RU2462633C1 - Mechanism of differential lock (versions) - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: mechanism of differential lock comprises a case (1) of the lock mechanism fixed by bolts (2) on a case (3) of the unit. In the case (3) there is a shaft (6) of a front axle drive. At the right side of the shaft (6) of the front axle drive on splints there is a coupling (10) of differential lock, which engages with a carrier (11) of differential. In the case (1) of the lock mechanism there is a sensor (14) of lock switching, with the help of a stem (15) joined with a fork (13) in a transfer gearbox (version 1) or directly with the stem (15) in driving axles (version 2). The fork (13), coupled with a coupling (10) of differential lock, is installed on the stem (15), arranged as a whole with a piston (16). The piston (16) is pressed with a return spring (17) and is installed in a body (18) of the differential lock mechanism. The body (18) of the differential lock mechanism is installed into a hole of the case (1) of the lock mechanism in the transfer gearbox (version 1) or in the case (3) in driving axles (version 2). The piston (16) rests against an adjustment nut (21) with external thread. A cover (23) of the lock mechanism is fixed to the case (1) of the lock mechanism with bolts (24) and has a hole (25) for compressed air supply.

EFFECT: improved operational properties of a device.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях колесных транспортных средств.The invention relates to a transport mechanical engineering and can be used in transmissions of wheeled vehicles.

Известен механизм блокировки дифференциала двухступенчатой планетарной раздаточной коробки, содержащий муфту блокировки, установленную на шлицевой вал привода, поджатый возвратной пружиной шток, на котором установлена вилка, связанная с муфтой блокировки (патент РФ №2248891, МПК B60K 17/346, F16H 37/08, опубл. 27.03.2005).A known mechanism for locking the differential of a two-stage planetary transfer case, comprising a lock clutch mounted on a spline drive shaft, a rod preloaded by a return spring, on which a plug is connected, is connected to the lock clutch (RF patent No. 2248891, IPC B60K 17/346, F16H 37/08, publ. March 27, 2005).

Известен также механизм блокировки дифференциала на примере раздаточной коробки, выбранный в качестве наиболее близкого к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату, содержащий картер механизма блокировки, установленный на картере раздаточной коробки через плиту промежуточную, в котором на шариковом подшипнике, зафиксированном стопорным кольцом, установлен вал привода переднего моста, на шлицах которого с левой стороны установлен фланец, зафиксированный гайкой. С правой стороны вала на шлицах установлена муфта блокировки дифференциала, которая входит в зацепление с муфтой дифференциала, сопрягаемой по шлицам с шестерней, установленной на роликовом подшипнике в картере раздаточной коробки. В картере механизма блокировки установлен датчик включения блокировки при помощи штифта, связанный с вилкой. Вилка, поджимаемая пружиной возвратной, установлена на поршне, который, в свою очередь, установлен на стержень. Стержень правой стороной установлен в отверстие плиты промежуточной, левой стороной зафиксирован регулировочной гайкой, которая ввернута в крышку и зафиксирована гайкой (см. изображенный на фиг.1 механизм блокировки дифференциала раздаточной коробки VG 2000 фирмы ZF-Steyr, Австрия).There is also a known differential lock mechanism for the transfer case, selected as the closest to the proposed technical solution by the set of essential features and the technical result achieved, comprising a lock case housing mounted on the transfer case housing through an intermediate plate, in which the ball bearing is fixed by a lock a ring, a front axle drive shaft is installed, on the slots of which a flange fixed by a nut is installed on the left side . On the right side of the shaft, a differential lock clutch is installed on the splines, which engages with a differential clutch mating along the splines with a gear mounted on a roller bearing in the transfer case housing. In the crankcase of the locking mechanism, a locking inclusion sensor is mounted with a pin connected to the plug. The fork, drawn by the return spring, is mounted on the piston, which, in turn, is mounted on the shaft. The rod with the right side is installed in the intermediate hole of the plate, the left side is fixed with an adjusting nut that is screwed into the cover and secured with a nut (see the VG 2000 differential gear differential locking mechanism shown in Fig. 1 from ZF-Steyr, Austria).

Недостатком известного устройства является сложность регулировки механизма блокировки дифференциала, связанная с тем, что для ограничения максимального хода перемещения муфты блокировки регулировку необходимо производить заранее. Регулировка максимального хода штока или вилки производится отдельно, до установки в раздаточную коробку. При этом требуется высокая точность изготовления деталей механизма блокировки дифференциала, входящих в размерную цепь, а также выполнение дополнительных расчетов. В итоге увеличивается трудоемкость сборки и стоимость изготовления деталей механизма блокировки дифференциала.A disadvantage of the known device is the difficulty of adjusting the differential lock mechanism, due to the fact that to limit the maximum travel of the lock clutch, the adjustment must be made in advance. The maximum stroke of the rod or plug is adjusted separately, before being installed in the transfer case. This requires high precision manufacturing of parts of the differential lock mechanism included in the dimensional chain, as well as additional calculations. As a result, the complexity of the assembly and the cost of manufacturing parts of the differential lock mechanism increase.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплуатационных характеристик механизма блокировки дифференциала за счет упрощения процесса регулировки, обеспечения возможности ее осуществления после установки механизма блокировки в агрегат, например раздаточную коробку или ведущий мост.The task to which the claimed technical solution is directed is to improve the operational characteristics of the differential lock mechanism by simplifying the adjustment process, making it possible to implement it after installing the lock mechanism in the unit, for example, a transfer case or drive axle.

При решении данной задачи существуют следующие противоречия: чтобы сделать регулировку в устройстве, необходимо левый конец стержня вывести за пределы гайки регулировочной. Это приведет к тому, что нарушится герметичность, значительно увеличатся радиальные габариты механизма, так как необходимо иметь место для установки регулировочного ключа, что недопустимо для технических условий агрегата. Также возможна регулировка с правой стороны стержня. Для этого требуется выполнить специальное отверстие в картере раздаточной коробки, но это невозможно из-за того, что в данном месте всегда находятся детали раздаточной коробки в виде шестерен, кроме того, наличие значительного отверстия снижает прочность картера раздаточной коробки.When solving this problem, the following contradictions exist: in order to make adjustment in the device, it is necessary to remove the left end of the shaft outside the adjusting nut. This will lead to the fact that the tightness is violated, the radial dimensions of the mechanism will increase significantly, since it is necessary to have a place to install the adjustment key, which is unacceptable for the technical conditions of the unit. Adjustment is also possible on the right side of the shaft. This requires a special hole in the case of the transfer case, but this is impossible due to the fact that there are always parts of the transfer case in the form of gears in this place, in addition, the presence of a significant hole reduces the strength of the case of the transfer case.

Для решения поставленной задачи в механизме блокировки дифференциала, содержащем муфту блокировки, установленную на шлицевой вал привода, поршень, регулировочный стержень, левый конец которого ввернут в регулировочную гайку с контргайкой и размещен в крышке, имеющей отверстие для подачи сжатого воздуха, вилку, установленную с возможностью взаимодействия с муфтой блокировки, датчик включения блокировки, размещенный в картере механизма блокировки с возможностью воздействия на вилку, поршень поджат возвратной пружиной, регулировочный стержень выполнен в виде штока, на котором установлена вилка, при этом шток и поршень выполнены за одно целое, правый конец штока размещен в картере рабочего агрегата, а на его левый резьбовой конец установлена дополнительная гайка. По второму варианту исполнения датчик включения блокировки размещен в картере механизма блокировки с возможностью воздействия на шток.To solve this problem, in the differential lock mechanism containing a lock clutch mounted on the splined drive shaft, a piston, an adjusting rod, the left end of which is screwed into the adjusting nut with a lock nut and placed in a cover with a hole for supplying compressed air, a fork installed with the possibility interactions with the lock clutch, the lock enable sensor, located in the crankcase of the lock mechanism with the possibility of impact on the plug, the piston is preloaded by the return spring, adjusting with the rod is made in the form of a rod on which the plug is mounted, while the rod and piston are made in one piece, the right end of the rod is placed in the crankcase of the working unit, and an additional nut is installed on its left threaded end. According to the second embodiment, the lock enable sensor is located in the crankcase of the lock mechanism with the possibility of acting on the rod.

Наличие регулировочного стержня в виде штока, выполненного за одно целое с поршнем, поджатым возвратной пружиной, размещение вилки на штоке, а правого конца штока - в картере рабочего агрегата, а также установка дополнительной гайки на резьбовой конец штока в совокупности позволяет точно регулировать максимальный ход вилки и зазор между муфтой блокировки и водилом дифференциала после установки данного механизма в агрегат, например раздаточную коробку.The presence of an adjusting rod in the form of a rod made in one piece with the piston pressed by the return spring, the placement of the fork on the rod, and the right end of the rod in the crankcase of the working unit, as well as the installation of an additional nut on the threaded end of the rod together, allows you to accurately control the maximum stroke and the gap between the lock clutch and the differential carrier after installing this mechanism in the unit, for example a transfer case.

Для того чтобы обеспечить заявленный технический результат при установке механизма блокировки дифференциала в ведущий мост датчик включения блокировки размещают в картере механизма блокировки с возможностью воздействия на шток.In order to ensure the claimed technical result when installing the differential lock mechanism in the drive axle, the lock enable sensor is placed in the crankcase of the lock mechanism with the possibility of acting on the rod.

В итоге конструкция позволяет регулировать ход муфты блокировки после установки в рабочий агрегат, например раздаточную коробку, ведущий мост.As a result, the design allows you to adjust the stroke of the lock clutch after installation in a working unit, for example, a transfer case, a drive axle.

Заявителю не известны механизмы блокировки дифференциалов с указанной совокупностью существенных признаков, и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».The applicant does not know the differential locking mechanisms with the specified set of essential features, and the claimed set of essential features does not follow explicitly from the current level of technology, therefore, the claimed technical solution meets the patentability condition of “novelty” and “inventive step”.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

фиг.1 - механизм блокировки дифференциала раздаточной коробки VG 2000 фирмы ZF-Steyr, Австрия (прототип);figure 1 - the differential lock differential transfer case VG 2000 company ZF-Steyr, Austria (prototype);

фиг.2 - вариант механизма блокировки дифференциала на примере раздаточной коробки;figure 2 - version of the differential lock mechanism on the example of the transfer case;

фиг.3 - вариант механизма блокировки дифференциала на примере ведущих мостов.figure 3 is a variant of the differential lock mechanism on the example of the driving axles.

Механизм блокировки дифференциала содержит картер 1 механизма блокировки, закрепленный болтами 2 на картере 3 агрегата.The differential lock mechanism includes a crankcase 1 of the lock mechanism, bolted 2 to the crankcase 3 of the unit.

В картере 3 на шариковом подшипнике 4, зафиксированном стопорным кольцом 5, установлен вал 6 привода переднего моста, на шлицы которого с левой стороны установлен фланец 7 в раздаточной коробке (вариант 1) или совмещенный с выходным валом 6 в ведущих мостах (вариант 2), зафиксированный упорной шайбой 8 и двумя болтами 9.In the crankcase 3, on the ball bearing 4 fixed by the locking ring 5, a front axle drive shaft 6 is installed, on the slots of which on the left side there is a flange 7 in the transfer case (option 1) or combined with the output shaft 6 in the drive axles (option 2), fixed by thrust washer 8 and two bolts 9.

С правой стороны вала 6 привода переднего моста на шлицах установлена муфта 10 блокировки дифференциала, которая входит в зацепление с водилом 11 дифференциала, установленным на роликовый подшипник 12 в картере 3. В картере 1 механизма блокировки установлен датчик 14 включения блокировки, при помощи штока 15 связанный с вилкой 13 в раздаточной коробке (вариант 1 исполнения) или непосредственно со штоком 15 в ведущих мостах (вариант 2 исполнения). Вилка 13, сопрягаемая с муфтой 10 блокировки дифференциала, установлена на штоке 15, выполненным за одно целое с поршнем 16. Поршень 16 поджат возвратной пружиной 17 и установлен в корпус 18 механизма блокировки дифференциала. Корпус 18 механизма блокировки дифференциала установлен в отверстие картера 1 механизма блокировки в раздаточной коробке (вариант 1) или в картере 3 в ведущих мостах (вариант 2).On the right side of the front axle drive shaft 6, a differential lock clutch 10 is installed on the splines, which engages with a differential carrier 11 mounted on the roller bearing 12 in the crankcase 3. In the crankcase 1 of the lock mechanism, a lock enable sensor 14 is installed using the rod 15 connected with a plug 13 in the transfer case (version 1 of the design) or directly with the rod 15 in the drive axles (version 2 of the design). The plug 13, mating with the differential lock clutch 10, is mounted on the rod 15, made in one piece with the piston 16. The piston 16 is pressed by the return spring 17 and installed in the housing 18 of the differential lock mechanism. The housing 18 of the differential lock mechanism is installed in the opening of the crankcase 1 of the lock mechanism in the transfer case (option 1) or in the crankcase 3 in the drive axles (option 2).

С левой стороны штока 15 установлена регулировочная гайка 19 с внутренней резьбой, зафиксированная гайкой 20. Поршень 16 упирается в регулировочную гайку 21 с наружной резьбой, установленную в корпусе 18 механизма блокировки дифференциала и зафиксированную от проворота штифтом 22, установленным в отверстие регулировочной гайки 21 и в крышку 23 механизма блокировки. Крышка 23 механизма блокировки прикреплена к картеру 1 механизма блокировки болтами 24 и имеет отверстие 25 для подачи сжатого воздуха.An adjusting nut 19 with an internal thread fixed by a nut 20 is installed on the left side of the stem 15. The piston 16 abuts against an adjusting nut 21 with an external thread installed in the housing 18 of the differential lock mechanism and secured against rotation by a pin 22 installed in the hole of the adjusting nut 21 and the cover 23 of the locking mechanism. The cover 23 of the locking mechanism is attached to the crankcase 1 of the locking mechanism by bolts 24 and has an opening 25 for supplying compressed air.

Регулировка механизма блокировки данных агрегатов осуществляется следующим образом.The adjustment of the locking mechanism of these units is as follows.

Необходимо снять крышку 23 механизма блокировки со штифтом 22, предварительно открутив болты 24. Отвернуть гайку 20, надавив на поршень 16, упереть зуб муфты 10 блокировки дифференциала в зуб водила 11 дифференциала. Далее завернуть регулировочную гайку 21 с наружной резьбой, с шагом резьбы 1 мм, до упора в поршень 16 и открутить ее на n оборотов. Данная регулировочная гайка 21 регулирует зазор h, который будет равен числу оборотов n, выраженному в миллиметрах.It is necessary to remove the cover 23 of the locking mechanism with the pin 22, having previously unscrewed the bolts 24. Unscrew the nut 20 by pressing on the piston 16, push the tooth of the differential lock clutch 10 into the differential tooth 11. Then tighten the adjusting nut 21 with an external thread, with a thread pitch of 1 mm, into the piston 16 as far as it will go and unscrew it by n turns. This adjusting nut 21 controls the clearance h, which will be equal to the number of revolutions n, expressed in millimeters.

Затем отпустить поршень 16, завернуть регулировочную гайку 19 с внутренней резьбой, с шагом резьбы 1 мм до упора в регулировочную гайку 21 с наружной резьбой и открутить ее на N оборотов. Данная регулировочная гайка 19 регулирует зазор H, который будет равен числу оборотов N, выраженному в миллиметрах.Then release the piston 16, tighten the adjusting nut 19 with an internal thread, with a thread pitch of 1 mm all the way into the adjusting nut 21 with an external thread, and unscrew it by N turns. This adjusting nut 19 controls the clearance H, which will be equal to the number of revolutions N, expressed in millimeters.

Далее завернуть гайку 20, установить крышку 23 механизма блокировки со штифтом 22 таким образом, чтобы штифт 22 попал в отверстие регулировочной гайки 21 с наружной резьбой, при необходимости повернув регулировочную гайку 21 для совмещения ее ближайшего отверстия со штифтом 22. В данной регулировочной гайке 21 выполнены десять отверстий под штифт 22, что соответствует минимальному шагу регулировки, равному 0,1 мм.Next, tighten the nut 20, install the cover 23 of the locking mechanism with the pin 22 so that the pin 22 gets into the hole of the adjusting nut 21 with the external thread, if necessary, turn the adjusting nut 21 to align its closest hole with the pin 22. In this adjusting nut 21 ten holes for the pin 22, which corresponds to a minimum adjustment step of 0.1 mm.

После регулировки в отверстие 25 крышки 23 подается сжатый воздух, поршень 16 со штоком 15 перемещаются вправо, преодолевая усилие возвратной пружины 17, перемещая вилку 13, закрепленную на штоке 15. Вилка 13 перемещает муфту 10 блокировки и вводит ее в зацепление с водилом 11 дифференциала.After adjustment, compressed air is supplied into the opening 25 of the cover 23, the piston 16 with the rod 15 moves to the right, overcoming the force of the return spring 17, moving the fork 13 fixed on the rod 15. The fork 13 moves the lock clutch 10 and engages it with the differential carrier 11.

Предлагаемая конструкция позволяет регулировать с шагом 0,1 мм ход h муфты блокировки после установки механизма блокировки в рабочий агрегат, например раздаточную коробку, ведущий мост, а также ход H штока либо поршня с шагом 1 мм.The proposed design allows you to adjust with a step of 0.1 mm the stroke h of the lock clutch after installing the lock mechanism in the working unit, for example, transfer case, drive axle, as well as the stroke H of the rod or piston with a step of 1 mm.

Заявленная конструкция механизма блокировки дифференциала позволяет упростить процесс регулировки, обеспечить возможность ее осуществления после установки механизма блокировки в агрегат, например раздаточную коробку или ведущий мост, что положительно влияет на эксплуатационные характеристики механизма блокировки дифференциала.The claimed design of the differential lock mechanism allows you to simplify the adjustment process, to ensure the possibility of its implementation after installing the lock mechanism in the unit, for example a transfer case or drive axle, which positively affects the operational characteristics of the differential lock mechanism.

Предлагаемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The proposed technical solution meets the requirements of industrial applicability and is possible for implementation on standard processing equipment.

Claims (2)

1. Механизм блокировки дифференциала, содержащий муфту блокировки, установленную на шлицевой вал привода, поршень, регулировочный стержень, левый конец которого ввернут в регулировочную гайку с контргайкой и размещен в крышке, имеющей отверстие для подачи сжатого воздуха, вилку, установленную с возможностью взаимодействия с муфтой блокировки, датчик включения блокировки, размещенный в картере механизма блокировки с возможностью воздействия на вилку, отличающийся тем, что поршень поджат возвратной пружиной, регулировочный стержень выполнен в виде штока, на котором установлена вилка, при этом шток и поршень выполнены за одно целое, правый конец штока размещен в картере рабочего агрегата, а на его левый резьбовой конец установлена дополнительная гайка.1. The differential lock mechanism, comprising a lock clutch mounted on a spline drive shaft, a piston, an adjustment rod, the left end of which is screwed into the adjusting nut with a lock nut and placed in a cover having a hole for supplying compressed air, a plug mounted to interact with the coupling lock, lock enable sensor, located in the crankcase of the lock mechanism with the possibility of impact on the fork, characterized in that the piston is preloaded by the return spring, the adjustment rod ying in the form of a rod, on which the fork, wherein the rod and the piston are integrally formed, a right end of the rod disposed in said housing of the working unit, and at its left end an extra threaded nut. 2. Механизм блокировки дифференциала, содержащий муфту блокировки, установленную на шлицевой вал привода, поршень, регулировочный стержень, левый конец которого ввернут в регулировочную гайку с контргайкой и размещен в крышке, имеющей отверстие для подачи сжатого воздуха, вилку, установленную с возможностью взаимодействия с муфтой блокировки, датчик включения блокировки, отличающийся тем, что поршень поджат возвратной пружиной, регулировочный стержень выполнен в виде штока, на котором установлена вилка, при этом шток и поршень выполнены за одно целое, правый конец штока размещен в картере рабочего агрегата, а на его левый резьбовой конец установлена дополнительная гайка, при этом датчик включения блокировки размещен в картере механизма блокировки с возможностью воздействия на шток. 2. A differential lock mechanism comprising a lock clutch mounted on a splined drive shaft, a piston, an adjustment rod, the left end of which is screwed into the adjustment nut with a lock nut and placed in a cover having a hole for supplying compressed air, a plug mounted to interact with the coupling lock, lock enable sensor, characterized in that the piston is preloaded by the return spring, the adjustment rod is made in the form of a rod on which the plug is mounted, while the rod and piston are made integrally, the right end of the rod disposed in said housing of the working unit, and at its left end an extra threaded nut, wherein the lock switching sensor is disposed in the casing of the locking mechanism capable of acting on the stem.

Images