СДВИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ МУФТЫ Российский патент 2019 года по МПК F16D11/10 F16H48/24 B60K23/04 F16B39/04 F16D13/58 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сдвигающему устройству для муфты с положительным зацеплением, в частности, для сцепной муфты. В трансмиссиях различных многоосных транспортных средств предпочтительно иметь устройство для отсоединения привода или для блокировки дифференциала. Такие механизмы блокировки или отсоединения часто используют устройство со сцепной муфтой, в котором сцепную муфту можно включать или выключать путем перемещения в осевом направлении при помощи вилочного механизма.

Уровень техники

Различные сцепные муфты описаны в US 4,977,989, US 2.010/0276245, US 7,055,664 B2, US 3,834,500, US 7,413,067 B2 и US 4,529,080. В некоторых заявках, где используются высокие скорости и/или крутящие моменты, требуется обеспечивать такую степень точности включения и выключения муфты, чтобы минимизировать время включения за счет уменьшения до минимума осевого зазора в выключенном положении. Кроме того, требуется также исключить появление нежелательных сил, в частности, изгибающих сил, которые действуют на вилку во время перемещения при включении, а также износа и трения, которым подвергается вилка, если постоянно находится под нагрузкой при включении или выключении муфты. Поэтому необходимо также точно регулировать длину осевого хода. Таким образом, предпочтительно обеспечить точное управление позицией вилки относительно торцов муфты и длиной хода вилки. Для обеспечения требуемой точности без механизма регулировки требуется соблюдение чрезвычайно узких технологических допусков для отдельных компонентов, чтобы избежать чрезмерного накопления допусков в конечном узле. Такие узкие допуски при изготовлении приводят к нежелательному повышению расходов.

Регулируемый механизм сцепления, который стремится удовлетворять этим требованиям, описан Erlebach в US 5,573,096. В этой конструкции требуемая длина хода в осевом направлении определяется стопорным кольцом, длина которого в осевом направлении определяет длину хода. При этом можно выбирать стопорные кольца с различной длиной. Однако требование иметь стопорные кольца с различной длиной, чтобы компенсировать различные суммы допусков и точно обеспечивать требуемую длину хода является неудобным аспектом вышеописанной системы.

Настоящее изобретение направлено на обеспечение усовершенствованного сдвигающего устройства, которое устраняет вышеуказанные недостатки.

Раскрытие изобретения

Согласно изобретению обеспечено сдвигающее устройство для муфты с положительным зацеплением, имеющей ответные первый и второй соединительные элементы с положительным зацеплением, включающее корпус, приводной рычаг, который установлен с возможностью перемещения в корпусе при помощи соответствующего механизма привода рычага, сдвигающую вилку, находящуюся в зацеплении с первым соединительным элементом и установленную на приводном рычаге для осевого перемещения первого соединительного элемента с целью ввода его в зацепление со вторым соединительным элементом и вывода из зацепления со вторым соединительным элементом в ответ на осевое перемещение приводного рычага, при этом указанная сдвигающая вилка муфты установлена на приводном рычаге при помощи резьбового соединения с возможностью перемещения на приводном рычаге в осевом направлении.

Сдвигающее устройство согласно изобретению содержит приводной рычаг или ось, которая установлена в корпусе с возможностью свободного перемещения в осевом направлении. При этом сдвигающая вилка установлена на оси таким образом, что указанная вилка перемещается в осевом направлении вместе с осью. Осевую позицию сдвигающей вилки, установленной на оси, можно удобно изменять при помощи поворота оси относительно сдвигающей вилки для точного позиционирования сдвигающей вилки относительно соединительного элемента, с которым она входит в зацепление.

В одном варианте осуществления изобретения, сдвигающая вилка имеет втулку с резьбовым отверстием, в которое входит ответная резьбовая часть приводного рычага, при этом поворот приводного рычага в отверстии втулки вызывает осевое перемещение сдвигающей вилки вдоль приводного рычага.

В другом варианте осуществления блокировочный элемент входит в зацепление между втулкой и приводным рычагом для предотвращения перемещения втулки по приводному рычагу.

В еще одном варианте осуществления блокировочный элемент содержит фиксатор, установленный в радиальной прорези, предусмотренной во втулке и сообщающейся с резьбовой частью приводного рычага.

В другом варианте осуществления предусмотрено средство для предотвращения поворота приводного рычага в корпусе.

В следующем варианте осуществления предусмотрен регулируемый стопор, установленный на корпусе для ограничения осевого перемещения приводного рычага в корпусе.

В следующем варианте осуществления регулируемый стопор представляет собой регулировочный винт, установленный с возможностью поворота на корпусе вблизи конца приводного рычага.

В следующем варианте осуществления в корпусе предусмотрены неподвижные стопоры, которые взаимодействуют с приводным рычагом, чтобы ограничить осевое перемещение приводного рычага в корпусе.

В следующем варианте осуществления механизм привода рычага содержит пружину, которая прижимает приводной рычаг к первому концевому упору, и толкатель, который выполнен с возможностью перемещения приводного рычага в осевом направлении, противоположном направлению действия указанной пружины, ко второму концевому упору.

В следующем варианте осуществления толкатель содержит поршень на приводном рычаге, который установлен с возможностью перемещения со скольжением в соответствующем цилиндрическом отверстии, предусмотренном в корпусе и образующим с корпусом камеру для приема жидкости под давлением, которая действует на поршень в направлении, противоположном смещению, создаваемому указанной пружиной.

В другом аспекте изобретение обеспечивает дифференциал в сборе, содержащий указанное сдвигающее устройство.

В еще одном аспекте изобретения обеспечена коробка передач, содержащая указанное сдвигающее устройство.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания изобретения ниже приведено описание некоторых вариантов его осуществления, которые представлены только в качестве примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

фиг. 1 - вид в вертикальном разрезе сдвигающего устройства для муфты с положительным зацеплением согласно первому варианту осуществления изобретения;

фиг. 2 - вид в вертикальном разрезе сдвигающего устройства согласно второму варианту осуществления изобретения; и

фиг. 3 - вид в вертикальном разрезе сдвигающего устройства согласно третьему варианту осуществления изобретения.

Осуществление изобретения

Подробная конструкция и функционирование изобретения будут более понятыми, если вначале рассмотреть вариант осуществления, показанный на фиг. 1. Корпус 1, имеющий торцевые крышки 7, 10, содержит приводной рычаг, выполненный в виде оси 2, на которой установлена приводная вилка 3 муфты. Ось 2 имеет резьбовую часть 13, которая сопрягается с внутренней резьбой 12 отверстия, выполненного во втулке 28 вилки 3. Поршень 4 выполнен на оси 2 и связан с камерой 14, которая образована в торцевой крышке 7 корпуса и в которую можно подавать жидкость под давлением через резьбовое соединительное отверстие 15. Поршень 4 содержит уплотнительный элемент 5, установленный в цилиндрическом отверстии 6, в котором поршень 4 может перемещаться в осевом направлении. Другое уплотнение 8 на оси 2 предотвращает утечку жидкости из камеры 14. Альтернативно для предотвращения такой утечки на торцевой крышке 7 может быть предусмотрен колпачок. В этом колпачке может быть предусмотрено дополнительное средство для предотвращения поворота оси 2. Средство 9, которое может представлять собой шестигранное гнездо, прорезь или другой элемент, позволяет вставлять соответствующий инструмент в торец оси 2 для выполнения поворота оси 2 относительно корпуса 1 и вилки 3. Очевидно, что такой поворот будет вызывать осевое перемещение вилки 3 относительно оси 2, изменяя, таким образом, позицию вилки 3 относительно корпуса 1 для установленной позиции оси 2. Такое регулирование положения вилки 3 в осевом направлении относительно корпуса 1 позволяет по мере необходимости настраивать позицию вилки 3 относительно кулачков муфты (не показаны), чтобы получить требуемый минимальный зазор при выключении муфты.

Регулировочный винт 11 входит в резьбовое отверстие 31 торцевой крышки 10. Очевидно, что регулировочный винт 11 образует перемещаемый стопор, управляющий длиной хода оси 2 в осевом направлении и, соответственно, вилки 3, которая прикреплена к оси 2 в осевом направлении при помощи резьбы 12, 13. Осевое перемещение влево ограничено контактом лицевой стороны 17 поршня 4 с торцевой крышкой 7. Перемещение оси 2 вправо происходит в результате ввода под давлением жидкости в камеру поршня 14, а перемещение влево - под действием силы пружины 16, когда давление жидкости уменьшается. Регулировочный винт 11 может быть снабжен стопорной гайкой (не показана), чтобы стопорить его на месте после выполнения необходимой регулировки.

Оба конца 24, 25 оси 2 установлены с возможностью скольжения в соответствующих цилиндрических отверстиях 26, 27 торцевых крышек 7, 10. Шейка или втулка 28 приводной вилки 3 муфты имеет отверстие с внутренней резьбой 12. Пружина 16 установлена вокруг оси 2 и проходит между кольцеобразной торцевой стороной 29 втулки 28 и внутренней стороной 30 торцевой крышки 10.

Второй вариант осуществления изобретения показан на фиг. 2, где изобретение полностью встроено в корпус 18 коробки передач/дифференциала. Детали, аналогичные описанным выше, обозначены такими же ссылочными номерами. На этом чертеже можно видеть сцепную муфту 22, с которой соединяется сдвигающая вилка 3. Оказалось, что в такой объединенной системе более предпочтительно устанавливать длину хода путем задания допусков буртика на оси 2 и соответствующего упора корпуса 18 коробки передач.

Третий вариант осуществления изобретения показан на фиг. 3. Детали, аналогичные описанным выше, обозначены такими же ссылочными номерами. В этой конструкции втулка 28 сдвигающей вилки 3 имеет резьбовое радиальное отверстие 32, в котором установлена резьбовая заглушка 19. Отверстие 32 проходит через боковую стенку втулки 28 и сообщается с резьбовой частью 13 оси 2. Заглушка 19 действует на шайбу 20, выполненную из соответствующего материала, прижимая ее к резьбе 13 оси 2, чтобы заблокировать резьбу 13 и предотвратить поворот без повреждения резьбы 13. Доступ к заглушке 19 осуществляется путем удаления соответствующей наружной заглушки 21, установленной в боковой стенке корпуса 1.

Настоящее изобретение обеспечивает регулируемый механизм сцепления, который обладает существенными достоинствами по сравнению с аналогичными устройствами известного уровня техники. Согласно настоящему изобретению, как позицию, так и длину хода вилки в осевом направлении, можно регулировать снаружи без разборки механизма и без необходимости специального отбора компонентов, в частности, вышеуказанного стопорного кольца, с определенной шириной. Процесс изготовления согласно настоящему изобретению в большой степени упрощается за счет уменьшения количества отдельных компонентов и необходимого количества точно сопрягаемых поверхностей. Возможное суммирование допусков, оказывающее влияние на длину хода, также уменьшается. Так, например, в устройствах известного уровня техники вилка, поршень, различные кольца и шайбы перемещаются по оси в продольном направлении, что требует точной скользящей посадки различных компонентов. Настоящее изобретение позволяет устранить эти сложности.

Изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления, которые могут быть изменены в части конструкции и деталей в пределах объема, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к муфтам, а более конкретно к сдвигающему устройству для муфты с положительным зацеплением. Сдвигающее устройство для муфты с положительным зацеплением содержит первый и второй соединительные элементы с положительным зацеплением. Кроме того, устройство включает корпус (1), в котором предусмотрен регулируемый стопор, приводной рычаг (2) и сдвигающую вилку (3) муфты. Корпус (1) имеет торцевые крышки (7, 10). Рычаг (3) установлен с возможностью скольжения в осевом направлении в корпусе (1). Вилка (3) муфты установлена на рычаге (2). Рычаг (2) имеет резьбовую часть (13), которая находится в зацеплении с внутренней резьбой (12) отверстия, выполненного во втулке (28) вилки (3). Шестигранное гнездо (9), предусмотренное на одном конце рычага (2), предназначено для ввода соответствующего инструмента с целью его поворота относительно корпуса (1) и вилки (3). Такой поворот рычага (2) вызывает продольное перемещение вилки (3) по оси (2) для изменения позиции вилки (3). Достигается упрощение регулировки. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Сдвигающее устройство для муфты с положительным зацеплением, содержащее ответные первый и второй соединительные элементы с положительным зацеплением и включающее:

корпус,

приводной рычаг, который установлен с возможностью перемещения в осевом направлении в корпусе при помощи соответствующего механизма привода рычага,

сдвигающую вилку муфты, находящуюся в зацеплении с первым соединительным элементом и установленную на приводном рычаге для осевого перемещения первого соединительного элемента для ввода его в зацепление со вторым соединительным элементом и вывода из зацепления со вторым соединительным элементом в ответ на осевое перемещение приводного рычага,

при этом указанная сдвигающая вилка установлена на приводном рычаге при помощи резьбового соединения с возможностью перемещения по приводному рычагу в осевом направлении, причем сдвигающая вилка имеет втулку с резьбовым отверстием, в которое входит ответная резьбовая часть приводного рычага, при этом поворот приводного рычага в отверстии втулки вызывает осевое перемещение сдвигающей вилки вдоль приводного рычага,

отличающееся тем, что в корпусе предусмотрен регулируемый стопор для ограничения осевого перемещения приводного рычага в корпусе.

2. Сдвигающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что блокировочный элемент входит в зацепление между втулкой и приводным рычагом для предотвращения перемещения втулки на приводном рычаге.

3. Сдвигающее устройство по п. 2, отличающееся тем, что блокировочный элемент содержит фиксатор, установленный в радиальной прорези втулки, сообщающейся с резьбовой частью приводного рычага.

4. Сдвигающее устройство по п. 1, отличающееся тем, что предусмотрено средство для предотвращения поворота приводного рычага в корпусе.

5. Сдвигающее устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что регулируемый стопор представляет собой регулировочный винт, установленный с возможностью поворота на корпусе вблизи одного конца приводного рычага.

6. Сдвигающее устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что механизм привода рычага содержит пружину, которая прижимает приводной рычаг к первому концевому упору, и толкатель, который выполнен с возможностью перемещения механизма привода рычага в осевом направлении, противоположном направлению действия указанной пружины, ко второму концевому упору.

7. Сдвигающее устройство по п. 6, отличающееся тем, что толкатель содержит поршень на приводном рычаге, который установлен с возможностью перемещения со скольжением в соответствующем цилиндрическом отверстии, предусмотренном в корпусе и образующем с корпусом камеру для приема жидкости под давлением, которая действует на поршень в направлении, противоположном смещению, создаваемому указанной пружиной.

8. Дифференциал в сборе, содержащий сдвигающее устройство по одному из предшествующих пунктов.

9. Коробка передач, содержащая сдвигающее устройство по одному из пп. 1-7.