Устройство для переключения многоступенчатых передач в моторных повозках Советский патент 1936 года по МПК F16H59/14 F16H59/06 B60K41/06 F16H5/50 

В электрических и паровых автомобилях при уменьшении скорости почти пропорционально увеличивается крутящий момент двигателя. В нормальном же бензиновом двигателе автомобильного типа этого увеличения крутящего момента, при уменьшении скорости движения, почти нет. Отсюда возникает необходимость введения дополнительного передаточного механизма в передаче от двигателя к полуосям. Роль этого дополнительного механизма выполняет существующая в автомобиле коробка передач, но применение существующей коробки с ручной переменой передач очень неудобно, особенно для тяжелых и военных мащин, где водителю, помимо затраты времени и отвлечения внимания от основной задачи, приходится затрачивать больщие усилия. Кроме того при переключении скоростей машина теряет свою скорость.

Колоссальный рост нашей автопромышленности, внедрение автомобиля в сельское хозяйство, массовое овладение техникой автомобилизма, все это заставляет техническую мысль думать о такой автомашине, в которой переключение скоростей происходило бы совершенно автоматически, без какого-либо участия водителя. Это даст то, что, во-первых, за рулем сможет сидеть менее квалифицированный водитель, во-вторых, это даст

большую экономию горючего, так как самый опытный водитель не может так быстро ориентироваться в условиях дороги и нагрузок, как автомат. Кроме того неправильные частые переключения скоростей вызывают больщой износ зубьев передачи.

БОЛЬШИМ недостатком существующих автоматических коробок передач является их СЛОЖНОСТЬ, а отсюда и ненадежность в работе, не говоря уже о высокой стоимости.

в предлагаемой коробке применена простая ступенчатая планетарная передача, управляемая тормозами, включаемыми при помощи электромагнитов. Согласно изобретению, переключение электромагнитов осуществляется автоматически в связи с изменением крутящего момента на ведомом валу. С целью перестановки контактов ДЛЯ переключения электромагнитов применена муфта сцепления, в которой ведущий и ведомый элементы могут в известных пределах иметь относительное движение, величина которого изменяется в зависимости от нагрузок, а следовательно в зависимости от крутящего момента, на ведомом валу. Наиболее удобными в этом отношении являются планетарные коробки(например, типа Вильсон), ибо переключение скоростей осуществляется в них путем торможения тормозного барабана, что

.делает автоматизацию наиболее простой, но возможно применение и кареточной коробки, снабженной синхронизаторами или соответственной связью со сцеплением и позволяющей тем самым производить переключение без посредства человека.

Кроме кареточных коробок возможно использование и других систем коробок передач, главным образом с постоянным зацеплением.

На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства; фиг. 2-схему электрической цепи; фиг. 3-деталь электрической цепи; фиг. 4-вариант муфты сцепления.

На фиг. 1 цифрами 3, 4, 5, 6, 7, 8 обозначена схема планетарной коробки и передач. Вал /-ведущий вал и 2-ведомый. На валу 2 насажен ведущий элемент }0 муфты, а на карданном валу-ведомый элемент // той же муфты, взаимодействующие между собой через посредство пружин, обеспечивающих угловое смещение одного элемента относительно другого на величину переменную, в зависимости от сопротивления карданного вала, а вместе с этим обеспечивающих взаимодействие контактов М, /5, которые включены в электрическую цепь, заключающую в себе электрообмотки 72, батарею /5 и контактное устройство /6, 17, 18, 19, обеспечивающее трогание автомобиля с места только на первой скорости. Ползун 16 при трогании с места ставится на контакт 18 и лищь потом переводится на контакт 19, включаемый в цепь лищь посредством контактов 14, 15 муфты сцепления. Электрические обмотки 12, втягивая сердечники 9, производят торможение барабанов и, следовательно, управляют переключением ступеней в коробке передач, о чем более подробно будет сказано ниже.

Электрообмотки / (фиг. 2), затягивающие тормозные барабаны, включены в схему так, что один из проводников соединяется с батареей через контакты 12 и ползун 11 (римскими цифрами отмечены ступени скорости, которых в данной схеме предусмотрено три), второй же проводник соединен с батареей последовательно через контакты 5, замкнутые посредством пластины 4. Пластина 4 укреплена на подвижном стержне 3 электрообмотки 2 (фиг, 3). Сердечник /6 электрообмотки связан непосредственно с тормозными колодками. Для зажима последних обмотка / втягивает сердечник /б по направлению стрелки С. Сердечник 75 имеет прорез, в который входит стержень 5, толкаемый пружиной по направлению стрелки F. При полном затормаживании тормозного барабана положение прореза сердечника J6 таково, что в него западает стержень-защелка 3, которая запирает сердечник 76 и не дает ему передвинуться при выключении электрообмотки /. Стержень 3 является якорем обмотки 2, которая втягивает его по направлению стрелки Е. Когда тормоз зажат и стержень 3 стал в прорез сердечника 6, пластина 4 размыкает контакты 5 и замыкает контакты 6 (фиг. 2). При этом происходит следующее: ток, подававщийся в обмотку /, перестает подаваться, так как контакты 5 в одной из трех групп разомкнуты. Кроме того, как видно из схемы, ток по той же причине не может поступать и в другие две обмотки /. При замыкании контактов 6 пластинкой-/обмотка 2 включается в цепь Л с одним из контактов 72.

Контакты 72 и ползун 7/ установлены соответственно на ведущем и ведомом элементах муфты сцепления. При изменении крутящего момента ползун 77 перейдет на контакт 72 ступени 11 и замкнет обмотку 2 продолжающей быть включенной ступени первой скорости. Замкнутая обмотка 2 втянет стержень 3 и, разомкнув контакты 6, замкнет контакты 5, а вместе с этим включит в цепь обмотку / второй ступени. Следовательно тормоз второй скорости будет зажат, стержень 3 западет в прорез сердечника /6, управляющего этим тормозом, и будет включена обмотка 2 данной скорости.

Последовательно с источником тока 7 расположен выключатель /5, /4, 75 и переключатель S, переключающий источник тока на контакты 9 или 7Л Переключатель подпирается пружиной (по стрелке А} и находится в постоянном соприкосновении с контактом 9. При трогании с места мащины переключатель S нажимом на него по направлению стрелки В приводится в соприкосновение с контактом Ю, что соответствует включению первой скорости, причем включается обмотка 1 ). Вместе с этим сердечник 16 втягивается в обмотку, стержень 3 западает в прорезь сердечника 16, а пластинка 4 (1-я) размыкает контакты 5 и замыкает контакты б (1-я). Следовательно 1-я скорость вкл1бчена и подача тока в обмотку 1 прекращена. Как только машина тронулась с места, переключатель 8 приводится в соприкосновение с контактом 9. По мере набирания машиной скорости крутящий момент на карданном валу уменьшается и ползун // переходит с контакта /2 (I) на контакт /2 (И), включая в цепь обмотку 2 (I), которая втянет стерженьзащелку 3 (1) и освободит сердечник J6 обмотки / (I). Следовательно скорость 1-я выключена; при этом пластинка 4 (I) замкнула контакты 5 (1), ток пошел в обмотку I (II), и соответствующий сердечник /б включил скорость Ii-ю. После этого стержень-защелка 3 (11) западает в прорез сердечника, размыкая контакты 5 (II) и замыкая контакты 6, а вместе с этим соединяя обмотку 2 (II) с контактами /2 (I и III). При новом уменьшении крутящего момента явления происходят в том же порядке. То же происходит в обратном направлении при переходе на более низкую скорость.

Расход тока получается очень незначительный, ибо зажатие тормозов происходит током, а удерживание их зажатыми производится стержнями-защелками при выключенном токе.

Устройство муфты сцепления заключается в следующем. Вал / (фиг. 4), вращающийся в подшипниках 3, вращает диск 5, который упирается в подпятник 4. Диск 5 имеет наклонные плоскости, в которые упираются щарикоподщипники 8 (2 или 3 шт.), сидящие на пальцах 7. Пальцы 7 составляют одно целое с диском б, подпираемым пружиной W, которая упирается в упорный шарикоподшипник 7/, покоящийся на неподвижном корпусе. Диск б имеет втулку, снабженную шлицами и насаженную на шлицы вала 2 таким образом, что она может скользить вдоль этого вала. Следовательно при перемещении диска б по стрелке А передача крутящего момента не прекращается, ибо диск передвигается по шлицам.

При передаче крутящего усилия ш рикоподшипник 8 будет стремиться подниматься по наклонной плоскости диска 5 и тем самым сжимать пружину JO. Чем больше крутящий момент, тем более будет перемещение диска 6. При выключении скорости происходит резкий спад крутящего момента и поэтому диск 6 устремляется в свое начальное крайнее положение. Если бы диск б связать непосредственно с ползуном, переключающим контакты, то происходила бы непрерывная „пляска скоростей в коробке передач. Поэтому приходится ставить дополнительный механизм. Перемещения диска б воспринимается роликом 76, сидящим на тяге 75, которая представляет одно целое с тягой 14. Тяга 14 представляет собой щток пЬршня 24 цилиндра 22. Шток J4 ходит в подшипниках 75. Цилиндр имеет сальниковое уплотнение 23. С одной своей стороны поршень 24 подпирается пружиной 25. Поршень имеет небольшое отверстие, соответственно рассчитанное. Цилиндр наполнен маслом или другой жидкостью. При изменении крутящего момента диск б изменит свое положение и потянет за собой тяги 75 и J4, а вместе с этим и поршень 24. Возможно, что потребуется снабдить поршень односторонним клапаном, позволяющим быстрое перемещение поршня 24 по стрелке А, в то время как обратно под действием пружины 25 поршень возвращается медленно, ибо небольшое отверстие в поршне не допускает быстрого переливания масла. Следовательно, при выключении скорости в коробке передач и при моментальном спаде крутящего момента, диск б, уходя в крайнее начальное положение, не потянет за собой тяг 75 и i4. Последние под действием пружины 25 будут медленно передвигаться по направлению обратному стреле А. Отверстие в поршне 2 рассчитано так, чтобы время возвращения поршня по направлению, обратному стрелке для перемещения ползуна 8 с одного контакта 20 на другой, отвечало времени, необходимому для переключения ступеней передачи. Ползун J8 снабжен контактным роликом 79 и сочленен с тягой ТЗ

шарниром 17, допускающим лишь ограниченный наклон ползуна 18 по отношению к тяге 13. Контакты 20 отделены друг от друга изоляцией 21 и соединены проводами 26 с электрической цепью.

Устройство контактов 2 и всей электрической схемы должно обозначить надежность в работе. Как видно из чертежа, контактный ролик /Р не может замкнуть сразу два контакта 20. Кроме того данная электрическая схема обеспечивает одновременно включение только одной скорости.

Предмет изобретения.

1. Устройство для переключения многоступенчатых передач в моторных повозках с применением электромагнитов для привода органов переключения и переставных относительно друг друга

контактов для управления электромагнитами, отличающееся тем, что, с цеЛьк автоматического, в зависимости от нагрузки, управления электромагнитами для перестановки одного контакта относительно других, применена муфта сцепления, в которой один элемент может смещатЁся относительно другого на переменную, в зависимости от нагрузки, величину.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что элементы /(, // (фиг. 1) муфты сцепления могут смещаться относительно друг друга лишь в плоскости своего вращения.

3.Форма выполнения устройства по п. 1. отличающаяся тем, что элементы 5 и б (фиг. 4) муфты сцепления могут смещаться относительно друг друга вдоль их общей оси и в плоскости их вращения.

Jfs 1Ш ni Фиг2 ЙЙ Ж LJLlM lt

Фиг4