designado a título de ejemplo), que se
llenan con grasa de silicona. Para estanqueizar las cámaras de
resorte se utiliza una junta (4) que se encaja a presión en una
brida (40) de la chapa primaria (1) y que rodea su zona de ataque
cilíndrica.
Con intermedio de las superficies de fricción
tangenciales (60) así como las conformaciones (5) la chapa primaria
(1) transmite, por lo tanto, un par de rotación a la masa secundaria
(2). Además, la chapa primaria (1) presenta pestañas (11) (véase la
figura 2) en las que se puede disponer, por ejemplo, un anillo de
fricción o similar para una amortiguación adicional. Tal como se
aprecia, sobre todo, en estas pestañas (11), así como en las
conformaciones (5), la elección de un cuerpo de base de chapa está
excelentemente adecuada para fabricar un elemento constructivo
destinado a transmitir el par de rotación o de amortiguar en un
amortiguador de vibraciones de torsión.
En el presente ejemplo de realización, la masa
adicional (2) está fijada por retracción sobre la chapa primaria
(1), en especial, sobre la zona acodada (6) de dicha chapa primaria
(1), y fijada directamente mediante soldadura por puntos. La
fijación directa de la masa adicional (2) se lleva a cabo a través
de una chapa de señalización (16) que está unida, a su vez, con la
chapa primaria mediante soldadura por puntos (14). Tal como se
aprecia, sobre todo, en la figura 2, además del cierre por fricción
debido a la fijación por retracción, la masa adicional queda fijada
también por la brida (40) de la chapa primaria (1), así como por la
chapa de señalización (16).
Tal como se aprecia en la figura 2, la chapa de
señalización (16) está fijada en una superficie esencialmente
radial de la masa primaria (1). Además, la chapa de señalización se
apoya en una superficie radial de la masa adicional (2). Debido a
ello recubre orificios (20) (designado a título de ejemplo) que se
encuentran en la masa adicional (2) y sirven al equilibrado de la
masa primaria. En lugar de los orificios (20) también pueden estar
dispuestos fresados que producen menos efecto de muesca.
La chapa de señalización (16) presenta orificios
(16') que sirven como señalizadores para el control del motor en
función del cojinete.
La chapa primaria (1) se fabrica mediante
deformación en frío, igual que la brida central (9).
En el primer ejemplo de realización, la masa
adicional (2) está fabricada en un acero perfilado con la sección
que se aprecia en la figura 2. A tal efecto, se dobla una pieza
adecuadamente cortada que se une en sus extremos. A continuación,
se eliminan en una operación calibradora los cordones de soldadura
en el lado interior así como en la zona donde se apoya una corona
de arranque (15). En la próxima operación se calienta la masa
adicional (2) de manera que se dilata y se asienta con su zona de
la superficie interior esencialmente cilíndrica sobre la zona
acodada (6) de la chapa primaria (1), de forma adyacente a la brida
(40). Durante el enfriamiento la masa adicional (2) se encoge y se
une con la chapa primaria (1) en un cierre por fricción. A
continuación, se monta la corona de arranque (15) y se equilibra la
masa primaria proporcionada de esta manera.
A continuación, la chapa de señalización (16) es
fijada en la chapa primaria (1) mediante soldadura por puntos.
Igual que la ranura en la que se apoya la masa
centrífuga (3), el casquillo de cojinete (8) dispuesta en la misma
ranura también presenta una sección esencialmente en forma de U
(véase la figura 4). Por un lado, está interrumpido en dirección
circunferencial en el punto señalado con la referencia (7) (véase la
figura 1). Presenta, además, una ranura longitudinal (80) en
dirección circunferencial (véase la figura 4) y comprende, por lo
tanto, dos anillos de deslizamiento (81) con una sección
esencialmente en forma de L. Esto garantiza, por un lado, que el
cojinete se puede montar de forma relativamente fácil, colocando
ambos anillos de deslizamiento (81) a ambos lados de la masa
secundaria (3). Por otro lado, existe la posibilidad de que el
casquillo de cojinete (8) pueda expandirse al calentarse.
La utilización de dos anillos de deslizamiento
del mismo tipo (81) además presenta la ventaja de ahorrar gastos.
Ambos anillos de deslizamiento (81) están realizados en Stanyl
modificado para mayor deslizamiento.
La forma de realización mostrada en la figura 5
presenta sólo un anillo de deslizamiento (81). En dirección al
acoplamiento (en el dibujo a la derecha) está dispuesto un disco de
deslizamiento (82) que está formado de Stanyl no modificado. Debido
a ello, este casquillo de cojinete (8) puede ser fabricado de forma
relativamente económica, teniendo en cuenta que el casquillo (8)
está sometido a menos carga en el lado del acoplamiento. En función
de la realización en concreto, se puede prescindir totalmente del
disco de deslizamiento (82).
Por otro lado, el anillo de deslizamiento (81)
del ejemplo de realización mostrado en la figura 5 también puede
ser sustituido por un casquillo de deslizamiento (83) y por otro
disco de deslizamiento (82), tal como se muestra en la figura 6. De
esta manera se consigue un abanico más amplio en la elección del
material. Además, en esta forma de realización las posibilidades de
una expansión térmica son mayores.
Según la segunda forma de realización mostrada
en las figuras 7 a 9, dos conjuntos elásticos con émbolos de empuje
están montados en serie. En las figuras, los elementos constructivos
que presentan la misma función que en la primera forma de
realización, están designadas con el mismo numeral, diferenciándose
los elementos constructivos que se repiten varias veces en su
función mediante rayitas.
El amortiguador de vibraciones de torsión
mostrado en las figuras 7 a 9 presenta un primer conjunto elástico
que comprende émbolos de empuje (17') que están dispuestos dentro de
cámaras de resorte (21') de la chapa primaria (1). Este primer
conjunto elástico interactúa, a su vez, con un elemento constructivo
intermedio (90), en concreto, según esta forma de realización, con
una superficie envolvente exterior (91) de este elemento
constructivo intermedio (90).
El elemento constructivo intermedio (90)
presenta, a su vez, cámaras de resorte (21'') en los que están
dispuestos otros émbolos de empuje (17'') que forman conjuntamente
un segundo conjunto elástico con los resortes correspondientes.
Este conjunto elástico interactúa, a su vez, con la masa secundaria
(3), concretamente según este ejemplo de realización también con
una superficie envolvente que se extiende en dirección
circunferencial.
El elemento constructivo intermedio (90)
comprende, asimismo, escotaduras (92) (designado a título de
ejemplo) en las que encajan pestañas (35) (designado a título de
ejemplo) de la masa secundaria (3). Durante un rotación relativo
entre la masa secundaria (3) y el elemento constructivo intermedio
(90), las pestañas (34) se apoyan en un ángulo de rotación
determinado en el borde de las escotaduras (92), formándose de esta
manera un tope que impide una compresión del segundo conjunto
elástico por encima de este ángulo de rotación determinado. De este
modo, se constituye un amortiguador de vibraciones de torsión cuyas
características de elasticidad y amortiguación quedan determinadas
de forma dominante por el primer conjunto elástico, cuando los
ángulos de rotación se sitúan por encima de un ángulo determinado.
Tal como se aprecia, sobre todo, en la figura 9, el comportamiento
del amortiguador de vibraciones de torsión queda determinado de
forma dominante por el segundo conjunto elástico que se comprime
más fuertemente, cuando los ángulos de rotación se sitúan por debajo
de este ángulo determinado.
En la figura 10 se muestra una variante (3a) de
la masa secundaria que se puede utilizar tanto en la primera forma
de realización como también en la segunda y que presenta escotaduras
radiales (30). Debido a estas escotaduras, los esfuerzos térmicos
del material se reducen de tal manera que la masa secundaria (3a)
puede fabricarse de forma relativamente económica en fundición
gris.
Claims (11)
1. Amortiguador de vibraciones de torsión que
comporta una masa primaria y una masa secundaria (3), que están
montadas con capacidad de rotación relativo entre sí mediante un
cojinete de deslizamiento (8), comprendiendo la masa primaria una
chapa primaria (1) que transmite un par de rotación de la masa
primaria a la masa secundaria (3), y presentando la chapa primaria
(1), como mínimo, una superficie de apoyo (50) cuya superficie está
dirigida perpendicularmente a la dirección circunferencial del
amortiguador de vibraciones de torsión y está realizada mediante
una conformación de la chapa primaria (1), caracterizado por
un cojinete de deslizamiento (8) dispuesto entre la masa primaria y
la masa secundaria (3) y dotado de un casquillo interrumpido, por lo
menos, parcialmente en dirección circunferencial.
2. Amortiguador de vibraciones de torsión, según
la reivindicación 1, caracterizado porque el cojinete de
deslizamiento (8) comprende una superficie de deslizamiento de
poliamida.
3. Amortiguador de vibraciones de torsión, según
la reivindicación 2, caracterizado porque el cojinete de
deslizamiento (8) comprende una superficie de deslizamiento en PA
4.6.
4. Amortiguador de vibraciones de torsión, según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por un
cojinete de deslizamiento (8) dispuesto entre la masa primaria y la
masa secundaria (3) y dotado de un casquillo con ranuras
longitudinales en dirección circunferencial.
5. Amortiguador de vibraciones de torsión, según
una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la
masa primaria comprende una chapa primaria (1) que transmite un par
de rotación de la masa primaria a la masa secundaria (3).
6. Amortiguador de vibraciones de torsión, según
una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por
escotaduras radiales (30) dispuestas en la masa secundaria (3).
7. Amortiguador de vibraciones de torsión, según
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el
cojinete de deslizamiento (8) comprende un anillo de deslizamiento
(81) con una sección esencialmente en forma de L.
8. Amortiguador de vibraciones de torsión, según
la reivindicación 7, caracterizado porque el anillo de
deslizamiento (81) está compuesto por un casquillo de deslizamiento
(83) y un disco de deslizamiento (92).
9. Amortiguador de vibraciones de torsión, según
la reivindicación 7 ú 8, caracterizado porque el cojinete de
deslizamiento (8) comprende dos anillos de deslizamiento (81) con
una sección esencialmente en forma de L, que están dispuestos de
tal manera que forman un casquillo de cojinete con una sección
esencialmente en forma de U.
10. Amortiguador de vibraciones de torsión,
según la reivindicación 7 ú 8, caracterizado porque el
cojinete de deslizamiento (8) comprende un disco de deslizamiento
(82), y porque el anillo de deslizamiento (81) y el disco de
deslizamiento (82) están dispuestos de tal manera que se forma un
casquillo de cojinete con una sección esencialmente en forma de
U.
11. Amortiguador de vibraciones de torsión,
según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado
porque la masa secundaria (3) está realizada en fundición gris.
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