PT107523A - UNIDIRECTIONAL INVERSE SYSTEM OF LIMITED RELATIONSHIP OF DIFFERENTIAL - Google Patents
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Abstract
O PRESENTE INVENTO REFERE-SE AO AUTOBLOQUEIO DO PLANETÁRIO LIGADO À RODA MOTRIZ SEM ADERÊNCIA PARA PREVENIR A PERDA DE POTÊNCIA DO PLANETÁRIO OPOSTO. O DITO AUTOBLOQUEIO É EFETUADO PELAS EMBRAIAGENS UNIDIRECIONAIS INVERSAS QUE INCLUEM OS TAMBORES (8), (8¿) OS QUAIS EFETUAM A ROTAÇÃO MAIS AVANÇADA RELATIVAMENTE À CAIXA SATÉLITE (3). O DITO AVANÇO DE ROTAÇÕES É OBTIDO PELA ENGRENAGEM DERIVADO AO VEIO INTERMEDIÁRIO (1), E É IGUAL À ROTAÇÃO DO PLANETÁRIO DO LADO EXTERIOR DA CURVA, QUANDO O VEICULO EFETUA A MANOBRA DE VIRAGEM COMPLETA. O PRESENTE INVENTO DISTRIBUI A POTÊNCIA PARA TODAS AS RODAS MOTRIZES DO VEÍCULO EM TODAS AS CONDIÇÕES DE ADERÊNCIA, MAS TAMBÉM PERMITE QUE AS DITAS RODAS MOTRIZES TENHAM ROTAÇÕES DIFERENTES, O QUE É NECESSÁRIO PARA EFETUAR AS MANOBRAS DE VIRAGEM SEM PATINAR. APLICÁVEL NO FABRICO DE VEÍCULOS E OUTROS MECANISMOS COM DUAS OU MAIS RODAS MOTRIZES.The present invention relates to the planetary self-blocking connected to the idle drive wheel to prevent the loss of power from the optoelectrical planetary. The said self-blocking is effected by the inverse one-way clutches comprising the drums (8), (8 ') which effect the most advanced rotation relative to the satelite box (3). The said rotation speed is obtained by the gearing provided to the intermediate shaft (1), and is equal to the planetary rotation of the outer side of the curve, when the vehicle makes the full turn maneuver. The present invention distributes power to all of the vehicle's drive wheels in all of the attachment conditions, but also allows the drive wheels to have different rotations, which is required to effect the unmanned turning maneuvers. APPLICABLE IN THE MANUFACTURE OF VEHICLES AND OTHER MECHANISMS WITH TWO OR MORE MOTORIZED WHEELS.
Description
DESCRIÇÃODESCRIPTION
Sistema de autobloqueio unidirecional inverso de relação limitada do diferencial Área técnica da invenção 0 diferencial do veiculo é um mecanismo que distribui a potência vinda da caixa de velocidades para as rodas motrizes do mesmo eixo ou, caso seja diferencial central distribui a potência para os eixos. Isso permite todas as rodas motrizes não só terem energia rotativa, mas também as rotações mutuamente diferentes, o que é necessário para efetuar as manobras de viragem sem patinar. Contudo, o ponto fraco deste mecanismo é que só funciona na perfeição quando a aderência é ideal. Quando uma das rodas motrizes perde aderência toda a potência passa para a roda sem aderência, o que provoca perda de impulsão do veiculo. Para impedir que isso aconteça é necessário montar o bloqueador no diferencial para que a energia seja distribuída para ambas as rodas motrizes.Technical Field of the Invention The vehicle differential is a mechanism which distributes the power from the gearbox to the drive wheels of the same axle or, if the central differential distributes the power to the axles. This allows all the drive wheels not only to have rotational power, but also to the mutually different rotations, which is necessary to perform the turning maneuvers without skidding. However, the weakness of this mechanism is that it only works flawlessly when grip is optimal. When one of the drive wheels loses grip, all power passes to the wheel without grip, which causes loss of drive of the vehicle. To prevent this from happening, it is necessary to mount the choke on the differential so that power is distributed to both drive wheels.
Estado da técnica 0 bloqueador vulgar é um mecanismo incorporado no diferencial que bloqueia os planetários para que a potência seja distribuída igualmente entre as rodas motrizes. Assim sendo, este mecanismo impede as ditas rodas de terem rotações diferentes, o que provoca patinagem nas manobras de viragem. No pavimento com aderência fraca, como por exemplo, no gelo isto traz benefícios na condução, mas nas estradas com boa aderência é bastante incómodo. 0 presente invento é a resolução para os problemas referidos. Cada planetário fica bloqueado quando a roda ligada a ele perde aderência, mas em condições normais as rotações dos ditos planetários estão mutuamente livres. Assim, o presente invento, beneficia de condução adequada para os todos os tipos de pavimento.State of the art The common choke is a differential-engined mechanism that locks the planetaries so that power is evenly distributed between the drive wheels. Thus, this mechanism prevents said wheels from having different rotations, which causes skidding in the turning maneuvers. On pavement with weak adhesion, as for example, on ice this brings benefits in driving, but on roads with good grip is quite uncomfortable. The present invention is the resolution of the above problems. Each planetarium is blocked when the wheel attached to it loses grip, but under normal conditions the rotations of the planetary sayings are mutually free. Thus, the present invention benefits from proper handling for all types of pavement.
Sumário da invenção 0 presente invento refere-se ao mecanismo que efetua o autobloqueio do planetário ligado à roda motriz, apenas quando a dita roda perde aderência. Os planetários funcionam como o poli interior e os tambores como poli exterior nas embreagens unidirecionais inversas do diferencial. As ditas embreagens quando engatadas permitem a rotação dos planetários relativamente aos ditos tambores só em sentido unidirecional. A rotação dos ditos tambores é adiantada relativamente à rotação da caixa satélite, efetua-se pela engrenagem devido ao veio intermediário, sendo que é a mesma que a rotação do planetário do lado exterior do trajeto quando o veiculo efetua viragem completa. As ditas embreagens não permitem os ditos planetários ultrapassar a rotação dos ditos tambores, por isso a diferença nas rotações dos ditos planetários nunca é superior do que é necessário para completar a manobra de viragem. Ou seja, o veiculo pode manobrar sem patinagem das rodas motrizes, mas se uma das ditas rodas perder aderência, o sistema autobloqueador impede a dita roda de entrar em rotação excessiva. 0 presente invento é seguidamente descrito em pormenor com auxilio dos desenhos anexos, nos quais: a fig. 1 é uma vista de posicionamento das rodas do suposto veiculo relativamente ao ponto de viragem numa manobra de viragem completa; a fig. 2 é uma representação em perspectiva esquemática e simplificada de uma concretização do sistema de acordo com o invento, numa vista do diferencial em modo desengatado, com algumas peças apresentadas em corte pela linha A-B e em cortes parciais pelas linhas improvisadas; a fig. 3 é uma apresentação simplificada da fig. 2 na qual o presente invento é apresentado em modo engatado para marcha atrás, com a vista em corte improvisado dos anéis de engate; a fig. 4 é uma replica da fig. 3, mas com apresentação do presente invento em modo engatado para marcha á frente; a fig. 5 apresenta as embreagens unidirecionais inversas em modo desengatadas numa vista lateral; a fig. 6 é uma apresentação da fig. 5, mas com as ditas embreagens em modo engatadas; a fig. 7 apresenta o garfo de rolos e o tambor de embreagem unidirecional inversa em modo desengatado numa vista de topo; a fig. 8 é uma replica da fig. 7, mas com o dito garfo em posição para engatar num dos sentidos; a fig. 9 apresenta quatro vistas do garfo de rolos: de lado, frontal, de topo e por cima; a fig. 10 apresenta três vistas do rolo de embreagem: de topo, lateral e frontal de ângulo improvisado; a fig. 11 apresenta o anel de engate em corte pela linha C-D em vista de topo, quando está desengatado, com demonstração virtual da cabeça do garfo de rolos; a fig. 12 é uma apresentação da fig. 11, mas em modo engatado para um dos sentidos;SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to the mechanism that effects the self-locking of the planetary connected to the drive wheel only when said wheel loses grip. Planetaries operate as the inner poly and the drums as the outer poly in the reverse one-way clutches of the differential. Said clutches when engaged allow rotation of the planetaries relative to said drums only in a unidirectional sense. The rotation of said drums is advanced relative to the rotation of the satellite box, effected by the gear due to the intermediate shaft, which is the same as the rotation of the planetary on the outer side of the path when the vehicle makes a complete turn. Said clutches do not allow said planetary to exceed the rotation of said drums, so the difference in the rotations of the planetary noises is never greater than is necessary to complete the turning maneuver. That is, the vehicle can maneuver without skidding the drive wheels, but if one of said wheels loses grip, the self-locking system prevents said wheel from engaging in excessive rotation. The present invention is now described in detail with the aid of the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a positioning view of the wheels of the alleged vehicle relative to the turning point in a complete turning maneuver; FIG. 2 is a schematic and simplified perspective representation of an embodiment of the system according to the invention, in a disengaged mode differential view, with some parts shown in section through line A-B and in partial cuts through the improvised lines; FIG. 3 is a simplified presentation of Fig. 2 in which the present invention is shown in reverse-engaged mode, with the improvised cross-sectional view of the engagement rings; FIG. 4 is a replica of Fig. 3, but with presentation of the present invention in engaged mode for forward travel; FIG. 5 shows the reverse one-way clutches in disengaged mode in a side view; FIG. 6 is a presentation of Fig. 5, but with said clutches in engaged mode; FIG. 7 shows the roll fork and reverse one-way clutch drum in disengaged mode in a top view; FIG. 8 is a replica of Fig. 7, but with said fork in position to engage one of the directions; FIG. 9 presents four views of the roll fork: side, front, top and top; FIG. 10 features three views of the clutch roll: top, side and front of improvised angle; FIG. 11 shows the engaging ring in section by line C-D in top view, when disengaged, with virtual demonstration of the roll yoke head; FIG. 12 is a presentation of Fig. 11, but in engaged mode for one of the directions;
Descrição da concretização preferidaDescription of the Preferred Embodiment
Fazendo referência ás figuras, vai ser agora descrita a concretização preferida do invento, fazendo alusão ás peças montadas como seguidamente se descreve. A estrutura da base do diferencial (não representada) serve para o alojamento e montagem, no seu interior, das diferentes peças componentes do mecanismo. Esta estrutura pode incluir os diversos tipos de rolamentos e casquilhos (não representados) para um funcionamento mais efetivo do dito mecanismo. A caixa satélite (3) está engrenada com o carreto (2) do veio intermediário (1) e possui a porta satélites (4) com os satélites (5), (5') engrenados com os planetários (6), (6')· Os ditos planetários (6), (6') possuem pistas para deslize dos rolos (13) e funcionam como poli interior das embreagens unidirecionais inversas. No seu exterior os tambores (8), (8') das ditas embreagens contem um anel dentado para engrenagem com os carretos (7), (7') do dito veio intermediário (1) e no seu interior possuem as pistas cónicas bilaterais para encaixe e deslize dos ditos rolos (13) . Os garfos (12) são montados no interior dos ditos tambores (8), (8')/ estão firmes em posicionamento, mas livres em movimento ao comprimento das ditas pistas cónicas e servem para guiar os ditos rolos (13). Os anéis de engate (9), (9') são livres em deslocação lateral e rotativamente fixos relativamente aos ditos tambores (8), (8') e concebidos para deslocar e fixar os ditos garfos (12) pelas molas de lâmina (14). Para o desempenho correto do sistema nas peças são aplicadas várias estruturas. As guias (15) dos tambores (8), (8') servem para encaixe dentro das ranhuras (16) dos anéis de engate (9), (9') o que permite fixação rotativa dos ditos anéis. As ranhuras (17) dos ditos anéis de engate (9), (9') servem para encaixe dos garfos (11), as ranhuras diagonais (18) para alojar as ditas molas (14) e as cabeças cilíndricas dos ditos garfos (12). As ranhuras (19) dos ditos tambores (8), (8') servem para a passagem dos pés dos ditos garfos (12) e as guias (20) para posição firme e deslocação guiada das chapas curvas dos ditos garfos (12) . O inversor (10) possui os ditos garfos (11) e serve exclusivamente para deslocação dos ditos anéis de engate (9), (9').With reference to the figures, the preferred embodiment of the invention will now be described, alluding to the assembled parts as described below. The structure of the differential base (not shown) serves to house and assemble the different component parts of the mechanism inside. This structure may include the various types of bearings and bearings (not shown) for more effective operation of said mechanism. The satellite box 3 is meshed with the carriage 2 of the intermediate shaft 1 and has the satellite port 4 with the satellites 5 ', 5' meshed with the planetaries 6, The planetary nozzles 6, 6 'have tracks for sliding the rollers 13 and act as the inner poly of the reverse one-way clutches. On its exterior the drums 8, 8 'of said clutches contain a gear ring with the gears 7, 7' of said intermediate shaft 1 and therein have the bilateral conical tracks for engaging and sliding said rollers (13). The forks 12 are mounted inside said drums 8, 8 '/ are fixed in position but are free in movement along the length of said conical tracks and serve to guide said rollers 13. The engagement rings 9, 9 'are free in lateral displacement and rotatably fixed with respect to said drums 8, 8' and designed to move and fix said forks 12 by blade springs 14 ). For the correct performance of the system in the parts several structures are applied. The guides 15 of the drums 8, 8 'serve to engage within the grooves 16 of the engagement rings 9, 9', which allows rotary fastening of said rings. The grooves 17 of said engagement rings 9, 9 'serve to engage the forks 11, the diagonal grooves 18 for housing said springs 14 and the cylindrical heads of said forks 12. ). The grooves 19 of said drums 8, 8 'serve to pass the feet of said forks 12 and guides 20 to firm position and guided movement of the curved plates of said forks 12. The inverter 10 has said forks 11 and serves exclusively for displacement of said engagement rings 9, 9 '.
Para perceber melhor o ajuste certo na rotação dos tambores (8), (8') relativo à caixa satélite (3), efetuado pelo veio intermediário (1), vamos recorrer ao desenho da fig. 1. Na manobra de viragem completa do veiculo, a relação de rotações entre as rodas traseiras é maior (C por D) do que entre as rodas dianteiras (A por B) . Esta diferença nas rotações é essencial para calcular e ajustar a certa relação de rotações em cada eixo motriz, seja dianteiro ou traseiro. A rotação dos ditos tambores (8), (8'), no presumível eixo, deve ser a mesma da rotação do planetário ligado à roda que percorre pelo exterior da curva, quando o veiculo efetua viragem completa. A relação no diferencial central calcula-se da mesma maneira, ou seja, pela diferença nos percursos percorridos pelos eixos na mesma manobra.In order to better understand the correct adjustment in the rotation of the drums 8, 8 'relative to the satellite box 3 effected by the intermediate shaft 1, we will refer to the drawing of Fig. 1. In the full-turn maneuver of the vehicle, the ratio of rotations between the rear wheels is greater (C by D) than between the front wheels (A by B). This difference in rotations is essential for calculating and adjusting a certain ratio of rotations on each drive shaft, either front or rear. The rotation of said drums 8, 8 'on the presumed axis must be the same as the rotation of the planetary connected to the wheel running through the outside of the curve when the vehicle makes a complete turn. The ratio in the central differential is calculated in the same way, that is, by the difference in the paths traveled by the axes in the same maneuver.
Em modo desbloqueado o presente invento funciona como o diferencial vulgar. 0 inversor de engate (10) está posicionado no meio do seu percurso. As molas de lâmina (14) seguram os rolos (13) pelos garfos (12) no centro das pistas cónicas dos tambores (8), (8')· As embreagens unidirecionais inversas estão desengatadas, permitindo rotação livre dos ditos planetários (6), (6') em ambos os sentidos relativamente aos ditos tambores (8), (8')·In unlocked mode the present invention functions as the common differential. The engagement drive (10) is positioned in the middle of its path. The springs 14 hold the rollers 13 by the forks 12 in the center of the conical tracks of the barrels 8, 8 '. The reverse one-way clutches are disengaged allowing free rotation of the planetary shafts 6, , (6 ') in both directions with respect to said drums (8), (8')
Para iniciar o engate do autobloqueio em sentido marcha à frente o inversor (10) é deslocado para o lado esquerdo empurrando os anéis (9), (9') pelos garfos (11) no mesmo sentido. As molas de lâminas (14), alojadas nas ranhuras diagonais (18), começam a fazer pressão sobre as cabeças dos garfos (12) empurrando os ditos garfos em sentido de rotação da caixa satélite (3). Os ditos garfos (12) por sua vez deslocam os ditos rolos (13) pelas pistas cónicas dos tambores (8), (8') contra as pistas dos planetários (6), (6') . Inicia-se assim o engate das embreagens unidirecionais inversas, o que faz com que os ditos planetários (6), (6') fiquem impedidos de ultrapassar as rotações dos ditos tambores (8), (8')· Em condições normais de condução a rotação dos ditos planetários (6), (6') fica sempre mais baixa ou igual relativamente à rotação dos ditos tambores (8), (8')/ variando consoante o ângulo da viragem do veiculo. Como as ditas embreagens não impedem a rotação mais lenta dos ditos planetários (6), (6') em relação aos ditos tambores (8), (8') o diferencial trabalha na perfeição, permitindo as rodas motrizes terem rotações diferentes. Quando uma das rodas motrizes perde a aderência, o planetário ligado á dita roda fica impedido de ultrapassar a rotação dos ditos tambores (8), (8'), rodando com a mesma velocidade. Assim, toda a potência do planetário da dita roda sem aderência passa para o planetário da roda oposta. Quando a dita roda volta a ter aderência, o planetário dela começa a rodar mais lento do que os ditos tambores (8), (8') o que faz com que o diferencial volte ao seu funcionamento normal.To start the self-locking engagement in the forward direction the inverter 10 is moved to the left by pushing the rings 9 ', 9' by the forks 11 in the same direction. The blade springs 14, housed in the diagonal grooves 18, begin to press the fork heads 12 by pushing said forks in the direction of rotation of the satellite carton 3. Said forks 12 in turn move said rollers 13 through the conical tracks of the barrels 8, 8 'against the tracks of the planetary shafts 6, 6'. The engagement of the reverse one-way clutches thus begins, which causes the planetary nozzles 6, 6 'to be prevented from exceeding the rotations of said drums 8, 8'. Under normal driving conditions the rotation of the planetary nozzles 6, 6 'is always lower or equal with respect to the rotation of said drums 8, 8' / varying according to the turning angle of the vehicle. As said clutches do not prevent slower rotation of the planetary nozzles 6 ', 6' in relation to said drums 8 ', the differential works perfectly, allowing the drive wheels to have different rotations. When one of the drive wheels loses its grip, the planetary connected to said wheel is prevented from exceeding the rotation of said drums 8, 8 ', by rotating at the same speed. Thus, all the planetary power of said wheel without adhesion passes to the planetary of the opposite wheel. When said wheel returns to its grip, its planetary starts to rotate slower than said drums (8), (8 ') which causes the differential to return to normal operation.
Para iniciar o engate do autobloqueador em marcha atrás o inversor (10) é deslocado para o centro do seu percurso, desengatando embreagens, e depois deslocado para o lado direito, engatando as ditas embreagens, para a rotação em sentido inverso. O presente invento é muito útil para uma condução em condições extremas, mas também beneficia em outras situações. Em modo engatado o dito sistema de autobloqueio impede a caixa satélite (3) de rodar em sentido inverso, bloqueando ambos os planetários (6), (6') ao mesmo tempo.In order to start the autoloader engagement in reverse the inverter 10 is moved to the center of its path, disengaging clutches, and then moved to the right side, engaging said clutches, for reverse rotation. The present invention is very useful for driving under extreme conditions, but also benefits in other situations. In engaged mode, said self-locking system prevents the satellite box (3) from rotating in reverse, blocking both planetaries (6 ', 6') at the same time.
Isso pode ser útil, por exemplo, quando o veiculo é obrigado a parar numa subida. Com a dita caixa satélite (3) travada para a rotação inversa, o veiculo em questão não recua mesmo com os travões desligados sendo mais fácil depois recomeçar a marcha.This can be useful, for example, when the vehicle is forced to stop on a climb. With said satellite box (3) locked for the reverse rotation, the vehicle in question does not retract even with the brakes off being easier after restarting the gear.
Bombarral, 11 de março de 2014Bombarral, March 11, 2014
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB524311A (en) * | 1938-01-26 | 1940-08-02 | Porsche Ferdinand A | Improvements in and relating to differential gearing |
GB1382926A (en) * | 1972-05-15 | 1975-02-05 | Fiat Spa | Lockable differential gears |
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DE102007035748A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-05 | Robert Bosch Gmbh | Blocking device for a gear-drive unit in a vehicle comprises a spring element and a braking spring element for stopping an adjusting movement from the blocking position into a releasing position |
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2014
- 2014-03-18 PT PT107523A patent/PT107523A1/en unknown
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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BB1A | Laying open of patent application |
Effective date: 20140807 |
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BB1A | Laying open of patent application |
Effective date: 20161007 |