PL159356B1 - Urzadzenie ograniczajace róznice predkosci obrotowych walów, zwlaszcza do ukladów PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie ograniczajace róznice predkosci obro­ towych walów, zwlaszcza do ukladów napedowych pojazdów zawierajace wielotarczowe sprzeglo cierne i kulkowy mechanizm rozpierajacy, znamienne tym, ze ma cierne zewnetrzne tarcze (1) osadzone nieobrotowo w obudowie (2), która jest polaczona nieobrotowo z walem (3) i cierne wewnetrzne tarcze (4) polaczone nieobrotowo z drugim walem (5), umieszczone wewnatrz obudowy (2) zamknietej pokrywa (6), przy czym wewnatrz obudowy (2) z jednej strony ciernych tarcz (1 i 4) zmontowanych z luzem osiowym znajduja sie dwie tarcze (8 i 9), miedzy którymi w ksztaltowych rowkach sa kulki (10), a tarcza (8) jest osadzona nieobrotowo na wielowypuscie walka (5), zas tarcza (9) osadzona obrotowo na walku (5) ma na swojej zewnetrznej powierzchni wykonane zeby trój­ katne lub w ksztalcie zblizonym do trójkata, które to zeby wspólpracuja z dwoma parami popychaczy (11 i 12) osadzonych w promieniowych otworach prowadzacych w obudowie (2), przy czym wewnetrzne konce popycha­ czy (11 i 12) sa uksztaltowane w postaci klina dopasowa­ nego odpowiednio do ksztaltu wrebu miedzy zebami tar­ czy (9), a konce zewnetrzne sa jednostronnie sciete tak, ze wspólpracuja ze skosnymi wycieciami w hamujacych pierscieniach (13 i 14) osadzonych na zewnetrznej sred­ nicy obudowy (2), zas kazdy pierscien hamujacy ma przy skosnych wycieciach jednostronne poszerzenia, które wchodza z duzym luzem katowym w wybrania w sasied-| nim pierscieniu, nadto miedzy tarczami (8 i 9) a ciernymi tarczami (1 i 4) znajduje sie cofajaca tarcza (15),.............| PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jest urzędzenie ograniczające różnicę prędkości obrotowych wałów, zwłaszcza do układów napędowych pojazdów, które może być zabudowane Jako 6aiożdiθliy zespół więżęcy kinematycznie drugi most napędowy z pierwszym lub Jako zespół ^^(oóóf^rracu.^ęcy i korygujęcy pracę iiędzykżłonigo i liiędzyoslouegż mechanizmu różnicowego.

159 356

Znane sę różne rozwiązania urzędzeń ograniczających różnice prędkości obrotowych kół przednich i tylnych lub kół jednego mostu· Urzędzenia te mogę stanowić odrębne samoodielne zespoły układu napędowego, ale najczęściej występuję jako urzędzenia towarzyszęce mechanizmom różnicowym. Pod względem spełnianej funkcji i charakterystyki działanie urzędzenie według wynalazku jest najbliższe do coraz szerzej stosowanych sprzęgieł lepkościowych. Sprzęgła takie produkuje firma VISCODRIVE w RFN i sę stosowane w wielu samochodach między innymi w Volkswagen Golf syncro, Volkswagen Passat syncro.

Wadę sprzęgieł lepkościowych Jest dość skomplikowana technologia ich produkcci, stosunkowo duże wymmary i trudności w uzyskaniu wystarczajęcej skuteczności w mostach napędowych, gdzie występuję małe różnice prędkości obrotowych.

Celem opracowanego urzędzenia typu mechanicznego jest wyeliminowanie wymmenionych wad przy dobrym spełnianiu założonej funkii, którę Jest ograniczenie różnic prędkości kół przednich względem tylnych lub kół Jednego mostu napędowego do najmniejszych wartości ummżliwiajęcych swobodne poruszanie się pojazdu po torach krzywoliniowych. Poprzez zastosowanie Jednego urzędzenia lub kilku w układzie napędowym pojazdu osięga się ograniczenie nadmiernych poślizgów kół napędowych w przypadkach różnej przyczepności poszczególnych kół i osi napędowych. Pojazd taki rozwija większe siły napędowe na kołach i wykazują większę zdolność do poruszania się w trudnych narunkoch drogowych i terenowych.

w czasie Jazdy po utwardzonych i przyczepnych nawierzchniach nie występuję szkodliwe napięcia w układzie napędowym i zjawisko tak zwanej mocy krężęcej, które sę typowe w przypadku wielu innych urzędzeń blokujęcych mechanizmy różnicowo,,

Urzędzenia ograniczające różnicę prędkości obrotowych wałów, zwłaszcza do układów napędowych pojazdów według wynalazku stanowi rodzaj storujęcego się sprzęgło ciernego, którego tarcze cierne zewnętrzne pouczone sę z Jego walcowę obudowę, która Jest zwięzana z jednym wałem, zaś tarcze cierne wewnętrzne połęczone sę z drugim wałem wchodzącym do wnętrza obudowy. W obudowie urzędzenia zamkniętej pokrywę, z jednej strony pakietu tarcz ciernych zewnętrznych i waNn^^nych zmontowanych z luzem osiowym znajduję się dwie tarcze, między którymi w kształtowych rowkach znajduję się kulki., przy czym jedna z tych tarcz osadzona Jest niθobΓOżono na wałku wθwnitrziym, zaś druga Jest osadzona obrotowo i ma na swojej itnnętrzntj powierzchni wykonane zęby trójkętne lub o kształcie zbliżonym do trójkęta. Z zębami tymi współpracuję dwie pary popychaczy, które sę osadzone w obudowie w promieniowych otworach prowadzęcych. Popychacza te maję wewnntrine końce ukształżowaie w postaci klina dopasowanego odpownedniż do kształtu wrębów między zębami tarczy, zaś ich zew^^trzne końce maję Jednostronne ścięcie o ge^mmtriji przystosowanej do współpracy ze skośnymi wycięciami w pierścleniach ha^jęcych osadzonych na itnnętriitj średnicy obudowy.

Każdy pierścień hamujtcy ma przy ukośnych wycięciach jednostronne poszerzenia, które wchodzę z dużym luzem kętowym w wybrania w sęsiadującym pierścieniu. Taka budowa pierścieni hamujęcych ummoU-wia iównżiztsnt współpracę jednej pary popychaczy z jednym pierścienśem i drugiej pary popychaczy z drugim pierścieniem.

Korzystnie jest, aby lćczba zębów tarczy była nieparzysta, wówczas każde dwa popychacz współpracujęce z Jednym pierśiienter hamujęcym mogę leżeć dok ładnie naprzeciw siebie i sę w przeciwnych fazach promieniowego ruchu posuwnsto-zwiotitgż. Dalej korzystnie jest, aby kęt między liniami osadzenia popychaczy różnił się od wielokrotności podzżałki kętowej uzębienia tarczy o 1/4 część podzżiłki. Tarcze rozpierające i kulki znajduję^ się między nimi sę w^^jem^^e dociskane do siebie i do obudowy sprzęgła przez tarczę cofajęcę, śruby ciągnęce i sprężyny osadzone w walcowych wybraniach obudowy urzędzenia.

Jeżeli prędkości obrotowe wałów połęczonych z ur^dze^em sę równe, wówczas kie elementy urzędzenia wykonuję taki sam ruch obrotowy i urzędzenie nie przenosi żadnego mornmntu obrotowego, W przypadku występienia różnicy prędkości obrotowych wałów, tarcza rozpitiajęca osadzona nitżbrotono na wale wewnętrznym kręci się względem obudowy pocięgajęc za sobę poprzez kulki drugę tarczę z itwn^tι^^r^^r uzębieniem. Ruch obrot owy tej tarczy w obudowie powodaue ne przemienne promieniowe wysuwanie się popychaczy każdej pery, która oddziaływujęc na skośne wycięcia w dwóch pierścieniach hamuu ęcych ich kętowo-zwrot4

159 356 ηβ ruchy. Ze wzrostem wartości różnicy prędkości obrotowych obydwu wałów rośnie częstotliwość wychyleń kętowych pierścieni hamu ących oraz opór jaki stawiają te pierścienie z powodu ich masowego momentu bezwładności. Pierścienie hamujące zaczynają coraz intensywniej hamować ruch obrotowy tarczy z uzębieniem względem obudowy urządzenia· Przy określonej wartości różnicy prędkości zostaje pokonana siła sprężyn dociskowych i dwie tarcze rozpierające przekręcają się względem siebie powodując zaciskanie pakietu tarcz ciernych zewnętrznych i wewnntrznych. W urządzeniu zostaje wytworzony znaczny mommnt cierny, który przeciwdziała dalszemu wzrostowi różnicy prędkości wałów· Charakterystyka wzrastania ιποϋηυ sprzężenie ciernego w zależności od różnicy prędkości obrotowych wałów zależy od takich czynników Jak: parametry geometryczne elementów, siła sprężyn dociskowycn oraz momentu bezwładności pierścieni hamuJęcych· Zastosowanie dwóch par popychaczy i dwóch pierścieni hamuuących tak usytuowanych, że ich wychylenia kątowe są fazowo przesunięte w czasie powoduje zmniejszenie pulsacji wytworzonego rnornmntu ciernego·

Przedmot wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig.l przedstawia przekrój osiowy urządzanie, fig.2-przekrój urządzania prostopadły do osi obrotu, fig.S-rozwinięty obwodowy przekrój przez fragment mechanizmu rozpierającego, figo4sinteeat zabudowy urządzenia w układzie napędowym pojazdu, fig.5-p>rzakrój osiowy urządzenia do zabudowanie na zewnętrz obudowy międzykołowego mechanizmu różnicowego w moście napędowym lub mięZzyrslowtgr mechanizmu różnicowego w skrzyni rozdzielczej, a fig.6 — przekrój osiowy urządzenia stanowiącego niarrzdzitlną całość z międzykooowym lub międzyosiowym mechanizmem różnicowym, w przedstawionym przykładzie urządzenie według wynalazku ograniczę różnicę prędkości obrotowych kół mostu przedniego względem kół mostu tylnego co pctoodzJe, że przy określonej różnicy prędkości obrotowych urządzenie to przekazuje napęd no drugi most napędowy.

Urządzenie według wynalazku zawl.era wielotacczowe sprzęgło cierne, którego zewnętrzne tarcze 1 są osadzone nieobrotowo w obudowie 2 połączonej nieobrotowo z wał^m 3, a oθwnętrzit tarcze 4 są połączone z witrowypuβtθn wału 5. Obudowa sprzęgła 2 Jest zamknięta pokrywą 6 i zabezpieczona pierścienem 7. 2 Jednej strony ciernych tarcz 1i4 zmontowanych z luzem osiowym znajdują się dwie tarcze 8 i 9, między którymi w kształtowych rowkach znajdują się kulki 10. Tarcze 8 jest osadzone nie^Tatowo na wielowypuście wałka 5, zaś tarcza 9 osadzone obrotowo na wałku 5 ma na swo^j zewnętrznej powierzchni nacięte zęby trójkątne lub o kształcie zblioonym do trójkąta. Z uzębieniem tarczy 9 współpracują dwie pary popychaczy 11 i 12, która są osadzone w promieniowych otworach prowadzących w obudowie 2. Popychacz 11 i 12 mają wθwnitrzit końce uksz tamowane w postaci klina dopasowanego odpowiednio do kształtu wrębu między zębami tarczy 9, zaś ich zewnętrzne końce mają jednostronne ścięcia o gθometrii przyslosowanej do współpracy ze skośnymi wycięciami w hemuJących pierścieniach 13 i 14, HameJąit pierścienie 13 i 14 mają przy skośnych wycięciach jednostronne boczne występy, które wchodzą z dużym luzem kątowym w wybrania w sąsiednim pierścieniu. Taka budowa pierścieni 13 i 14 umoriiwia równoczesną współpracę pary popychaczy 11 z pier6ciθntem 13 i pary popychaczy 12 z pierścienemA) 14. Korzystne Jest, aby liczba zębów tarczy 9 była nieparzyste, wówczas dwa popychaje 11 Jak i dwa popychacze 12 mogą leżeć dokładnie naprzeciw siebie i są w prze^wnych fazach prriitniooegr ruchu posuwistrzwrotnego.

Kąt między linią osadzenia popychaczy 11 współpracujących z hamującym pierścienem 13 i linią popychaczy 12 współpracujących z pitrέiientem 14 w obudowie 2 różni się od wielokrotności podziałki kątowej uzębienia tarczy 9 o 1/4 część tej podziałki. Warunek ten spełni przygodowo ^kąt ⁱi^ęZz^y łnią popycthaczy ¹¹ i 1² równy 90° przy założeniu ni.e^parz^ystej lcczby zębów tarczy 9. Tarcze 8 i 9 1 kulki 10 są dociskane do siebie poprzez tarczę 15, śruby 16 i sprężyny 17.

□eżeli prędkości obrotowe wałów 3 i 5 są równe, co ma miejsce w czasie prostoliniowej jazdy pojazdu bez poślizgu kół, wszystkie elementy urządzenia wykonują taki sam ruch obrotowy i urządzenie nie przenosi żadnego ιηοϋηυ obrotowego.

159 356

W przypadku występienia różnicy prędkości obrotowych wałów 3 i 5, co ma miejsce np. w czasie Jazdy po torze łukowym, tarcza 8 kręci się względem obudowy 2 pocięgajęc za sobę poprzez kulki 10 tarczę 9. Ruch obrotowy tarczy 9 w obudowie 2 powoduje na przemienne promieniowe wysuwania popychaczy 11 Jak i popychaczy 12, które oddzlaływujęc na hgmujęce pierścienie 13 i 14 wywołuję ich kętowo-zwrotne ruchy. Ze wzrostem wartości różnicy prędkości obrotowych wałów 3 i 5 rośnie częstotliwość wychyleń kętowych pierścieni 13 1 14 oraz opór Jaki stawiaję te pierścienie z powodu ich masowego mommntu bezwładności. Pierścienie 13 1 14 zaczynaję coraz intensywniej hamować ruch obrotowy tarczy 9 względem obudowy 2· Przy określonej wartości różnicy prędkości zostaje pokonana siła sprężyn 17 1 tarcze 8 i 9 przekręcaję się względem siebie powodujęc zaciskanie ciernych tercz 1 i 4.

W urzędzeniu zostaje wytworzony znaczny moment cierny, który przeciwdziała dalszemu wzrostowi różnicy prędkości wałów.

Charakterystyka narastania m^t^mr^tu sprzężenia ciernego ze wzrostem różnicy prędkości obrotowych wałów 3 i 5 zależy od takich czynników Jak parametry geometryczne elementów, siła sprężyn 17, momesty bezwładności pierścieni 13 1 14o Zastosowanie dwóch par popychaczy 11 i 12 1 dwóch hamuJęcych pierścieni 13 i 14 tak usytuowanych, że ich wychylenia kętowe sę fazowo przesunięte w czasie, powoduje zmniejszenie pulsecji wytworzonego momentu.

W pojeździe o schemacie układu napędowego według fig.4 zastosowanie urzędzenia spowoduua, że w warunkach Jazdy bez poślizgów kół będę napędzane tylko koła jednaj osi., zaś w przypadku wystopienia poślizgu kół stele napędzanych wzrasta różnica prędkości wałów 3 i 4, co powoduje przekazanie dodatkowego napędu na koła drugiej osi. Urzędzenie według wynalazku ogranicza różnicę prędkości obrotowych łęczonych wałów niezależnie od tego, który z nich kręci się szybciej.

Urzędzenie według wynalazku może być również wykorzystane do ograniczenia różnic prędkości obrotowych elementów mechanizmu różnicowego, np. koła koronowego i obudowy mechanizmu.

Urzędzenie według wynalazku zawiera wielotarczowe sprzęgło cierne, którego zewnętrzne tarcze 1 osadzone sę nieobrotowo w obudowie 2 pomęczonej nieobrooowo z obudowę różnicowego mechanizmu 3, a wewnntrzne tarcze 4 sę pouczone z wielowypussθi wału 5. Obudowa sprzęgła 2 Jest zamknięta pokrywę 6 1 zabezpieczona pierścieneGO! 7. Z jednej strony ciernych tarcz 1 i 4 zmontowanych z luzem osiowym znajduję się dwie tarcze 8 i 9, między którymi w kształowwych rowkach sę kulki 10. Tarcza 8 Jest osadzona nieobrooowo na wielowypuście wałka 5, zaś tarcza 9, która Jest osadzona obrotowo na wałku 5 ma na swojej zewnętrznej powierzchni nacięte zęby trójkętne lub w kształcie zbliżonym do trójkęta. Tarcze 8, 9 i kulki 10 sę dociskane do siebie poprzez tarczę 15, śruby 16 i sprężyny 17. Wał 5 ma na Jednym swoim końcu osadzone nieżbrotowż koło koronowe 18, które współprecuje z satelitami 19 mechanizmu różnicowego.

Zasada działania urzędzenia Jest podobna Jak w piewwszym przykładzie wykonania. HamuJęcs działanie pierścieni 13 i 14 przy występienlu odpowiednio dużej różnicy prędkości obrotowych między kołem koronowym 18 wraz z wałkiem 5 a obudowami mechanizmu różnicowego 3 i sprzęgła 2 powoduje zaciskanie pakietu ciernych tarcz 114·

Urzędzenie według tego przykładu wykonanie 1 zabudowy ogranicza różnicę prędkości obrotowych kół mostu iapędowieo,Jeaiai przedstawiony układ dotyczy mitdzykżłowegż mechanizmu różnicowego lub ogranicza różnicę prędkości między kołami dwóch mostów napędowych w przypadku mitdzyżsiowegż mechanizmu różnicowego.

W obydwu przypadkach końcowym efek^m Jest lepsze wykorzystanie przyczepności 1 wzrost sił napędowych na kołach pojazdu w trudnych warunkach Jazdy.

Istnieje również możliwość Innego zabudowania urzędzenie według wynalazku współprac u jęcego z mechanizmem róż-n^wNym międzykotiwye lub mitdzyżsiowye. Urzędzenie według wynalazku zawiera wieloterczowa sprzęgło cierne, którego zewnętrzne tarcze 1 osadzone sę nieobrooowo w obudowie sprzęgła 2 pouczonej z obudowę różnicowego mechanizmu 3, a wewnętrzne tarcze 4 sę pouczone z wielowypuetowę częścię koronowego koła osadzonego na wyj6

159 356 ścóowym wale 5. Z przeciwnej, względem mechanizmu różnicowego, strony pakietu ciernych tarcz 1 i 4, zm^r^ttowanych z luzem osiowym, znajduję się dwie tarcze Θ i 9, między którymi w kształtowych rowkach znajduję się kulki 10· Długość pakietu ciernych tarcz 1 i 4 oraz tarcz 8 i 9 Jest ograniczona pierścienimm 7 osadzonym w koronowym kole wału 5· Tarcza 8 jest osadzona nieobrotowo na wielowypuście koronowego koła 5 i Jest osiowo ustalona z jednej strony przez sprężysty pierścień 7, a z drugiej przez uskok średnicy lub odpowiednie ukształtowanie wielowypustu. Nieprzesuwne osadzenie pierścienia 8 powoduje, że może on przenosić ne obudowę 2 siły oddziaływania satelitów na koronowe koło wału 5· Tarcza 9, która Jest osadzona obrotowo na tarczy 8, ma na swo^j zewnętrznej powierzchni nacięte zęby trójkętne lub o kształcie zblioonym do trójkęta· 2 uzębieniem tarczy 9 współpracuję dwie pary popycheczy 11 i 12, które sę osadzone w promieniowych otworach prowadzęcych w obudowie sprzęgła 2· Popychacze 11 i 12 maję wewnotrzni końce ukształtowane w postaci klina dopasowanego odpowóednio do kształtu wrębu między zębami tarczy 9, zaś ich końce zewnętrzne maję jednostronne ścięcia o geommerii odpowóedniej do wspótpracn ze skośnymi wycięciami w ham^jęcych pierścieniach 13 i 14· Hayyjęci pierścienie 13 i 14 maję przy klnoowych wycięciach Jednostronne poszerzenia, które wchodzę z dużym luzem kętowym w wybranie w sęsiadujęcym pierścieniu· Taka budowa pierścieni 13 1 14 urnmoliwia Jednoczesnę współpracę pary popychaczy 11 z pierścientom 13 i pary popycheczy 12 z pierścloniay 14· Tarcza 8, kulka 10 i tarcza 9 sę dociskane do siebie poprzez cofajęcę tarczę 15 i śruby 16, na które działają sprężyny 17o Wzajemne zależności geoyβiryczoi sę takie same Jak w przykładzie na fig.l, 2, 3 i 5·

W wyniku działania przedstawionego urzędzenia następuje ograniczenie różnicy prędkości obrotowych kół mostu napędowego w przypadku międzyk-ołowego yocheolzyu różnicowego lub ograniczanie różnicy prędkości między kołami dwóch mostów napędowych w przypadku międzyosiowego mechanizmu różnicowego· W obydwu przypadkach końcowym efektem Jest lepsze wykorzystania sił przyczepności kół i wzrost sił napędowych na kołach pojazdu w trudnych warunkach

Claims (4)

1· Urzędzenie ograniczajęce różnicę prędkości obrotowych wałów, zwłaszcza do układów napędowych pojazdów zawierajęce wielotacczowe sprzęgło cierne i kulkowy mechanizm rozpierajęcy, znamienne tym, że ma cierne zew^^^rzne tarcze /1/ osadzone nieobrotowo w obudowie /2/, która jest połęczona nieobrotowo z wałem /3/ i cierne wewnntrzne tarcze /4/ połęczona niaobrOtowo z drugim wałem /5/, umieszczone wewnęęrz obudowy /2/ zamkniętej pokrywę /6/, przy czym wewnnęrz obudowy /2/ z jednej strony ciernych tarcz /1/ i /4/ zmontowanych z luzem osiowym znajduję się dwie tarcze /8/ i /9/, między którymi w kształ^Nych rowkach sę kulki /10/, a tarcza /8/ Jest osadzone nieobrooowo na wielowypuście wałka /5/, zaś tarcza /9/ osadzona obrotowo na wałku /5/ ma na swo^j zewnętrziej powierzchni wykonane zęby trójkętne lub w kształcie zbliżonym-do trójkąta, które to zęby współpracuję z dwoma parami popychaczy /11/ i /12/ osadzonych w promieniowych otworach prowadzęcych w obudowie /2/, przy czym wθwnntΓzne końce popychaczy /11/ i /12/ sę ukształtowane w postaci klina dopasowanego odpowiednio do kształtu wrębu między zębami tarczy /9/₍ a końce zewnętrzne sę Jednostronnie ścięte tek, że współpracuję ze skośnymi wycięciami w hamujęcych pierścieniach /13/ i /14/ osadzonych na zewnętrznoj średnicy obudowy /2/, zaś każdy pierścień hamuuęcy ma przy skośnych wycięciach Jednostronne poszerzenie, które wchodzę z dużym luzem kętowym w wybrania w sęsiednim pierścieniu, nadto między tarczami /8/ i /9/ a ciernymi tarczami /1/ i /4/ znajduje się cofająca tarcza /15/, na którę poprzez śruby /16/ działaję sprężyny /17/ umieszczone w zagłębieniach obudowy /2/·

2· Urzędzenie według zastrz.l, znamienne tym, że dwa popychacze /11/ i /12/ każdej pary sę rozmieszczone na obwodzie obudowy /2/ tak, że kęt zawarty między nimi różni 6ię od wielokrotności podziałki uzębienia tarczy /9/ o połowę wartości tej podziałki.

3. Urzędzenie według zastrz.l albo 2, znamienne tym, że pary popychaczy /11/ i /12/ sę tak rozmieszczone na obwodzie względem siebie, aby każdemu chniżowθmu położeniu środkowemu hamujęcago pierścienia /13/ odpownadało położenie skrejnie haiijęcago pierścienia /14/.

4. Urzędzenie według zastrz.l, znamienna tym, że na koronowym kole /5/ zamontowane sę cierne zewnętrzne tarcze /1/, tarcze /4/, cofająca tarcza /15/ i rozpiera jące tarcze /8/ i /9/ z kulkami /10/ tak, że z Jednej s trony elementy te sę ograniczone wieńcem zębatym koronowego koła wału /5/, a z drugiej pierścienim /7/ osadzonym w rowku koronowego koła wału /5/, zaś tarcza /8/ Jest dodatkowo ustalone osiowo w kierunku przec^nym względem pierścienia /7/ przez uskok średnicy lub odpowiednie ukształtowanie wielowypustu koronowego koła wału /5/.