PL166716B1 - Podatne sprzeglo zebate PL - Google Patents

Abstract

1. Podatne sprzeglo zebate do sprzegania kola zebatego z walem zawierajace pierwszy czlon sprzeglowy posiadajacy wewnetrzny wieniec zebaty, który polaczo- ny je st z obrotowym walem i drugi czlon sprzeglowy skladajacy sie z pierwszej i drugiej czesci, z których kazda ma wewnetrzny wieniec zebaty do zazebiania sie z zebami wienców zebatych kola zebatego, znamienne tym, ze pomiedzy tuleja sprzeglowa (12) stanowiaca pierwszy czlon sprzeglowy polaczony z walem (14) a druga czescia (18b) drugiego czlonu sprzeglowego usy- tuowany jest pierscien posredni (20) z zewnetrznym wiencem zebatym (22) i wewnetrzna powierzchnia stoz- kowa (40), przy czym wieniec zebaty (22) stanowi z wewnetrznym wiencem zebatym (34) tulei sprzeglowej (12) pare wspólpracujacych kól zebatych, zas cierna powierzchnia stozkowa (40) stanowi z zewnetrzna cier- n a powierzchnia stozkowa (38) drugiej czesci (18b) zespól synchronizujacy, ponadto zeby wewnetrznych wienców zebatych (36 i 39) pierwszej i drugiej czesci (18a i 18b) drugiego czlonu sprzeglowego sa zazebione z zebami wienca zebatego (26) usytuowanego n a prze- dluzeniu (28) kola zebatego (24), przy czym grubosc kazdego z zebów wienca zebatego (36) jest mniejsza niz odleglosc pomiedzy zebami (26). P L 166716 B 1 FI G .1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest podatne sprzęgło zębate z urządzeniem ograniczającym sprzęganie .

Ze stanu techniki na przykład z opisu patentowego RFN nr 1 040 385 znane jest urządzenie sprzęgające koło zębate z wałem, które zawiera pierwszy człon sprzęgłowy posiadający wewnętrzne zęby włączające, połączony z obrotowym wałem i drugi człon sprzęgłowy będący elementem nośnym zewnętrznych zębów włączających włączany za pomocą zespołu łączących zębów do obrotu z kołem zębatym. Ponadto znane są różne typy sprzęgieł synchronizowanych, w których stykają się powierzchnie cierne odpowiednio obracające się z kołem zębatym i wałem, aby synchronizować prędkość obrotową koła zębatego i wału, przy czym wykorzystuje się zespół pośredniczący do uniemożliwienia zetknięcia między członem sprzęgłowym skojarzonym z wałem a członem sprzęgłowym skojarzonym z kołem zębatym dopóty, dopóki nie wystąpi synchronizacja.

Te różne odmiany sprzęgieł synchronizowanych przeważnie pracują zadowalająco, lecz mogą powstawać problemy, gdy są stosowane w sytuacjach wystąpienia dużych przełożeń przekładni zębatej na stopniach wyjściowych przekładni, na których wykorzystuje się stopnie zmieniające zakres.

W tych zastosowaniach, aby zrealizować sprzęganie koła zębatego z wałem po uzyskaniu stanu synchronizacji, może być potrzebne w wypadku sprzęgła synchronizowanego, wytworzenie wystarczającej siły obrotowej w celu obrócenia członu sprzęgłowego skojarzonego z kołem zębatym razem z samym kołem zębatym i współpracującymi kołami zębatymi, przeciw dużej reakcji momentu obrotowego. Ponieważ siła potrzebna do obracania członu sprzęgłowego skojarzonego z kkłem zębatym i współpracującymi kołami zębatymi musi być zapewniona przez operatora pojazdu za pośrednictwem dźwigni zmiany biegów sstrująąej sprzzęłem ssyncrroizDoanym, może tt sprawić, iż będą potrzebne niezwykle duże siły, nawet niemożliwe do wy tworzenia na je j dźwizłi· Sprzęgło zębate podatne do sprzęgania koła zębatego z wałem zawierające pierwszy człon sprzęgłowy posiadający wewnętrzny wieniec zębaty, który połączony jest z obrotowym wałem i drugi człon sprzęgłowy składający się z pierwszej i drugiej części , e których każde me wewπęZΓini wieniec zębaty do zazębiania się z zębami wieńca zębatego koła zębatego charakteryzuje się tym, że pomiędzy tuleją sprzęgłową stanowiącą i^^sy e cłonn p^z^oow, oolązonn e z wałee a drugą częścią drugiego członu sprzęgłowego usytuowany jest pierścień pośredni z zewnętrznym wieńcem zębatym i wewnętrzną cierną powierzchnią stożkową.

Wieniec zębaty stanowi z wewnętrznym wieńcem zębatym tulei sprzęgłowej parę współpracujących kół zębatych zaś cierna powierzchnia stożkowa stanowi z zewnętrzną cierną powierzchnią stożkową drugiej części zespół synchronizujący. Zęby wewnętrznych wieńców zębatych pierwszej i drugiej części drugiego członu sprzęgłowego są zazębione z zębami wieńca zębatego usytuowanego na przedłużeniu koła zębatego. Grubość każdego z zębów wewnętrznego wieńca zębatego pierwszej części drugiego członu zębatego jest mniejsza niż odległość pomiędzy zębami wieńca zębatego na przedłużeniu koła zębatego. Dodatkową cechą charakterystyczną sprzęgła jest to, że ma co najmniej jeden zcttrzsk uusttowany w kol e zęb azym, im e tórym mooccwka et^pieni eupntułaπi jest w zagłębeniu w pperwszej ccęści drugiego członu sprzęgłowegoe Dalszą cechą charakterystyczną sprzęgła jest także to, że pierwsza część drugiego członu sprzęgłowego połączona jest z drugą częścią w położeniu, w którym usytuowanie trzpienia zatrzasku w zagłębieniu zapewnia środkowe położenie drugiej części drugiego członu sprzęgłowego względem koła zębatego. Inną cechą charakterystyczną sprzęgła jest również i to, że wewnętrzny wieniec zębaty tulei sprzęgłowej stanowi z zzraiytrciw wazrcąm zzymαtw pieapcrje części drruiigo c^^c^r^Lj Ξsrrzęłowego parę współpracujących okresowo kół zębatych, przy czym kirnirą zębaty z jednej strony połączony jest poprzez przesuwną tuleję sprzęgłową grupy prętów, czopy i piastę z wałem. Z drugiej strony zewnętrzny wieniec zębaty poprzez pierwszą część, wewnętrzny kżriirą zębaty współpracujący z zewnętrznym wieńcem zębatym na przedłużeniu połączony jest z kołem zębatym. ·'

Korzystne jest gdy połączenie pomiędzy pierwszą i drugą częścią drugiego członu sprzęgłowego a przedłużeniem koła zębatego stanowią kirlownrustn e pcyi czym gruboćć kaddege wypusue na wZrlłwnpuścże jees moizrssz nni oOreriołć ροπ0ο^ζ każdym z wanruPSó nn wazrołanrUśąz. Ponadto korzystne jest gdy różnica pomiędzy grubością wypustu na wZelowypuśąir a odległością między każdym z wypustów na wirlokypuśążr ma wielkość pozwalającą na obwodowe przemieszczanie się pierwszej części drugiego członu sprzęgłowego względem koła zębatego.

166 716

Innym wariantem rozwiązania jest to, że wielkość· różnicypomiędzy grubością wypustu na wielowypuście a odległością pomiędzy każdym z wypustów na wielowypuście w każdym z dwóch kierunków od środkowego położenia ma wartość nie większą niż grubość jednego zęba zewnętrznego wieńca zębatego na pierwszej części drugiego członu sprzęgłowego. Następnym wariantem rozwiązania jest to, że wielkość różnicy pomiędzy grubością wypustu na wielowypuście a odległością pomiędzy każdym z wypustów na wielowypuście w każdym z dwóch kierunków od środkowego położenia ma wartość równą połowie grubości jednego z zębów na wieńcu na pierwszej części drugiego członu sprzęgłowego.

Przedmiot wynalazku jest uwiooczniony w orzykiazzie wykaaania aa rysunuu aa ktrrym fig. 1 przedstawia sprzęgło według wynalazku w przekroju, fig. 2 - układ zębów w widoku w kierunku strzałki A z fig. 1, a fig. 3 - zatrzask w widoku w kierunku strzałki B z fig. 1.

Przedstawione na fig. 1 sprzęgło 10 służy do przekazywania momentu obrotowego z koła zębatego 24 na wał 14. Dla realizacji tego celu sprzęgło 10 zawiera: dwa człony sprzęgłowe; pierwszy w postaci tulei sprzęgłowej 12 i drugi utworzony z dwóch części 18a i 18b, ponadto pierścień pośredni 20 z zewnętrznym wieńcem zębatym 22 o większej średnicy przedłużenia 28 z zewnętrznym wieńcem zębatym 26, które jest integralną częścią koła zębatego 24 oraz trzy grupy prętów 30 dociskane przez sprężyny 30d rozmieszczone równomiernie na obwodzie. Tuleja sprzęgłowa 12 jest zewnętrznym członem sprzęgła 10 i połączona jest z jednej strony z wybierakowymi widełkami nie przedstawionymi na rysunku, które łączą tuleję sprzęgłową 12 z dźwignią zmiany biegów również nie przedstawioną na rysunku. Od wewnętrznej tuleja ssrręgłowa ppłąązona jest z wałem 14 za pośrednictwem ppasty 16.

Pierwsza część 18a drugiego członu sprzęgłowego m a n a w powierzchn i faagment wieńca zębatego złożony z kilku zębów 32, zaś na wewnętrznej powierzchni ma fragment wieńca zębatego złożony z kilku zębów 36. Zęby wieńca zębatego 32 zazębiają się z zębami wewnętrznego wieńca zębatego 34 Uueei sprzęgłowej 12, natomiast zęby wewnętrznego wieńca zębatego 36 zazębiają się z zębami zewnętrznego wieńca zębatego 26 usytuowanego na przedłużeniu 28 koła zębatego 24. Pomiędzy tuleją sprzęgłową 12 a drugą częścią 18b drugiego członu zębatego znajduje się pierścień pośredni 20. Dla ograniczenia ruchu obwodowego pierścienia pośredniego 20 względem tulei sprzęgłowej 12 przewidziano zapadkę nie przedstawioną na rysunku.

Grubość każdego z zębów wieńca zębatego 36 jest mniejsza niż odstęp między każdym z zębów wieńca zębatego 26, co powoduje, że pierwsza część 18a ma przestrzeń do przemieszczania obwodowego względem koła zębatego 24 w każdym z dwóch kierunków, od środkowego położenia, o wartość uiw większą niż grubość jednego z zębów na drugim członie sprzęgłowym, zanim zęby 36, 26 zazębią się i zostanie przez uiw przekazany moment obrotowy. Korzystnie jest kiedy pierwsza część 18a przemieszcza się obwodowo względem koła zębatego 24 w każdym z dwóch kierunków od' swojego środkowego położenia o wartość wystarczającą do umieszczenia zębów wieńca zębatego 32 usytuowanych na zewnętrznej powierzchni pierwszej części 18a, w odstępach równych połowie grubości jednego z zębów 32.

Druga część 18b ma wewnętrzny wieniec zębaty 39, którego zęby zazębiają się z zębami wieńca zębatego 26. Zewnętrzna cierna powierzchnia stożkowa 38 drugiej części 18b dostosowana jest do współpracy z wewnętuzną cierną powierzchnią stożkową 40 pierścienia pr0śrWaaewg 20.

Każdy z zębów wieńca zębatego 22 na pierścieniu pośrednim 20, wieńca zębatego 32 na pierw szej części 18a drugiego członu sprzęgłowego i wewnętrznego wieńca zębatego 34 tulei sprzęgłowej 12 ma wprowadzającą część odpowiednio 22a, 32a, 34a utworzoną przez zukosonauie każdego boku czołowej krawędzi wspomnianych zębów.

Wprowadzające części 34a na zębach wewnętrznego wieńca zębatego 34 tulei sprzęgłowej 12 przesuwają się po wprowadzających częściach 22a zębów wieńca zębatego 22 na pierścieniu pośrednim 20 albo po wprowadzających częściach 32a zębów fragmentu wie'ńca zębatego 32 pierwszej części 18a drugiego członu sprzęgłowego, aby obracać pierścień pośredni 20 albo pierwszą część 18a podczas poosiowego przesuwania tulei sprzęgłowej 12.

Sprzęgło 10 ma zatrzaski do ograniczania obrotu pierwszej części 18awzględem koła zębatego 24. Przykład takiego zatrzasku przedstawiony jest na fig. 1 i 3, których kilka może być rozmieszczonych obwodowo w kole zębatym 24. Zatrzask stanowi trzpień 42 usytuowany w otworze 44, który poddany jest działaniu sprężyny śrubowej 46 umieszczonej pomiędzy auwm otworu 44

166 716 a kołnierzem 50 trzpienia 42. Po drugiej stronie kołnierza 50 w otworze 44 znajduje się pierścień 48 ograniczający ruch trzpienia 42 na zewnątrz koła zębatego 24. Zewnętrzna końcówka 52 trzpienia 42 każdego zatrzasku wchodzi do kątowego zagłębienia 54 w tylnej powierzchni 56 pierwszej części 18a drugiego członu sprzęgłowego.

Zagłębienia 54 są usytuowane promieniowo a ich ścianki są wykonane pod odpowiednim kątem tak, aby obwodowe przesunięcie w każdym z dwóch kierunków pierwszej części 18a względem koła zębatego 24 sprawia, że trzpienie 42 pod działaniem sprężyn 46 dają wstępny nacisk na pierwszą część 18a kierując ją do neutralnego położenia, w którym zęby 36 są obwodowo centrowane w odstępach między zębami 26 na kole zębatym 24.

Pręty 30 usytuowane w bloku 30c są dociskane przez czopy kuliste 30a, rozmieszczonych w otworach 30b poddane działaniu śrubowej sprężyny 30d w kierunku na zewnątrz. Każdy czop kulisty styka się w czasie pracy z obwodowym rowkiem 12a wyciętym w zębach wewnętrznego wieńca zębatego 34, tak, że działa jako zaczep przeciw ruchowi sprzęgłowej tulei względem bloków 30c.

Podczas działania, aby zapoczątkować włączanie koła zębatego 24, nastawcza dźwignia zmiany biegów przesuwa się, przesuwając sprzęgłową tuleję 12 do koła zębatego 24 tak, aby znajdujące się pod działaniem sprężyny 30b pręty 30 przechyliły się i osiowo przesunęły oraz naciskały na cierną powierzchnię stożkową 40 na pierścieniu pośrednim 20 w celu zetknięcia jej z cierną powierzchnią stożkową 38 na drugiej części 18b drugiego członu sprzęgającego. Wytwarza się efekt wleczenia, znany jako stożkowy moment obrotowy, między dwiema ciernymi powierzchniami, powodującymi obracanie pierścienia pośredniego 20 względem sprzęgłowej tulei dopóty, dopóki wprowadzające części 34a, 22a zębów na tulei i na pierścieniu pośrednim nie zetkną się. Dalsze osiowe przesuwanie sprzęgłowej tulei 12 wytwarza osiowy nacisk wzdłużny na pierścień pośredni 20 poprzez zęby 34a, 22a, aby zwiększyć efekt wleczenia na powierzchniach 38, 40 i synchronizować prędkość obrotu tulei 12 i koła zębatego 24.

Podczas synchronizacji, obracanie pierścienia pośredniego 20 stożkowym momentem obrotowym uniemożliwia zębom wieńca zębatego 34 sprzęgłowej tulei 12 przechodzenia między zębami wieńca zębatego 22 pierścienia 20, aby zazębić się z zębami fragmentu wieńca zębatego 2, obracającymi się razem z kołem zębatym 24.

Zapadkowa funkcja czopów kulistych 30a jest taka, aby siła jaka ma być doprowadzona do tulei 12 uwalniała czopy 30a z rowka 12a i była wystarczająca do wytworzenia koniecznego efektu wleczenia na powierzchni 38, 40 i zapoczątkowała obracanie drugiej części 18b.

Podczas synchronizacji, stożkowy moment obrotowy wytwarzany na powierzchniach 38, 40 jest większy lub równy wprowadzającemu momentowi obrotowemu, wytwarzanemu przez wprowadzające części 34a, 22a zębów wieńca zębatego 34 i 22 tak, że wzajemnie zazębiające się wprowadzające części 34a, 22a nie mogą wtedy obracać pierścienia pośredniego 20 i umożliwić całkowitego włączenia koła zębatego.

Po synchronizacji, stożkowy moment obrotowy jest mniejszy niż wprowadzający moment obrotowy i wtedy wzajemnie zazębiające się wprowadzające części 34a, 22a mogą obracać pierścień 20 ku tyłowi i wystarczająco, aby umożliwić zębom wewnętrznego wieńca zębatego 34 przechodzenie między zębami wieńca zębatego 22 i zazębienie z zębami fragmentu wieńca zębatego 32 skojarzonymi z kołem zębatym 24 w celu sprzęgania koła zębatego 24.

Ze względu na zdolność pierwszej części 18a obracania się na ograniczonym obwodowym odstępie względem koła zębatego 24, gdyby zęby wewnętrznego wieńca zębatego 34 nie były ustawione w jednej chwili ze szczelinami między zębami wieńca 32, wtedy trzeba jedynie, aby współpracujące wprowadzające części 34a, 32a tych zębów wytworzyły wystarczającą siłę obrotową do napędu pierwszej części 18a względem koła zębatego 24 przeciw działaniu sprężynowe dociskanych trzpieni 42 i umożliwiły sprzęganie tulei 12 z zębami wieńca 32 skojarzonymi z kołem zębatym 24. Dzięki temu unika się konieczności wytworzenia przez sprzęgło wystarczającej siły w celu obracania koła zębatego 24 oraz wszelkich skojarzonych z nim kół zębatych współpracujących w przekładni, działającej przeciw dużym obciążeniom obrotowym i tym sposobem znacznie zmniejsza się siły, jakie operator musi doprowadzić do dźwigni zmiany biegów, aby osiągnąć całkowitą synchronizację oraz sprzęganie koła zębatego 24 z wałem 14.

Gdy tuleja 12 jest sprzężona z zębami wieńca zębatego 32, pierwsza część 18a obraca się względem koła zębatego 24 o mały odstęp. Gdy przekazuje się moment obrotowy, zęby wieńca zębatego 36 opierają się na zębach wieńca zębatego 26 koła zębatego 24.

166 716

Za każdym razem, gdy koło zębate 24 jest odłączane, sprężynowo naciskane trzpienie 42 tak działają, aby ponownie przesunąć do środka pierwszą część 18a względem koła zębatego w celu przygotowania do ponownego sprzęgania koła zębatego 24.

Na podstawie powyższego widać, że sprzęganie koła zębatego 24 w skrzyni przekładniowej, która zawiera sprzęgło według wynalazku, nie będzie ograniczana zdolnością operatora do wywarcia potrzebnej siły, aby obracać człon sprzęgłowy skojarzony z kołem zębatym razem z samym tym kołem zębatym i wszelkimi współpracującymi kołami zębatymi przeciw dużej reakcji momentu obrotowego.

Mimo że wynalazek opisano w nawiązaniu dla sprzęgła podatnego z pierścieniem pośreoniczącym, rozumie się, iż ma to zastosowanie do wszystkich innych odmian sprzęgła synchronizowanego, takich jak np. typu palca blokującego, przedstawianego i objętego zastrzeżeniami w EP-E-0098841. Wynalazek ma też zastosowanie sprzęgła typu awaryjnego, nie obejmującego Żadnej funkcji synchronizacji, tak jak w przypadku, gdy pośredniczący pierścień 20 i druga część 18b zostałyby pominięte w układzie według wynalazku.

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1 ,(00 zł.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Podatne sprzęgło zębate do sprzęgania koła zębatego z wałem zawierające pierwszy człon sprzęgłowy posiadający wewnętrzny wieniec zębaty, który połączony jest z obrotowym wałem i drugi człon sprzęgłowy składający się z pierwszej i drugiej części, z których każda ma wewnętrzny wieniec zębaty do zazębiania się z zębami wieńców zębatych koła zębatego, znamienne tym, że pomiędzy tuleją sprzęgłową (12) stanowiącą pierwszy człon sprzęgłowy połączony z wałem (14) a drugą częścią (18b) drugiego członu sprzęgłowego usytuowany jest pierścień pośredni (20) z zewnętrznym wieńcem zębatym (22) i wewnętrzną powierzchnią stożkową (40), przy czym wieniec zębaty (22) stanowi z wewnętrznym wieńcem zębatym (34) tulei sprzęgłowej (12) parę współpracujących kół zębatych zaś cierna powierzchnia stożkowa (40) stanowi z zewnętrzną cierną powierzchnią stożkową (38) drugiej części (18b) zespół synchronizujący, ponadto zęby wewnętrznych wieńców zębatych (36 i 39) pierwszej i drugiej części (18a i 18b) drugiego członu sprzęgłowego są zazębione z zębami wieńca zębatego (26) usytuowanego na przedłużeniu (28) koła zębatego (24), przy czym grubość każdego z zębów wieńca zębatego (36) jest mniejsza niż odległość pomiędzy zębami (26).
2. 2. Sprzęgło według zastrz. 1, znamienne tym, że ma co najmniej jeden zatrzask (42, 44, 46, 48, 50, 52) usytuowany w kole zębatym (24), w którym końcówka (52), trzpienia (42) usytuowana jest w zagłębieniu (54) w pierwszej części (18a) drugiego członu sprzęgłowego .
3. 3. SSrręgło weeług zastrz. 2, znamienne tym, że pierwsza część (18a) drugiego członu sprzęgłowego połączona jest z drugą częścią (18b) w położeniu, w którym usytuowanie trzpienia (42) zatrzasku w zagłębieniu (54) zapewnia środkowe położenie drugiej części (18b) drugiego członu sprzęgłowego względem koła zębatego (24).
4. 4. Sspzęgło wwdług zastrz. 1, znamienne ty,, ie wewnętrzny wieniec zębaty (34) tulei sprzęgłowej (12) stanowi z zewnętrznym wieńcem zębatym (32) pierwszej części (18a) parę współpracujących okresowo kół zębatych, przy czym wieniec zębaty (34) z jednej strony połączony jest poprzez przesuwną tuleję sprzęgłową (12), grupy prętów (30), czopy (30a) i piastę (16) z wałem (14) zaś z drugiej strony zewnętrzny wieniec zębaty (32) poprzez pierwszą część (18a), wewnętrzny wieniec zębaty (36) współpracujący z zewnętrznym wieńcem zębatym (26) na przedłużeniu (28) połączony jest z kołem zębatym (24).
5. 5. Ssrzęgło zastrz. 4, znamienne tym, że połączenie pomiędzy pierwszą i drugą częścią (18a, 18b) drugiego członu sprzęgłowego a przedłużeniem (28) koła zębatego (24) stanowią wielowypusty (26, 36), przy czym grubość każdego wypustu na widlowyruście (36) jest mniejsza niż odległość pomiędzy każdym z wypustów na wielowyruście (26).
6. 6. Ssrzęgła według zastrz, 5, znamienne tym, że różnica pomiędzy grubością wypustu na wielowypuścid (36) a odległością między każdym z wypustów na widloeyruścid (26) ma wielkość pozwalającą na obwodowe przemieszczanie się pierwszej części (18a) drugiego członu sprzęgłowego względem koła zębatego (24).
7. 7. Sprzęgło według zastrz. 5, znamienne tym, że wielkość różnicy pomiędzy grubością wypustu na widloeyruście (36) a odległością pomiędzy każdym z wypustów na eidlowypuście (26) w każdym z dwóch kierunków od środkowego położenia ma wartość nie większą niż grubość jednego zęba zewnętrznego wieńca zębatego (32) na pierwszej części (18a) drugiego członu sprzęgłowego.
8. 8. Sprzęgło według zastrz. 5, znamienne tym, że wielkość różnicy pomiędzy grubością wypustu na eidloeyruścid (36) a odległością pomiędzy każdym z wypustów na wielowypuście (26) w każdym z dwóch kierunków od środkowego położenia ma wartość równą połowie grubości jednego z zębów na wieńcu (32) na pierwszej części (18a) drugiego członu sprzęgłowego.

   * * *

   166 716