МНОГОСКОРОСТНОЙ ПЕРЕДАТОЧНЫЙ МЕХАНИЗМ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2013 года по МПК B25D16/00 F16H3/83 F16D7/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к многоскоростному, прежде всего двухскоростному, передаточному механизму для передачи крутящего момента привода от своей входной стороны к своей выходной стороне, имеющему по меньшей мере два выбираемых передаточных отношения и содержащему многоступенчатое, прежде всего двухступенчатое, предохранительное устройство сцепления, имеющее по меньшей мере два различных выбираемых предельных крутящих момента.

Уровень техники

Известно множество различных многоскоростных передаточных механизмов для технологических машин. При этом под многоскоростным передаточным механизмом понимается, в частности, передаточный механизм, переключаемый по меньшей мере между двумя выбираемыми передаточными отношениями GR1, GR2 между входной стороной передаточного механизма и выходной стороной передаточного механизма. При этом под каждым из этих передаточных отношений понимается, в частности, одна передача, или скорость, многоскоростного передаточного механизма.

Из публикации ЕР 1163980 А2 известен, например, двухскоростной передаточный механизм, имеющий две зубчатые пары (пары зубчатых колес). В этом механизме каждая из зубчатых пар состоит из первого передаточного колеса и второго передаточного колеса. При этом передаточные колеса выполнены в виде цилиндрических, в частности зубчатых цилиндрических, колес. Каждая из зубчатых пар передаточных колес имеет свое отношение TR1, TR2 чисел зубьев, за счет чего этими парами реализуются отличающиеся друг от друга передаточные отношения GR1, GR2. При этом каждое первое передаточное колесо установлено с фиксацией от проворачивания на первом передаточном валу. Вторые передаточные колеса установлены с возможностью вращения на полом валу, используемом в качестве второго передаточного вала. Внутри полого вала расположен толкатель, или ползун, с помощью которого одно из двух вторых передаточных колес на выбор может быть зафиксировано от проворачивания относительно полого вала. На конце полого вала предусмотрена коническая шестерня, находящаяся в зацеплении с коническим дисковым колесом. При этом коническое дисковое колесо установлено с фиксацией от проворачивания на инструментальном валу, установленном с возможностью вращения, в частности на стволе перфоратора. Большее из первых передаточных зубчатых колес находится в зацеплении с ведущим цилиндрическим зубчатым колесом, предусмотренным на валу двигателя, прежде всего электродвигателя, узла привода. Таким образом, первые передаточные колеса определяют входную сторону многоскоростного передаточного механизма, а вторые передаточные зубчатые колеса определяют выходную сторону многоскоростного передаточного механизма. За счет избирательной фиксации одного из двух вторых передаточных колес от проворачивания на полом валу крутящий момент МА узла привода передается на инструментальный вал.

Известны также передаточные механизмы, содержащие многоступенчатое, прежде всего двухступенчатое, предохранительное устройство сцепления. При этом многоступенчатые предохранительные устройства сцепления имеют по меньшей мере два различных выбираемых предельных крутящих момента MG1, MG2, ограничивающих крутящий момент, передаваемый между входной стороной передаточного механизма и выходной стороной передаточного механизма. В случае превышения текущим приложенным крутящим моментом МА выбранного в данный момент времени, т.е. текущего, предельного крутящего момента MGIst многоступенчатое предохранительное устройство сцепления прерывает передачу крутящего момента привода между входной и выходной сторонами механизма.

Из публикации DE 3832302 С1 известно, например, двухступенчатое предохранительное устройство сцепления, содержащее две соединяемые предохранительные муфты, последовательно расположенные на валу муфты. При этом предохранительные муфты по выбору соединяются посредством переключаемого, перемещаемого в осевом направлении стержня, расположенного в радиально внешней области предохранительной муфты, и/или фиксируются относительно корпуса. За счет этого в зависимости от положения переключения стержня относительно вала муфты устанавливаются два различных предельных крутящих момента MG1, MG2.

Из публикации DE 4302083 А1 известно двухступенчатое предохранительное устройство сцепления, описанное в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Раскрытие изобретения

Предлагаемый в изобретении многоскоростной передаточный механизм, заявленный в пункте 1 формулы изобретения, имеет то преимущество, что благодаря размещению многоступенчатого предохранительного устройства сцепления в зубчатых парах многоскоростного передаточного механизма достигается очень компактное исполнение механизма. Это компактное исполнение позволяет очень легко интегрировать предлагаемый многоскоростной передаточный механизм в технологические машины, прежде всего в ручные машины. В соответствии с изобретением многоступенчатое предохранительное устройство сцепления включает в себя по меньшей мере две предохранительные муфты, каждая из которых содержит ведущее колесо, причем каждое ведущее колесо установлено с возможностью вращения на втором передаточном валу и выполнено в виде пазовой тарелки, на внутренней стороне которой предусмотрен фиксаторный профиль.

Каждая из по меньшей мере двух зубчатых пар имеет первое передаточное (зубчатое) колесо и второе (зубчатое) передаточное колесо. Целесообразно, чтобы в каждой зубчатой паре первое передаточное колесо было расположено на первом передаточном валу многоскоростного передаточного механизма, образующем входную сторону последнего. Второе передаточное колесо расположено на втором передаточном валу многоскоростного передаточного механизма, образующем выходную сторону последнего. Особенно предпочтительным является вариант, в котором первое передаточное колесо и второй передаточное колесо каждой зубчатой пары постоянно находятся в зацеплении друг с другом, чем достигается синхронизация звеньев предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма.

Если первые передаточные колеса соответствующих зубчатых пар соединены с первым передаточным валом с фиксацией от проворачивания относительно него, это обеспечивает экономичность конструкции предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма. Предпочтителен вариант, в котором первые передаточные колеса выполнены за одно целое с первым передаточным валом. В частности, они в этом случае образуют ступенчатое зубчатое колесо. При этом под ступенчатым зубчатым колесом понимается, в частности, цельный блок передаточных колес, два передаточных колеса которого имеют различные диаметры D1, D2.

Особенно рационален вариант, в котором второе передаточное колесо каждой пары передаточных колес выполнено в виде кольцевого зубчатого колеса. При этом у каждого из двух передаточных колес предусмотрены средства окружной фиксации. Эти средства окружной фиксации выполнены, в частности, в виде паза окружной фиксации, предпочтительно - в виде нескольких таких пазов.

Надежность и прочность предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма достигается за счет того, что каждая пазовая тарелка образует внутри себя дискообразную полость. При этом дискообразные полости двух пазовых тарелок расположены обращенными друг к другу.

В особенно функциональном исполнении ведущие колеса многоступенчатого предохранительного устройства сцепления охватывают ведомый диск. При этом ведомый диск имеет по меньшей мере два уровня фиксаторных элементов, на каждом из которых расположен по меньшей мере один упругий фиксаторный элемент, предпочтительно несколько упругих фиксаторных элементов. Ведомый диск соединен со вторым передаточным валом с фиксацией от проворачивания. В частности, ведомый диск также может быть выполнен за одно целое со вторым передаточным валом.

Упругие фиксаторные элементы, расположенные на каждом уровне фиксаторных элементов, взаимодействуют с фиксаторным профилем ровно одного ведущего колеса, вследствие чего при вращательном движении соответствующего ведущего колеса вокруг оси второго передаточного вала между ведущим колесом и ведомым диском передается максимальный предельный крутящий момент MG, чем достигается особенно функциональное исполнение предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма.

Целесообразно, чтобы каждое ведущее колесо многоступенчатого предохранительного устройства сцепления имело средство передачи вращения. В частности, это средство передачи вращения может быть выполнено в виде паза передачи вращения, предпочтительно - в виде нескольких таких пазов.

Для обеспечения особой простоты управления предлагаемым в изобретении многоскоростным передаточным механизмом предусмотрено средство переключения, обеспечивающее возможность переключения между по меньшей мере двумя передаточными отношениями GR1, GR2 и/или по меньшей мере двумя предельными крутящими моментами MG1, MG2 предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма.

В экономичном варианте осуществления изобретения средство переключения выполнено в виде переключающего кольца. Это переключающее кольцо имеет средство зацепления, предназначенное для взаимодействия со средствами окружной фиксации по меньшей мере одного второго передаточного колеса и/или со средствами передачи вращения по меньшей мере одного ведущего колеса многоступенчатого предохранительного устройства сцепления.

Особенно компактное исполнение достигается в случае, если средство переключения установлено с возможностью осевого перемещения вдоль второго передаточного вала, в частности с возможностью осевого перемещения между по меньшей мере двумя вторыми передаточными колесами.

В особенно предпочтительном варианте выполнения многоскоростного передаточного механизма предусмотрено устройство управления, в частности механические устройство управления. Устройство управления содержит по меньшей мере одно средство управления, сопряженное со средством переключения с возможностью перемещения последнего по меньшей мере между двумя положениями SP1, SP2 переключения, предпочтительно между большим двух числом положений переключения.

В другом особенно предпочтительном варианте выполнения предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма устройство управления содержит по меньшей мере один электроприводной исполнительный орган.

В еще одном предпочтительном варианте выполнения предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма предусмотрено по меньшей мере одно регулировочное средство, предназначенное для установки фиксирующего усилия FR упругих фиксаторных элементов, расположенных по меньшей мере на одном уровне фиксаторных элементов. В частности, это фиксирующее усилие можно изменять между по меньшей мере двумя значениями FR1, FR2.

Еще одним объектом настоящего изобретения является технологическая машина, прежде всего ручная машина, имеющая узел привода, инструментальный вал и предлагаемый в изобретении многоскоростной передаточный механизм. Если для переключаемого приведения во вращение инструментального вала узел привода соединяется посредством многоскоростного передаточного механизма с инструментальным валом, это позволяет получить особенно технологичную и гибкую в применении технологическую машину. В частности, с этой целью узел привода соединяется с входной стороной, а инструментальный вал - с выходной стороной многоскоростного передаточного механизма.

В особенно удобном варианте выполнения предлагаемой в изобретении технологической машины предусмотрено переключательное устройство. Это переключательное устройство обеспечивает возможность выбора пользователем одного из по меньшей мере двух передаточных отношений GR1, GR2 и/или одного из по меньшей мере двух предельных крутящих моментов MG1, MG2 многоскоростного передаточного механизма. Предпочтительно, чтобы переключательное устройство имело по меньшей мере один расположенный у корпуса технологической машины и доступный для пользователя переключательный элемент.

Если в предлагаемой в изобретении технологической машине также предусмотреть регулировочное устройство, обеспечивающее возможность установки пользователем на регулировочном средстве фиксирующего усилия FR по меньшей мере одного упругого фиксаторного элемента, предпочтительно всех упругих фиксаторных элементов, по меньшей мере одной предохранительной муфты, это существенно повышает уровень удобства управления машиной.

Особая легкость обращения с предлагаемой в изобретении технологической машиной достигается тем, что регулировочное средство взаимодействует с переключательным устройством, в частности интегрировано в него.

Краткое описание чертежей

Ниже более подробно рассматриваются варианты осуществления изобретения, поясняемые чертежами, на которых показано:

на фиг.1 - схематический вид сбоку перфоратора,

на фиг.2 - вид в перспективе предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма в первом варианте его выполнения,

на фиг.3 - вид в разрезе многоскоростного передаточного механизма, показанного на фиг.2,

на фиг.4 - покомпонентное изображение части предлагаемого в изобретении передаточного механизма в первом варианте его выполнения с пространственным разделением деталей, расположенных вдоль второго передаточного вала,

на фиг.5a-5г - вторые передаточные колеса с многоступенчатым предохранительным устройством сцепления, выполненным по первому варианту осуществления изобретения, в четырех различных положения переключения,

на фиг.6 - вид сбоку в разрезе предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма во втором варианте его выполнения,

на фиг.7 - вид сбоку в разрезе предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма в третьем варианте его выполнения.

Осуществление изобретения

На фиг.1 приведен схематический вид сбоку перфоратора 10а как примера технологической машины 10, прежде всего предлагаемой в изобретении ручной машины. При этом перфоратор 10а имеет корпус 12 машины. В задней части 12а корпуса 12 машины предусмотрена основная рукоятка 14, на которой расположен главный орган 16 управления.

На удаленном от основной рукоятки 14 переднем конце 12b корпуса 12 машины предусмотрен переключатель 18 режимов работы. В представленном исполнении переключатель 18 режимов работы выполнен в виде поворотного переключателя, но с этой целью могут использоваться и другие виды переключателей, в частности движковые переключатели, выключатели с фиксацией включенного положения, тумблеры и/или электронные переключающие элементы. Кроме того, в передней части 12b корпуса расположена дополнительная рукоятка 20. На передней торцевой поверхности передней части 12b корпуса предусмотрен приводимый во вращение держатель 22 рабочего инструмента, также называемый патроном или зажимом. В держатель 22 вставляется сменный рабочий инструмент 24.

В обращенной к основной рукоятке 14 нижней части 12 с корпуса машины расположен узел 26 привода, в частности электродвигатель 28. Этот узел привода обозначен на фиг.1 штриховой линией. Узел 26, 28 привода через вал 30 двигателя приводит устройство 32 для преобразования движения. Устройство 32 для преобразования движения включает в себя предлагаемый в изобретении многоскоростной передаточный механизм 34. При этом в соответствии с изобретением многоскоростной передаточный механизм 34 включает в себя многоступенчатое предохранительное устройство 36 сцепления.

Многоскоростной передаточный механизм 34 передает крутящий момент МА узла 26, 28 привода на инструментальный вал 38, который в рассматриваемом примере представляет собой ствол 40 перфоратора. В рассматриваемом варианте выполнения предлагаемой в изобретении технологической машины в стволе 40 размещен ударный механизм, в частности компрессионно-вакуумный ударный механизм, что является достаточно известным решением. Из компонентов ударного механизма на фиг.1 показан только поршневой узел 41 ударного механизма. Держатель 22 рабочего инструмента соединен с инструментальным валом 38 с фиксацией от проворачивания относительно него, в частности с фиксацией от проворачивания и возможностью разъединения. Рабочий инструмент 24, в свою очередь, установлен с возможностью его замены в держателе 22 рабочего инструмента с фиксацией от проворачивания в нем. Таким образом крутящий момент может передаваться через инструментальный вал 38 и держатель 22 рабочего инструмента на вставленный в него рабочий инструмент 24.

На фиг.2 изображено устройство 32 для преобразования движения, показанное на фиг.1. Устройство 32 для преобразования движения включает в себя предлагаемый в изобретении многоскоростной передаточный механизм 34. Многоскоростной передаточный механизм 34 содержит первый передаточный вал 42 и второй передаточный вал 44, установленный параллельно первому передаточному валу 42. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения первый передаточный вал 42 расположен в корпусе 12 машины ориентированным параллельно валу 30 узла 26, 28 привода. При этом передаточные валы 42 и 44 установлены в корпусе 12 машины с возможностью свободного вращения, причем опоры этих валов на фиг.2 не показаны.

На первом конце 42а первого передаточного вала 42 расположено эксцентриковое (кривошипное) колесо 46, выполненное в виде цилиндрического зубчатого колеса и предпочтительно соединенное с первым передаточным валом 42 с фиксацией от проворачивания относительно него. На валу 30 двигателя предусмотрена шестерня 48 съема мощности. В рассматриваемом примере шестерня 48 съема мощности выполнена за одно целое с валом двигателя, но не исключены и варианты осуществления изобретения, в которых вал двигателя и шестерня представляют собой отдельные детали. Шестерня 48 съема мощности передает вращательное движение вала 30 двигателя, а значит, и крутящий момент МА узла 26, 28 привода, на эксцентриковое колесо 46.

Благодаря фиксации эксцентрикового колеса 46 от проворачивания на первом передаточном валу 42 последний определяет входную сторону 50 предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34. На первом передаточном валу 42 расположено также ступенчатое зубчатое колесо 52, которое предпочтительно соединено с первым передаточным валом 42 с фиксацией от проворачивания относительно него. При этом ступенчатое зубчатое колесо 52 расположено под эксцентриковым колесом 46. Ступенчатое зубчатое колесо 52 имеет первое цилиндрическое зубчатое колесо 52а и второе цилиндрическое зубчатое колесо 52b. В рассматриваемом примере диаметр D11 первого цилиндрического зубчатого колеса 52а выбран большим, чем диаметр D12 второго цилиндрического зубчатого колеса 52b.

На втором передаточном валу 44 расположено выполненное в соответствии с изобретением многоступенчатое предохранительное устройство 36 сцепления. На фиг.2 многоступенчатое предохранительное устройство 36 сцепления показано в собранном состоянии, вследствие чего на чертеже видны по существу лишь первое кольцевое зубчатое колесо 54а, выполненное в виде цилиндрического зубчатого колеса, и второе кольцевое зубчатое колесо 54b, также выполненное в виде цилиндрического зубчатого колеса. Кольцевые зубчатые колеса 54а, 54b расположены вокруг второго передаточного вала 44 одно над другим в осевом направлении второго передаточного вала 44.

При этом кольцевые зубчатые колеса 54а, 54b рассчитаны таким образом, чтобы взаимодействовать, соответственно, с цилиндрическими зубчатыми колесами 52а, 52b ступенчатого зубчатого колеса 52. При этом "рассчитаны" следует понимать, в частности, как "установлены" и/или "выполнены". Под "взаимодействием" колес понимается, в частности, их зацепление. Цилиндрическое зубчатое колесо 52а и кольцевое зубчатое колесо 54а образуют таким образом первую зубчатую пару 56а предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34. Вторая зубчатая пара 56b в рассматриваемом примере образована цилиндрическим зубчатым колесом 52b и кольцевым зубчатым колесом 54b. Поэтому применительно к предлагаемому в изобретении многоскоростному передаточному механизму 34 цилиндрические зубчатые колеса 52а, 52b также именуются так называемыми первыми передаточными колесами 58а, 58b. Кольцевые зубчатые колеса 54а, 54b многоступенчатого предохранительного устройства 36 сцепления, соответственно, также именуются вторыми передаточными колесами 60а, 60b. При этом кольцевое зубчатое колесо 54а имеет цилиндрический зубчатый венец 55а с диаметром D21, а кольцевое зубчатое колесо 54b характеризуется диаметром D22 своего цилиндрического зубчатого венца 55b. Диаметры D11 и D21 колес первой зубчатой пары 56а, а также диаметры D12 и D22 колес второй зубчатой пары 56b подобраны, в частности, с таким расчетом, чтобы обеспечить постоянство расстояния от первого передаточного вала 42 до второго передаточного вала 44.

Кроме того, на конце 44а второго передаточного вала 44 расположено колесо 62 съема мощности, выполненное в виде конического зубчатого колеса и предпочтительно соединенное со вторым передаточным валом с фиксацией от проворачивания относительно него. При этом колесо 62 съема мощности определяет выходную сторону 64 предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34, т.е. является его выходным звеном.

На инструментальном валу 38 расположено приводное колесо 66, предпочтительно фиксируемое от проворачивания относительно инструментального вала 38. Приводное колесо 66 находится в зацеплении с колесом 62 съема мощности, вследствие чего инструментальный вал 38 может приводиться во вращение посредством предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения приводное колесо соединено с втулкой 67 переключения с фиксацией от проворачивания относительно нее, предпочтительно - выполнено за одно целое с ней. Втулка 67 переключения установлена на инструментальном валу 38 с возможностью осевого перемещения и с фиксацией от проворачивания. Перемещая втулку 67 переключения в осевом направлении вдоль инструментального вала 38, приводное колесо 66 можно вводить в зацепление с колесом 62 съема мощности или выводить из этого зацепления. Таким образом, привод инструментального вала 38 во вращение выполнен с возможностью его включения и выключения.

Многоскоростной передаточный механизм 34, показанный на фиг.2, содержит также устройство 68 управления. При этом устройство 68 управления содержит средство 70 управления, которое в рассматриваемом примере выполнено в виде переключающей вилки 72. Средство 70, 72 управления приводится возвратным элементом 74, который в рассматриваемом примере выполнен в виде винтовой пружины, в предварительно заданное первое положение SP1 переключения. С помощью рычажного элемента 76 средство 70, 72 управления можно перевести в по меньшей мере еще одно положение SP2 переключения.

На эксцентриковом колесе 46 устройства 32 для преобразования движения на радиальном расстоянии от оси 78 первого передаточного вала расположен эксцентриковый палец 80. С эксцентриковым пальцем 80 связан шатун 82, причем шатун 82, в частности одним концом, подвижно закреплен на эксцентриковом пальце. Другим концом шатун 82 подвижно соединен с поршневым узлом 41. Устройство, состоящее по меньшей мере из эксцентрикового колеса 46, эксцентрикового пальца 80 и шатуна 82, также может рассматриваться как узел 84 привода ударного механизма. В частности, узел 84 привода ударного механизма также может рассматриваться как составная часть устройства 32 для преобразования движения.

На фиг.3 приведен вид сбоку в разрезе устройства 32 для преобразования движения с предлагаемым в изобретении многоскоростным передаточным механизмом 34, показанным на фиг.2. На этом виде показана, в частности, конструкция многоступенчатого предохранительного устройства 36 сцепления.

Многоступенчатое предохранительное устройство 36 сцепления содержит два ведущих колеса 86а, 86b, которые расположены вокруг второго передаточного вала 44 и внутри кольцевых зубчатых колес 54а, 54b. При этом каждое ведущее колесо 86а, 86b установлено с возможностью свободного вращения на втором передаточном валу 44.

В рассматриваемом варианте осуществления изобретения кольцевые зубчатые колеса 54а, 54b различаются не только своими диаметрами D21, D22, но и своим поперечным сечением 88а, 88b. При этом поперечные сечения 88а, 88b имеют такую форму, чтобы внутренние диаметры Dl, D2 кольцевых зубчатых колес 54а, 54b были по существу одинаковыми. Для этого поперечное сечение 88b кольцевого зубчатого колеса 54b имеет образованную выемкой зону 90b.

Каждое кольцевое зубчатое колесо 54а, 54b имеет на радиально внутренней стороне 92а, 92b, в частности на радиально внутренней поверхности 93а, 93b, по меньшей мере одно средство 94а, 94b окружной фиксации, предпочтительно несколько таких средств. Каждое ведущее колесо 86а, 86b предохранительного устройства сцепления имеет на радиально наружной стороне 96а, 96b, в частности на радиально наружной поверхности 97а, 97b по меньшей мере одно средство 98а, 98b передачи вращения, предпочтительно несколько таких средств. В рассматриваемом примере средства 94а, 94b окружной фиксации выполнены в виде пазов 100а, 100b окружной фиксации, причем пазы 100а, 100b окружной фиксации выполнены во внутренних поверхностях 93а, 93b кольцевых зубчатых колес 54а, 54b и в предпочтительном исполнении по существу равномерно распределены по окружности этих внутренних поверхностей 93а, 93b. Средства 98а, 98b передачи вращения в рассматриваемом варианте осуществления изобретения выполнены аналогичным образом, в виде пазов 102a, 102b передачи вращения. Пазы 102а, 102b передачи вращения выполнены в наружных поверхностях 97а, 97b ведущих колес 86а, 86b и в предпочтительном исполнении по существу равномерно распределены по окружности этих наружных поверхностей 97а, 97b. В особенно предпочтительном исполнении у каждой пары 104а, 104b колес, состоящей из одного кольцевого зубчатого колеса 54а, 54b и одного ведущего колеса 86а, 86b предохранительного устройства сцепления, пазы 100а, 100b окружной фиксации и/или пазы 102a, 102b передачи вращения, предусмотрены в одном и том же количестве и равномерно распределены по окружности внутренних поверхностей 93а, 93b и наружных поверхностей 97а, 97b.

Вдоль второго передаточного вала 44 между указанными парами 104а, 104b колес в осевом направлении расположено средство 106 переключения, установленное с возможностью ограниченного осевого перемещения. В рассматриваемом примере средство 106 переключения выполнено в виде переключающего кольца 108. Переключающее кольцо 108 имеет на внутреннем диаметре 110 элемент 112 зацепления, предпочтительно несколько таких элементов. В особенно предпочтительном исполнении элементы 112 зацепления равномерно распределены по окружности переключающего кольца 108. При этом указанный по меньшей мере один элемент 112 зацепления выполнен такой формы, что при осевом перемещении переключающего кольца 108 этот элемент 112 зацепления входит в стопорное соединение (соединение с геометрическим замыканием) с по меньшей мере одним пазом 100а, 100b окружной фиксации и по меньшей мере одним пазом 102a, 102b передачи вращения. Возможны также варианты с элементами 112' зацепления, способными образовывать с по меньшей мере одним пазом 100а, 100b окружной фиксации и по меньшей мере одним пазом 102a, 102b передачи вращения соединение с силовым замыканием или соединение с силовым и геометрическим замыканием.

В представленном на фиг.3 варианте осуществления изобретения ведущие колеса 86а, 86b многоступенчатого предохранительного устройства 36 сцепления выполнены в виде пазовых тарелок 114а, 114b. Каждая пазовая тарелка 114а, 114b образует внутри себя дискообразную полость 116а, 116b, охватывающую в виде круглого диска второй передаточный вал 44. При этом в рассматриваемом исполнении пазовые тарелки 114а, 114b ориентированы относительно друг друга в осевом направлении таким образом, что обе дискообразные полости 116а, 116b по существу непосредственно примыкают друг к другу. Таким образом образовано внутреннее пространство 118 предохранительного устройства сцепления. При этом верхняя пазовая тарелка 114а опирается в осевом направлении на вращающуюся относительно нее опорную поверхность 120, предусмотренную на колесе 62 съема мощности. Нижняя пазовая тарелка 114b опирается на не показанный на чертежах упорный подшипник в корпусе 12 технологической машины 10. От осевого смещения кольцевых зубчатых колес 54а, 54b относительно соответствующих им ведущих колес 86а, 86b, или пазовых тарелок 114а, 114b, после сборки механизма пазовые тарелки 114а, 114b и соответствующие кольцевые зубчатые колеса 54а, 54b удерживаются соответствующими стопорными кольцами 122а, 122b, посаженными в предусмотреные на пазовых тарелках 114а, 114b выточки 124а, 124b.

Во внутреннем пространстве 118 предохранительного устройства сцепления предусмотрен ведомый диск 126. При этом ведомый диск 126 соединен со вторым передаточным валом 44 с фиксацией от проворачивания, в частности соединен жестко. В частности, ведомый диск 126 может быть закреплен на втором передаточном валу 44 с использованием соединения с силовым замыканием, геометрическим замыканием и/или неразъемного соединения, обеспечиваемого силами молекулярного/атомного сцепления. Также возможен вариант, в котором ведомый диск 126 изготовлен цельным, в частности за одно целое со вторым передаточным валом 44. При этом могут использоваться, в частности, технологии спекания и литья материалов под давлением.

Как это особенно наглядно показано на фиг.4, в ведомом диске 126 предусмотрены радиально расходящиеся выемки 128, открытые с торцов по наружному диаметру. В рассматриваемом варианте осуществления изобретения ведомый диск 126 два уровня 127а, 127b фиксаторных элементов, на которых расположены выемки 128. Кроме того, выемки 128 по существу равномерно распределены по окружности, в частности расположены осесимметрично (с радиальной симметрией).

В каждой выемке 128, находящейся на каждом уровне 127а, 127b фиксаторных элементов расположен один упругий фиксаторный элемент 130. При этом упругие фиксаторные элементы 130 выполнены в виде фиксирующих тел 134, поджимаемых упругими элементами 132. В рассматриваемом примере упругие элементы 132 выполнены в виде винтовых пружин. Вместе с тем, в предлагаемом многоступенчатом предохранительном устройстве 36 сцепления могут применяться и упругие элементы 132 иного рода, такие, например, как пластинчатые пружины, эластомеры и/или элементы с упругим рабочим телом. В рассматриваемом примере фиксирующие тела 134 выполнены в виде фиксирующих цилиндров, причем в другом предпочтительном исполнении фиксирующие тела могут представлять собой, в частности, фиксирующие шарики или могут иметь другие формы.

В собранном состоянии, как показано, в том числе, на фиг.3, упругие фиксаторные элементы 130 размещены в выемках 128 и поджаты фиксирующим усилием FR. На внутренних поверхностях 136а, 136b пазовых тарелок 114а, 114b предусмотрены соответствующие фиксаторные профили 138а, 138b с фиксаторными углублениями 140а, 140b. В представленном варианте осуществления изобретения фиксаторный профиль 138а, 138b предусмотрен на окружной, т.е. проходящей по окружности, поверхности, обращенной во внутреннее пространство 118 предохранительного устройства сцепления. Как показано на фиг.4, каждый фиксаторный профиль 138а, 138b имеет выполненные в виде пазов или канавок фиксаторные углубления 140а, 140b. При этом на фиг.4 видны только фиксаторный профиль 138b и фиксаторные углубления 140b. Пазовая тарелка 114а предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34 выполнена аналогично. Эти фиксаторные углубления 140а, 140b в предпочтительном исполнении также равномерно распределены по окружности. В частности, число фиксаторных углублений 140а, 140b больше или равно числу упругих фиксаторных элементов 130, находящихся на одном уровне 127а, 127b ведомого диска 126. Один уровень 127а, 127b фиксаторных элементов образует вместе с относящимся к нему фиксаторным профилем 138а, 138b соответствующей пазовой тарелки 114а, 114b, или ведущего колеса 86а, 86b, одну предохранительную муфту 142а, 142b. Соответственно этому в рассматриваемом примере многоступенчатое предохранительное устройство 36 сцепления включает в себя две предохранительные муфты 142а, 142b.

По принципу действия каждая из предохранительных муфт 142а, 142b соответствует расцепляемой при срабатывании предохранительной муфте, достаточно известной из специальной литературы. Упругие фиксаторные элементы 130 вдавливают свои фиксирующие тела 134 с заданным фиксирующим усилием FR в предусмотренные фиксаторные углубления 140а, 140b. В зависимости от фиксирующего усилия FR упругого фиксаторного элемента, числа NR упругих фиксаторных элементов 130, радиального расстояния RA от фиксаторных углублений 140а, 140b до оси 144 второго передаточного вала, а также характеристик трения и качения фиксирующих тел 134 в фиксаторных углублениях 140а, 140b задается по существу предельный крутящий момент MG, при котором происходит срабатывание предохранительной муфты 142а, 142b. При этом под "срабатыванием предохранительной муфты" понимается, в частности, прерывание силового потока, или передачи крутящего момента, от ведущего колеса 86а, 86b предохранительной муфты 142а, 142b на ведомый диск 126, а значит, и на второй передаточный вал 44. Если этот предельный крутящий момент превышен, ведущее колесо 86а, 86b проскакивает относительно ведомого диска 126.

Средство 70, 72 управления имеет на имеющем форму вилки конце 146 средство 148 зацепления, выполненное в виде канавки. В этом средстве 148 зацепления подвижно расположен, с возможностью вращения, выступ 150 переключающего кольца 108. При переводе рычажного элемента 76 из первого положения переключения в другое положение переключения переключающее кольцо 108 смещается в осевом направлении вдоль второго передаточного вала 44 таким образом, что элементы 112 зацепления входят между различными пазами 100а, 100b окружной фиксации и/или пазами 102а, 102b передачи вращения.

На фиг.5а-5г многоступенчатое предохранительное устройство 36 сцепления предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34 изображено в четырех различных положения SP1, SP2, SP3 и SP4 переключения переключающего кольца 108.

На фиг.5а переключающее кольцо 108 показано в своем первом положении SP1 переключения. В этом положении переключения элементы 112 зацепления входят в пазы 100а окружной фиксации верхнего кольцевого зубчатого колеса 54а и в пазы 102а передачи вращения верхнего ведущего колеса 86а и соединяют их (кольцевое зубчатое колесо и ведущее колесо предохранительного устройства сцепления) друг с другом с фиксацией от проворачивания относительно друг друга. Нижнее кольцевое зубчатое колесо 54b и нижнее ведущее колесо 86b предохранительного устройства сцепления в этом положении переключения не соединены друг с другом, вследствие чего нижнее ведущее колесо 86b предохранительного устройства сцепления не получает вращения. Таким образом, передача крутящего момента в многоступенчатом предохранительном устройстве 36 сцепления в положении SP1 переключения может происходить только через верхнюю предохранительную муфту 142а. Соответственно, в качестве действующего предельного крутящего момента MGIst в этом случае выбран предельный крутящий момент MG1 предохранительной муфты 142а.

Одновременно с выбором кольцевого зубчатого колеса 54а в положении SP1 переключения выбирается первая зубчатая пара 56а многоскоростного передаточного механизма 34, поскольку кольцевое зубчатое колесо 54а является вторым передаточным колесом 60а первой зубчатой пары 56а. Таким образом, в представленном на фиг.1-5 исполнении предлагаемый в изобретении механизм установлен на малое передаточное отношение GR1, поскольку диаметр D11 первого передаточного колеса 58а больше диаметра D21 второго передаточного колеса 60а. В этом случае речь идет, в частности, о первой, меньшей передаче (скорости) многоскоростного передаточного механизма 34.

При нахождении предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34 в положении SP1 переключения привод рабочего инструмента 24 во вращение осуществляется следующим образом: если узел 26 привода находится в состоянии работы, то вал 30 двигателя передает через шестерню 48 съема мощности на эксцентриковое колесо 46 вращательное движение с крутящим моментом МА' привода и частотой вращения U1. Благодаря фиксации эксцентрикового колеса 46 от проворачивания на первом передаточном валу 42 вращательное движение передается на первый передаточный вал 42, причем на первый передаточный вал 42 будет иметь частоту вращения U2, которая зависит от передаточного отношения GRM пары "шестерня 48 съема мощности и эксцентриковое колесо 46". При этом действительно выражение:

U2=GRM·U1.

Поскольку ступенчатое зубчатое колесо 52 соединено с первым передаточным валом 42 также с фиксацией от проворачивания относительно него, вращательное движение передается на ступенчатое зубчатое колесо 52.

При этом ступенчатое зубчатое колесо 52 содержит два первых передаточных колеса 58а, 58b предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34, передающих вращательное движение одновременно на сопряженные с ними вторые передаточные колеса 60а, 60b зубчатых пар 56а, 56b. При этом две зубчатые пары 56а, 56b имеют различные передаточные отношения GR1, GR2, которые в основном определяются диаметрами D11, D21, D12, D22 и/или в случае зубчатых колес числами зубьев ZN11, ZN21, ZN12, ZN22, в соответствии со следующими выражениями:

$$GR1=\frac{D21}{D11}=\frac{ZN11}{ZN21}$$ $$GR2=\frac{D22}{D12}=\frac{ZN12}{ZN22}$$ .

Поэтому кольцевые зубчатые колеса 54а, 54b вращаются с различной частотой U3a, U3b, вычисляемой следующим образом:

U3a=GR1·U2; U3b=GR2·U2.

В рассматриваемом примере значение GR1, как это следует из фиг.1-5, меньше значения GR2, так что частота вращения U3b больше частоты вращения U3a. Поскольку в положении SP1 переключения только кольцевое зубчатое колесо 54а зафиксировано от проворачивания относительно ведущего колеса 86а предохранительного устройства сцепления, вращательное движение передается на второй передаточный вал 44 только через предохранительную муфту 142а. Поэтому второй передаточный вал 44, а значит, и соединенное с ним с фиксацией от проворачивания колесо 62 съема мощности вращаются с частотой U3a. Если втулку переключения 67 переместить таким образом, чтобы приводное колесо 66 вошло в зацепление с колесом 62 съема мощности, то вращение колеса 62 съема мощности будет передаваться на приводное колесо 66, а значит, и на инструментальный вал 38. При этом инструментальный вал 38 будет вращаться с частотой U4a, определяемой частотой вращения U3a и передаточным отношением GRA пары "колесо 62 съема мощности и приводное колеса 66":

U4a=GRA·U3a=GRA·GR1·GRM·U1

Поскольку инструментальный вал 38 и держатель 22 рабочего инструмента соединены друг с другом с фиксацией от проворачивания, рабочий инструмент 24, который установлен в держателе 22 рабочего инструмента с фиксацией от проворачивания, также вращается с частотой U4a.

В рассматриваемом случае располагаемый рабочий крутящий момент MW, максимально достижимый на рабочем инструменте 24, ограничен предельным крутящим моментом MG1 многоступенчатого предохранительного устройства 36 сцепления, поскольку вращательное движение передает только предохранительная муфта 142а. И наоборот, в случае блокировки (заклинивания) рабочего инструмента 24 действующий на пользователя реактивный момент предлагаемой в изобретении технологической машины 10 не превысит предельного крутящего момента MG1. В случае блокировки рабочего инструмента 24 этот реактивный момент будет нарастать до момента превышения им в многоступенчатом предохранительном устройстве 36 сцепления предельного крутящего момента MG1. В этом случае многоступенчатое предохранительное устройство 36 сцепления расцепляется и прерывает силовой поток с узла 26 привода на инструментальный вал 36.

Если переключающее кольцо 108 перевести из положения SP1 переключения в положение SP2 переключения, то элементы 112 зацепления также войдут в пазы 102b передачи вращения ведущего колеса 86b предохранительного устройства сцепления. Это состояние изображено на фиг.5б. В дальнейшем подробно рассматриваются только отличия этого состояния от представленного на фиг.5а. Поскольку принцип функционирования механизма остается неизменным, в этом отношении можно сослаться на приведенное выше описание.

В положении SP2 переключения кольцевое зубчатое колесо 54а соединено с фиксацией от проворачивания с обоими ведущими колесами 86а, 86b предохранительного устройства сцепления, вследствие чего вращательное движение кольцевого зубчатого колеса 54а передается на оба ведущих колеса 86а, 86b. При этом кольцевое зубчатое колесо 54а вращается с определенной выше частотой U3a. Поскольку в кинематическую цепь теперь включены обе предохранительные муфты 142а, 142b, силовой поток с кольцевого зубчатого колеса 54а на второй передаточный вал 44 передается двумя отдельными путями, каждый из которых проходит через одну из двух предохранительных муфт 142а, 142b. Таким образом, в предохранительном устройстве 36 сцепления устанавливается эффективный предельный крутящий момент MGmax, по существу равный сумме предельного крутящего момента MG1 предохранительной муфты 142а и предельного крутящего момента MG2 предохранительной муфты 142b.

При нахождении переключающего кольца 108 в положении SP2 переключения рабочий инструмент 24 вращается с той же частотой U4a, что и в предыдущем случае, но располагаемый рабочий крутящий момент MW теперь ограничен более высоким предельным крутящим моментом MGmax многоступенчатого предохранительного устройства 36 сцепления.

Если переключающее кольцо 108 перевести в положение SP3 переключения, то элементы 112 зацепления выйдут из пазов 100а окружной фиксации кольцевого зубчатого колеса 54а и одновременно войдут в пазы 100b окружной фиксации кольцевого зубчатого колеса 54b. Вместе с тем, элементы 112 зацепления по-прежнему остаются в пазах 102а, 102b передачи вращения обоих ведущих колес 86а, 86b предохранительного устройства сцепления, вследствие чего в многоступенчатом предохранительном устройстве 36 сцепления действует более высокий предельный крутящий момент MGmax, как это было описано в двух предыдущих абзацах. Благодаря окружной фиксации кольцевого зубчатого колеса 54b с ведущими колесами 86а, 86b вращательное движение узла 26 привода в положении SP3 переключения передается через вторую зубчатую пару 56b. Вращательное движение второго передаточного вала 44 теперь определяется передаточным отношением GR2. Вращательное движение рабочего инструмента 24 будет описываться, аналогично приведенному выше описанию, следующим выражением:

U4b=GRA·U3b=GRA·GR2·GRM·U1

Таким образом, при нахождении переключающего кольца 108 в положении SP3 переключения рабочий инструмент 24 вращается с более высокой частотой U4a, причем располагаемый рабочего крутящего момента MW ограничен предельным крутящим моментом MGmax.

Если переключающее кольцо 108 перевести в положение SP4 переключения, то элементы 112 зацепления выйдут из пазов 102а передачи вращения ведущего колеса 86а предохранительного устройства сцепления. Но при этом элементы зацепления, как и в положении SP3 переключения, остаются в пазах 100b окружной фиксации, так что в отношении частоты вращения рабочего инструмента 24 остается в силе изложенное выше. В многоступенчатом предохранительном устройстве 36 сцепления в положении SP4 переключения с кольцевым зубчатым колесом 54b функционально связана, т.е. зафиксирована от взаимного проворачивания, только предохранительная муфта 142b, вследствие чего силовой поток проходит от кольцевого зубчатого колеса 54b через предохранительную муфту 142b на второй передаточный вал 44, не разделяясь. Соответственно этому, располагаемый рабочий крутящий момент MW ограничен предельным крутящим моментом MG2 многоступенчатого предохранительного устройства 36 сцепления.

Если обе предохранительные муфты 142а, 142b являются конструктивно одинаковыми, как в рассмотренном случае, то предельные крутящие моменты MG1, MG2 по существу равны. Вместе с тем, может быть полезно и такое выполнение предохранительных муфт 142а, 142b, при котором они имеют различные предельные крутящие моменты MG1', MG2'.

Кроме того, в предлагаемых изобретении многоскоростных передаточных механизмах могут использоваться предохранительные устройства 36 сцепления, включающие в себя более двух предохранительных муфт 142, причем предохранительные муфты 142 могут включаться и отключаться с помощью подходящего средства 106 переключения. Далее, возможно применение многоступенчатых предохранительных устройств 36 сцепления с предохранительными муфтами 142 различной конструкции. Так, вместо радиально действующих упругих фиксаторных элементов 130 также могут, по меньшей мере частично, использоваться кулачки или подпружиненные шарики/ролики, действующие в осевом направлении.

Кроме того, в особенно предпочтительном исполнении рычажный элемент 76 взаимодействует с переключателем 18 режимов работы на корпусе 12 машины, вследствие чего пользователь может устанавливать положение рычажного элемента 76 в предусмотренных для этого режимах работы, определяемых переключателем 18 режимов работы. В частности, переключающий элемент 106 выполнен с возможностью управления им посредством переключателя 18 режимов работы. Переключатель 18 режимов работы, таким образом, действует в качестве переключательного устройства 151, с помощью которого пользователь может выбирать между по меньшей мере двумя передаточными отношениями GR1, GR2 и/или по меньшей мере двумя предельными крутящими моментами MG1, MG2 многоскоростного передаточного механизма.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство 68 управления имеет по меньшей мере один исполнительный орган, в частности электроприводной исполнительный орган, посредством которого средство 106 переключения может перемещаться между различными положениями переключения. Применение этого исполнительного органа делает возможным оснащение предлагаемой в изобретении технологической машины электронным контроллером и/или регулятором, способным инициировать переключение между различными скоростями (передачами) и/или предельными крутящими моментами предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма 34.

На фиг.6 показано устройство 232 для преобразования движения с предлагаемым в изобретении многоскоростным передаточным механизмом 234, выполненным согласно второму варианту осуществления изобретения. При этом идентичные или функционально эквивалентные элементы конструкции и признаки обозначены номерами позиций, увеличенными по сравнению с первым вариантом на 200.

Конструкция многоступенчатого предохранительного устройства 236 сцепления соответствует конструкции этого в ее варианте, описанном выше, так что в этом отношении можно сослаться на приведенное выше описание. Второй вариант осуществления изобретения отличается от рассмотренного выше измененным расположением вала 230 двигателя. Этот вал в боковой проекции, приведенной на фиг.6, расположен между вторым передаточным валом 244 и дополнительным эксцентриковым (кривошипным) валом 352 параллельно им. Первый передаточный вал 242 в рассматриваемом примере выполнен в виде полого вала 354, причем вал 230 двигателя проходит через полый вал 354 с возможностью свободного вращения в нем. На полом валу 354 расположено рассмотренное выше ступенчатое зубчатое колесо 252 многоскоростного передаточного механизма 234, установленное на полом валу с возможностью вращения относительно него.

Шестерня 248 съема мощности вала 230 двигателя находится в зацеплении с цилиндрическим зубчатым венцом эксцентрикового колеса 246, благодаря чему эксцентриковый вал 352 приводится во вращение. На эксцентриковом валу 352 также установлено с фиксацией от проворачивания цилиндрическое зубчатое колесо 356, в частности выполненное за одно целое с эксцентриковым валом 352. Цилиндрическое зубчатое колесо 356 находится в зацеплении с цилиндрическим зубчатым колесом 252а (первое передаточное колесо 258а) ступенчатого зубчатого колеса 252, благодаря чему ступенчатое зубчатое колесо 252 приводится во вращение. В дальнейшем конструкция многоскоростного передаточного механизма 234 соответствует описанному выше варианту осуществления изобретения.

В отношении работы многоскоростного передаточного механизма также следует остановиться лишь на небольших отличиях, которые по существу сводятся к расширению формулы расчета частоты вращения U4a, U4b рабочего инструмента 24 в зависимости от частоты вращения U1 вала 230 двигателя. Ввиду того, что силовой поток с шестерни 248 съема мощности проходит на цилиндрическое зубчатое колесо 252а через эксцентриковое колесо 246 и цилиндрическое зубчатое колесо 356, необходимо учитывать дополнительное передаточное отношение GRT, определяемое цилиндрическим зубчатым колесом 356 и цилиндрическим зубчатым колесом 252а. При этом передаточное отношение GRT зависит от диаметра DT цилиндрического зубчатого колеса 356 и диаметра D11 цилиндрического зубчатого колеса 252а. Эта зависимость выражена следующим образом:

$$GRT=\frac{D11}{DT}$$

Аналогично первому варианту осуществления изобретения, для определения частот вращения U4a, U4b рабочего инструмента 24 используются выражения

U4a=GRA·U3a=GRA·GRT·GR1·GRM·U1

U4b=GRA·U3b=GRA·GRT·GR2·GRM·U1

В остальном, что касается работы передаточного механизма, второй вариант осуществления изобретения соответствует первому варианту осуществления изобретения, описание которого приведено выше.

На фиг.7 показано устройство 432 для преобразования движения с предлагаемым в изобретении многоскоростным передаточным механизмом 434, выполненным в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения, причем по своей конструктивной схеме, в частности расположению первого и второго передаточных валов 442, 444, этот вариант по существу идентичен первому. При этом идентичные или функционально эквивалентные элементы конструкции и признаки обозначены номерами позиций, увеличенными по сравнению с первым вариантом на 200.

Многоступенчатое предохранительное устройство 436 сцепления в третьем варианте осуществления изобретения дополнительно включает в себя регулировочное устройство 558 для установки фиксирующего усилия FR по меньшей мере одного упругого фиксаторного элемента, предпочтительно всех упругих фиксаторных элементов 530, по меньшей мере одной предохранительной муфты 542а, 542b. С этой целью регулировочное устройство имеет по меньшей мере одно регулировочное средство 560 и управляющее звено 562. В рассматриваемом примере, показанном на фиг.7, регулировочное средство 560 выполнено в виде толкателей 564. В ведомом диске 526 на уровне 527b фиксаторных элементов предусмотрен проход 566 для толкателя 564, совпадающий по положению и размеру с еще одним проходом 568 во втором передаточном валу 444, выполненном в виде полого вала 570. Толкатель 564 расположен в проходах 566, 568 с возможностью радиального перемещения. При этом толкатель 564 одним концом 572 выступает в центральное отверстие 574 полого вала 570. Второй конец 576 толкателя 564 входит в выемку 128 ведомого диска 126. Толкатель 564 также имеет опорное кольцо 578, в которое упирается упругий фиксаторный элемент 530, в частности упругий элемент 532. Предпочтительно, чтобы для каждого упругого фиксаторного элемента 530, расположенного на уровне 527b фиксаторных элементов, был предусмотрен один толкатель 564. Путем радиального перемещения толкателей 564 можно изменять фиксирующее усилие FR упругих фиксаторных элементов 530, расположенных на уровне 527b фиксаторных элементов. В частности, это позволяет устанавливать фиксирующее усилие FR предохранительной муфты 542b, благодаря чему предельный крутящий момент MG2 предохранительной муфты 542b можно отрегулировать на определенное значение между наименьшим значением MG2min и наибольшим значением MG2max.

В показанном на фиг.7 варианте толкатели 564 опираются радиально внутрь на управляющее звено 562, выполненное в виде управляющего ползуна 580. Управляющий ползун 564 установлен в центральном отверстии 574 полого вала 570 с возможностью осевого перемещения. На своем введенном в центральное отверстие 574 конце 582 управляющий ползун 580 имеет проходящий радиально по окружности осевой профиль 584. В частности, диаметр управляющего ползуна 580 уменьшается по направлению к вершине ползуна. Если управляющий ползун 580 переместить в осевом направлении, это вызовет изменение положения толкателей 564 в радиальном направлении таким образом, что при этом изменится и усилие предварительного натяжения упругих элементов 532, а значит, и фиксирующее усилие FR упругих фиксаторных элементов 530.

Далее, в предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрен возвратный элемент 586, возвращающий управляющий ползун 580 в его предпочтительное управляющее положение Р1, в частности в его исходное положение РА. В рассматриваемом исполнении возвратный элемент 586 выполнен в виде винтовой пружины 588, расположенной в центральном отверстии 574 перед управляющим ползуном 580 в направлении прямой подачи управляющего ползуна 580 (подачи вглубь центрального отверстия). При этом винтовая пружина упирается с одной стороны во введенный в центральное отверстие конец 582 управляющего ползуна 580, а с другой стороны - в опорную поверхность 590 в полом валу 570.

С помощью еще одного не показанного на чертежах регулировочного средства 592, расположенного на корпусе 412 машины, доступного для пользователя и воздействующего на управляющий ползун 580 таким образом, чтобы перемещать последний между исходным положением РА и крайним положением РЕ, пользователь может устанавливать предельный крутящий момент MG2 многоступенчатого предохранительного устройства 436 сцепления в интервале между значениями MG2min и MG2max. В особенно предпочтительном исполнении регулировочное средство 592 расположено на переключательном устройстве 551, в частности интегрировано (встроено) в переключательное устройство 551.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения осевой профиль 584 имеет два ступенчато изменяющихся диаметра, предпочтительно более двух ступенчато изменяющихся диаметров, которые соответствуют различным градациям фиксирующего усилия FR.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления изобретения две предохранительные муфты 542а, 542b, в частности все предохранительные муфты, имеют регулировочные средства 560. При этом регулировочные средства 560 могут быть выполнены идентично друг к другу. Вместе с тем, также может быть полезен вариант, в котором регулировочные средства 560 различных предохранительных муфт 542а, 542b имеют различное исполнение.

Помимо показанных на чертеже регулировочных средств 560, 592 и/или управляющих звеньев 562 в других целесообразных вариантах предлагаемого в изобретении многоскоростного передаточного механизма можно использовать и другие механические и/или электромеханические элементы передачи/сообщения движения, такие, например, как рычаги, тяги, штанги, исполнительные механизмы, не выходя при этом за рамки сущности изобретения.

Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения могут основываться, в частности, на комбинациях признаков вариантов, рассмотренных выше.

В частности, может быть целесообразным вариант, в котором технологическая машина с предлагаемым в изобретении многоскоростным передаточным механизмом имеет по меньшей мере одно устройство индикации и/или сигнализации, которое сообщает пользователю о выбранном передаточном отношении GR1, GR2 и/или выбранном предельном крутящем моменте MG1, MG2.

В другом очень полезном варианте может быть предусмотрено возвращающее устройство, переключающее многоступенчатое предохранительное устройство сцепления на меньший, предпочтительно наименьший возможный предельный крутящий момент, в частности осуществляющее такое переключение автоматически.

Изобретение относится к многоскоростному, прежде всего двухскоростному, передаточному механизму для передачи крутящего момента привода от входной стороны к выходной стороне, имеющему по меньшей мере два выбираемых передаточных отношения. Многоскоростной передаточный механизм содержит многоступенчатое, прежде всего двухступенчатое предохранительное устройство (36) сцепления, имеющее по меньшей мере два различных выбираемых предельных крутящих момента. Многоскоростной передаточный механизм (34) характеризуется тем, что он имеет по меньшей мере две зубчатых пары (56а, 56b,), предпочтительно переключаемых. Многоступенчатое предохранительное устройство (36) сцепления размещено в колесах зубчатых пар (56а, 56b). Изобретение обеспечивает компактное исполнение механизма, что позволяет интегрировать его в технологические машины, прежде всего в ручные машины. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Многоскоростной, прежде всего двухскоростной, передаточный механизм (34, 234, 434) для передачи крутящего момента привода от входной стороны к выходной стороне, имеющий по меньшей мере два выбираемых передаточных отношения и содержащий многоступенчатое, прежде всего двухступенчатое, предохранительное устройство сцепления, имеющее по меньшей мере два различных выбираемых предельных крутящих момента, причем:
- многоскоростной передаточный механизм (34, 234, 434) имеет по меньшей мере две зубчатых пары (56а, 56b, 256a, 256b, 456a, 456b), предпочтительно переключаемых,
- многоступенчатое предохранительное устройство (36, 236, 436) сцепления размещено в колесах зубчатых пар (56а, 56b, 256a, 256b, 456a, 456b),
- в каждой из по меньшей мере двух зубчатых пар (56а, 56b, 256a, 256b, 456a, 456b) первое передаточное колесо (58а, 58b, 258a, 258b, 458a, 458b) расположено на первом передаточном валу (42, 242, 442) многоскоростного передаточного механизма (34, 234, 434), образующем входную сторону (50, 250, 450) последнего, а второе передаточное колесо (60а, 60b, 260a, 260b, 460a, 460b) расположено на втором передаточном валу (44, 244, 444) многоскоростного передаточного механизма (34, 234, 434), образующем выходную сторону (64, 264, 464) последнего,
- многоступенчатое предохранительное устройство (36, 236, 436) сцепления включает в себя по меньшей мере две предохранительных муфты (142а, 142b, 342a, 342b, 542a, 542b), каждая из которых содержит ведущее колесо (86а, 86b, 286a, 286b, 486a, 486b), выполненное в виде пазовой тарелки (114а, 114b, 314а, 314b, 514а, 514b) с фиксаторным профилем (138а, 138b, 338a, 338b, 538a, 538b), предусмотренным на внутренней поверхности (136а, 136b, 336а, 336b, 536a, 536b), отличающийся тем, что каждое ведущее колесо (86а, 86b, 286a, 286b, 486a, 486b) установлено с возможностью свободного вращения на втором передаточном валу (44, 244, 444).

2. Многоскоростной передаточный механизм по п.1, отличающийся тем, что первые передаточные колеса (58а, 58b, 258a, 258b, 458a, 458b) зубчатых пар (56а, 56b, 256a, 256b, 456a, 456b) соединены с первым передаточным валом (42, 242, 442) с фиксацией от проворачивания относительно него, предпочтительно выполнены за одно целое с ним, и в частности образуют ступенчатое зубчатое колесо (52, 252, 452).

3. Многоскоростной передаточный механизм по п.1, отличающийся тем, что второе передаточное колесо (60а, 60b, 260a, 260b, 460a, 460b) каждой зубчатой пары (56а, 56b, 256a, 256b, 456a, 456b) выполнено в виде кольцевого зубчатого колеса (54а, 54b, 254a, 254b, 454a, 454b), причем у каждого из вторых передаточных колес (56а, 56b, 256a, 256b, 456a, 456b) предусмотрено средство (94а, 94b, 294a, 294b, 494a, 494b) окружной фиксации, в частности паз (100а, 100b, 300а, 300b, 500а, 500b) окружной фиксации, предпочтительно несколько таких пазов.

4. Многоскоростной передаточный механизм по п.1, отличающийся тем, что каждая пазовая тарелка (114а, 114b, 314а, 314b, 514а, 514b) образует внутри себя дискообразную полость (116а, 116b, 316a, 316b, 516a, 516b), и дискообразные полости (116а, 116b, 316a, 316b, 516a, 516b) двух пазовых тарелок (114а, 114b, 314а, 314b, 514а, 514b) расположены обращенными друг к другу.

5. Многоскоростной передаточный механизм по п.1, отличающийся тем, что каждое ведущее колесо (86а, 86b, 286a, 286b, 486a, 486b) многоступенчатого предохранительного устройства (36, 236, 436) сцепления имеет средство (98а, 98b, 298a, 298b, 498a, 498b) передачи вращения, в частности по меньшей мере один паз (102а, 102b, 302а, 302b, 502а, 502b) передачи вращения, предпочтительно несколько таких пазов.

6. Многоскоростной передаточный механизм по п.1, отличающийся тем, что ведущие колеса (86а, 86b, 286a, 286b, 486a, 486b) многоступенчатого предохранительного устройства (36, 236, 436) сцепления охватывают ведомый диск (126, 326, 526), причем ведомый диск (126, 326, 526) имеет по меньшей мере два уровня (127а, 127b, 327a, 327b, 527a, 527b) фиксаторных элементов, на каждом из которых расположен по меньшей мере один упругий фиксаторный элемент (130, 330, 530), предпочтительно несколько упругих фиксаторных элементов, и ведомый диск (126, 326, 526) соединен со вторым передаточным валом (44, 244, 444) с фиксацией от проворачивания.

7. Многоскоростной передаточный механизм по п.6, отличающийся тем, что упругие фиксаторные элементы (130, 330, 530), расположенные на каждом уровне (127а, 127b, 327a, 327b, 527a, 527b) фиксаторных элементов, взаимодействуют с фиксаторным профилем (138а, 138b, 338а, 338b, 538a, 538b) ведущего колеса (86а, 86b, 286a, 286b, 486a, 486b) предохранительного устройства сцепления таким образом, что при вращательном движении соответствующего ведущего колеса (86а, 86b, 286a, 286b, 486a, 486b) вокруг оси (144, 344, 544) второго передаточного вала между ведущим колесом (86а, 86b, 286a, 286b, 486a, 486b) и ведомым диском (126, 326, 526) передается максимальный предельный крутящий момент.

8. Многоскоростной передаточный механизм по п.6 или 7, отличающийся тем, что предусмотрено по меньшей мере одно регулировочное средство, предназначенное для установки фиксирующего усилия FR упругих фиксаторных элементов, расположенных по меньшей мере на одном уровне фиксаторных элементов, в частности для изменения фиксирующего усилия между по меньшей мере двумя значениями FR1, FR2.

9. Технологическая машина, прежде всего ручная машина, имеющая узел (26, 226, 426) привода, инструментальный вал (38, 238, 438) и многоскоростной передаточный механизм (34, 234, 434), выполненный по меньшей мере по одному из пп.1-5, причем для переключаемого приведения во вращение инструментального вала (38, 238, 438) узел (26, 226, 426) привода соединяется посредством многоскоростного передаточного механизма (34, 234, 434) с инструментальным валом (38, 238, 438), в частности узел (26, 226, 326) привода соединяется с входной стороной (50, 205, 450), а инструментальный вал (38, 238, 438) - с выходной стороной (64, 264, 464) многоскоростного передаточного механизма (34, 234, 434).

10. Технологическая машина по п.9, отличающаяся тем, что предусмотрено переключательное устройство (151, 351, 551), обеспечивающее возможность выбора пользователем одного из по меньшей мере двух передаточных отношений GR1, GR2 и/или одного из по меньшей мере двух предельных крутящих моментов MG1, MG2 многоскоростного передаточного механизма (34, 234, 434).

11. Технологическая машина, прежде всего ручная машина, имеющая узел (26, 226, 426) привода, инструментальный вал (38, 238, 438) и многоскоростной передаточный механизм (34, 234, 434), выполненный по меньшей мере по одному из пп.6-8, причем для переключаемого приведения во вращение инструментального вала (38, 238, 438) узел (26, 226, 426) привода соединяется посредством многоскоростного передаточного механизма (34, 234, 434) с инструментальным валом (38, 238, 438), в частности узел (26, 226, 326) привода соединяется с входной стороной (50, 205, 450), а инструментальный вал (38, 238, 438) - с выходной стороной (64, 264, 464) многоскоростного передаточного механизма (34, 234, 434), и предусмотрено регулировочное устройство (158, 358, 558), обеспечивающее возможность установки пользователем на регулировочном средстве (192, 392, 592) фиксирующего усилия FR по меньшей мере одного упругого фиксаторного элемента, предпочтительно всех упругих фиксаторных элементов (130, 330, 530), по меньшей мере одной предохранительной муфты (142а, 142b, 342а, 3420, 542а, 542b).

12. Технологическая машина по п.11, отличающаяся тем, что предусмотрено переключательное устройство (151, 351, 551), обеспечивающее возможность выбора пользователем одного из по меньшей мере двух передаточных отношений GR1, GR2 и/или одного из по меньшей мере двух предельных крутящих моментов MG1, MG2 многоскоростного передаточного механизма (34, 234, 434), а регулировочное средство (192, 392, 592) взаимодействует с переключательным устройством (151, 351, 551), в частности интегрировано в него.