****?' h* •• •»"•*... .. * , ¦ Twórca wynalazku: Robert Eugene Haight Uprawniony z patentu: Deere and Company, Moline, Illinois (Stany Zjednoczone Ameryki) Urzadzenie do przenoszenia momentu obrotowego wlaczane hydraulicznie Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do prze¬ noszenia momentu obrotowego wlaczane hydrau¬ licznie, posiadajace obrotowa wokól wlasnej osi obudowe* jedna osiowo nieprzesuwna scianke tar¬ czowa i druga osiowa przesuwna scianke tarczowa, które to scianki tworza miedzy soba pierscieniowa komore cisnieniowa o zmiennej pojemnosci przy czym zmiana pojemnosci tej komory jest zalezna od ilosci wprowadzonego do niej sprezonego czyn¬ nika hydraulicznego, przez mechanizm sterujacy, a ponadto urzadzenie posiada czuly na zmiane sily odsrodkowej zawór nadmiarowy, który utworzony jest z wykonanego w jednej ze scianek tarczowych kanalu, który to kanal jest równolegly do osi obro¬ tu obudowy i jest od tej osi obrotu oddalony, z wykonanego w tym kanale wspólosiowego gniazda zaworowego oraz z umieszczonego w tym gniezdzie zawieradla kulowego, które przy doprowadzeniu do komory cisnieniowej sprezonego czynnika hydrau¬ licznego zamyka gniazdo zaworowe niezaleznie od predkosci obrotowej obudowy a tym samym nieza¬ leznie od dzialajacej na niego sily odsrodkowej, na¬ tomiast otwiera gniazdo zaworowe pod wplywem dzialania na niego sily odsrodkowej, ale przy zmniejszonym cisnieniu w komorze cisnieniowej, powodujac szybsze odprowadzenie czynnika hyd¬ raulicznego z tej komory.Znane jest z opisu patentowego U.S.A. nr 2740512 wymienionego na wstepie rodzaju urzadzenie, które okreslane jest takze jako sprzeglo cierne urucha- 10 20 25 30 miane hydraulicznie. To znane urzadzenie zawiera czuly na dzialanie sily odsrodkowej zawór do szyb¬ szego odprowadzania czynnika hydraulicznego po wylaczeniu sprzegla. Przedstawione w tym opisie patentowym sprzeglo posiada pare przeciwleglych wspólosiowych scianek promieniowych, z których jedna jest tlokiem przyjmujacym plyn. Tlok ten ma wewnatrz kanal przebiegajacy przelotowo na osi oddalonej promieniowo od osi obrotu sprzegla i równoleglej do niej, przy czym kanal ten prowadzi do rozszerzalnej komory pomiedzy sciankami do wnetrza sprzegla.Wewnatrz kanalu znajduje sie stozkowe gniazdo zawieradla kulowego, którego szerszy koniec zwró¬ cony jest do komory. Gniazdo jest zamkniete przez kulowe zawieradlo wtedy, kiedy sprzeglo jest pod cisnieniem, ale kulowe zawieradlo stacza sie z gniazda, przy usunieciu cisnienia z komory i na skutek sily odsrodkowej dzialajacej na to kulowe zawieradlo. Mozna zastosowac wiele takich zawo¬ rów nadmiarowych rozmieszczonych obwodowo wokól tloka. Kiedy zatem sprzeglo jest pozbawione cisnienia, cyznnik hydrauliczny jest odprowadzany z komory nie tylko poprzez glówny zawór steru¬ jacy lecz równiez poprzez zawory nadmiarowe.Podczas dzialania urzadzenia sila odsrodkowa nie moze jednak pokonac cisnienia czynnika hydrau¬ licznego w komorze, zawieradla kulowe pozostaja w gniazdach, a sprzeglo pozostaje wlaczone, az 138 039S 138 039 4 zawór sterujacy zostanie uruchomiony w celu zwol¬ nienia sprzegla.Problemem nierozlacznie zwiazanym z konstru¬ kcja taka jak opisano jest to, ze zawieradla kulo¬ we schodza z zaworu zasadniczo natychmiast po zmniejszeniu cisnienia wlaczenia sprzegla. Tak wiec przy malej predkosci obrotowej lub przy braku obrotu czynnik hydrauliczny odplywa z komory sprzegla, co wymaga wiele czasu i duzej objetosci dla napelnienia komory w celu wlaczenia sprzegla, co powoduie znaczne opóznienie zanim sprzeglo moze byc ponownie wlaczone.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad zna- fnycE^fagoi~fodaaju^rzadzen. Zgodnie z wynalazkiem cel ten osiagnieto dzieki temu, ze w kanale zaworu nadmiarowego jest;osadzona srubowa sprezyna do¬ ciskowa, ,,o wymaganej sile docisku, przy czym ; jeden koniec' sprezyny dociskowej jest wsparty na zawieradle kulowym a drugi jej koniec jest wspar¬ ty na dennej powierzchni kanalu zaworu nadmia¬ rowego.Istotne jest, ze zawór nadmiarowy jest umiesz¬ czony w osiowo nieprzesuwnej sciance tarczowej a wylot dwustopniowego kanalu zaworu nadmiaro¬ wego jest doprowadzony na zewnatrz obudowy.Odcinek kanalu zaworu nadmiarowego jest prze¬ ciety promieniowym kanalem polaczonym z pier¬ scieniowa komora cisnieniowa, przy czym srubowa sprezyna dociskowa obejmuje równiez obszar, w - którym przecina sie kanal promieniowy z kanalem nadmiarowym.Istotne tez jest, ze zarówno dwustopniowy kanal zaworu nadmiarowego jak i kanaly promieniowe, które lacza sie z pierscieniowa komora cisnieniowa sa wykonane w nieprzesuwnej osiowo sciance tar¬ czowej^ Korzystnie jest, jesli jeden odcinek dwustopnio¬ wego kanalu zaworu nadmiarowego ma wiekszy przekrój poprzeczny niz drugi jego odcinek. Po¬ wyzsze cechy ulatwiaja wytwarzanie i montaz urzadzenia i czynia go bardziej sprawnym i nieza¬ wodnym w dzialaniu.Poniewaz .kanal zaworu nadmiarowego jest otwarty na zewnatrz scianki, w której jest on usy¬ tuowany, jego koniec wylotowy moze miec wie- Ksza srednice niz jego pozostaly odcinek. W koncu tym jest umieszczony czlon pierscieniowy z gniaz¬ dem zaworowym. Ulatwia to obróbke gniazda i umozliwia zwlaszcza instalowanie sprezyny i ku¬ lowego zawieradla, a ponadto umozliwia wykona¬ nie*, czlonu pierscieniowego z utwardzonego ma¬ terialu.Przedmiot wynalazku jest blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do przenoszenia mo¬ mentu obrotowego w przekroju poosiowym a fig. 2 — zawór nadmiarowy urzadzenia z fig. 1 w po¬ wiekszeniu i w przekroju poosiowym.Konstrukcja sprzegla wybrana dla celów ilustra¬ cji stanowi jedynie reprezentacje wielu postaci uruchamianych hydraulicznie urzadzen przenosza¬ cych moment obrotowy, w których mozna stosowac zawór nadmiarowy. Urzadzenie to, co jest typowe dla sprzegiel, zawiera obudowe 10 obrotowa wokól wlasnej osi. Czesc obudowy widziana z lewej stro¬ ny fig. 1 moze byc nazwana czescia napedzajaca i jest zasadniczo bebnem 12 posiadajacym tarczo¬ wa scianke 14, wyposazona w plytke dociskowa 17, wiele separatorów 16 sprzeglo typowo przedzielo¬ nych plytkami ciernymi 18 osadzonych- wieloklino- wo na czesci napedzanej 20, przy czym pakiet ply¬ tek jest sciskany osiowo w stosunku do plytki opo¬ rowej 22 stanowiacej element dzielacy. Pokazane tu sprzeglo jest typu wielostopniowego. Druga czesc sprzegla jest umieszczona z prawej strony plytki oporowej 22. Nie jest to istotny aspekt wy¬ nalazku i nie bedzie wiecej o tym mowy.Beben 12 jest osadzony centralnie wieloklinowo na wydrazonym walku 24, a czesc napedzana 20 jest centralnie osadzona wieloklinowo na wydra¬ zonym walku 26. Przeznaczenia i cele tych walków nie sa istotne i dalsze ich opisywanie nie jest ko¬ nieczne. Walki te przebiegaja osiowo poprzez wy¬ drazona czesc 28 obudowy przekladni (nie poka¬ zano), przy czym czesc 28 zawiera kanal 30 czyn¬ nika hydraulicznego dolaczony do glównego zaworu sterujacego V, który z kolei jest typowo polaczony z pompa P czynnika hydraulicznego i ze zbiorni¬ kiem 32, który moze tu stanowic miske skrzynki przekladniowej, co zwykle stosuje sie. -Nalezy jed¬ nak zauwazyc, ze glówny zawór sterujacy V moze byc dowolnego typu i z tego wzgledu zostal poka¬ zany schematycznie.Wewnetrzna lub czolowa powierzchnia tarczowej scianki 14 bebna 12 ma wewnatrz pierscieniowa komore 34, w której umieszczona jest osiowo prze¬ suwna czesc tylna tloka 36 sluzaca jako druga, ru¬ choma scianka tarczowa wspólpracujaca z przednia scianka tarczowa 14, aby utworzyc pierscieniowa komore 34. Tlok 36 ma wewnetrzny plaszcz pier¬ scieniowy 38, który jest przesuwany przez konwen¬ cjonalny pakiet sprezyn srubowych 40 do poloze¬ nia wylaczenia sprzegla. Dodatkowe sprezyny (nie pokazano) mozna zastosowac przy zewnetrznym ob¬ wodzie sprzegla, aby odpychac od siebie plytke do¬ ciskowa 17 i plytke oporowa 22. Zostaly one tu po¬ miniete dla polepszenia przejrzystosci. Jeden lub kilka promieniowych kanalów, takich jak poka¬ zano w miejscu 42, prowadzi do centralnego ka¬ nalu 30 do komory 34.Kiedy zawór V jest przedstawiony do polozenia „wlaczenia", czynnik hydrauliczny pod cisnieniem wypelnia komore 34, porusza tlok w kierunku do plytki dociskowej 17, powodujac, ze plytki separa¬ cyjne 16 i plytki cierne 18 stykaja sie ze soba, na skutek czego nastepuje wlaczenie sprzegla, a rów¬ noczesnie zostaje scisniety pakiet sprezyn zwalnia¬ jacych 40. Kiedy zawór jest przestawiony do po- lezenia „wylaczone", wówczas czynnik hydrau¬ liczny z komory 34 powraca do zbiornika, a pakiet sprezyn przesuwa tlok 36 do tylu (w lewo jak po¬ kazano na fig. 1).Zawór nadmiarowy wedlug wynalazku jest ozna¬ czony ogólnie przez 44. Jak juz zaznaczono powy¬ zej mozna zastosowac kilka takich zaworów roz¬ mieszczonych obwodowo wokól osi obrotu i usytu¬ owanych przy zewnetrznym obwodzie sprzegla. Po¬ niewaz wszystkie one sa podobne, opisanie jednego z nich wystarczy. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 138 039 76 Jest to pokazane szczególowo na fig. 2. Kanal 46 . przebiega poprzez scianke 14 bebna 12 na osi od¬ dalonej promieniowo od osi obrotu i równoleglej do niej. Przedni lub wewnetrzny koniec tego kanalu jest dolaczony do komory 34 poprzez kanal promie¬ niowy 48, który odchodzi od komory, przecina kanal zaworu nadmiarowego 46 w miejscu 50 i przebiega dalej promieniowo na zewnatrz do obwodu bebna 12, gdzie jest zamkniety w miejscu 52. Tego typu konstrukcja ulatwia mechaniczna obróbke bebna, poniewaz kanal promieniowy 48 moze byc wier¬ cony do wewnatrz od obwodu bebna do komory 34.Kanal zaworu nadmiarowego jest dwustopniowy i stanowi go wewnetrzny odcinek kanalu 46 o mniejszym przekroju poprzecznym oraz zewnetrzny odcinek kanalu 54 o wiekszym przekroju poprzecz¬ nym. Pierscieniowy czlon 56 jest osadzony na wcisk w kanale 54 i ma stozkowe lub skosne gniazdo za¬ worowe 58 z wspólosiowym otworem wylotowym GO oraz z wewnetrznym otworem prowadzacym 62.Poniewaz czlon 56 nie jest integralna czescia be¬ bna 12, mozna go obrabiac oddzielnie i dokladniej.Zawieradlo kulowe 64 zamyka lub otwiera otwór wylotowy 60.Wedlug wynalazku zawieradlo kulowe jest spy¬ chane do polozenia osadzonego na gniezdzie przez srubowa sprezyne 66 o niewielkiej sile. Jak to opi¬ sane zostanie ponizej szczególowo sila sprezyny i kat a gniazda sa takie, ze zawieradlo kulowe po¬ zostaje w gniezdzie, kiedy glówny zawór sterujacy V jest uruchomiony w celu zmniejszenia cisnienia czynnika hydraulicznego w komorze 34 podczas malej predkosci obrotowej lub przy braku obrotu sprzegla. Jednakze sila sprezyny bedzie pokonana przez sile odsrodkowa dzialajaca na zawieradlo ku¬ lowe 64 przy predkosciach powyzej uprzednio okreslonej wartosci, kiedy zawór glówny stero¬ wniczy V zmniejsza cisnienie w komorze 34.Jak juz wyjasniono poprzednio ma to na celu zapobiezenie calkowitemu opróznieniu komory 34 przy malej predkosci lub przy braku predkosci, z równoczesnym umozliwieniem otwierania zawie- radla kulowego 64 przy duzych predkosciach, aby zapewnic szybkie opróznienie komory 34 z czyn¬ nika hydraulicznego przy duzych predkosciach, kiedy sprzeglo jest zwalniane. Mozna powiedziec, ze zawór nadmiarowy pracuje w polaczeniu ze zmniejszeniem cisnienia w komorze 34 przez glów¬ ny zawór sterujacy V, aby wystarczajaco przyspie¬ szyc opróznianie komory a tym samym, zapewnic rozlaczanie tarcz ciernych pod dzialaniem sily pa¬ kietu sprezyn 40. Nalezy zauwazyc, ze kiedy do¬ datkowe sprezyny zastosowane sa przy zewnetrz¬ nym obwodzie sprzegla, wówczas sprezyny te wspo¬ magaja pakiet sprezyn 40 przy powrocie tloka 36 do polozenia poczatkowego. Kat gniazda a jest do¬ brany tak, aby umozliwic zawieradlu kulowemu 64 staczanie sie promieniowo na zewnatrz dla celów i w warunkach opisanych powyzej.Sila sprezyny 66 i kat a gniazda 58 sa zalezne od wielu zmiennych, takich jak srednica sprzegla, objetosc komory 34, promieniowy odstep zaworu nadmiarowego 44 od osi obrotu, srednica i ciezar zawieradla kulowego 64 itd. Sposób obliczania kon¬ strukcji gniazda bez sprezyny jest znany fa¬ chowcom. Przykladem takiego sposobu jest Sposób zastosowany przy obliczaniu tak zwanego zaworu Buicka, str. 52 i 53 „General Motors Engineering Journar, marzec-kwiecien 1954. Aby wykorzystac 5 jakakolwiek czesc tych obliczen, sila sprezyny musi byc zrównana z sila pochodzaca od cisnienia.W przykladzie wykonania przedmiotowego wyna¬ lazku srednica bebna 12 wynosi w przyblizeniu 33 cm, linia srodkowa zaworu nadmiarowego 44 jest oddalona w przyblizeniu 12,7 cm od osi obrotu, srednica tloka 36 jest rzedu 23 cm, srednica zawie¬ radla kulowego 66 wynosi okolo 6,3 mm, a kat a wynosi okolo 50 stopni. Sila wywierana na zawie¬ radlo kulowe 64 jest rzedu 0,55 kG.Nalezy zauwazyc, ze kiedy komora 34 jest pod cisnieniem, wówczas cisnienie w polaczeniu ze sprezyna 66 utrzymuje zawieradlo kulowe 64 na gniezdzie 58. Kiedy komora jest pozbawiona cisnie¬ nia przez glówny zawór sterujacy V, wówczas cisnienie czynnika hydraulicznego na zawieradlo kulowe 64 ustaje i jezeli predkosc obrotowa jest wieksza od okreslonej wartosci, na przyklad 2200 obr./min, wówczas sila odsrodkowa dzialajaca na zawieradlo kulowe 64 pokonuje sile sprezyny 66 i zawieradlo kulowe 64 stacza sie na zewnatrz z gniazda 58, zas czynnik hydrauliczny wyplywa z komory 34 poprzez otwarty teraz zawór nadmia¬ rowy 44.Zapewnia to szybkie wylaczanie sprzegla pod dzialaniem pakietu sprezyn 40. I znowu, jezeli przy zewnetrznym obwodzie sprzegla istnieja dodatkowe sprezyny, to moga one wspomagac pakiet sprezyn 40 w zapewnieniu szybkiego zwalniania. Jednakze, kiedy predkosc obrotowa zmaleje ponizej uprzednio okreslonej wartosci, sila odsrodkowa równiez ma¬ leje i sprezyna 66 powoduje -osadzenie zawieradla kulowego 64 w gniezdzie 58, zapobiegajac uchodze¬ niu tak duzej objetosci czynnika hydraulicznego z komory 34, która by zwiekszala czas napelniania i w konsekwencji opózniala ponowne wlaczenie sprzegla przez glówny zawór sterujacy V.Wykonanie czlonu 56 jako oddzielnej czesci daje wiele zalet. Przykladowo kanal 46 moze byc latwo wiercony z zewnatrz bebna. Przeciecie kanalów 48, 64 tworzy dogodne gniazdo dla wewnetrznego kon¬ ca sprezyny 66. Sprezyna, 66 kulowe zawieradlo 64 i czlon 56 moga byc latwo instalowane od zewnatrz bebna 12. Czlon 56 moze byc dokladnie obrobiony, zwlaszcza jezeli chodzi o wykonanie w nim gniazda 58. Te i inne zalety i cechy wynalazku stana sie oczywiste dla fachowca, wraz z modyfikacjami ko¬ rzystnego przykladu wykonania opisanego powyzej, bez odchodzenia od idei i zakresu wynalazku.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do przenoszenia momentu obroto' wego wlaczane hydraulicznie, posiadajace obrotowa wokól wlasnej osi obudowe, jedna osiowo nie prze¬ suwna scianke tarczowa i druga osiowo przesu¬ wna scianke tarczowa, które to scianki tworza miedzy soba pierscieniowa komore cisnieniowa o zmiennej pojemnosci, przy czym zmiana pojem¬ nosci tej komory jest zalezna od ilosci wprowadza¬ nego do niej sprezonego czynnika hydraulicznego przez mechanizm sterujacy, a ponadto urzadzenie posiada czuly na zmiane sily odsrodkowej zawór 1S 20 25 30 35 40 45 50 55 60138 019 nadmiarowy, który aitworzany jest z wykonanego w jednej ae scianefe tarczowych kanalu, który to kanal jest równolegly do osi obrotu obudowy i jest od tej osi obrotu oddalony, z wykonanego w tym kanale wspólosiowego gniazda zaworowego, oraz z umieszczonego w tym gniezdzie zawieradla kulo¬ wego, które przy doprowadzeniu do komory cisnie¬ niowej sprezanego czynnika hydraulicznego zamyka gniazdo zaworowe niezaleznie od predkosci obro¬ towej obudowy a tym samym niezaleznie od dzia¬ lajacej na niego sily odsrodkowej, natomiast otwie¬ ra gniazdo zaworowe pod wplywem dzialania na niego sily odsrodkowej, .ale przy zmniejszonym cisnieniu w komorze cisnieniowej powodujac szyb¬ sze odprowadzenie czynnika hydraulicznego z tej komory, znamienne tym, ze w kanale (46) zaworu nadmiarowego (44) jest osadzona srubowa sprezyna dociskowa czym jeden koniec sprezyny dociskowej (6*) jest wsparty na zawieradle kulowym (64) a drugi jej koniec jest wsparty na dennej powierzchni (50) ka¬ nalu <*$). 15 20 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawór nadmiarowy <44) jest umieszczony w osio¬ wo nieprzesuwnej scianie tarczowej <14) a wylot jego dwustopniowego kanalu (46, 54) jest doprowa¬ dzony na zewnatrz obudowy. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze odcinek wewnetrznego kanalu (46) jest przeciety promieniowym kanalem (48) polaczonym z pierscie¬ niowa komora cisnieniowa (34), przy czym srubowa sprezyna dociskowa (66) obejmuje równiez obszar, w którym przecinaja sie te kanaly (46 i 48). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zarówno dwustopniowy kanal (46, 54), jak i ka¬ naly promieniowe (42 i 48) sa wykonane w nie¬ przesuwnej osiowo sciance tarczowej (14). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zewnetrzny kanal (54) zaworu nadmiarowego ma wiekszy przekrój poprzeczny niz kanal wewnetrzny (46), przy czym w kanale (54) jest osadzony na wcisk czlon pierscieniowy (56), w którym wyko¬ nane jest gniazdo zaworowe (58).F/0./138 030 FIG* 2 PL