Муфта Советский патент 1993 года по МПК F16D43/18 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в транспортных средствах.

Цель изобретения - повышение надежности муфты за счет гарантированного включения при заданной скорости ведущей полумуфты..

Поставленная цель достигается тем, что в муфте, содержащей концентрично установленные ведущую и ведомую полумуфты, элементы сцепления, расположенные между полумуфтами и подпружиненные к внутренней полумуфте, ведущая полумуфта выполнена в виде звездочки, элементы сцепления - в виде роликов и подпружинены к ведомой, полумуфте общим упругим элементом.

Кроме того, для снижения требований к точности изготовления и обеспечения введения всех роликов в зацепление и их самоустановки обойма может быть выполнена из двух частей, сопряженных через упругие элементы.

Муфта может быть снабжена сепаратором для роликов, в средней части каждой площадки звездочки выполнено углубление под ролик. Причем участок в средней части

каждой площадки звездочки может быть намагничен..

Кроме того, зазор между звездочкой и обоймой для повышения надежности может быть заполнен, электрореологической жидкостью и загерметизирован манжетами со встроенными в них электродами управления.

Муфта может быть также снабжена механизмом подтормаживания и перемещения роликов в рабочее положение, выполненным в виде шайб, размещенных по обе стороны муфты, поверхности шайб, обращенные к торцам роликов выполнены из упругодеформируемого материала с выступами, контактирующими с цилиндрической частью роликов выше их центров.

Муфта может быть снабжена электромагнитами, размещенными на внутренней поверхности обоймы, а цилиндрическая поверхность шайб намагничена.

На фиг. 1 изображена муфта, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, продольное сечение; на фиг. 3 и 4 - муфта, продольное сечение, варианты выполнения с шайбами, контактирующими с роликами; на фиг. 5 и 6 - схемы расположения сил,-воздействую-. щих на ролики; на фиг. 7 - муфта с испольел

с

со

О

СА

О

со

зованием электрореологической жидкости, поперечное сечение; на фиг, 8 - то же, продольное сечение, вариант выполнения.

Муфта содержит ведущую звездочку 1 с рабочей контактной поверхностью в виде площадок 2, снабженных в их средней части углублениями 3 для фиксации роликов 4 в режиме холостого хода, передающих крутящий момент от звездочки 1 к обойме 5. На внутренней контактной поверхности обой- мы выполнена кольцевая проточка 6. В проточке б размещена концентричная пружина или упругодеформируемое кольцо 7, способствующее удержанию ролика 4 в углуб- .лении 3. В зазоре между звездочкой 1 и обоймой 5 по обе стороны ролика 4 размещены элементы 8 механизма перемещения роликов в состояние заклинивания, выполненного, например, в виде сепаратора. Механизм подтормаживания включает в себя шайбу 9, связанную с сепаратором 8. На наружной поверхности обоймы выполнены (более двух) симметричные выступы 10 для зацепления с ответными выступами ведомой детали (условно не показана) через вставки (условно не показаны), выполненные из упруго деформированного материала, например, резины (фиг. 1,2).

В другом варианте выполнения муфты (фиг. 3 и 4) в шайбе 9 встроены вставки 11 из . профилированного упругодеформированно материала, например, резины или полиуре- т.ана, контактирующие с цилиндрической частью роликов 4 по радиусу, большему радиусу размещения центров роликов 4. Ис- точникамисоздания усилий подтормаживания шайб 9 могут быть электромагниты 12 (фиг.З) или элёктрорелогиче- жидкость 13 (фиг,4).

В данном варианте достигается повы- шенная надежность муфты за счет заполнения зазора между звездочкой 1 и обоймой 5 электрореологической жидкостью 13, герметизации заполненного объема манжетами со встроенными в них электродами управления и наличием намагниченных участков в средней части каждой площадки звездочки 1. При этом в качестве звездочки может быть выставлен вал транспортного средства, а в качестве обоймы - ступица колеса с профилем, соответствующим профилю звездочки.

Муфта работает следующим образом.

При вращении звездочки 1 (фиг. 1,2) по часовой или против часовой стрелки центре- бежная сила роликов 4 компенсируется радиальным усилием концентричной пружины 7. Ролики 4, взаимодействуя с элементами 8, увлекают во вращение шайбы 9 до тех пор, пока к цилиндрической или боковой поверхности шайб 9 не будет приложено усилие торможения. Это усилие, приложенное к шайбе,- передает тормозящее воздействие через элементы 8 роликам 4, обеспечивает переход роликов 4 из широкой части клина и углубления 3 с преодолением усилия пружины 7 в узкую часть клина, где и происходит заклинивание роликов 4 между площадками 2 звездочки 1 и внутренней цилиндрической поверхностью обоймы 5. При этом пружина Тбудет утоплена в канавку 6. Вследствие этого обойма 5 - ведомый элемент, будет вращаться с угловой скоростью ведущего звена - звездочки 1. Причем передача крутящего момента ведомому звену, например, ступице колеса транспортного средства будет осуществлена при помощи выступов, мягко передающих его выступам на внутренней поверхности ступиць через посредство упругодеформируемых вставок, например из резины или полиуретана.

Как только градиент нарастания оборотов упадет, станет равным нулю или отрицательным, то есть обороты обоймы будут больше оборотов звездочки 1 при снятом усилии подтормаживания произойдет рас- клинивание. В результате этого ролики 4 переместятся в. углубление 3, то есть в широкую часть клина, и останутся там, посколь- ку тормозящее усилие на шайбы 9 снято. Это позволит ступице колеса работать в режиме обгона, то есть транспортное средство будет перемещаться накатом. Для продолжения вращения колес в указанном направлении необходимо сообщить звездочке 1 муфты скорость вращения, равную или несколько большую угловой скорости вращения колеса и включить тормозящее воздействие на шайбы 9,

Работа муфты в обратном направлении аналогична описанной выше.

В другом варианте выполнения (фиг. 3,4) муфты в исходном положении профиль вставок 11 удерживает ролики 4 в широкой части клина таким образом, что для того, чтобы вывести ролик в состояние заклинивания ему (ролику) необходимо преодолеть сопротивление деформируемого материала профиля вставок 11, составляющая Q от разложения которого стремится (фиг. 5,6) возвратить ролик к ценъру, то есть на меньший радиус, а намагниченные участки звездочки 1 способствуют удержанию роликов 4 в ши- рокой части клина.

При подаче напряжения на электромагниты 12 (фиг. 4) или электрореологическую жидкость 13 (фиг.З) на шайбе 9 создается тормозящее усилие, которое при получении звездочкой 1 вращения от двигателя (привода) с помощью воздействия профиля вставок 11 на ролики 4 обеспечивается их удержание и вывод из широкой части клина в узкую. При этом происходит заклинивание роликов, то есть включение муфты в работу, - происходит режим разгона обоймы и, следовательно, ведомого звена транспортного средства. При снятии напряжения пропадает усилие торможения и под действием составляющей силы Q каждый ролик 4 выводится в широкую часть клина, где дополнительно удерживается намагниченным участков звездочки 1, Таким образом осуществляется режим обгона. Напряжение включают только в тех случаях, когда необходимо увеличить скорость ведомого звена или обоймы 5 относительно звездочки 1. Во всех остальных случаях цепь обесточена. Движение в обратном направлении аналогично рассмотренному.

Муфта в другом варианте (фиг.7) работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды- управления электрореологическая жидкость схватывает обойму 5 и ролики 4 со звездочкой 1 и передает таким образом вращение в ту или иную сторону от звёздочки 1 до тех пор, пока напряжение не снято. Отличительной особенностью этой муфты является повышенная надежность передачи крутящего момента за счет дополнительного расклинивания звездочки 1 с обоймой 5 роликами 4 в случае пробуксировки. При обесточивании цепи электрореологическая жидкость меняет свою консистенцию в сторону жидкости и дает возможность роликам 4 занять широкую часть клина муфты, где они удерживаются Магнитами (магнитными участками звездочки 1), предоставляя обойме вместе с ведомой деталью (условно не показана) вращаться в режиме обгона.

Ф о р м у л а изобретения

1. Муфта, содержащая концентрично установленные ведущую и ведомую полумуфты, элементы сцепления, расположенные между полумуфтами и подпружинненые к

внутренней полумуфте, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности за счет гарантированного включения при заданной скорости ведущей полумуфты, не- дущая полумуфта выполнена в виде звездочки, элементы сцепления - в виде роликов и подпружинены к ведомой полумуфте общим упругим элементом,

2. Муфта по п,1,отличающаяся тем, что. с целью снижения требований к точности изготовления и обеспечения вве- ° дения всех роликов в зацепление и их самоустановки, обойма выполнена из двух частей , сопряженных через упругие элемен- ты..

3. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена сепаратором для роликов, а в средней части каждой площадки звездочки выполненоуглуоление под ролик,

4.Муфта по п.1 отличающаяся тем, что участок в средней части каждой площадки звездочки намагничен.

5. Муфта по п.4, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности,

зазор между звездочкой и обоймой запол- i нен электрореологической жидкостью и за- герметизирован манжетами со встроенными в них электродами управления.

6. Муфта по п.1,отличающаяся тем, что, с целью повышения удобства в эксплуатации, она снабжена механизмом подтормаживания и перемещения роликов в рабочее положение, выполненным в виде

шайб, размещенных по обе стороны муфты, поверхности шайб, обращенные к торцам роликов, выполнены из упругодеформируе- мого материала.с выступами, контактирующими с цилиндрической частью роликов

выше их центров.

7. Муфта по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена электромагнитами, размещенными на внутренней поверхности обоймы, а цилиндрическая поверхность

шайб намагничена.

Использование: в области машиностроения, в транспортных средствах. Сущность изобретения: муфта содержит концентрич- но установленные ведущую и ведомую полумуфты и расположенные между полумуфтами элементы сцепления. Ведущая полумуфта выполнена в виде звездочки, элементы сцепления - в виде роликов и подпружинены к ведомой полумуфте общим упругим элементом. 6 з.п.ф-лы, 8 ил.