НАКОНЕЧНИК РЕГУЛИРУЕМОГО ТРОСА УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК F16C1/22 F16L37/10 

Объектом изобретения является фиксирующая система для наконечников тросов управления и, в частности, новое фиксирующее устройство для наконечников тросов управления, которые бывают как одиночного, так и двойного действия (к себе и от себя), обеспечивающее регулировку и фиксацию тросов в соответствующих элементах управления посредством простого поворотного перемещения вручную.

Уровень техники

В предшествующем уровне техники существуют различные применения гибких кабелей для точной передачи управляющих усилий и перемещений от передающего механического элемента к принимающему механическому элементу, особенно в случаях, где локализация упомянутых элементов не позволяет непосредственное соединение между ними.

В автомобильной промышленности такие наконечники тросов управления обычно используются для передачи, например, управлений от педали сцепления к самому сцеплению или для передачи команд распределительного устройства в коробку передач. Такая система особенно полезна в случаях, когда имеются препятствия на пути соединения между передающим элементом и принимающим элементом.

Передающий трос одиночного действия (к себе) и двойного действия (к себе и от себя) образован специально изготовленным внутренним гибким тросом, который, в случае одиночного действия,обеспечивает только передачу тяговых усилий, а, в случае двойного действия, может передавать тяговые и сжимающие усилия. Наружный покрывающий канал или оболочка, которая также является гибкой, заключает внутренний трос, скользящий внутри нее, с минимальным зазором. Постоянные измерения линейных размеров обоих элементов вблизи оси троса определяют точность перемещаемых передач.

В основном, оба конца внутреннего троса имеют наконечники, допускающие их шарнирное соединение с передающим элементом и принимающим элементом для перемещения, а оба конца наружной оболочки имеют фиксирующие средства для держателей соответствующих наконечников.

Благодаря своей собственной конструкции и под действием рабочих усилий, а также старения материалов вследствие температурных колебаний внутренний трос и наружная оболочка подвергаются небольшим пластическим деформациям, изменяющим длину упомянутых элементов, и становится необходимой периодическая корректировка троса. Также, относительное расстояние между механическими элементами, соединенными тросом, подвергается влиянию допусков от всей цепочки компонентов и держателей, имеющихся между упомянутыми элементами, и, таким образом, не может быть заранее точно установлено.

Влияние вышеупомянутых факторов требует наличия системы, позволяющей регулировать длину троса и его фиксирование в соответствующих элементах наконечника при сборке и в течение срока службы троса для компенсирования изменений длины при использовании.

Для этой цели используются различные виды тросов коробки передач, длина которых может регулироваться, включая элементы фиксирования для корректирования длины после регулировки. В широко используемых системах регулирования и фиксирования конец троса крепится к резьбовому валу, а элемент наконечника с внутренней резьбой навинчивается на резьбу упомянутого вала, смещая его по оси и, таким образом, позволяя регулировать длину троса. При достижении правильного положения осуществляется фиксирование посредством обратной резьбы.

Описанные выше регулирование и фиксирование являются затруднительными, поскольку они должны быть осуществлены в труднодоступных расположениях. Регулировка резьбы и, главным образом, давление обратной резьбы требуют в данном случае использования двух перекрывающихся инструментов и доступа для обеих рук наладчика в пределах ограниченного доступного пространства, делая такую регулировку очень сложной, трудоемкой и дорогой. Безопасность функционирования также ставится под сомнение из-за трудности обеспечения правильного давления крутящего момента для обратной резьбы при описанных условиях.

В настоящий момент разработаны различные устройства для устранения вышеупомянутых неудобств, в которых регулирование и фиксирование троса выполняется посредством аксиального или совместных аксиального и радиального перемещений, которые, однако, в основном, требуют использования обеих рук и зачастую приводят к использованию удерживающих инструментов.

Краткое описание изобретения

Благодаря приведенным выше соображениям существует потребность в усовершенствовании системы регулирования и фиксирования длин троса для обеспечения их быстрого и качественного соединения для соответствующих механических управляющих элементов, таким образом обеспечивая невозможность отказа упомянутого фиксирования при каких-либо рабочих условиях.

Представленное здесь решение является простым, эффективным и дешевым устройством, которое в пределах менее чем пол-оборота фиксирующего устройства позволяет освободить трос, настроить его длину и зафиксировать его снова.

Благодаря представленному здесь устройству функционирование требует, чтобы использовалась только одна рука наладчика и не требуется помощи любого вида инструмента, таким образом позволяя манипулировать устройством даже в труднодоступных местах.

Устройство согласно настоящему изобретению состоит из наружной цилиндрической обоймы, которая при повороте вручную наладчиком позволяет блокировать или освобождать вал наконечника троса, введенный в его центр.

Внутренний аксиальный канал обоймы представляет собой отверстие переменного радиуса, которое в заданной траектории использует профиль в виде Архимедовой кривой. Упомянутое отверстие находится в скользящем контакте с радиально смещаемым нажимным исполнительным механизмом, так что исполнительный механизм приближается или удаляется от вала наконечника троса с перемещением, которое является не пропорциональным углу поворота обоймы.

Упомянутое отверстие переменного радиуса внутреннего аксиального канала обоймы образовано различными последовательными секторами со следующими функциями:

- первая сегментная зона для вала наконечника троса, обеспечивающая самое широкое возможное отверстие внутреннего канала, допускающее свободное смещение вала наконечника троса. На этой стадии правильное положение троса регулируется автоматически, таким образом соответствуя точке, где в нейтральном положении управления аксиальное усилие троса равно нулю;

- вторая зона быстрого приближения для блокирующего органа, в которой пространство для свободного перемещения упомянутого вала равномерно уменьшается;

- третья зона, являющаяся сильно прирастающим наклоном давления для быстрого увеличения усилия блокирования вала наконечника троса. Быстрое уменьшение радиуса внутреннего канала обоймы, которое получено в этой зоне посредством Архимедовой кривой, вызывает усилие умножающего действия для обеспечения большого давления, удерживаемого валом;

- концевая зона с минимальным приращением давления для обеспечения необратимости завершающего давления и компенсирования производственных допусков для различных компонентов. Завершающее блокирующее давление также находится в зависимости от небольшой упругой деформации упругопластического материала обоймы и нажимного исполнительного механизма.

Вся вышеуказанная последовательность выполняется за менее чем пол-оборота обоймы фиксирующего устройства, таким образом обеспечивая быструю фиксацию наладчиком.

Для обеспечения блокирования троса наружная поверхность конца вала наконечника того же троса, а также соответствующая внутренняя поверхность устройства, принимающего упомянутый вал, образованы с множеством кольцевых витков резьбы с большой удерживающей способностью. Следовательно, в фиксирующем положении устройства резьбовая поверхность вала зацепляется с витками резьбы соответствующей поверхности устройства.

За исключением описанного выше управляемого блокирования представленное здесь устройство обеспечивает визуальное и различимое на слух безопасное запирание, обеспечиваемое искривленным упругим элементом, расположенным снаружи устройства, который запирается наладчиком на радиальном штифте, выполненным за одно целое с корпусом наконечника.

В заключение, преимущества устройства согласно настоящему изобретению заключаются в следующем:

- фиксирующее устройство является простым, компактным, эффективным и дешевым;

- фиксирующее устройство позволяет освободить трос за менее чем пол-оборота обоймы, отрегулировать его длину и зафиксировать его снова;

- оно позволяет быстро регулировать и фиксировать трос при использовании одной руки оператора и за счет простого поворотного перемещения вручную;

- не требуется помощи любого вида инструмента, за счет чего обеспечивается возможность использования устройства даже в труднодоступных расположениях.

Результат заключается в более простой, более быстрой и безопасной операции сборки и регулировки системы троса управления, за счет чего снижаются эксплуатационные затраты. Один из наиболее полезных практических результатов заключается в том, что система обеспечивает регулировку в небольших пространствах более безопасным способом в отличие от известных устройств.

Описание чертежей

Признаки, цель и преимущества нового фиксирующего устройства для наконечников троса управления согласно изобретению станут более понятными после прочтения подробного описания изобретения, приведенного со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых наглядно показан неограничивающий вариант осуществления фиксирующей системы для тросов управления; на чертежах:

Фиг.1 - вид в перспективе нового фиксирующего устройства для наконечников тросов управления согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 - вид в перспективе наружной обоймы нового устройства;

Фиг.3 - вид в перспективе внутреннего наконечника этого же устройства;

Фиг.4 - нажимной исполнительный механизм этого же устройства;

Фиг.5 - нажимной исполнительный механизм, собранный на внутреннем наконечнике;

Фиг.6 - продольное сечение устройства, иллюстрирующее его функционирование;

Фиг.7 - схематический вид профиля внутреннего аксиального канала обоймы.

На Фиг.1 показано фиксирующее устройство 1, которое, при функционировании передает движение и управляющее усилие от передающего элемента (не показан) гибкому внутреннему тросу 2, закрепленному в валу 3 и, через этот трос, принимающему управление элементу на другом конце троса 2.

При сборке системы управления или когда требуется перерегулирование размера троса фиксирующее устройство 1 предназначено для обеспечения свободного перемещения вала 3, связанного с гибким тросом 2. После того как длина троса 2 отрегулирована, вал 3, связанный с тросом 2, должен быть опять закреплен в фиксирующем устройстве 1.

Как показано на Фиг.1, могут быть использованы следующие компоненты фиксирующего устройства 1: вал 3, обойма 4, внутренний наконечник 5 с его кольцеобразной головкой 6, связанной с ним, и шаровой вкладыш 7, который удерживается в кольцеобразной головке 6. Центральное отверстие шарового вкладыша 7 шарнирно соединено с передающим управление элементом, не показанным на чертежах.

Также на Фиг.1 показан конец нажимного исполнительного механизма 8, скользящего по радиусу в разрыве внутреннего наконечника 5, уплотняя или ослабляя вал 3 и, таким образом, приводя к фиксации или свободному перемещению троса 2.

На Фиг.2 показана обойма 4 фиксирующего устройства 1. Можно обратить внимание на канавки на ее наружной поверхности, которые, таким образом, облегчают приложение ручного усилия наладчиком.

Внутренний аксиальный канал 9 обоймы, который остается в контакте с нажимным исполнительным механизмом 8, представляет собой кольцевой профиль с переменным радиусом, который на заданной траектории определяется кривой в виде Архимедовой кривой. Следовательно, радиус внутреннего аксиального канала 9 неравномерно все более и более уменьшается, таким образом создавая кольцевые зоны, назначение которых уже было ранее объяснено в данном описании и будет показано дополнительно далее со ссылкой на Фиг.7.

Поворот обоймы 4, приводимой вручную наладчиком, определяет радиальное положение нажимного исполнительного механизма 8, который приближается к или удаляется от вала 3 в зависимости от направления и угла поворота обоймы 4.

В концевой угловой зоне уплотнения или в зоне фиксации между нажимным исполнительным механизмом 8 и валом 3 радиус кривизны Архимедовой кривой является таким, чтобы обеспечить необратимость окончательного уплотнения, таким образом обеспечивая фиксирование троса 2 управления.

Кроме того, обойма 4 имеет предохранительный замок 10, связанный с обоймой. Этот замок используется наладчиком путем размещения штифта 11 внутреннего наконечника 5 в удлиненном отверстии 12 предохранительного замка 10.

На Фиг.3 показан внутренний наконечник 5 с его кольцевой головкой 6 и цилиндрическим корпусом 7. Упомянутый цилиндрический корпус имеет продольное отверстие 13 с параллельными стенками, между которыми колодка 14 нажимного исполнительного механизма 8 посажена и радиально скользит в зависимости от принимаемых требований при повороте обоймы 4.

Нажимной исполнительный механизм 8, как показано на Фиг.4, который выполнен из высокопрочного упругопластического материала, образован колодкой 14, которая прикладывает фиксирующее давление на вал 3, центральную опору 15 и обе крыловидные пружины 16. Давление, оказываемое внутренним профилем обоймы 4 на центральную опору 15 нажимного исполнительного механизма 8, в противоположность действию обеих пружин 16, которые за счет открывания находятся в контакте с цилиндрическим корпусом 7 внутреннего наконечника 5, заставляет нажимной исполнительный механизм 8 принять более широкое открытое положение.

В конечном положении блокирования усилие запирания нажимного исполнительного механизма 8 на вал 3 создается продольной вогнутой поверхностью 17 колодки 14.

Положение нажимного исполнительного механизма 8 при сборке на внутреннем наконечнике 5, как показано на Фиг.5, показывает колодку 4 нажимного исполнительного механизма 8, посаженную со скольжением в продольное отверстие 13 внутреннего наконечника 5. На Фиг.5 также показана одна из двух пружин 16 в контакте с цилиндрическим корпусом 7 внутреннего наконечника 5, в противовес закрывающему перемещению колодки 14.

Продольное сечение на Фиг.6 показывает положение устройства в его завершающем фиксирующем положении на валу 3, связанном с тросом 2. На этом чертеже показано, что для обеспечения эффективного запирания вала в фиксирующем устройстве 1 весь наружный диаметр 18 конечного участка вала 3 и внутренний полудиаметр 19 внутреннего наконечника 5 выполнены с множеством кольцевых витков резьбы с большой удерживающей способностью.

Таким образом, в фиксирующем положении устройства 1 резьбовая поверхность вала 3 зацепляется с витками 19 резьбы внутреннего наконечника 5.

На Фиг.7 схематически показан профиль внутреннего аксиального канала 9 обоймы 4. Упомянутый профиль всегда находится в контакте с центральной опорой 15 нажимного исполнительного механизма 8. Любое изменение в радиусе упомянутого профиля перемещает по радиусу исполнительный механизм 8, приближая его или отдаляя от вала 3 и прикладывая к нему усилие фиксирования троса 2.

Для достижения функционирования фиксирующего устройства согласно изобретению рабочая часть профиля внутреннего аксиального канала 9 образуется последовательными секторами с переменным радиусом, как показано на Фиг.7, с различными целями:

- первый сектор 20 с бόльшим радиусом канала 9 обеспечивает вал большей свободой, позволяя регулировать длину троса 2;

- второй сектор 21 является частью профиля, представляющей быстрое уменьшение радиуса для приближения исполнительного механизма 8 к валу 3;

- в третьем секторе 22 профиль выполнен с Архимедовой кривой, которая, постепенно уменьшая радиус, быстро увеличивает блокирующее усилие вала 3 наконечника троса 2;

- четвертый сектор 23 образует блокирующую область с минимальным уменьшением радиуса и минимальным приращением уплотнения вала 3, таким образом обеспечивая необратимое функционирование.

Полная операция регулировки и фиксации троса 2 управления осуществляется в пределах пространства четырех вышеописанных секторов и соответствующего угла 24 поворота обоймы 4. Этот угол поворота, как показано на схеме на Фиг.7, является меньшим, чем половина внутреннего аксиального канала 9, то есть составляет пол-оборота обоймы 4.

Для освобождения вала 3 и связанного с ним троса 2 наладчик осуществляет разблокирование предохранительного замка 10 от штифта 11 и прикладывает к обойме соответствующий поворот, противоположно прилагаемому направлению для запирания вала 3.

Следует также отметить, что система фиксирования и регулирования согласно данному изобретению допускает использование тросов коробок передач фиксированной длины, которые являются наиболее простыми, экономичными и безопасными.

Из приведенных выше разъяснений становится ясно, что новые признаки согласно данному изобретению обеспечивают намного более простую сборку и регулировку всей системы механического управления трансмиссией, главным образом при трудных условиях доступа к связанным тросом элементам, а также обеспечивают бόльшую безопасность функционирования системы управления и значительное уменьшение времени наладки и стоимости.

Очевидно, что настоящее решение может допускать любые модификации и изменения в способе его реализации, если они не выходят за пределы объема изобретения, как заявлено в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к фиксирующему устройству для наконечников регулируемого троса управления, которое может быть использовано, например, в автомобильной промышленности. Фиксирующее устройство (1), которое передает движение и управляющее усилие от передающего элемента гибкому внутреннему тросу (2) управления, образовано обоймой (4), внутри которой собраны внутренний наконечник (5) с кольцеобразной головкой (6) и нажимной исполнительный механизм (8). Механизм (8) благодаря повороту обоймы (4) скользит по радиусу внутри имеющего параллельные стенки продольного отверстия наконечника (5) для блокирования или освобождения вала (3), который связан с тросом (2), обеспечивая фиксацию или освобождение троса (2) в зависимости от направления поворота обоймы (4), вручную приводимой оператором. Причем предохранительный замок, связанный с обоймой (4), является самоактивируемым в конце операции для фиксирования троса (2) до установки штифта наконечника (5) в удлиненном отверстии предохранительного замка. Технический результат: более простая и быстрая сборка и регулировка всей системы механического управления трансмиссией, главным образом при трудных условиях доступа к связанным тросом элементам; обеспечение большей безопасности функционирования системы управления и значительного уменьшения времени наладки. 22 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Фиксирующее устройство для наконечников троса управления, обеспечивающее регулировку и фиксацию длины гибких тросов одиночного или двойного действия, используемых для передачи управлений от передающего механического элемента к принимающему механическому элементу, при этом фиксирующее устройство образовано обоймой, внутри которой собраны внутренний наконечник и нажимной исполнительный механизм, который благодаря повороту обоймы скользит по радиусу внутри имеющего параллельные стенки продольного отверстия внутреннего наконечника для блокирования или освобождения вала, который связан с тросом, обеспечивая фиксацию или освобождение троса управления в зависимости от направления поворота обоймы, вручную приводимой оператором; при этом предохранительный замок, связанный с обоймой, является самоактивируемым в конце операции для фиксирования троса управления до установки штифта внутреннего наконечника в удлиненном отверстии предохранительного замка.

2. Устройство по п.1, в котором первый угловой сектор внутреннего канала обоймы представляет нижнюю траекторию, обеспечивающую свободную зону для вала, связанного с тросом, и соответственно обеспечивающую автоматическую регулировку правильного положения троса.

3. Устройство по п.1, в котором второй угловой сектор внутреннего канала образует зону быстрого примыкания колодки к валу, постепенно уменьшающую свободу вала.

4. Устройство по п.1, в котором третий угловой сектор внутреннего канала образует натяжное скольжение с большим наклоном, которое быстро увеличивает блокирующее усилие колодки на валу.

5. Устройство по п.1, в котором концевой блокирующий угловой сектор внутреннего канала имеет минимальное изменение траектории и минимальное приращение натяжения для обеспечения необратимого конечного натяжения и компенсации производственных допусков для различных компонентов.

6. Устройство по п.1, в котором внутренний канал обоймы представляет переменный профиль траектории, включающий участок Архимедовой кривой, вследствие угла поворота обоймы, и следовательно вызывает изменения свободного промежутка между колодкой и валом; и упомянутые изменения траектории внутреннего канала определяют различные угловые сектора с различными функциями вдоль поворота обоймы.

7. Устройство по п.6, в котором первый угловой сектор внутреннего канала обоймы представляет нижнюю траекторию, обеспечивающую свободную зону для вала, связанного с тросом, и соответственно обеспечивающую автоматическую регулировку правильного положения троса.

8. Устройство по п.6, в котором второй угловой сектор внутреннего канала образует зону быстрого примыкания колодки к валу, постепенно уменьшающую свободу вала.

9. Устройство по п.6, в котором третий угловой сектор внутреннего канала образует натяжное скольжение с большим наклоном, которое быстро увеличивает блокирующее усилие колодки на валу.

10. Устройство по п.6, в котором концевой блокирующий угловой сектор внутреннего канала имеет минимальное изменение траектории и минимальное приращение натяжения для обеспечения необратимого конечного натяжения и компенсации производственных допусков для различных компонентов.

11. Устройство по п.1, в котором центральная опора нажимного исполнительного механизма всегда поддерживается в контакте с внутренним аксиальным каналом обоймы под действием одной из двух крыловидных пружин на цилиндрический корпус внутреннего наконечника, в результате чего расстояние между вогнутой поверхностью колодки нажимного исполнительного механизма и валом определяется траекторией внутреннего аксиального канала обоймы.

12. Устройство по п.11, в котором первый угловой сектор внутреннего канала обоймы представляет нижнюю траекторию, обеспечивающую свободную зону для вала, связанного с тросом, и соответственно обеспечивающую автоматическую регулировку правильного положения троса.

13. Устройство по п.11, в котором второй угловой сектор внутреннего канала образует зону быстрого примыкания колодки к валу, постепенно уменьшающую свободу вала.

14. Устройство по п.11, в котором третий угловой сектор внутреннего канала образует натяжное скольжение с большим наклоном, которое быстро увеличивает блокирующее усилие колодки на валу.

15. Устройство по п.11, в котором концевой блокирующий угловой сектор внутреннего канала имеет минимальное изменение траектории и минимальное приращение натяжения для обеспечения необратимого конечного натяжения и компенсации производственных допусков для различных компонентов.

16. Устройство по п.11, в котором внутренний канал обоймы представляет переменный профиль траектории, включающий участок Архимедовой кривой, вследствие угла поворота обоймы, и следовательно вызывает изменения свободного промежутка между колодкой и валом; и упомянутые изменения траектории внутреннего канала определяют различные угловые сектора с различными функциями вдоль поворота обоймы.

17. Устройство по п.16, в котором первый угловой сектор внутреннего канала обоймы представляет нижнюю траекторию, обеспечивающую свободную зону для вала, связанного с тросом, и соответственно обеспечивающую автоматическую регулировку правильного положения троса.

18. Устройство по п.16, в котором второй угловой сектор внутреннего канала образует зону быстрого примыкания колодки к валу, постепенно уменьшающую свободу вала.

19. Устройство по п.16, в котором третий угловой сектор внутреннего канала образует натяжное скольжение с большим наклоном, которое быстро увеличивает блокирующее усилие колодки на валу.

20. Устройство по п.16, в котором концевой блокирующий угловой сектор внутреннего канала имеет минимальное изменение траектории и минимальное приращение натяжения для обеспечения необратимого конечного натяжения и компенсации производственных допусков для различных компонентов.

21. Устройство по любому из пп.1-20, которое выполнено с возможностью осуществления полной операции фиксирования одним единственным движением руки оператора за менее чем пол-оборота обоймы.

22. Устройство по п.21, в котором наружная диаметральная поверхность концевого участка вала, а также внутренняя полудиаметральная поверхность внутреннего наконечника образованы с множеством кольцевых витков резьбы с большой удерживающей способностью; при этом в зафиксированном положении устройства поверхности витков резьбы вала посажены между витками резьбы внутреннего наконечника, обеспечивая высокопрочную блокировку вала, связанного с тросом управления.

23. Устройство по любому из пп.1-20, в котором наружная диаметральная поверхность концевого участка вала, а также внутренняя полудиаметральная поверхность внутреннего наконечника образованы с множеством кольцевых витков резьбы с большой удерживающей способностью; при этом в зафиксированном положении устройства поверхности витков резьбы вала посажены между витками резьбы внутреннего наконечника, обеспечивая высокопрочную блокировку вала, связанного с тросом управления.