PL106033B1 - Sprzeglo cierne wielotarczowe - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sprzeglo cienie wielotarczowe, sterowane hydraulicznie i stosowane glównie w skrzyniach biegów samochpdów, ciagników i róznych maszyn do budowy i naprawy dróg.

Wynalazek obejmuje w szczególnosci sprzegla cierne o zwartej budowie, zawierajacej zespoly tarcz napedowych i tarcz napedzapych, które stykaja sie ze soba podczas hydraulicznego wlaczania sprzegla. Wówczas to ciecz robocza oddzialywuje na tlok stopniowy, przemieszczajacy sie wzdluz osi korpusu sprzegla wraz z tarcza dociskowa, zabezpieczajaca polozenie robocze tarcz napedzanych z tarczami napedowymi.

Sprzeglo cierne wielotarczowe wedlug wynalazku charakteryzuje sie ponadto tym, ze jego tlok stopniowy jest zaopatrzony w spustowe otwory przelotowe, umieszczone równolegle wzgledem osi tloka stopniowego, na krancach jego obwodu w ten sposób, ze w pozycji, kiedy tlok stopniowy i tarcza dociskowa sa wzgledem siebie rozsuniete, co jest uzyskiwane za posrednictwem elementu sprezystego uruchamiajacego, to wówczas nastepuje zlewanie cieczy roboczej przy wylaczeniu sprzegla.

Konstrukcja znanego sprzegla charakteryzuje sie zastosowaniem tloków stopniowych, zaopatrzonych w kanaly wewnetrzne i zewnetrzne, które sa ze soba polaczone za pomoca otworów kalibrowanych.

Zwiekszenie parcia cieczy roboczej, a wiec bezskokowosc wlaczania sa uzyskiwane dzieki wyborowi odpowiednich otworów kalibrowanych.

Niedogodnosc stosowanych dotychczas sprzegiel ciernych polega na podatnosci otworów kalibrowanych i wnetrza cylindrów na zanieczyszczenia. Niedogodnosc stanowia tu równiez znaczne wymiary podluzne oraz zwiekszone wymagania odnosnie stosowanych olejów oraz oczyszczania tych olejów.

W celu zapewnienia odpowiedniej wydajnosci tego sprzegla niezbedne jest stosowanie filtrów o dokladnosci oczyszczania, nie wiekszej niz 20 mikronów.

Udoskonalone sprzeglo cierne, opisane w patencie USA nr 336248?, zawiera spustowe otwory przelotowe, umieszczone na krancach obwodu tloka, w celu skrócenia momentu wylaczania sprzegla. Wynalazek ten charakteryzuje sie tym, ze w momencie usuniecia parcia roboczego elementy sprezyste odrywaja tlok od plyty2 106 033 sasiedniej, co powoduje, ze tylko w tym momencie otwieraja sie otwory przelotowe w tloku i wówczas nastepuje zlewanie cieczy roboczej. W momencie wlaczenia sprzegla tlok przylega scisle do tarczy sasiedniej ajego otwór jest wówczas zamkniety.

Niedogodnosc sprzegiel o podobnej konstrukcji polega równiez na tym, ze zlewanie cieczy roboczej przez otwory podczas wykonywania przez tlok ruchu jalowego powoduje zwiekszenie czasu tego ruchu, co z kolei wplywa niekorzystnie na opóznianie lacznego czasu wlaczenia sprzegla.

- Rozwiazanie to odznacza sie takze niewielkim przekrojem przeplywowym otworów przelotowych, co powoduje równiez opóznianie wlaczania sprzegla. W podobnych sprzeglach utrudniona jest równiez regulacja zlewania cieczy roboczej w procesie wlaczania.

Celem wynalazku jest przeto wyeliminowanie wspomnianych wyzej niedogodnosci.

Istota wynalazku polega wiec na dokonaniu zmian w konstrukcji ukladu odprowadzajacego ciecz robocza z obracajacego sie cylindra hydraulicznego sprzegla ciernego wielotarczowego, majacych na celu zagwaranto¬ wanie bezskokowej regulacji wlaczania sprzegla oraz zapewnienie szybkiego wylaczania, Cel ten jest realizowany w ten sposób, ze sprzeglo cierne wielotarczowe, sterowane hydraulicznie, zawiera zestawy tarcz ciernych napedzanych i zestawy tarcz ciernych napedowych, stykajacych sie ze soba przy wlaczaniu sprzegla, a korpus sprzegla zawiera tlok stopniowy, zaopatrzony w spustowe otwory przelotowe, umieszczone na krancach jego obwodu, w tarcze dociskowa, oddalajaca sie od tloka za pomoca elementu uruchamiajacego oraz w sprezyny powrotne, sprowadzajace tlok do polozenia wyjsciowego przy wylaczeniu sprzegla.

Sprzeglo to charakteryzuje sie tym, ze wspomniane otwory spustowe, wykonane w tloku, sa zamykane za pomoca zaworów. Zawory te zamkniete przy sprzegle wylaczonym i podczas ruchu jalowego tloka i sa zaopatrzone w element sterowania, wspóldzialajacy z tarcza dociskowa podczas wzglednego przemieszczania sie tarczy dociskowej i tloka w ten sposób, ze im bardziej zblizaja sie do siebie tarcza i tlok, to tym znaczniej przesuwa sie element sterowania zaworu, zmieniajac zdolnosc przepustowa otworów spustowych.

Takie udoskonalenie sprzegla ciernego wielotarczowego pozwala na bezskokowe wlaczanie sprzegla. Tlok sciska pakiet tarcz napedowych i tarcz napedzanych i nastepuje tu przemieszczanie sie elementów sterowania zaworu, zgodnie z ujeciem sprezyn silowych oraz ma miejsce bezskokowe, wymagane zlewanie cieczy roboczej z przestrzeni miedzy tlokiem a tarcza dociskowa.

Wynalazek charakteryzuje sie tym, ze wspomniane elementy sterowania zaworem posiadaja ksztalt korków, rozcietych wzdluz dlugosci i wykonujacych na skutek dzialania tarczy dociskowej ruch slizgowy wzdluz osiowych otworów przelotowych tloka, przytym przeciecie to stanowi szczeline spustowa, której przekrój przeplywowy zmienia sie w czasie ruchu korków oraz tworzy równiez na jej koncach sprezyste i rozchodzace sie w rózne strony odcinki, ustalajace polozenie korków w otworach tloka i zapobiegajace samoistnemu przemieszczaniu sie korków pod wplywem parcia cieczy. Wspomniane korki opieraja sie o brzegi korpusu sprzegla, dzieki czemu mozliwe jest doprowadzenie korków do ich polozenia wyjsciowego, co ma miejsce w przypadku powrotu tloka do jego pozycji wyjsciowej.

Takie rozwiazanie zaworów umozliwia uzyskanie prostym sposobem bezskokowego zadanego przemieszczenia elementu sterowania (to jest korka z rozcieciem) i otwarcia otworu spustowego (szczeliny korka) w czasie przemieszczania sie tloka w stosunku do korpusu sprzegla. Wykonanie w korkach naciec zapobiega samoistnemu przesuwaniu sie korków w otworach tloka pod wplywem parcia cieczy oraz gwarantuje utrzymanie korków w otworach i przemieszczanie sie tych korków jedynie na skutek bezposredniego, mechanicznego ich zetkniecia sie z jednej strony z tarcza dociskowa, a z drugiej strony z korpusem sprzegla.

Odmiana sprzegla wedlug wynalazku charakteryzuje sie natomiast tym, ze w charakterze uruchamiajacego elementu sprezystego, umieszczonego miedzy tlokiem a tarcza dociskowa, jest zastosowana sprezyna krazkowa, o sile, potrzebnej do rozlaczenia tloka i tarczy dociskowej, po usunieciu cisnienia statycznego.

Zamontowanie sprezyny krazkowej o wskazanej sile jest rozwiazaniem optymalnym i niezbednym dla rozlaczenia od siebie tloka i tarczy dociskowej, po usunieciu parcia cieczy roboczej w celu wylaczenia sprzegla.

Dalsze udoskonalenie proponowanej konstrukcji sprzegla ciernego wielotarczowego polega na tym, ze w celu usuniecia z korpusu cieczy roboczej, przenikajacej przypadkowo do korpusu, przynajmniej jeden ze wspomnianych zaworów zamknietych posiada przy sprzegle wylaczonym niewielki otwór do odprowadzania cieczy roboczej, co zapobiega przypadkowemu wlaczeniu sprzegla.

Takie rozwiazanie gwarantuje równiez niezawodnosc dzialania sprzegla oraz pozwala na usuniecie cieczy, jaka przedostala sie przypadkowo do cylindra za pomoca otworów w jednym z zaworów zamknietych, co eliminuje z kolei samoistne wlaczenie sie sprzegla.

Wynalazek jest wyjasniony blizej na przykladzie wykonania uwidocznionym na rysunku schematycznym, na którym fig. 1 przedstawia sprzeglo cierne wielotarczowe wedlug wynalazku, w przekroju podluznym,106 033 3 fig. 2 — czesc tego sprzegla w czasie wybierania luzu pomiedzy tarczami ciernymi (w momencie poczatkowym) fig. 3 — czesc sprzegla pokazana na fig. 2, w czasie zlewania cieczy roboczej przez zawór, w momencie drgania sprzegla pod wplywem obciazenia, fig. 4- sprzeglo cierne wedlug wynalazku, po jego wlaczeniu, fig. 5 — sprzeglo cierne w chwili zlewania cieczy roboczej, w czasie jego wlaczania, a fig. 6 — korek zaworu odplywowego w sprzegle uwidocznionym na fig. 1 —5.

Sprzeglo cierne wielotarczowe sklada sie z korpusu 1 (fig. 1—5) zawierajacego kanal cylindryczny w ksztalcie pierscienia, z zamocowanego w tym korpusie 1 tloka 2 oraz z tarczy oporowej 4 a ponadto z czterech tarcz napedowych 5, pieciu tarcz napedzanych 6 i z tarczy dociskowej 7, jak równiez z dwóch silowych sprezyn krazkowych 8, dwunastu sprezyn powrotnych 9, i z korków 3, umieszczonych przesuwnie w otworach spustowych tloka 2.

Korpus 1 jest polaczony sztywno z walem napedzajacym 10 (np. za pomoca kiina wzdluznego) i posiada zlobki przelotowe, wykonane na krancach swego obwodu, przy czym zlobki te spelniaja role rowkówi zazebiaja sie z rowkami tarcz napedowych 5.

Tarcze napedzane 6 maja rowki wewnetrzne, które zazebiaja sie z napedzanymi elementami przekladni, np. z kolem zebatym 11, uwidocznionym na fig. 1 za pomoca cienkiej linii.

Moment skrecajacy przechodzi z tarcz napedowych 5 na tarcze napedzajace 6 dzieki sile tarcia, powstajacej pomiedzy tymi tarczami przy sciskaniu pakietu tarcz napedzajacych 6. Sciskaniepakietu tarcz napedzajacych 6 odbywa sie poprzez tlok 2 za pomoca silowych sprezyn krazkowych 8 i za pomoca tarczy dociskowej 7.

Odbywa sie to podczas przekazywania cieczy roboczej pod cisnieniem do korpusu 1 pod tlok 2 za posrednictwem kanalów 12 uwidocznionych na fig. 1 za pomoca linii przerywanej.

Na krancach obwodu tloka 2 sa naciete rowki, które zapobiegaja obrotowi tloka 2 wzgledem korpusu 1.

Rowki te lacza równiez tlok 2 z tarcza dociskowa 7 która jest odpychana od tloka 2 za pomoca sprezyn krazkowych 8, scisnietych czesciowo podczas montazu sprzegla.

Na krancach obwodu tloka 2, lezacych naprzeciwko tarczy dociskowej 7 sa wykonane przelotowe otwory spustowe, zaopatrzone w korki 3 z przecieciem,które moga wykonywac ruch slizgowy w kierunku osiowym.

Korki 3 pelnia funkcje sterowanego elementu suwakowego, slizgajacego sie w zaworze.

Zakonczenie korków 3 ma postac rozchodzacych sie na boki odcinków sprezystych 13 (fig. 6\ które ustalajac polozenie korków 3 w otworze spustowym tloka 2, zapobiegaja samoistnemu przemieszczaniu sie korków 3 pod wplywem parada cieczy. Wskutek docisku zakonczen korka 3 w otworach do tloka 2, J>owstaje niezbedna sila tarcia, która utrzymuje korki 3 we wlasciwym ich polozeniu. Przemieszczenie tych korków nastepuje jedynie na skutek nacisku na nie tarczy 7 lub korpusu 1, co jest uwidocznione na fig. 2, 3,4 i 5.

Korki 3 wspóldzialaja z tarcza dociskowa 7 przy przemieszczeniu wzgledem tarczy dociskowej 7 i tloka 2 w ten sposób, ze im blizej korków 3 znajduje sie tarcza dociskowa 7 i tlok 2, to tym wydatniej przemieszczaja sie korki 3, zmieniajac zdolnosc przepustowa zaworów, znajdujacych sie w otworach spustowych tloka 2.

Zasada dzialania sprzegla wedlug wynalazku jest nastepujaca. Ciecz robocza jest doprowadzana pod cisnieniem korpusu 1 i powoduje przemieszczenie tloka 2 w kierunku tarcz ciernych 5 i 6.

Zgodnie z fig. 2 przy wybieraniu luk miedzy tarczami 5 i 6 w czasie biegu jalowego tloka 2, tlok 2 i tarcza dociskowa 7 przemieszczaja sie jako jedna calosc, a otwory spustowe sa przy tym zamkniete za pomoca korków 3, uniemozliwiajac tym samym zlewanie cieczy. Sprzyja to skróceniu poczatkowego etapu wlaczenia sprzegla i wplywa korzystnie na skrócenie czasu przelaczania przekladni. Tarcza dociskowa 7 opiera sie o pakiet tarcz ciernych i zgodnie z tym co przedstawia fig. 3 nastepuje ugiecie silowych sprezyn krazkowych 8 oraz ma jednoczesnie miejsce przemieszczenie korków 3 w otworach tloka 2, co umozliwia zlewanie cieczy roboczej z korpusu 1. Sprzeglo wykonuje w tym czasie ruch drgajacy na skutek obciazenia. Sila sciskania pakietu tarcz napedowych 5 i tarcz napedzanych 6 jest okreslana na tym etapie stopniem twardosci silowych sprezyn krazkowych 9, a tempo wlaczania zalezy od ilosci zalewania cieczy roboczej, odprowadzanej kanalami w momencie otwarcia korków 3 o wzdluznych przecieciach.

Zastosowanie róznych silowych sprezyn krazkowych 8 i zmiana przekroju przeplywu pozwala na dobór okreslonego tempa wlaczania sprzegla i umozliwia uzyskanie niezbednej bezskokowosci wlaczania.

Przemieszczenie kazdego korka 3 w otworze tloka 2 nastepuje na tym etapie za posrednictwem sily, idacej od tloka 2. Sila ta jest na tyle duza, ze zabezpiecza ona niezawodna prace sprzegla.

W koncu swojego biegu tlok 2 naciska bezposrednio na tarcze dociskowa 7 i zamyka otwory spustowe (fig. 4), zsuwajac korki 3. W ten sposób przy wlaczonym sprzegle, spust dla cieczy roboczej, zlewanej z korpusu 1 jest zamkniety, co zmniejsza mozliwosc ubytku tej cieczy oraz podnosi parcie na tlok 2 i uniemozliwia odkladanie sie w korpusie 1 produktów rozkladu cieczy roboczej oraz ubocznych produktów zanieczyszczen. Na tym etapie sila sciskania tarcz napedowych 5 i tarcz napedzanych 6 osiaga wartosc maksymalna a sprzeglo przekazuje pelny moment skrecajacy.4 106 033 Wlaczenie sprzegla nastepuje dzieki polaczeniu kanalu 12, uwidocznionego na fig. l,ze spustem. Silowe sprezyny krazkowe 8 sa dobierane w ten sposób, aby ich sila calkowita, dzialajaca wówczas, gdy sprzeglo cierne jest wlaczone oraz sila, przekazywana od sprezyn powrotnych 9 byla wieksza niz sila, powstajaca na tloku 2, na skutek oddzialywania na ciecz robocza sil odsrodkowych. Nastepuje wówczas oderwanie sie tloka 2 od tarczy dociskowej 7, co jest uwidocznione na fig. 5. Z kolei otwieraja sie szczeliny spustowe w korkach 3 i nastepuje zlewanie cieczy roboczej, jaka pozostala w korpusie 1. W tym samym czasie sprezyny powrotne 9 przesuwaja tlok 2 do polozenia wyjsciowego, uwidocznionego na fig. 1. Korki 3 opierajac sie przy tym o korpus 1, przemieszczaja sie w otworze tloka 2 i zamykaja szczeliny spustowe.

Celowe jest pozostawienie chociazby w jednym z korków 3 niewielkiej szczeliny, w celu umozliwienia ubytku cieczy roboczej, przenikajacej przypadkowo z ukladu sterujacego do korpusu wylaczonego sprzegla, co zapobiega samoistnemu wlaczeniu sie sprzegla.

Niezbedna bezskokowosc wlaczenia sprzegla uzyskiwana jest wiec dzieki temu, ze w momencie rozpoczecia sciskania pakietu tarcz ciernych przez tlok 2 za posrednictwem silowych sprezyn krazkowych 8 nastepuje proporcjonalne do ugiecia sprezyn silowych 8 przemieszczenie korków zaworowych 3 i ma miejsce otwarcie spustu, w celu odplywu cieczy roboczej z cylindra hydraulicznego.

Przepustowosc cieczy roboczej w zaworach spustowych moze ulegac zmianie na skutek zmiany powierzchni przekroju przeplywowego zaworów i zmiany ilosci zaworów w tloku 2.

Zmiana przekroju przeplywowego kanalu zaworu spustowego, w zaleznosci od przemieszczenia korków 3 oraz zmiana przekroju przeplywowego kanalu, doprowadzajacego ciecz do cylindra umozliwia regulacje parcia w cylindrze w czasie, a wiec pozwala równiez na regulacje tempa wlaczania sprzegla.

Przy maksymalnym ugieciu sprezyn silowych 8 tlok 2 naciska na tarcze dociskowa 7 i zamyka spust do zlewania cieczy roboczej przez zawory. Dzieki temu przy sprzegle wlaczonym nie nastepuje przepompowywanie cieczy roboczej przez cylinder, a wiec ubytki tej cieczy sa minimalne.

Bezskokowosc wlaczania sprzegla wedlug wynalazku jest uzyskiwana dzieki regulacji parcia cieczy w cylindrze hydraulicznym sprzegla, w zaleznosci od ruchu tloka 2, który nastepuje z kolei dzieki zmianie przekroju przeplywowego kanalu przecietego korka 3.

Glówna zaleta sprzegla ciernego wielotarczowego polega na tym, ze przemieszczenie korków zaworowych 3, przy wlaczeniu sprzegla nastepuje na skutek sily, z jaka dziala tlok 2, a przy wylaczeniu sprzegla przemieszczenie korków zaworowych 3 odbywa sie dzieki sile dzialania sprezyn powrotnych 8. Odpowiednio duza sila tloka 2 i sprezyn 9 gwarantuje niezawodnosc dzialania sprzegla.

Sprzeglo wedlug wynalazku eliminuje niedogodnosci, charakterystyczne dla stosowanych dotychczas sprzegiel oraz odznacza sie bezskokowoscia wlaczania, jak równiez zwarta budowa i niezawodnoscia dzialania, a takze charakteryzuje sie mniejszymi wymaganiami w zakresie stosowania olejów roboczych i ich oczyszczania.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Sprzeglo cierne wielotarczowe, sterowane hydraulicznie i zawierajace zespoly tarcz napedowych i napedzanych, stykajacych sie ze soba przy wlaczeniu sprzegla, w którego korpusie jest umieszczony osiowo ruchomy tlok, zaopatrzony w przelotowe kanaly spustowe, znajdujace sie na krancach jego obwodu i wyposazony w tarcze dociskowa, odrywajaca sie od tloka dzieki elementowi uruchamiajacemu, a takze zaopatrzony w sprezyny powrotne do sprowadzania tloka do pozycji wyjsciowej, przy wylaczeniu sprzegla, znamuenne tym, ze wykonane w tloku (2) otwory spustowe maja zawory, które sa zamkniete przy sprzegle wylaczonym i podczas biegu jalowego tloka (2) oraz sa wyposazone w element sterowany, wspóldzialajacy z tarcza dociskowa (7) przy jej przemieszczeniu wzgledem tloka (2) w ten sposób, ze im blizej siebie znajduje sie tarcza (7) i tlok (2), to tym wieksze nastepuje przemieszczenie elementu sterowanego zaworu, co powoduje zmiane zdolnosci przepustowej otworów spustowych.

2. Sprzeglo wedlug zastrz. 1,znamienne tym, ze elementy sterowane zaworu maja postac korków (3), rozdetych wzdluz ich dlugosci i mogacych wykonywac ruch slizgowy w osiowych otworach przelotowych tloka (2), pod wplywem dzialania tarczy dociskowej (7), przy czym rozciecie podluzne w korpusach (3), tworzace szczeline spustowa, zmieniajaca swój przekrój przeplywowy w czasie ruchu korka (3), tworzy równiez na zakonczeniu korka (3) odcinki (13), rozchodzace sie sprezyscie w dwie strony i zapobiegajace samoistnemu przemieszczaniu sie korka (3) w otworach przelotowych tloka (2) pod wplywem parcia cieczy, przy czym ramiona tych korków (3) opieraja sie o korpus (1) sprzegla, co gwarantuje doprowadzenie korków (3) do polozenia wyjsciowego, przy sprowadzeniu tloka (2) do pozycji wyjsciowej.

3. Sprzeglo wedlug zastrz. 1 lub 2, z n a m U n n e tym, ze miedzy tlokiem (2) a tarcza dociskowa (7) jest umieszczona jako sprezysty element uruchamiajacy sprezyna (8) o sile, dostatecznej dla oderwania tloka (2) od tarczy dociskowej (7), przy usunieciu cisnienia statycznego.106 033 5

4. Sprzeglo wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze w celu usuniecia z korpusu (1) cieczy roboczej, przenikajacej przypadkowo do tego korpusu (1), przy sprzegle wylaczonym, w co najmniej jednym z zamknietych zaworów jest przewidziany niewielki otwór odprowadzajacy te ciecz, co pozwala na wyeliminowanie przypadkowego wlaczenia sprzegla. IW ,, / FIC.3 yr» •' / n