RU2107201C1

RU2107201C1 - Fluid-actuated clutch with rotary abutment pump

Info

Publication number: RU2107201C1
Application number: RU97104076A
Authority: RU
Inventors: Георгий Алексеевич Савин; Алексей Георгиевич Савин
Original assignee: Георгий Алексеевич Савин; Алексей Георгиевич Савин
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-03-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; vehicle mechanical transmissions. SUBSTANCE: fluid-actuated clutch with rotary abutment pump has stator, rotor arranged inside stator and provided with spring-loaded vanes. Rotor is installed for rotation and forming high and low pressure zones of working fluid during the operation. Clutch has also spool with rod and piston installed for isolating above-indicated zones. Intermediate member is arranged with clearance between rotor and stator. Intermediate member has cylindrical inner surface and is installed for diametric displacement in stator guides. Clutch has at least two safety valves one of which is installed on intermediate member in high pressure zone, and the other, on stator for additionally placing the high and low pressure zones in communication with each other. Spool is located inside rotor and is provided with piston ring enclosing its rod and installed for displacement and fixing by means of dowels. Low pressure zone between stator and intermediate member is placed in communication with low pressure zone between intermediate member and rotor by means of channel. Clutch can be furnished with levers of the first kind secured on stator surface. Some ends of levers are hinge connected with tie-rod secured on intermediate member, and others are furnished with balance weights. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в трансмиссиях механических передач, в частности, транспортных средств. The invention relates to the field of power engineering and can be used in transmissions of mechanical transmissions, in particular, vehicles.

Известны муфты с дисковым сцеплением, обеспечивающие передачу крутящего момента от ведущего на ведомый вал с помощью прижимных дисков, закрепленных на валах [1]. Known clutches with disk clutch, providing the transmission of torque from the leading to the driven shaft using clamping disks mounted on the shafts [1].

Недостатком данных муфт является сложность конструкции, больше габариты и недостаточный ракурс работы, связанный с трением между дисками. The disadvantage of these couplings is the design complexity, larger dimensions and insufficient aspect of work associated with friction between the disks.

Известны также гидромуфты, обеспечивающие передачу крутящего момента от ведущего на ведомый вал при значительной угловой скорости, но не позволяющие обеспечить устойчивую работу из-за возможности проскальзывания валов, при этом у них существует зависимость передаваемого крутящего момента от числа оборотов [2]. Hydraulic couplings are also known that provide transmission of torque from the drive to the driven shaft at a significant angular speed, but do not allow stable operation due to the possibility of shaft slippage, while they have a dependence of the transmitted torque on the speed [2].

Наиболее близким аналогом данного изобретения является гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом и золотниковым регулированием, содержащая ротор с выдвижными подпружиненными лопастями, удерживаемыми в убранном положении механическими защелками, охватывающий ротор внешний корпус с эксцентрично выполненной внутренней цилиндрической поверхностью, образующей с ротором зоны высокого и низкого давления рабочей жидкости, золотник со штоком и поршнем, и предохранительный клапан, установленные с возможностью перекрытия сообщения между упомянутыми зонами. [3]. The closest analogue of the present invention is a hydraulic coupler with a rotary vane pump and spool control, comprising a rotor with retractable spring-loaded blades held in retracted position by mechanical latches, covering the rotor of the outer casing with an eccentrically made inner cylindrical surface, forming high and low pressure zones with the rotor working fluid, spool with stem and piston, and safety valve installed with the possibility of shutoff I have messages between the mentioned zones. [3].

Однако данная муфта также не обеспечивает надежной работы, так как трудно добиться безотказного срабатывания механических защелок для лопастей ротора, всегда существует опасность их заклинивания и поломки муфты. Кроме того, муфта не позволяет изменять направление вращения валов, так как ее лопасти расположены не по радиусу к центру вращения ротора, а с некоторым наклоном. However, this coupling also does not provide reliable operation, since it is difficult to achieve failure-free operation of mechanical latches for rotor blades, there is always a danger of their jamming and breakage of the coupling. In addition, the coupling does not allow changing the direction of rotation of the shafts, since its blades are located not radially to the center of rotation of the rotor, but with some inclination.

Задачей изобретения является повышение надежности работы муфты при улучшении массогабаритных характеристик и увеличение ресурса работы, а также возможность обеспечения изменения направления вращения при использовании муфты в реверсивных механизмах. The objective of the invention is to increase the reliability of the coupling while improving the overall dimensions and increase the service life, as well as the ability to provide changes in the direction of rotation when using the coupling in reversing mechanisms.

Указанные технические результаты достигаются за счет использования гидропривода с золотником и поршнем, позволяющим осуществлять изменение эксцентриситета ротора с лопастями относительно специально введенного промежуточного элемента, перемещаемого давлением рабочей жидкости в радиальном направлении между ротором и корпусом, при этом лопасти ротора расположены радиально к центру его вращения. These technical results are achieved through the use of a hydraulic actuator with a spool and a piston, which allows changing the eccentricity of the rotor with blades relative to a specially introduced intermediate element, moved by the pressure of the working fluid in the radial direction between the rotor and the housing, while the rotor blades are located radially to the center of its rotation.

На фиг. 1 представлен продольный разрез муфты; на фиг.2 - ее поперечное сечение в рабочем положении; на фиг.3 - поперечное сечение в выключенном положении,
Гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом содержит ротор 1 с прорезями 2 для перетекания рабочей жидкости, пазами для установки лопастей 3, пружины 4 для поджатия лопастей 3, статор 5 с крышкой 6, золотник 7, снабженный штоком и поршнем и установленный с возможностью разобщения зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, образующихся при вращении ротора 1, между статором 5 и ротором 1 с зазором размещен промежуточный элемент 16 с внутренней цилиндрической поверхностью, установленный с возможностью диаметрального перемещения в направляющих 21 статора 5. При этом муфта снабжена по меньшей мере двумя предохранительными клапанами 22 и 17, один из которых установлен в зоне высокого давления на промежуточном элементе 16, а другой - на статоре 5 с возможностью дополнительного сообщения между собой зон высокого и низкого давления. Золотник 7 расположен внутри ротора 1 и снабжен поршневым кольцом 8, охватывающим его шток с возможностью перемещения и фиксации посредством штифтов 9, а зона низкого давления между статором 5 и промежуточным элементом 16 сообщена при помощи канала 20 с зоной низкого давления между промежуточным элементом 16 и ротором 1.In FIG. 1 is a longitudinal section through a sleeve; figure 2 - its cross section in the working position; figure 3 is a cross section in the off position,
The hydraulic coupler with a rotary vane pump contains a rotor 1 with slots 2 for flowing the working fluid, grooves for installing the blades 3, springs 4 for preloading the blades 3, the stator 5 with cover 6, the spool 7, equipped with a rod and piston and installed with the possibility of separation of zones high and low pressure of the working fluid generated during the rotation of the rotor 1, between the stator 5 and the rotor 1 with a gap there is an intermediate element 16 with an inner cylindrical surface mounted with the possibility of diametrical openings in the guides 21 of the stator 5. In this case, the coupling is equipped with at least two safety valves 22 and 17, one of which is installed in the high pressure zone on the intermediate element 16, and the other on the stator 5 with the possibility of additional communication between the high and low zones pressure. The spool 7 is located inside the rotor 1 and is equipped with a piston ring 8, covering its rod with the possibility of movement and fixing by means of pins 9, and the low pressure zone between the stator 5 and the intermediate element 16 is communicated via a channel 20 with a low pressure zone between the intermediate element 16 and the rotor one.

Также муфта снабжена рычагами 1-го рода 24, закрепленными на поверхности ротора 5, причем одни концы рычагов 1-го рода 24 шарнирно соединены с тягой 26, закрепленной на промежуточном элементе 16, а другие снабжены балансировочными грузами 23. Рычаги 1-го рода 24 и балансировочные грузы 23 могут при необходимости размещаться как с внешней стороны статора 5, так и с его внутренней стороны в пространстве между статором 5 и промежуточным элементом 16, причем может использоваться лишь один рычаг 1-го рода 24 и один балансировочный груз 23 при наличии на статоре 5 закрепленного противовеса (не показан) балансировочному грузу 23. The clutch is also equipped with levers of the first kind 24, mounted on the surface of the rotor 5, and some ends of the levers of the first kind 24 are pivotally connected to the rod 26, mounted on the intermediate element 16, and the others are equipped with balancing weights 23. Levers of the first kind 24 and balancing weights 23 can, if necessary, be placed both on the outside of the stator 5 and on its inside in the space between the stator 5 and the intermediate element 16, and only one lever of the first kind 24 and one balancing weight 23 can be used if stator 5 fixed counterweight (not shown) of balancing weights 23.

Кроме того, муфта содержит круговой поршень 10, шайбу 11 с штифтом 12 и с цапфой для ее перемещения (не показана), заглушки 13, уплотнения 14, кольцевую выточку 15, выполненную в корпусе статора 5, канал 18 в статоре 5, кольцевую выточку 19 в подвижном промежуточном элементе 16, плоские направляющие 21 статоре 5 для диаметрального перемещения промежуточного элемента 16, при этом у муфты образованы зоны (полости) Б, С, D, E, F, G, M, N, G₁, G₂, причем полость Б заполнена газом, а остальные - рабочей жидкостью.In addition, the coupling contains a circular piston 10, a washer 11 with a pin 12 and with a pin for moving it (not shown), plugs 13, seals 14, an annular groove 15 made in the stator housing 5, a channel 18 in the stator 5, an annular groove 19 in the movable intermediate element 16, the flat guides 21 of the stator 5 for the diametrical movement of the intermediate element 16, while the zones (cavities) B, C, D, E, F, G, M, N, G ₁ , G _{2 are} formed at the coupling, moreover cavity B is filled with gas, and the rest is filled with working fluid.

Муфта работает следующим образом. The coupling operates as follows.

В рабочем положении (сцепление включено) при вращении ротора 1 в зонах высокого давления G₁ (вращение по часовой стрелке) или G₂(вращение против часовой стрелки) между ротором 1 и подвижным промежуточным элементом 16 образуется замкнутый объем с повышенным давлением, создающий за счет эксцентриситета подвижного промежуточного элемента 16 крутящий момент на этом элементе, который передается на статор 5. При повышении давления выше допустимого срабатывает предохранительный клапан 22 и жидкость из полости M через предохранительный клапан 17 и канал 20 поступает в зону низкого давления G₂ (вращение по часовой стрелке). В этом случае при максимальном допустимом крутящем моменте будет иметь место проскальзывание ротора 1 относительно статора 5.In the working position (the clutch is engaged) when the rotor 1 is rotated in the high pressure zones G ₁ (clockwise rotation) or G ₂ (counterclockwise rotation) between the rotor 1 and the movable intermediate element 16, a closed volume is formed with increased pressure, which creates the eccentricity of the movable intermediate element 16, the torque on this element, which is transmitted to the stator 5. When the pressure rises above the permissible pressure relief valve 22 and the fluid from the cavity M through the pressure relief valve 17 and ka cash 20 enters the low-pressure zone G ₂ (clockwise rotation). In this case, at the maximum allowable torque, the rotor 1 will slip relative to the stator 5.

В рабочем положении балансировочные грузы 23 смещены относительно оси вращения ротора 1 и статора 5 в противоположном направлении относительно смещения промежуточного элемента 116. In the operating position, the balancing weights 23 are offset relative to the axis of rotation of the rotor 1 and the stator 5 in the opposite direction relative to the offset of the intermediate element 116.

Для выключения муфты золотник 7 с помощью шайбы 11 передвигается влево вместе с поршнем 8, жидкость из полости M всасывается через канал 18 в полость E, а вытесняемая поршнем 8 жидкость из полостей D и C через прорези 2 попадает в полости G и через канал 20 поступает в полость N, тем самым уменьшая эксцентриситет промежуточного элемента 16 до нуля - свободное вращение ротора 1. Одновременно балансировочные грузы 23 с помощью тяги 26 приводятся в симметричное положение. To turn off the clutch, the spool 7 moves with the washer 11 to the left with the piston 8, the fluid from the cavity M is sucked through the channel 18 into the cavity E, and the fluid displaced by the piston 8 from the cavities D and C through the slots 2 enters the cavity G and enters through the channel 20 into the cavity N, thereby reducing the eccentricity of the intermediate element 16 to zero - the free rotation of the rotor 1. At the same time, the balancing weights 23 are brought into a symmetrical position by means of the rod 26.

Claims

1. A hydraulic coupler with a rotary vane pump, comprising a stator, a rotor located inside the stator with springs for compressing the blades, mounted for rotation and formation of high and low pressure working fluid zones during operation of the coupling, and a spool equipped with a rod and piston and installed with the possibility of separation of these zones, characterized in that in the coupling between the stator and the rotor with a gap there is an intermediate element with an inner cylindrical surface mounted with the possibility of central displacement in the stator guides, while the coupling is equipped with at least two safety valves, one of which is installed in the high pressure zone on the intermediate element, and the other on the stator with the possibility of additional communication between the high and low pressure zones, while the spool is located inside the rotor and is equipped with a piston ring covering its rod with the possibility of movement and fixation by means of pins, and the low pressure zone between the stator and the intermediate element is communicated with By means of a channel with a low pressure zone between the intermediate element and the rotor.

2. The clutch according to claim 1, characterized in that it is equipped with levers of the first kind, mounted on the surface of the stator, with one end of the levers of the first kind pivotally connected to a rod mounted on the intermediate element, and the others are equipped with balancing weights.