PL175737B1 - Wyporowe urządzenie sprzęgające i przekładnia o płynnym rozruchu - Google Patents

Abstract

1. Wyporowe urzadzenie sprzegajace, zawie- rajace wspólny element zebaty zazebiajacy sie z co najmniej jednym kolem obiegowym, zamontowanym obrotowo w oslonie, tworzacy z kazdym kolem obie- gowym 1 jego oslona odrebna pompe hydrauliczna, majaca obszar ssania cieczy hydraubcznej i obszar tloczenia cieczy hydraulicznej po kazdej stronie ob- szaru zazebiania wspólnego elementu zebatego z kaz- dym kolem obiegowym oraz element rozdzielajacy selektywnie zwalniajacy i blokujacy przeplyw cieczy hydraulicznej z obszaru tloczenia kazdej pompy, zna- mienne tym, ze element rozdzielajacy stanowi rucho- my czlon (40) z wycieciami sasiadujacy z jedna z powierzchni kazdego z kól obiegowych (39), przemie szczalny pomiedzy polozeniem zwolnienia, w którym tworzy on dzieki swym wycieciom bezposrednie po- laczenie pomiedzy obszarami ssania (129) i tloczenia (131), a polozeniem sprzezenia, w którym zamyka on co najmniej jeden z dwóch obszarów ssania (129) i tloczenia (131) kazdego kola obiegowego (39). F IG .1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku są wyporowe urządzenie sprzęgające i przekładnia o płynnym rozruchu.

W opisach patentowych FR-A-1 191 526 i US-A-3 130 607 ujawniono wyporowe urządzenie sprzęgające zawierające wspólny element zębaty zazębiający się z kilkoma kołami obiegowymi zamontowanymi obrotowo w obudowie, dzięki czemu uzyskuje się tyle odrębnych pomp hydraulicznych, ile jest kół obiegowych.W licznych zastosowaniach jest rzeczywiście konieczne używanie kilku odrębnych pomp, aby podczas zablokowania tłoczenia ciśnienie wytwarzane w obszarze tłoczenia każdej pompy nie osiągało poziomu niedopuszczalnego.

Opisy patentowe FR-A-601 961 i FR-A-1 119 770 ujawniają urządzenia sprzęgające, w których obrotowy człon z wycięciami steruje przepływem pompy zębatej, jednak w tych urządzeniach obrotowy człon jest oddzielony od powierzchni koła obiegowego lub kół obiegowych ścianką z co najmniej jednym otworem. Ponadto połączenie, które obrotowy człon w wycięciami może stworzyć pomiędzy obszarami tłoczenia i ssania pompy jest tylko pośrednie, ponieważ to połączenie przechodzi również przez ten otwór, przez zbiornik, przez otwór wlotowy, itd.

W znanych urządzeniach sprzęgających kanały tłoczenia łączą obszary tłoczenia różnych odrębnych pomp z zaworem, który steruje zwalnianiem i blokowaniem tłoczenia poszczególnych pomp. Gdy tłoczenie jest zatrzymane, wspólny zębaty element nie może już obracać się względem obudowy, tak więc występuje między nimi sprzężenie.

Istnieją dwa powody, dla których w praktyce wspólny element zębaty ma względnie dużą średnicę. Z jednej strony wspólny element zębaty musi zazębiać się z kilkoma kołami obiegowymi, co oznacza, że ma on dłuższy obwód, z drugiej strony zaś, im większa jest średnica

175 737 wspólnego elementu zębatego, tym większy jest moment siły wytwarzany przez każdą odrębną pompę, gdy jej tłoczenie jest zablokowane.

W rezultacie im większy moment sprzęgający chce się uzyskać, tym większa jest liczba kół obiegowych i średnica wspólnego elementu zębatego. Gdy tłoczenie poszczególnych pomp zostaje zwolnione, wytwarzany przez pompy przepływ cieczy hydraulicznej jest proporcjonalny do liczby kół obiegowych i średnicy wspólnego elementu zębatego. Tak więc uzyskanie danego momentu sprzęgającego daje określony przepływ cieczy hydraulicznej, gdy urządzenie jest w stanie odsprzężonym.

Stwierdzono, że w większości przypadków prędkość przepływu osiąga skrajnie wysoki poziom, odpowiadający bardzo dużej prędkości obiegu oleju w kanałach, które tworzą połączenie pomiędzy obszarami tłoczenia, zaworem sterującym, zbiornikiem oleju, a po nim z obszarami ssania. W ogromnej większości przypadków te prędkości są absolutnie niedopuszczalne, niezależnie od konstrukcji kanałów i zaworów. Wynikiem tego jest hałaściwa praca, przegrzewanie się i utrata ciśnienia oraz niemożliwość osiągnięcia idealnego odsprzężenia.

Celem niniejszego wynalazku było zatem dostarczenie wyporowego urządzenia sprzęgającego, mającego liczne zastosowania praktyczne, zwłaszcza do płynnego sprzęgania kół napędzających pojazdu z silnikiem cieplnym przy uruchamianiu pojazdu, prostego technicznie i umożliwiającego właściwe odsprzęganie, bez powstawania nadmiernego ciśnienia cieczy hydraulicznej w stanie sprzężenia.

Zgodne z wynalazkiem, wyporowe urządzenie sprzęgające, zawierające wspólny element zębaty zazębiający się z co najmniej jednym kołem obiegowym, zamontowanym obrotowo w osłonie, tworzący z każdym kołem obiegowym i jego osłoną odrębną pompę hydrauliczną, mającą obszar ssania cieczy hydraulicznej i obszar tłoczenia cieczy hydraulicznej po każdej stronie obszaru zazębiania się wspólnego elementu zębatego z każdym kołem obiegowym oraz element rozdzielający selektywnie zwalniający i blokujący przepływ cieczy hydraulicznej z obszaru tłoczenia każdej pompy, charakteryzuje się tym, że element rozdzielający stanowi ruchomy człon z wycięciami, sąsiadujący z jedną z powierzchni każdego z kół obiegowych, przemieszczalny pomiędzy położeniem zwolnienia, w którym tworzy on dzięki swym wycięciom bezpośrednie połączenie pomiędzy obszarami ssania i tłoczenia a położeniem sprzężenia, w którym zamyka on co najmniej jeden z dwóch obszarów ssania i tłoczenia związanych z każdym kołem obiegowym.

Zgodna z wynalazkiem przekładnia, mająca co najmniej dwa przełożenia i płynny rozruch, zawierająca sprzęgło bezstopniowe, mechanizm różnicowy z elementem wejściowym, elementem wyjściowym i elementem napędzanym połączonym z suportem za pośrednictwem wolnego koła, dzięki którym mechanizm różnicowy działa selektywnie zgodnie z pierwszym przełożeniem przekładni, przy którym element napędzany dąży do obrotu względem suportu w kierunku blokowanym przez wolne koło, oraz zgodnie z drugim przełożeniem przekładni, przy którym element napędzany obraca się względem suportu w kierunku dozwolonym przez wolne koło, charakteryzuje się tym, że urządzenie sprzęgające jest zamontowane pomiędzy suportem a obudową przekładni i zawiera wspólny element zębaty zazębiający się z co najmniej jednym kołem obiegowym zamontowanym obrotowo w osłonie i tworzący z każdym kołem obiegowym i jego osłoną odrębną pompę hydrauliczną, mającą obszar ssania cieczy hydraulicznej i obszar tłoczenia cieczy hydraulicznej po każdej stronie obszaru zazębiania się wspólnego elementu zębatego z każdym kołem obiegowym, oraz ruchomy człon z wycięciami sąsiadujący z powierzchnią każdego z kół obiegowych, a także tym, że ruchomy człon może być przemieszczalny pomiędzy położeniem zwolnienia, w którym tworzy on dzięki swym wycięciom bezpośrednie połączenie pomiędzy obszarami ssania i tłoczenia a położeniem sprzężenia, w którym blokuje on co najmniej jeden z dwóch obszarów ssania i tłoczenia każdego koła obiegowego.

Korzystnie, ruchomy człon jest zamontowany obrotowo wokół osi wspólnego elementu zębatego.

Korzystnie, w przypadku istnienia szeregu kół obiegowych ruchomy człon ma szereg wycięć, z których każde, gdy ten ruchomy człon znajduje się w położeniu zwolnienia, łączy obszary ssania i tłoczenia danej odrębnej pompy hydraulicznej.

175 737

Korzystnie, gdy osie wspólnego elementu zębatego i koła obiegowego są równoległe, ruchomy człon ma postać płyty.

Korzystnie, ruchomy człon tworzy pierścień wokół osi wspólnego elementu zębatego.

Korzystnie, ruchomy człon mechanicznie osiowo unieruchamia każde koło obiegowe pomiędzy tym ruchomym członem a przeciwną powierzchnią osłony.

Korzystnie, ruchomy człon znajduje się w szczelnym kontakcie ze wspólnym elementem zębatym dla uszczelnienia końców co najmniej niektórych przestrzeni międzyzębowych wspólnego elementu zębatego przeciwległych wycięciu.

Korzystnie, osłona każdego koła obiegowego ma co najmniej jedną część o kształcie litery U otaczającą koło obiegowe i ruchomy człon.

Korzystnie, co najmniej jedno wycięcie jest wycięte przelotowo w ruchomym członie, przy czym ten ruchomy człon ma jedną powierzchnię skierowaną od wspólnego elementu zębatego i pozostającą w szczelnym kontakcie z sąsiednią ścianką osłony, co najmniej wokół każdego wycięcia.

W urządzeniu według wynalazku, kanały tłoczenia i ssania nie są już umieszczone centralnie. Są one bardzo krótkie i wycięcia tworzące te kanały mogą zapewniać tak duży przekrój poprzeczny dla przepływu, jaki jest pożądany dla uzyskania właściwej prędkości obiegu oleju. Jednocześnie zarówno prędkość, jak i odcinek pokonywany przez olej ulegają zmniejszeniu i oba te spadki umożliwiają odpowiednie zmniejszenie strat ciśnienia, które jest zatem doprowadzane do właściwego poziomu. W celu sterowania zwalnianiem i blokowaniem tłoczenia odrębnych pomp ruchomy człon jest przemieszczany tak, że wycięcie lub wycięcia albo odcinają dany lub każdy obszar tłoczenia, albo łączą go z obszarem ssania. Zatem, gdy każdy obszar tłoczenia jest odcięty, wysokie ciśnienie praktycznie nie występuje, z wyjątkiem obszaru tłoczenia danej lub każdej odrębnej pompy, co zmniejsza do absolutnego minimum problem uszczelnień wysokociśnieniowych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania, na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekładnię według wynalazku częściowo w widoku perspektywicznym z wyrwaniem w części ukazującej wyporowe urządzenie sprzęgające, a częściowo w przekroju w części ukazującej pozostałe części przekładni, fig. 2 - szczegół z fig. 1 dla przypadku, gdy mechanizm różnicowy pracuje jako reduktor, fig. 3 - urządzenie sprzęgające według wynalazku w przekroju wzdłuż płaszczyzny III-III z fig. 4, z wyrwaniami, w stanie odsprzężenia w górnej części figury i stanie sprzężenia w dolnej części figury, przy czym prawa górna część jest przekrojem wzdłuż płaszczyzny nIa-IIIa z fig. 4, a fig. 4 - urządzenie sprzęgające według wynalazku w przekroju wzdłuż płaszczyzny IV-IV z fig. 3.

Zgodnie z fig. 1 dwubiegunowa przekładnia, przeznaczona w szczególności dla pojazdu silnikowego, jako sprzęgło o płynnej pracy zawiera wyporowe urządzenie sprzęgające 38, omówione szczegółowo w dalszej części opisu.

Przekładnia zawiera mechanizm różnicowy 1 zamontowany pomiędzy wałem wejściowym 2a a wałem wyjściowym 2b przekładni. Wał wejściowy 2a jest sprzężony z elementem wyjściowym (nie pokazanym) silnika pojazdu (nie pokazanego) bez użycia sprzęgła pomiędzy nimi. Wał wyjściowy 2b może być połączony z wejściem mechanizmu różnicowego w celu napędzania kół napędzających pojazdu. Pomiędzy wałem wyjściowym 2b i wejściem mechanizmu różnicowego można umieścić sterowany ręcznie przełącznik bieg w przód/bieg wsteczny i/lub jeden lub większą liczbę innych mechanizmów z dwoma lub większą liczbą przełożeń dla zwiększenia liczby dostępnych przełożeń przekładni.

Wał wejściowy 2a i wał wyjściowy 2b są osiowo unieruchomione względem obudowy przekładni (nie pokazanej na fig. 1).

Mechanizm różnicowy zawiera element wejściowy 8 (koło koronowe) z zębami wewnętrznymi i koło centralne, czyli element napędzany 9, z zębami zewnętrznymi, oba współpracujące z kołami obiegowymi 11 zamocowanymi w równych odstępach kątowych wokół osi 12 przekładni poprzez element wyjściowy 13 (jarzmo) kół obiegowych połączony sztywno z wałem wyjściowym 2b. Zespół przybiera postać układu planetarnego, w którym wszystkie osie geometryczne kół zębatych są do siebie równoległe.

175 737

Koła obiegowe 11 mogą swobodnie obracać się wokół mimośrodowych czopów 14 elementu wyjściowego 13 kół obiegowych. Element napędzany 9 może swobodnie obracać się wokół osi 12 przekładni względem otoczonego przez nie wału wyjściowego 2b. Jednakże wolne koło 16 zapobiega obrotowi elementu napędzanego 9 wstecz, to jest w kierunku przeciwnym do normalnego obrotu wału wejściowego 2a względem suportu 111, mającego postać piasty.

Koło koronowe 8 jest zamontowane obrotowo, ale z możliwością swobodnego przesuwu osiowego względem wału wejściowego 2a mechanizmu dzięki rowkom 17.

Sprzęgło 18 jest umieszczone wokół koła koronowego 8. Zawiera ono pakiet pierścieniowych tarcz 19 na zmianę z pierścieniowymi tarczami 22. Tarcze 19 są połączone obrotowo z kołem koronowym 8 z możliwością przesuwu osiowego. W tym celu tarcze 19 mają zęby wewnętrzne zazębione w rowkach 21 w kole koronowym 8. Tarcze 22 są połączone obrotowo, z możliwością przesuwu osiowego, z jarzmem 13 kół obiegowych. W tym celu obudowa 20 na swojej promieniowo wewnętrznej powierzchni ma rowki 23, z którymi są zazębione, z możliwością przesuwu osiowego, na jednym końcu zewnętrzne zęby tarcz 22, a na drugim końcu zewnętrzne zęby 24 elementu wyjściowego 13 kół obiegowych.

Pakiet tarcz 19 i 22 może być osiowo ściskany pomiędzy płytką oporową 26 tworzącą całość z jarzmem 13 kół obiegowych, a płytką ruchomą 27, która tworzy część obudowy 20.

Obudowa 20 wspiera obciążniki odśrodkowe 29 rozmieszczone pierścieniowo wokół sprzęgła 18.

Obciążniki te są zatem połączone obrotowo z wałem wyjściowym 2b przekładni.

Każdy obciążnik ma element lity 31 umieszczony promieniowo wokół zewnętrznej strony tarcz 19 i 22 oraz czynną końcówkę 32 spoczywającą na zewnętrznej stronie płytki oporowej 26, przy czym między nimi jest umieszczona sprężyna talerzowa 34. Końcówka 32 jest połączona z elementem litym 31 zagiętym ramieniem 33 przymocowanym przegubowo do obudowy 20 wokół osi geometrycznej 28 stycznej względem osi 12 urządzenia. Opis WO-A-91/13275 podaje pewne korzystne układy przegubowego zamocowania takich obciążników. Środek ciężkości G obciążnika znajduje się we wnętrzu lub w pobliżu elementu litego 31, w położeniu, które względem osi 28 znajduje się w pewnej odległości mierzonej równolegle do osi 12 urządzenia..

Tak więc obrót elementu wyjściowego 13 kół obiegowych powoduje obrót elementów 31 obciążników 29 w kierunku promieniowym na zewnątrz wokół ich stycznej osi 28 pod wpływem działania ich siły odśrodkowej, co powoduje ich przejście z położenia stykowego określonego przez ogranicznik 36 względem obudowy 20 (góra fig. 1 i fig. 2) do położenia odsuniętego widocznego w dolnej części fig. 1.

Przejściu z jednego z tych położeń w drugie towarzyszy względne przemieszczenie osiowe pomiędzy końcówką 32 a osią przegubową 28 obciążnika, a więc pomiędzy końcówką 32 a obudową 20. Ogranicznik osiowy B2 umieszczony pomiędzy obudową 20 a kołem koronowym 8 przekazuje temu kołu ruchy osiowe obudowy 20 w kierunku przemieszczenia odpowiadającego odsunięciu obciążników 29 wywołanego siłą odśrodkową.

Ponadto przemieszczenie obudowy 20 względem końcówki 32 powoduje względny ruch zbliżania się pomiędzy końcówką 32 a płytką ruchomą 27 sprzęgła 18. To względne przemieszczenie może odpowiadać ściśnięciu sprężyny talerzowej 34 i/lub przemieszczeniu ruchomej płytki 27 ku ruchomej płytce 26 w kierunku zaciśnięcia sprzęgła 18.

Gdy przekładnia jest w stanie spoczynku, jak to pokazano w górnej części fig. 1, sprężyna talerzowa 34 przenosi na obudowę 20, za pośrednictwem obciążników 29 w położeniu stykowym, siłę zaciskającą sprzęgło 18 tak, że wał wejściowy 2a zostaje sprzężony obrotowo z wałem wyjściowym 2b i mechanizm tworzy bezpośredni napęd zdolny do przeniesienia momentu obrotowego do pewnej wartości maksymalnej określonej przez siłę docisku sprężyny talerzowej.

Koło koronowe 8, koła obiegowe 11 i element napędzany 9 mają uzębienie typu śrubowego. Tak więc w każdej parze zębów współpracujących pod obciążeniem pojawiają się przeciwne naciski osiowe, proporcjonalne do siły przekazanej na obwodzie, a więc do momentu obrotowego na wale wejściowym 2a i momentu obrotowego na wale wyjściowym 2b. Koła obiegowe 11, które zazębiają się nie tylko z kołem koronowym 8, ale także z kołem centralnym 9, podlegają dwu przeciwnym reakcjom osiowym, które wzajemnie się znoszą, a koło centralne 9, ze względu na jego zazębienie z kołami obiegowymi 11, podlega naciskowi osiowemu Pap, którego wartość

175 737 odpowiada przeciwnemu mu naciskowi osiowemu Pac koła koronowego 8. Nacisk Pap elementu napędzanego 9 jest przekazywany na osłonę za pośrednictwem ogranicznika B3 i elementu wyjściowego 13 kół obiegowych. Kierunek nachylenia śrubowego uzębienia jest dobrany tak, aby nacisk osiowy Pac (fig. 2) pochodzący od koła koronowego 8, w chwili, gdy przenosi ono dodatni moment obrotowy, zachodzi w kierunku, przy którym, dzięki ogranicznikowi B2, ruchoma płytka 27 oddala się od płytki oporowej 26 w sprzęgle, a zatem zwalnia sprzęgło 18, utrzymuje obciążnik 29 w ich położeniu stykowym i ściska sprężynę 34, jak to pokazuje fig. 2.

Przy założeniu, że taka sytuacja zaszła (fig. 2), zostanie teraz opisane podstawowe działanie mechanizmu różnicowego 1. Dopóki moment obrotowy przekazywany do modułu przez wał wejściowy 2a jest taki, że nacisk osiowy Pac w kole koronowym 8 wystarcza do ściśnięcia sprężyny talerzowej 34 i utrzymania obciążników 29 w położeniu stykowym przedstawionym na fig. 2, dopóty odległość pomiędzy płytką oporową 26 a płytką ruchomą 27 sprzęgła jest taki, że tarcze 19 i 22 ślizgają się po sobie bez przekazywania sobie momentu obrotowego. W tym przypadku jarzmo 13 kół obiegowych może obracać się z prędkością inną niż prędkość obrotowa wału wejściowego 2a i mogłoby być ono zatrzymywane przez obciążenie związane z wałem wyjściowym 2b mechanizmu. W rezultacie koła obiegowe 11 zachowywałyby się jak elementy odwracające kierunek ruchu, to znaczy powodowałyby obroty elementu napędzanego 9 w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu koła koronowego 8. Jednakże zapobiega temu wolne koło 16, przy czym zakłada się, że piasta stanowiąca suport 111 jest chwilowo unieruchomiona. Element napędzany 9 jest więc unieruchomiony przez wolne koło 16, a jarzmo 13 kół obiegowych obraca się z prędkością pośrednią pomiędzy prędkością zerową koła centralnego 9 a prędkością koła koronowego 8 i wału wejściowego 2a. Mechanizm działa więc jako reduktor. Jeśli obroty wzrosną, a moment obrotowy pozostanie niezmieniony, nadejdzie chwila, gdy siła odśrodkowa obciążników 29 wytworzy pomiędzy oporową płytką 26 ruchomą a płytką 27 osiową siłę zaciskającą większą niż nacisk osiowy Pac, a wówczas ruchoma płytka 27 jest popychana w kierunku oporowej płytki 26 dla uzyskania napędu bezpośredniego, jak to pokazano w dolnej części fig. 1.

Gdy sprzęgło 18 jest zaciśnięte, uzębienia nie współpracują, tzn. nie przenoszą już żadnej siły, a zatem nie wywołują żadnego nacisku osiowego. Tak więc nacisk osiowy wywołany siłą odśrodkową może być całkowicie wykorzystany do dociśnięcia do siebie płytek 26 i 27.

Może więc wystąpić sytuacja, że prędkość obrotowa wału wyjściowego 2a zmniejszy się i/lub że przekazywany moment obrotowy zwiększy się do tego stopnia, że obciążniki 29 nie będą już zapewniać w sprzęgle 18 siły zacisku dostatecznej do przekazywania momentu obrotowego. W tym przypadku sprzęgło 18 zaczyna ślizgać się. Prędkość obrotowa elementu napędzanego 9 stopniowo zmniejsza się aż do zera. Wolne koło 16 unieruchamia koło centralne i siła zazębienia Pac pojawia się ponownie, zwalniając sprzęgło, dzięki czemu mechanizm pracuje jako reduktor, w sposób opisany w odniesieniu do fig. 2.

Rola sprężyny talerzowej 34 jest podwójna. Z jednej strony, ściskając sprzęgło, gdy przekładnia jest w stanie spoczynku, realizuje ona sprzężenie mechaniczne pomiędzy wałem wejściowym a elementem wyjściowym mechanizmu. Dzięki temu pojazd nieruchomy jest zatrzymywany przez silnik, gdy sam silnik jest zatrzymany.

Z drugiej strony, sprężyna talerzowa 34 umożliwia pracę mechanizmu z bezpośrednim napędem przy prędkości obrotowej względnie niskiej, gdy siła odśrodkowa, proporcjonalna do kwadratu prędkości, byłaby tak mała, że najmniejszy przekazywany moment obrotowy wywołałby, w sposób niepożądany w praktyce, utrzymanie trybu pracy reduktora lub tendencję do powrotu do działania w tym trybie.

Suport 111 tworzy całość z elementem zębatym 37 wyporowego urządzenia sprzęgającego 38.

Jak pokazano również na fig. 3 i 4, wyporowe urządzenie sprzęgające 38 zawiera jako wirnik element zębaty w postaci koła centralnego zamontowanego obrotowo wokół osi 12 i zazębiającego się z ośmioma kołami obiegowymi 39, których osie obrotu są równoległe do osi 12 i rozmieszczone wokół niej. Element zębaty 37 tworzy z każdym kołem obiegowym 39 odrębną hydrauliczną pompę zębatą. Pierścieniowa osłona 50 o kształcie litery U otwartej w kierunku osi 12, obejmuje obwód elementu zębatego 37 i zamyka w sobie koła obiegowe 39.

175 737

Osłona 50 składa się z kołnierza 127 tworzącego całość z obudową 4 i obudowy 49 przymocowanej szczelnie do kołnierza 127. Obudowa 49 ma wewnętrzną ściankę obwodową 123 z wnękami 48 dla kół obiegowych. Ścianka 123 jest uszczelniona przez kontakt z wierzchołkami 124 zębów elementu zębatego 37 i wierzchołkami 126 zębów kół obiegowych 39, z wyjątkiem obszarów zazębienia 130. Obudowa 49 zawiera także ramię 128 uszczelnione przez kontakt z jedną z powierzchni elementu zębatego 37 wokół jego zewnętrznego obwodu i z odpowiednią powierzchnią koła obiegowego 39.

Tak więc obudowa 39 zamyka szczelnie jeden z osiowych końców przestrzeni międzyzębowych elementu zębatego 37 i kół obiegowych 39, a ponadto zamyka szczelnie te otwory obwodowe tych przestrzeni, które nie są zazębione. Czopy 116 przymocowane do obudowy 49 tworzą oś obrotu kół obiegowych 39.

Pomiędzy kołnierzem 127 z jednej strony a elementem zębatym 37 i kołami obiegowymi 39 z drugiej strony, jest umieszczony ruchomy człon 40 w postaci promieniowej pierścieniowej płytki pozostającej w bezpośrednim kontakcie z elementem zębatym 37 i kołami obiegowymi 39.

Dla każdego koła obiegowego 39 ruchomy człon 40 ma wycięcie 121, które łączy się z niektórymi przestrzeniami międzyzębowymi elementu zębatego 37. Oprócz wycięć 121 ruchomy człon 40 ma płaską powierzchnię 132 skierowaną ku dołowi elementowi zębatemu 37 i kołom obiegowym 39, zapewniającą szczelny kontakt z sąsiednimi powierzchniami elementu zębatego 37 i kół obiegowych 39 w sposób pozwalający na szczelne zamknięcie przestrzeni międzyzębowych elementu zębatego 37 i kół obiegowych 39. Tak więc przestrzenie międzyzębowe zostają szczelnie zamknięte ze wszystkich stron oprócz chwil, w których łączą się one z wycięciem 121 lub ze sobą nawzajem w obszarze zazębienia 130. Koła obiegowe 39 są usytuowane osiowo pomiędzy ramieniem 128 obudowy 49 i powierzchnią 132 ruchomego członu 40. Ruchomy człon 40 jest zamocowany na osi 12 z możliwością obrotu jednocześnie względem obudowy 4 i przymocowanej do niej obudowy 49 oraz względem elementu zębatego 37.

Ruchomy człon 40 może zatem przyjmować wokół osi 12 położenie kątowe odpowiadające zwolnieniu wyporowego urządzenia sprzęgającego, pokazane w górnej części fig. 3, w którym każde wycięcie 121 stwarza połączenie obszaru ssania 129 danej odrębnej pompy z obszarem tłoczenia 131. W sposób znany dla pomp zębatych, obszar ssania 129 odpowiada obszarowi, w którym zęby elementu zębatego 37 i danego koła obiegowego 39 wyzębiają się, a obszar tłoczenia odpowiada obszarowi, w którym zęby elementu zębatego 37 i odpowiedniego koła obiegowego 30 zaczynają się zazębiać, przy uwzględnieniu kierunku obrotu pokazywanego przez strzałki na fig. 3. Obszary ssania 129 i tłoczenia 131 są więc umieszczone po każdej stronie obszaru zazębiania 130. W położeniu zwolnienia obszar tłoczenia każdej pompy łączy się w obszarem ssania za pośrednictwem odpowiedniego wycięcia 121, praktycznie bez strat ciśnienia, ponieważ olej musi przejść po prostu z obszaru tłoczenia do wycięcia 121, a następnie z tego samego wycięcia 121 do obszaru ssania, bez konieczności przemieszczania się na jakąkolwiek dalszą odległość poza tą utworzoną przez wycięcie 121. Tak więc element zębaty 37 może obracać się bez oporu względem osłony 50 tworzącej całość z obudową 4 przekładni.

Przez obrót ruchomego członu 40 o maksymalny kąt CA względem położenia zwolnienia wyporowego urządzenia sprzęgającego, można spowodować osiągnięcie przez wycięcie 121 kątowego położenia sprzężenia, pokazanego na dole fig. 3, w którym nie łączą się one już z przestrzeniami międzyzębowymi elementu zębatego 37 i kół obiegowych 39 znajdujących się w obszarze tłoczenia 131.

W położeniu sprzężenia tłoczenie każdej odrębnej pompy jest zablokowane, co blokuje element zębaty 37, z wyjątkiem sytuacji, gdy szczątkowy obrót wynika z przecieków.

Pomiędzy tymi wyżej opisanymi dwoma położeniami skrajnymi, ruchomy człon 40 może zająć dowolne położenie pośrednie odpowiadające większemu lub mniejszemu, ale nie pełnemu hamowaniu suportu 111, z którym element zębaty 37 jest zespolony.

W przedstawionej postaci ruchomy człon 40 jest stosunkowo cienki, a wycięcia 121 są otworami przelotowymi. Ruchomy człon 40 ma od strony kołnierza 127 płaską powierzchnię 133, która znajduje się w szczelnym kontakcie z odpowiednią płaską powierzchnią kołnierza 127 dla szczelnego zamknięcia wycięcia 121 od strony przeciwnej zębom.

175 737

Na figurze 1 przedstawiono schematycznie ruchomy człon 40 mający języczek sterujący 136 przymocowany do jego obwodu. W praktyce języczek 136 może być połączony z systemem sterowania ręcznego lub automatycznego dla umożliwienia płynnego rozruchu pojazdu.

Działanie ogólne przekładni jest następujące.

Gdy pojazd i silnik pozostają w stanie spoczynku, mechanizm różnicowy jest w spoczynku w położeniu przedstawionym w górnej części fig. 1, to znaczy ma napęd bezpośredni dzięki sprężynie talerzowej 34 tak, że sprzęgło 18 łączy wał wejściowy 2a i wał wyjściowy 2b niezależnie od stanu wyporowego urządzenia sprzęgającego 38.

Przed uruchomieniem silnika, gdy pojazd ma pozostać w stanie spoczynku, ruchomy człon 40 jest umieszczany w położenie zwolnienia (część górna fig. 3), a pierścieniowy dźwignik 137 (fig. 2), działający pomiędzy jarzmem 13 kół obiegowych a obudową 20, jest uruchamiany za pośrednictwem obrotowego szczelnego połączenia 138 dla zwolnienia sprzęgła pod wpływem działania sprężyn talerzowych 34. Dla uproszczenia rysunku dźwignik 137 nie został pokazany na fig. 1. Był on potrzebny tylko ze względu na obecność sprężyny talerzowej 34, która sama w sobie nie stanowi ulepszenia koniecznego. Gdy dźwignik 137 jest uruchomiony i gdy ruchomy człon 40 znajduje się w położeniu odsprzężenia, wał wejściowy 2a napędza koło koronowe 8, co z kolei powoduje obrót elementu napędzanego 9 w kierunku przeciwnym, ponieważ jarzmo 13 kół obiegowych jest unieruchomione, gdyż pojazd pozostaje nieruchomy. Obrót elementu napędzanego 9 w kierunku przeciwnym jest przekazywany przez wolne koło 16 do elementu zębatego 37 wyporowego urządzenia sprzęgającego 38, którego obrót umożliwia ustawienie ruchomego członu 40 w położeniu zwolnienia. Jest to sytuacja położenia neutralnego, w której następuje odsprzężenie pomiędzy wałem wejściowym 2a a wałem wyjściowym 2b, gdy pojazd pozostaje w stanie spoczynku (wał wyjściowy 2b jest nieruchomy), podczas gdy wał wejściowy 2a obraca się. Dzięki tej funkcji wyporowego urządzenia sprzęgającego 38 można wyeliminować sprzęgło lub konwenter momentu obrotowego montowane tradycyjnie pomiędzy silnikiem pojazdu a wałem wejściowym 2a przekładni. Dla płynnego rozruchu wału wyjściowego 2b powoduje się płynne przechodzenie ruchomego członu 40 w położenie sprzężenia w celu płynnego zahamowania elementu zębatego 37 w wyniku zwiększenia spadku ćiśnienia oleju przechodzącego przez wycięcia 121. Można to zrealizować ręcznie albo z użyciem sterowania automatycznego.

Powoduje to płynne hamowanie aż do całkowitego zatrzymania piasty stanowiącej suport 111, a wraz z nią koła centralnego 9, a także płynne obracanie elementu wyjściowego 13 kół obiegowych, a zatem wału wyjściowego 2b. Na tym etapie ciśnienie w dźwigniku 137 może być obniżone, a wówczas przekładnia działa jako reduktor czyli z napędem bezpośrednim w sposób opisany powyżej.

Gdy wyporowe urządzenie sprzęgające 38 znajduje w położeniu zwolnienia, względnie duża ilość oleju z każdej odrębnej pompy hydraulicznej ma do przebycia, oprócz odcinka, który olej pokonuje przez uzębienie, tylko bardzo krótki odcinek w odpowiednim wycięciu 121.

Wynalazek nie jest w żadnym stopniu ograniczony do wykonania opisanego i przedstawionego. Sprzęgło 18 może być sterowane przy użyciu środków zupełnie innych niż opisane, np. ręcznie lub nawet przez dźwignik sterowany hydraulicznym lub elektronicznym układem sterującym.

Wyporowe urządzenie sprzęgające 38 może być wykonane odmiennie, np. z użyciem dwóch pierścieni rozdzielających po jednym z każdej strony koła centralnego i kół obiegowych, dla dalszego ułatwienia przepływu w stanie zwolnienia.

Od strony ruchomego członu 40 obudowa, którą przykładowo był kołnierz 127, mogłaby być zmniejszona dla wyeliminowania obszarów oddalonych od możliwych położeń wycięć 121.

Istnieje możliwość zastosowania tylko jednego koła obiegowego, np. z przeciwwagą w położeniu przeciwległym na średnicy.

W celu odcięcia obszarów tłoczenia można także przemieścić każde wycięcie względem współpracującego obszaru ssania. W tym przypadku odcięta przestrzeń zawiera obszar tłoczenia i odpowiednie wycięcie, ale wynik jest ten sam, za wyjątkiem tego, że większa jest możliwość wycieków cieczy hydraulicznej pod wysokim ciśnieniem.

Wycięcia 121 mogłyby być ze sobą połączone.

175 737

175 737

48 JHa H 50 ( ~Ί T Z

Z 134

³⁷ 128 V

Ί2

Ufa JE

FIG.4

175 737

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4.00 zł

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wyporowe urządzenie sprzęgające, zawierające wspólny element zębaty zazębiający się z co najmniej jednym kołem obiegowym, zamontowanym obrotowo w osłonie, tworzący z każdym kołem obiegowym i jego osłoną odrębną pompę hydrauliczną, mającą obszar ssania cieczy hydraulicznej i obszar tłoczenia cieczy hydraulicznej po każdej stronie obszaru zazębiania wspólnego elementu zębatego z każdym kołem obiegowym oraz element rozdzielający selektywnie zwalniający i blokujący przepływ cieczy hydraulicznej z obszaru tłoczenia każdej pompy, znamienne tym, że element rozdzielający stanowi ruchomy człon (40) z wycięciami sąsiadujący z jedną z powierzchni każdego z kół obiegowych (39), przemieszczalny pomiędzy położeniem zwolnienia, w którym tworzy on dzięki swym wycięciom bezpośrednie połączenie pomiędzy obszarami ssania (129) i tłoczenia (131), a położeniem sprzężenia, w którym zamyka on co najmniej jeden z dwóch obszarów ssania (129) i tłoczenia (131) każdego koła obiegowego (39).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ruchomy człon (40) jest zamontowany obrotowo wokół osi (12) wspólnego elementu zębatego (37).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera szereg kół obiegowych, a ruchomy człon (40) ma szereg wycięć (121), z których każde, gdy ten ruchomy człon (40) znajduje się w położeniu zwolnienia, łączy obszary ssania (129) i tłoczenia (131) danej odrębnej pompy hydraulicznej.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że osie wspólnego elementu zębatego (37) i koła obiegowego (39) są równoległe, a ruchomy człon (40) ma postać płyty.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ruchomy człon (40) tworzy pierścień wokół osi (12) wspólnego elementu zębatego (37).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że ruchomy człon (40) mechanicznie osiowo unieruchamia każde koło obiegowe pomiędzy tym ruchomym członem a przeciwną powierzchnią (128) osłony (50).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że ruchomy człon (40) pozostaje w szczelnym kontakcie ze wspólnym elementem zębatym (37).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że osłona (50) w kształcie koła obiegowego ma co najmniej jedną część o kształcie litery U otaczającą to koło obiegowe (39) i ruchomy człon (40).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w ruchomym członie (40) znajduje się co najmniej jedno przelotowe wycięcie (121), przy czym ten ruchomy człon (40) ma jedną powierzchnię skierowaną od wspólnego elementu zębatego (37) i pozostającą w szczelnym kontakcie z sąsiednią ścianką (134) osłony (50), co najmniej wokół każdego wycięcia (121).
10. 10. Przekładnia o płynnym rozruchu i co najmniej dwu przełożeniach, zawierająca płynnie pracujące sprzęgło, mechanizm różnicowy z elementem wejściowym, elementem wyjściowym i elementem napędzanym połączonym z suportem za pośrednictwem wolnego koła, przy czym mechanizm różnicowy działa selektywnie zgodnie z pierwszym przełożeniem przekładni, przy którym element napędzany dąży do obrotu względem suportu w kierunku blokowanym przez wolne koło, oraz zgodnie z drugim przełożeniem przekładni, przy którym element napędzany obraca się względem suportu w kierunku dozwolonym przez wolne koło, znamienna tym, że pomiędzy suportem (111) a obudową (4) przekładni jest zamontowane urządzenie sprzęgające (38) zawierające wspólny element zębaty (37) zazębiający się z co najmniej jednym kołem obiegowym (39) zamontowanym obrotowo w osłonie (50) i tworzący z każdym kołem obiegowym i jego osłoną odrębną pompę hydrauliczną, mającą obszar ssania (129) cieczy hydraulicznej i obszar tłoczenia (131) cieczy hydraulicznej po każdej stronie obszaru zazębiania (130) tego

    175 737 wspólnego elementu zębatego (37) z każdym kołem obiegowym (39), oraz ruchomy człon (40) z wycięciami sąsiadujący z powierzchnią każdego z kół obiegowych (39), przy czym ruchomy człon (40) jest przemieszczalny pomiędzy położeniem zwolnienia, w którym tworzy on dzięki swym wycięciom bezpośrednie połączenie pomiędzy obszarami ssania (129) i tłoczenia (131) a położeniem sprzężenia, w którym blokuje on co najmniej jeden z dwóch obszarów ssania (129) i tłoczenia (131) każdego koła obiegowego (39).
11. 11. Przekładnia według zastrz. 10, znamienna tym, że ruchomy człon (40) jest zamontowany obrotowo wokół osi (12) wspólnego elementu zębatego (37).
12. 12. Przekładnia według zastrz. 10, znamienna tym, że zawiera szereg kół obiegowych, a ruchomy człon (40) ma szereg wycięć (121), z których każde, gdy ten ruchomy człon (40) znajduje się w położeniu zwolnienia, łączy obszary ssania (129) i tłoczenia (131) danej odrębnej pompy hydraulicznej.
13. 13. Przekładnia według zastrz. 10, znamienna tym, że osie wspólnego elementu zębatego (37) i koła obiegowego (39) są równoległe, a ruchomy człon (40) ma postać płyty.
14. 14. Przekładnia według zastrz. 10, znamienna tym, że ruchomy człon (40) tworzy pierścień wokół osi (12) wspólnego elementu zębatego (37).
15. 15. Przekładnia według zastrz. 10, znamienna tym, że ruchomy człon (40) mechanicznie osiowo unieruchamia każde koło obiegowe pomiędzy tym członem a przeciwną powierzchnią (128) osłony (50).
16. 16. Przekładnia według zastrz. 14, znamienna tym, że ruchomy człon (40) pozostaje w szczelnym kontakcie ze wspólnym elementem zębatym (37).
17. 17. Przekładnia według zastrz. 10, znamienna tym, że osłona (50) każdego koła obiegowego ma co najmniej jedną część o kształcie litery U otaczającą to koło obiegowe (39) i ruchomy człon (40).
18. 18. Przekładnia według zastrz. 10, znamienna tym, że w ruchomym członie (40) znajduje się co najmniej jedno przelotowe wycięcie (121), przy czym ten ruchomy człon (40) ma jedną powierzchnię skierowaną od wspólnego elementu zębatego (37) i pozostającą w szczelnym kontakcie z sąsiednią ścianką (134) osłony (50), co najmniej wokół każdego wycięcia (121).