CZ295828B6 - Převodové zařízení - Google Patents

Abstract

Převodové zařízení (1) má ozubené převodové ústrojí (1a) diferenciálního typu. Jeden z jeho otočných prvků je připojen ke vstupnímu hřídeli (2a), druhý k výstupnímu mezilehlému hřídeli (2ab) ústrojí (1a) a otočné prvky obsahují reakční prvek. Převodové zařízení (1) obsahuje selektivní blokovací prostředky mezi reakčním prvkem a skříní (4) převodového zařízení (1), obsahující jednosměrné spojkové prostředky pro umožnění otáčení reakčního prvku stejným směrem jako hřídele (2a, 2b) při zapojení alespoň nepřímo otočných prvků převodového ústrojí (1a) pomocí spojky (18) přímého pohonu. Při zablokování spojkových prostředků je reakční prvek integrální v otáčení s rotorem (37) startovací brzdy (38) a uvolnitelný pro uvolnění rotoru (37) a reakčního prvku vzhledem ke skříni (4). Startovací brzda (38) je zapojitelná pro postupné znehybnění rotoru (37) vzhledem ke skříni (4) pro volitelné znehybňování a uvolňování reakčního prvku vzhledem ke skříni (4) s pomocí jednosměrných spojkových prostředků. Startovací brzda (38) je tvořena kotoučovou brzdou, jejíž kotouč tvoří rotor (37), a hydraulickým čerpadlem, sdruženým s uzavíracím ventilem (40) pro uzavírání výtlačného otvoru (42) hydraulického čerpadla.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká převodového zařízení s převodovými moduly pro umožnění plynulého rozjezdu, zejména pro motorová vozidla.

Dosavadní stav techniky

Převodové zařízení pro motorová vozidla obvykle obsahuje vícestupňovou převodovku, ovládanou ručně nebo automaticky, mezi níž a motor je zařazena spojka nebo hydraulické propojovací zařízení, které umožňuje, aby motor pracoval i v případě, kdy je vozidlo v klidovém stavu, přičemž rovněž umožňuje uvést vozidlo po nastartování motoru do postupného pohybu.

Je zde také obvykle zařazen setrvačník, který se otáčí působením hřídele motoru a může tvořit jednu z desek spojky. Setrvačník slouží k zajištění plynulé činnosti motoru, když je spojka rozpojena a/nebo když je zařazen neutrální stupeň, aby tak hřídel motoru byl schopen překonat úhlové úseky, kde je kroutící moment motoru záporný. Pokud je vozidlo v pohybu a jeho hnací kola jsou spojena s motorem, tak setrvačnost vozidla postačuje k tomu, aby udržela pohyb respektive otáčky motoru, a tím se setrvačník stává dokonce nevýhodou, protože přidává svůj vlastní moment setrvačnosti k setrvačnosti, odvozené od hmotnosti vozidla během akcelerace vozidla.

Obecně lze říci, že známá spojka, měnič momentu, hydraulické propojení a setrvačníková zařízení jsou drahá a těžká ústrojí, která zabírají určitý prostor.

Patentový spis WO 91/13275 popisuje převodové zařízení, obsahující diferenciální mechanizmus, u kterého je neutrální převodový stupeň dosažen tím, že je umožněno, aby se reakční člen otáčel v opačném směru, což je normálně vyloučeno s pomocí volnoběžného zařízení. Pro umožnění takového otáčení v opačném směru se klidová část volnoběžného zařízení uvolní tak, že se uvolní brzda, funkčně zařazená mezi uvedenou klidovou část a skříň převodového zařízení.

Brzda je zde vytvořena jako pásová brzda, řešená tak, jako jsou brzdy u běžných převodových zařízení. Komerční použití tohoto typu brzdy přichází v úvahu pouze tehdy, je-li její životnost stejného řádu, jako hodnota životnosti vozidla, ve kterém je zabudována, protože výměna brzdy je složitá a vyžaduje alespoň částečnou demontáž převodového zařízení. Brzda podle tohoto dokumentu, umožňující postupný přechod z neutrálního stupně do podmínek, kdy je kroutící moment přenášen na výstupní hřídel, musí poskytovat při plynulém rozjezdu vozidla poměrně velkou brzdicí sílu, úměrnou hmotnosti vozidla.

Podstata vynálezu

Úkolem předmětu tohoto vynálezu je vyvinout převodové zařízení takového typu, které je popsáno v patentovém spise WO 91/13275, u kterého však nebude zajišťování postupného rozjezdu spojeno se složitými problémy při provádění údržby převodového zařízení.

Shora uvedený úkol byl splněn tím, že v souladu s předmětem tohoto vynálezu bylo vyvinuto převodové zařízení, jehož převodové ústrojí diferenciálního typu obsahuje otočné prvky se vzájemně zabírajícím ozubením, jeden z otočných prvků je připojen ke vstupnímu hřídeli, druhý z otočných prvků je připojen k výstupnímu mezilehlému hřídeli převodového ústrojí, a otočné prvky obsahují reakční prvek, přičemž převodové zařízení dále obsahuje selektivní blokovací

-1 CZ 295828 B6 prostředky, provozně uspořádané mezi reakčním prvkem a skříní převodového zařízení, přičemž selektivní blokovací prostředky obsahují jednosměrné spojkové prostředky pro umožnění otáčení reakčního prvku stejným směrem jako vstupní hřídel a výstupní mezilehlý hřídel při zapojení alespoň nepřímo otočných prvků převodového ústrojí diferenciálního typu pomocí spojky přímého pohonu pro zajištění přímé hnací funkce, přičemž při zablokování alespoň jednosměrných spojkových prostředků je reakční prvek integrální v otáčení s rotorem startovací brzdy a je volitelně uvolnitelný pro uvolnění rotoru a reakčního prvku vzhledem ke skříni, přičemž startovací brzda je postupně zapojitelná pro postupné znehybnění rotoru vzhledem ke skříni pro umožnění volitelného znehybňování a uvolňování reakčního prvku vzhledem ke skříni s pomocí jednosměrných spojkových prostředků. Startovací brzda je tvořena kotoučovou brzdou, jejíž kotouč tvoří rotor, a hydraulickým čerpadlem, sdruženým s uzavíracím ventilem pro uzavírání výtlačného otvoru hydraulického čerpadla.

Hydraulickým čerpadlem je s výhodou zubové čerpadlo.

Rotorem startovací brzdy je s výhodou oběžné kolo zubového čerpadla, které je v záběru s několika čerpacími planetovými koly, rozmístěnými v pevných polohách kolem oběžného kola.

Čerpací planetová kola jsou s výhodou těsně uložena v dutinách ve skříni pro jejich vedení při otáčení.

Uzavírací ventil je s výhodou ovladatelný automaticky protilehlými prostředky, obsahujícími tachometrické prostředky pro přitlačování ventilu do uzavřené polohy.

Tachometrické prostředky s výhodou obsahují tachometrické výstupní čerpadlo, poháněné výstupním hřídelem převodového zařízení.

Tachometrické prostředky s výhodou rovněž obsahují tachometrické vstupní čerpadlo, poháněné vstupním hřídelem převodového ústrojí.

Tachometrické vstupní čerpadlo je s výhodou připojeno k pojistnému ventilu pro zabránění překročení předem stanovené hodnoty přívodního tlaku.

Protilehlé prostředky s výhodou obsahují zpětný reakční vstup pro přivádění výstupního tlaku hydraulického čerpadla, sloužícího jako startovací brzda, do uzavíracího ventilu.

Startovací brzdou je s výhodou kotoučová brzda, obsahující pružinu pro neustálé uvádění startovací brzdy do činnosti, a zvedák pro uvolňování startovací brzdy a pro její postupné uvádění do činnosti pomocí pružiny.

Jednosměrné spojkové prostředky s výhodou obsahují zpětný ventil, uspořádaný v obtoku vzhledem k uzavíracímu ventilu.

Reakční prvek je s výhodou připojen k rotoru startovací brzdy prostřednictvím jednosměrných spojkových prostředků.

Rotor je s výhodou proveden jako plný pro vytvoření odstředivého setrvačníku.

Převodové ústrojí diferenciálního typu s výhodou obsahuje planetové soukolí, jehož centrální kolo je připojeno ke vstupnímu hřídeli, korunové kolo je připojeno k výstupnímu mezilehlému hřídeli, přičemž nosič planetových kol tvoří reakční prvek.

Převodové ústrojí rovněž s výhodou obsahuje planetové soukolí, jehož centrální kolo je připojeno ke vstupnímu hřídeli, korunové kolo je připojeno k výstupnímu mezilehlému hřídeli, a nosič

-2CZ 295828 B6 planetových kol tvoří reakční prvek, přičemž nosič planetových kol nese kaskády otočných planetových kol, z nichž každá obsahuje stejný počet vzájemně zabírajících planetových kol, přičemž každá kaskáda obsahuje planetové kolo, které je v záběru s centrálním kolem, a planetové kolo, které je v záběru s korunovým kolem.

Výstupní mezilehlý hřídel převodového ústrojí s výhodou obklopuje vstupní hřídel převodového ústrojí, přičemž nosič planetových kol je připojen k rotoru na straně planetového soukolí, směřující od vstupního hřídele a výstupního mezilehlého hřídele.

Vstupní hřídel je s výhodou uložen v ložisku v náboji, spojujícím nosič planetových kol s rotorem, přičemž náboj je uložen v ložisku vzhledem ke skříni.

Převodové zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje druhé převodové ústrojí, obsahující vstupní korunové kolo, připojené k výstupnímu mezilehlému hřídeli, reakční centrální kolo, připojené ke skříni prostřednictvím volnoběžného kola a nosiče vnějších planetových kol.

Startovací brzda je s výhodou umístěna za jedním koncem skříně, ke kterému přiléhá převodové ústrojí, opatřené startovací brzdou.

Vstupní hřídel převodového ústrojí, opatřeného startovací brzdou, je s výhodou tvořen hřídelem, kolem kterého je uspořádáno alespoň jedno druhé převodové ústrojí, jehož vstupní hřídel je připojen k výstupnímu mezilehlému hřídeli převodového ústrojí, opatřeného startovací brzdou, přičemž výstupní hřídel převodového zařízení je umístěn na straně připojení vstupního hřídele ke hnacímu motoru.

Převodové zařízení podle tohoto vynálezu s výhodou obsahuje několik postupně umístěných převodových ústrojí, uspořádaných v sérii mezi převodovým vstupním hřídelem a převodovým výstupním hřídelem, přičemž každé převodové ústrojí obsahuje diferenciální mechanizmus s reakčním prvkem pro zablokování vzhledem ke skříni, přičemž startovací brzdou je opatřeno převodové ústrojí, které je funkčně nejblíže k převodovému vstupnímu hřídeli, přičemž reakční prvky dalších převodových ústrojí jsou zablokovatelné přímo vzhledem k převodové skříni.

Technické řešení podle tohoto vynálezu řeší problémy, související s prováděním údržby převodového zařízení. Třecí obložení kotoučové brzdy jsou snadno vyměnitelná po jejich opotřebení.

Hydraulické čerpadlo má životnost, která je přinejmenším tak dlouhá, jako životnost ostatních částí převodového zařízení.

Rotor brzdy je s výhodou vytvořen jako masivní kotouč, aby tak tvořil setrvačník. Výhoda tohoto provedení spočívá v tom, že setrvačník se otáčí pouze tehdy, když je to potřeba, tj. když je motor odpojen od kol vozidla. Setrvačné hmoty, poháněné motorem při zrychlování, jsou tak sníženy, čímž se zlepší zrychlení.

Může být použit i malý setrvačník, avšak hnaný přímo klikovým hřídelem motoru, aby se tak zabránilo torzním vibracím, vytvářeným motorem, které by byly přenášeny z jeho výstupu do převodového zařízení a dále za něj.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

-3 CZ 295828 B6 obr. 1 znázorňuje schematický pohled v podélném příčném řezu na čtyřrychlostní převodové zařízení, obsahující několik navazujících převodových zařízení podle tohoto vynálezu v klidové poloze, která je znázorněna v horní části obrázku, a v neutrální poloze, která je znázorněna ve spodní části obrázku;

obr. 2 znázorňuje pohled ve zvětšeném měřítku na horní levou část z obr. 1;

obr. 3 znázorňuje obdobný pohled, jako je pohled na horní polovinu obr. 1; který se však týká činnosti při zařazeném druhém rychlostním stupni;

obr. 4 znázorňuje obdobný pohled, jako je pohled na horní polovinu obr. 1, který se však týká činnosti při zařazeném čtvrtém rychlostním stupni;

obr. 5 znázorňuje schematický čelní pohled na spouštěcí čerpadlo, zobrazené na obr. 1 až obr. 4;

obr. 6 představuje hydraulické schéma automatického řízení spouštěcího čerpadla;

obr. 7 a obr. 8 se týkají dvou variant hydraulického schématu automatického řízení spouštěcího čerpadla; a obr. 9 odpovídá horní levé části obr. 1, avšak v případě druhého provedení spouštěcí brzdy.

Příklady provedení vynálezu

Čtyřrychlostní převodové zařízení 1, znázorněné na obr. 1, které je zejména určeno pro motorová vozidla, obsahuje tři navazující převodová ústrojí nebo moduly diferenciálního typu, a to první modul la, druhý modul lb a třetí modul lc, každý se dvěma převodovými stupni, instalovanými za sebou mezi vstupním hřídelem 2a a výstupním hřídelem 2c převodového zařízení 1. Vstupní hřídel 2a rovněž vytváří vstupní hřídel modulu la. Tento hřídel 2a je spojen s výstupním hřídelem motoru 5 vozidla bez vložení spojky. Výstupní hřídel 2c současně tvoří výstupní hřídel třetího modulu lc, přičemž obsahuje ozubené kolo, zkonstruované pro záběr se vstupem diferenciálu pro pohánění kol vozidla. Mezi ozubené kolo a vstup diferenciálu může být vložen ručně ovládaný dopředný převod nebo zpětný převod.

Vstupní hřídel 2a prochází celým převodovým zařízením 1 až do prvního modulu la, který je nejvzdálenější od motoru 5 vozidla. Třetí modul lc je nejblíže k motoru 5, takže ozubené výstupní kolo je velmi blízko u motoru 5. Moduly lb a lc jsou uspořádány kolem vstupního hřídele 2a bez otáčivého spojení s ním.

Podél středové osy 12 převodového zařízení 1 mezi vstupním hřídelem 2a a výstupním hřídelem 2c jsou dva navazující mezilehlé hřídele 2ab a 2bc, z nichž každý tvoří výstupní hřídel prvního modulu la respektive druhého modulu lb, umístěných ve směru přenosu momentu k výstupu z převodového zařízení 1, a vstupní hřídel druhého modulu lb respektive třetího modulu lc, umístěných ve směrech přenosu momentu do převodového zařízení 1.

Vstupní hřídel 2a, mezilehlé hřídele 2ab a 2bc a výstupní hřídel 2c jsou axiálně zakotveny vzhledem ke skříni 4 převodového zařízení 1. Z tohoto důvodu je vstupní hřídel 2a uložen s možností otáčení, avšak bez možnosti axiálního posuvu, v náboji 111 prostřednictvím ložiska 3a. Sám náboj 111 je uložen otočně a bez možnosti axiálního pohybu vzhledem ke skříni 4 převodového zařízení 1 v ložisku 3ab. Mezilehlý hřídel 2ab je bez možnosti axiálního pohybu axiálně uložen s relativní možností otáčení vůči vstupnímu hřídeli 2a pomocí axiální zarážky 81. Mezilehlý hřídel 2bc a výstupní hřídel 2c jsou uloženy ve válečkových ložiskách 3bc a 3c ve skříni 4 převodového zařízení 1.

-4 CZ 295828 B6

Každý z modulů la, lb a lc je schopen pracovat jako redukční převod nebo jako přímý pohon. Prvního převodového stupně je dosaženo, když všechny tři moduly la, lb a lc pracují jako redukční převody, druhého převodového stupně je dosaženo, když první modul la pracuje jako přímý pohon a další dva moduly la a lc pracují jako redukční převody, třetího převodového stupně je dosaženo, když první dva moduly la a lb pracují jako přímé pohony a třetí modul lc pracuje jako redukční převod, a konečně čtvrtého převodového stupně je dosaženo, když všechny tři moduly la, lb a lc pracují jako přímé pohony.

Dále bude následovat podrobnější popis druhého modulu lb s odkazem na obr. 2, přičemž tento popis bude rovněž platit i pro třetí modul lc, který je stejný, jako druhý modul lb, pouze s tím rozdílem, že jeho vstupním hřídelem je mezilehlý hřídel 2bc a jeho výstupní hřídel 2c je uložen v ložisku 3c.

Planetové soukolí 7 obsahuje otočné prvky se vzájemně zabírajícím ozubením, tj. korunové kolo 8 s vnitřním ozubením, centrální kolo 9 s vnějším ozubením a planetové kolo 11, které zabírá, jak s korunovým kolem 8, tak i s centrálním kolem 9, přičemž je neseno ve stejných úhlových intervalech kolem středové osy 12 převodového zařízení 1 nosičem 13 planetových kol 11, pevně spojeným s mezilehlým hřídelem 2bc, kteiý je výstupním hřídelem druhého modulu lb.

Planetová kola 11 se mohou volně otáčet kolem excentrických čepů 14 nosiče 13 planetových kol Η.. Centrální kolo 9 obklopuje mezilehlý hřídel 2bc a může se volně otáčet v součinnosti s ním kolem středové osy 12 převodového zařízení 1. Avšak volitelné blokovací prostředky ve formě jednosměrné spojky, uplatňované jako volnoběžné ústrojí 16, zabraňují tomu, aby se centrální kolo 9 mohlo otáčet nazpátek, tj. v opačném směru vzhledem k normálnímu směru otáčení vstupního hřídele druhého modulu lb, tj. mezilehlého hřídele 2ab, vzhledem ke skříni 4 převodového zařízení 1, přičemž centrální kolo 9 může pracovat jako reakční prvek převodového ústrojí nebo modulu lb.

Korunové kolo 8 je v záběru při otáčení, avšak má možnost se volně axiálně posouvat vzhledem ke vstupnímu hřídeli modululb, tj. k mezilehlému hřídeli 2ab, prostřednictvím drážek 17.

Na vnějším obvodu korunového kola 8 je uspořádána spojka 18b přímého pohonu. Tato spojka 18b obsahuje soustavu prstencových kotoučů 19, které se střídají s prstencovitými kotouči 22. Při otáčení jsou prstencové kotouče 19 spojeny s korunovým kolem 8, přičemž se mohou axiálně posouvat. Za tím účelem jsou prstencové kotouče 19 opatřeny vnitřním ozubením, zabírajícím s drážkami 21, které jsou součástí korunového kola 8. Prstencové kotouče 22 jsou při otáčení spojeny, přičemž se mohou axiálně posouvat vzhledem k nosiči 13 planetových kol H. Za tím účelem je klec 20 na svém radiálním vnitřním povrchu opatřena drážkami 23, se kterými zabírá s možností axiálního posunu jednak ozubení prstencových kotoučů 22, a jednak vnější ozubení 24 nosiče 13 planetových kol Π..

Soustava prstencových kotoučů 19 a 22 může být axiálně stlačena mezi přídržnou desku 26, která je vytvořena jako součást nosiče 13 planetových kol 11, a pohyblivou desku 27, která je naopak vytvořena jako součást korunového kola 8. Pohyblivá deska 27 je proto axiálně posuvná společně s korunovým kolem 8.

Klec 20 nese setrvačníková závaží 29, která jsou uspořádána na prstenci kolem spojky 18b.

Setrvačníková závaží 29 jsou proto při otáčení připojena k mezilehlému hřídeli 2bc, který je výstupním hřídelem druhého modulu lb, ke kterému setrvačníková závaží 29 náležejí.

Každé setrvačníkové závaží 29 má tuhé těleso 31, umístěné v radiálním směru kolem prstencových kotoučů 19 a 22, a ovládací palec 32, spočívající proti vnějšímu povrchu přídržné desky 26

-5CŽ 295828 B6 za využití Bellelvillovy pružiny 34- Ovládací palec 32 je spojen s tuhým tělesem 31 úhlovým ramenem 33, otáčejícím se v kleci 20 kolem geometrické osy 28, umístěné tangenciálně vzhledem ke středové ose 12 převodového zařízení J.

Patentový spis WO 91/13275 popisuje výhodná provedení pro uchycení takovýchto setrvačníkových závaží 29. Těžiště G setrvačníkového závaží 29 je umístěno uvnitř tuhého tělesa 31 nebo v jeho blízkosti, a to v poloze, která vzhledem ke geometrické ose 28 leží ve stanovené vzdálenosti, měřené rovnoběžně se středovou osou 12 převodového zařízení 1.

Otáčení nosiče 13 planetových kol 11 způsobuje, že tuhá tělesa 31 setrvačníkového závaží 29 se radiálně otáčejí směrem ven kolem svých tangenciálních os 28 vlivem odstředivé síly F_a, která způsobí jejich pohyb z klidové polohy, určené dorazem 36 na kleci 20, do určené polohy, jak je znázorněno na obr. 4.

Tím je dosaženo relativního axiálního posuvu mezi ovládacím palcem 32 a osou 28, a tudíž mezi ovládacím palcem 32 a klecí 20. Vzhledem ke směru přemístění, odpovídajícímu odstředivému přestavění setrvačníkových závaží 29, je axiálně ustavena klec 20 proti korunovém kolu 8, s relativní volností otáčení, prostřednictvím axiálního dorazu B₂.

Přemístění klece 20 vzhledem k ovládacímu palci 32 způsobí relativní pohyb, který přitahuje dohromady ovládací palec 32 a pohyblivou desku 27 spojky 18b. Tento relativní pohyb bude odpovídat stlačení pružiny 34 a/nebo pohybu pohyblivé desky 27 směrem k pevné přídržné desce 26 ve směru záběru spojky 18b.

Pokud je převodové zařízení 1 v klidu, jak je zobrazeno v horních částech obr. 1 a obr. 2, tak Bellevillova pružina 34 přenáší na klec 20 prostřednictvím setrvačníkových závaží 29 s jejich dorazem v klidu sílu, která způsobuje záběr spojky 18b, takže mezilehlý hřídel 2ab, který je vstupním hřídelem modulu lb, je při otáčení spojen s mezilehlým hřídelem 2bc, který je výstupním hřídelem modulu lb, přičemž modul lb zahajuje činnost jako přímý pohon, schopný přenášení kroutícího momentu až do stanovené maximální hodnoty, definované přídržnou silou Bellevillovy pružiny 34.

Ozubení korunového kola 8, planetových kol 11 a centrálního kola 9 jsou šroubová. Tudíž v každé dvojici zubů, zabírajících vlivem zatížení, nastávají opačné protilehlé tlaky, které jsou přímo úměrné přenášeným obvodovým silám, a tudíž i kroutícímu momentu na vstupním hřídeli (mezilehlém hřídeli 2ab) a kroutícímu momentu na výstupním hřídeli (mezilehlém hřídeli2bc).

Úhlová rozteč Šroubových ozubení je volena tak, aby směr výsledného tlaku Pa_C, vznikajícího na korunovém kole 8 při přenášení kroutícího momentu, způsoboval, že pohyblivá deska 27, unášená axiálně korunovým kolem 8, se pohybuje směrem od pevné přídržné desky 26 spojky 18b. Planetová kola Π., která zabírají nejen s korunovým kolem 8, ale také s centrálním kolem 9, jsou podrobena působení protilehlých axiálních reakčních tlaků P_Si a P_S2, které se navzájem vyrovnávají, přičemž centrální kolo 9 je ovlivněno svým záběrem s planetovými koly 11 a podrobeno působení výsledného tlaku P_ap, který se rovná co do velikosti výslednému tlaku P_ac korunového kola 8, ale má opačný směr. Výsledný tlak P_ap centrálního kola 9 je přenášen na skříň 4 převodového zařízení 1 přes doraz B3, nosič 13 planetiových kol 11 a ložisko 3bc. To znamená, že výsledný tlak P_ac je vyvinut pohyblivou deskou 27 spojky 18b vzhledem ke skříni 4 a tudíž k přídržné desce 26 spojky 18b ve směru, ve kterém dochází k rozpojování spojky 18b.

Tato síla, přenášená dorazem B? na klec 20, má rovněž snahu přesouvat ovládací palec 32 setrvačníkových závaží 29 a přídržnou desku 26 blíže k sobě, a tím udržovat setrvačníková závaží 29 v jejich klidové poloze a stlačovat Bellevillovu pružinu 34.

-6CZ 295828 B6

Tento stav je znázorněn na obr. 3. Za předpokladu, zeje dosaženo tohoto stavu, bude nyní následovat popis základní činnosti druhého modulu lb. Pokud je kroutící moment, přenášený na druhý modul lb vstupním hřídelem (mezilehlým hřídelem 2ab). takový, že výsledný tlak P_ac v korunovém kole 8 je postačující pro stlačování Bellevillovy pružiny 34 a pro udržování setrvačníkových závaží 29 v klidové poloze, znázorněné na obr. 3, tak vzdálenost mezi přídržnou deskou 26 a pohyblivou deskou 27 spojky 18b je taková, že prstencové kotouče 19 a 22 navzájem po sobě prokluzují bez vzájemného přenášení kroutícího momentu.

V tomto případě se nosič 13 planetových kol 11 může otáčet odlišnou rychlostí, než je rychlost vstupního hřídele (mezilehlého hřídele 2ab), přičemž má tendenci ke znehybnění prostřednictvím zatížení, které musí být vyvíjeno výstupním hřídelem modulu (mezilehlým hřídelem 2bc).

V důsledku toho mají planetová kola 11 snahu působit jako ústrojí pro obracení pohybu, to znamená zajišťovat otáčení centrálního kola 9 v opačném směru, než je směr otáčení korunového kola 8. Tomu je však zabráněno volnoběžným ústrojím 16. Centrální kolo 9 je tak znehybněno volnoběžným ústrojím 16, přičemž se nosič 13 planetových kol 11 otáčí rychlostí, která leží mezi nulovou rychlostí centrálního kola 9 a rychlostí korunového kola 8 a vstupního hřídele (mezilehlého hřídele 2ab). Druhý modul lb tak pracuje jako redukční převod.

Pokud se otáčky zvyšují a poskytovaný kroutící moment zůstává nezměněn, je dosaženo stavu, kdy odstředivá síla vyvolá axiální přitažlivou sílu mezi přídržnou deskou 26 a pohyblivou deskou 27, která je větší, než výsledný tlak P_ac, přičemž je pohyblivá deska 27 přitlačována směrem k přídržné desce 26 pro dosažení přímého pohonu.

Když je spojka 18b v záběru, tak ozubení planetového soukolí 7 nadále nepracují, tj. nadále nepřenášejí žádnou sílu, a proto nevytvářejí žádný výsledný tlak. Výsledný tlak se může vyvinout zcela sám v důsledku odstředivé síly tak, aby přesunul k sobě přídržnou desku 26 a pohyblivou desku 27.

Dále uvedený popis umožní lepší pochopení postupu přechodu do přímého pohonu.

Jakmile jsou prstencové kotouče 19 a 22 ve vzájemném třecím kontaktu a přenášejí část síly, ozubení jsou ve stejném rozsahu rozpojena, výsledný tlak P_aP se snižuje o stejnou hodnotu a vliv odstředivé síly se postupně stává rozhodující, dokud spojka 18b plně neumožňuje přímý pohon.

Může se stát, že rychlost otáčení výstupního hřídele (mezilehlého hřídele 2bc) se potom snižuje a/nebo se kroutící moment, který má být přenášen, zvyšuje na hodnotu, kdy setrvačníková závaží 29 již dále neposkytují dostatečně velkou přítlačnou sílu pro spoj ku 18b, aby mohla přenášet kroutící moment. V tomto případě začíná spojka 18b prokluzovat. Rychlost otáčení centrálního kola 9 se snižuje, dokud nedosáhne nulové hodnoty. Volnoběžné ústrojí 16 uvede do klidu centrální kolo 9 a výsledný tlak P_ac, vyvolaný ozubením, se znovu objeví, aby rozpojil spojku, čímž modul přestane nadále pracovat v redukčním režimu.

Takže pokaždé, když nastane změna mezi redukčním režimem a přímým pohonem, změní axiální tlak P_ac směr, který ustálí nově nastavený převodový poměr. To je velice výhodné jednak pro zamezení neustálým změnám převodového poměru v blízkosti určitých kritických provozních stavů, a jednak pro zajištění, že prokluzování spojky 18b je pouze dočasné.

Bellevillova pružina 34 má dvojí účel. Na jedné straně stažením spojek v případě, kdy je převodové zařízení 1 v klidu, způsobuje mechanické spojení mezi vstupními a výstupními hřídeli modulů. Protože je tato funkce zajištěna ve všech třech modulech, tak v případě, že se vozidlo nepohybuje, je zabrzděno motorem, pokud je motor sám zastaven. Jestliže je spojka 18b rozpojena za klidu, není vozidlu bráněno ve volném pohybu kupředu, protože v tomto případě znehybnění korunového kola 8 motorem 5 by způsobilo otáčení centrálního kola 9 v normálním směru, čemuž by volnoběžné ústrojí 16 nebránilo.

-7 CZ 295828 B6

Na druhé straně Belleville pružina 34 umožňuje modulu pracovat v režimu přímého pohonu při relativně malých rychlostech, kdy odstředivá síla, úměrná čtverci rychlosti, by byla tak malá, že dokonce velmi malý kroutící moment, který by měl být přenášen, by způsobil, což je pro praxi nežádoucí, udržování převodového režimu, nebo by se snažil o návrat zařízení do redukčního převodového režimu.

Dále budou popsány rozdíly mezi prvním modulem la a druhým modulem lb, jak vyplývají z jejich porovnání.

Použití planetového soukolí 7 se vstupem na korunové kolo 8 a výstupem z nosiče 13 planetových kol 11 neumožňuje snadné snížení převodového poměru vyššího, než 1, 4:1. S takovým převodovým poměrem by snížení rychlosti motoru při přechodu na druhý rychlostní stupeň činilo

%. To je příliš málo pro přechod z první rychlosti na druhou rychlost. Je-li vstup přes centrální kolo 9 a výstup přes nosič 13 planetových kol 11. převodový poměr je v praxi alespoň 3, což je příliš vysoká hodnota. Naopak prakticky jakýkoliv převodový poměr může být dosažen při vstupu na centrální kolo 9 a výstupu z korunového kola 8, ale v tomto případě se korunové kolo 8 otáčí v opačném směru, než centrální kolo 9, které je nepřípustně namáháno, protože směr otáčení korunového kola 8 nemůže být stejný, když modul pracuje v režimu přímého pohonu a v převodovém režimu.

Aby se tyto všechny obtíže řešily najednou, má první modul la svůj vstupní hřídel 2a spojen s centrálním kolem 9a, svůj výstupní hřídel (mezilehlý hřídel 2ab) má hnaný korunovým kolem 8a, a aby směr otáčení korunového kola 8a byl stejný, jako směr otáčení centrálního kola 9a, a to i během převodového režimu, tak každé planetové kolo 11 je nahrazeno kaskádou dvou planetových kol 11a. která jsou navzájem v záběru, přičemž jedno zabírá s centrálním kolem 9a a druhé s centrálním kolem 8a. Nosič 13a planetových kol Háje spojen s nábojem 111 přes volnoběžné ústrojí 16a.

Náboj Hl je vytvořen integrálně s rotorem 37 startovací brzdy 38.

Jak je rovněž znázorněno na obr. 5, tak startovací brzda 38 obsahuje zubové čerpadlo, jehož rotor 37 (nebo oběžné kolo) obsahuje hnací centrální kolo, pohánějící čtyři čerpací planetová kola 39, která jsou z hlediska hydraulického propojení navzájem propojena paralelně mezi sacím otvorem a výtlačným otvorem 42, které mohou být oba připojeny k nádrži na mazací olej pro převodové zařízení 1. Ve výtlačném otvoru 42 je umístěn uzavírací ventil 40, který v určité poloze umožňuje nebo zabraňuje průtoku oleje čerpadlem, nebo dokonce vytváří úbytek spádu, nastavitelný na výstupu čerpadla.

Je-li ventil 40 uzavřen, tak olej nemůže protékat a zastaví čerpadlo, takže rotor 37 se nemůže dále otáčet, přičemž volnoběžné ústrojí 16a umožňuje nosiči 13a planetových kol 11a otáčet se pouze v normálním směru.

Pokud je naopak ventil 40 otevřen, tak se rotor 37 volně otáčí. V tomto případě se nosič 13a planetových kol 11a může otáčet spolu s hnacím nábojem v opačném směru prostřednictvím volnoběžného ústrojí 16a, což způsobuje čerpání ve směru, znázorněném na obr. 5.

Ventil 40 se přestaví do otevřené polohy tak, aby dosáhl automatických neutrálních podmínek, tj. aby odpojil vstupní hřídel 2a a výstupní hřídel 2c, když je vozidlo v klidu (výstupní hřídel 2c se neotáčí), zatímco vstupní hřídel 2a se otáčí. V důsledku této funkce spojka nebo měnič momentu, obvykle zařazené mezi motor 5 a převodové zařízení 1, mohou být odstraněny. Aby výstupní hřídel 2c byl uváděn do pohybu postupně, je ventil 40 postupně uzavírán, aby poté zastavil rotor 37 v důsledku zvyšujících se ztrát tlakové výšky ve ventilu40.

-8CZ 295828 B6

Paralelně s ventilem 40 by mohl být, jako jedna z variant, zařazen zpětný ventil 45, umožňující obejít ventil 40, jestliže olej má snahu protékat v opačném směru, než je znázorněno na obr. 6, tj. jestliže má olej snahu, aby procházel výtlačným otvorem 42 a vytékal sacím otvorem 41. V důsledku použití zpětného ventilu 45 může být odstraněno volnoběžné ústrojí 16a, neboť jeho funkce je prováděna hydraulicky zpětným ventilem 45. Toto technické řešení tudíž odstraňuje nutnost nezanedbatelného prostoru, zabíraného volnoběžným ústrojím 16a, avšak přináší ztráty hydraulickým třením, pokud první modul la pracuje jako přímý náhon, kdy se nosič 13a planetových kol 1 la otáčí v normálním směru stejnou rychlostí, jako vstupní hřídel 2a.

Jak je rovněž znázorněno na obr. 2, je hydraulické čerpadlo startovací brzdy 38 vyrobeno zvláště jednoduchým způsobem: každé čerpací planetové kolo 39 je jednoduše uzavřeno v dutině 48 víka 49. uloženého proti konci skříně 4, odvrácenému od motoru 5. Obvodová plocha 51 dutin 48 je v těsném styku prostřednictvím olejové vrstvičky s vrcholy zubů čerpacích planetových kol 39, přičemž základní plocha 52 dutin 48 a rovněž vnější koncové čelo 53 skříně 4 jsou v těsném styku přes olejovou vrstvičku se dvěma čely každého čerpacího planetového kola 39. Navíc má rotor 37 na obou stranách svých ozubení dvě protilehlá prstencovitá čela 54 a 56, z nichž jedno je v těsném styku přes olejovou vrstvičku s vnitřní základnou víka 49 a druhé s vnějším koncovým čelem 53 skříně 4. Těsné styky vrcholů zubů čerpacích planetových kol 39 a radiálních čel čerpacích planetových kol 39 s víkem 49 a skříní 4 přes olejovou vrstvičku rovněž zajišťují vedení čerpacích planetových kol 39 při otáčení.

Klec 20a pro setrvačníková závaží 29 prvního modulu la je u ostatních modulů lb a lc z hlediska otáčení integrální s výstupním hřídelem modulu (mezilehlým hřídelem 2ab). avšak je s ním rovněž integrální axiálně. Klec 20a se svojí osou 28 a setrvačníkovými závažími 29 nemá tudíž možnost axiálního pohybu.

Naopak ovládací palce 32 setrvačníkových závaží 29 nadále nespočívají na přídržné desce 26, ale na pohyblivé desce 27 spojky 18a, a to stále působením Bellevillovy pružiny 34· Pohyblivá deska 27 je jako u ostatních modulů součástí korunového kola 8a, které je axiálně posuvné v drážkách 17a a vzhledem ke kleci 20a, která je spojena s výstupním hřídelem (mezilehlým hřídelem 2ab). Přídržná deska 26 je vytvořena jako integrální součást vstupní hřídele 2a.

Činnost prvního modulu laje podobná činnosti druhého a třetího modulu lb a lc. Setrvačníková závaží 29 nebo Bellevillova pružina 34 mají snahu stáhnout spojku 18a silou, která určuje kroutící moment, který lze spojkou 18a přenést, přičemž během převodového režimu axiální síla od šroubového ozubení korunového kola 8a tlačí pohyblivou desku 27 ve směru, ve kterém se spojka uvolňuje.

Dále následuje vysvětlení hlavní činnosti tří modulů la, lb, lc.

Uvažuje-li se případ, kdy všechny tři moduly la, lb a lc pracují v redukčním převodovém režimu (viz spodní část obr. 1), čímž se dosáhne prvního převodového stupně převodového zařízení i, je v prvním modulu la rychlost vyšší a kroutící moment nižší, jak je znázorněno trojitou šipkou odstředivých sil F_a a jednoduchou šipkou tlaku P_ac. Tento první modul laje proto první, který přechází do režimu přímého náhonu, pokud vozidlo zrychluje, jak je znázorněno na obr. 3.

Kroutící moment v druhém modulu lb se zmenšuje, protože není dále zvyšován zmenšováním převodu v prvním modulu la, ale otáčky ve druhém modulu lb zůstávají nezměněny, a tudíž jsou nižší, než v prvním modulu lb v okamžiku před změnou, protože jsou dány rychlostí otáčení kol vozidla. Je proto nutné, aby se rychlost vozidla dále zvýšila předtím, než druhý modul lb při svém otáčení dosáhne podmínek nutných pro přechod do přímého náhonu, když kroutící moment, dodávaný motorem 5, zůstává nezměněn, a tak to pokračuje dále, až všechny tři moduly la, lb a lc převodového zařízení 1 pracují v přímém přenosu kroutícího momentu, jak je znázorněno na obr. 4.

-9CZ 295828 B6

Takže všechny tři moduly la, lb a lc v podstatě stejným způsobem řídí samostatně svoji činnost, aby dosáhly postupného přechodu rychlostních poměrů. Popsané rozdíly, týkající se prvního modulu la, nemají žádný účinek z výše uvedeného hlediska.

Zajištění toho, že mezi moduly, které pracují v přímém náhonu za dané situace, je modulem, který přechází na nižší převodový stupeň, vždy ten, který pracuje nejblíže výstupnímu hřídeli 2c, může být provedeno za předpokladu, že čím blíže moduly pracují k výstupnímu hřídeli, tím méně mají závaží nebo jsou jejich setrvačníková závaží lehčí nebo mají méně třecích kotoučů ve svých spojkách. Je to jednoduchá záležitost zavedení těchto malých rozdílů v závislosti na přenášeném kroutícím momentu se změnami několika procent mezi sousedními moduly.

Dále bude následovat popis s odkazy na obr. 2, týkající se druhého modulu lb, který je spolu s třetím modulem lc opatřen přídavným prostředkem, který způsobuje, že tyto moduly pracují při převodovém režimu za podmínek odlišných od podmínek, vytvořených axiálními silami Bellevillových pružin 34, setrvačníkovými závažími 29 a ozubením korunového kola 8.

Pro tyto účely je druhý modul lb opatřen brzdou 43, která umožňuje, aby centrální kolo 9 bylo znehybněno vůči skříni 4, nezávisle na volnoběžném ústrojí 16. Jinými slovy lze říci, že brzda 43 je nainstalována z hlediska funkce paralelně s volnoběžným ústrojím 16 mezi centrální kolo 9 a skříň 4. Na brzdu 43 působí hydraulický píst 44, který je instalován s možností axiálního pohybu, aby podle potřeby uváděl brzdu 43 do brzdného režimu, nebo ji uvolňoval. Brzda 43 a píst 44 jsou prstencového tvaru se středovou osou 12, jenž je rovněž osou převodového zařízení L Píst 44 přiléhá k hydraulické komoře 46b, do které je podle potřeby dodáván pod tlakem olej, aby tak posouval píst 44 ve směru opačném proti působení vratné pružiny 55, a tak uváděl do činnosti brzdu 43.

Píst 44 je navíc pevně spojen s posunovačem 47, který může spočívat na kleci 20 pomocí axiálního dorazu. Sestávaje uspořádána tak, že pokud je v hydraulické komoře 46b tlak, je píst 44 tlačen do polohy, kdy brzda 43 brzdí, přičemž klec 20 předtím, než je brzda 43 uvedena do činnosti, je dostatečně posunuta, aby tak uvolnila spojku 18b.

Je-li tedy píst 44 v poloze, kdy uvedl do činnosti brzdu 43, tak centrální kolo 9 je znehybněno, dokonce i když nosič 13 planetových kol 11 má snahu se otáčet rychleji, než korunové kolo 8, jako v případě přídržného režimu, přičemž následně začne modul pracovat v převodovém režimu, který je umožněn uvolněnou spojkou 18b.

Shora popsaná sestava brzdy 43, hydraulického pístu 44, hydraulické komory 46b a posunovače 47 tak vytváří prostředky, které může ovládat řidič vozidla, aby uvedl modul do převodového režimu, když si přeje zvýšit brzdicí účinek motoru, například při jízdě z kopce.

Výše bylo uvedeno, že Bellevillovy pružiny 34 udržují všechny moduly v přímém pohonu v případě, že je vozidlo v klidu. Proto při zastavování musí síly tlaku P_ac, které se vyvinou na ozubení, přimět všechny moduly, aby přešly do převodového režimu tak, aby tento systém pracoval v prvním převodovém stupni. To může vytvořit nežádoucí systematické vibrace. Aby se tomu zabránilo, tak brzda 43, píst 44 a posunovač 47 nastaví druhý modul lb do jeho redukčního stavu, když má motor vyšší otáčky, ale výstupní hřídel 2c nebyl ještě uvedena do pohybu, takže převodové zařízení 1 pracuje ve svém převodovém poměru až od počátku uvedení výstupního hřídele 2c do pohybu.

Pro napájení hydraulické komory 46b podle potřeby, aby plnila výše popsanou funkci, jsou použity prostředky, které zde nejsou zobrazeny, jako například prostředky ručně ovládané. Tak je možné například uvést modul do činnosti v převodovém režimu při podmínkách, kdy rovnováha mezi silami, vyvozenými ozubením, silou Bellevillovy pružiny 34 a silami od setrvačníkových

-10CZ 295828 B6 závaží 29, by vedla jinak k činnosti, při které by modul pracoval v režimu přímého přenosu kroutícího momentu.

Třetí modul lc má brzdu 43, píst 44, hydraulickou komoru 46c a posunovač 47, stejně jako axiální doraz B₄, stejné, jako má druhý modul lb.

První modul la je naopak odlišný. První modul la má hydraulický píst 44a, zasahující do hydraulické komory 46a, ale není zde paralelně připojena brzda 43 k volnoběžnému ústrojí 16a, přičemž navíc píst 44 působí přes doraz B₅ nikoliv na klec 20a, která je axiálně nepohyblivá, ale na korunové kolo 8a a na pohyblivou desku 27 spojky 18a ve směru vysunutí spojky 18a. Účelem tohoto uspořádání je jednoduše umožnit spojce 18a, aby byla rozpojena, když je vozidlo v klidu, ale výstupní hřídel 2a se už otáčí, jak je to umožněno, když je ventil 40 v otevřené poloze. Za účelem umožnění tzv. živého řízení, může být pro udržení převodového režimu také použit píst 44a. Naopak pístu 44a nelze využít k dosažení převodového režimu, pokud je motoru využito k brzdění. V praxi bylo shledáno, že je zbytečné vytvářet možnost brzdění pomocí prvního převodového stupně.

Nyní se opět navrátím k obr. 1, obr. 3 a obr. 4 z hlediska odlišných podmínek převodového zařízení 1 jako celku.

V horní části obr. 1 je převodové zařízení 1 v klidu v přímém hnacím režimu, protože všechny spojky 18a, 18b a 18c jsou v záběru, přičemž startovací brzda 38 je blokována, neboť ventil 40 je udržován v uzavřené poloze svojí vratnou pružinou 50. Písty 44 a 44a jsou přitlačovány směrem ke svým nefunkčním polohám působením vratných pružin55.

V situaci, znázorněné ve spodní části obr. 1, je ventil 40 znázorněn v otevřené poloze, aby uvolnil rotor 37. Hydraulické komory 46a, 46b a 46c jsou znázorněny ve stavu, kdy je do nich dodáván tlakový olej, aby se uvolnily spojky 18a, 18b a 18c a stlačily se odpovídající Bellevillovy pružiny 34, a stejně tak vratné pružiny 55 pístů. To je situace, kdy motor 5 je například vypnutý, tj. když výstupní hřídel 2c je nehybný (vozidlo stojí). Startovací brzda 38 potom umožní vstupnímu hřídeli 2a otáčet se bez vyvolání otáčení výstupního hřídele (mezilehlého hřídele 2ab) modulu la a bez otáčení dalších dvou modulů lb a lc. Nosič 13a planetových kol 11a a náboj 111 se otáčejí v opačném směru, než je normální směr, aby tak umožnily tuto situaci. V tomto stádiu činnosti přispívá rotor 37 svým setrvačným účinkem k účinku běžného setrvačníku motoru

5. To je velice výhodné, protože setrvačník motoru 5 je důležitý během volnoběhu, aby zabránil motoru 5, který není spojen se žádnou setrvačnou zátěží, v tom, že by se nemohl otáčet, když jeden z pístů motoru 5 dosáhne konce jeho kompresního zdvihu. To se liší od běžného provozu, kdy se setrvačník běžného motoru 5 zabraňuje vozidlu v jeho zrychlení. Rotor 37 se otáčí pouze tehdy, když je vozidlo v klidu, přičemž je na druhé straně dosaženo stejné stabilizace volnoběhu s menším setrvačníkem na motoru 5, a navíc setrvačnost rotoru 37 se během normálního provozu neuplatňuje, protože rotor 37 je při něm zastaven.

Při přechodu z neutrálu, odpovídajícího situaci právě popsané a znázorněné ve spodní části obr. 1, do pracovního režimu, označovaného jako první převodový poměr, je ventil 40 postupně uzavírán, aby tak postupně přivedl výstupní hřídel (mezilehlý hřídel 2ab) prvního modulu la do otáčivého pohybu, přičemž tento otáčivý pohyb je přenášen až na výstupní hřídel 2c poté, co jeho rotační rychlost byla v každém modulu redukována. Jakmile vozidlo dosáhne určité rychlosti, například 5 km/h, může být tlak v hydraulických komorách 46a, 46b a 46c odstraněn, aby tak umožnil výslednému tlaku P_ac, vzniklému na ozubení převodů, odstředivým silám F_a a silám Bellevillových pružin 34 převzít jejich úlohu při automatickém řízení sestavy, tak, jak bylo shora popsáno.

Při startování za situace, kdy převodové zařízení 1 je v režimu přímého pohonu, je hydraulická komora 46c třetího modulu lc napájena tlakovým médiem, aby uvedla do činnosti brzdu 43

-11 CZ 295828 B6 a současně uvedla spojku 18c tohoto třetího modulu lc do rozpojeného stavu. Tím píst 44 tohoto modulu lc uvádí modul lc do převodového režimu, aby tak vytvořil brzdicí účinek motoru, nebo aby inicioval rychlý návrat do převodového režimu za účelem ostrého zrychlení.

Dále bude s odkazem na obr. 6 popsáno hydraulické zapojení pro automatické ovládání startovací brzdy 38.

Způsobem, nezobrazeným na obr. 1 až obr. 5, je na vstupní hřídel 2a převodového zařízení 1 připojeno hydraulické vstupní čerpadlo 57, které je poháněno tímto vstupním hřídelem 2a, a tudíž se otáčí v souladu s rychlostí otáčení motoru 5. Vstupní čerpadlo 57 napájí mazací okruh 60 převodového zařízení 1, který je zobrazen pouze schematicky. Vstupní čerpadlo 57 je přes klapku 78 spojeno s atmosférou, takže tlak na výstupu vstupního čerpadla 57 je funkcí rychlosti otáčení tohoto čerpadla 57, tj. rychlosti otáčení hřídele motoru 5. Paralelně ke klapce 78 je zde připojen pojistný ventil 59, který omezuje tlak ve výtlačném okruhu vstupního čerpadla 57 například na 200 kPa. To znamená, že se v důsledku toho tlak zvýší na tlak, odpovídající rychlosti otáčení, například 2000ot/min., a potom zůstává konstantní na hodnotě 200 kPa.

Výtlačný tlak vstupního čerpadla 57 je využíván řídicím vstupem 89 hydraulického ventilu 40, přičemž tento tlak má snahu přestavovat ventil 40 z otevřené polohy, ve které jej má snahu udržovat vratná pružina 50, do uzavřené polohy.

Ručně ovládaná vačka 71 se může pohybovat mezi různými polohami 4, 3, 2 a N. Poloha N představuje neutrální polohu, ve které se vratná pružina 50 přesouvá směrem k hydraulickému ventilu 40 tak, aby se stlačila, a to dokonce i tehdy, když je hydraulický ventil 40 v otevřené poloze, a aby tak bránila hydraulickému ventilu 40 v pohybu do uzavřené polohy při jakémkoliv tlaku na řídicím vstupu 89.

Činnost hydraulického okruhu probíhá následovně:

Pokud je vačka 71 v poloze N, je hydraulický ventil 40 nuceně v otevřené poloze, takže i startovací brzda 38 je nuceně uvolněna, aby tak vytvořila mezi vstupním hřídelem 2a a výstupním hřídelem 2c stav, kdy jsou tyto hřídele 2a a 2c rozpojeny.

Pokud je vačka 71 v jedné z dalších poloh 4, 3 nebo 2 a motor 5 běží na volnoběh (kolem 800 ot/min.), pak síla vratné pružiny 50 je větší, než síla, vyvolaná tlakem v řídicím vstupu 89, a hydraulický ventil 40 se tudíž nachází v otevřené poloze.

Jestliže řidič zvýší rychlost otáčení motoru 5, pak se postupně zvyšuje tlak v řídicím vstupu 89, což způsobuje, že hydraulický ventil 40 se přestavuje do uzavřené polohy. Vratná pružina 50 je navržena tak, aby působila vratnou silou, která se strmě zvyšuje, když se ventil 40 přesouvá směrem do uzavřené polohy tak, aby se zabránilo náhlému pohybu. Čím více je hydraulický ventil 40 uzavřen, tím více se zvyšuje tlak ve výtlačném otvoru 42 startovací brzdy 38.

To pak způsobí, že korunové kolo 8a prvního modulu la a následně výstupní hřídel 2c se postupně začínají otáčet.

Příklad, znázorněný na obr. 7, bude popsán pouze s ohledem na rozdíly oproti provedení podle obr. 6.

U tohoto příkladu má vratná pružina 50 snahu přesouvat hydraulický ventil 40 směrem do třetí polohy, ve které není otevřen jen výtlačný otvor 42 startovací brzdy 38, vytvořené jako hydraulické čerpadlo, ale také sací otvor 41 startovací brzdy 38 je propojen s okolní atmosférou. Hydraulický ventil 40 je v této poloze, pokud je tlak v řídicím vstupu 89 nižší, než je zde tlak při normální volnoběžné rychlosti otáčení, která odpovídá například 500ot/min., což naznačuje, že

- 12 CZ 295828 B6 motor 5 nepohání vozidlo. V tomto případě neexistuje dále hydraulické tření ve startovací brzdě 38, protože je zaplněna vzduchem. Opět zaplnit startovací brzdu 38 je schopen motor 5 při svém návratu do normální rychlosti otáčení. To je částečně pravda, pokud se činnost motoru 5 odvozuje od nízké teploty oleje, v důsledku které má olej vysokou viskozitu, vyvolávající vysoký odpor vůči otáčení hydraulické startovací brzdy 38, a to dokonce i tehdy když je výtlačný otvor 42 otevřen.

Pokud motor 5 běží při své normální volnoběžné rychlosti kolem 800 ot/min., tak hydraulický ventil 40 je ve střední poloze, jak je znázorněno na obr. 8, ve které je startovací brzda 38 je zaplňována olejem, který je dopravován volně při atmosférickém tlaku.

Třetí poloha hydraulického ventilu 40 je při uzavřeném výtlačném otvoru 42. Plynulé startování vozidla je provedeno, jak je zobrazeno na obr. 6, postupným přestavováním hydraulického ventilu 40 z polohy, kdy je vháněn olej a volně přiváděn, do polohy, kdy je výtlačný otvor 42 uzavřen.

U příkladu podle obr. 8, který bude dále popsán, avšak jen s ohledem na rozdíly oproti příkladu podle obr. 6, je k vstupnímu čerpadlu 57 přidáno hydraulické výstupní čerpadlo 58, umístěné na výstupním hřídeli. Výstupní čerpadlo 58 je konstruováno jako tachometrické čerpadlo, vytlačující tlakové médium o tlaku, úměrném rychlosti otáčení výstupního hřídele, respektive úměrném rychlosti otáčení poháněčích kol vozidla.

Hydraulický ventil 40 má na stejné straně, jako je řídicí vstup 89, druhý řídicí vstup 92, který je propojen s výtlačným otvorem hydraulického výstupního čerpadla 58. Existují zde tedy dva parametry, které mají snahu přesouvat hydraulický ventil 40 do uzavřené polohy, a to rychlost otáčení motoru 5 a rychlost poháněčích kol vozidla.

Tlak, který panuje ve výtlačném otvoru 42 startovací brzdy 38, je přesně úměrný kroutícímu momentu, přenášenému na kola vozidla. U daného příkladu je tento tlak použit jako protipůsobící parametr, využívaný k napájení vstupu 93, který má snahu držet hydraulický ventil 40 v nej otevřenější poloze v případě, že je přenášen vyšší kroutící moment. Na jedné straně jsou tlumeny rázy při opětném otevření hydraulického ventilu 40, když se přenášený kroutící moment příliš zvyšuje. Na druhé straně, když je přenášený kroutící moment vysoký, tak se prodlouží proces, ve kterém vchází spojka do záběru, dokud nedosáhnou motor a vozidlo vyšších rychlostí, což optimalizuje akcelerační výkon motoru při rozjezdu vozidla z klidového stavu.

Je nutno poznamenat, že zpětný reakční vstup 93 bude obdobně působit v ostatních ohledech, stejně jako vstup 93 podle obr. 6 nebo obr. 7, tj. bude využívat informace o rychlosti poskytované výhradně například vstupním čerpadlem 57, umístěným na vstupním hřídeli 2a převodového zařízení 1.

Příklad, znázorněný na obr. 8, rovněž zobrazuje postupný provozní ventil 94, který v normální otevřené poloze propojí řídicí vstup 92 s výstupem tachometrického výstupního čerpadla 58, jak je popsáno výše, přičemž také propojí s výtlačným otvorem vstupního čerpadla 57 třetí vstup 96 hydraulického ventilu 40, umístěný na stejné straně, jako jsou umístěny první a druhý vstup.

Naopak, pokud je kontakt 97 sepnut, aby se tak aktivoval solenoid 98, tak provozní ventil 94 se postupně dostává do činnosti, tj. pohybuje se do polohy, ve které druhý vstup 92 a třetí vstup 96 jsou propojeny s atmosférickým tlakem. To je výhodné na kluzkém povrchu, například na sněhu. Je tak zejména odstraněn vliv rychlosti otáčení kol vozidla. To znamená, že smyk kol vozidla nezpůsobí, že by se hydraulický ventil 40 náhle začal přestavovat do uzavřené polohy. Navíc vyloučením vlivu rychlosti otáčení motoru 5 (neutralizování druhého řídicího vstupu 92 respektive třetího řídicího vstupu 96), je umožněno uvedení vozidla do pohybu v širokém rozsahu rychlostí otáčení motoru 5. Plynulá činnost je podstatně zvýšena, aby se snížil rozjezdový krou

- 13 CZ 295828 B6 ticí moment, dodávaný na kola vozidla, a tak aby se následně snížilo riziko vzniku prokluzu kol vozidla.

U příkladu podle obr. 9, který bude dále popsán pouze z ohledem na rozdíly oproti příkladu podle obr. 2, již není startovací brzda 38 vytvořena jako hydraulické čerpadlo, ale jako kotoučová brzda. Rotor 37 startovací brzdy 38 je tvořen kotoučem, jehož součástí je náboj 111. Kotouč je v záběru s čelistmi 82, uchycenými na skříni 4 převodového zařízení 1, čímž je zabráněno otáčení kolem středové osy 12. Pružina 83 má snahu neustále svírat čelisti 82, a tudíž uvést do klidu náboj 111. V tomto případě volnoběžné ústrojí 16a umožňuje nosiči 13a planetových kol 11a otáčet se pouze v normálním směru. Aby byl vyvolán pohyb čelistí 82 ve směru proti působení sil, vyvinutých pružinou 83, je do hydraulického zvedáku 84 dodáváno tlakové médium. V takovém případě se nosič 13a planetových kol 11a může otáčet v opačném směru oproti otáčení hnacího náboje 111 prostřednictvím volnoběžného ústrojí 16a tak, aby bylo dosaženo neutrálního režimu.

Aby se vozidlo dostalo plynule do pohybu, je tlak v hydraulickém zvedáku 84 postupně snižován.

Startovací brzda 38 je uchycena vně na volném konci (na opačném konci od motoru 5) skříně 4 převodového zařízení 1, takže je-li třeba provést výměnu třecích obložení startovací brzdy 38, je to možné provést velmi jednoduchým postupem.

Toto uspořádání je umožněno u uvedeného příkladu tou skutečností, že první modul la byl přesunut k volnému konci skříně 4 převodového zařízení 1, místo toho, aby byl umístěn u konce motoru 5, a také tím, že výstupní hřídel (mezilehlý hřídel 2ab) prvního modulu la je spojen s korunovým kolem 8a. Je zřejmé, že pokud by bylo korunové kolo 8a spojeno se vstupním hřídelem 2a modulu la (jako je tomu v případě modulů lb a lc) tak by planetové soukolí 7 bylo na straně opačné proti motoru 5 a radiální přírubě, spojující vstupní hřídel 2a a korunové kolo 8a, a tím by tato příruba bránila z této strany planetovému soukolí 7 jakémukoliv přímému spojení mezi nosičem 13a planetových kol 11a a vnější stranou skříně 4 převodového zařízení 1.

Toto zvláštní uspořádání planetového soukolí 7 u prvního modulu la má dvojí výhodu, umožňující lepší řazení dolů, mezi prvním a druhým převodovým stupněm, jak je to popsáno výše, a umožňující, aby startovací brzda 38 byla umístěna na vnější straně skříně 4 převodového zařízení 1. Je samozřejmé, že ložiska 3a a 3ab musejí být dobře utěsněna.

Je samozřejmé, že převodové zařízení 1 nemusí být nutně sestaveno z modulů, zařazených za sebou.

Startovací brzda může být založena na jiném principu, může být například vytvořena jako pásová brzda.

Brzda může být ovládána řidičem vozidla, například prostřednictvím běžného spojkového pedálu.

Claims (21)

1. Převodové zařízení, jehož převodové ústrojí (la) diferenciálního typu obsahuje otočné prvky se vzájemně zabírajícím ozubením, jeden z otočných prvků je připojen ke vstupnímu hřídeli (2a), druhý z otočných prvků je připojen k výstupnímu mezilehlému hřídeli (2ab) převodového ústrojí (la), a otočné prvky obsahují reakční prvek, přičemž převodové zařízení (1) dále obsahuje selektivní blokovací prostředky, provozně uspořádané mezi reakčním prvkem a skříní (4) převodového zařízení (1), přičemž selektivní blokovací prostředky obsahují jednosměrné spojkové prostředky pro umožnění otáčení reakčního prvku stejným směrem jako vstupní hřídel (2a) a výstupní mezilehlý hřídel (2ab) při zapojení alespoň nepřímo otočných prvků převodového ústrojí (la) diferenciálního typu pomocí spojky (18) přímého pohonu pro zajištění přímé hnací funkce, přičemž při zablokování alespoň jednosměrných spojkových prostředků je reakční prvek integrální v otáčení s rotorem (37) startovací brzdy (38) a je volitelně uvolnitelný pro uvolnění rotoru (37) a reakčního prvku vzhledem ke skříni (4), přičemž startovací brzda (38) je postupně zapojitelná pro postupné znehybnění rotoru (37) vzhledem ke skříni (4) pro umožnění volitelného znehybňování a uvolňování reakčního prvku vzhledem ke skříni (4) s pomocí jednosměrných spojkových prostředků, vyznačující se tím, že startovací brzda (38) je tvořena kotoučovou brzdou, jejíž kotouč tvoří rotor (37), a hydraulickým čerpadlem, sdruženým s uzavíracím ventilem (40) pro uzavírání výtlačného otvoru (42) hydraulického čerpadla.

2. Převodové zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že hydraulickým čerpadlem je zubové čerpadlo.

3. Převodové zařízení podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m, že rotorem (37) startovací brzdy (38) je oběžné kolo zubového čerpadla, které je v záběru s několika čerpacími planetovými koly (39), rozmístěnými v pevných polohách kolem oběžného kola.

4. Převodové zařízení podle nároku 3,vyznačující se tím, že čerpací planetová kola (39) jsou těsně uložena v dutinách (48) ve skříni (4) pro jejich vedení při otáčení.

5. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že uzavírací ventil (40) je ovladatelný automaticky protilehlými prostředky, obsahujícími tachometrické prostředky pro přitlačování ventilu (40) do uzavřené polohy.

6. Převodové zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že tachometrické prostředky obsahují tachometrické výstupní čerpadlo (58), poháněné výstupním hřídelem (2c) převodového zařízení (1).

7. Převodové zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že tachometrické prostředky obsahují tachometrické vstupní čerpadlo (57), poháněné vstupním hřídelem (2a) převodového ústrojí (la).

8. Převodové zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že tachometrické vstupní čerpadlo (57) je připojeno k pojistnému ventilu (59) pro zabránění překročení předem stanovené hodnoty přívodního tlaku.

9. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 5 až 8, vyzn ač u j ící se tí m , že protilehlé prostředky obsahují zpětný reakční vstup (93) pro přivádění výstupního tlaku hydraulického čerpadla, sloužícího jako startovací brzda (38), do uzavíracího ventilu (40).

- 15 CZ 295828 B6

10. Převodové zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že startovací brzdou (38) je kotoučová brzda, obsahující pružinu (83) pro neustálé uvádění startovací brzdy (38) do činnosti, a zvedák (84) pro uvolňování startovací brzdy (38) a pro její postupné uvádění do činnosti pomocí pružiny (83).

11. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že jednosměrné spojkové prostředky obsahují zpětný ventil (45), uspořádaný v obtoku vzhledem k uzavíracímu ventilu (40).

12. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že reakční prvek je připojen k rotoru (37) startovací brzdy (38) prostřednictvím jednosměrných spojkových prostředků.

13. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že rotor (37) je proveden jako plný pro vytvoření odstředivého setrvačníku.

14. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že převodové ústrojí (la) diferenciálního typu obsahuje planetové soukolí (7a), jehož centrální kolo (9a) je připojeno ke vstupnímu hřídeli (2a), korunové kolo (8a) je připojeno k výstupnímu mezilehlému hřídeli (2ab), přičemž nosič (13a) planetových kol tvoří reakční prvek.

15. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že převodové ústrojí (la) obsahuje planetové soukolí, jehož centrální kolo (9a) je připojeno ke vstupnímu hřídeli (2a), korunové kolo (8a) je připojeno k výstupnímu mezilehlému hřídeli (2ab), a nosič (13a) planetových kol tvoří reakční prvek, přičemž nosič (13a) planetových kol nese kaskády otočných planetových kol (1 la, 1 lb), z nichž každá obsahuje stejný počet vzájemně zabírajících planetových kol, přičemž každá kaskáda obsahuje planetové kolo (1 la), které je v záběru s centrálním kolem (9a), a planetové kolo (1 lb), které je v záběru s korunovým kolem(8a).

16. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároku 14 nebo 15,vyznačující se tím, že výstupní mezilehlý hřídel (2ab) převodového ústrojí (la) obklopuje vstupní hřídel (2a) převodového ústrojí (la), přičemž nosič (13a) planetových kol je připojen k rotoru (37) na straně planetového soukolí, směřující od vstupního hřídele (2a) a výstupního mezilehlého hřídele (2ab).

17. Převodové zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že vstupní hřídel (2a) je uložen v ložisku (3a) v náboji (111), spojujícím nosič (13a) planetových kol s rotorem (37), přičemž náboj (111) je uložen v ložisku (3ab) vzhledem ke skříni (4).

18. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 14 až 17, vyznačující se tím, že obsahuje druhé převodové ústrojí (lb), obsahující vstupní korunové kolo (8), připojené k výstupnímu mezilehlému hřídeli (2ab), reakční centrální kolo (9), připojené ke skříni (4) prostřednictvím volnoběžného kola (16) a nosiče (13) vnějších planetových kol.

19. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že startovací brzda (38) je umístěna za jedním koncem skříně (4), ke kterému přiléhá převodové ústrojí (la), opatřené startovací brzdou (38).

20. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 14 až 19, vyznačující se t í m , že vstupní hřídel (2a) převodového ústrojí, opatřeného startovací brzdou (38), je tvořen hřídelem, kolem kterého je uspořádáno alespoň jedno druhé převodové ústrojí (lb, lc), jehož vstupní hřídel je připojen k výstupnímu mezilehlému hřídeli (2ab) převodového ústrojí (la), opatřeného startovací brzdou (38), přičemž výstupní hřídel (2c) převodového zařízení (1) je umístěn na straně připojení vstupního hřídele (2a) ke hnacímu motoru (5).

-16 CZ 295828 B6

21. Převodové zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 20, v y z n a č u j í c í se tí m, že obsahuje několik postupně umístěných převodových ústrojí (la, lb, lc), uspořádaných v sérii mezi převodovým vstupním hřídelem (2a) a převodovým výstupním hřídelem (2c), přičemž 5 každé převodové ústrojí (la, lb, lc) obsahuje diferenciální mechanizmus (7a, 7) s reakčním prvkem pro zablokování vzhledem ke skříni (4), přičemž startovací brzdou (38) je opatřeno převodové ústrojí (la), které je funkčně nejblíže k převodovému vstupnímu hřídeli (2a), přičemž reakční prvky (9) dalších převodových ústrojí (lb, lc) jsou zablokovatelné přímo vzhledem k převodové skříni (4).