Устройство включения Лепилова,преимущественно для фрикционных узлов сцепления Советский патент 1985 года по МПК F16D21/00 B60K23/02 

Изобретение относится кГ машиностроению и может быть использованст в узлах, где необходимо преобразование вращательного движения в пост пательное. Известно устройство, предназначенное для передачи осевого усилия на нажимные элементы вращающегося .механизма, содержащее основание и вал с соосно установленной на нем втулкой Cl. Устройство позволяет создавать значительные осевые усилия на втулк при малых усилиях оператора благода ря наличию в нем гидравлических и пневматических приводов. Однако наличие гидравлического или пневматического привода в механизме значительно усложняет конструкцию и повышает ее стоимость, вследствие чего ограничивается область применения устройства. Известно также устройство, предназначенное для передачи осевого усилия на оттяжные рычаги нажимного диска сцепления, содержащее картер и вал с соосно установленной в нем Муфтой выключения сцепления. Устройство позволяет передавать осе вое усилие на оттяжные рычаги нажим ного диска сцепления от педали водителя через систему рычагов и тяг. Величина осевого усилия при этом достигает 500 кгс при усилии на педали около 10 кгс благодаря значи-. тельному передаточному числу привод выключения сцепления (около 50). Кроме того, такое устройство с использованием вилки для перемещения муфты, установленной на ваду, может быть использовано для переключения передач в коробках передач автомоби ,лей 2. Данное устройство требует от водителя при нажатии на педаль полностью совершать механическую работ необходимую для выключения сцеплени что не позволяет использовать его для Создания больших осевых усилий при значительных перемещениях, например в многодисковых муфтах сцепления автомобилей большой грузоподъе ности. Кроме того, .осевое усилие на муфте выключения сцепления, возникающее при нажатии на педаль, пол ностью передается на двигатель, вы зывая его продольное перемещ ение. При использовании устройства с вилкой для перемещения муфты переключения передач в многоступенчатых коробках передач для включения той или иной передачи необходимо перемещать орган управления (рычаг) по строго определенной траектории, что усложняет процесс управления передачами, делает его ненадежным и требует от водителя автомобиля специальных навыков. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому, эффекту является устройство вклю- чения узла сцепления, содержащее неподвижный корпус, смонтированные в нем механизм управления и вал с установленным на нем механизмом включения в виде дифференциала с двумя солнечными шестернями. Водило и сателлиты дифференциала жестко связаны с валом, а механизм управления выполнен дистанционным в виде кине- . матически связанных друг с другом рычагов С JНедостатком этого устройства i также являются малые осевые нагрузки, что снижает надежность включения сцепления, в частности снижает надежность включения муфт сцепления автомобилей большой грузоподъемности. Низкая надежность сцепления заключается в том, что механизм управления выполнен рычажным. Управляющий сигнал в таких устройствах передается на значительное расстояние через несколько шарнирных соединений, точность изготовления которых невелика. Кроме того, недостатком является также невысокая плавность включения сцепления, так как управляющий сигнал в нем передается не постепенно, а рывком. Цель изобретения - повышение надежности и плавности включения узла сцепления. Поставленная цель достигается тем, что устройство включения, преимущественно для фрикционных узлов сцепления, содержащее неподвижный корпус, смонтированные в нем механизм управления узла сцепления и вал с установленным на нем с возможностью вращения механизмом включения узла сцепления в виде дифференциала с двумя солнечными шестернями, причем водило и оси сателлитов дифференциала жестко связаны с валом, снабжено двумя дисково-кулачковыми тормозными механизмами и подвижной втулкой с резьбой и шлицами, в одной

3

из солнечных шестерен дифференциала механизма включения выполнено центральное сквозное отверстие под одн из соединений подвижной втулки, а на одном из концов вала выполнены элементы под другое ее соединение и на нем с возможностью осевого перемещения относительно вала и солнечной шестерни установлена упомянутая подвижная втулка, причем диск каждого тормозного механизма жестко закреплен на соответствующей солнечной шестерне дифференциала, а кулачки каждого тормозного механизма кинематически связаны со своим механизмом управления.

Наличие в устройстве подвижной втулки, кинематически связанной с тормозными механизмами, позволяет осуществлять перемещения втулки в том или ином направлении вдоль оси вала, в зависимости от направления вращения вала, путем подтормаживания той или иной солнечной шестер(ни при помощи тормозных механизмов, установленных на неподвижном корпусе. Это позволяет надежно и плавно включать соответствуняцие механизмы сцепления.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства включения узла сцепления; на фиг. 2 - конструкция муфты сцепления автомобиля с механизмом ее выключения, вариант вьтолнения; на фиг. 3 конструкция механизма переключения

I автомобильной коробки передач механизма включения, вариант выполнения.

Устройство включения узла сцепления содержит неподвижньй корпус 1, в подшипниках которого установлен вал 2. На валу 2 посредством резьбового соединения у;становлена подвижная втулка 3, на наружной Поверхности которой выполнены шпицы или установлена шпонка, а также соосно установлен зубчатый дифференциал механизма включения, водило 4 которого жестко, связано с валом 2, а его сателлиты 5 взаимодействуют с солнечными шестернями 6 и 7.Солнечная шестерня 6 посредством подвижного шпоночного соединения взаимодействует с подвижной втулкой 3, а другая солнечная шестерня 7 может свободно вращаться в подпгапниках водила 4. На каждой из солнечных

9164

шестерен 6 и 7 соосно и неподвижно закреплены диски 8 и 9 тормозных устройств, а кулачки последних кинематически связаны с исполнительными узлами 10 и 11 механизма управления тормозов.

Предлагаемое устройство можно использовать в качестве механизма выключения автомобильного сцепления

(фиг. 2). В этом случае вращаюпрйся вал 2 выполнен полым и жестко соединен с коЖухом 12 сцепления, который в свою очередь закреплен на маховике 13.двигателя автомобиля. На

внутренней поверхности вала выполнена резьба, посредством которой с валом 2 взаимодействует подвижная iвтулка 3, через отверстие которой с зазором проходит ведомый вал 14 сцепления. Водило 4 с тремя сателлитами 5 неподвижно установлено на валу 2 посредством трех стержней 15. Солнечная шестерня 7 посредством скользящих шлицев взаимодействует с подвижной втулкой 3, которая при посредстве подшипника 16 взаимодействует с нажимными рычагами 17.

Устройство может быть также использовано для переключения передач

в автомобильной коробке передач (фиг. 3). В этом случае водило 4 зубчатого дифференциального механизма пос1редством стержней 15 жестко соосно крепится на ступице синхронизатора 18, установленного на шпицах вторичного вала коробки передач автомобиля.. На ступице синхронизатора 18 .посредством подвижного шпицевого соединения установлена муфта

19 переключения передач, в которой прорезаны в осевом направлении пазы, сквозь которые свободно проходят стержни 15. На наружной поверхности 19 нарезана резьба , посредством которой она взаимодействует с солнечной шестерней 20. Муфта 19 может быть связана с зубчатыми колесами 21 и 22.

Устройство работает следующим

образом.

Вал 2 (фиг. 1) вращается в подшипниках корпуса 1 всегда в одном и том же направлении в данный момент времени. Узлы 10 и 11 механизма

управления не включены, и кулачки тормозов не взаимодействуют с дискакш 8 и 9. В этом случае вместе с валом 2 с той же угловой скоростью вращаются установленные на нем зубчатый дифференциал И подвижная втулка 3. Для перемещения подвижной втулки 3 U осевом направлении относительно вала 2 в ту или иную сторону необходимо включить соответствующий исполнительный- узел 10 или 11 механизма управления. При включении узла 10 механизма управления солнечная шестерня 6 замедляет свое вращение (или совсем останавливается). При этом тормозной момент посредством шпоноч-г ного соединения передается на подвижную втулку 3, которая вращается с меньшей угловой скоростью, чем вал 2, в результате чего в резьбовом соединении вал 2 - подвижная втулка 3 происходит осевое смещеиие подвижной втулки 3 относительно вала 2. OqeBoe усилие на втулке при пропорционально тормозному усилию соответствующего тормозного механизма.

Для перемещения подвижной втулки 3 в противоположном направлении необходимо включить другой исполнительный узел 11 механизма управления. В этом случае солнечная шестерня 7 вращается медленнее, чем вал 2 (или совсем останавливается), при этом скорость вращения солнечной шестерни 6 увеличивается (удваивается при полной остановке солнечной шестерни 7) и превышает скорость вра щения вала 2, в результате чего в резьбовом соединении вал 2 - подвижная втулка 3 происходит осевое перемещение, теперь уже в противоположном направлении. При этом солнечная шестерня 6 не препятствует осевому перемещению подвижной втулки 3. введу подвижности в осевом направлении шпоночного соединения-.

Устройство может быть использовано и в качестве механизма включения муфты сцепления. В этом случае устройство работает-следующим образом (4я1г. 2).

При включении одного из узлов 10 или 11 механизма управления подвижная втулк 3 движется влево или вправо (соответственно выключая или включая сцепление).

Расчеты показывают, что устройство эффективно можно использовать в муфте сцепления со следующими данными: i 675; h, Р 1 кг, где i - передаточное отношё 1е;

: 1- КПД; Р - усилие включения сцепления.Усилие включения сцепления в этом случае, равное 1 кГ, позволяет использовать в приводах сцепления 5 электромагнитные приводы, например приводы мов(иостью 50-100 Вт. Использование электромагнитных приводов в сцеплении позволяет применить дистанционное управление, не устраняя

О управлякмдее усилие от места приложения. Плавность процесса включения сцепления можно регулировать путем подбора величины тока в обмотке электромагнитного привода тормозного

5 механизма. В результате этого плавность включения обеспечена независимо от квалификации водителя, автомобиля, где применено сцепление.

Устройство может быть также использовано для управления коробкой передач автомобиля. В этом случае устройство работает следующим образом (фиг. 3).t При включении одного из исполнительных узлов 10 или 11 механизма управления солнечная шестерня 20 вращается соответственно быстрее или медленнее вторичного вала, а значит и ступицы синхронизатора 18

0 и муфты 19 переключения передач,, в результате чего 19 движется вправо или влево, взаимодействуя при этом с соответствующими ей шлицами зубчатых колес 21 или 22,

5 включая таким образом ту или иную передачу. Ввиду того, что механизм мбжет иметь значительное передаточное число, мощность, потребляемая электромагнитами приводов тормозных exaнизмoв, потребуется незначительная, а применение последних позволяет, как и в предвдзтцем случае, применить электрическое дистанционное управление.

5 Таким образом, использование предлагаемого изобретения по сравнению с механизмом включения сцепления автомобиля УАЗ-452, выбранноI го за базовый объект, позволяет повысить надежность и плавность включения. Надежность включения обеспечивается за счет значительных осевых усилий, не вызывая больших перемещений органа управления, т.е.

5 за счет выполнения в устройстве

больших передат.очиьк отношений.Плавность включения обеспечивается за . счет использования в качестве источиика поступательного движения подвижной втулки вращательного движения тормозных дисков, причем вращение последних легко и плавно регулируется электромагнитными приводами.

. Кроме того, при применении устройства в качестве механизма управления сцеплением и коробкой передач автомобиля в процессе этого управления испольэуется энергия двигателя без применения сложных и дорогостоящих

гидравлических и пневматических приводов.

Таким образом, использование предлагаемого устройства .позволяет управлять трансмиссией автомобиля при помощи электрических сигналов сравнительно малой мощности, что создает предпосылки для облегчения и автоматизации npouecja управления трансмиссией автомобиля, не усложняя ее

. конструкцию и не повышая ее стои.мости.

Устройство включения, преимущественно для фрикционных узлов сцепления, содержащее неподвижный корпус, смойтированные в нем механизмы управления узла сцепления и вал с установленным на нем с возможностью вращения механизмом включения узла сцепления в виде дифференциала с двумя СОЛнечнь№«. шестернями, причем водило и оси сатеплитоЬ дифференциала жестко связаны с валом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и плавности включения узла сцепления, оно снабжено двумя дисково-кулачковыми тормозными механизмами и подвижной втулкой с резьбой и шлицами, в одной из солнечных шестерен дифференциала механизма включения выполнено центральное сквозное отверстие под одно из соединений подвижной втулки, а на одном из концов вала выполнены элементы под другое ее соединение и на нем, : возможностью у осевого перемещения относительно вала и солнечной шестерни установлена упомянутая подвижная втулка, причем диск каждого тормозного механизма жестко закреплен на соответствующей солнечной шестерне дифференциапа, а кулачки каждого тормозного механизма кинематически свя:о заны со CBioHM мёханизмом управления

ФиеЛ

(pue.t