МНОГОДИСКОВАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА Российский патент 2007 года по МПК F16D13/52 F16D13/69 F16D25/638 F16D13/40 

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции элементов ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики, и предназначенных для транспортных средств.

В состав автоматической трансмиссии входит гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором кинетическая энергия рабочей жидкости используется для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на входное звено коробки передач. Далее расположена, как правило, коробка передач планетарного типа, обеспечивающая изменение крутящего момента на движителе и частоты его вращения. Коробка передач планетарного типа состоит из планетарных рядов и фрикционных элементов управления. Фрикционные элементы управления по своему назначению делятся на две группы: тормоза и муфты. Фрикционные муфты соединяют элементы планетарного механизма между собой. Фрикционные тормоза соединяют элементы планетарного механизма с картером коробки передач. Фрикционные муфты и фрикционные тормоза состоят из барабана, в котором размещается поршень и фрикционные диски, нажимного диска.

Использование коробок передач планетарного типа в автоматических трансмиссиях транспортных средств обусловлено возможностью получения малогабаритной компактной по компоновке конструкции, легко вписывающейся в ограниченное габаритами кузова пространство. Использование фрикционных муфт позволяет формировать большие площади поверхности трения, тем самым давая возможность передавать больший момент.

Известна многодисковая муфта, содержащая барабан муфты, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана и имеющих возможность вращаться относительно друг друга по оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков, пружину, возвращающую поршень в исходное положение (US, №6427821, F 16 D 13/52, опубл. 06.08.2002 г.).

Данное решение принято в качестве прототипа.

Недостатком данной многодисковой муфты является отсутствие устройства для компенсирования давления, оказываемого на поршень выключенной муфты. Масло под действием центробежных сил поднимается вверх по полости между поршнем и барабаном и пытается сдвинуть поршень, тем самым сжать фрикционный пакет. Для недопущения самопроизвольного включения муфты приходится использовать более жесткие пружины, что приводит к увеличению давления масла (примерно на 20%), подаваемого в полость между поршнем и барабаном при плановом включении муфты.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по компенсированию давления, оказываемого на поршень выключенной муфты со стороны рабочей жидкости, и недопущению самопроизвольного включения фрикционной муфты. Другой технической задачей является получение конструкции с минимальными габаритами.

Достигаемый при этом технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик муфты за счет обеспечения гарантированного ее невключения при отсутствии планового рабочего давления.

Указанный технический результат достигается тем, что в многодисковой фрикционной муфте, содержащей барабан, связываемый со ступицей, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана с возможностью вращения относительно друг друга вокруг продольной оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков и пружину, возвращающую поршень в исходное положение, барабан жестко связан со ступицей, в которой установлено стопорное кольцо, являющееся опорой для тарельчатой пружины, опирающейся на поршень, и выполнены каналы подвода масла в полость между барабаном и поршнем, и для отвода этого масла, в барабане выполнен кольцевой канал для установки стопорного кольца для ограничения перемещения фрикционных дисков вдоль продольной оси, между поршнем и фрикционными дисками установлен нажимной диск, в котором выполнены продолговатые отверстия, равноудаленные по окружности и от продольной оси вращения муфты, барабан выполнен с выступами, которые расположены на торцевой поверхности барабана и на внутренней поверхности которых выполнены шлицы для фрикционных дисков, выступы барабана выполнены с возможностью расположения в отверстиях нажимного диска, барабан установлен в экранирующем экране в виде диска, выполненного ступенчатым и на внутренней поверхности большего диаметра которого выполнен кольцевой паз, в котором установлено упорное кольцо, опирающееся на нажимной диск для ограничения перемещения экранирующего экрана относительно продольной оси муфты, при этом между ступенчатым диском и внешней поверхностью барабана образована полость для подвода масла под давлением при отсутствии давления масла в полости между барабаном и поршнем.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Оснащение многодисковой фрикционной муфты тарельчатой пружины для возврата поршня в исходное положение позволяет получить конструкцию, имеющую меньшие габаритные размеры в осевом направлении

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где

на фиг.1 - общий вид муфты;

на фиг.2 - то же, что на фиг.1, с частичным вырезом.

Согласно настоящего изобретения многодисковая фрикционная муфта содержит барабан муфты, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана и имеющих возможность вращаться относительно друг друга вокруг продольной оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков, тарельчатую пружину, возвращающую поршень в исходное положение.

При этом барабан жестко связан со ступицей, в которой установлено стопорное кольцо, являющееся опорой для пружины, расположенной со стороны фрикционных дисков и опирающейся на поршень и выполнены каналы для подвода масла в полость между барабаном и поршнем, а так же для отвода этого масла. В барабане выполнен кольцевой канал для установки стопорного кольца, которое ограничивает перемещение фрикционных дисков вдоль продольной оси муфты. Между поршнем и фрикционными дисками установлен нажимной диск, в котором выполнены равнодистантно расположенные по окружности продолговатые отверстия, равноудаленные от продольной оси вращения муфты, барабан выполнен с выступами, которые расположены на торцевой поверхности барабана и на внутреннем диаметре (на внутренней поверхности) которых выполнены шлицы для фрикционных дисков, выступы барабана выполнены таким образом и в таком количестве, чтобы они входили в отверстия нажимного диска. Барабан устанавливается в экранирующий экран в виде ступенчатого диска, на внутренней поверхности большего диаметра которого выполнен кольцевой паз, в котором установлено упорное кольцо, опирающееся в нажимной диск для ограничения перемещения экранирующего экрана относительно продольной оси муфты.

При этом между ступенчатым диском и внешней поверхностью барабана образована полость для подвода масла под давлением при отсутствии давления масла в полости между барабаном и поршнем. Для получения более компактной конструкции муфты по первому примеру реализации пружина выполнена тарельчатого типа.

Ниже рассматривается пример конкретного исполнения муфты.

Муфта состоит из барабана 1, ступицы 2, экранирующего диска 3, поршня 4, нажимного диска 5, тарельчатой пружины 6, фрикционных дисков 7, упорного кольца 8, стопорного кольца 9.

Барабан 1 жестко связан со ступицей 2. Торцевые выступы барабана 1 вставлены в кольцевые отверстия упорного диска 5. В барабане 1 между упорным диском 5 и внутренней поверхностью барабана 1 установлен поршень 4, на который воздействует тарельчатая пружина 6. Барабан 1 вставлен во внутреннюю полость экранирующего диска 3 меньшего диаметра. Внутренняя полость экранирующего диска 3 большего диаметра охватывает упорный диск 5 и ограничивается от перемещения в осевом направлении упорным кольцом 8. На торцевых выступах барабана 1 выполнены шлицы, на которые установлены фрикционные диски 7. Стопорное кольцо 9 не дает фрикционным дискам 7 сойти со шлицов в направлении, противоположном поршню 4.

Такое выполнение муфты по сравнению с известными муфтами коробок передач типа ZF 6 HP-26, ZF 5 HP-30, AW TR-60SN позволяет получить конструкцию муфты, которая позволяет получить компактную по размерам конструкцию, в которой полностью скомпенсирована сила, действующая на поршень. Внешнее расположение экранирующего диска обеспечивает надежный подвод масла и уменьшает осевой габарит узла по сравнению с конструкциями, содержащими внутренние экранирующие диски.

Предлагаемая согласно изобретению муфта работает следующим образом.

При включении фрикционной муфты масло под давлением через канал, выполненный в ступице 2, подается в полость между поршнем 4 и барабаном 1. Поршень начинает двигаться в осевом направлении и давить на упорный диск 5, который, в свою очередь, сжимает фрикционные диски 7. Чтобы фрикционные диски не сошли с барабана, со стороны, противоположной поршню, установлено стопорное кольцо 9. При выключении муфты подача масла в полость между поршнем 4 и барабаном 1 под давлением прекращается и под действием тарельчатой пружины 6 поршень начинает двигаться назад, вытесняя масло обратно в канал ступицы. Однако в полости между поршнем 4 и барабаном 1 после полного отхода поршня 4 остается масло, и под действием центробежных сил оно поднимается на верх полости и действует на поршень 4 в направлении сжатия муфты. Для компенсации этого давления в полость между экранирующим диском 3 и барабаном 1 подается под давлением масло. В результате экранирующий диск 3 начинает движение в осевом направлении, противоположном направлению действия давления масла в полости между поршнем 4 и барабаном 1. Экранирующий диск 3 через упорное кольцо 8 давит на упорный диск 5, а тот в свою очередь - на поршень 4 в направлении, противоположном направлению действия давления масла в полости между поршнем 4 и барабаном 1. Тем самым на поршень 4 действуют две силы, направленные в противоположные стороны и компенсирующие друг друга.

Настоящее изобретение позволяет получить конструкцию муфты, которая позволяет получить компактную по размерам конструкцию, в которой полностью скомпенсирована сила, действующая на поршень. Внешнее расположение экранирующего диска обеспечивает надежный подвод масла и уменьшает осевой габарит узла по сравнению с конструкциями, содержащими внутренние экранирующие диски.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных.

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения. Многодисковая фрикционная муфта содержит барабан, связываемый со ступицей, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана с возможностью вращения относительно друг друга вокруг продольной оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков и пружину, возвращающую поршень в исходное положение. Барабан жестко связан со ступицей, в которой установлено стопорное кольцо, являющееся опорой для тарельчатой пружины, расположенной со стороны фрикционных дисков и опирающейся на поршень. При этом в ступице выполнены каналы подвода масла в полость между барабаном и поршнем, и для отвода этого масла. В барабане выполнен кольцевой канал для установки стопорного кольца для ограничения перемещения фрикционных дисков вдоль продольной оси, а между поршнем и фрикционными дисками установлен нажимной диск, в котором выполнены продолговатые отверстия, равноудаленные по окружности и от продольной оси вращения муфты. При этом барабан выполнен с выступами, которые расположены на торцевой поверхности барабана и на внутренней поверхности которых выполнены шлицы для фрикционных дисков, а выступы барабана выполнены с возможностью расположения в отверстиях нажимного диска. Кроме этого, барабан установлен в экранирующем экране в виде диска, выполненного ступенчатым и на внутренней поверхности большего диаметра которого выполнен кольцевой паз, в котором установлено упорное кольцо, опирающееся на нажимной диск для ограничения перемещения экранирующего экрана относительно продольной оси муфты, при этом между ступенчатым диском внешней поверхностью барабана образована полость для подвода масла под давлением при отсутствии давления масла в полости между барабаном и поршнем. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик муфты за счет обеспечения гарантированного ее невключения при отсутствии планового рабочего давления и уменьшении габаритных размеров. 2 ил.

Многодисковая фрикционная муфта, преимущественно для коробок передач транспортных средств, содержащая барабан, связываемый со ступицей, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана с возможностью вращения относительно друг друга вокруг продольной оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков и пружину, возвращающую поршень в исходное положение, отличающаяся тем, что барабан жестко связан со ступицей, в которой установлено стопорное кольцо, являющееся опорой для тарельчатой пружины, расположенной со стороны фрикционных дисков и опирающейся на поршень, и выполнены каналы подвода масла в полость между барабаном и поршнем и для отвода этого масла, в барабане выполнен кольцевой канал для установки стопорного кольца для ограничения перемещения фрикционных дисков вдоль продольной оси, между поршнем и фрикционными дисками установлен нажимной диск, в котором выполнены продолговатые отверстия, равноудаленные по окружности и от продольной оси вращения муфты, барабан выполнен с выступами, которые расположены на торцевой поверхности барабана и на внутренней поверхности которых выполнены шлицы для фрикционных дисков, выступы барабана выполнены с возможностью расположения в отверстиях нажимного диска, барабан установлен в экранирующем экране в виде диска, выполненного ступенчатым и на внутренней поверхности большего диаметра которого выполнен кольцевой паз, в котором установлено упорное кольцо, опирающееся на нажимной диск для ограничения перемещения экранирующего экрана относительно продольной оси муфты, при этом между ступенчатым диском и внешней поверхностью барабана образована полость для подвода масла под давлением при отсутствии давления масла в полости между барабаном и поршнем.