OPIS PATENTOWY. Patent dodatkowy do patentu. Zgłoszono: (P ) Pierwszeństwo: Republika. Federalna Niemiec

Transkrypt

1 POLSKA RZECZPOSPOLITA LUDOWA URZĄD PATENTOWY PRL OPIS PATENTOWY Patent dodatkowy do patentu Zgłoszono: (P ) Pierwszeństwo: Republika Federalna Niemiec Zgłoszenie ogłoszono: Opis patentowy opublikowano: Cl 1 f ELNłA U- *du Patentowego h X te? y*wtó*l Inwcj Int. Cl.3 F16D 23/06 F16H 3/38 Twórcawynalazku: Uprawniony z patentu: Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengesellschaft, Friedrichshafen (Republika Federalna Niemiec) Synchronizator blokujący dla przeliczalnych przekładni Wynalazek odnosi się do synchronizatora blokującego, jaki przykładowo znajduje zastosowanie w prze kładniach pojazdów mechanicznych do synchronicznego przełączania biegów. Jeżeli przekładnię przełącza się z jednego biegu na drugi bieg, to dwa elementy konstrukcyjne, obracające się z różną ilością obrotów, muszą być sprzęgnięte razem przez trzeci element konstrukcyjny. Obydwa obracają ce się elementy konstrukcyjne, przykładowo koła zębate, mają w znanych synchronizatorach uzębienie zewnętrzne, sprzęgające, z którym zazębia się uzębienie wewnętrzne, sprzęgające elementu je łączącego, tak zwanej przesuwki. Jeżeli teraz ta przesuwka, która jest przesunięta za pomocą elementu tak zwanego korpusu synchronizatora, np. znajdującego się w położeniu spoczynkowym, przez uzębienie sprzęgłowe drugiego obraca jącego się elementu, koła zębatego, to przy czołowym zetknięciu obydwu wieńców zębatych występuje wzaje mne grzechotanie uzębień, co prowadzi poza bardzo silnym, nieprzyjemnym powstaniem szumu, do uszkodzenia tych uzębień. Aby uniknąć takich szumów i odpowiedniego uszkodzenia, jest znane stosowanie synchronizatorów, które najpierw synchronizują obydwa sprzęgane elementy, a więc doprowadzają do jednakowej ilości obrotów, po czym przesuwka może być łatwo przesunięta do odpowiedniego uzębienia sprzęgającego koła zębatego. Według stanu techniki jest to dokonywane za pomocą tak zwanego pierścienia synchronizującego, który jest umieszczony, pomiędzy obydwoma sprzęganymi elementami i który ze swojej strony jest zabierany obroto wo z korpusem synchronizatora, a z drugiej strony tworzy razem z kołem zębatym sprzęgło cierne. Ponadto znany pierścień synchronizujący ma również uzębienie zewnętrzne sprzęgające, które posiada zasadniczo jedna kowe ukształtowanie jak uzębienie zewnętrzne, sprzęgające innych obydwu elementów. Oprócz tego w korpusie synchronizatora jest przewidzianych szereg, tak zwanych części dociskowych,sprężynujących promieniowo po obwodzie i jednocześnie osiowo przesuwnych. Te części dociskowe umieszczone są w pierścieniowym wybraniu w otworze wewnętrznym przesuwki, przez co przesuwka jest praktycznie ustalona w ustalonym położeniu. Jeżeli teraz przesuwka, przy przełączaniu jest przesuwana osiowo, to przy swoim ruchu przesuwnym zabiera przymuso wo w osiowym kierunku część dociskową, przez co jest dociskana osiowo do pierścienia synchronizatora. Pier ścień synchronizatora jest przez to przesuwany w kierunku koła zębatego, przez co wspólne sprzęgło cierne jest zamknięte. Pomiędzy uzębieniem przesuwki a dwoma uzębieniami sprzęgłowymi istnieje uzębienie synchroniza tora, które dopóki istnieje jeszcze względny ruch pomiędzy częściami zmniejsza prześlizgiwanie przesuwki w kie-

2 runku do drugiego uzębienia sprzęgła. Najpierw, gdy jest absolutny ruch synchroniczny przesuwka może być przesuwana dale} przez uzębienie pierścienia synchronizatora, przy czym jednocześnie część dociskowa jest naciskana promieniowo do wewnątrz. Przez synchronizowanie za pomocą tego znanego, uzębionego synchroniza tora, przez osobne uzębienie tego pierścienia, który oprócz podwójnego skosu wprowadzającego, względnie blokującego na każdym zębie musi posiadać jeszcze beczkowatość wzdłużną pojedynczych zębów, występuje odpowiedni nakład. Ponadto na przesuwkę musi działać względnie duża siła przełączania, aby otrzymać odpo wiednią siłę napędową dla sprzęgła synchronizującego. Aby otrzymać wzmocnienie siły sprzęgającej proponuje się synchronizatory ze sprzęgłem ciernym dwustożkowym na pierścieniu synchronizującym. Jednakże przy zastosowaniu szeregu części konstrukcyjnych i zna cznie większym zapotrzebowaniu miejsca otrzymanóby wzmocnienie siły, tylko mniejsze od mnożnika dwa. Zadaniem wynalazku jest stworzenie synchronizatora blokującego, w którym jest osiągnięte w prosty i tani sposób blokowanie przesuwki aż do synchronicznego biegu obydwu sprzęganych części, przy czym zapotrzebo wanie miejsca, wobec istniejących synchronizatorów, nie powinno wzrosnąć. Powinna istnieć możliwość prostej i szybkiej wymiany już zabudowanych synchronizatorów na synchronizator według wynalazku, przy czym po winna być zwrócona uwaga na zastosowałność dla wszystkich synchronizowanych przekładni. Dlatego powinna być optymalna siła przełączania, przez co zapotrzebowanie siły może być zmniejszone. Także powinna być zwrócona uwaga na to, żeby przy powiększającym się zużyciu sprzęgła ciernego droga przełączania nie była powiększona. To zadanie według wynalazku jest rozwiązane za pomocą synchronizatora blokującego. Synchronizator blokujący według wynalazku składa się przy tym z powierzchni skośnych, przewidzianych na częściach docisko wych i skierowanych do dołu, które współdziałają z powierzchniami skośnymi pierścienia synchronizatora, skie rowanymi do góry, przy czym te powierzchnie skośne, blokujące, widoczne w kierunku obwodowym, są umiesz czone po obydwu stronach części dociskowej. Przy procesie przełączania tworzy się wtedy przez część docisko wą, pieścień synchronizatora sprzęgło cierne, przez co pierścień synchronizatora otrzymujący ruch obrotowy opiera się mocno swoim skosem blokującym na odpowiednim skosie blokującym części dociskowej. Przy tym część dociskowa nie ma swobody w swoim ruchu do dołu, spowodowanym przez dalsze osiowe przesunięcie przesuwki, a nawet, w zależności od ukształtowanych tych skosów, część dociskowa może poruszać się nawet lekko do góry w kierunku przesuwki, co uniemożliwia przez blokowanie przesuwki asynchroniczne przełączanie. Jeżeli nastąpiło wyrównanie prędkości obrotowej przez stałe zamknięcie sprzęgła ciernego, to wówczas nie istnieje siła styczna, spowodowana przez różnicę ilości obrotów, która utrzymuje docisk powierzchni skośnej, blokującej pierścienia synchronizatora do powierzchni skośnej, blokującej części dociskowej tak, że promieniowy docisk, od strony przesuwki, pozwala na styczne odsunięcie części dociskowej pierścienia synchronizatora i przy tym umożliwia miękkie sprzęgnięcie przesuwki. Te skosy blokujące na części dociskowej i pierścieniu synchronizatora mogą według wynalazku posiadać dowolne rozmieszczenie, przy czym w pierwszym dalszym ukształtowaniu myśli wynalazku te skosy.są przewi dziane na obydwu skierowanych stycznie bokach części dociskowej, a jednocześnie pierścień synchronizatora posiada osiowe przedłużenia, które każdorazowo chwytają obydwa boki części dociskowej za pomocą skosów blokujących. Przy tym te osiowe przedłużenia, przez ich umieszczenie w odpowiednich wybraniach w korpusie synchronizatora, służą jednocześnie do zabierania obrotowego, pomiędzy korpusem synchronizatora a pierście niem synchronizatora, przez co odpadają dalsze środki dla zabezpieczenia przed przekręceniem. Według drugiego dalszego ukształtowania myśli wynalazku te skosy blokujące mogą być przewidziane na nosku części dociskowej, skierowanym w osiowym kierunku do pierścienia synchronizatora, przy czym jedno cześnie pierścień synchronizatora ma odpowiednie wybranie, posiadające odpowiednie skosy blokujące. Według wynalazku część dociskowa ma osiowy skos, który współdziała z odpowiednim osiowym skosem w pierścieniu synchronizatora, przez co jest wzmocniona siła sprzęgania. Synchronizujące sprzęgło cierne, po między pierścieniem synchronizatora a kołem zębatym może być według wynalazku ukształtowane jako sprzęgło stożkowe, może być jednak zastosowane także sprzęgło płytkowe. Ponadto według dalszego ukształtowania myśli wynalazku powierzchnia dociskowa w pierścieniu synchro nizatora, na którą przy przełączaniu biegu działa część dociskowa posiadająca przeciwne ukośne ukształtowanie, mianowicie w ten sposób, że część dociskowa nabiega praktycznie na równię pochyłą, gdy istnieje większy, styczny ruch względny, pomiędzy częścią dociskową a pierścieniem synchronizującym. Ten większy ruch względny występuje wówczas, gdy następuje zużycie na powierzchniach ciernych sprzęgła, przez co pierścień synchronizatora musi odsuwać się po dalszej osiowej drodze, aż do całkowitego sprzęgnięcia. Korpus synchroni zatora i osiowe przedłużenia w pierścieniu synchronizatora, które jednocześnie służą do zabierania obrotowego, pomiędzy pierścieniem synchronizatora a korpusem synchronizatora, mają również, jednakowo skierowane, skoś ne powierzchnie stykowe. Jeżeli wystąpi teraz, przez zużycie sprzęgła osiowa droga dodatkowa, to ta osiowa droga dodatkowa jest przemieniana przy zabieraniu przez skośne powierzchnie zabierakowe, w styczną drogę dodatkową. Przez tę styczną drogę dodatkową pierścień synchronizatora otrzymuje w stosunku do części dociskowej także styczne

3 przesunięcie, przez co część dociskowa nabiega na skos powierzchni dociskowej w pierścieniu synchronizatora. Przy tym ten skos jest w ten sposób umieszczony, że zachodzi dokładne wyrównanie tego dodatkowego ruchu przesuwnego, a zatem pomimo dużej, osiowej drogi włączania pierścienia synchronizatora, przesuwka przebiega sama zawsze po jednakowej drodze asynchronicznej. Ta regulacja zużycia według wynalazku może być zastoso wana poza synchronizatorami blokującymi według wynalazku także przy wszystkich innych synchronizatorach z łączonymi w pary stożkami ciernymi. Dalsze cechy synchronizatorów blokujących według wynalazku są następnie wyjaśnione w powiązaniu z przykładami wykonania przedstawionymi na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia osiowy przekrój przez synchronizator blokujący według wynalazku w pierwszym wykonaniu, fig. 2 przekrój według linii ll-ll na fig. 1, fig. 3 osiowy przekrój przez synchronizator blokujący według wynalazku w drugim wykonaniu, fig. 4 przekrój według linii IV-IV na fig. 2, fig. 5 osiowy przekrój częściowy przez synchronizator blokujący według wynalazku ze sprzęgłem ciernym jako synchronizującym sprzęgłem ciernym, a fig. 6 i 7 - osiowy prze krój przez, względnie widok z góry na kompensację zużycia według wynalazku. Synchronizator blokujący według wynalazku składa się jak jest widoczne z fig. 1 i 2, z korpusu 19 synchronizatora, który ma obok nie przedstawionego uzębienia bieżnego, uzębienie sprzęgające 16. W korpu sie 19 synchronizatora są przewidziane, skierowane promieniowo części dociskowe 17, które na swojej stronie dolnej mają beczkowate zgrubienie 18, które pozwala w odpowiednim wybraniu 20 w korpusie 19 synchronizato ra nie tylko na promieniowe przesuwanie, ale także osiowe wychylanie części dociskowej 17. Sprężyna 22, przez którą część dociskowa opiera się swoją stroną dolną na korpusie 19 synchronizatora, utrzymuje docisk części dociskowej, z ustaloną wstępnie siłą, do pierścieniowego wybrania 3 przesuwki 2. Przesuwka 2 posiada ze swojej strony, na swoim obwodzie zewnętrznym pierścieniowe wybranie 1, w którym w znany sposób jest umieszczony, nie przedstawiony, kamień ślizgowy widełek przełączających. Na swojej średnicy wewnętrznej pierścieniowa przesuwka 2 ma uzębienie wewnętrzne, sprzęgające 4, które odpowiada uzębieniu zewnętrznemu, sprzęgające mu 16 korpusu 19 synchronizatora, i z którym ona zazębia się osiowo ślizgowo. Poosiowo do korpusu 19 synchronizatora jest przewidziane koło zębate 8, które jest na cylindrycznej części 14 korpusu 19 synchronizato ra, ułożyskowane obrotowo, jednakże umieszczone osiowo nieprzesuwnie. Koło zębate 8 posiada uzębienie napędowe 6, a na stronie, zwróconej do przesuwki 2, uzębienie sprzęgają ce 7, które zasadniczo jest jednakowe, z uzębieniem sprzęgającym 16 korpusu 19 synchronizatora. Pomiędzy kołem zębatym 8 a kołowym klinem korpusu 19 synchronizatora jest przewidziany pierścień 9 synchronizatora, który wykonując ruch obrotowy razem z korpusem 19 synchronizatora, może jednakże od niego osiowo nie przesuwać się. Pierścień 9 synchronizatora posiada na swojej stronie dolnej stożek, który razem z odpowiednią stożkową powierzchnią koła zębatego tworzy sprzęgło stożkowe 11, Obrót pomiędzy pierścieniem 9 synchroni zatora a korpusem 19 synchronizatora jest zapewniony przez osiowe przedłużenia 10, które parami są przypo rządkowane zawsze jednej części dociskowej. Przy tym część dociskowa 17 posiada na wysokości przedłu żenia 10, w kierunku obwodu, dwa skierowane do dołu skosy 13, które współpracują ze współbieżnymi, przebie gającymi jednak do góry skosami 12 przedłużenia 10. Jak jest widoczne z fig. 3 i 4 w drugim wykonaniu część dociskowa 17 posiada skierowany osiowo no sek 25, który w kierunku obwodowym, po obydwu stronach, posiada skierowane do dołu skosy 27. Nosek 25 wchodzi w odpowiednie wybranie w pierścieniu 9 synchronizatora, które jest wyposażone w odpowiednie, skiero wane do góry skosy 26, których ustawienie jest równe ustawieniu skosów 27. Nosek 25 posiada na stronie dolnej dalszy skos 29, który wchodzi w odpowiedni, również osiowy skos w pierścieniu 9 synchronizatora. Część do ciskowa 17 jest przy tym tak prowadzona w korpusie 19 synchronizatora, że ona z powodu osiowego ruchu przesuwki 2 może poruszać się wyłącznie w promieniowym kierunku. Jak jest widoczne z fig. 5 pomiędzy pier ścieniem 9 synchronizatora, a kołem zębatym 8 jest przewidziane jako sprzęgło częściowe, sprzęgło płytko we 31. W dalszym wykonaniu, jak przedstawiono na fig. 6 i 7 pierścień 9 synchronizatora posiada powierzchnię dociskową 34, na którą działa przy ruchu przesuwki 2 część dociskowa 17 za pomocą osiowo skierowanego noska 32 powierzchnia dociskowa 34 jest ukształtowana zasadniczo jako powierzchnia wypukła i są przewi dziane dwie powierzchnie skośne 33 po obydwu stronach punktu dociskowego, pomiędzy częścią dociskową 17 a pierścieniem 9 synchronizatora, które powiększają stałą szerokość pierścienia 9 synchronizatora w kierunku obwodowym. Osiowe przedłużenie 10 pierścienia 9 synchronizatora, które w tym wykonaniu otaczają część dociskową 17 i jednocześnie służą także do zabierania obrotowego, pomiędzy pierścieniem 9 synchronizatora a korpusem 19 synchronizatora, posiadają na swoich powierzchniach obwodowych, w kierunku od części do ciskowej 17, skosy 35, które współdziałają z odpowiednimi skosami 36 w korpusie 19 synchronizatora. Przy tym kąt, który tworzy powierzchnia skośna 33 z płaszczyzną prostopadłą do osi obrotu, jest zasad niczo równy kątowi, który tworzą powierzchnie skośne 36 i 36 z płaszczyzną osiowo równoległą. Jeżeli wystąpi dodatkowa droga przesuwu oznaczona AX, o którą pierścień 9 synchronizatora przesunie się z powodu zużycia sprzęgła w kierunku koła zębatego 8, to nastąpi osiowe przesunięcie pierścienia 9 synchronizatora o wartość AX i powierzchnia skośna 35 zostanie przesunięta osiowo o jednakową wartość, co spowoduje powiększenie luzu

4 ogranicznika ruchu, pomiędzy obydwoma skosami 35 i 36 o wartość AY, patrząc w kierunku stycznym. Pier ścień 9 synchronizatora przy sprzęganiu wykonuje zatem w kierunku do korpusu synchronizatora względny ruch, powiększony o wartość AY, co powoduje, że nosek 32 części dociskowej 17 nabiega na ścięcie 33 o tę samą wartość, co wywołuje dodatkowe przesunięcie osiowe oax. Przy osiowym dodatkowym przesunięciu pierście nia 9 synchronizatora o wartość zużycia AX następuje zatem jedynie przesunięcie styczne AY pierścienia synchronizatora, podczas gdy część dociskowa 17 i przesuwka 2 nie muszą wykonywać żadnej dodatkowej drogi, zależnej od zużycia sprzęgła. Synchronizator blokujący według wynalazku działa zasadniczo następująco: przykładowo przełączanie odbywa się w ten sposób, że korpus synchronizatora wraz z jego nieobrotowymi częściami, jak przesuwka 2, części dociskowe 17 i pierścień 9 synchronizatora ma znacznie mniejszą ilość obrotów od koła zębatego 8, to przy dążeniu do sprzęgnięcia obydwu, obracających się z różnymi obrotami części, a więc korpusu 19 synchroni zatora i koła zębatego 8, przesuwka 2, która osiowo ślizga się w uzębieniu sprzęgającym 16 korpusu 19 synchro nizatora jest, przez kamień ślizgowy widełek przełączających, przesuwana w kierunku koła zębatego 8. Przy tym przesuwka 2 w swoim osiowym ruchu zabiera części dociskowe 17, które przez odpowiednie ruchy wychylne powodują,osiowy ruch przesuwny pierścienia 9 synchronizatora, przez co dochodzi do zazębienia sprzęgła stoż kowego 11, a zatem pierścień 9 synchronizatora otrzymuje styczny ruch zabierakowy. Pierścień 9 synchronizato ra dodatkowo obraca się, następuje ruch koła zębatego 8 i przy tym swoimi przedłużeniami zabierakowymi 10 uderza w kierunku obwodowym o części dociskowe 17. Przy tym skosy 12, które są skierowane w kierunku obrotu, dochodzą do styku, ze skosami 13 części dociskowej 17, czym przeszkadzają części dociskowej w promieniowym ruchu na zewnątrz. To ma następstwo, że przesuwka 2, przy swoim osiowym ruchu przesuwnym, nie może naciskać części dociskowych 17, dopóki istnieje ruch względny, pomiędzy korpusem 19 synchronizatora a kołem zębatym 8, a więc siła przełączania nie wystarcza, aby odsunąć osiowe przedłużenia 10 blokujące ruch do dołu części dociskowych 17. Dopiero, gdy odbędzie się wyrównanie prędkości, a więc korpus synchronizatora, pierścień synchronizatora i koło zębate obracają się jednakowo, część dociskowa w swoim ruchu do dołu może odsunąć stycznie przedłużenie 10 tak, że przesuwka 2 może być osiowo przesunięta dalej, aż zazębi się całkowicie z uzębieniem sprzęgającym 7 koła zębatego 8. W przykładzie wykonania, w którym ścięte powierzchnie blokujące są przewidziane na nosku 25 części dociskowej 17, działanie jest zasadniczo jednakowe jak w opisanym powyżej przykładzie według fig. 1 i 2. Zastrzeżenia patentowe 1. Synchronizator blokujący dla przełączalnych przekładni, sprzęgający ze sobą dwa elementy, np. koła zębate, umieszczone współosiowo, obracające się z różną ilością obrotów, za pomocą osiowo przesuwnej, pierś cieniowej przesuwki, przy czym uzębienie wewnętrzne, sprzęgające przesuwki zazębia się zawsze z odpowiednim uzębieniem zewnętrznym, sprzęgającym drugiego obrotowego elementu, z częściami dociskowymi obciążonymi sprężyną i prowadzonymi w pierwszym elemencie promieniowo do korpusu synchronizatora, które wchodzą w pierścieniowe wybranie na stronie dolnej przesuwki i są osiowo wychylne i z pierścienia synchronizatora, który jest umieszczony osiowo, pomiędzy obydwoma, obracającymi się elementami i wraz z korpusem synchronizatora wykonuje jednakowy ruch obrotowy, przy czym części drugiego elementu tworzą z częściami pierścienia synchronizatora wspólne sprzęgło, znamienny tym( że ma umieszczone w kierunku obwodowym na pierścieniu (9) synchronizatora powierzchnie skośne, blokujące (12) skierowane do góry, a na części docisko wej (17) powierzchnie skośne blokujące (13) skierowane do dołu, aby uniemożliwić przy różnicy obrotów, wciskanie części dociskowej (17) przez przesuwkę (2) i przez to włączenie sprzęgła. 2. Synchronizator blokujący według zastrz. 1, znamienny tym, że ma powierzchnie skośne (13) przewidziane w kierunku obwodowym po obydwu stronach części dociskowej (17) dla współpracy z odpo wiednimi powierzchniami skośnymi (12) na osiowo skierowanych przedłużeniach (10) pierścienia (9) synchroni zatora, przy czym zawsze dwa przedłużenia (10) są przyporządkowane jednej części dociskowej (17). 3. Synchronizator blokujący według zastrz. 1, znamienny tym, że każda część dociskowa (17) posiada osiowo skierowany nosek (25), na którym ma przewidziane w kierunku stycznym powierzchnie skoś ne (27), przy czym nosek (25) wchodzi w wybranie w pierścieniu (9) synchronizatora, wyposażone w odpo wiednie powierzchnie skośne (26) i że części dociskowe (17) mają prowadzenie dla ruchu promieniowego. 4. Synchronizator blokujący według zastrz. 3, znamienny tym, że nosek (25) ma w osiowym kierunku skos (29), który współpracuje z odpowiednim osiowym skosem (28) w pierścieniu (9) synchronizatora. 5. Synchronizator blokujący według zastrz. 1, znamienny tym, że jako synchronizujące sprzęgło cierne jest zastosowane sprzęgło stożkowe. 6. Synchronizator blokujący według zastrz. 1, znamienny tym, że jako synchronizujące sprzęgło cierne jest zastosowane sprzęgło płytkowe (31).

5 Synchronizator blokujący według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia stykowa, pomię dzy pierścieniem (9) synchronizatora a częścią dociskową (17) ma powierzchnię dociskową (34) z dwoma po wierzchniami skośnymi (33), skierowanymi do części dociskowej (17), przy czym kąt zukosowania tych powierz chni jest zasadniczo równy kątowi zukosowania powierzchni stykowych (35, 36), pomiędzy korpusem (19) synchronizatora, a pierścieniem (9) synchronizatora. FIG.3 FIG. 4

6 FIG. 5 FIG. 6 FIG. 7 Pracownia Poligraficzna UP FRL. Nakład 100 egz. Cena looił