CZ31657U1 - Spojka převodové skříně - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká spojky převodové skříně, opatřená unášeěem pro nasazení na hnací hřídel a přesuvníkem pro spojení unášeěe s hnaným kolem souosým s unášeěem, kde unášeě je na svém vnějším obvodu opatřen alespoň třemi axiálně vedenými drážkami, prstencovitý přesuvník, jehož vnitřní průměr je větší než vnější průměr unášeěe má na vnitřním povrchu radiálně vedené tmy jejichž počet odpovídá počtu axiálních drážek unášeěe a hnané kolo má na čele přilehlém kunášeči axiálně vedené ozuby, jejichž styčné plochy jsou stejnolehlé s plochami trnů přesuvníku, přičemž počet ozubů odpovídá počtu trnů přesuvníku

Dosavadní stav techniky

Při změnách otáčivé rychlosti výstupního hřídele převodového ústrojí pomocí spojky s přesuvnými mechanizmy, tzv. přesuvníky, během rotace hnacího hřídele, vzniká vlivem uložení rotujících členů axiální složka síly, která trvale vytlačuje přesuvník ze záběru. Proto je obvykle nutné zajistit tento pohyblivý člen proti jeho nežádoucímu zpětnému pohybu, který by způsobil rozpojení spojky. Pro zajištění polohy přesuvníku během záběru je třeba vytvořit dostatečné velkou přídavnou axiální sílu, která bude vyvozena přenášeným točivým momentem a bude působit proti síle, která vytlačuje přesuvník ze záběru. Dosavadní konstrukce řešící tento problém vytvářejí potřebnou axiální sílu zkosením stykových ploch přesuvníku a ozubení kol, která jsou s přesuvníkem v záběru. Při vyřazování přesuvníku ze záběru je nutno překonávat odpor daný vytvořenou axiální silou, a to prakticky během celé doby posunu přesuvníku, tedy během asi 90 % jeho obvyklé dráhy. Další nevýhodou mnohých konstrukcí uvedeného typu spojek je trvalé axiální silové působení na přesuvník, což způsobuje nadměrné opotřebení řadících vidlic nebo jiných mechanizmů zajišťujících pohyb a setrvání přesuvníku v zařazeném, tj. sepnutém stavu. Uvedené nedostatky částečně odstraňuje řešení podle vynálezu popsaného v CZ 303222. V tomto spise je popsaná spojka převodové skříně opatřená unášeěem pro nasazení na hnací hřídel a přesuvníkem pro spojení unášeěe s hnaným kolem souosým s unášeěem, kde unášeč), je na svém vnějším obvodu opatřen alespoň třemi axiálně vedenými drážkami, přesuvník mající tvar prstence, jehož vnitřní průměr je větší, než vnější průměr unášeěe má na vnitřním povrchu radiálně vedené tmy jejichž počet odpovídá počtu axiálních drážek (unašeče a hnané kolo má na čele přilehlém k unášeči axiálně vedené ozuby, jejichž styčné plochy jsou stejnolehlé s plochami trnů přesuvníku, přičemž počet ozubů odpovídá počtu trnů přesuvníku. U tohoto provedení, díky dosud používanému přítlaku na samotné třecí plochy, okolo 80 N, je sice dosažení doby řazení kratší než 0,2 milisekundy, ale současně zapříčiňuje hrubé a rázné řazení, což mimo jiné poškozuje celé trakční ústrojí. Při vysokém tlaku mezi dosedací plochou přesuvníku a dosedací plochou ozubeného hnaného kola, dochází k tak velké třecí síle, že řazení je provázeno výrazným rázem. Než se přesuvník dotkne výstupků ozubeného kola, může vysoká třecí síla způsobit úplné zastavení obou hřídelí, jak hnací, tak hnané.

Účelem tohoto technického řešení je snížit mechanické zatížení spojky, při zachování vysoké rychlosti řazení požadovaného převodového stupně.

Podstata technického řešení

Výše uvedeného účelu je dosaženo spojkou převodové skříně, opatřené unášeěem pro nasazení na hnací hřídel a přesuvníkem pro spojení unašeče s hnaným kolem souosým s unášeěem, kde unášeč je na svém vnějším obvodu opatřen alespoň třemi axiálně vedenými drážkami, přesuvník mající tvar prstence, jehož vnitřní průměr je větší než vnější průměr unášeěe má na vnitřním povrchu radiálně vedené tmy jejichž počet odpovídá počtu axiálních drážek unašeče a hnané kolo

- 1 CZ 31657 U1 má na čele přilehlém k unášeči axiálně vedené ozuby, jejichž styčné plochy jsou stejnolehlé s plochami trnů přesuvníku, přičemž počet ozubů odpovídá počtu trnů přesuvníku, v provedení podle tohoto technického řešení, kde ozuby hnaného kola mají čelní náběžnou hranu i odběžnou hranu zešikmenou pod úhlem 7 až 10 stupně vůči čelní ploše ozubů, přičemž přítlačná síla působící na přesuvník směrem ke hnanému kolu je nastavena na hodnotu 40 N až 60 N. Dále podle tohoto řešení jsou alespoň tři axiální drážky unašeče na každé své boční stěně opatřeny plochým výstupkem, jehož výška oproti ploše boční stěny leží v rozmezí 0,2 mm až 0,6 mm.

Výhodou řešení podle tohoto vynálezu je hladké a bezrázové řazení požadovaného převodového stupně při zachování velmi krátké doby změny převodového stupně a dosažení vyšší životnosti spojky.

Objasnění výkresů

Vynález je dále podrobněji objasněn na příkladech jeho praktického provedení, uvedených na přiložených výkresech, na nichž na obr. 1 je znázorněno působení sil při záběru, na obr. 2 je nakresleno provedení spojky podle tohoto technického řešení a na obr. 3 je detail axiální drážky unašeče podle obr. 2.

Příklad uskutečnění technického řešení

Jak ukazuje obr. 2, předmětná spojka sestává z unašeče 1, určeného pro nasazení na neznázoměném hnacím hřídeli, přesuvníku 2 pro spojení unašeče 1 a ozubeného hnaného kola 3. Zajištění přesuvníku 2 v záběru s hnaným kolem 3 se obvykle dosahuje vytvořením přídavné axiální síly A vyvozené přenášeným točivým momentem T. Velikost této axiální síly A je dána úhlem alfa sklonu spojkových ploch a směr zaručuje vtažení přesuvníku 2 do záběru, jak znázorněno na obr. 1. Platí, že axiální síla A musí být větší než síla, která vytláčí přesuvník 2 ze záběru. Aby však nedocházelo k výše uvedeným rázům při řazení je vhodné volit tuto sílu v rozmezí 40 až 60 N.

Předmětná spojka, jejíž příkladné provedení ukazují obr. 2 a obr. 3, je opatřena unášečem 1, který po svém vnějším obvodu opatřen šesti axiálně vedenými drážkami 14. Přesuvník 2 ve tvaru prstence, jehož vnitřní průměr je větší než vnější průměr unašeče 1, má na svém vnitřním povrchu radiálně vedené tmy 5, jejichž počet odpovídá počtu axiálních drážek 14 unašeče L Ozubené hnané kolo 3, jehož radiálně směřující zuby nejsou na obr. 2 pro jednoduchost nakreslené, má na svém čele 6 přilehlém k unašeči 1_ axiálně vedené ozuby 7, jejichž styčné plochy 10 jsou stejnolehlé se styčnými plochami 11 trnů 5 přesuvníku 2. Počet ozubů 7 odpovídá počtu trnů 5 přesuvníku 2. Pro spolehlivou funkci postačují tři tmy 5 přesuvníku 2 a tím tři drážky 14 unašeče L Pro spolehlivou funkci spojky mají ozuby 7 hnaného kola 3 náběžnou hranu 15 i odběžnou hranu 16 zkosenou pod úhlem 7 až 10 stupňů vůči své čelní ploše 17 přičemž toto zkosení zasahuje alespoň do jedné čtvrtiny čelní plochy 17 ozubů 7. Čelní plochou 17 se rozumí plocha viditelná při pohledu na hnané kolo 3 v axiálním směru.

Styčné, boční plochy 10, 11 navzájem zabírajících trnů 5 a ozubů 7 mohou mít vzájemně kladný, záporný anebo nulový sklon.

Nejméně tři axiální drážky 14 unašeče 1 jsou na každé boční stěně 8 opatřeny plochým výstupkem 9. Výška plochého výstupku 9 oproti ploše boční stěny 8 leží v rozmezí 0,2 mm až 0,6 mm. Náběžné hrany 12 výstupků 9 jsou zkoseny.

Spolehlivé činnosti spojky dále napomáhá zkosení nebo zaoblení náběžných hran 13 trnů 5 přesuvníku 2.

-2CZ 31657 U1

Výstupky 9 se zkosenými náběžnými hranami 12 vytvářejí axiální složku síly, která zajišťuje přesuvník 2 v záběru se spínaným hnaným kolem 3, avšak vylučují trvalé působení této síly na přesuvník 2. Při přetažení přesuvníku 2 do záběru s hnaným kolem 3 a za současného působení točivého momentu, dolehnou styčné plochy 11 přesuvníku 2 na styčné plochy bočních stěn 8 unašeče 1 a zkosená plocha 13 trnů 5 na zkosenou plochu náběžných hran 12 výstupků 9. Tyto zkosené plochy vyvodí axiální složku síly působící na pohyblivý přesuvník 2. Tato síla však vznikne pouze tehdy, pokud existuje odpovídající reakce opačným směrem proti řadícímu pohybu, která navíc drží přesuvník 2 v poloze, dané polohou výstupků 9 na unašeči 1. Výhodou je, že tato axiální síla není závislá na velikosti přenášeného točivého momentu, nýbrž odráží pouze velikost reakce vnitřních sil systému spojky.

Při následném vyřazování přesuvníku 2 ze záběru, tj. při rozpojování spojky, stačí překonat plochu náběžné hrany 12 výstupku 9 a další pohyb přesuvníku 2 po devadesáti až devadesátipěti procentech jeho obvyklé dráhy již není ovlivněn žádnou přídavnou axiální silou, což je významné z hlediska komfortu při řazení.

Průmyslová využitelnost

Uvedené řešení je vhodné zejména pro automobilové převodové skříně pro řazení jednotlivých rychlostí, ať už manuálně, sekvenčně anebo hydraulicky a zejména pro soutěžní a závodní vozy.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Spojka převodové skříně, opatřená unášečem pro nasazení na hnací hřídel a přesuvníkem pro spojení unášeče s hnaným kolem souosým s unášečem, kde unášeč je na svém vnějším obvodu opatřen alespoň třemi axiálně vedenými drážkami, přesuvník ve tvaru prstence, jehož vnitřní průměr je větší než vnější průměr unášeče, má na vnitřním povrchu radiálně vedené tmy jejichž počet odpovídá počtu axiálních drážek unášeče a hnané kolo má na čele přilehlém k unášeči axiálně vedené ozuby, jejichž styčné plochy jsou stejnolehlé s plochami trnů přesuvníku, přičemž počet ozubů hnaného kola odpovídá počtu trnů, přesuvníku, vyznačující se tím, že ozuby (7) hnaného kola (3) mají svoji čelní náběžnou hranu (15) i odběžnou hranu (16) zešikmenou pod úhlem 7 až 10 stupňů vůči čelní ploše (17) ozubů (7), přičemž přítlačná síla působící na přesuvník (2) směrem ke hnanému kolu (3) je nastavená na hodnotu 40 N až 60 N.
2. 2. Spojka převodové skříně podle nároku 1, vyznačující se tím, že zkosení ozubů (7) hnaného kola (3) zasahuje alespoň do jedné čtvrtiny čelní plochy (17) ozubů (7).
3. 3. Spojka převodové skříně podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nejméně tři axiální drážky (14) unášeče (1) jsou na každé své boční stěně (8) opatřeny plochým výstupkem (9), přičemž výška plochého výstupku (9) oproti ploše boční stěny (8) leží v rozmezí 0,2 mm až 0,6 mm.