Патент на изобретение №2334903

(54) МНОГОДИСКОВЫЙ ФРИКЦИОННЫЙ ТОРМОЗ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения. Многодисковый тормоз включает гидроцилиндр, фрикционные диски, поршень, установленный в гидроцилиндре и сжимающий фрикционные диски, а также пружину, возвращающую поршень в исходное положение. Гидроцилиндр состоит из первой кольцевой части, второй кольцевой части и связывающей их торцевой части, выштамповка на гидроцилиндре выполнена ближе к кольцевой части меньшего диаметра. Фрикционные диски связаны с внешней шлицевой частью барабана, выполненной по внешней цилиндрической поверхности барабана. Барабан содержит несквозную кольцевую предохранительную полость, сквозные крепежные отверстия, выполненные в барабане соосно оси вращения барабана, и выполненную по внутренней цилиндрической поверхности барабана внутреннюю шлицевую часть, связанную со шлицевой частью вала. Шлицевая часть вала выполнена по внешней цилиндрической поверхности вала, включающего первую и вторую радиальные канавки, выполненные на шлицевой части вала, в которые установлены первое и второе стопорные кольца таким образом, что барабан находится между стопорными кольцами и зафиксирован на валу от осевого перемещения. Одна из горизонтальных ступенчатых частей предохранительного кольца радиально охватывает второе стопорное кольцо, а одна из вертикальных ступенчатых частей предохранительного кольца соприкасается с вертикальной поверхностью барабана. Отгибные лапки проходят сквозь крепежные отверстия на другую сторону барабана и соприкасаются с вертикальной поверхностью барабана таким образом, что предохранительное кольцо оказывается жестко связанным с барабаном. Достигается надежное связывание барабана с валом, предотвращение раскрытия стопорных колец во время работы коробки передач и уменьшение габаритов. 2 ил.

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции элементов ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики, и предназначенных для транспортных средств.

В состав автоматической трансмиссии входит, как правило, гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор) и коробка передач планетарного типа, обеспечивающие изменение частоты вращения и крутящего момента на движителе. Коробка передач планетарного типа состоит из планетарных рядов и фрикционных элементов управления. Фрикционные элементы управления по своему назначению делятся на тормоза и муфты. Фрикционные муфты связывают элементы планетарного механизма между собой. Фрикционные тормоза связывают элементы планетарного механизма с картером коробки передач. Фрикционные муфты и тормоза, как правило, состоят из гидроцилиндра, поршня и фрикционных дисков. При подаче рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндр поршень сжимает фрикционные диски между собой, таким образом, соединяя элементы, связанные с фрикционными дисками.

Использование коробок передач планетарного типа в автоматических трансмиссиях транспортных средств обусловлено возможностью получения компактной, удобной с точки зрения компоновки конструкции, легко вписывающейся в ограниченное габаритами кузова пространство. Использование фрикционного тормоза позволяет формировать большую площадь поверхности трения, тем самым, позволяя передавать большой крутящий момент.

Известен многодисковый фрикционный тормоз, включающий гидроцилиндр, фрикционные диски, поршень, установленный в гидроцилиндре, сжимающий фрикционные диски, пружину, возвращающую поршень в исходное положение (US 2005133316 A1, F16D 55/36, опубликована 23.06.2005 г.).

Недостатком данного многодискового тормоза является отсутствие устройства для надежной установки барабана на валу. Как правило, для фиксации барабана на валу применяются разрезные стопорные кольца. Скорость вращения звеньев планетарных коробок передач велика и возникающие силы инерции могут привести к раскрытию стопорных колец и, следовательно, к нарушению связи между валом и барабаном. Это повлечет за собой серьезные повреждения коробки передач.

Как правило, гидроцилиндры выполняются штампованными. В таких конструкциях выштамповка на гидроцилиндре поршня выполнена на внешнем диаметре гидроцилиндра. С точки зрения жесткости детали и удобства компоновки такое расположение выштамповки является недостатком конструкции.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по надежному связыванию барабана с валом, предотвращению раскрытия стопорных колец во время работы коробки передач. Другой технической задачей является получение конструкции с минимальными габаритами.

Указанный технический результат достигается тем, что многодисковый фрикционный тормоз включает гидроцилиндр, фрикционные диски, поршень, установленный в гидроцилиндре, сжимающий фрикционные диски, пружину, возвращающую поршень в исходное положение, гидроцилиндр состоит из первой кольцевой части, второй кольцевой части и связывающей их торцевой части, выштамповка на котором выполнена ближе к кольцевой части меньшего диаметра, фрикционные диски связаны с внешней шлицевой частью барабана, выполненной по внешней цилиндрической поверхности барабана, содержащего несквозную кольцевую предохранительную полость, выполненную в барабане, сквозные крепежные отверстия, выполненные в барабане соосно оси вращения барабана, и выполненную по внутренней цилиндрической поверхности барабана внутреннюю шлицевую часть барабана, связанную со шлицевой частью вала, выполненной по внешней цилиндрической поверхности вала, включающего первую и вторую радиальные канавки, выполненные на шлицевой части вала, в которые установлены первое и второе стопорные кольца таким образом, что барабан находится между стопорными кольцами и зафиксирован на валу от осевого перемещения, а предохранительная полость барабана радиально охватывает первое стопорное кольцо и предохранительное кольцо, выполненное ступенчатым, установленное в барабан по одну сторону от него таким образом, что одна из горизонтальных ступенчатых частей предохранительного кольца радиально охватывает второе стопорное кольцо, а одна из вертикальных ступенчатых поверхностей предохранительного кольца соприкасается с вертикальной поверхностью барабана, и отгибные лапки, проходящие сквозь крепежные отверстия на другую сторону барабана и соприкасающиеся с вертикальной поверхностью барабана таким образом, что предохранительное кольцо оказывается жестко связанным с барабаном.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Оснащение многодискового фрикционного тормоза предохранительной полостью и предохранительным кольцом позволяет обеспечить надежную связь вала с барабаном. А оснащение многодискового фрикционного тормоза гидроцилиндром с выштамповкой, выполненной на внутреннем диаметре гидроцилиндра, позволяет получить конструкцию, имеющую большую жесткость и меньшие габаритные размеры в осевом направлении.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где

на фиг.1 – общий вид многодискового фрикционного тормоза;

фиг.2 – общий вид устройства фиксации барабана.

Согласно настоящему изобретению многодисковый фрикционный тормоз включает гидроцилиндр, фрикционные диски, поршень, установленный в гидроцилиндре, сжимающий фрикционные диски, пружину, возвращающую поршень в исходное положение, гидроцилиндр состоит из первой кольцевой части, второй кольцевой части и связывающей их торцевой части, выштамповка на котором выполнена ближе к кольцевой части меньшего диаметра, фрикционные диски связаны с внешней шлицевой частью барабана, выполненной по внешней цилиндрической поверхности барабана, содержащего несквозную кольцевую предохранительную полость, выполненную в барабане, сквозные крепежные отверстия, выполненные в барабане соосно оси вращения барабана, и выполненную по внутренней цилиндрической поверхности барабана внутреннюю шлицевую часть барабана, связанную со шлицевой частью вала, выполненной по внешней цилиндрической поверхности вала, включающего первую и вторую радиальные канавки, выполненные на шлицевой части вала, в которые установлены первое и второе стопорные кольца таким образом, что барабан находится между стопорными кольцами и зафиксирован на валу от осевого перемещения, а предохранительная полость барабана радиально охватывает первое стопорное кольцо и предохранительное кольцо, выполненное ступенчатым, установленное в барабан по одну сторону от него таким образом, что одна из горизонтальных ступенчатых частей предохранительного кольца радиально охватывает второе стопорное кольцо, а одна из вертикальных ступенчатых поверхностей предохранительного кольца соприкасается с вертикальной поверхностью барабана, и отгибные лапки, проходящие сквозь крепежные отверстия на другую сторону барабана и соприкасающиеся с вертикальной поверхностью барабана таким образом, что предохранительное кольцо оказывается жестко связанным с барабаном.

Ниже рассматривается пример конкретного исполнения многодискового фрикционного тормоза.

Фрикционный тормоз состоит из гидроцилиндра 3, поршня 8, возвратной пружины 24, стопорного кольца 26, фрикционных дисков 2, упорного диска 23, стопорного кольца 22, барабана 9, предохранительного кольца 20, вала 15, первого 18 и второго 19 стопорных колец.

Гидроцилиндр 3 состоит из первой кольцевой части 4, второй кольцевой части 5, торцевой части 6 и выполненной на гидроцилиндре выштамповки 7. Гидроцилиндр 3 установлен в картере 1 коробки передач и зафиксирован стопорным кольцом 26 от осевого перемещения в сторону, противоположную направлению движения поршня под действием давления рабочей жидкости. Поршень 8 расположен в гидроцилиндре 3 и имеет возможность продольного перемещения вдоль оси вращения. Возвратная пружина 24 одним концом упирается в поршень 8, а другим – в шайбу 25, упирающуюся, в свою очередь, в картер 1. Часть фрикционных дисков 2 связана с шлицевой частью 27 картера 1, оставшаяся часть фрикционных дисков 2 связана с внешней шлицевой частью 10 барабана 9. Внутренняя шлицевая часть 13 барабана 9 связана с шлицевой частью 14 вала 15. Первое стопорное кольцо 18 установлено в первую радиальную канавку 16 вала 15, второе стопорное кольцо 19 установлено во вторую радиальную канавку 17 вала 15 таким образом, что барабан 9 оказывается зафиксированным от осевого перемещения относительно вала 15. Предохранительная полость 11 барабана 9 радиально охватывает первое стопорное кольцо 18. Предохранительное кольцо 20 установлено в барабан 9. Одна из горизонтальных ступенчатых частей 29 предохранительного кольца 20 радиально охватывает второе стопорное кольцо 19. Одна из вертикальных ступенчатых частей 28 предохранительного кольца 20 соприкасается с вертикальной поверхностью барабана 9 по одну сторону от барабана, а отгибные лапки 21, проходя сквозь крепежные отверстия 12 барабана 9 на другую его сторону, соприкасаются с вертикальной поверхностью барабана 30 таким образом, что предохранительное кольцо 20 оказывается жестко связанным с барабаном 9.

Такое выполнение тормоза по сравнению с известными тормозами коробок передач типа ZF 6 HP-26, ZF 5 HP-30, AW TR-60SN позволяет получить конструкцию тормоза, обеспечивающего надежное связывание барабана с валом, предотвращающую раскрытие стопорных колец во время работы коробки передач. Другим техническим результатом является получение конструкции с минимальными габаритами.

Предлагаемая согласно изобретению муфта работает следующим образом.

При включении фрикционного тормоза масло под давлением через канал, выполненный в картере 1, и канал, выполненный в гидроцилиндре 3, подается в полость между поршнем 8 и гидроцилиндром 3. Поршень начинает двигаться в осевом направлении и начинает давить на фрикционные диски 2, которые, в свою очередь, давят на зафиксированный от осевого перемещения стопорным кольцом 22 и связанный с шлицевой частью 27 картера 1 упорный диск 23. Фрикционные диски 2 оказываются сжатыми, таким образом, картер 1 оказывается связанным с барабаном 9 и связанным с ним валом 15. При выключении муфты подача масла под давлением в полость между поршнем 8 и гидроцилиндром 3 прекращается и под действием возвратной пружины 24 поршень 8 начинает двигаться назад, вытесняя масло обратно в каналы картера 1.

Внутренняя шлицевая часть 13 барабана 9 связана со шлицевой частью 14 вала 15. Первое 18 и второе 19 стопорные кольца установлены по обе стороны барабана 9, для фиксирования барабана 9 на валу 15 от осевого перемещения. Предохранительная полость 11 барабана 9 радиально охватывает первое стопорное кольцо 18, одна из горизонтальных ступенчатых частей 29 предохранительного кольца 20 радиально охватывает второе стопорное кольцо 19, предотвращая раскрытие этих стопорных колец. Таким образом, барабан 9 надежно связан с валом 15.

Настоящее изобретение позволяет обеспечить надежную связь вала с барабаном. А оснащение многодискового фрикционного тормоза гидроцилиндром с выштамповкой, выполненной на внутреннем диаметре гидроцилиндра, позволяет получить конструкцию, имеющую большую жесткость и меньшие габаритные размеры в осевом направлении.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных.

Формула изобретения

Многодисковый фрикционный тормоз, включающий гидроцилиндр, фрикционные диски, поршень, установленный в гидроцилиндре, сжимающий фрикционные диски, пружину, возвращающую поршень в исходное положение, отличающийся тем, что гидроцилиндр состоит из первой кольцевой части, второй кольцевой части и связывающей их торцевой части, выштамповка на гидроцилиндре выполнена ближе к кольцевой части меньшего диаметра, фрикционные диски связаны с внешней шлицевой частью барабана, выполненной по внешней цилиндрической поверхности барабана, содержащего несквозную кольцевую предохранительную полость, выполненную в барабане, сквозные крепежные отверстия, выполненные в барабане соосно оси вращения барабана, и выполненную по внутренней цилиндрической поверхности барабана внутреннюю шлицевую часть барабана, связанную со шлицевой частью вала, выполненной по внешней цилиндрической поверхности вала, включающего первую и вторую радиальные канавки, выполненные на шлицевой части вала, в которые установлены первое и второе стопорные кольца таким образом, что барабан находится между стопорными кольцами и зафиксирован на валу от осевого перемещения, а предохранительная полость барабана радиально охватывает первое стопорное кольцо, и предохранительное кольцо, выполненное ступенчатым, установленное в барабан по одну сторону от него таким образом, что одна из горизонтальных ступенчатых частей предохранительного кольца радиально охватывает второе стопорное кольцо, а одна из вертикальных ступенчатых частей предохранительного кольца соприкасается с вертикальной поверхностью барабана, при этом отгибные лапки проходят сквозь крепежные отверстия на другую сторону барабана и соприкасаются с вертикальной поверхностью барабана таким образом, что предохранительное кольцо оказывается жестко связанным с барабаном.

РИСУНКИ