SE470426B - Anordning för momentöverföring mellan två roterbara axlar - Google Patents

Description

IE.. *r :ä _] CJ Ja. 26 2 axlar, såsom EP-A-o sso 044, EP-B-o 368 893, Us-A- 4 012 968, US-A~3 488 980 och US-A-5 087 228.

I en samtidigt anhängig patentansökan från samma sökande (SE 9201564-3) visas två utföringsformer av en ovan definierad anordning. I det fallet är uppfinningen riktad mot en reglerbar strypning i den hydrauliska från tillbaka till lågtryckssidan hos pumparrangemanget för uppnående av förbindningen kopplingskolven full kontroll över olika parametrar eller egenskaper i en anordning av detta slag.

Båda dessa utföringsformer är emellertid relativt det pumparrangemanget och dess manövrering. komplicerade i konstruktionen av hydrauliska Uppfinningen Huvudändamålet med uppfinningen är att uppnå en anordning av ovan definierat slag med ett hydrauliskt pumparrangemang och därför avsedda manöverorgan, vilka är enkla och kompakta men ändå pålitliga. Detta uppnås enligt uppfinningen genom att en eller flera regler- kolvar hos det hydrauliska pumparrangemanget är axiellt rörligt anordnade i huset och står i kontakt med ett eller flera reglerelement, vilka är roterbara till- sammans med ett av axelelementen och samverkar med en kamkurva hos det andra axelelementet på så sätt att reglerelementen och sålunda reglerkolvarna ges en oscillerande rörelse med en frekvens som är direkt proportionell mot rotationshastighetsskillnaden mellan de två axelelementen.

Vid en reglerelementen i form av reglertappar radiellt inåt föredragen utföringsform sträcker sig från en reglerring, som står i kontakt med reglerkol- varna, genom en ringformig del hos ett av axelelementen in i en kamkurva i form av ett omkretsspår i det andra axelelementet, varvid det förstnämnda axelelementet är försett med avlånga, axiella öppningar för att tillåta relativ axiell rörelse hos reglertapparna. Vid den föredragna utföringsformen är anordningen försedd med en ringformig reglerkolv, som är axiellt rörlig i huset och med vilken reglerringen står i roterbart ingrepp. 3 Med riktiga tätningsorgan borde det även vara möjligt att ha reglerkolven roterande.

Reglerkolven är företrädesvis försedd med omkrets- ansatser för att bilda en s k differentialkolv, som är axiellt rörlig i en husborrning med motsvarande form, varvid arrangemanget med hydraulkammare i huset vid ansatserna är sådant att pumpverkan från kolven erhålls i båda rörelseriktningarna hos denna.

Alternativt kan ett antal i omkretsled fördelade reglerkolvar, vilka är' axiellt rörliga i huset, an- vändas. Var och en av dessa reglerkolvar kan vara av enkelverkande typ eller den ovan beskrivna diffe- rentialtypen.

Vid de hittills beskrivna utföringsformerna har reglerelementen varit radiellt anordnade. En modifierad anordning kännetecknas emellertid av att reglerdelarna i form av reglertappar sträcker sig axiellt från ett axiallager i kontakt med reglerkolven, som av en fjäder förs i riktning mot reglertapparna, genom en radiell del av ett av axelelementen till en cirkulär kamkurva i en radiell del av det andra axelelementet.

Figurförteckning Uppfinningen skall beskrivas närmare i. det föl- jande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig 1 är en tvärsektionsvy av en föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 2 och 3 är en vy uppifrån resp från sidan av detaljer i denna utfö- ringsform samt fig 4 - 6 är detaljvyer av modifierade utföringsformer.

Beskrivning av praktiska utföringsformer I ett stationärt hus 1 är två axelelement 2 och 3 roterbart lagrade med hjälp av lager 4. Det vänstra axelelementet 2 sträcker sig in i det högra axel- elementet 3, och i det visade fallet finns ett glid- lager 5 mellan dem. Mellan huset 1 och de respektive axelelementen 2 och 3 finns tätningar 6.

De två axelelementen 2 och 3 skall anslutas till två ej visade axlar; för detta ändamål är det vänstra _J_\.

N» ~1 I.. -« ß) G\ 4 axelelementet 2 försett med en monteringsfläns 7, som hålls i läge av en mutter 8, medan det högra axel- elementet 3 är försett med en inre spline 9. Den inre lagringen och anordningen är sådan att inga relativa axiella rörelser sker eller tillåts mellan de två axelelementen 2 och 3.

Ett antal omväxlande kopplingsskivor eller -ringar 10 och ll är medelst splines anslutna till det vänstra axelelementet 2 resp det högra axelelementet 3 för att - i inkopplat skick - motverka rotationshastighets- skillnad mellan de två axelelementen. Stapeln av kopplingsskivor kommer nedan att kallas kopplingen 10, ll.

Kopplingen 10, ll kan. aktiveras för att koppla ihop de två axelelementen 2 och 3 med hjälp av en ringformad kopplingskolv 12, som är axiellt rörlig i huset 1. stationära huset l och kopplingen 10, Genom att denna kolv 12 är anordnad i det ll vilken den skall bringa i ingrepp är roterbar, finns det ett axiellt lager 13 och en ring 14 för att aktivera Om denna kopplingskolv 12 förskjuts åt höger på ritningen på ett nedan beskrivet sätt, kommer kopplingen. kopplingen 10, ll att bringas i ingrepp, men annars tillåts fri relativ rotation mellan axelelementen 2 och 3. Kopplingskolven l2 är avtätad i sin cylinder.

En ringformig reglerkolv 15 är axiellt rörlig i huset 1 (och kan vara rotationslåst i förhållande därtill). Av ett nedan beskrivet skäl har den olika diametrar längs sin axiella längd. Eftersom borrningen för reglerkolven 15 i huset 1 har motsvarande form, är kolvens slag begränsat, men såsom framgår nedan är detta slag även reglerat på annat sätt.

En reglerring 16 (som också visas med tillhörande organ i fig 2 och 3) är roterbart anordnad i en inre urtagning i reglerkolven 15 och kan för detta ändamål vara försedd med lager. Ett antal reglertappar 17 sträcker sig radiellt inåt från reglerringen 16. I det visade fallet är detta antal tre, såsom framgår av fig 4: 470 42 s 3, men vilket antal som helst från ett och uppåt är möjligt. Varje reglertapp 17 är :L det visade fallet fäst vid reglerringen 16 med hjälp av en skruv 18.

Varje reglertapp 17 sträcker sig genom en avlång, axiell öppning 19 i det högra axelelementet 3 ned i ett omkretsspår 20 (som skall beskrivas) i det vänstra axelelementet 2. För samarbetet med detta spår 20 kan reglertappens 17 nedre ände vara försedd med en roterbar ring 21.

Bredden hos den avlånga öppningen 19 i det högra axelelementet 3 är mindre än diametern hos reglertappen 17, vilken såsom framgår av fig 2 är avfasad för att öka de samarbetande ytorna. Bredden hos spåret 20 i det vänstra axelelementet 2 motsvarar i huvudsak diametern hos ringen 21 på reglertappen 17.

Spåret 20 beskriver ej en rak omkretslinje runt det vänstra axelelementet 2. Det har i stället en viss form, exempelvis sinusform eller sågtandform eller någon annan lämplig form, så att - vid relativa rörelser - reglertappen 17 måste följa en vindlande väg i spåret 20, varigenom reglerkolven 15 under nedan beskrivna omständigheter ges en axiell rörelse fram och åter.

Om de två axelelementen 2 och 3 roterar med samma rotationshastighet, kommer reglerringen 16 med sina reglertappar 17 blott att rotera i reglerkolven 15 och inte överföra någon axiell rörelse därtill. Om å andra sidan det förekommer en rotationshastighetsskillnad mellan de två axelelementen 2 och 3, kommer regler- tappen 17 (med sin ring 21) att tvingas följa spåret 20 i det vänstra axelelementet 2 med en hastighet som bestäms av rotationshastighetsskillnaden mellan axel- elementen 2 och 3, samtidigt som den rör sig fram och åter i den avlånga öppningen 19 i det högra axel- elementet 3. Resultatet är att reglerkolven 15 ges en axiell rörelse fram och åter med en frekvens som är direkt proportionell mot rotationshastighetsskillnaden mellan de två axelelementen 2 och 3. 6 I huset l vid reglerkolven 15 finns två omkrets- spår, som bildar två hydraulkamrar 22 och 23. Tätningar 24 är anordnade kring dessa kamrar 22 och 23 i huset 1.

(Alternativt kan dessa tätningar finnas i kolven 15.) En mellanliggande del 15' av reglerkolven 15 har större diameter än kolvens övriga del. Diameter- skillnaden är större i förhållande till den högra kolvdelen (vid kammaren 23) än vid den vänstra (vid kammaren 22). Det resulterande deplacementet eller den resulterande kolvarean är ungefär dubbelt så stor vid den högra kammaren 23 som vid den vänstra 22.

Resultatet härav är att då reglerkolven 15, som kan kallas en differentialkolv, rör sig åt höger från sitt visade neutralläge, minskas volymen hos hydraul- kammaren 23, medan å andra sidan kammarens 22 volym minskas vid rörelse av kolven 15 åt vänster.

Den nedre delen av huset l tjänstgör som en behållare 25 för olja. Från denna behållare leder en inloppsledning 26, försedd med ett filter 27, till hydraulkammaren 23. Nära denna kammare 23 är ledningen 26 försedd med en backventil 28.

En liknande utloppsledning 29 leder från hydraul- kammaren 23. Även denna ledning är försedd med en backventil 30 nära kammaren 23. Den andra hydraul- kammaren 22 är förbunden med utloppsledningen 29 uppströms från backventilen 30.

Utloppsledningen 29 är förbunden med en ledning 32, som är anordnad mellan kopplingskolven 12 och en tryckreduceringsventil 33, som blott indikeras som en "svart låda". En returledning 34 leder från tryck- reduceringsventilen 33 tillbaka till oljebehållaren 25 i huset 1.

Tryckreduceringsventilen 33 kan vara av vilken lämplig typ som helst. Företrädesvis är den av den typ där en stympat konisk del av en rörlig ^ventilkropp samverkar med en ansats, varvid 'ventilkroppens läge styrs av en elektriskt reglerad spole.

(I 479 426 7 Hydraultrycket i ledningen 32 kan alltså minskas med vilje genom tryckreduceringsventilen 33.

Av beskrivningen ovan framgår det klart att när det föreligger en rotationshastighetsskillnad mellan de två axelelementen 2 och 3, kommer reglerkolven 15 att ges en axiell rörelse fram och åter, och att frekvensen hos denna rörelse är direkt proportionell mot denna hastighetsskillnad.

Effekten av denna axiella rörelse är den följande: förutsatt att reglerkolven 15 befinner sig i sitt läge längst till höger, betyder en rörelse åt vänster därav att volymen hos den högra hydraulkammaren 23 ökar och alltså att olja sugs in i kammaren 23 från behållaren genom inloppsledningen 26 förbi backventilen 28.

Samtidigt minskar volymen hos den vänstra hydraul- kammaren 22, så att olja pressas genom ledningen 31 till utloppsledningen 29.

I nästa fas, då reglerkolven 15 rör sig åt höger, minskar volymen hos den högra hydraulkammaren 23, medan den hos den vänstra kammaren 22 ökar, vilket betyder att olja pressas förbi backventilen 30 från den högra kammaren 23 till utloppsledningen 29 men även till den vänstra kammaren 22 genom ledningen 31.

Genom att deplacementet vid den högra kammaren 23 är dubbelt så stort som vid den vänstra 22, är effekten i utloppsledningen 29 densamma, oberoende av regler- kolvens 15 rörelseriktning.

Med andra ord är effekten av det relativt enkla arrangemanget enligt fig 1 densamma som om vardera kammaren 22 och 23 - med samma deplacement - var försedd med sin egen backventilförsedda inloppsledning och sin egen likaså backventilförsedda utloppsledning.

Det i utloppsledningen 29 uppbyggda hydraultrycket överförs - med den möjliga reduceringen av tryck- reduceringsventilen 33 - till kopplingskolven 12, som sätter kopplingen 10, ll i ingrepp och reducerar rotationshastighetsskillnaden mellan de två axel- elementen 2 och 3.

.Läs ._ - CI) .flm ßâ CB 8 Modifikationer visas i fig 4 - 6. Sá lángt som möjligt har samma hänvisningsbeteckningar som i fig 1-3 använts för motsvarande delar. I alla dessa figurer 4-6 det det högra axelementet 3 och kan sålunda följande delar identifieras: huset 1, vänstra axelelementet 2, glidlagret 5, även om dessa delar icke nödvändigtvis i fig 1-3.

Vid de modifierade versionerna enligt fig 4 och 5 behöver vara identiska med de är arrangemanget för att ge reglerkolven en oscil- lerande rörelse praktiskt taget detsamma som vid den 1-3, vilket reflekteras i att i fig 4 och. 5 utnyttjas hänvis- föredragna utföringsformen enligt fig ningsbeteckningarna 16 och 17 för en reglerring resp en reglertapp.

Vid modifikationen enligt fig 4 är reglerringen 16 ansluten till ett antal enkelverkande reglerkolvar 40, anordnade i omkretsled i motsvarande cylinderborrningar i huset 1. Såsom allmänt är fallet vid de tre modi- fikationerna enligt fig 4-6, visas ingen inloppsledning till en hydraulkammare 41, blott en utloppsledning 42, som till slut leder till de kopplingspåverkande organen (se fig 1).

Vid den föredragna utföringsformen enligt fig 1-3 är reglerkolven 15 ringformig, medan det i den modi- fierade versionen enligt fig 5 finns ett antal i omkretsled fördelade differentialreglerkolvar 50 med samma allmänna funktion som reglerkolven 15. Hydraul- kammare 51 och 52 med utloppsledningar 53 indikeras.

För en beskrivning av funktionen hänvisas till beskrivningen av den föredragna utföringsformen enligt Huvudskillnaden mellan den föredragna utförings- formen enligt fig 1-3 och den modifierade enligt fig 6 är att :L det senare fallet regleras den ringformiga reglerkolven 60 av axiella organ i stället för radiella organ som 'vid alla de tidigare beskrivna utförings- formerna.

En reglertapp 61 sträcker sig genom en borrning i det högra axelelementet 3 mellan en axiell Hm» "flsfl .x [\Ü 9 eller omkretsgående kamkurva på det vänstra axelementet 2 och ett axiellt lager 62 vid den vänstra änden av reglerkolven 60, som förs i den andra riktningen av en tryckfjäder 63 vid dess motsatta ände.

Då de tvâ axelelementen 2 och 3 roterar med samma hastighet, kommer reglertappen 61 att vara axiellt stilla, medan tappen 61 och sålunda reglerkolven 60 vid en rotationshastighetsskillnad kommer att ges en axiell oscillerande rörelse av kamkurvan hos det vänstra axelelementet 2 och fjädern 63.

Funktionen hos reglerkolven 60 är densamma som hos reglerkolven 15 vid utföringsformen enligt fig l-3, och de tvâ hydraulkamrarna 22, 23 har samma beteckningar som i denna utföringsform.

Den funktionella skillnaden mellan de tvá ut- föringsformerna enligt fig 1-3 resp fig 6 är att i den första utföringsformen åstadkommer kammen reglering eller styrning i båda axialriktningarna för regler- kolven 15, medan vid den andra utföringsformen en separat fjäder 63 krävs för att förflytta reglerkolven 60 i den ena axiella riktningen. De två kolvtyper som visas i fig 4 och 5 kan som en ytterligare modifikation även utnyttjas i utföringsformen enligt fig 6. Ö'\

Claims (8)

10 PATENTKRAV

1. Anordning för momentöverföring mellan två roterbara, huvudsakligen koaxiella axlar, varvid anordningen - i ett stationärt hus (1) - innefattar två roterbara axelelement (2, 3) för anslutning till nämnda axlar, 11), vilka är anslutna till de två axelelementen och kan ett antal omväxlande kopplingsskivor (10, bringas i ingrepp för att motverka rotationshastig- hetsskillnad mellan axelelementen, minst en hydraulisk kopplingskolv (12) för att bringa kopplingsskivorna i 24; som drivs av hastighetsskill- ingrepp samt ett hydrauliskt pumparrangemang (15, 40-42; 50-53, 60, 63), naden mellan de två axelementen, varvid pumparrange- mangets högtryckssida är ansluten till kopplingskolven, kännetecknad därav, att en eller flera reglerkolvar (15: 40; 50; 60) hos det hydrauliska pumparrangemanget (15-24; 40-42; 50-53; 60, 63) anordnade i huset (1) och står i kontakt med ett eller (17: 61), är tillsammans med ett av axelelementen (3) och samverkar är axiellt rörligt flera reglerelement vilka roterbara med en kamkurva (20) hos det andra axelementet (2) på så sätt att reglerelementen och sålunda reglerkolvarna ges en oscillerande rörelse med en frekvens som är direkt proportionell mot rotationshastighetsskillnaden mellan de två axelelementen.

2. reglerelementen i kånnetecknad därav, att (17) sträcker sig radiellt inåt från en reglerring (16), som står i kontakt med reglerkolvarna (15: 40; 50), genom en ringformig del hos ett av axelelementen (3) in i en kamkurva i form av ett omkretsspàr (20) i det andra Anordning enligt krav l, form av reglertappar axelelementet (2), varvid det förstnämnda axelelementet (3) är försett med avlånga, axiella öppningar (19) för att tillåta relativ axiell rörelse hos reglertapparna (fig 1-5). »s ct: m 11

3. kännetecknad därav, att reglerringen (16) står i roterbart ingrepp med en (15), som är axiellt rörlig i Anordning enligt krav 2, ringformig reglerkolv huset (1) (fig 1-3).

4. att reglerkolven (15) är försedd med omkretsansatser för att bilda en s k differentialkolv, som är axiellt rörlig i en husborrning med motsvarande form, 23) i huset vid Anordning enligt krav 3, kännetecknad därav, varvid arrangemanget med hydraulkammare (22, ansatserna är sådant att pumpverkan från kolven erhålls i båda rörelseriktningarna hos denna.

5. kännetecknad därav, att reglerringen (16) står i roterbart ingrepp med ett antal i omkretsled fördelade reglerkolvar (40: 50), som är axiellt rörliga i huset (1) (fig 4, 5).

6. kännetecknad därav, att varje reglerkolv (40) är enkelverkande (fig 4).

7. Anordning enligt krav 5, kännetecknad därav, att varje reglerkolv (50) är försedd med omkrets- ansatser för att bilda en s k differentialkolv, axiellt rörlig i husborrningen med motsvarande form, varvid arrangemanget med hydraulkamrar (51, 52) vid ansatserna är sådant att pumpverkan från kolven erhålls Anordning enligt krav 2, Anordning enligt krav 5, som är i båda rörelseriktningarna hos denna (fig 5).

8. kännetecknad därav, att reglerelementen (61) sträcker sig axiellt från ett axiallager (62) i kontakt som av en fjäder (63) förs i genom en radiell del av Anordning enligt krav 1, i form av reglertappar med reglerkolven (60), riktning mot reglertapparna, ett av axelelementen (3) till en cirkulär kamkurva i en radiell del av det andra axelelementet (2) (fig 6). Q'\