Гаситель крутильных колебаний, а также винтовая нажимная пружина для гасителя крутильных колебаний

Гаситель крутильных колебаний, а также винтовая нажимная пружина для гасителя крутильных колебаний

Реферат

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к гасителям крутильных колебаний и к винтовым нажимным пружинам, примененяемым в гасителях крутильных колебаний. Винтовая нажимная пружина из стальной пружинной проволоки со множеством витков, проходящих вдоль ее длины, выполнена с возможностью сжатия при соприкосновении витков друг с другом. Винтовая пружина между своими обоими концевыми витками имеет, по меньшей мере, два вида витков с разным наружным диаметром, а именно с первым большим наружным диаметром и со вторым меньшим наружным диаметром. Эти виды витков относительно продольной оси пружины расположены последовательно друг за другом определенным образом, а также навиты так, что пружина имеет диаметрально противоположные зоны витков, которые относительно продольного направления винтовой пружины в радиальном направлении находятся, по меньшей мере, примерно на одинаковой высоте с одной стороны, в то время как диаметрально противоположные зоны витков обоих видов витков смещены, по меньшей мере, примерно на разницу их наружных диаметров. Вышеуказанная винтовая нажимная пружина используется в качестве аккумулятора энергии в гасителе пружинных колебаний с, по меньшей мере, двумя выполненными с возможностью поворота против действия силы сопротивления, по меньшей мере, одного вышеуказанного аккумулятора энергии с проходящими вдоль его продольной оси витками конструктивными элементами. Последние имеют зоны, подводящие нагрузку для сжатия вышеуказанного аккумулятора энергии. Техническим результатом является создание гасителя крутильных колебаний, который имеет большой демпфирующий потенциал и большой срок службы, а также создание винтовых нажимных пружин с высоким потенциалом нагрузки при одновременной высокой работоспособности, высокой способностью наполнения энергии. 2 с. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к гасителю крутильных колебаний с, по меньшей мере, двумя установленными с возможностью поворота против действия силы сопротивления, по меньшей мере, одного аккумулятора энергии конструктивными деталями, которые имеют зоны подвода нагрузки для сжатия винтовых нажимных пружин. Кроме того, изобретение относится к особым выполнениям винтовых нажимных пружин для применения в гасителях крутильных колебаний.

В основу данного изобретения положена задача создания гасителя крутильных колебаний указанного в начале типа, который имеет большой демпфирующий потенциал и большой срок службы. Кроме того, в основу данного изобретения положена задача создания винтовых нажимных пружин с особенно высоким потенциалом нагрузки при одновременной высокой работоспособности, соответственно высокой способностью накопления энергии. В частности, винтовые нажимные пружины, согласно изобретению, должны быть выполнены с возможностью применения в тех случаях, когда витки пружины нагружаются до соприкосновения витков друг с другом и при этом, по меньшей мере, временно испытывают большую нагрузку. Кроме того, гасители крутильных колебаний, а также винтовые нажимные пружины должны обеспечивать особенно простой и экономичный способ изготовления.

Согласно одному варианту выполнения изобретения, это достигается за счет того, что служащая в качестве аккумулятора энергии винтовая нажимная пружина между своими концевыми витками имеет, по меньшей мере, два вида витков с разным наружным диаметром, а именно с первым большим наружным диаметром и вторым меньшим наружным диаметром, причем эти виды витков при рассмотрении в продольном направлении пружины как расположены друг за другом определенным образом, так и навиты так, что пружина имеет диаметрально противоположно лежащие зоны витков, которые относительно продольного направления винтовой пружины находятся в радиальном направлении на одной стороне, по меньшей мере, примерно на одной высоте, в то время как диаметрально противоположные зоны витков обоих видов витков смещены, по меньшей мере, приблизительно на разницу их наружных диаметров. При этом смещение может быть предусмотрено так, что во время сжатия пружины до соприкосновения витков друг с другом перед достижением длины, на которой витки соприкасаются друг с другом, витки с меньшим и большим диаметром контактируют друг с другом и смещаются со скольжением относительно друг друга за счет целенаправленного относительного расположения обоих видов витков, за счет чего достигается дополнительный гистерезис и, тем самым, гашение энергии.

Может быть предпочтительным, если оба наружных диаметра отличаются друг от друга максимально на отнесенную к продольной оси пружины радиальную длину пружинной проволоки. Однако для многих случаев применения может быть также целесообразным, если два вида витков расположены, по меньшей мере, приблизительно центрично относительно средней оси пружины, при этом наружные диаметры так согласованы друг с другом, что перед достижением длины пружины, на которой витки соприкасаются друг с другом, оба вида витков контактируют друг с другом и, как описывалось выше, при продолжении сжатия пружины создают трение, соответственно гистерезис трения. При таком варианте выполнения винтовой нажимной пружины при некоторых обстоятельствах только витки с большим наружным диаметром могут определять длину винтовой нажимной пружины, на которой витки соприкасаются друг с другом. В этом случае витки с меньшим наружным диаметром оказываются зажатыми между внутренними зонами двух витков с большим диаметром в радиальном направлении. Кроме того, за счет выполнения винтовой нажимной пружины, согласно изобретению, обеспечивается изменение жесткости пружины во время сжатия. Это изменение может быть достигнуто среди прочего за счет того, что при скольжении обоих видов витков, по меньшей мере, один вид витков упруго деформируется по диаметру. Особенно предпочтительно, если оба вида витков так согласованы друг с другом, что витки с большим диаметром, по меньшей мере, в некоторых местах расширяются, в то время как витки с меньшим диаметром, по меньшей мере, в некоторых местах сжимаются в направлении продольной оси пружины. В качестве продольной оси пружины в рамках данной заявки понимается продольная ось, которая проходит через среднюю точку витков с большим диаметром. В винтовых нажимных пружинах, в которых оба вида витков смещены относительно друг друга, ось, проходящая через теоретическую среднюю точку витков с меньшим диаметром, соответственно смещена по отношению к оси, проходящей через теоретическую среднюю точку витков с большим диаметром.

Согласно другому варианту выполнения изобретения, в качестве аккумулятора энергии можно с большим преимуществом использовать винтовую нажимную пружину, выполненную с возможностью передачи нагрузки при соприкосновении витков друг с другом, которая между своими концевыми витками имеет множество витков с различным шагом, причем витки с наибольшим шагом наиболее удалены от концевых витков. Таким образом, согласно изобретению, между концевыми зонами винтовой нажимной пружины должны присутствовать, по меньшей мере, три, предпочтительно, с отличающимся друг от друга шагом витка. Такие пружины изготовлены предпочтительно из стальной пружинной проволоки, которую навивают с помощью так называемого способа горячей гибки. Однако намотку можно также осуществлять в холодном состоянии стальной пружинной проволоки соответственно при окружающей температуре.

Винтовые нажимные пружины, согласно изобретению, особенно предпочтительно располагать между двумя конструктивными деталями, установленными с возможностью поворота относительно друг друга, поворотное движение которых ограничено за счет упора витков пружины, т.е. за счет контактирования витков пружины друг с другом. Особенно предпочтительно использовать винтовые нажимные пружины, согласно изобретению, в гасителе крутильных колебаний маховика с двумя массами или диска сцепления или в гасителе колебаний сцепления для блокирования гидротрансформатора.

Маховики с двумя массами известны, например, из DE-OS 4117584 и 3721712. Гасители колебаний известны, например, из DE-OS 4213341. Винтовые нажимные пружины, согласно изобретению, можно использовать также в гасителях колебаний ремня, которые известны, например, из DE-OS 4225304 или 4225314.

Гасители крутильных колебаний, в которых используются винтовые нажимные пружины, согласно изобретению, предпочтительно выполнены так, что они находятся в соответствующих сегментообразных или кольцеобразных гнездах, которые образованы деталями одного из установленных с возможностью поворота относительно друг друга элементов гасителя, причем каждое гнездо выполнено так, что соответствующая винтовая нажимная пружина направляется как в радиальном, так и осевом направлении, а именно так, что пружина, по меньшей мере, при вращающемся гасителе крутильных колебаний под действием центробежной силы опирается на опорную поверхность, охватывающую ее радиально снаружи. При этом эта опорная поверхность предпочтительно проходит практически по всей длине винтовой нажимной пружины. Винтовая нажимная пружина предпочтительно опирается на соответствующую опорную поверхность непосредственно своими витками. За счет радиальной опоры винтовой нажимной пружины на поверхность можно обеспечить зависящее от частоты вращения, соответственно от центробежной силы, фрикционное демпфирование. Это фрикционное демпфирование можно создавать непосредственно с помощью витков пружины, скользящих вдоль соответствующей опорной поверхности.

Выполнение, согласно изобретению, винтовых нажимных пружин можно, в частности, использовать для пружин, у которых длина в несколько раз превышает средний диаметр витков. Это соотношение может иметь значение порядка 2,5-30, предпочтительно 5-18.

В винтовых нажимных пружинах, которые между своими концевыми витками имеют множество витков с различным шагом, может быть особенно предпочтительным, если эти пружины выполнены так, что они, начиная с концевых витков, имеют соответствующие зоны, витки которых с увеличением расстояния от соответствующего концевого витка имеют увеличивающийся шаг. При некоторых случаях применение может быть особенно целесообразным, если пружина в своей средней зоне имеет витки с наибольшим шагом, и шаг витков уменьшается в направлении концевых витков, по меньшей мере, в зоне на части длины пружины, имеющейся в распоряжении до соответствующего концевого витка.

Особенно предпочтительным может быть, если имеющиеся между концевыми витками пружины витки с различным шагом выполнены так, что, по меньшей мере, в случае нагрузки пружины до соприкосновения витков друг с другом имеющиеся в витках с большим шагом напряжения кручения больше, чем напряжения кручения в витках с меньшим шагом. Напряжения в материале витков пружины могут также увеличиваться с увеличением шага витков. На это напряжение в материале может дополнительно влиять придание соответствующего размера среднему диаметру, соответственно наружному диаметру витков. Таким образом, в этом случае можно также использовать два параметра, а именно, с одной стороны, шаг витков и, с другой стороны, диаметр витков.

Винтовые нажимные пружины, согласно изобретению, могут предпочтительно иметь в ослабленном состоянии предварительно изогнутую форму. Такое выполнение предпочтительно, в частности, для длинных пружин, поскольку за счет этого облегчается их монтаж, т.е. вставление пружин в соответствующие гнезда.

Для некоторых случаев применения может быть предпочтительным, если выполненная согласно изобретению винтовая нажимная пружина расположена внутри другой винтовой нажимной пружины или же окружает другую винтовую нажимную пружину. За счет такого расположения образуется аккумулятор энергии, который образован из двух аксиально вставленных друг в друга винтовых нажимных пружин. В таком аккумуляторе энергии, по меньшей мере, одна из винтовых нажимных пружин целесообразно снабжена витками с разным наружным диаметром и/или витками с разным шагом.

Кроме того, могут быть предпочтительными винтовые пружины, которые, начинаясь и заканчиваясь витком с большим диаметром, попеременно имеют витки с большим и малым диаметром, при этом средняя ось витков с большим и малым диаметром не является одной и той же, т.е. не имеет место концентричное расположение витков вдоль их осевой длины, а средние оси витков с большим и малым диаметром смещены радиально относительно друг друга, так что с одной стороны периферия витков витки малого диаметра может аксиально, по меньшей мере, частично входить во внутреннюю периферию витком большего диаметра, а с другой стороны могут быть расположены на одинаковой радиальной высоте. При этом витки по периферии с вводимыми витками малого диаметра предпочтительно расположены в направлении наружной периферии устройства гашения крутильных колебаний, так что можно компенсировать в радиальном направлении снаружи больший путь сжатия пружин и оптимизировать нагружаемость пружины, при этом пружины могут быть вставлены в соответствующие гнезда так, что исключается их поворачивание. Такие пружины можно с преимуществом использовать также в других случаях применения, например, в механизмах выключения в качестве пружин преодоления мертвой точки, компенсационных пружин и/или возвратных пружин.

Дополнительные признаки и преимущества изобретения следуют из нижеследующего его описания со ссылками на чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - разрез демпфирующего устройства;

фиг.2 - частичный разрез по линии II-II на фиг.1;

фиг.3 и 4 - вариант выполнения согласно изобретению аккумулятора энергии для применения в устройстве согласно фиг.1 и 2;

фиг.5 - график зависимости силы от пути для пружины согласно изобретению;

фиг.6 - другой вариант выполнения аккумулятора энергии согласно изобретению;

фиг.7 - вариант выполнения, согласно изобретению, аккумулятора энергии в гасителе крутильных колебаний.

Показанный частично на фиг.1 и 2 гаситель крутильных колебаний образует разделенный маховик 1, который имеет выполненные с возможностью крепления на не изображенном приводном валу двигателя внутреннего сгорания первую или первичную вращающуюся массу 2, а также вторую или вторичную вращающуюся массу 3. На второй вращающейся массе 3 предусмотрена возможность крепления фрикционного сцепления с промежуточным расположением диска сцепления, через который можно присоединять и отсоединять также не изображенный входной вал коробки передач. Вращающиеся массы 2 и 3 установлены с возможностью поворота относительно друг друга через опору 4, которая в показанном примере выполнения расположена радиально снаружи от отверстий 5 для прохождения крепежных болтов для монтажа первой вращающейся массы на приводном валу двигателя внутреннего сгорания. Между двумя вращающимися массами 2 и 3 действует демпфирующее устройство 6, которое содержит аккумуляторы 7 энергии, из которых, по меньшей мере, один образован винтовыми нажимными пружинами 8, 9. Как показано, в частности, на фиг.2, винтовая нажимная пружина 9 полностью расположена в пространстве, образованном витками 8а пружины 8, или, другими словами, обе винтовые нажимные пружины 8 и 9 вставлены друг в друга по их длине. В таком примере выполнения длина 11, относительно угла, в направлении периметра участка 10 винтовой пружины 9, расположенной в винтовой пружине 8, меньше длины 12 наружной винтовой пружины 8. При этом может быть целесообразным, если пружина 9 короче наружной пружины 8 на величину угла, который составляет около 30-90°, предпочтительно находится в диапазоне от 45 до 70°. Однако разница длин, соответственно разница углов может быть также больше или меньше.

Обе вращающиеся массы 2 и 3 имеют зоны 14, 15 подвода нагрузки соответственно 16 для аккумуляторов 7 энергии. В показанном примере выполнения зоны 14 и 15 подвода нагрузки образованы углублениями в частях 17 и 18 из стального листа, образующих первую вращающуюся массу 2. Предусмотренные в аксиальном направлении между зонами 14, 15 подвода нагрузки зоны 16 подвода нагрузки образованы, по меньшей мере, одной выполненной в виде фланца деталью 20, соединенной с вторичной вращающейся массой 3, например, заклепками 19. Эта деталь 20 служит элементом передачи крутящего момента между аккумуляторами 7 энергии и вращающейся массой 3. Зоны 16 подвода нагрузки образованы предусмотренными по наружному периметру выполненного в виде фланца средства 20 подвода нагрузки радиальными рычагами или выступами. Изготовленная холодной деформацией из листовой стали деталь 17 служит для крепления первой вращающейся массы 2 соответственно всего разделенного маховика 1 на приводном валу двигателя внутреннего сгорания. Радиально снаружи деталь 17 соединена с также изготовленной из листовой стали деталью 18. Обе детали 17 и 18 образуют кольцевое пространство 21, которое имеет торообразную зону 22. Кольцевое пространство 21, соответственно торообразная зона 22, может быть, по меньшей мере, частично заполнено вязкой средой, как например пластичной смазкой. В направлении периферии между выступами, соответственно, зонами 14, 15 подвода нагрузки детали 17, 18 образуют углубления 23, 24, которые ограничивают горообразную зону 22 и в которых расположены аккумуляторы 7 энергии и направляются как в радиальном, так и в осевом направлениях. По меньшей мере, при вращающемся устройстве 1, по меньшей мере, витки пружины 8 опираются на ограничивающие торообразную зону 22 радиально снаружи зоны детали 17 и/или 18. В показанном примере выполнения предусмотрено представляющее собой, по меньшей мере, закаленную стальную прокладку, соответственно, стальную вставку предохранительное средство 25 от износа, на которое радиально опираются, по меньшей мере, пружины 8. Предохранительное средство 25 от износа проходит в направлении периметра, предпочтительно, по меньшей мере, по всей длине соответственно угловой длине разгруженных аккумуляторов 7 энергии. Вследствие обусловленной центробежной силой опоры витков, по меньшей мере, пружин 8 между этими витками и находящимися с ними во фрикционном зацеплении деталями создается зависящее от частоты вращения фрикционное демпфирование при изменении длины соответственно при сжатии аккумуляторов 7 энергии соответственно винтовых пружин 8.

Радиально внутри проходящая радиально деталь 17 несет промежуточную часть, соответственно ступицу 26, в которой размещено внутреннее опорное кольцо шарикоподшипника 4. Наружное опорное кольцо шарикоподшипника 4 несет вращающуюся массу 3.

Как показано на фиг.2, в показанном примере выполнения зоны 16 подвода нагрузки выполнены в угловом отношении меньше, чем зоны 14, 15 подвода нагрузки, обеспечивающие позиционирование аккумуляторов 7 энергии в направлении периферии, так что исходя из показанного на фиг.2 теоретического положения покоя, соответственно, исходного положения возможно небольшое проворачивание в обоих направлениях вращения вращающихся масс 2 и 3 относительно друг друга без воздействия пружин.

В демпфирующем устройстве 1 для определенных случаев применения можно также отказаться от внутренних пружин 9, так что в качестве аккумуляторов энергии остаются только винтовые пружины 8 между входной и выходной частью демпфирующего устройства.

Показанная на фиг.3 винтовая пружина 108, предназначенная для применения в гасителе крутильных колебаний, например, согласно фиг.1 и 2, имеет множество витков 127, которые проходят между обоими концевыми витками 128, 129 вдоль оси 130с пружины соответственно по длине пружины. Витки 127 содержат два вида витков 130, 131, из которых в показанном примере выполнения каждый отличается от предыдущего и последующего витков своим наружным диаметром. Таким образом, витки 130, 131 расположены друг за другом с периодом 1-1, причем витки 130 имеют больший наружный диаметр 132, а витки 131 - меньший наружный диаметр 133. Концевые витки 128, 129 предпочтительно имеют также больший наружный диаметр 132.

Для некоторых случаев применения может быть целесообразным, если после концевых витков 128, 129 имеются несколько витков 130 с большим диаметром 132, например, два или три в зависимости от желаемой характеристики пружины соответственно предусмотренного применения, а также более таких витков 130. В показанном примере выполнения витки 130, 131 по длине пружины 108 имеют, по меньшей мере, приблизительно одинаковый шаг витков, а также относительно продольной оси 130с винтовой пружины 108, по меньшей мере, приблизительно одинаковый угол 134 подъема. Однако может быть также предпочтительным, если витки 130, 131 имеют различный шаг, соответственно угол 134. При этом может быть предпочтительным, если витки 130 с большим наружным диаметром 132 имеют несколько больший шаг, соответственно угол 134, чем витки 131 с меньшим наружным диаметром 133, поскольку за счет этого можно выравнивать, соответственно оптимизировать возникающие в этих витках допустимые максимальные напряжения.

Хотя в показанной на фиг.3 винтовой пружине 108 витки 130, 131 проходят с периодическим чередованием по всей длине, для некоторых случаев применения может быть целесообразным, если такое расположение витков 130, 131 существует только в частичной зоне общей длины пружины 108. Так например, различные витки 130, 131 могут проходить только в, по меньшей мере, одной концевой зоне 135, 136 пружины 108, причем может быть предпочтительным, если такие витки 130, 131 проходят в обеих концевых зонах 135, 136. При этом концевые зоны 135, 136 могут иметь одинаковую длину, соответственно одинаковую угловую длину, или же могут иметь разные размеры. Для некоторых случаев применения может быть также целесообразным, если такие витки 130, 131 предусмотрены в промежуточной зоне, соответственно в средней зоне 137.

Упомянутые зоны 135 и/или 136 и/или 137 пружины могут иметь любые размеры с учетом желаемого действия и случая применения.

Кроме того, витки 130, 131 могут быть расположены в другой последовательности, или с другой периодичностью, чем показано на фиг.3. Так например, после двух витков 130 с большим диаметром 132 может следовать один виток 131 с меньшим наружным диаметром 133, что означает также, что за одним витком 131 следуют два витка 130.

За счет этого образуется период 2-1 или 1-2. Однако можно выбрать любой период X-Y. Однако целесообразно, если виток 131 с меньшим наружным диаметром всегда расположен между двумя витками 130 с большим наружным диаметром. Однако последнее не всегда является обязательно необходимым.

Хотя описанные применительно к пружине 108, согласно фиг.3, признаки можно с преимуществом применять в пружинах с, по меньшей мере, приблизительно прямой продольной осью 130е,однако эти признаки особенно предпочтительны для пружин с изогнутой осью уже в разгруженном состоянии.

За счет изогнутой формы витки 130, 131 пружины 108 имеют радиально внутри меньшее расстояние 138 друг от друга, чем имеющееся радиально снаружи расстояние 139.

Витки 130, 131 навиты относительно теоретической средней оси, соответственно продольной оси 130 с, так, что они радиально смещены относительно друг друга, а именно в показанном примере выполнения на разницу обоих диаметров 132, 133. Смещение витков 131 относительно витков 130 в варианте выполнения пружины, согласно фиг.3, выполнено так, что по отношению к центру 140 кривизны радиально наружные участки 130а, 131а этих витков находятся, по меньшей мере, приблизительно на одинаковой высоте, соответственно на одинаковом радиальном расстоянии от центра 140 кривизны. Это означает также, что витки 131 смещены относительно витков 130 на полную разностную величину между обоими диаметрами 132, 133. Теоретические средние точки кольцевых витков 130 и кольцевых витков 131 также смещены между диаметрами 132, 133 на ту же разностную величину. Это означает, что проходящая через витки 131 теоретическая продольная ось соответствующим образом смещена относительно проходящей через витки 130 теоретической продольной оси. На основании этого радиально внутренние участки 130b, 131b витков также смещены относительно друг друга на разницу диаметром 132, 133 витков. Хотя описанный вариант выполнения, в котором витки 130, 131, по меньшей мере, примерно смещены на полную разницу между их наружными диаметрами 132, 133, что для большинства случаев применения (в частности, при использование предварительно изогнутых пружин 108) является особенно предпочтительным, можно выполнять смещение между витками 130, 131 также меньшим, соответственно фиктивные средние точки кольцевых витков 130, 131 могут находиться на одинаковой высоте относительно длины пружины 108. Это означает, что в этом случае они расположены концентрично вокруг общей продольной оси 130 с, причем это положение с учетом допусков на изготовление может быть только в идеальном случае, соответственно, проявляться как тенденция.

Целесообразно, если различие между диаметрами 132, 133 витков соответствует максимально радиальной длине образующей витки 130, 131 пружинной проволоки. При проволоке с круглым поперечным сечением это соответствует диаметру проволоки. Разница между диаметрами 132, 133 может составлять приблизительно от 3 до 15%, предпочтительно приблизительно от 4 до 6% от большего диаметра 132.

Выполненная согласно изобретению, в частности, предварительно изогнутая пружина 108 позволяет уменьшать в достаточной степени, соответственно, демпфировать перегрузочные моменты (ударные моменты), возникающие в цепи привода автомобиля, имеющего двигатель внутреннего сгорания. Это обеспечивается целенаправленно создаваемым трением между витками 130, 131, соответственно, контролируемой деформацией этих витков 130, 131, как описано ниже со ссылками на фиг.4 и 5.

На фиг.4 показаны радиально внутренние участки 130b, 131b витков 130, 131, а именно эти зоны витков схематично показаны один раз сплошными линиями и один раз пунктирными линиями.

Соответствующее сплошным линиям положение участков 130b, 131b витков соответствует состоянию сжатия пружины 108, в котором витки 130, 131 начинают приходить в соприкосновение друг с другом. Это состояние соответствует изображенному на фиг.5 пути 142 сжатия пружины 108 соответственно угловому повороту между элементами 2, 3 согласно фиг.1. В этом состоянии витки 130, 131 соприкасаются друг с другом радиально внутри, однако радиально снаружи между витками существует клинообразный зазор. Это означает, что показанные на фиг.3 наружные участки 130а, 131а не соприкасаются друг с другом.

При превышении угла поворота, соответственно, пути 142 сжатия витки 130, 131 могут целенаправленно сдвигаться в радиальном направлении относительно друг друга, соответственно деформироваться, а именно так, что витки с большим диаметром 132 имеют тенденцию перемещения внутрь, т.е. в направлении центра 140 кривизны, а витки с меньшим диаметром 133 имеют тенденцию перемещения радиально наружу, т.е. от центра 140 кривизны. Этот сдвиг между витками 130, 131 показан на фиг.4 местоположением этих витков, обозначенным пунктирными линиями. Из фиг.4 следует, что вследствие этого сдвига витков 130, 131 средние точки проволоки участков 130b витков перемещаются радиально внутрь на величину 143, в то время как средние точки проволоки участков 131b витков перемещаются согласно тенденции радиально наружу на величину 144, так что в целом осуществляется полный сдвиг, соответствующий сумме расстояний 143, 144, между витками 130, 131, соответственно между участками 130b, 131b витков.

Кроме того, из фиг.4 следует, что расположенные по обе стороны витка 131 витки 130 перемещаются относительно этого витка 131 по направлению друг к другу на величину 145. Обеспечиваемое скольжением витков 130, 131 дополнительное сжатие пружины 108, соответственно, относительный поворот между обоими элементами 2 и 3 представлен на фиг.5 участком 146, соответственно углом поворота. После прохождения угла отдельные витки 130, 131 опираются друг на друга, что препятствует дальнейшему сжатию пружины 108.

Таким образом, за счет целенаправленного скольжения витков 130, 131 на пути 146 деформации пружины 108 создается трение, соответственно фрикционный гистерезис 147. Это дополнительное трение 147 можно изменять по величине за счет соответствующего выбора шага витков и разницы между диаметрами 132, 133 проволоки.

Кроме того, как показано на фиг.5, в зоне 146, внутри которой витки 130, 131 сдвигаются радиально относительно друг друга, повышается жесткость пружины, согласно линии 148, которая объясняется дополнительной деформацией витков 130, 131.

Как следует из фиг.5, площадь, которая заключена между пунктирной линией 149 и проходящей под ней штрихпунктирной линией 150, также показывает определенное увеличение жесткости пружины в применяемых до настоящего времени винтовых пружинах, а также определенный гистерезисный эффект на основе сдвига между отдельными витками, однако эти эффекты значительно слабее, чем в винтовой пружине, выполненной согласно изобретению, которая обеспечивает улучшение согласно заштрихованной площади 147.

Таким образом, винтовая пружина 108, выполненная согласно изобретению, обеспечивает на относительно большом угле поворота, т.е. на пути 146 сильное увеличение жесткости пружины в соединении со значительным увеличением фрикционного демпфирования. За счет этого можно аккумулировать большие количества энергии и частично уничтожать ее за счет трения. За счет этого можно простым и экономичным образом предотвращать перегрузки за счет уменьшения, соответственно предотвращения слишком больших моментов, так что передающие поток крутящих моментов детали можно выполнять соответственно слабее, соответственно защищать от разрушения.

В частности, при применении винтовых пружин, согласно изобретению, в комбинации с состоящим из нескольких частей маховиком можно гасить пиковые моменты двигателя (называемые также ударными моментами), которые возникают при определенных режимах движения (например, при быстром переключении вверх или вниз, при резонансных, а также близких к резонансным состояниях) до допустимого размера. Эти пиковые моменты в несколько раз превышают номинальный крутящий момент двигателя. Такие пиковые моменты могут в десять и более раз превышать номинальный момент двигателя внутреннего сгорания автомобиля.

Следует еще отметить, что в известных предварительно изогнутых винтовых пружинах с одинаковым диаметром витков по длине пружины при нагрузке такой пружины при соприкосновении витков друг с другом радиально внутри происходит точечный, а также линейный контакт между отдельными витками, а именно в зоне наиболее высоких точек (в середине проволоки). За счет этого образуется нестабильное равновесие, поскольку нет никакой закономерности в радиальном относительном сдвиге между отдельными витками. Так например, несколько прилегающих друг к другу витков могут подниматься радиально наружу или внутрь или же не контролируемым образом вытесняться радиально внутрь или радиально наружу, что приводит к местной перегрузке винтовой пружины, которая в свою очередь приводят к поломке пружины. В противоположность этому, в винтовой пружине 108, согласно изобретению, происходит целенаправленное и контролируемое соприкосновение и сдвиг витков 130, 131. За счет этого обеспечивается, по меньшей мере, почти равномерное распределение действующего на соответствующую пружину крутящего момента на все витки, вследствие чего отдельные витки защищены от перегрузки.

Следует также отметить, что при вращающемся устройстве 1 - вследствие воздействующей в этом случае на отдельные витки пружины 108 центробежной силы - между витками 127 пружины и подпирающей их радиально поверхностью, которая в данном случае образована средством 25 защиты от износа, создается трение, которое создает противодействие сдвигу витков 127. За счет этого сила, необходимая для сдвига отдельных витков 127, начиная с концевых зон пружины 108, в направлении середины, становится больше, а именно за счет того, что создаваемое трением сопротивление сдвигу отдельных витков суммируется. Это означает, что, например, для упругой деформации удаленного от конца пружины шестого витка необходимо преодолеть также, по меньшей мере, фрикционное сопротивление первых 5 витков. На основании этого отдельные витки 130, 131 с различным наружным диаметром могут не одновременно приходить в соприкосновение друг с другом. За счет этого описанное применительно к фиг.4 и 5 скольжение между отдельными витками 130, 131 вдоль длины пружины происходит со сдвигом во времени соответственно друг за другом. Таким образом, показанный на фиг.5 график соответствует статической нагрузке, действующей на пружину 108, т.е. нагрузке без воздействия центробежной силы.

На фиг.6 показана винтовая пружина 208, которую можно использовать, в частности, в гасителе крутильных колебаний в качестве аккумуляторов энергии. В противоположность показанной на фиг.3 винтовой пружине 108, которая показана в разрезе, винтовая пружина 208 показана в целом виде, так что можно лучше видеть прохождение витков 227 вдоль пружинной оси 230.

Пружина 208 также имеет два концевых витка, из которых показан только один виток 228. Показанная пружина 208 выполнена симметричной относительно оси 237.

Как уже описывалось применительно к другим фигурам, в радиальном направлении наружные участки 230а витков создают при сжатии и растяжении пружины 208 вследствие действующей на нее центробежной силы фрикционное демпфирование, если она находится в контакте с опорной поверхностью. Эта опорная поверхность в демпфирующем устройстве, соответственно в маховике, согласно фиг.1 и 2, образована действующим в качестве средства 25 защиты от износа вкладышем. Как следует из фиг.1 и 2, нагрузка винтовых пружин 8, 108, 208 осуществляется со стороны концов 38, 39, соответственно 128, 129, соответственно 228 пружины, а именно при работе на растяжение и на сдвиг соответствующего демпфирующего устройства. На основе упомянутого выше трения, существующего между отдельными витками винтовой нажимной пружины и радиальной опорной поверхностью для этих витков, начиная с концевых зон винтовой нажимной пружины, уменьшается, соответственно гасится от витка к витку действующий на эти витки крутящий момент и тем самым действующая на эти витки сила сжатия. Это означает для пружины 208, показанной на фиг.6, что момент, приложенный к среднему витку 24 пружины, меньше, чем момент, действующий на концевой виток 228. Таким образом, это означает, что на протяжении срока службы снабженного винтовыми нажимными пружинами 8, 108, 208 демпфирующего устройства 1 средние витки пружин, выполненных и расположенных таким образом, как статически, и, в особенности, динамически меньше нагружаются, чем концевые витки. Этот факт основывается также на том, что пиковые нагрузки (ударные нагрузки) по отношению ко всему рабочему времени, соответственно сроку службы, возникают относительно редко (например, при быстром переключении вверх и/или вниз коробки передач, при резонансных состояниях и/или при соскальзывании ноги с педали сцепления), а также на том, что во время движения двигатель работает преимущественно только в диапазоне частичных нагрузок. Это приводит к тому, что нагрузка и количество изменений нагрузки, которые должны выдерживать отдельные витки 227 пружины 208 в течение срока службы устройства 1, уменьшаются в направлении середины пружины 208. Тем самым находящиеся в концевых зонах пружины 208 витки нагружаются в наибольшей степени и должны быть выполнены в соответствии с возникающими в них максимальными напряжениями по усталостной прочности. Поскольку находящиеся в направлении середины витки пружины 208 нагружаются меньше, то их можно выполнять для более высоких напряжений и при необходимости только для заданного количества нагрузок, т.е. они должны быть длительно прочными. Это осуществляется, например, в пружине 208, согласно фиг.6, за счет того, что наружные витки выполнены так, что возникающие в них при нагрузке с соприкосновением витков друг с другом максимальные напряжения обеспечивают усталостную прочность этих витков. Для достижения этого наружные витки имеют соответственно меньший шаг. Средний виток 24 и смежные с ним витки выполнены так, что при нагрузке с соприкосновением витков друг с другом возникающие в них максимальные напряжения больше, чем в остальных витках, причем витки, расположенные в средней зоне пружины 208, могут быть выполнены также с обеспечение