CZ2018656A3 - Plně měnitelný pohon kol - Google Patents

Abstract

Plně měnitelný pohon kol je tvořen rozvodovým systémem pro vozidlo vybavené pohonem a je založen na rotaci, při které se volí poháněné osy pomocí blokace strany, která nemá být používána, tedy nemá být hnána motorem. K tomu je využíváno diferenciálu nebo jiného mechanismu na stejné či podobné bázi, ve kterém jeden hnací člen roztáčí jednotku, která roztáčí pár nebo více os, které se mohou otáčet rozdílnou rychlostí, plně rozpojitelných spojek a blokačního členu. Rozvodový systém mající možnost zvolit libovolný pohon kol je uspořádaný jako planetární, tedy hlavní část je uprostřed a zbytek je kolem tohoto centra v pomyslném kruhu. Je však možné i uspořádání do roviny, kříže, tvaru X či jakéhokoliv tvaru umístěného do kruhu, jehož středem je střed mechanismu.

Description

Plně měnitelný pohon kol

Oblast techniky

Vynález se týká rozvodového soukolí pro vozidlo o dvou nápravách, přičemž umožňuje řidiči vozu plně volit mezi hnací nápravou, mechanicky či elektronicky. Je to určeno pro vozy u kterých je možné zavést náhon do všech kol. Díky možnosti mechaniky k volbě hnané nápravy je také možné jej využít i pro vozy kde elektronika není žádaná.

Dosavadní stav techniky

I když se momentální stav pohonů všech čtyř kol nachází na vysoké úrovni, v jistých směrech ho lze považovat za nedostačující. Na trhu se stále neobjevil automobil s volitelným pohonem náprav, který by volil mezi jakoukoliv nápravou na voze. Zatím jsou dostupné vozy s dvoufázovým nastavením, tedy například FWD/AWD, nebo RWD/AWD. Málo kdy se objeví vůz, který by měl nastavení o třech fázích, tedy dvoufáze s uzamykatelným středovým diferenciálem. Je to hlavně z důvodů zdánlivé obtížnosti řešení, či nedostatku místa, a navíc ne vždy se automobilové společnosti podaří umístit diferenciály obou os do jedné roviny.

Podstata vynálezu

Řešení tohoto neboli tvorby čtyřfázového volícího systému využívá slabinu jiného mechanismu, který nám v světě automobilů zajišťuje pohodlí již dlouhá léta. Jedná se o plně prokluzujícím diferenciálu, přesněji, jeho vlastnosti spočívající v tom, že pokud jedna strana má o hodně více tření než ta druhá, veškerá síla jde do té části diferenciálu s nižším třením. A není vyššího tření než úplné zastavení rotace.

Toho je využíváno v tomto vynálezu, k tomu, aby vytvořil již zmíněný čtyřfázový volící systém. K tomu slouží neotočitelná osa umístěná paralelně se středovým diferenciálem, na které je volně uložen pár ozubených kol (avšak tak, aby nemohla samovolně popojíždět), tyto kola zapadají do ozubených kol umístěných na osách diferenciálu.

Tato ozubená kola se s osou spojují za mechanismu, který najdeme v převodovce, tedy nasouvací kroužky či kalichy v momentu spojení zastavují výkon na jednu stranu.

Na opačné straně najdeme podobnou osu, taktéž paralelně loženou s diferenciálem, ale v tomto případě je tato osa otočná, a jedno z ozubených kol, je s ní permanentně spojeno, mezitím co to druhé je opět na principu nasouvacího kroužku či kalichu. Tato osa slouží k uzamčení středového diferenciálu.

Toto je jádro systému, nicméně by při použití pouze jádra docházelo k problémům, jako je zaseknutí nápravy, a plné náhodný prokluz centrálního diferenciálu.

K řešení tohoto problému zde slouží systém elektronického přibržďování centrálního diferenciálu, který při stavu, ve kterém není zvolena ani jedna strana, vyrovnává otáčky tak aby k prokluzu nedošlo.

Zároveň se na osách nachází pár spojek, které umožňují odpojení osy ve chvíli, kdy je zastavena a tím zabraňují zaseknutí nápravy.

Ve chvíli, kdy se nasune jeden z kroužků či kalichů, se elektronika vypíná, aby nedošlo k nechtěnému úplnému zastavení, ze stejného důvodu také nelze použít zámek středového

- 1 CZ 2018 - 656 A3 diferenciálu ve chvíli, kdy je zvolena jedna ze stran.

Také ve chvíli, kdy je zastavena náprava, je její spojka již rozepnuta, aby nedošlo k zaseknutí nápravy, tedy chvilkový stav, kdy je osa zastavena proti vůli pohybu vozu.

Objasněni výkresů

Na ilustraci (Obr. 1) dále v dokumentuje znázorněn hlavní mechanismus vynálezu, tedy vynález samotný, popis jednotlivých částí je v sekci “Popis Výkresu”. Ilustrace je provedena bez rámu mechanismu, a to z důvodu, že rám se bude lišit u každého vozidla.

Příklady uskutečnění vynálezu

Za převodovkou vozidla se nachází soukolí ozubených kol sestávající se z hlavního ozubeného kola diferenciálu (1.1) a ozubeného kola(?) které by jinak ovládalo normální centrální rozvodový mechanismus. Tím se síla přenáší na Diferenciál (1) který je umístěn v centru mechanismu, ten pak ovládá dvě příslušné osy neboli výstupy (16) na kterých se nachází další mechanismy, počínaje Hlavním ozubeným kolem (2), jež se nachází jako první v pořadí od diferenciálu, to tvoří soukolí s dvěma vedlejšími koly (3), jedno pro zámek centrálního diferenciálu (1), druhé pro selektor(?). Osa zámku diferenciálu (11), jak je ilustrováno níže, se sestává z jednoho vedlejšího kola (3) pevné spojeného s osou zámku diferenciálu, a druhého, spojitelného s danou osou pomocí nasouvacích kroužků nebo kalichů (9), podobných s těmi, co bychom našli u převodovky. Podobný mechanismus najdeme na druhé straně, zde však není možné rotovat osou (7) na které sedí ozubená kola (3,4), díky čemu je možno odpojit jednu stranu. Vzhledem k tomu, že sdílí jeden kroužek (10), je nemožné zastavit obě strany najednou.

Zpět na hlavní ose vedoucí z diferenciálu, na ní je, z každé strany umístěno měřící zařízení (13) které snímá otáčky a porovnává je s druhou stranou, v případě potřeby aktivuje přibrždovací mechanismus (14) umístěný za měřící jednotkou, aby vyrovnal poměr otáček na přijatelnou úroveň. Za ní se nachází (dlouhodobě) plně rozpojitelná spojka (15) která se aktivuje při zastavení strany, a tím zabrání zaseknutí kol na odpojené straně.

1. Diferenciál s volným mechanickým prokluzem, 1.1 je hlavní ozubené kolo diferenciálu neboli vstup, pomocí tohoto kola se uvádí do pohybu celý mechanismus, 1.1 je spojeno přesněji, zapadá do sebe s ozubeným kolem nacházejícím se kousek za převodovkou.

2. Hlavní ozubená kola jsou hnána výstupem diferenciálu (1) a uvádějí do pohybu selektory, a zároveň jsou zodpovědné za blokaci v případě selekce.

3. Vedlejší kolo, hnáno Hlavním ozubeným kolem (2), spojuje selektory( Selektor = Mechanismus složený z 3,4,5,6,7) s hlavní osou(16).

4. Ozubené kolo nasouvacího kruhu selektoru stran. Možno umístit s menším stoupáním. Je ve skutečnosti jeden díl s Vedlejším ozubeným kolem (3).

5. Kalich nasouvací objímky selektoru stran, skrývá pod sebou synchronizační kroužek který pomáhá k hladkému nasazení, úhel stoupání musí být stejný jako u (4).

6. Soustava kruhů a tyčí napojení na mechanismus který s ní pohybuje, zodpovědný za nasazování a vysouvání kalichů (5).

7. Osa selektoru stran, je neotočitelná, její konce jsou hexagonální (šestihranné) a zapadají do

-2CZ 2018 - 656 A3 rámu. Osa je až na místa, kde je ozubené kolo (4,3) drážkovaná, aby při nasunutí kalichu (5) došlo ke spojení ozubeného kola (4,3) s Osou (7)

8. Ozubené kolo nasouvací objímky zámku diferenciálu. Umožňuje vypnout funkci diferenciálu a donutí diferenciál (1) chovat se jako pevná osa. Možno umístit s menším stoupáním. Je ve skutečnosti jeden díl s Vedlejším ozubeným kolem (3).

9. Kalich nasouvací objímky zámku diferenciálu. Skrývá pod sebou synchronizační kroužek, který pomáhá k hladkému nasazení, úhel stoupání musí být stejný jako u (8).

10. Soustava kruhů a tyčí napojených na mechanismus který s ní pohybuje a je zodpovědný za nasazování a vysouvání kalichu (10).

11. Osa zámku diferenciálu, pevně spojená s Vedlejším ozubeným kolem (3) na jejím konci bez kalichu, v sekci, kde se nachází nasouvací objímka (10), je drážkovaná, aby docházelo ke spojení. V sekci, kde je (8) a (3) je hladká, aby mohlo docházet k volné rotaci když kalich (9) nesedí na ozubeném kole (8).

12. Kolo měřiče otáček, spolu s měřičem (13) slouží k zaznamenávání a porovnávání otáček kol.

13. Měřič otáček, spolu s kolem měřiče (12) slouží k zaznamenávání a porovnávání otáček kol, také dává povel vyrovnávacím brzdám (14) ve chvíli kdy je poměr otáček velmi rozdílný.

14. Vyrovnávací brzdy, nejsou schopny úplně zastavit vůz, ale v nouzi ho dokáží velmi dobře zpomalit, jejich hlavní účel je přibržďovat osu když je rychlost rotace nadměrně vyšší než u osy druhé. Pokud je některý ze selektorů aktivní, jsou tyto brzdy odpojeny od funkce.

15. Plně rozdělující spojka, pouze ilustračně zaznamenána z důvodu mnohých možností provedení, slouží k tomu, aby zastavená osa nebrzdila provoz automobilu a její kola se mohla volně otáčet. Spíná před tím, než selektor odstaví osu, tedy ve “polofázi” páky, když se jedná o mechanický selektor.

16. Výstup/Hlavní Osa.

Průmyslová využitelnost

Kdekoliv, kde lze uplatnit pohon všech čtyř kol, tedy hlavně v průmyslu automobilů a jiných vozidel.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Rozvodový systém pro vozidlo vybavené pohonem, založeném na rotaci, který volí poháněné osy pomocí blokace strany, která nemá být používána (neboli, strana u které nechceme aby byla hnána motorem), vyznačující se tím, že je k tomu využíváno diferenciálu nebo jiného (či jinak nazvaného) mechanismu na stejné, či podobné bázi [ Mechanismus ve kterém jeden hnací člen rotáčí jednotku která roztáčí pár, nebo nějakým způsobem více os které se mohou otáčet rozdílnou rychlostí ], plně rozpojitelných spojek, a blokačního členu.
2. 2. Rozvodový systém s možností zvolit libovolný pohon kol, vyznačující se tím, že je uspořádaný v planetárním smyslu neboli hlavní část je uprostřed, zbytek je kolem tohoto centra

   -3CZ 2018 - 656 A3 v pomyslném kruhu. Zahrnuje i situaci, kdy je uspořádání do roviny, kříže, x, či jakéhokoliv tvaru vměstnatelného do kruhu jehož středem je střed mechanismu.
3. 3. Rozvodový systém dle nároku 1 (a 2), kde spojení mezi blokačním členem a poháněnou 5 osou je zajištěno párem, nebo i vice ozubenými koly.
4. 4. Rozvodový systém dle nároku 1 (a 2), kde spojení mezi blokačním členem a poháněnou osou je zajištěno řetězem nebo ozubeným pásem či řemenem.

   ίο
5. 5. Rozvodový systém dle nároku 1 (a 2), kde spojení mezi blokačním členem a poháněnou osou je zajištěno osou spojující poháněný a blokovaný která je uvedena do chodu pomocí ozubení, ozubených kol, či třecích mechanismů.
6. 6. Rozvodový systém dle nároku 1 (a 2), kde je rozpojení os zajištěno jiným způsobem než 15 plně rozpojitelnou spojkou, například nasouvací objímkou na bázi převodovky, nebo posouvajícími se ozubenými koly.