RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 184027 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 324062 (22) Data zgłoszenia: 24.12.1997 (5 1) IntCI7 B60K 17/16 F16H 48/20 (54) Mechanizm różnicowy z blokadą, zwłaszcza do samochodów (43) Zgłoszenie ogłoszono: 05.07.1999 BUP 14/99 (73) Uprawniony z patentu: Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Samochodów Małolitrażowych BOSMAL, Bielsko-Biała, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.08.2002 WUP 08/02 (72) Twórcy wynalazku: Kazimierz Pysz, Bielsko-Biała, PL Jan Dzida, Chybie-Mnich, PL Jerzy Winogrodzki, Bielsko-Biała, PL Jerzy Rebajn, Bielsko-Biała, PL Andrzej Gacek, Bielsko-Biała, PL Zdzisław Poździak, Bielsko-Biała, PL PL 184027 B1 1. Mechanizm różnicowy z blokadą, zwłasz- (57) cza do samochodów, zawierający końcówkę wałka napędowego z zębnikiem i kołem talerzowym oraz stożkowy mechanizm różnicowy, sprzęgło wielopłytkowe i siłownik membranowy, znam ienny tym, że na wielowypuście zewnętrznym (1) wałka tulejowego (2) osadzony jest pierścień rozpierający (3) i płytki cierne wewnętrzne (4) sprzęgła wielopłytkowego (5) a przedzielająca ten pierścień rozpierający (3) od płytek ciernych zewnętrznych (6) tarcza dociskowa (7) związana jest przesuwnie z obudową (8) mechanizmu różnicowego (9), która to obudowa (8) równocześnie stanowi obudowę sprzęgła wielopłytkowego (5), z którą poprzez wielowypust wewnętrzny (10) związane są przesuwnie płytki cierne zewnętrzne (6) sprzęgła wielopłytkowego (5), przy czym przeciwległe do pierścienia rozpierającego (3) na odsądzeniu wewnętrznym (11) obudowy (8) osadzony jest pierścień blokujący (12), gdzie między ściankami czołowymi (13) pierścienia rozpierającego (3) i pierścienia blokującego (12) w ich gniazdach blokujących (14), umieszczone są kulki blokujące (15), ponadto umieszczona w obudowie (8) przesuwnie z nią związana tarcza zaciskowo-kłowa (16) posiada przelotow y... Fig. 1
Mechanizm różnicowy z blokadą, zwłaszcza do samochodów Zastrzeżenia patentowe 1. Mechanizm różnicowy z blokadą, zwłaszcza do samochodów, zawierający końcówkę wałka napędowego z zębnikiem i kołem talerzowym oraz stożkowy mechanizm różnicowy, sprzęgło wielopłytkowe i siłownik membranowy, znamienny tym, że na wielowypuście zewnętrznym (1) wałka tulejowego (2) osadzony jest pierścień rozpierający (3) i płytki cierne wewnętrzne (4) sprzęgła wielopłytkowego (5) a przedzielająca ten pierścień rozpierający (3) od płytek ciernych zewnętrznych (6) tarcza dociskowa (7) związana jest przesuwnie z obudową (8) mechanizmu różnicowego (9), która to obudowa (8) równocześnie stanowi obudowę sprzęgła wielopłytkowego (5), z którą poprzez wielowypust wewnętrzny (10) związane są przesuwnie płytki cierne zewnętrzne (6) sprzęgła wielopłytkowego (5), przy czym przeciwległe do pierścienia rozpierającego (3) na odsądzeniu wewnętrznym (11) obudowy (8) osadzony jest pierścień blokujący (12), gdzie między ściankami czołowymi (13) pierścienia rozpierającego (3) i pierścienia blokującego (12) w ich gniazdach blokujących (14), umieszczone są kulki blokujące (15), ponadto umieszczona w obudowie (8) przesuwnie z nią związana tarcza zaciskowo-kłowa (16) posiada przelotowy i współosiowy otwór stożkowy (17) kształtem i wymiarami odpowiadający zewnętrznej obwodowej pobocznicy stożka ściętego (18), stanowiącej powierzchnię obwodową pierścienia blokującego (12), przy czym powierzchnia czołowa (19) tarczy zaciskowo-kłowej (16) posiada kły zabierakowe (20) mieszczące się w otworach zabierakowych (21) obudowy (8), które to kły zabierakowe (20) sprzęgnięte są poprzez łożysko toczne (22) z suwakiem tulejowym-dociskowym (23) wyposażonym na zewnętrznej powierzchni w przeciwległe względem siebie położone rowki prowadzące (24) pochylone pod kątem względem osi tego suwaka tulejowego-dociskowego (23), z tym, że przeciwległe do każdego z dwóch rowków prowadzących (24) suwaka tulejowego - dociskowego (23) znajdują się takiego samego kształtu i o kierunku prostopadłym do osi podłużnej trzpienia tulejowego (34) rowki prowadzące (24) mieszczące się w płytce kierującej (25) osadzonej w korpusie przekładni (26), ponadto mieszczące się w każdym z czterech rowków prowadzących (24) rolki (27) osadzone na przeciwległych końcach sworzni (28), które to sworznie (28) osadzone są w otworach każdego z dwóch ramion widełek (29) a widełki (30) otaczające ramionami widełek (29) suwak tulejowy-dociskowy (23) poprzez cięgno (31) związane są z elementem roboczym (32) siłownika (33) umieszczonego na korpusie przekładni (26), przy czym cięgno (31) siłownika (33) ustawione jest prostopadle do osi podłużnej trzpienia tulejowego (34) i osi wałka wiążącego (40). 2. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że trzpień tulejowy (34) obudowy (8) poprzez wielowypust związany jest z kołem talerzowym (35) stanowiącym z zębnikiem (36) końcówki wałka napędowego (37) przekładnię zębatą stożkową. 3. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że wałek tulejowy (2) jest trwale związany z kołem koronowym (38), które z satelitami (39) tworzy przekładnię różnicową (9). 4. Mechanizm według zastrz. 1, znamienny tym, że gniazda blokujące (14) rozmieszczone równomiernie na obwodzie kołowym ścianek czołowych (13) pierścienia rozpierającego (3) i pierścienia blokującego (12) w przekroju wzdłuż linii obwodu kołowego mają ścianki dwustronnie zbieżne w kierunku najniżej zagłębionego punktu, położonego w środku symetrii tego gniazda blokującego (14).
184 027 3 W czasopiśmie Auto-Technika Motoryzacyjna nr 3 z 1993 roku opisano znany z samochodu typ BMW525iX mechanizm różnicowy tylnej przekładni głównej blokowany hydraulicznie. Tylna przekładnia główna tego samochodu jest wyposażona w zwykły stożkowy m e- chanizm różnicowy blokowany za pomocą wielopłytkowego sprzęgła zaciskanego siłownikiem hydraulicznym. Siłownik ten zasila tłokowa pompa olejowa dobudowana do pompy układu wspomagania mechanizmu kierowniczego. Zespół zaworów hydraulicznych sterowany jest urządzeniem elektronicznym. Stały napęd kół tylnych wyprowadzony jest ze skrzyni biegów przez zamontowaną tam dodatkową skrzynkę rozdzielczą oraz wprowadzono elektromagnetyczne blokowanie międzyosiowego mechanizmu różnicowego. Znany jest również z wyżej podanego czasopisma opis samochodu typ Fiat Tempra SW4x4 mający stały napęd na wszystkie koła i blokadę mechanizmu różnicowego tylnej przekładni głównej. Konwencjonalny mechanizm różnicowy tylnej osi jest blokowany mechanicznym sprzęgłem zębatym, które włączane jest przez siłownik powietrzny podciśnieniowy przy pomocy cięgna położonego równolegle do osi podłużnej mechanizmu, sterowany za pośrednictwem elektromagnetycznego układu sterowania. Blokadę tylnego mechanizmu różnicowego włącza się przyciskiem umieszczonym na tablicy rozdzielczej. Skrzynia rozdziału mocy i sprzęgło wiskotyczne blokujące centralny mechanizm różnicowy umieszczone są w jednym zwartym zespole. Przy poślizgu kół występuje poślizg tarcz sprzęgła wiskotycznego znajdującego się na wyjściu z międzyosiowego mechanizmu różnicowego, co powoduje stopniowe blokowanie sprzęgła ograniczając poślizg kół samochodu. Duże różnice prędkości tarcz sprzęgła po określonym czasie powodują całkowite zablokowanie. Mechanizm różnicowy z blokadą, zwłaszcza do samochodów według wynalazku charakteryzuje się tym, że na wielowypuście zewnętrznym wałka tulejowego osadzony jest pierścień rozpierający i płytki cierne wewnętrzne sprzęgła wielopłytkowego, a przedzielająca ten pierścień rozpierający od płytek ciernych zewnętrznych tarcza dociskowa związana jest przesuwnie z obudową mechanizmu różnicowego. Obudowa równocześnie stanowi obudowę sprzęgła wielopłytkowego, z którą poprzez wielowypust wewnętrzny związane są przesuwnie płytki cierne zewnętrzne sprzęgła wielopłytkowego. Przeciwległe do pierścienia rozpierającego na odsądzeniu wewnętrznym obudowy osadzony jest pierścień blokujący. Między ściankami czołowymi pierścienia rozpierającego i pierścienia blokującego w ich gniazdach blokujących umieszczone są kulki blokujące. Umieszczona w obudowie przesuwnie z nią związana tarcza zaciskowo-kłowa posiada przelotowy współosiowy otwór stożkowy, kształtem i wymiarami odpowiadający zewnętrznej obwodowej pobocznicy stożka ściętego, stanowiącej powierzchnię obwodową pierścienia blokującego. Powierzchnia czołowa tarczy zaciskowokłowej posiada kły zabierakowe mieszczące się w otworach zabierakowych obudowy, które to kły zabierakowe sprzęgnięte są poprzez łożysko toczne z suwakiem tulejowym-dociskowym wyposażonym na zewnętrznej powierzchni w przeciwległe względem siebie położone rowki prowadzące, pochylone pod kątem względem osi tego suwaka tulejowego-dociskowego. Przeciwległe do każdego z dwóch rowków prowadzących suwaka tulejowego-dociskowego znajdują się takiego samego kształtu i o kierunku prostopadłym do osi podłużnej trzpienia tulejowego i osi wałka wiążącego rowki prowadzące mieszczące się w płytce osadzonej w korpusie przekładni. Mieszczące się w każdym z czterech rowków prowadzących rolki osadzone są na przeciwległych końcach sworznia, a sworznie te osadzone są w otworach każdego z dwóch ramion widełek. Widełki otaczające ramionami widełek suwak tulejowydociskowy i trzpień tulejowy, związane są z elementem roboczym siłownika umieszczonego na korpusie przekładni. Cięgno siłownika ustawione jest prostopadle do osi podłużnej trzpienia tulejowego i osi wałka wiążącego. Trzpień tulejowy obudowy poprzez wielowypust związany jest z kołem talerzowym stanowiącym z zębnikiem końcówki wałka napędowego przekładnię zębatą stożkową. Wałek tulejowy jest trwale związany z kołem koronowym, które z satelitami tworzy przekładnię różnicową. Gniazda blokujące rozmieszczone równomiernie na obwodzie kołowym ścianek czołowych pierścienia rozpierającego i pierścienia blokującego w przekroju wzdłuż linii obwodu kołowego mają ścianki dwustronnie zbieżne w kierunku najniżej zagłębionego punktu, położonego w środku symetrii gniazda blokującego.
4 184 027 Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1przedstawia mechanizm różnicowy z blokadą w przekroju podłużnym, fig. 2 - przekrój poprzeczny mechanizmu różnicowego z blokadą, po linii A-A na fig. 1, fig. 3 - pierścień rozpierający w rzucie poziomym, fig. 4 - pierścień rozpierający w przekroju, fig. 5 - gniazdo blokujące w przekroju, fig. 6 - pierścień blokujący w przekroju, a fig. 7 przedstawia pierścień blokujący w rzucie poziomym. Mechanizm różnicowy z blokadą, zwłaszcza dla samochodów na wielowypuście zewnętrznym 1 wałka tulejowego 2 posiada osadzony pierścień rozpierający 3 i płytki cierne wewnętrzne 4 sprzęgła wielopłytkowego 5. Przedzielająca pierścień rozpierający 3 od płytek ciernych zewnętrznych 6 tarcza dociskowa 7 związana jest przesuwnie z obudową 8 mechanizmu różnicowego 9. Obudowa 8 równocześnie stanowi obudowę sprzęgła wielopłytkowego 5, z którą poprzez wielowypust wewnętrzny 10 związane są przesuwnie płytki cierne zewnętrzne 6 sprzęgła wielopłytkowego 5. Przeciwległe do pierścienia rozpierającego 3 na odsądzeniu wewnętrznym 11 obudowy 8 osadzony jest pierścień blokujący 12. Między ściankami czołowymi 13, pierścienia rozpierającego 3 i pierścienia blokującego 12 w ich gniazdach blokujących 14 umieszczone są kulki blokujące 15. Umieszczona w obudowie 8 przesuwnie z nią związana tarcza zaciskowo-kłowa 16 posiada przelotowy i współosiowy otwór stożkowy 17 kształtem i wymiarami odpowiadający zewnętrznej obwodowej pobocznicy stożka ściętego 18, stanowiącej powierzchnię obwodową pierścienia blokującego 12. Powierzchnia czołowa 19 tarczy zaciskowo-kłowej 16 posiada kły zabierakowe 20 mieszczące się w otworach zabierakowych 21 obudowy 8. Kły zabierakowe 20 sprzęgnięte są poprzez łożysko toczne 22 z suwakiem tulejowym dociskowym 23 wyposażonym na zewnętrznej powierzchni w przeciwległe względem siebie położone rowki prowadzące 24 pochylone pod kątem względem osi tego suwaka tulejowego-dociskowego 23. Przeciwległe do każdego z dwóch rowków prowadzących 24 suwaka tulejowego-dociskowego 23 znajdują się takiego samego kształtu i o kierunku prostopadłym do osi podłużnej trzpienia tulejowego 34 rowki prowadzące 24 mieszczące się w płytce kierującej 25 osadzonej w korpusie przekładni 26. Mieszczące się w każdym z czterech rowków prowadzących 24 rolki 27 osadzone są na przeciwległych końcach sworznia 28, które to sworznie 28 osadzone są w otworach każdego z dwóch ramion widełek 29. Widełki 30 otaczające ramionami widełek 29 suwak tulejowy-dociskowy 23 i trzpień tulejowy 34 poprzez cięgno 31 związane są z elementem roboczym 32 siłownika 33 umieszczonego na korpusie przekładni 26. Cięgno 31 siłownika 33 ustawione jest prostopadle do osi podłużnej trzpienia tulejowego 34 i osi wałka wiążącego 40. Trzpień tulejowy 34 obudowy 8 poprzez wielowypust związany jest z kołem talerzowym 35 stanowiącym z zębnikiem 36, końcówki wałka napędowego 37, przekładnię zębatą stożkową. Wałek tulejowy 2 jest trwale związany z kołem koronowym 38, które z satelitami 39 tworzy przekładnię różnicową 9. Gniazda blokujące 14 rozmieszczone równomiernie na obwodzie kołowym ścianek czołowych 13 pierścienia rozpierającego 3 i pierścienia blokującego 12 w przekroju wzdłuż linii obwodu kołowego mają ścianki dwustronnie zbieżne w kierunku najniżej zagłębionego punktu położonego w środku symetrii tego gniazda blokującego 14. Moment hamujący wywołujący blokadę uzyskuje się na powierzchniach stożkowych pierścienia blokującego 12 i otworu stożkowego 17 tarczy zaciskowo-kłowej 16. Względny obrót pierścienia rozpierającego 3 względem pierścienia blokującego 12 powoduje poprzez kulki blokujące 15 wzajemne rozsuwanie się tych elementów. Względny obrót uzyskiwany jest przez przyhamowanie z samowzmocnieniem pierścienia blokującego 12, które jest realizowane przez przesunięcie osiowe tarczy zaciskowo-kłowej 16 w kierunku koła talerzowego 35. Przesuw realizowany jest za pomocą suwaka tulejowego-dociskowego 23, którego rowki prowadzące 24 usytuowane są pod kątem względem osi podłużnej wałka tulejowego 2. Dobór kąta pochylenia rowków prowadzących 24 uzależniony jest od wymaganej wielkości siły niezbędnej do włączenia sprzęgła wielopłytkowego 5 oraz skoku. Widełki 30 związane poprzez cięgno 31 z siłownikiem 33 włączającym blokadę prowadzone są za pomocą dwóch par rolek 27 mających postać łożysk tocznych, które przesuwają się w rowkach prowadzących 24 suwaka tulejowego-dociskowego 23 oraz w rowkach prowadzących 24 płytek kierujących 25. Działanie siłownika 33 mocowanego do korpusu przekładni 26, w której umieszczony jest
184 027 5 cały mechanizm różnicowy, powoduje przesuw osiowy suwaka tulejowego-dociskowego 23 wraz z łożyskiem oraz tarczą zaciskowo-kłową 16. Do włączania blokady zastosowany jest siłownik 33 podciśnieniowy. Zaletą rozwiązania jest to, że siła powodująca zadziałanie sprzęgła wielopłytkowego 5 nie działa na koło koronowe 38, lecz jest związana z obudową 8 blokady. Po zwolnieniu siły hamującej wywieranej na tarczę zaciskowo-kłową 16 nacisk tarczy dociskowej 7 na pierścień rozpierający 3 wywoływany działaniem sprężyn, powoduje z kolei rozłączenie sprzęgła wielopłytkowego 5 i zwolnienie blokady.
184 027 Fig.2
184 027 F ig 3. F ig 4.
184 027 F i g. 5 Fi g. 6
184 027 Fig.7
184 027 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.