BE1020745A3 - Verbeterde continu variabele transmissie. - Google Patents

Description

Verbeterde continu variabele transmissie.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een continu variabele transmissie, ook bekend als CVT.

Dergelijke transmissies worden gebruikt voor het overbrengen van een draaibeweging en een koppel van een ingaande as naar een uitgaande as van de transmissie en dit met een aangepast toerental.

De toepassingen zijn bekend zoals in de vorm van een versnellingsbak in voertuigen voor het overbrengen van het koppel van de motor naar de wielen of zoals in machines om de draaisnelheid van de krachtbron te herleiden of te versnellen naar een aangepaste snelheid voor een vereiste beweging

Een transmissie wordt gekenmerkt door een globale overbrengingsverhouding die de verhouding is van het ingaande toerental op het uitgaande toerental.

CVT' s hebben de eigenschap dat de overbrengingsverhouding traploos regelbaar is binnen een bepaald bereik.

Hiervoor wordt doorgaans een variator toegepast waarbij, volgens één variant, op zowel de ingaande as, als op de uitgaande as een riemschijf is voorzien met twee conische schijfhelften waarvan de onderlinge afstand traploos instelbaar is en waartussen een riem is aangebracht voor de overbrenging van het koppel van de riemschijf op de ingaande as naar de riemschijf op de uitgaande as en dit met een aangepast toerental dat functie is van de ingestelde onderlinge afstand tussen de schijfhelften.

De huidige CVT's in de automobielindustrie met zulke variator hebben een beperkt bereik tot ongeveer zes.

Het vergroten van het bereik van een CVT heeft een negatieve invloed op het transmissierendement.

Andere bekende nieuwe types van transmissies, in het bijzonder de getrapte transmissies, evolueren naar meer en meer versnellingen met discrete overbrengingsverhoudingen en een meer en meer naadloze overschakeling tussen versnellingen dankzij het gebruik van dubbele koppelingstransmissies.

Deze nieuwe types van transmissies benaderen het oneindig aantal overbrengingsverhoudingen van de traploos instelbare CVT en de traploze overschakeling van de CVT wordt nagebootst door de naadloze schakeling tussen versnellingen.

Deze nieuwe transmissies bieden een bereik van overbrengingsverhoudingen die hoger is dan zes.

Uit WO 2002/032873 is een transmissie bekend waarbij een hoger bereik van transmissieverhoudingen wordt nagestreefd en waarbij een bereik van ongeveer negen mogelijk is door toepassing van twee traploze variators met een traploze riem- of kettingoverbrenging.

Deze dubbele CVT heeft echter het nadeel te duur te zijn.

Een ander ontwerp van transmissie is bekend uit het EP 2.228.566 en is een combinatie van een CVT en een getrapte transmissie met twee discrete overbrengingsverhoudingen. Alhoewel dit ontwerp een bereik van overbrengingsverhouding tot 7,3 mogelijk maakt, is binnen dit voornoemde bereik op een zeker punt een overschakeling vereist tussen de hoogste en de laagste overbrengingsverhouding van de variator en omgekeerd, waardoor deze transmissie niet hetzelfde volledige comfort levert als dit van een CVT.

Er zijn nog andere CVT concepten bekend met een bereik van overbrengingsverhoudingen groter dan zes, maar deze hebben het nadeel veel complexer en dus duurder te zijn, waardoor zij ongeschikt zijn voor toepassing in de automobielsector.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de uitvinding een verbeterde continu variabele transmissie of deeltransmissie voor het overbrengen van een draaibeweging van een ingaande as naar een uitgaande as, waarbij de CVT drie deeltransmissies bevat, respectievelijk: - een ingaande deeltransmissie met een ingaande as overeenstemmend met de ingaande as van de CVT en twee uitgaande assen, respectievelijk een eerste en een tweede uitgaande as, en een omschakelmechanisme om de ingaande as selectief op een koppeloverbrengende manier te kunnen koppelen met de eerste of met de tweede uitgaande as van de ingaande deeltransmissie; een uitgaande deeltransmissie met een uitgaande as overeenstemmend met de uitgaande as van de CVT en twee ingaande assen, respectievelijk een eerste en een tweede ingaande as, en een omschakelmechanisme om de uitgaande as van de CVT selectief op een koppeloverbrengende manier te kunnen koppelen met de eerste of met de tweede ingaande as van de uitgaande deeltransmissie; - een intermediaire deeltransmissie in de vorm van een zogenaamde variator met twee assen met een traploos instelbare overbrengingsverhouding tussen de toerentallen van deze twee assen, respectievelijk een eerste as die een koppeloverbrengende verbinding vormt tussen de eerste assen van de ingaande en van de uitgaande deeltransmissies en een tweede as die een koppeloverbrengende verbinding vormt tussen de tweede assen van de ingaande en van uitgaande deeltransmissies, waarbij de CVT verder is voorzien van een selectieve sturing voor het omschakelen van de omschakelmechanismen van de ingaande en van de uitgaande deeltransmissies op zodanige manier dat overgeschakeld kan worden tussen twee mogelijke transmissiepaden voor het overbrengen van het koppel tussen de ingaande en de uitgaande as van de CVT, respectievelijk een eerste transmissiepad van de ingaande as over de eerste as van de ingaande deeltransmissie en de eerste as van de variator naar de tweede as van de variator en verder via de tweede as van de uitgaande deeltransmissie naar de uitgaande as van de CVT, en, een tweede transmissiepad van de ingaande as van de CVT over de tweede as van de ingaande deeltransmissie en de tweede as van de variator naar de eerste as van de variator en verder via de eerste as van de uitgaande deeltransmissie naar de uitgaande as van de CVT.

De oplossing van het gebruik van de variator volgens twee transmissiepaden voor het overbrengen van een toerental van de ingaande as van de CVT naar de uitgaande as van de CVT, maakt het mogelijk om op een relatief eenvoudige manier het bereik van de overbrengingsverhoudingen van de variator in één richting te combineren met het bereik van de variator in de andere richting, waardoor het globale bereik wordt verhoogd ten opzichte van het normale bereik van de variator die slechts in één richting wordt toegepast.

Met zulke CVT volgens de uitvinding kan met toepassing van slechts één enkele variator toch een globaal bereik van transmissieverhoudingen worden bereikt dat het kwadraat is van het bereik van de gebruikte variator.

Dit resulteert erin dat met een variator met een bereik van zes een globaal bereik van de CVT van 36 bereikt kan worden.

Voor het optimaliseren van het brandstofverbruik in de huidige voertuigen is een versnellingsbak vereist met een bereik van ongeveer 9. Dit kan gerealiseerd worden met een CVT volgens de uitvinding met een variator met een bereik van 3.

Het is bekend dat bij een variator de verliezen des te groter zijn en het toegelaten maximum over te brengen koppel over de variator des te kleiner is dat de transmissieverhouding van de variator verder afwijkt van de verhouding 1:1.

Dankzij de uitvinding is het mogelijk om, voor een gegeven bereik van de transmissieverhoudingen van de CVT, de variator toch bij een lagere transmissieverhouding toe te passen in een bereik van de variator met minder verliezen en dus met een grotere efficiëntie en in een bereik waar hogere maximum over te dragen koppels mogelijk zijn met eenzelfde variator.

Bij voorkeur is de voornoemde sturing zodanig ingesteld dat de overschakeling tussen beide transmissiepaden gebeurt op het ogenblik dat de globale CVT overbrengingsverhouding van het toerental van de uitgaande as van de CVT op het toerental van de ingaande as van de CVT volgens het eerste transmissiepad gelijk of nagenoeg gelijk is aan de globale CVT overbrengingsverhouding volgens het tweede transmissiepad.

In dat geval kan de overschakeling van het ene pad op het andere pad zo goed als naadloos gebeuren zonder koppelonderbreking.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op het gebruik van een variator in een CVT voor het overbrengen van een draaibeweging van een ingaande as naar een uitgaande as met een variabele overbrengingsverhouding, waarbij de variator bijvoorbeeld wordt gevormd door twee instelbare riemschijven, respectievelijk een eerste riemschijf en een tweede riemschijf, die onderling verbonden zijn door middel van een riem, waarbij door middel van een sturing selectief wordt overgeschakeld tussen twee mogelijke transmissiepaden, namelijk een eerste transmissiepad voor een bereik met hoge transmissieverhoudingen dat over de variator loopt van de eerste riemschijf naar de tweede riemschijf en een tweede transmissiepad voor een bereik met lagere transmissieverhoudingen dat over de variator loopt in omgekeerde zin van de tweede riemschijf naar de eerste riemschij f.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van verbeterde continu variabele transmissie volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:

Figuur 1 schematisch een continu variabele transmissie volgens de uitvinding weergeeft; de figuren 2 tot 4 de transmissie van figuur 1 weergeven in een andere schakelstanden; figuur 5 een transmissie volgens de uitvinding weergeeft schematisch toegepast in een voertuig; figuur 6 schematisch een praktische uitvoeringsvorm weergeeft van een transmissie volgens de uitvinding; figuur 7 de transmissie van figuur 6 weergeeft in een andere schakelstand; figuur 8 een variante weergeeft van een transmissie volgens de uitvinding.

De in figuur 1 weergegeven CVT 1 is bedoeld voor het overbrengen van de draaibeweging en koppel van een ingaande as 2, bijvoorbeeld gekoppeld aan een niet weergegeven aandrijving zoals de motor van een voertuig, naar een uitgaande as 3, bijvoorbeeld gekoppeld aan de wielen van het voertuig voor de aandrijving ervan.

De CVT 1 bevat drie deeltransmissies, respectievelijk een: - een ingaande deeltransmissie 4 met een ingaande as overeenstemmend met de ingaande as 2 van de CVT 1 en twee uitgaande assen, respectievelijk een eerste uitgaande as 5 en een tweede uitgaande as 6; - een uitgaande deeltransmissie 7 met een uitgaande as overeenstemmend met de uitgaande as 3 van de CVT 1 en twee ingaande assen, respectievelijk een eerste ingaande as 8 en een tweede ingaande as 9; en, - een intermediaire deeltransmissie 10 in de vorm van een zogenaamde variator 11 met twee assen, respectievelijk een eerste as 12 die koppeloverdragend gekoppeld is tussen de eerste assen 5 en 8 van de deeltransmissies 4 en 7 en een tweede as 13 die koppeloverdragend gekoppeld is tussen de tweede assen 6 en 9 van de deeltransmissies 4 en 7.

De variator 11 wordt in dit geval gevormd door twee diabolovormige riemschijven, respectievelijk een eerste riemschijf 14 op de as 12 en een tweede riemschijf 15 op de as 13, en door een riem 16 die over deze riemschijven 14 en 15 is geleid ter overbrenging van het koppel van één as 12- 13 naar de andere as 12-13, waarbij elk van de riemschijven 14 en 15 is samengesteld uit twee schi j fhelf ten, respectievelijk 14Δ voor de eerste riemschijf 14 en 15A voor de tweede riemschijf 15, die ten opzichte van elkaar axiaal verschuifbaar zijn op de betreffende as 12-13 door middel van een niet weergegeven aandrijving aangestuurd door middel van een sturing 17 en stuurleidingen 18 ter vorming van een loopgroef 14B-15B voor de riem 16 met een veranderlijke breedte tussen de schijfhelften.

Wanneer de schijfhelften van een riemschijf 14-15 van elkaar weg worden bewogen, dan zakt de riem 16 dieper weg in de loopgroef 14B-15B van de riemschijf 14-15, waardoor de afstand R-R' van de riem 16 tot de betreffende as 12-13 kleiner wordt, terwijl wanneer de schijfhelften van een riemschijf 14-15 naar elkaar toe worden bewogen, de riem 16 in de loopgroef 14B-15B verder van de betreffende as 12-13 wordt weggeduwd, waardoor zijn afstand R-R' tot de betreffende as 12-13 groter wordt.

De sturing 17 is zodanig dat de riem 16 altijd onder spanning wordt gehouden. Als door de sturing 17 de kracht op de schijfhelften 14A-15A van één van de riemschijven 14- 15 wordt verhoogd, zullen de schijfhelften 14A-14B van de betreffende riemschijf 14-15 naar elkaar worden bewogen en zal de afstand R-R' van de riem 16 tot de betreffende as 12-13 vergroten.

Door de minieme elasticiteit van de riem 16, zal de afstand R-R' van de riem 16 tot de andere as 12-13 gelijktijdig verkleinen en zullen de schijfhelften 14A-15A van de andere riemschijf 14-15 uit elkaar worden getrokken.

Op deze manier kan de overbrengingsverhouding (ii2>i3)pi van de as 12 naar de as 13, met andere woorden de verhouding Πΐ2/ηχ3 van het ingaande toerental ni2 op het uitgaande toerental ni3 volgens een pad aangeduid met de pijlen PI in de figuren 1 en 2, traploos worden ingesteld binnen een zeker bereik tussen een hoogste waarde (Ii2>i3) pih/ overeenstemmend bijvoorbeeld met de situatie van figuur 1, en een laagste waarde ( ii2>i3) pil/ overeenstemmend bijvoorbeeld met de situatie van figuur 2.

Het bereik Bv van deze overbrengingsverhouding (ii2>i3)pi is de verhouding tussen de voornoemde hoogste en de laagste waarde van de overbrengingsverhouding, met andere woorden

Bv = ( Ïl2>13 ) PIH / ( il2>13 ) PIL

Dit bereik Bv van de variator heeft typisch een waarde tot maximaal zes.

De ingaande deeltransmissie 4 is voorzien van een omschakelmechanisme 19 om de ingaande as 2 van de CVT 1 selectief op een koppeloverbrengende manier te kunnen koppelen met de eerste uitgaande as 5 of met de tweede uitgaande as 6 van deze deeltransmissie 4, waarbij dus met andere woorden slechts één enkele van de beide uitgaande assen 5-6 gekoppeld is met de ingaande as 2, terwijl de andere uitgaande as 5-6 ontkoppeld is van de ingaande as.

De deeltransmissie 4 is zodanig dat voor eenzelfde draaizin van de ingaande as de draaizin van de gekoppelde as dezelfde is in beide gevallen waarbij, hetzij in het ene geval de ene, hetzij in het andere geval de andere as gekoppeld is.

Op analoge manier is de uitgaande .deeltransmissie 7 voorzien van een omschakelmechanisme 20 om de uitgaande as 3 van de CVT 1 selectief op een koppeloverbrengende manier te kunnen koppelen met de eerste ingaande as 8 of met de tweede ingaande as 9 van deze deeltransmissie 7, waarbij in beide gevallen voor eenzelfde draaizin van de gekoppelde as 8-9 ook de draaizin van de uitgaande as dezelfde is in beide gevallen.

De omschakelmechanismen 19 en 20 worden selectief gestuurd door de sturing 17 of door een afzonderlijke sturing op een zodanige manier dat overgeschakeld kan worden tussen twee mogelijke transmissiepaden voor het overbrengen van het koppel tussen de ingaande as 2 en de uitgaande as 3 van de CVT 1, respectievelijk : - een eerste transmissiepad PI, zoals weergegeven door de pijlen PI in de figuren 1 en 2, uitgaande van de ingaande as 2 van de CVT 1 over de eerste as 5 van de ingaande deeltransmissie 4 en de daarmee gekoppelde eerste as 12 van de variator 11 naar de tweede as 13 van de variator 11 en verder via de daarmee gekoppelde ingaande tweede as 9 van de uitgaande deeltransmissie 7 naar de uitgaande as 3 van de CVT 1; en, een tweede transmissiepad Pil, zoals weergegeven door de pijlen Pil in de figuren 3 en 4, uitgaande van de ingaande as 2 van de CVT 1 over de tweede as 6 van de ingaande deeltransmissie 4 en de tweede as 13 van de variator 11 naar de eerste as 12 van de variator 11 en verder via de eerste as 8 van de uitgaande deeltransmissie 7 naar de uitgaande as 3 van de CVT 1.

Bij omschakeling tussen het pad PI naar het pad Pil of omgekeerd zorgt de sturing 17 dus voor een omkering van de transmissiezin over de variator 11 en dit zonder omkering van de draaizin van de uitgaande as 3 bij een onveranderde draaizin van de ingaande as 2.

De globale overbrengingsverhouding van de CVT is verschillend naargelang het gekozen pad PI of Pil.

Voor pad PI van de figuren 1 en 2 kan de globale overbrengingsverhouding als volgt worden uitgedrukt: (Ï2>3)pi = n2/n3= n2/ni2 * (ηι2/ηΐ3)ρι; * ni3/n3 = l2>12 * (il2>13)pi * Ïl3>3

Deze overbrengingsverhouding (Ï2>3)pi kan traploos worden ingesteld door de traploze instelling van de variator 11 tussen de hoogste overbrengingsverhouding ( ii2>i3 ) pih overeenstemmend met de situatie van figuur 1, en de laagste overbrengingsverhouding (Ïi2>i3)pil overeenstemmend met de situatie van figuur 2.

De globale overbrengingsverhouding (Î2>3)pi van de CVT 1 zal dus in het geval van pad PI ook traploos instelbaar zijn tussen ( l2>3 ) PIH = l2>12 * (il2>13)piH * Ïl3>3 en ( l2>3 ) PIL = Î2>12 * (Îl2>13)piL * il3>3

Het bereik RPi van de CVT volgens het pad PI is gelijk aan het bereik van de variator volgens het pad PI, aangezien:

Rpi = ( Ï2>3 ) PIH / ( l2>3 ) PIL = (ïl2>13)piH / (ïl2>13)piL = Bv

Het overschakelen van pad PI naar pad Pil op het ogenblik dat de overbrengingsverhouding volgens pad PI laagis, leidt tot de situatie van figuur 3 waarbij de transmissierichting over de variator 11 wordt omgekeerd.

De overbrengingsverhouding (ii3>i2) pii van de variator 11 volgens pad Pil van de as 13 naar de as 12 is het omgekeerde van de overbrengingsverhouding volgens pad PI aangezien : (ii3>i2)pn = nl3/nl2 = l/(ii2>i3)pi

Een lage overbrengingsverhouding (Ïi2>i3)pil volgens pad PI stemt dus bij overschakeling overeen met een hoge overbrengingsverhouding (Ïi3>i2)piih volgens pad Pil en omgekeerd.

Door een traploze variatie van de variator 11 van de situatie van figuur 3 met een hoge overbrengingsverhouding (ii3>i2) puh in de richting van pad Pil naar de situatie van figuur 4 met een lage overbrengingsverhouding (ii3>i2) pul in de richting van pad Pil, zal de overbrengingsverhouding (i2>3) pii van de CVT 1 over pad Pil traploos variëren tussen ( Ï2>3) PIIH = Î2>13* (il3>12) PIIH*il2>3 = l2>13 * 1 / ( Î 12>13 ) PIL* i 12>3 en ( Ï2>3 ) PIIL = Ï2>13* (Ïl3>12) PIIL*il2>3 = 12>13*1/ ( Îl2>13 ) PIH* il2>3

Het bereik van de CVT 1 volgens pad II wordt dan uitgedrukt als :

Rpil = ( Ï2>3 ) PIIH / (Ï2>3)piIL = (Ïl2>13)piH / (ïl2>13)piL = Bv

Het bereik van de CVT 1 volgens pad PI en volgens pad Pil is dus hetzelfde, waarbij het bereik RPI overeenstemt met een gebied van hoge transmissieverhoudingen en het bereik Rpn overeenstemt met een gebied van lagere transmissieverhoudingen.

Door een gepaste keuze van de overbrengingsverhoudingen van de deeltransmissies 4, 10 en 7, kan ervoor gezorgd worden dat de overgang van pad PI naar pad PII zonder schokken in een vloeiende manier kan plaatsvinden.

Dit vereist dat de globale overbrengingsverhouding Ï2>3 van de CVT 1 van de ingaande as 2 naar de uitgaande as 3 volgens pad PI gelijk is aan de globale overbrengingsverhouding Ï2>3 van de CVT 1 van de ingaande as 2 naar de uitgaande as 3 en volgens pad Pil gelijk moeten zijn aan elkaar op het ogenblik van de overschakeling, of met andere woorden dat:

( l2>3 ) PIL = ( Ï2>3 ) PIIH

of, gezien bovenstaande formules, dat: Ï2>12 * ( ï 12>13 ) PIL * Ïl3>3 = l2>13 * 1/ (ïl2>13)piL * ίΐ2>3 waaruit voortvloeit dat het naadloos overschakelen zal gebeuren wanneer: Ï2>13 = l2>12 * Ïl3>3 * (ïl2>13)piL2 / Ïl2>3

De voornoemde transmissieverhouding (Î2>3)pil = (Ï2>3) piih kan berekend en opgelegd worden aan de sturing 17.

Het globale bereik R van de CVT wordt uitgedrukt als

R = ( Ï2>3 ) PIH / ( ^2>3 ) PUL

= ( l2>3 ) PIH / ( Ï2>3 ) PIL * (Ï2>3)PIL / (Ï2>3)piIL

of aangezien voor het naadloos overschakelen tussen de paden PI en Pil geldt dat (Î2>3)pil = (Ϊ2>3)ριιη·

R = ( l2>3 ) PIH / ( l2>3 ) PIL * (Ï2>3)piIH / (Î2>3)pIIL

= Rpi * Rpn = Bv * Bv = Bv2

Het globale bereik R van de overbrengingsverhouding van de CVT 1 in haar geheel is dan gelijk aan het kwadraat van het bereik Bv van de variator 11.

Het gebruik van de CVT 1 volgens de uitvinding is eenvoudig en als volgt.

Vertrekkend van een situatie waarbij de ingaande as 2 aan een bepaald toerental wordt aangedreven door een krachtbron en waarbij, zoals weergegeven in figuur 1, de variator 11 is ingesteld op een hoge transmissieverhouding, wordt de transmissieverhouding van de variator 11 door middel van de sturing 17 traploos verminderd om zo het toerental van de uitgaande as 3 traploos te doen toenemen door de schijfhelten 14A naar elkaar te bewegen en gelijktijdig de schijfhelften 15A van elkaar weg te bewegen waardoor de afstand R van de riem 16 tot de as 12 groter wordt en de afstand R' van de riem 16 tot de as 13 kleiner wordt zoals weergegeven in figuur 2.

Op het ogenblik dat de conditie wordt bereikt dat de globale transmissieverhouding (Ï2>3)pil van de CVT 1 volgens pad PI gelijk wordt aan de globale transmissieverhouding (Ï2>3)piih van de CVT 1 volgens pad Pil, zal de sturing 17 de omschakelmechanismen 19 en 20 gelijktijdig activeren om van het pad PI over te schakelen op het pad Pil zoals weergegeven in figuur 3 voor het overbrengen van het koppel van de ingaande as 2 naar de uitgaande as 3.

Na deze overschakeling kan het toerental van de uitgaande as 3, bij een gelijkblijvend toerental van de ingaande as 2, verder traploos opgedreven worden door de schijfhelften 14A en 15A omgekeerd te bewegen en de riem 16 opnieuw dichter bij de as 13 en verder van de as 12 te brengen.

Het is duidelijk dat op een omgekeerde manier kan te werk gegaan worden om het toerental van de uitgaande as 3 opnieuw te laten afnemen.

Het is trouwens niet noodzakelijk dat het toerental van de ingaande as 2 constant zou zijn.

De CVT 1 zoals hiervoor beschreven kan op zichzelf deel uitmaken van een complexere transmissie.

In figuur 5 is een toepassing weergegeven van een CVT 1 volgens de uitvinding ingebouwd als een versnellingsbak tussen de motor 22 en de wielen 23 van een voertuig 24 en tussen de motor 22 en de wielen 23 een bijkomend omkeermechanisme 25 voorzien om de draairichting van de wielen 23 te kunnen omdraaien zonder de draairichting van de motor 22 om te draaien en optioneel een differentieel 26 om een verschillend toerental toe te laten van de wielen 23 op eenzelfde wielas 27.

Het omkeermechanisme 25 kan in de transmissierichting gezien, zowel stroomop-, als stroomafwaarts van de CVT zijn voorzien.

Het differentieel is bijvoorbeeld vereist voor voertuigen 24 met voorwielaandrijving of met vierwielaandrijving, maar is dan weer niet noodzakelijk bij voertuigen met achterwielaandrijving en een langsopstelling van de motor 22 in het voertuig 24.

Het omkeermechanisme 25 wordt bijvoorbeeld gestuurd door middel van de voornoemde sturing 17.

De sturing 17 is in dit geval gekoppeld aan de bedieningen van het voertuig via dewelke de chauffeur kan versnellen of vertragen.

In figuur 6 is een praktische uitvoeringsvorm weergegeven van de deeltransmissies 4 en 7 en hun respectievelijke omschakelmechanismen 19 en 20.

In het geval van de ingaande deeltransmissie 4 is tussen de ingaande as 2 en elk van de twee uitgaande assen 5 en 6 een tussenas, respectievelijk 5' en 6', voorzien die met de ingaande as 2 gekoppeld is door middel van een tandwieloverbrenging met een tandwiel 28 op de ingaande as 2 en een daarmee ingrijpend tandwiel 29, respectievelijk 30, op elk van de tussenassen 5' en 6' .

Het omschakelmechanisme 19 bevat verder tussen elke tussenas 5' en 6', enerzijds, en overeenstemmende uitgaande as 5 en 6, anderzijds, een schakelbare koppeling 31, respectievelijk 32, in de vorm van een mechanische koppeling met koppelingsplaten die tegen elkaar gedrukt kunnen worden voor een koppeloverdragende koppeling of uit elkaar bewogen kunnen worden om ze ontkoppeld los van elkaar te kunnen laten draaien.

Deze schakelbare koppelingen 31 en 32 worden bijvoorbeeld hydraulisch gestuurd door toedoen van de sturing 17, waarbij telkens slechts één koppeling 31-32 gelijktijdig gekoppeld is terwijl de andere koppeling 31-32 ontkoppeld is. In de overgangsfase van pad PI naar pad Pil en omgekeerd, kunnen de koppelingen tegelijkertijd slippen. De ene wordt gecontroleerd geopend en de andere tegelijkertijd gesloten.

De onderlinge diameters van de steekcirkels van de tandwielen 28-29-30 bepaalt de transmissieverhouding Ï2>i2 en i2>i3 al naargelang de as 5 en de daarmee gekoppelde as 12 of de as 6 met de daarmee gekoppelde as 13 die gekoppeld is met de ingaande as 2.

Op analoge manier bevat de deeltransmissie 7 voor elke ingaande as 8 en 9 een tussenas 8' en 9' die met de uitgaande as 3 gekoppeld is door middel van een tandwieloverbrenging met een tandwiel 33 op de uitgaande as 3 en een daarmee ingrijpend tandwiel 34, respectievelijk 35, op elk van de tussenassen 8' en 9'.

Het omschakelmechanisme 20 bevat verder tussen elke tussenas 8' en 9', enerzijds, en overeenstemmende ingaande as 5 en 6, anderzijds, een schakelbare koppeling 36, respectievelijk 37, in de vorm van een synchro-koppeling met een koppelingsring 38, respectievelijk 39, met inwendige vertanding die in axiale richting verschuifbaar is tussen een gekoppelde positie, enerzijds, waarbij deze koppelingsring 38, respectievelijk 39, met zijn vertanding gelijktijdig ingrijpt in een tandwiel 40 op de as 8 en een even groot tandwiel 41 op de tussenas 8', of respectievelijk gelijktijdig ingrijpt in een tandwiel 42 op de as 9 en een tandwiel 43 op de tussenas 8', en een ontkoppelde positie, anderzijds, waarbij de koppelingsring 38, respectievelijk 39, niet gelijktijdig met beide tandwielen 40-41, respectievelijk 42-43, gekoppeld is.

De verplaatsing van de koppelingsringen 38 en 39 tussen een gekoppelde en een ontkoppelde stand wordt door de sturing 17 zodanig gestuurd dat slechts één van beide synchro-koppelingen 36-37 gekoppeld is terwijl de andere ontkoppeld is, tenzij bij de overgang van pad PI naar pad Pil of omgekeerd.

De sturing 17 is zodanig dat, om over te schakelen van pad PI, zoals weergegeven in figuur 6, naar een transmissie volgens pad Pil, zoals weergegeven in figuur 7, door in een synchronisatiefase over te gaan van . een situatie met slechts één van de koppelingen 36-37 bekrachtigd naar een situatie met beide bekrachtigd. Op het moment van overgang van pad PI naar pad Pil of omgekeerd, zijn de toerentallen op de assen 8 en 8' alsook de toerentallen op de assen 9 en 9' immers gesynchroniseerd.

Vervolgens kunnen de koppelingen 31-32 al slippend en tegelijkertijd overgaan van een ontkoppelde naar een gekoppelde situatie en omgekeerd.

Na het voltooien van deze overgangsfase op de koppelingen 31-32, wordt vervolgens weer één van de synchro-koppelingen 36-37 weer geopend. Koppeling 36 wordt geopend in het geval er naar pad PI geschakeld wordt en koppeling 37 wordt geopend in het geval naar pad Pil geschakeld wordt.

De diameter van de steekcirkels van de tandwielen 33,34 en 35 bepaalt de overbrengingsverhoudingen ii2>3 en ii3>3.

Verder is de werking analoog als reeds beschreven, waarbij, wanneer van pad PI naar Pil wordt overgeschakeld op het ogenblik dat (Î2>3)pil = (Ï2>3)piim het overschakelen kan gebeuren zonder verschil van de draaisnelheid in de koppeling 30 alsook in de koppelingen 36 en 37 en waarbij, bij het overschakelen van pad Pil naar pad PI bij dezelfde conditie, het overschakelen kan gebeuren zonder snelheidsverschil in de koppelingen 31, 36 en 37.

Het is duidelijk dat de koppelingen 31, 32, 36 en 37 ook andere types van koppelingen kunnen zijn dan deze zoals besproken, waarbij bijvoorbeeld de koppelingen 31 en 32 ook als synchro-koppelingen kunnen worden uitgevoerd.

In figuur 8 is een andere variant weergegeven van een CVT 1 volgens de uitvinding waarbij in dit geval de ingaande as 2 en de tussenas 5' worden gevormd door één enkele as en waarbij de hulpassen 5' en 6' van de ingaande deeltransmissie 4 elk zijn voorzien van een tandwiel 29 en 30 die onderling gekoppeld zijn door middel van een riem of ketting 44.

In dit geval is i2>i2 gelijk aan 1 bij koppeling activering van de koppeling 31.

In deze uitvoeringsvorm van figuur 8 zijn bovendien de tandwielen 33, 34 en 35 van de uitgaande deeltransmissie 7 niet rechtstreeks in aangrijping met elkaar maar zijn deze tandwielen onderling verbonden door een riem of ketting 45.

Samengevat kan gesteld worden dat de uitvinding een CVT betreft voor het overbrengen van een draaibeweging van een ingaande as naar een uitgaande as met een variabele transmissieverhouding, waarbij de CVT een variator bevat die wordt gevormd door twee instelbare riemschijven, respectievelijk een eerste riemschijf en een tweede riemschijf, die onderling verbonden zijn door middel van een riem, waarbij de CVT 1 voorzien is van middelen om door middel van een sturing 17 selectief tussen twee mogelijke transmissiepaden te kunnen overschakelen, namelijk een eerste transmissiepad PI voor een hoog bereik RPI met hoge transmissieverhoudingen i2>3 over de variator 11 van de eerste riemschijf 14 naar de tweede riemschijf 15 en een tweede transmissiepad Pil voor een aansluitend laag bereik Rpn met lagere transmissieverhoudingen i2>3 over de variator 11 in omgekeerde zin van de tweede riemschijf 15 naar de eerste riemschijf 14.

Hoewel in de voorbeelden van de figuren telkens een variator is weergegeven met een riem of kettingoverbrenging, zijn ook andere uitvoeringsvormen van variators toepasbaar in een CVT volgens de uitvinding, ' waarbij bijvoorbeeld gedacht kan worden aan een variator van het toroïdaal type of van het type KRG of IVT, kortom elke denkbare transmissie die continu traploos kan schakelen zonder begrenzing in het aantal overbrengingsverhoudingen.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een verbeterde continu variabele transmissie volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (20)

1.- Verbeterde continu variabele transmissie of deeltransmissie CVT (1) voor het overbrengen van een draaibeweging van een ingaande as (2) naar een uitgaande as (3) met een variabele transmissieverhouding i2>3/ daardoor gekenmerkt dat de CVT (1) drie deeltransmissies bevat, respectievelij k: - een ingaande deeltransmissie (4) met een ingaande as overeenstemmend met de ingaande as (2) van de CVT (1) en twee uitgaande assen, respectievelijk een eerste as (5) en een tweede as (6), en een omschakelmechanisme (19) om de ingaande as (2) selectief op een koppeloverbrengende manier te kunnen koppelen met de eerste of met de tweede uitgaande as (5-6) van de ingaande deeltransmissie (4); - een uitgaande deeltransmissie (7) met een uitgaande as overeenstemmend met de uitgaande as (3) van de CVT (1) en twee ingaande assen, respectievelijk een eerste as (8) en een tweede as (9), en een omschakelmechanisme (20) om de uitgaande as (3) van de CVT (1) selectief op een koppeloverbrengende manier te kunnen koppelen met de eerste of met de tweede ingaande as (8-9) van de uitgaande deeltransmissie (7); - een intermediaire deeltransmissie (10) in de vorm van een zogenaamde variator (11) met twee assen (12 en 13) met een traploos instelbare overbrengingsverhouding (ii2>i3) tussen de toerentallen van deze twee assen (12 en 13), respectievelijk een eerste as (12) die een koppeloverbrengende verbinding vormt tussen de eerste assen (5 en 8) van de ingaande en van de uitgaande deeltransmissies (4 en 7) en een tweede as (13) die een koppeloverbrengende verbinding vormt tussen de tweede assen (6 en 9) van de ingaande en van de uitgaande deeltransmissies (4 en 7), waarbij de CVT (1) verder is voorzien van een selectieve sturing (17) voor het omschakelen van de omschakelmechanismen (19 en 20) van de ingaande en van de uitgaande deeltransmissies (4 en 7) op zodanige manier dat overgeschakeld kan worden tussen twee mogelijke transmissiepaden (PI en Pil) voor het overbrengen van het koppel tussen de ingaande as (2) en de uitgaande as (3) van de CVT (1), respectievelijk een eerste transmissiepad (PI) van de ingaande as (2) over de eerste as (5) van de ingaande deeltransmissie (4) en de eerste as (12) van de variator (11) naar de tweede as (13) van de variator (11) en verder via de tweede as (9) van de uitgaande deeltransmissie (7) naar de uitgaande as (3) van de CVT (1) , en, een tweede transmissiepad (Pil) van de ingaande as (2) van de CVT (1) over de tweede as (6) van de ingaande deeltransmissie (4) en de tweede as (13) van de variator (11) naar de eerste as (12) van de variator (11) en verder via de eerste as (8) van de uitgaande deeltransmissie (7) naar de uitgaande as (3) van de CVT (1)·

2.- Verbeterde continu variabele transmissie volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de sturing (17) zodanig is dat de overschakeling van het eerste transmissiepad (PI) naar het tweede transmissiepad (Pil) gebeurt bij het bereiken van een opgelegde lage overbrengingsverhouding (ii2>i3)piL van de variator (11) volgens het eerste pad (PI).

3. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de sturing (17) zodanig is dat de overschakeling van het tweede transmissiepad (Pil) naar het eerste transmissiepad (PI) gebeurt bij het bereiken van een opgelegde hoge overbrengingsverhouding (ii3>i2)piiH van de variator (11) volgens het tweede transmissiepad (Pil).

4. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde sturing zodanig is dat de overschakeling tussen beide transmissiepaden gebeurt op het ogenblik dat de globale CVT overbrengingsverhouding (Ï2>3)pi volgens het eerste transmissiepad (PI) gelijk of nagenoeg gelijk is aan de globale CVT overbrengingsverhouding (Ï2>3)pii volgens het tweede transmissiepad (Pil).

5. Verbeterde continu variabele transmissie volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat door het overschakelen van het eerste transmissiepad (PI) naar het tweede transmissiepad (Pil) een groter bereik (R) wordt verkregen van de globale CVT overbrengingsverhouding, waarbij het bereik (R) wordt uitgedrukt als de verhouding tussen de hoogste globale CVT overbrengingsverhouding tot de laagste globale CVT overbrengingsverhouding die bereikt kan worden binnen het bereik (Bv) van de overbrengingsverhouding van de variator (11).

6. Verbeterde continu variabele transmissie volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat het bereik (R) van de globale CVT overbrengingsverhouding gelijk is aan het kwadraat van het bereik (Bv) van de overbrengingsverhouding van de variator (11).

7. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een omkeermechanisme (25) om de draairichting van één van de assen van de CŸT (1) selectief te kunnen omkeren.

8. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de uitgaande as (3) van de CVT (1) is voorzien van een differentieel (26).

9. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het omschakelmechanisme (19) tussen de ingaande as (2) en elk van de twee uitgaande assen (5 en 6) van de ingaande deeltransmissie (4) een tussenas (5' en 6') en een schakelbare koppeling (31 en 32) bevat, waarbij elke tussenas (5' en 6' ) koppeloverbrengend gekoppeld is met de ingaande as (2) en elke tussenas (5' en 6') selectief koppelbaar of ontkoppelbaar is met een betreffende uitgaande as (5 en 6) door het in- of uitschakelen van de overeenstemmende koppeling (31 en 32) door middel van de voornoemde sturing (17).

10. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het omschakelmechanisme (20) tussen elk van de twee ingaande assen (8 en 9) en de uitgaande as (3) van de uitgaande deeltransmissie (7) een tussenas (8' en 9') en een schakelbare koppeling (36 en 37) bevat, waarbij elke tussenas (8' en 9') koppeloverbrengend gekoppeld is met de uitgaande as (3) en elke tussenas (8' en 9') selectief koppelbaar of ontkoppelbaar is met een betreffende ingaande as (8 en 9) door het in- of uitschakelen van de overeenstemmende koppeling (36 en 37) door middel van de voornoemde sturing (17).

11. Verbeterde continu variabele transmissie volgens conclusie 9 of 10, daardoor gekenmerkt dat de schakelbare koppelingen (31,32,36,37) worden gevormd door een mechanische koppeling met koppelingsplaten of door een synchro-koppeling.

12. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de conclusies 9 tot 11, daardoor gekenmerkt dat de schakelbare koppelingen (31,32) van de ingaande deeltransmissie (4) worden gevormd door een mechanische koppeling met koppelingsplaten en de schakelbare koppelingen (36,37) van de uitgaande deeltransmissie (7) worden gevormd door een synchro-koppeling.

13. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij deel uitmaakt van een tandwielkast.

14. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij deel uitmaakt van een versnellingsbak.

15. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij deel uitmaakt van een versnellingsbak van een voertuig (24) .

16. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de ingaande deeltransmissie (4) zodanig is dat voor eenzelfde draaizin van de ingaande as (2) de, draaizin van de gekoppelde as (5 of 6) dezelfde is in beide gevallen waarbij de ene of de andere as gekoppeld is.

17. Verbeterde continu variabele transmissie volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de uitgaande deeltransmissie (7) zodanig is dat voor eenzelfde draaizin van de gekoppelde ingaande as (8 of 9) ook de draaizin van de uitgaande as (3) dezelfde is in beide gevallen waarbij de ene of de andere as gekoppeld is.

18. Verbeterde continu variabele transmissie of deeltransmissie CVT (1) voor het overbrengen van een draaibeweging van een ingaande as (2) naar een uitgaande as (3) met een variabele transmissieverhouding, daardoor gekenmerkt dat de CVT (1) een variator (11) bevat die wordt gevormd door twee instelbare riemschijven, respectievelijk een eerste riemschijf (14) en een tweede riemschijf (15), die onderling verbonden zijn door middel van een riem (16), daardoor gekenmerkt dat de CVT (1) voorzien is van middelen om door middel van een sturing (17) selectief tussen twee mogelijke transmissiepaden te kunnen overschakelen, namelijk een eerste transmissiepad (PI) voor een bereik (Rpi) met hoge transmissieverhoudingen i2>3 over de variator (11) van de eerste riemschijf (14) naar de tweede riemschijf (15) en een tweede transmissiepad (Pil) voor een bereik (RPn) met lagere transmissieverhoudingen i2>3 over de variator (11) in omgekeerde zin van de tweede riemschijf (15) naar de eerste riemschijf (14).

19. Gebruik van een variator in een CVT voor het overbrengen van een draaibeweging van een ingaande as (2) naar een uitgaande as (3) met een variabele overbrengingsverhouding i2>3, daardoor gekenmerkt dat door middel van een sturing (17) selectief wordt overgeschakeld tussen twee mogelijke transmissiepaden, namelijk een eerste transmissiepad (PI) voor een bereik (RPÎ) met hoge transmissieverhoudingen i2>3 dat over de variator (11) loopt van de eerste riemschijf (14) naar de tweede riemschijf (15) en een tweede transmissiepad (Pil) voor een bereik (RPII) met lagere transmissieverhoudingen i2>3 dat over de variator (11) loopt in omgekeerde zin van de tweede riemschijf (15) naar de eerste riemschijf (14).

20. Gebruik van een variator in een CVT volgens conclusie 19, daardoor gekenmerkt dat de variator (11) wordt gevormd door twee instelbare riemschijven, respectievelijk een eerste riemschijf (14) en een tweede riemschijf (15), die onderling verbonden zijn door middel van een riem (16).