CS249123B2 - Gearbox shiftable when loaded - Google Patents

Description

Vynález se týká převodovky řaditelné při zatížení, opatřené dvěma dvojicemi v jedné ose upravených, souosých a prostřednictvím ovládání v axiálním směru relativně navzájem posuvných hřídelů, na jejichž к sobě přivrácených koncích je uspořádán vždy jeden kotouč spojky a které jsou navzájem spojitelné v různých kombinacích prostřednictvím mezi oběma dvojicemi kotoučů spojky volně posuvného a otočně uloženého centrálního tělesa spojky.

Převodovka tohoto typu je známá z evropského patentového spisu Al-0019609. U známé převodovky jsou prostřednictvím ovládánř relativně navzájem posuvné a prostřednictvím centrálního tělesa spojky v různých kombinacích spojitelné hřídele upraveny v předloze, která je spojena se vstupním hřídelem a s výstupním hřídelem převodovky přes ozubená kola. V důsledku toho je veden silový tok, a to při libovolném možném poměru této převodovky, tedy dokonce i tehdy, pokud má mít vstupní hřídel a výstupní hřídel převodovky stejný počet otáček, ze vstupního hřídele nejprve na předlohový hřídel, potom přes spojku na druhý předlohový hřídel a teprve z něj na výstupní hřídel. Tento silový tok je příčinou toho, že při všech převodových stupních, zejména však při vyšších převodových stupních vznikají ztráty, které by bylo možné odstranit nebo alespoň zmenšit v tom případě, kdyby bylo možné vytvořit přímé spojení mezi vstupním a výstupním hřídelem.

Vynález si proto klade za úkol vytvořit převodovku v úvodu uvedeného druhu tak, aby se ve stavu sepnutí zajistilo přímé spojení mezi vstupním hřídelem a výstupním hřídelem převodovky.

Vytčený úkol se řeší a uvedené nedostatky se odstraňují vynálezem, jehož podstata spočívá v tem, že první dvojice souosých hřídelů je tvořena vstupním hřídelem a kolem něho upraveným dutým hřídelem, přičemž oba tyto souosé hřídele jsou navzájem spojeny přes vždy jedno ozubené kolo a předlohu v prvním, pevně předem stanoveném převodovém poměru, a že druhá dvojice souosvých hřídelů je tvořena výstupním hřídelem a kulem něho upraveným dutým hřídelem, přičemž dutý hřídel je spojen přes ozubené kolo a další předlohu s ozubeným kolem, spojeným nebo spojitelným s výstupním hřídelem v pevně předem stanoveném převodovém poměru.

Hlavní výhoda takto vytvořené převodovky spočívá v tom, že při přímém spojení vstupního hřídele s výstupním hřídelem běží oba předlohové hřídele naprázdno a přenos síly se uskutečňuje ze vstupního hřídele na výstupní hřídel bezprostředně.

U příkladu provedení, u kterého není ozubené kolo, přiřazené к výstupnímu hřídeli, trvale s tímto hřídelem spojeno, avšak lze jej spojovat ovládáním předpokládá se podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu, že kolem výstupního hřídele je upraven druhý koaxiální dutý hřídel, ke kterému je přiřazeno ozubené kolo, a že mezi dutým hřídelem a výstupním hřídelem je uspořádána výsuvná, například tvarová spojka.

Toto uspořádání poskytuje mimo jiné tu možnost, aby se převodovka vytvořila se zpětnými chody. К tomu účelu je souose к výstupnímu hřídeli upraveno ozubené kolo, pohánitelné přes předlohu ve stejném smyslu otáčení jako vstupní hřídel, a ozubené kolo, pohánitelné přes předlohu v opačném smyslu otáčení, jako vstupní hřídel, a že mezi ozubeným kolem a výstupním hřídelem je upravena výsuvná, například tvarová spojka, a mezi ozubeným kolem a vstupním hřídelem je upravena výsuvná, například tvarová spojka.

Zvláště výhodné uspořádání se vytvoří tak, že mezi dutým hřídelem, upraveným souose kolem vstupního hřídele а к němu přiřazeným ozubeným kolem ie upravena toliko ve směru otáčení vstupního hřídele к ozubenému kolu připojující výstupní hřídel volnoběžka.

Hlavní výhoda tohoto opatření spočívá v tom, že při těch převodových poměrech, při kterých se uskutečňuje přenos hnacího momentu z volně posuvného a otočně uloženého centrálního tělesa spojky bezprostředně na kotouč spojky, pohánějící výstupní hřídel, nejsou oba duté hřídele, upravené kolem výstupního hřídele, a předloha, která tyto oba duté hřídele spojuje, vůbec poháněny, čímž se podstatně zmenší vnitřní ztráty převodovky a sníží se hladina hluku.

Další výhodné vytvoření převodovky podle vynálezu spočívá v tom, že mezi druhým dutým hřídelem, upraveným souose kolem výstupního hřídele, а к němu přiřazeným ozubeným kolem, je upravena zasouvatelná a vysouvatelná třecí spojka.

Hlavní výhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že Je možné použít motoru pro brzdění pohybu výstupního hřídele.

Dále je rovněž možné alespoň do dráhy silového toku přiřazeného к nejnižšímu převodovému stupni zařadit hydraulickou spojku.

Výhoda tohoto opatření spočívá v tom, že se zmenší rázy při řazení.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech provedení ve spojení s výkresovou částí.

Ha obr. 1 je znázorněn podélný řez převodovkou podle vynálezu se čtyřmi dopřednými převodovými stupni, a dvěma zpětnými převodovými stupni.

Na obr. Э je znázorněn schematicky podílný řez převodovkou, která má toliko čtyři dopředně stupně.

Na obr. 3 je znázorněn částečný řez převodovkou odpovídající obr. 1 nebo obr. 2, u které je do silového toku nižších převodových stupňů zařazena hydraulická spojka.

Jak je patrno z obr. 1, je vstupní hřídel 1 uložen v jedné ose s výstupním hřídelem 2.

S volným koncem vstupního hřídele 1 je pevně spojen kotouč 3 tpojky. Stejně tak je s volným koncem výstupního hřídele 2 pevně spojen kotouč 4 spojky. V axiálních vrtáních navzájem přivrácených konců vstupního hřídele 1 a výstupního hřídele 2 je axiálně posuvně vzhledem k oběma hřídelům uložen čep 11, který unáší centrální těleso 12 spojky.

Zatímco výstupní hřídel 2 je ve skříni 5 převodovky uložen neposuvně, je vstupní hřídel 1 uložen posuvně ve svém osovém směru ve skříni 5 převodovky tak, že jeho posouvání zajišťuje prstencovitě vytvořený píst

S. Spolu s příslušně vytvarovanými částmi skříně 5 převodovky vymezuje píst B dvě prstencové komory 7, 8, do kterých se přivádí tlakové prostředí toliko naznačených potrubími 9, 10.

Plochy pístu 6, vymezující prstencové komory 7, ř1 jsou různě velké, takže například plocha pístu 6, která vymezuje komoru 7, je větší než plocha pístu 6, která vymezuje prstencovou komoru 8.

Při současném působení tlakového prostředí v obou prstencových komorách 7, 8 se proto bude vstupní hřídel 1 přesouvat ve směru k centrálnímu tělesu 12 spojky, avšak při tlakovém odlehčení prstencové komory 7 se bude pohybovat v opačném směru. Z tohoto důvodu lze ovládat axiální pohyb vstupního hřídele 1 toliko změnou tlaku v prstencové komoře 7.

Dutý hřídel 15, který na jednom konci unáší kotouč 16 spojky, je upraven souose kolem vstupního hřídele 1 a je uložen vzhledem k němu volně otočně a volně posuvně v osovém směru. Prostřednictvím pístu 19, který vymezuje další prstencové komory 17, 18, lze zajistit axiální přesouvání dutého hřídele 15. Ve své činnosti odpavídají prstencové komory 17, 18 prstencovým komorám 7, 8, přičemž do prstencových komor 17, 18 se přivádí tlakové prostředí jen schematicky znázorněnými potrubími 20, 21.

Na vstupním hřídeli 1 je neotočně uloženo ozubené kolo 22. Obdobně je na dutém hřídeli 15 upevněno neotočně ozubené kolo 23. Obě ozubená kola 22, 23 jsou ve stálém záběru s předlohovými ozubenými koly .24, 25 předlohy 26, čímž jsou navzájem spojeny oba souosé hřídele, to je vstupní hřídel 1 a dutý hřídel 15 v prvním, předem pevně stanoveném převodovém poměru.

Kolem výstupního hřídele 2 je upraven souose dutý hřídel 30, který na jednom konci nese kotouč 31 spojky. Dutý hřídel 30 je vzhledem k centrálnímu tělesu 12 spojky uspořádán zrcadlově souměrně k dutému hřídeli 15 a je posuvný v osovém směru. K tomu účelu spolupracuje již popsaným způsobem s prstencovým pístem 33, který odděluje od sebe dvě prstencové komory 34, 35, do kterých se přivádí tlakové prostředí jen schematicky znázorněnými potrubími 36, 37. Průřez pístu 33 v prstencové komoře 35, na který působí tlakové prostředí, je větší než průřezy pístů 6, 19 v prstencových komorách 7, 17, na které působí tlakové prostředí. Tím se spolehlivě vyloučí současný dotyk kotouče 4 a 31 spojky s centrálním tělesem 12 spojky. Na konci dutého hřídele 30, který je odvrácen od kotouče 31 spojky, je neotočně uspořádáno ozubené kolo 38.

Druhý, rovněž kolem výstupního hřídele 2 souose upravený dutý hřídel 40, unáší ozubený věnec 41. Na ozubeném kole 42, které je spojeno neotočně s výstupním hřídelem 2 je uležen posuvně v osovém směru výstupního hřídele 2 ve směru dvojité šipky P věnec 43 s vnitřním ozubením, a to prostřednictvím řídicí páky nebo prostřednictvím pístu, na který působí tlakové prostředí, což umožňuje jeho přivedení do záběru s ozubeným věncem 41 a tím i tuhé spojení dutého hřídele 40 s výstupním hřídelem 2. Při posouvání v opačném směru se uvede věnec 43 s vnitřním ozubením do záběru s ozubeným věncem 44 na ozubeném kole 45, volně otočně uloženém na výstupním hřídeli, přičemž, toto ozubené kolo 45 vytváří toliko přes naznačenou, směr otáčení měnící předlohu 46, hnací spojení ve smyslu zpětného chodu výstupního hřídele 2 s ozubeným kolem 38.

Ozubené kolo 50, které u znázorněného příkladu provedení je upraveno souose kolem dutého hřídele 40, je spojeno přes předlohu 51 s ozubeným kolem 38 ve druhém, předem pevně stanoveném převodovém poměru.

U znázorněného příkladu provedení je mezi dutým hřídelem 40 a ozubeným kolem 50 upravena volnoběžka 52, která je vytvořena tak, že při relativním pohybu ozubeného kola 50 vzhledem k dutému hřídeli 40 ve smyslu dopředného otáčení výstupního hřídele 2 zajistí silové spojení mezi ozubeným kolem 50 a dutým hřídelem 40, zatímco při relativním pohybu v opačném smyslu zajistí volný, navzájem nezávislý pohyb obou těchto částí.

Podle dalšího výhodného význaku vynálezu je ozubené kolo 50 posuvné relativně k dutému hřídeli 40 o malou hodnotu v osovém směru výstupního hřídele 2 a dutý hřídel 40 i ozubené kolo 50 jsou opatřeny spolupracujícími plochami třecí spojky 53. Axiální posouvání zajišťuje tlakové prostředí, které se přivádí prostřednictvím toliko vyznačeného potrubí 54 do prstencové komory 55. Jakmile se tato spojka, přemosťující volnoběžku 52 uvede do činnosti, lze výstupní hřídel 2 brzdit motorem. Uv-olnění spojky se provádí neznázorněnými vratnými pružinami.

Pro všechny dopředně převodové stupně se nejprve přivede do záběru věnec 43 s vnitřním ozubením s ozubeným věncem 41 a tím se spojí ozubené kolo 58 s výstupním hřídelem 2. Pro jednotlivé dopředně převodové stupně se potom vytvoří tyto řadicí postupy a činná spojení:

1. stupeň: V prstencových komorách 17 a 35 začne působit tlakové prostředí, přivedené potrubími 20, případně 37. Duté hřídele 15 a 30 se přitom- pohybují v opačném smyslu ve směru vstupního hřídele 1, případně výstupního hřídele 2 a kotouče 16 a 31 spojky se silově spojí s volně posuvným centrálním tělesem 12 spojky. Silový tok jde potom ze vstupního hřídele 1 přes předlohu 26, tvořenou ozubenými koly 2/2-24-25-23, dutý hřídel 15, části spojky 16-21-31, dutý hřídel 30, ozubené kolo 38, předlohu 51, ozubené kolo 50, volnoběžku 52, dutý hřídel 40, ozubený věnec 41, věnec 43 s vnitřním ozubením na ozubené kolo 42 a tím na výstupní hřídel 2. Má tedy v podstatě průběh: 1-22-26-23-15-16-12-31-38-51-50-(52-40-41-43-42)-2.

2. Stupeň: V prstencových komorách 9 a 35 působí tlakové prostředí, čímž se silově spojí části spojky 3-12-31 a vytvoří se silový tok 1-3-12-31-38-51-50-(52-40-41-43-42)-2.

3. stupeň: Tlakové prostředí působí v prstencové komoře 17, čímž kotouč 3 spojky přitlačuje volně posuvné centrální těleso 12 spojky ná pevný kotouč 4 spojky na výstupním hřídeli 2, čímž se vytváří silový tok 1-22-26-23-15-16-12-4-2.

Protože se při tomto činném spojení výstupní hřídel 2 pohání bezprostředně ve směru dopředného otáčení, uvolní se ve volnoběžce 52 spojení mezí dutým hřídelem 40 a ozubeným kolem 50 a části 31-30-38-51-50zustávají v klidu.

4. Stupeň: Tlakové prostředí působí v prstencové komoře 9, čímž kotouč 3 spojky silově spojí volně posuvné centrální těleso 1,2 spojky s kotoučem 4 spojky a tím se v přímém chodu vytvoří silový tok 1-3-12-4-2. Vol. noběžka 52 působí stejně jako při 3. stupni.

ϋ převodovky řaditelné při zatížení bez zpětného chodu je podle schematického' znázornění na obr. 2 ozubené kolo 50 pevně spojeno s výstupním hřídelem 2, přičemž části převedu 40 až 45 a 52 odpadnou a dráhy silového toku v 1. stupni a 2. stupni se zjednoduší odpadnutím úseků, které byly uvedeny v závorkách.

Podle výhodného provedení znázorněného na obr. 1 může převodovka pracovat ještě se dvěma zpětnými převodovými stupni, pokud se uvedou do záběru věnec 43 s vnitřním ozubením s ozubeným věncém 44. Pokud je zapojena ta strana převodovky, která je vlevo od spojky, stejně jako při 1. stupni, uskutečňuje se výstup přes ozubené kolo 38, toliko naznačenou, směr otáčení měnící předlohu 46 a ozubené kolo 45 pomalu V přvním zpětném převodovém stupni, při zapojení levé strany převodovky jako ve 2.

stupni se uskutečňuje výstup přes tytéž prvky na pravé straně převodovky rychleji ve druhém zpětném stupni.

Volně posuvné a otočně - uložené centrální těleso 12 spojky může mít, jak je- to vyznačeno na obr. 2 tvar kotouče, avšak s výhodou je podle obr. 1 vytvořeno s oboustrannými kuželovými spojovacími plochami, aby bylo možné upravit obvodové spojovací plochy kotouče 3, 4, 16 a 31 spojky ve zhruba stejné vzdálenosti od vstupního hřídele 1 a výstupního hřídele 2 a tím zajistit, že třecí síly, které vznikají při přenosu síly na všech spojovacích plochách, byly zhruba stejně velké.

Za některých okolností může být účelné zařadit alespoň do té dráhy silového- toku, která je přiřazena nejnižším převodovým stupňům, u daného příkladu provedení například mezi kotouč 31 spojky a dutý hřídel 30 na obr. 3, hydraulickou spojku 56, což umožní měkké zachycování rázů při řazení těchto stupňů. Na obr. 3 je- kotouč 31 spojky vytvořen jako část toliko schematicky znázorněného čerpadla, které je samo o sobě známé a které je součástí hydraulické spojky 56, jejíž turbinová část je spojena sdutým hřídelem 30.

Při využití převodovky u motorových vozidel je dále výhodné upravit na hřídeli předlohy 51 zámek 57 zpětného chodu, který dovolí jako volnoběžka otáčení hřídele předlohy 51 jen v jednom směru, čímž se zabrání samovolnému couvání vozidla na svahu při zařazeném volnoběhu. Pokud Jé například v záběru ozubený věnec 41 a věnec 43 s vnitřním ozubením a současně v žádné z prstencových komor 7, 17, 35 nepůsobí tlakové prostředí, není žádná ze spojkových kotoučů 3, 4, 12, 16, 31 v dotyku s jinou a převodovka je proto přeřazena na volnoběh. Pokud by mělo vozidlo snahu pojíždět zpátky, točil by se hřídel předlohy 51 proti svému normálnímu hnacímu směru otáčení, zámek 57 zpětného chodu by zaskočil a tomuto otáčení by zabránil. Vozidlo by tedy nemohlo popojíždět nazpět. Ke stejné situaci by došlo, pokud by byl v záběru věnec 43 s vnitřním ozubením s ozubeným věncem 44; v tomto případě by nemohlo vozidlo popojíždět směrem vpřed. Tím se zajistí, že zámek 57 zpětného chodu zabrání podle polohy věnce 43 s vnitřním ozubením popojíždění vozidla zaparkovaného na svahu.

Pro ovládání převodovky lze použít libovolná mechanická, pneumatická nebo hydraulická ovládání, s výhodou s elektrickým vybavováním. Popis těchto obvodů, které nejsou bezprostředními částmi vynálezu, není třeba provádět, protože jsou známé.

Claims (7)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Převodovka řaditelná při zatížení, opatřená dvěma dvojicemi v jedné ose upravených, souosých a prostřednictvím ovládání v axiálním směru relativně navzájem posuvných hřídelů, na jejichž k sobě přivrácených koncích je uspořádán vždy jeden kotouč spojky a které jsou navzájem spojitelné v různých kombinacích prostřednictvím mezi oběma dvojicemi kotoučů spojky volně posuvného a otočně uloženého centrálního tělesa spojky, vyznačená tím, že první dvojice souosých hřídelů je tvořena vstupním hřídelem (1) a kolem něho upraveným dutým hřídelem (15), přičemž oba tyto souosé hřídele jsou navzájem spojeny přes vždy jedno ozubené kolo (22, 23) a předlohu (26) v prvním, pevně předem stanoveném poměru, a že druhá dvojice souosých hřídelů je tvořena výstupním hřídelem (2) a kolem něho upraveným dutým hřídelem (30), přičemž dutý hřídel (30) je spojen přes ozubené kolo (38) a další předlohu (51) s ozubeným kolem (50), spojeným nebo spojitelným s výstupním hřídelem (2) v pevně předem stanoveném převodovém poměru.
2. 2. Převodovka řaditelná při zatížení podle bodu 1, vyznačená tím, že kolem výstupního hřídele (2) je upraven druhý koaxiální dutý hřídel (40), ke kterému je přiřazeno ozubené kolo (50), a že mezi dutým hřídelem (40) a výstupním hřídelem (2) je uspořádána výsuvná, například tvarová spojka s ozubeným věncem (41) a věncem (43) s vnitřním ozubením.
3. 3. Převodovka řaditelná při zatížení podle bodů 1 nebo 2, vyznačená tím, že souose k výstupnímu hřídeli (2) je upraveno ozubené kolo (50), pohánitelné přes předlohu (51) ve stejném smyslu otáčení jako vstup-

   Iní hřídel (1) a ozubené kolo (45), pohánitelné přes předlohu (46) v opačném smyslu otáčení jako vstupní hřídel (1), a že mezi ozubeným kolem (50) a výstupním hřídelem (2). je upravena výsuvná, například tvarová spojka s ozubeným věncem (41) as věncem (43) s vnitřním ozubením, a mezi ozubeným kolem (45) a výstupním hřídelem (2) je upravena výsuvná, například tvarová spojka s ozubeným kolem (42), s věncem (43) s vnitřním ozubením a s věncem (44) s vnějším ozubením.
4. 4. Prevodovlaa aaditelná pri zatíeen i podle bodů 2 nebo 3, vyznačená tím, že mezi druhým dutým hřídelem (40), upraveným souose kolem výstupního hřídele (2), a k němu přiřazeným ozubeným kolem (50), je upravena toliko ve směru otáčení vstupního Ihřídele (1) k ozubenému kolu (50) připojujících výstupní hřídel (2) volnoběžka (52).
5. 5. Přeoodevk a adá^e^á při zattem' podle bodu 4, vyznačená tím, že mezi druhým dutým hřídelem (40), upraveným souose kolem výstupního hřídele (2), a k němu přiřazeným ozubeným kolem (50), je upravena zasouvatelná a vysouvatelná třecí spojka (53).
6. 6. PřeooPevk a pi i aa^^mi oo- dle jednoho z bodů 1 až 5, vyznačená tím, že atospoň do dráhy silového toku přiřazeného nejnlžšímu převodovému 'stupni je mezi posledním kotoučem spojky (31) a mezi následujícím dutým hřídelem (30) zařazena hydraulická spojka (56).
7. 7. PřeooOekka ande^ná při гаПёт' o-dle jednoho z bodů 1 až 6, vyznačená tím, že na hřídeli předlohy (51) je na výstupní straně upraven zámek (57) zpětného chodu.