PT107523A1

PT107523A1 - UNIDIRECTIONAL INVERSE SYSTEM OF LIMITED RELATIONSHIP OF DIFFERENTIAL

Info

Publication number: PT107523A1
Application number: PT107523A
Authority: PT
Inventors: Vasylenko Valeriy
Original assignee: Vasylenko Valeriy
Priority date: 2014-03-18
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2016-10-18
Also published as: PT107523A

Abstract

O PRESENTE INVENTO REFERE-SE AO AUTOBLOQUEIO DO PLANETÁRIO LIGADO À RODA MOTRIZ SEM ADERÊNCIA PARA PREVENIR A PERDA DE POTÊNCIA DO PLANETÁRIO OPOSTO. O DITO AUTOBLOQUEIO É EFETUADO PELAS EMBRAIAGENS UNIDIRECIONAIS INVERSAS QUE INCLUEM OS TAMBORES (8), (8¿) OS QUAIS EFETUAM A ROTAÇÃO MAIS AVANÇADA RELATIVAMENTE À CAIXA SATÉLITE (3). O DITO AVANÇO DE ROTAÇÕES É OBTIDO PELA ENGRENAGEM DERIVADO AO VEIO INTERMEDIÁRIO (1), E É IGUAL À ROTAÇÃO DO PLANETÁRIO DO LADO EXTERIOR DA CURVA, QUANDO O VEICULO EFETUA A MANOBRA DE VIRAGEM COMPLETA. O PRESENTE INVENTO DISTRIBUI A POTÊNCIA PARA TODAS AS RODAS MOTRIZES DO VEÍCULO EM TODAS AS CONDIÇÕES DE ADERÊNCIA, MAS TAMBÉM PERMITE QUE AS DITAS RODAS MOTRIZES TENHAM ROTAÇÕES DIFERENTES, O QUE É NECESSÁRIO PARA EFETUAR AS MANOBRAS DE VIRAGEM SEM PATINAR. APLICÁVEL NO FABRICO DE VEÍCULOS E OUTROS MECANISMOS COM DUAS OU MAIS RODAS MOTRIZES.The present invention relates to the planetary self-blocking connected to the idle drive wheel to prevent the loss of power from the optoelectrical planetary. The said self-blocking is effected by the inverse one-way clutches comprising the drums (8), (8 ') which effect the most advanced rotation relative to the satelite box (3). The said rotation speed is obtained by the gearing provided to the intermediate shaft (1), and is equal to the planetary rotation of the outer side of the curve, when the vehicle makes the full turn maneuver. The present invention distributes power to all of the vehicle's drive wheels in all of the attachment conditions, but also allows the drive wheels to have different rotations, which is required to effect the unmanned turning maneuvers. APPLICABLE IN THE MANUFACTURE OF VEHICLES AND OTHER MECHANISMS WITH TWO OR MORE MOTORIZED WHEELS.

Description

Sistema de autobloqueio unidirecional inverso de relação limitada do diferencial Área técnica da invenção 0 diferencial do veiculo é um mecanismo que distribui a potência vinda da caixa de velocidades para as rodas motrizes do mesmo eixo ou, caso seja diferencial central distribui a potência para os eixos. Isso permite todas as rodas motrizes não só terem energia rotativa, mas também as rotações mutuamente diferentes, o que é necessário para efetuar as manobras de viragem sem derrapar. Contudo, o ponto fraco deste mecanismo é que só funciona na perfeição quando a aderência é ideal. Quando uma das rodas motrizes perde a aderência toda a potência passa para a roda sem aderência, o que provoca perda de impulsão do veiculo. Para impedir que isso aconteça é necessário montar o bloqueador no diferencial para que a energia seja distribuída para ambas as rodas motrizes.Technical Field of the Invention The vehicle differential is a mechanism which distributes the power from the gearbox to the drive wheels of the same axle or, if the central differential distributes the power to the axles. This allows all the drive wheels not only to have rotational power, but also to the mutually different rotations, which is necessary to perform the turning maneuvers without skidding. However, the weakness of this mechanism is that it only works flawlessly when grip is optimal. When one of the drive wheels loses grip, all power passes to the wheel without grip, which causes loss of drive of the vehicle. To prevent this from happening, it is necessary to mount the choke on the differential so that power is distributed to both drive wheels.

Estado da técnica 0 bloqueador vulgar é um mecanismo incorporado no diferencial que bloqueia os planetários para que a potência seja distribuída igualmente entre as rodas motrizes. Assim sendo, este mecanismo impede as ditas rodas de terem rotações diferentes, o que provoca derrapagem nas manobras de viragem. No pavimento com aderência fraca, como por exemplo, no gelo isto traz benefícios na condução, mas nas estradas com boa aderência é bastante incómodo. 0 presente invento é a resolução para os defeitos referidos. Os ditos planetários ficam livres de ter rotações mutuamente diferentes, mas só ate a certa proporção, a tanto quanto necessária para efetuar a viragem completa.State of the art The common choke is a differential-engined mechanism that locks the planetaries so that power is evenly distributed between the drive wheels. Accordingly, this mechanism prevents said wheels from having different rotations, which causes skidding in the turning maneuvers. On pavement with weak adhesion, as for example, on ice this brings benefits in driving, but on roads with good grip is quite uncomfortable. The present invention is the resolution for said defects. The planetary sayings are free to have mutually different rotations, but only to a certain extent, as much as necessary to effect the complete turning.

Sumário da invenção 0 presente invento é um sistema que foi concebido por aplicação das embreagens unidirecionais inversas para que a proporção nas rotações entre os planetários do diferencial seja limitada. As ditas embreagens quando estão engatadas permitem a rotação dos ditos planetários só em sentido unidirecional, relativamente aos tambores ou polis exteriores das ditas embreagens. Para permitir as rotações mutuamente diferentes dos ditos planetários, a rotação dos ditos tambores é acionada com velocidade maior relativamente a rotação da caixa satélite, que se efetua pela engrenagem derivado ao veio intermediário. A proporção de rotações entre a caixa satélite e os ditos tambores é diferente para cada eixo motriz, calcula-se pela capacidade angular do suposto veículo efetuar a viragem completa. 0 dito sistema permite o veiculo manobrar sem derrapagem das rodas motrizes, mas impede a perda da potência quando uma das rodas motrizes perde aderência. Assim, o presente invento, beneficia de condução adequada para os todos os tipos de pavimento. 0 presente invento é seguidamente descrito em pormenor com o auxilio dos desenhos anexos, nos quais: a fig. 1 é uma vista de posicionamento das rodas do suposto veiculo relativamente ao ponto de viragem numa manobra de viragem completa; a fig. 2 é uma representação em perspectiva esquemática e simplificada de uma concretização do sistema de acordo com o invento, numa vista do diferencial em modo desengatado, com algumas peças apresentadas em corte pela linha A-B e em cortes parciais pelas linhas improvisadas; a fig. 3 é uma apresentação simplificada da fig. 2 na qual o presente invento é apresentado em modo engatado para marcha atrás, com a vista em corte improvisado dos anéis de engate; a fig. 4 é uma replica da fig. 3, mas com apresentação do presente invento em modo engatado para marcha á frente; a fig. 5 apresenta as embreagens unidirecionais inversas em modo desengatadas numa vista lateral; a fig. 6 é uma apresentação da fig. 5, mas com as ditas embreagens em modo engatadas; a fig. 7 apresenta o garfo de rolos e o tambor de embreagem unidirecional inversa em modo desengatado numa vista de topo; a fig. 8 é uma replica da fig. 7, mas com o dito garfo em posição engatado; a fig. 9 apresenta quatro vistas do garfo de rolos: de lado, frontal, de topo e por cima; a fig. 10 apresenta três vistas do rolo de embreagem: de topo, lateral e frontal de ângulo improvisado; a fig. 11 apresenta o anel de engate em corte pela linha C-D em vista de topo em modo desengatado, com demonstração da cabeça do garfo de rolos; a fig. 12 é uma apresentação da fig. 11 com o anel de engate em modo engatado;SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a system which has been designed by application of the reverse one-way clutches so that the ratio in the rotations between the planetaries of the differential is limited. Said clutches when engaged allow rotation of the planetary nozzles only in a unidirectional sense, relative to the outer drums or poles of said clutches. In order to allow for mutually different rotations of the planetary nozzles, the rotation of said drums is driven at a greater speed relative to the rotation of the satellite box, which is effected by the by-pass gear to the intermediate shaft. The ratio of rotations between the satellite box and the said drums is different for each drive shaft, it is calculated by the angular capability of the said vehicle to make the complete turn. Said system allows the vehicle to maneuver without skidding the drive wheels, but prevents the loss of power when one of the drive wheels loses grip. Thus, the present invention benefits from proper handling for all types of pavement. The present invention is now described in detail with the aid of the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a positioning view of the wheels of the alleged vehicle relative to the turning point in a complete turning maneuver; FIG. 2 is a schematic and simplified perspective representation of an embodiment of the system according to the invention, in a disengaged mode differential view, with some parts shown in section through line A-B and in partial cuts through the improvised lines; FIG. 3 is a simplified presentation of Fig. 2 in which the present invention is shown in reverse-engaged mode, with the improvised cross-sectional view of the engagement rings; FIG. 4 is a replica of Fig. 3, but with presentation of the present invention in engaged mode for forward travel; FIG. 5 shows the reverse one-way clutches in disengaged mode in a side view; FIG. 6 is a presentation of Fig. 5, but with said clutches in engaged mode; FIG. 7 shows the roll fork and reverse one-way clutch drum in disengaged mode in a top view; FIG. 8 is a replica of Fig. 7, but with said fork in engaged position; FIG. 9 presents four views of the roll fork: side, front, top and top; FIG. 10 features three views of the clutch roll: top, side and front of improvised angle; FIG. 11 shows the engagement ring in section by line C-D in top view in disengaged mode, with demonstration of the head of the roll fork; FIG. 12 is a presentation of Fig. 11 with the engagement ring in engaged mode;

Descrição da concretização preferidaDescription of the Preferred Embodiment

Fazendo referência ás figuras, vai ser agora descrita a concretização preferida do invento, fazendo alusão ás peças montadas como seguidamente se descreve. A estrutura da base do diferencial (não representada) serve para o alojamento e montagem, no seu interior, das diferentes peças componentes do mecanismo. Esta estrutura pode incluir os diversos tipos de rolamentos e casquilhos (não representados) para um funcionamento mais efetivo do dito mecanismo. A caixa satélite (3) está engrenada com o carreto (2) do veio intermediário (1) e possui a porta satélites (4) com os satélites (5), (5') engrenados com os planetários (6), (6'). Os ditos planetários (6), (6') possuem pistas internas para circulação dos rolos (13), funcionam como um poli interior das embreagens unidirecionais inversas. Os tambores (8), (8') integram nas ditas embreagens como poli exterior e possuem os anéis dentados para engrenagem com os carretos (7), (7') do dito veio intermediário (1). Os ditos tambores (8), (8') estão rotativamente livres e no seu interior contêm as pistas externas cónicas bilaterais para encaixe dos ditos rolos (13). Os garfos (12) estão alojados no interior dos ditos tambores (8), (8'), firmes em posicionamento, mas livres em deslocação ao comprimento das ditas pistas cónicas, e servem para guiar os ditos rolos (13) .With reference to the figures, the preferred embodiment of the invention will now be described, alluding to the assembled parts as described below. The structure of the differential base (not shown) serves to house and assemble the different component parts of the mechanism inside. This structure may include the various types of bearings and bearings (not shown) for more effective operation of said mechanism. The satellite box 3 is meshed with the carriage 2 of the intermediate shaft 1 and has the satellite port 4 with the satellites 5 ', 5' meshed with the planetaries 6, ). The planetary nozzles 6, 6 'have inner raceways for the rollers 13 to function as an inner poly of the reverse one-way clutches. The drums 8, 8 'are integral with said clutches as outer poly and have the toothed rings for engagement with the reels 7, 7' of said intermediate shaft 1. Said drums 8, 8 'are rotatably free and therein contain the bilateral conical external tracks for engaging said rollers 13. The forks 12 are housed within said barrels 8, 8 ', which are firm in position but are free in movement along the length of said conical tracks and serve to guide said rollers 13.

Os anéis de engate (9), (9') são rotativamente fixos, mas livres em deslocação lateral relativamente aos ditos tambores (8) , (8'), estão integrados para deslocar e fixar os ditos garfos (12) pelas molas de lâmina (14) . As ditas molas de lâmina (14) estão incorporadas nos ditos anéis de engate (9), (9'), dispõem as pontas curvas para encaixe das cabeças cilíndricas dos ditos garfos (12), fixando o engate das ditas embreagens. 0 inversor (10) possui os ditos garfos (11) e serve exclusivamente para a deslocação dos ditos anéis de engate (9), (9') relativo aos ditos tambores (8), (8').The engagement rings 9, 9 'are rotatably fixed but free in lateral displacement relative to said drums 8, 8', are integrated to displace and secure said forks 12 by the leaf springs (14). Said blade springs 14 are incorporated in said engagement rings 9, 9 ', they arrange the curved tips for engaging the cylindrical heads of said forks 12, securing the engagement of said clutches. The inverter 10 has said forks 11 and serves exclusively for the displacement of said engagement rings 9, 9 'relative to said drums 8, 8'.

Para o desempenho correto do sistema nas peças são aplicadas várias estruturas:For the correct performance of the system in the pieces are applied several structures:

As guias (15) dos tambores (8), (8') para encaixe dentro das ranhuras (16) dos anéis de engate (9), (9'), vão permitir a fixação rotativa dos ditos anéis; As ranhuras (17) dos ditos anéis de engate (9), (9') para encaixe das pontas dos garfos (11); As ranhuras diagonais (18) alojam as ditas molas (14) e permitem a passagem das cabeças cilíndricas dos ditos garfos (12); As ranhuras (19) dos ditos tambores (8), (8') permitem a passagem dos pés dos ditos garfos (12); As guias (20) alojam as chapas curvas dos ditos garfos (12) o que permite a fixação firme e a deslocação guiada dos ditos garfos (12). O ajuste na proporção de rotação dos tambores (8), (8') relativo a caixa satélite (3) , efetuado pelo veio intermediário (1) . Como se vê na fig. 1, quando o veiculo efetua a manobra de viragem completa, a proporção de rotações entre as rodas traseiras é maior (C por D) de que entre as rodas dianteiras (A por B) . A dita proporção nas rotações entre as rodas do mesmo eixo é essencial para calcular a proporção de rotações dos ditos tambores (8) , (8') relativamente á caixa satélite (3) no suposto eixo motriz. A rotação dos ditos tambores (8), (8') deve ser a mesma da rotação do planetário ligado à roda que percorre pelo exterior da curva, quando o veículo efetua a viragem completa. A proporção de rotação entre os ditos tambores (8), (8') e a dita caixa satélite (3) no diferencial central calcula-se do mesmo modo. Os ditos tambores (8), (8') devem ter a mesma rotação de que o planetário ligado ao eixo de direção, quando o suposto veículo efetua a viragem completa.The guides 15 of the drums 8, 8 'for engaging within the grooves 16 of the engagement rings 9, 9' allow rotary engagement of said rings; The grooves (17) of said engaging rings (9, 9 ') for engaging the fork tips (11); The diagonal grooves (18) house said springs (14) and allow the cylindrical heads of said forks (12) to pass; The grooves 19 of said drums 8, 8 'allow the feet of said forks 12 to pass; The guides (20) house the curved plates of said forks (12) which allows for firm fixation and guided movement of said forks (12). The adjustment in the ratio of rotation of the drums (8), (8 ') relative to the satellite box (3), effected by the intermediate shaft (1). As seen in Fig. 1, when the vehicle makes the full turn maneuver, the ratio of rotations between the rear wheels is greater (C by D) than between the front wheels (A by B). Said ratio in the rotations between the wheels of the same axle is essential for calculating the ratio of rotations of said drums 8, 8 'relative to the satellite box 3 in the assumed driving axle. The rotation of said drums 8, 8 'should be the same as the rotation of the planetary connected to the wheel running through the outside of the curve when the vehicle turns completely. The ratio of rotation between said drums 8, 8 'and said satellite box 3 in the central differential is calculated in the same manner. Said drums 8, 8 'must have the same rotation as the planetary connected to the steering axle when the alleged vehicle makes the complete turn.

Em modo desbloqueado o presente invento não interfere no funcionamento do diferencial. Os ditos garfos (12) fixam os rolos (13) fora das pistas cónicas bilaterais dos tambores (8), (8'), o que permite a rotação livre dos ditos planetários (6), (6') em ambos os sentidos relativamente aos ditos tambores (8), (8').In unlocked mode the present invention does not interfere with the operation of the differential. Said forks 12 fasten the rollers 13 out of the bilateral tapered tracks of the barrels 8 ', 8', which allows free rotation of the planetary shafts 6 ', 6' in both directions relative to each other to said drums 8, 8 '.

Para iniciar o engate do autobloqueio em sentido marcha à frente, o inversor (10) é deslocado para o lado esquerdo empurrando os ditos anéis de engate (9), (9') pelos garfos (11) no mesmo sentido. As cabeças cilíndricas dos garfos (12) trancam-se nas pontas curvas das molas de lamina (14), fixando os ditos anéis (9), (9') em posição de engate. As molas de lâminas (14) empurram os ditos garfos (12) deslocando os ditos rolos (13) ate ao encaixe entre as ditas pistas internas e externas das ditas embreagens. Inicia-se assim o engate das ditas embreagens unidirecionais, o que faz com que os ditos planetários (6), (6') fiquem impedidos de ultrapassar as rotações dos ditos tambores (8), (8'). Como as ditas embreagens não impedem a rotação mais lenta dos ditos planetários (6), (6') em relação aos ditos tambores (8), (8') o diferencial trabalha na perfeição, permitindo que os ditos planetários (6), (6') tenham rotações mutuamente diferentes. Na condução do suposto veiculo quando uma das rodas motrizes perde a aderência, o planetário ligado á dita roda fica impedido de ultrapassar a rotação dos ditos tambores (8), (8'), rodando com a mesma velocidade. Assim, toda a potência do planetário da dita roda sem aderência passa para o planetário ligado a roda oposta. Quando a dita roda volta a ter aderência o diferencial volta ao seu funcionamento normal.To start the self-locking engagement in the forward direction, the inverter 10 is moved to the left side by pushing said engagement rings 9 ', 9' by the forks 11 in the same direction. The cylindrical heads of the forks 12 are locked on the curved ends of the leaf springs 14, the said rings 9, 9 'being secured in engagement position. The blade springs (14) push said forks (12) by moving said rollers (13) into engagement between said inner and outer tracks of said clutches. The engagement of said one-way clutches thus begins, which causes the planetary nozzles 6, 6 'to be prevented from exceeding the rotations of said drums 8, 8'. As said clutches do not prevent slower rotation of planetary nozzles 6 ', 6' in relation to said drums 8 ', the differential works perfectly, allowing planetary nozzles 6, 6 ') have mutually different rotations. In the driving of the said vehicle when one of the drive wheels loses its grip, the planetary connected to said wheel is prevented from exceeding the rotation of said drums 8, 8 ', by rotating with the same speed. Thus, all the planetary power of said wheel without adhesion passes to the planetary connected to the opposite wheel. When the wheel returns to its grip, the differential returns to normal operation.

Para iniciar o engate do autobloqueio em marcha atrás, o inversor (10) é deslocado para o centro do seu percurso, desengatando embreagens, e depois deslocado para o lado direito, engatando as ditas embreagens para a rotação em sentido inverso. O presente invento também beneficia como travão contra recuo. Em modo engatado o dito sistema de autobloqueio impede a caixa satélite (3) de rodar em sentido inverso, bloqueando ambos os planetários (6), (6') ao mesmo tempo. Parado numa subida o suposto veiculo não recua, sendo mais fácil depois recomeçar a marcha.To start the self-locking engagement in reverse, the inverter 10 is moved to the center of its path, disengaging clutches, and then moved to the right side, engaging said clutches for reverse rotation. The present invention also benefits as a recoil brake. In engaged mode, said self-locking system prevents the satellite box (3) from rotating in reverse, blocking both planetaries (6 ', 6') at the same time. Standing on an ascent, the supposed vehicle does not retreat, and it is easier then to start again.

Claims

A reversible unidirectional self-locking system of the limited differential ratio, characterized in that it comprises the application of the two reverse one-way clutches composed of the inner tracks in the planetary shafts (6), (6 ') and the bilateral conical external races in the drums (8), 8 ') which engage the one-way clutch by the force of engagement of the rollers 13 guided by the forks 12, moved and inverted through the engagement rings 9, 9' / rotatably fixed though free in lateral displacement with respect to said drums 8 ', 8', so that the heads of said forks 12 engage the curved ends of the leaf springs 14, pushing said forks 12 and locking said rings (9), (9 ') in the engaged position.

The self-locking system according to claim 1, characterized in that said drums (8 ', 8') are driven with the speed of rotation greater than the rotation of the satellite box (3), comprising that the ratio of rotations of the (8 ') with respect to said satellite box (3) is different for each axis of each vehicle model, obtained by the gear through the intermediate shaft (1), which must correspond to the ratio of rotations between the planetary with the highest speed of rotation and the satellite box of the same differential, when the supposed vehicle makes the maneuver of complete turning.