ВЫКЛЮЧАЕМАЯ МУФТА Российский патент 1998 года по МПК F16D13/10 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для передачи вращения с демпфированием крутильных колебаний.

Известна радиальная шинопневматическая муфта [1], содержащая резинокордный баллон.

Недостатком муфты является значительная стоимость резинокордного баллона, необходимость подачи рабочей среды от источника высокого давления.

Известна пневмокамерная муфта [2], содержащая пневмокамеру, фрикционные колодки и упоры, которые может быть принята за прототип.

Недостатком прототипа является то, что для управления муфтой необходима подача рабочей среды от источника высокого давления, быстрый износ фрикционных колодок при наличии крутильных колебаний на ведущем ободе, так как колодки в окружном направлении закреплены жестко.

Задача - создание компактной, простой конструктивной муфты, демпфирующей крутильные колебания, ведущего вала, работающей в режиме включения - выключения с бесконтактным управлением от внешнего источника тепла, пригодной для применения в качестве привода вентилятора ДВС.

Поставленная задача решается тем, что в муфте, содержащей ведущую и ведомую полумуфты, фрикционный элемент и охватывающую его камеру, фрикционный элемент выполнен в виде резиновой гильзы с радиальными выступами на торце, входящими в ответные гнезда на ведомой полумуфте, и с прорезями на цилиндрической части, а камера заполнена легкокипящей жидкостью или материалом с высоким коэффициентом объемного расширения.

Положительный эффект заключается в том, что применение заявленной конструкции муфты, например, в приводах вентиляторов дизельных двигателей ЯМЗ-236, 238 не требует изменения компоновочных параметров в системе двигатель - автомобиль. Наличие прорезей на цилиндрической части резиновой гильзы позволяет обжимать ведущую полумуфту без больших радиальных усилий и хорошо демпфировать крутильные колебания. В муфте практически в процессе эксплуатации изнашивается только фрикционный элемент, который дешев и легко заменяем без разборки муфты. Отвинчиваются четыре болта, крепящие крыльчатку вентилятора, снимается крыльчатка, сдвигается вперед с муфты фрикционный элемент и заменяется новым. Крыльчатка становится на место.

На фиг. 1 показан продольный разрез выключаемой муфты; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б фиг. 1.

На ведущем валу 1 на шлицах 2 установлена ведущая полумуфта 3, удерживаемая гайкой 4. Вал 1 соединен шестеренной передачей с коленчатым валом двигателя и получает от него, кроме вращения, крутильные колебания, которые передаются полумуфте 3. На полумуфте 3 установлен радиально-упорный подшипник 5, на котором размещена ведомая полумуфта 6 с гнездами 7 и резьбовыми отверстиями 8. На ведомой полумуфте 6 установлен фрикционный элемент 9, выполненный в виде резиновой гильзы с радиальными выступами 10, входящими в гнезда 7. На цилиндрической части гильзы, охватывающей с зазором h цилиндрическую часть ведущей полумуфты 3, имеются прорези 11 для обеспечения ее деформации и прижатия к поверхности полумуфты 3 сравнительно небольшими радиальными усилиями. Цилиндрическая часть резиновой гильзы охватывает герметичная камера 12, выполненная, например, из эластичного материала, заполненная легкокипящей жидкостью 13 (этиловым эфиром, ацетоном и т.п.) или материалом с высоким коэффициентом объемного расширения (термореактивным воском, парафином, церезином). Камера 12 заключена в жесткий кожух 14 с торцевой крышкой 15. К ведомой полумуфте 6 болтами 16 крепится крыльчатка вентилятора 17, удерживающая элемент 9 от смещения вперед. С муфтой бесконтактно взаимодействует внешний источник тепла 18. Это может быть трубчатый элемент, замыкаемый на выпускной газовый тракт, систему смазки, систему охлаждения.

Работа. При низкой температуре вал 1 с ведущей полумуфтой 3 вращается без передачи вращения ведомой полумуфте 6 с крыльчаткой 17. Внутренняя обойма подшипника 5 вращается практически без нагрузки. При повышении температуры охлаждающей двигатель жидкости сверх номинальной в источник тепла 18 подается теплоноситель. Наполнитель 13 испаряется (расширяется), стенка камеры 12 прижимает участки резиновой гильзы 9 к ведущей полумуфте. Выступы 10 воздействуют на ведомую полумуфту, полумуфты сцепляются, вентилятор включается. Участки резиновой гильзы 9, сцепленной с ведущей полумуфтой, имеют возможность окружного смещения относительно торцевой части (скручивания), чем и гасятся крутильные колебания, не передаваясь крыльчатке 17. При этом обе обоймы подшипника 5 вращаются с некоторыми колебаниями друг относительно друга. Поэтому вполне достаточна установка одного подшипника. При снижении температуры объема камеры 12 уменьшается, резиновая гильза приходит к исходное положение, полумуфты 3 и 6 разъединяются. При движении транспортного средства в условиях, когда крыльчатка вентилятора может оказаться в воде, для предотвращения ее поломки полумуфты разъединяются.

Источники информации.

1. Ряховский О.А., Поляков С.С. Справочник по муфтам, - Л.: Политехника, 1991, с. 206, рис. 4.21, 4.22.

2. Ряховский О.А., Поляков С.С. Справочник по муфтам, - Л.: Политехника, 1991, с. 223, рис. 4.32.

Выключаемая муфта может быть использована в машиностроении, в частности, в устройствах для передачи вращения. Выключаемая муфта содержит ведомую и ведущую полумуфты, фрикционный элемент и охватывающую его камеру. Фрикционный элемент выполнен в виде резиновой гильзы с радиальными выступами на торце, входящими в ответные гнезда на ведомой полумуфте, и с прорезями на цилиндрической части. Камера заполнена легкокипящей жидкостью или материалом с высоким коэффициентом объемного расширения. Выключаемая муфта конструктивного проста, компакта, позволяет демпфировать крутильные колебания. 3 ил.

Выключаемая муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, фрикционный элемент и камеру, отличающаяся тем, что на ведомой полумуфте выполнены гнезда, фрикционный элемент выполнен в виде резиновой гильзы с радиальными выступами, входящими в гнезда ведомой полумуфты, и с прорезями на цилиндрической части, при этом камера установлена с охватом цилиндрической части резиновой гильзы и заполнена легкокипящей жидкостью или материалом с высоким коэффициентом объемного расширения.