RU2112161C1

RU2112161C1 - Hydraulic clutch with lobe rotary pump

Info

Publication number: RU2112161C1
Application number: RU97104079A
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: 1998-05-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; mechanical transmissions. SUBSTANCE: hydraulic clutch with lobe rotary pump has stator accommodating bladed rotor installed in stator for rotation and for building zone of high and low pressures of liquid, safety valve between above indicated zones and spool valve installed for separating the zones. Intermediate member with inner cylindrical surface is installed between stator and rotor with clearance. Intermediate member is installed for diametric displacement in stator guides. Cylindrical cups with inserts are in rotor housing. Inserts engage with blades which are secured inside rotor on free axle for radial and angular displacement in inserts relative to rotor. Intermediate member is loaded by spring in central position to bring axes in alignment with thrusting against adjusting screw at opposite side and is furnished with check valve at side of low pressure zone. Improved operation is provided owing to the fact that blades are radially secured in hollow rotor on free axle with provision of constant contact of blades. EFFECT: enhanced reliability of operation. 6 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 посредством прижимных дисков, закрепленных на данных валах [1]. Known clutches with disk clutch, providing the transmission of torque from the leading to the driven shaft by means of clamping discs mounted on these shafts [1].

Недостатком данных муфт является сложность конструкции, большие габариты и недостаточный ресурс работы, связанный с передачей крутящего момента посредством трения между дисками. The disadvantage of these couplings is the design complexity, large dimensions and insufficient working life associated with the transmission of torque through friction between the disks.

Известны 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]
Наиболее близким аналогом изобретения является гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом и золотниковым регулированием, содержащая статор, внутри которого размещен ротор с подпружиненными лопастями, установленный с возможностью образования при работе муфты зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, а золотник снабжен штоком и поршнем, и предохранительный клапан, установленные с возможностью разобщения упомянутых зон, при этом лопасти в убранном положении удерживаются механическими защелками [3].Known hydraulic couplings 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 slipping of the shafts, while they have a dependence of the transmitted torque on the speed [2]
The closest analogue of the invention is a hydraulic coupler with a rotary vane pump and spool regulation, containing a stator, inside which a rotor with spring-loaded blades is placed, installed with the possibility of formation of high and low pressure zones of the working fluid during operation of the coupling, and the spool is equipped with a rod and piston, and a safety valve installed with the possibility of separation of these zones, while the blades in the retracted position are held by mechanical latches [3].

Однако данная муфта не позволяет обеспечить надежную работу, т.к. сложно обеспечить безотказную работу механических защелок и выдвижение лопастей посредством пружин, всегда существует опасность заклинивания, при этом муфта имеет сложную конструкцию и возможные динамические нагрузки при частичном выдвижении лопастей в случае удара лопастей о статор в зоне повышенного давления. However, this coupling does not allow reliable operation, as it is difficult to ensure trouble-free operation of the mechanical latches and the extension of the blades by means of springs, there is always a danger of jamming, while the coupling has a complex structure and possible dynamic loads when the blades are partially extended in case of impact of the blades on the stator in the high pressure zone.

Кроме того, муфта не позволяет изменять направление передачи крутящего момента и не позволяет обеспечить надежное уплотнение между статором и лопастями из-за изменения угла наклона лопастей к цилиндрической поверхности статора. In addition, the coupling does not allow changing the direction of transmission of torque and does not allow for reliable sealing between the stator and the blades due to a change in the angle of inclination of the blades to the cylindrical surface of the stator.

Задачей изобретения является улучшение массогабаритных характеристик, увеличение надежности и ресурса работы, упрощение конструкции и уменьшение трудоемкости изготовления. The objective of the invention is to improve the overall dimensions, increase the reliability and service life, simplify the design and reduce the complexity of manufacturing.

Указанные технические результаты достигаются за счет того, что лопасти радиально закреплены в пустотелом роторе на свободной оси, что обеспечивает постоянный контакт лопастей под прямым углом к внутренней цилиндрической поверхности дополнительно введенного подвижного промежуточного элемента, а создание зон высокого и низкого давлений осуществляется смещением промежуточного элемента в диаметральном направлении по направляющим статора за счет пружины или давления рабочей жидкости от центробежных сил, возникающих при вращении ротора с лопастями. These technical results are achieved due to the fact that the blades are radially mounted in the hollow rotor on the free axis, which ensures constant contact of the blades at right angles to the inner cylindrical surface of the additionally introduced movable intermediate element, and the creation of high and low pressure zones is carried out by displacing the intermediate element in the diametrical direction along the stator guides due to the spring or pressure of the working fluid from centrifugal forces arising from the rotation of the rotor but with the blades.

На фиг. 1 представлен продольный разрез муфты, на фиг. 2 - ее поперечное сечение в включенном состоянии, на фиг. 3 - поперечное сечение в выключенном состоянии, на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2, на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 1, а на фиг. 6 - сечение по С-С на фиг. 1. In FIG. 1 is a longitudinal section through a sleeve; FIG. 2 is its cross section in the on state, in FIG. 3 is a cross section in the off state, in FIG. 4 - section AA in FIG. 2, in FIG. 5 is a section BB in FIG. 1, and in FIG. 6 is a cross-section along CC in FIG. one.

Гидравлическая сцепная муфта содержит полый ротор 1, размещенный внутри статора 2 с крышкой 5, промежуточный элемент 3 с внутренней цилиндрической поверхностью, установленный с возможностью диаметрального перемещения в направляющих статора 2, клапан-золотник 4, закрепленный посредством гайки 9 на подвижной в осевом направлении относительно статора 2 шайбе 11, предохранительный клапан с поршнем 13 и пружиной 15, температурный гидрокомпенсатор, включающий поршень 25 и воздушную полость B, при этом в полом роторе 1 выполнены цилиндрические стаканы для размещения вкладышей 21, контактирующих с лопастями 19, причем последние закреплены внутри ротора 1 на свободной оси 16 с возможностью радиального и углового перемещения во вкладышах 21 относительно ротора 1, промежуточный элемент 3 поджат пружиной 17 в центральное положение до совпадения осей с упором в регулировочный винт 22 с противоположной стороны и снабжен обратным пластинчатым клапаном 26 со стороны зоны низкого давления. Пружина 17 установлена на промежуточном элементе 3 с помощью крепежного элемента 18. Регулировочный винт 22 снабжен контровочной гайкой 23. Клапан 26 расположен с внутренней стороны промежуточного элемента 3 и служит для перепуска рабочей жидкости через канал 27 из (зоны) полости D в полости между ротором 1 и элементом 3. Зона высокого давления C сообщена с зоной низкого давления D посредством каналов 6 и 7 с клапаном-золотником 4 и каналов 12 и 14 с предохранительным клапаном, содержащим поршень 13 и пружину 15. Пространство над поршнем гидрокомпенсатора 25 соединено посредством канала 14 с зоной низкого давления D. В промежуточном элементе 3 выполнены кольцевые ограничительные проточки (выточки) 20 и 24, ограничивающие зоны высокого и низкого давления, соответственно. Зона высокого давления, ограниченная проточкой (выточкой) 20, соединена с клапаном - золотником 4 посредством отверстий 10 и 8, выполнеными в элементе 3 и в статоре 2, соответственно. The hydraulic coupling includes a hollow rotor 1 located inside the stator 2 with a cover 5, an intermediate element 3 with an inner cylindrical surface, mounted with the possibility of diametrical movement in the guides of the stator 2, a spool valve 4, mounted by means of a nut 9 on an axially movable relative to the stator 2 washer 11, a safety valve with a piston 13 and a spring 15, a temperature compensator including a piston 25 and an air cavity B, while a cylindrical cup is made in the hollow rotor 1 to accommodate the liners 21 in contact with the blades 19, the latter being fixed inside the rotor 1 on the free axis 16 with the possibility of radial and angular movement in the liners 21 relative to the rotor 1, the intermediate element 3 is pressed by the spring 17 to the central position until the axes coincide with the stop in the adjusting screw 22 on the opposite side and is equipped with a check valve 26 from the side of the low pressure zone. The spring 17 is mounted on the intermediate element 3 by means of the fastening element 18. The adjusting screw 22 is equipped with a lock nut 23. The valve 26 is located on the inside of the intermediate element 3 and serves to bypass the working fluid through the channel 27 from the (zone) of the cavity D in the cavity between the rotor 1 and element 3. The high-pressure zone C is in communication with the low-pressure zone D via channels 6 and 7 with a spool valve 4 and channels 12 and 14 with a safety valve containing a piston 13 and a spring 15. The space above the hydraulic compensator piston 25 is connected via a channel 14 to a low-pressure zone D. In the intermediate element 3, annular restrictive grooves (grooves) 20 and 24 are made, bounding the high and low pressure zones, respectively. The high-pressure zone, limited by a groove (undercut) 20, is connected to the valve-spool 4 through holes 10 and 8, made in the element 3 and in the stator 2, respectively.

Муфта работает следующим образом. The coupling operates as follows.

На фиг. 1 и 2 показано включенное состояние муфты (ротор и статор в жестком соединении), на фиг. 3 - выключенное состояние (ротор и статор разъединены). In FIG. 1 and 2 show the engaged state of the coupling (rotor and stator in a rigid connection), FIG. 3 - off state (rotor and stator are disconnected).

Во включенном состоянии повышенное давление жидкости, ограниченное проточкой (выточкой) 20 (фиг. 2), через отверстия 10 и 8, прорезь в клапане-золотнике и канал 7 распространяется на зону C, за счет этого давления промежуточный элемент 3 смещен в крайнее левое положение, пружина 17 сжата, давление жидкости в зоне C на элемент 3 больше силы пружины 17. При превышении давления в зоне C больше допустимого жидкость из зоны C поступает через канал 12 (фиг. 1) в пространство над поршнем 13, сжимается пружина 15, поршень сдвигается и открывает канал 14, затем жидкость через канал 27 и обратный клапан 26 попадает в зону низкого давления, ограниченной проточкой (выточкой) 24 и переносится за счет проскальзывания ротора относительно статора в зону повышенного давления.. In the on state, the increased fluid pressure limited by the groove (undercut) 20 (Fig. 2), through openings 10 and 8, a slot in the spool valve and channel 7 extends to zone C, due to this pressure, the intermediate element 3 is shifted to the extreme left position , the spring 17 is compressed, the pressure of the fluid in zone C by element 3 is greater than the force of the spring 17. When the pressure in zone C is greater than the allowable, the fluid from zone C enters through the channel 12 (Fig. 1) into the space above the piston 13, the spring 15, the piston is compressed moves and opens the channel 14, then the liquid l through the channel 27 and the check valve 26 enters the low pressure zone limited by the groove (recess) 24 and is transferred due to the slip of the rotor relative to the stator in the high pressure zone ..

Для выключения муфты с помощью цапфы (не показана) шайба 11 (фиг. 1) сдвигается вправо, одновременно перемещая клапан-золотник 4 в положение фиг. 5 сеч. Б-Б при этом зоны высокого и низкого давления (зоны C и D) сообщены каналами 7 и 6, давление в этих зонах выравнивается и под действием пружины 17 промежуточный элемент 3 занимает соосное с ротором и статором положение, регулируемое винтом 22, крутящий момент при этом (фиг. 3) будет незначителен и определяться трением жидкости об элемент 3. To turn off the clutch using a trunnion (not shown), the washer 11 (Fig. 1) is shifted to the right while moving the spool valve 4 to the position of FIG. 5 sec. In this case, the B-B zones of high and low pressure (zones C and D) are communicated by channels 7 and 6, the pressure in these zones is equalized and, under the action of the spring 17, the intermediate element 3 occupies a position coaxial with the rotor and stator, regulated by screw 22, and torque at this (Fig. 3) will be negligible and determined by the friction of the liquid on the element 3.

Для переключения муфты в рабочее состояние клапан-золотник 4 смещается в положение фиг. 6 (сечение C-C), жидкость за счет центробежных сил (при угловой скорости ротора большей чем статора) поступает в зону C, пружина 17 сжимается, жидкость из полости D через клапан 26 поступает в зону ограничительной проточки (выточки) 24 и затем переносится в зону C, обеспечивая смещение промежуточного элемента 3 в рабочее состояние. To switch the clutch to the operating state, the spool valve 4 is shifted to the position of FIG. 6 (section CC), the fluid due to centrifugal forces (at an angular velocity of the rotor greater than the stator) enters zone C, the spring 17 is compressed, the fluid from the cavity D through valve 26 enters the zone of the restrictive groove (undercut) 24 and then is transferred to the zone C, providing displacement of the intermediate element 3 in working condition.

Claims

A hydraulic coupler with a rotary vane pump, comprising a stator, a rotor with blades placed inside it, installed with the possibility of forming zones of high and low pressure of the working fluid during operation of the coupling, a safety valve between these zones and a spool valve installed with the possibility of separation of zones, characterized the fact 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 a diametrical displacement In the stator guides, in the rotor housing, cylindrical cups are made with liners placed in them in contact with the blades, the latter being fixed inside the rotor on a free axis with the possibility of radial and angular movement in the liners relative to the rotor, while the intermediate element is spring-loaded and installed with the possibility occupation coaxial with the rotor and stator position, adjustable by a screw on the opposite side, and equipped with a check valve from the side of the low pressure zone.