SE510300C2 - Momentöverförande anordning - Google Patents

Description

lll 510 300 R) ombordsystem. sålunda te sig fördelaktigt at Y e inte tvingas utnyttja ett n drauliskt system utan istället ett elektromekaniskt Uppfinningen För att uppnå en förbättrad, momentöverförande anord- ning av det ovan definierade slaget kan organ för att mot- verka rotationshastignetsskillnaden mellan axeldelarna innefatta bromsorgan för att bromsa rotationsrörelse, var- vid rotationshastigheten i bromsorganet är prcportionell mot rotationshastighetsskillnaden mellan axeldelarna.

På detta sätt regleras både rotationshastighetsskill~ naden och det mellan axeldelarna överförda momentet med 3 eten i bromsorganet, vilket ger reglering oberoende av interna åstadkomma det ovan a.

K.

'J at angivna kan enligt uppfinningen i.nefatta kuggväxelorgan anslutna till den första axeldelen, en som är ansluten till den andra axeldelen ocn kan r"rskjutas axiellt mot kopplingsskivorna för deras o ingrepp, ett transmissionsorgan mellan kuggväxelorganen och tryckplattan för axiell förskjutning av tryckplattan mot kopplingsskivorna vid en viss rotationshastighetsskillnad mellan kuggväxelorganen och tryckplattan, samt bromsorgan anslutna till kuggväxelorganen för a åstadkomma en bromskraft till transmissionsorganet för dess axiella förskjutning.

I denna anordning är kuggväxelorganen företrädesvis av planettyp och innefattar ett kugghjul fäst vid den första axeldelen och ett motsvarande kugghjul, som är roterbart på den första axe delen och ingriper med transmissionsorganet, 'Ju >_.

U: h) satser av två planethjul, som ingriper med de år anordnade på en gemensam axel hos en en fast kuggkrans i ingrepp med ett av planethjulen en kuggring, med vars inre kuggar det andra planet- hjulet är i ingrepp och som står i ingrepp med broms- organen.

Transmissionsorganet kan vidare företrädesvis inne- rullar anordnade i ramper mellan tryckplattan och det på den första axeldelen roterbara kugghjulet. Vid en rela- tiv rotation mellan tryckplattan och kugghjulet kommer rull- och ramparrangemanget att åstadkomma en axiell för- flyttning.

För att uppnå den nödvändiga axiella kraften i detta transmissionsorgan år en tryckfjäder anordnad mellan andra axeldelen och tryckplattan.

Fördelen med elektrisk reglering och elektrisk påver- kan av anordningen kan uppnås, genom att bromsorganen inne- fattar en elektrisk broms, bestående av en stator och en rotor på en bromsaxel, som drivs roterande av kuggringen.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig l är en något schematisk sektion genom en första utforingsform av uppfinningen, fig 2 är en sektion längs linjerna II-II Û ö I W m :- IJ (Q Q: W Ir' n) \ fig 3 år en sektion motsvarande fig 1 av e utföringsform av uppfinningen, är ett förstorat parti av fig U) fig 4 Q! <1 fig 5 är en sektion motsvarande fig utföringsform av uppfinningen samt UI fig 6 år ett förstorat parti av fig b) L/n I/n (Ju 510 30-Û »ß Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Vid en i fig 1 visad, första utföringsform är två axeldelar l och 2 roterbart lagrade med hjälp av lager 3 i en struktur, som inte visas men exempelvis kan vara monte- rad i ett landsvägsfordon. De tfà axeldelarna är också lag- forhållande till varandra med hjälp av ett lager 4. axeldelarna 1 och 2 skall vara förbundna med ytter- visade delar, exempelvis i nämnda fordon. Rela- tiva axie la rörelser tillåts ej mellan de två axeldelarna.

FÄY~_ _v_ 1 och 2 skall vara fritt roterbara i hållande till varandra, om rotationshastighetsskillnaden liten. Om rotationsskillnaden mellan dem är jämförelsevis är högre eller ökas över en viss gräns, skall axeldelarna förbindas friktionsmässigt, så att ytterligare ökning av rotationsskillnaden motverkas. Förbindningsförhàllandena skall vara oberoende av rotationsriktningen och vilken del som roterar fortare än den andra.

Friktionsförbindningen upprättas med hjalp av ett antal omväxlande kopplingsskivor eller -ringar 5 och 6, som är sp nesförbundna med en yttre yta hos en huvudsakligen hos den första axeldelen 1 till 'änster li hylsformad del l' CI” på ri ingen respektive en inre yta hos en huvudsakligen hylsformad del 2' hos den andra axeldelen 2.

Vid sin yttre omkrets står en ringformad tryckplatta [\_) 7 i splinesingrepp med den högra axeldelen 2 via sin del och är roterbar i förhållande till den vänstra axeldelen 1.

En tryckfjäder 8 verkar från den vänstra axeldelen 1 pà n 8 tryckplattan via ett axiallager 9. Kraften från fjàde r verkar också via tryckplattan 7 på rullar 10, ett kuggnjul F* ll och ett axiallager 12 pà den vänstra axeldelen På sina mot varandra vettande, axiella ytor är tryck- plattan 7 och kugghjulet 11 försedda med ramper 13, såsom schematiskt illustreras i fig 2. Antalet på omkretsen jämnt fördelade ramper 13 är tvà eller flera, motsvarande antalet *Ju 10 ïJx (J 1.11 510 300 w rullar 10 hålls i riktiga lägen med hjälp av en r llhàllare 14.

Av illustrationen i fig 2 framgår tydligt att tryck- 7 och kugghjulet 11 förs isär, dä de vrids i ande till varandra, sä att varje rulle 10 klättrar på na 13.

Tack vare kraften frän fjädern 8 och rampernas 13 till utningsvinkel kommer ett visst moment att överföras F; kugghjulet 11 vid en rotation av tryckplattan 7. Om detta moment överskrids, så att tryckplattan 7 och kugghjulet 11 "rhallande till varandra, kommer rullarna 10 att FT o äntra ramperna 13 och förskjuta tryckplattan 7 axiellt ä höger på ritningen, så att kopplingsskivorna 5 och 6 f bringas i riktionsingrepp och förbinder axeldelarna 1 och 2. anord- Säsom redan nämnts, är ett kugghjul 11 rörligt nat pä den 'änstra axeldelen 1. Ett ytterligare, fast kugg- före- T uti ul 15 är anordnat pä själva den vänstra axeldelen, ädesvis men icke nödvändigtvis i anslutning till det rör- Û a kugghjulet 11. En differentialväxel av planettyp ar Å |i| iQ anordnad runt de tvä kugghjulen 11 och 15. Denna planetväxel har satser av två planethjul 16 i ingrepp med de två kugghjulen 11 och 15 och anordnade pä en gemensam axel 17 hos en planethällare 18. Ett av planethjulen 16 står i ingrepp med en fast kuggkrans 19 och det andra med de inre kuggarna hos en kuggring 20.

Konstruktionen och dimensioneringen hos planetväxeln är sädan att kuggringen 20 inte kommer att ges någon rörelse, om kugghjulen 11 och 15 roterar med samma hastig- het eller inte roterar.

De yttre kuggarna hos kuggringen 20 står i ingrepp 13 med kuggar på e bromsaxel 21, som är lagrad med hjälp av amma struktur som det hittills beskrivna p. lager 22 S affêngemangêt. '-11 »_ lJv u) G 510 500 Bromsaxeln 21 är försedd med en bromsrotor 23, samar- för att bilda en elektrisk: betande mec en bromsstator 24 påverkad broms 23, 24. En elektronikreglerlàda 25 kan vara monterad på den fasta bromsstatorn 24.

Rotationshastighetsskillnaden kan övervakas i bromsen 3, 24 eller möjligtvis direkt på axeldelarna 1 och 2. förmedla rotationsskillnaden 23 eller vä N ekniken för att avkänna och är känd teknik. Den kan avkännas vid bromsrotorn bromsstatorn 24 eller vid vilket lämpligt ställe som helst med hjälp av en rotationskännare.

Funktionen hos den beskrivna anordningen är följande: a) Axeldelarna 1 och 2 roterar med samma hastighet.

Kugghjulet 15 är integrerat med och roterar sålunda med samma hastighet som den vänstra axeldelen 1. Tryckplat- tan 7 roterar med samma hastighet som den högra axeldelen 2. Tack vare det moment som utövas av fjädern 8 på kugghju- let 11 kommer det senare också att rotera med samma hastig- het som axeldelen 2. Eftersom kugghjulen 11 och 15 roterar imed samma hastighet, kommer kuggringen 20 att förbli sta- tionär. Ingen aktivering av kopplingsskivorna 5 och 6 kom- mer att ske. b) Axeldelarna 1 och 2 roterar med en rotationsskill- nad under gränsvärdet.

Kugghjulet 15 roterar ànyo med samma rotationshastig- het som den vänstra axeldelen 1, medan tryckplattan 7 rote- rar med samma hastighet som den högra axeldelen 2. Tack vare det av fjädern 8 på kugghjulet 11 utövade momentet roterar också det senare med samma hastighet som den högra axeldelen 2. Detta betyder att de två kugghjulen 11 och 15 nu roterar med olika hastigheter, sä att kuggringen 20 och bromsaxeln 21 roterar. Eftersom rotationsskillnaden emel- lertid är under det inställda gränsvärdet, aktiveras ej den elektriskt påverkade bromsen 23, 24. Ingen aktivering av kopplingsskivorna 5 och 6 kommer sålunda att ske. lJn b) b) 510 3GB c) Axeldelarna l och 2 roterar med en högre rota- tionsskillnad.

Såsom tidigare roterar kugghjulet 15 med den vänstra axeldelen l och tryckplattan 7 med den högra axeldelen 2.

Kugghjulet ll roterar också med samma hastighet som den högra axeldelen 2 tack vare det av fjädern 8 utövade momen- tet. Kuggnjulen ll och 15 roterar med olika hastigheter, så att kuggringen 20 och bromsaxeln 21 roterar. Då rotations- skillnaden är större än en förutbestämd nivå, påverkas den elektriskt aktiverade bromsen 23, 24. Då kuggringen 20 bromsas via bromsaxeln 21, vrids kugghjulet ll i förhål- lande till tryckplattan 7, så att kopplingsskivorna 5 och 6 kommer i ingrepp och motverkar en ytterligare ökning av rotationsskillnaden. Detta ingrepp av kopplingsskivorna E och 6 skapar ett ytterligare moment på kugghjulet ll. Detta ytterligare moment är proportionellt mot det moment som kopplingsskivorna 5 och 6 måste överföra för att hindra rotationsskillnaden från att öka. Det totala momentet _å kugghjulet ll är i detta fall summan av de två nämnda momenten.

Den första utföringsformen av uppfinningen har beskrivits under hänvisning till fig 1 och 2. En andra utföringsform visas i fig 3 med delar därav förstorade i fig 4 och en tredje utföringsform i fig 5 med delar därav förstorade i fig 6. Med undantag av skillnader som har_att göra med bromsmekanismen, vilken är försedd med ett slags bromsservo, såsom beskrivs nedan, är de tre utföringsfor- merna helt lika, och hänvisning görs därför till de försto- rade illustrationerna i fig 4 och särskilt fig 6 för en bättre förståelse. (Det bör emellertid noteras att det i den tredje utföringsformen enligt fig 5 och 6 förekommer en liten ändring i planetväxeln utan någon funktionell bety- delse). 1 de tre utföringsformerna har motsvarande delar samma hänvisningsbeteckningar. För tydlighets skull är fig 3 och 5 inte försedda med hänvisningsbeteckningar. 510 300 Den andra utföringsformen, som visas i sin helhet i fig 3 och förstorad i sina väsentliga partier i fig 4, skiljer sig från den första utföringsformen i konstruk- tionen hos den elektriskt påverkade bromsen.

En första del av bromsaxeln, som slutar med rotorn (J: 23, har här fått hänvisningsbeteckningen 30, medan en andra del därav, som slutar med kugghjulet i ingrepp med ku ringen 20 och sträcker sig roterande in i den första 99 - 3 bromsaxeldelen 30, är betecknad 31. En huvudsakligen 10 cylindrisk hylsa 32 är fäst vid den andra bromsaxeldelen 31 för rotation därmed. En fast hylsa 33 omger den roterbara hylsan 32. Den första bromsaxeldelen 30 är försedd med radialorgan 34, som sträcker in i den roterbara hylsan 32 l en eller flera omkretsslitsar däri. I ingrepp med radialor- 'Jl ganen 34 är respektive ändar av två motsatt lindade spärr- fjädrar 35 och 36, vilka i sina vilolägen inte är i kontakt med den fasta hylsan 33. Dessa spärrfjädrar 35 och 36 är anordnade i lämpligt dimensionerade urtagningar i den roterbara hylsan 32. 20 Genom denna konstruktion kan de två bromsaxeldelarna 30 och 31 rotera fritt tillsammans som en enhet, då inget bromsmoment anbringas. Då ett bromsmoment emellertid anbringas på den första delen 30 (i endera riktningen) från den elektriska bromsen 23, 24 (fig 1), kommer en av spärr- 25 fjädrarna 35 och 36 att expandera mot den fasta hylsan 33 b) och anbringa ett större bromsmoment på den andra bromsaxel- delen 31 än det som anbringas av bromsen 23, 24. Arrange- manget fungerar sålunda som en servoanordning för bromsen 23, 24, vilken sålunda kan ha mindre dimensioner än vad som 0 annars varit nödvändigt utan att negativt påverka bromsens funktion.

Den i fig 5 och 6 visade utföringsformen är försedd med en motsvarande servoanordning med en något annorlunda konstruktion. Även vid denna utföringsform är bromsaxeln U| uppdelad i två delar, en första del 41, som slutar i rotorn Un ,_.

(J: IJ *11 b) lJu 23, och en andra del 42, som slutar i kugghjulet ingrepp tidigare FT F' med kuggringen 20. På motsvarande sätt som vid de fallet sträcker si en andra bromsaxeldelen 4 in i den g d 2 första brcmsaxeldelen 41. Av skäl som kommer att förklaras finns en tryckfjäder 43, som utövar en kraft åt vänster på ritningen, på den andra bromsaxeldelen 42.

I splinesingrepp med den andra bromsaxeldelen 42 finns två eller flera, i det visade exemplet tre, skivor 44, 45 och 46, som vid sina radiellt yttre områden samarbe- tar med fasta friktionsringar 47. Den första skivan 44 till vänster på ritningen är uppstödd åt vänster av en låsring 48 på den andra bromsaxeldelen 42, medan den tredje skivan 46 till höger på ritningen kan påverkas åt vänster av en krage 41' på den första bromsaxeldelen 41. Den andra skivan 45 är anordnad mellan de två andra och mellan de två frik tionsringarna 47. I ett icke påverkat läge förekommer nget J) p.

\J ingrepp mellan skivorna 44 - 46 och friktionsringarna En tapp 49 sträcker sig genom den andra bromsaxelde- len 42 och genom slitsar i den första bromsaxeldelen 41 för att tillåta vissa vinkel- och axialrörelser mellan de två larna. Cirkulära ringar 50 är anordnade vid ändarna P en 49. Dessa ringar är avsedda att samarbeta med U) Nil- QJ an av kragen 41' vettande från den tredje å att den första bromsaxeldelen 41 förs något 'tningen i förhållande till den andra o bromsande eller momentöverförande ingrepp med de fasta f). r bromsaxeldelen 42 och sålunda de tre skivorna 44 - 46 f" a friktionsring rna 47, oberoende av rotationsriktningen. Ändamålet med fjädern 43 är att åstadkomma en viss förspän- ning i arrangemanget för att tillförsäkra en glappfri funk- tion.

Pa ett motsvarande sätt som arrangemanget enligt fig 4 kommer detta arrangemang att åstadkomma en servofunktion för den elektriska bromsen 23, 24, som alltså kan vara mindre än vad som annars varit nödvändigt. k/I 10 510 300 l (J Många modifikationer år möjliga inom ramen för de efterföljande patentkraven. Som ett exempel kan bromsen vara en rotationsmåssigt återmatad, elektromagnetisk frik- tionsbroms eller en rota ionsmåssigt återmatad virvel- strömsbroms.

Sammanfattningsvis har en anordning enligt uppfin- ningen flera fördelar över nu kända, hydrauliska anord- ningar för samma ändamål: - inget reglerundersystem krävs; - man får absolut kontroll över rotationsnastighets- skillnaden; - det år möjligt att åstadkomma högklassig reglering av rotationsnastignetsskillnaden; - ett fordon utrustat med en anordning enligt uppfin- ningen kan bogseras utan svårighet; -w - anordningens funktion år symmetrisk med avseende på rotationsriktningen; - krafterna från kopplingsskivorna överförs inte till någon angränsande struktur, vilket bidrar till att hålla vikten nere.

Claims (8)

lx) LA 30 510 500 ll PATEJTKRAV

1. Anordning för att överföra moment mellan tvä (1, 2), varvid anordningen (5, 6), roterbara, koaxiella axeldelar innehåller ett antal omväxlande kopplingsskivor som är anslutna till de tvá axeldelarna och kan kopplas ihop för att motverka rotationshastighetsskillnad mellan axel- t e c k n a d därav, att organ för att delarna, k ä n n e motverka rotationshastighetsskillnaden mellan axeldelarna (1, 2) tionsrörelse, innefattar bromsorgan (21 - 24) för att bromsa rota- varvid rotationshastigheten i bromsorganen är pröportionell mot rotationshastighetsskillnaden mellan axeldelarna.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av kuggväxelorgan (11, 15, 16 - 20) anslutna till den (1), en tryckplatta (7), axeldelen (2) och kan förskjutas axiellt mot kopplingsski- första axeldelen som är ansluten till den andra för deras ingrepp, ett transmissionsorgan (10) och tryckplattan för axiell förskjutning av tryckplattan kopplingsskivorna vid en viss rotationshastighetsskill- vorna (5, 6) mellan kuggväxelorganen mot nad mellan kuggväxelorganen och tryckplattan samt bromsorgan (21 - 24) anslutna till kuggväxelorganen för att åstadkomma en bromskraft till transmissionsorganet för dess axiella förskjutning.

3. Anordning enligt krav 2, k á n n e t e c k n a d därav, att kuggväxelorganen är av planettyp och innefattar (15) fäst vid den första axeldelen (1) och ett motsvarande kugghjul (11), första axeldelen och ingriper med transmissionsorganet (10), ett kugghjul som är roterbart pá den satser av tvà planethjul (16), som ingriper med de tvà kugghjulen (11, 15) och är anordnade pä en gemensam axel (17) hos en planethàllare (18), Un (Ju 510 500 l2 en fast kuggkran (19) i ingrepp med ett av p_anet- hjulen samt en kuggring (20) med vars inre kuggar det andra planetnjulet är i ingrepp och som står i ingrepp med bromsorganen (21 - 24).

4. Anordning enligt krav 2 och 3, k ä n n e t e c k- n a d därav, att transmissionsorganet innefattar rullar (10) anordnade i ramper (13) mellan tryckplattan (7) och) det på den första axeldelen (1) roterbara kugghjulet (11).

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c 4 n a d därav, att en tryckfjäder (8) är anordnad mellan den andra axeldelen (2) och tryckplattan (7) för att ansätta en axiell kraft på rullarna (10) och kugghjulet (ll), som är roterbart pà ett axiallager (12) pà en ansats hos den första axeldelen (1).

6. Anordning enligt krav 2 och 3, k à n n e : e c k- n a d därav, att bromsorganen innefattar en elektrisk broms, bestående av en stator (24) och en rotor (23) på en bromsaxel (2l; 30, 31; 41, 42), som drivs roterande av kuggringen (20).

7. Anordning enligt något av de föregående kraven, k n n e t e c k n a d av organ för avkänning av (U: otationshastighetsskillnaden mellan de två axeldelarna (1, ). w l\)

8. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av organ (32 - 36; 43 - 50) för àstadkommande av en servo- verkan för den elektriska bromsen (23, 24).