CZ20023115A3 - Drive ring cvt belt - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká řemenů pro přenos výkonu a zejména řemenů pro kontinuálně měnitelný převod skládající se z řemenu vedeného na hnacích kroužcích, které spolupracují se vstupní a výstupní řemenicí.

Dosavadní stav techniky

Ze stavu techniky je dobře známo, že se převod ozubeného typu může použít pro provoz motorového vozidla, motocyklu a podobně. Pro účely zlepšení efektivnosti paliva je výhodný kontinuálně měnitelný převod, takzvaný převod CVT. Pro použití u kontinuálně měnitelných převodů byly vyvinuty různé typy řemenů.

Obecně mají řemeny CVT obrys podobný obrysu konvenčního klínového řemenu. Zejména jsou široké na vrchní straně a úzké u základny a jsou konstruované tak, aby pasovaly mezi kotouče řemenice, které definují úhlovou drážku. Řemenice, přes kterou je řemen vedený, zahrnuje pohyblivý kotouč a pevný kotouč, které mají oba tvar komolého kužele. Obecně se jeden z kotoučů pohybuje, zatímco ten druhý zůstává nehybný.

Pohyb jednoho kotouče vůči druhému účinně mění střední průměr ψ řemenice, v němž řemen pracuje. V důsledku toho je rychlost řemenu funkcí středního průměru řemenice, který je naopak funkcí axiální polohy kotoučů relativně vůči sobě. Obecně jsou u převodu CVT přítomné dvě řemenice, jeden vstup a výstup.

Ačkoliv je každý z řemenů pro CVT podle stavu techniky ohebný, má také každý charakteristiky, které se u dalších řemenů pro přenos energie nenacházejí. Například se požaduje, aby tyto řemeny měly příčnou tuhost. Toto řemenu dovoluje běžet při specifickém středním průměru, aniž by byl mačkán mezikotouči řemenice. V důsledku toho zahrnuje každý • · systém řemenu pro kontinuálně měnitelný převod CVT řemen vedený kolem řemenic proměnlivého průměru.

Pokud jde o vztah mezi řemenici a řemenem podle stavu techniky, uveřejňuje patent US 5,709,624 Donowskiho řemenici s měnitelným průměrem. V kladkách této řemenice běží jediný hnací kroužek. Na tomto hnacím kroužku běží řemenicí poddajný řemen. Když se kladky pohybují vzhledem k sobě, mění se střední průměr řemenice. Protože příčné nebo tlačné síly mezi kladkami nebo kotouči přenáší hnací kroužek, nemusí být řemen navržený tak, aby unesl tyto síly. Avšak zařízení podle Donkowskiho obsahuje jediný hnací kroužek použitý jako část pomocného hnacího systému motoru s vnitřním spalováním. Aby se zajistila osa rotace hnacího kroužku v podstatě alespoň rovnoběžná s osou otáčení kotoučových členů, vyžaduje to také nějaký stabilizační člen. Zařízení podle Donkowskiho se nehodí pro použití u převodu CVT.

Reprezentantem stavu techniky je také patent US 6,017,285 Yasuhary, který zveřejňuje řemenici s měnitelným průměrem s přenosovým kroužkem výkonu drženým mezi přenosovými povrchy výkonu řemenice. Řemen je v záběru s vnějším obvodem přenosového kroužku výkonu. Tělesa řemenice jsou vůči sobě předepnutá nějakým předepínacím prostředkem, např. zvonovou pružinou. Zvonová pružina spojuje tělesa řemenice k sobě pro přenos energie. Aby realizovalo přenos energie z řemenice na hnací kroužek, vyžaduje toto zařízení nějaký předepínací prostředek.

Reprezentantem stavu techniky je také patent US 4,875,894 Clarka, který zveřejňuje kontinuálně měnitelný převod. Tento převod zahrnuje vstupní a výstupní hřídel, z nichž každý má sestavu otočného disku. Tyto sestavy otočného disku mají každá stykové polštáře, které tvoří kruhy, které mají kontinuálně měnitelné průměry. Tyto dvě sestavy otočného disku jsou spojené nějakým spojovacím mechanismem, • · jako je tuhý spojovací kroužek. Přenos energie nastává mezi každou řemenicí otáčením tohoto kroužku. Toto zařízení nenabízí možnost použití poddajných řemenů pro přenos energie, což je pro spojení dvou disků místo tuhého prstence žádoucí. Toto omezuje prostor, ve kterém může toto zařízení pracovat, obecně na čtvercový nebo kruhový prostor definovaný největším vnějším rozměrem řemenic.

Co je potřeba je řemen pro kontinuálně měnitelný převod s hnacím kroužkem, který má spolupracující hnací kroužky. Co je potřeba je řemen pro CVT s hnacím kroužkem, který má ohebný člen vedený kolem hnacích kroužků řemenice. Co je potřeba je řemen pro CVT s hnacím kroužkem, který má vyrovnávací objímky hnacího kroužku. Stávající vynález tyto potřeby splňuje.

Podstata vynálezu

Primárním aspektem vynálezu je poskytnout řemen pro CVT s hnacím kroužkem, který by měl spolupracující hnací kroužky.

Dalším aspektem vynálezu je poskytnout řemen pro CVT s hnacím kroužkem, který by měl ohebný člen vedený kolem hnacích kroužků.

Dalším aspektem vynálezu je poskytnout řemen pro CVT s hnacím kroužkem, který by měl konstantní zatěžovací poloměr řemenu.

Dalším aspektem vynálezu je poskytnout řemen pro CVT s hnacím kroužkem, který by měl vyrovnávací objímky hnacího kroužku.

Na další aspekty vynálezu bude poukázáno nebo se ozřejmí následujícím popisem vynálezu a připojenými výkresy.

Vynález tvoří CVT, respektive kontinuálně měnitelný převod s hnacím kroužkem a řemenem. U převodu CVT má každá řemenice s měnitelným průměrem hnací kroužek vedený kolem kotoučů řemenice. Každý hnací kroužek může zahrnovat jakýkoli materiál s vysokým modulem, jako je plast nebo kov. Mezi hnacími kroužky je vden nějaký nekonečný ohebný tahový člen nebo řemen. Každý hnací kroužek dále zahrnuje objímku, která je vedená kolem proměnlivého vnějšího povrchu každého hnacího kroužku. Každá objímka pak klouže v pouzdru na příslušném hnacím kroužku. Řemen má tahovou zátěž, která přitlačuje každý z hnacích kroužků na objímkách k sobě. Relativní uspořádání osy otáčení každého hnacího kroužku je zajištěno stykem mezi objímkami a hnacími kroužky. Střední průměr nebo poloměr každé řemenice se nastavuje pohybem kotoučů řemenice. Pohyb kotoučů řemenice způsobuje, že se osa otáčení každého hnacího kroužku pohybuje excentricky vzhledem k ose rotace řemenice. Když se kroužky pohybují, pohybuje se řemen s hnacími kroužky a zůstává vedený na hnacích kroužcích, které dávají řemenu konstantní poloměr ohybu. Každý hnací kroužek může mít povrchový profil pro použití se synchronními řemeny, ozubenými řemeny, žebrovanými řemeny nebo klínovými řemeny.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je axonometrický pohled na vynález.

Obr. 2 je boční pohled na řemen v řemenicích CVT.

Obr. 3 je pohled na příčný řez hnacím systémem.

Obr. 4 je pohled na příčný řez kroužky a vodícími pouzdry.

Obr. 5 je příčný řez vynálezem v axonometričkem pohledu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 je axonometrický pohled na vynález. Nekonečný, pružný tahový člen 10 nebo řemen je vedený kolem prvního hnacího kroužku 26 a druhého hnacího kroužku 36. První hnací kroužek 26 se otáčí mezi neznázorněnými kotoučovými díly 23 a 22. Druhý hnací kroužek 36 se otáčí mezi kotoučovými díly 32, 33. Řemen 10 je u tohoto výhodného provedení ukázaný s • ·

• ·

ozubeným profilem, ačkoliv bude také dobře pracovat jakýkoli profil včetně plochého, žebrovaného nebo klínového.Každý z hnacích kroužků může mít také doplňkový profil, který spolupracuje s profilem řemenu.

Každý hnací kroužek se excentricky otáčí uvnitř jeho příslušné řemenice. Poloha každého hnacího kroužku je určená vzdáleností mezi každým z kotoučů na jednotlivé řemenici. Když se například pohybují kotoučové díly 22 , 23 těsněji u sebe, bude se osa Ai otáčení hnacího kroužku 26 pohybovat bočně od osy rotace řemenice CH a když se kotoučové díly 32, 33 pohybují oddálené od sebe, bude se osa A₂ otáčení hnacího kroužku 36 pohybovat bočně od osy rotace řemenice C₂, viz obr. 2. Poloměr každého hnacího kroužku není omezený na velikost rovnou poloměru jeho příslušné řemenice, avšak u tohoto výhodného provedení je poloměr hnacího kroužku mírně větší než poloměr jeho příslušné řemenice.

Každý hnací kroužek může sestávat z jakéhokoli materiálu známého ze stavu techniky, který má dostatečnou pevnost v tlaku, včetně kovových a nekovových materiálů, jako jsou fenolické nebo plastické materiály. Je výhodné, že má materiál hnacího kroužku koeficient tření a hlukové charakteristiky kompatibilní s odpovídajícími veličinami povrchu kotouče řemenice, viz obr. 3 položky 24, 25 a 34, 35.

Tento vynález dovoluje, aby byl poloměr ohybu řemenu 10 konstantní, když se řemen pohybuje přes každý hnací kroužek. Poloměr ohybu řemenu je mírně větší než poloměr hnacího kroužku. Na rozdíl od jiných konstrukcí CVT, které způsobují vytváření tětiv mezi malými sousedními řemenovými bloky, dovoluje tento vynález řemenu, aby udržoval relativně velký konstantní poloměr, když je vedený kolem každé kombinace hnací kroužek/řemenice. To zvyšuje životnost řemenu tím, že to redukuje poškození řemenu způsobená tvorbou tětiv nebo ohybovou únavou.

Obr. 2 je boční pohled na řemen v řemenicích CVT. Kotoučové díly 32, 33 jsou na hnací řemenici. Ktoučové díly 22, 23 jsou na hnané řemenici. V tomto pohledu jsou kotoučové díly 22 , 23 relativně těsně u sebe a kotoučové díly 32, 33 jsou poněkud dál od sebe. Poloměr kotoučového dílu 23 je Si. Poloměr kotoučového dílu 33 je S₂. Střední poloměr E_x je vzdálenost od středu otáčení Ci do místa, kde se hnací kroužek 26 stýká s kotoučovými díly 22 , 23. Střední poloměr E₂ je vzdálenost od středu otáčení C₂ do místa, kde se hnací kroužek 36 stýká s kotoučovými díly 32, 33. V důsledku toho je střední poloměr Εχ větší než střední poloměr E₂. Ze stavu techniky je známo, že poměr E_x ku E₂ určuje převodový poměr převodu. Je také známo, že se E_x a E₂ mění podle polohy kotoučových dílů hnací řemenice a hnané řemenice převodu CVT.

Obr. 3 je pohled na příčný řez hnacího systému. Řemen 10 je vedený mezi řemenicí 11 a řemenicí 12 . Zejména je hnací kroužek 26 vedený v řemenici 11 a hnací kroužek 36 je vedený v řemenici 12. Hnací kroužek 26 i hnací kroužek 36 jsou vyobrazené s plochým profilem řemenu. Jak je poznamenáno k obr. 1, mohou mít hnací kroužky kterýkoli z řady profilů v závislosti na potřebách uživatele. Řemen 10 je vedený přes hnací kroužek 26 a přes hnací kroužek 36 . Skloněné strany hnacího kroužku 26 dosedají na kotoučové povrchy 24, 25.

Skloněné strany hnacího kroužku 36 dosedají na kotoučové povrchy (34, 35. Z tohoto pohledu je osa A_x hnacího kroužku 2 6 v podstatě koaxiální s osou C_x rotace řemenice 11 . Osa A₂ otáčení hnacího kroužku 36 je v podstatě koaxiální s osou C₂ rotace řemenice 12 . Avšak vztah mezi osou otáčení daného hnacího kroužku a osou rotace dané řemenice je proměnlivý podle předchozího popisu.

Za chodu bude hnací kroužek 26 pouze ve styku s kotoučovými povrchy na konkrétní řemenici podle stykové oblasti, která v podstatě opisuje radiální linii. Totéž ·· .

• :: · .· —·

......

- 7 přesně platí pro styk mezi hnacím kroužkem 36 a povrchy kotoučového dílu .32, 33. To je způsobené geometrií výstředného vztahu mezi osou hnacího kroužku a osou řemenice. Poněvadž je styková oblast nebo linie mezi hnacím kroužkem a řemenicí relativně malá, je možnost vytváření tepla snížená. Protože je dále styk silového přenosu mezi hnacím kroužkem a kotouči namísto mezi ohebným řemenem a kotouči, jsou poškození řemenu způsobená nadměrným ohřátím a třením značně omezená.

Příčný řez hnacích kroužků 26, 36 má výšku X a šířku Y, které udávají profil. Profil má poměr šířky k výšce (X/Y) v rozsahu 1 ku 3. Přijatelný je však jakýkoli poměr, který zabraňuje šikmému vychýlení osy hnacího kroužku v řemenici. S odkazem na obr. 3 opisuje také každý dnací kroužek úhel rozevření g v rozsahu 20° až 70° . Geometrie hnacího kroužku a popsaný poměr způsobuje samovodící a samovyrovnávací znak, kde je poloha hnacího kroužku relativně vůči řemenici funkcí výšky, což způsobuje, že se hnací kroužek pohybuje k nejmenšímu střednímu poloměru, když je hnací kroužek tlačený do polohy, kde je jeho osa otáčení rovnoběžná s osou rotace řemenice. To je vyvoláno klínovým účinkem mezi stranami hnacího kroužku a kotoučů.

Obr. 4 je pohled na částečný příčný řez kroužky a vodícími pouzdry. U tohoto výhodného provedení je vhodné vyrovnávání hnacích kroužků za chodu zajištěno kombinací pouzder a objímek. Pouzdra a objímky tvoří kluzný záběr, který zajišťuje vhodné osové vyrovnání hnacích kroužků. Pouzdro 1 je pevně přichycené k vnějšímu obvodu hnacího kroužku 26 v drážce 8. Pouzdro 7 je pevně přichycené k vnějšímu obvodu hnacího kroužku 36 v drážce ý v poloze, která je nestejná s pouzdrem 1. Drážky 8, 9 mohou být vynechány, takže je pouzdro přimontované přímo k vnějšímu povrchu hnacího kroužku, jak je ukázáno na obr. 1, a podle potřeb uživatele. Objímka 2 se kluzně stýká s pouzdrem 1 a

je ve styku s vnějším povrchem hnacího kroužku 36. Objímka 6 se kluzně stýká s pouzdrem ý a je ve styku s vnějším povrchem hnacího kroužku 26. Objímky 2, 6 mohou obsahovat pryž, elastomerický materiál něbo nějaký jiný materiál, který má podobné třecí charakteristiky známé ze stavu techniky. Hnací kroužku jsou na objímkách 2, 6 přitlačované k sobě v míře rovné napětí nebo zatížení na řemenu 10. Pouzdra 1, Ί_ mohou sestávat z materiálu po ochrannou známkou Delrin nebo nějakého podobného pouzdrového materiálu, který zahrnuje stykovou plochu s malým třením mezi pouzdrem a objímkou, což zajišťuje klouzání objímek v pouzdrech. Pouzdra mohou být pro zajištění montáže na každém kroužku dělená.

Protože je objímka 2 v zatíženém nebo lisovaném styku s hnacím kroužkem 36, když se hnací kroužek 36 otáčí, natáčí se objímka 2 ve směru opačném ke směru hnacího kroužku 36. V důsledku toho, když se hnací kroužek 26 otáčí, klouže objímka 2 v pouzdru 1. Objímka 6 je tedy v zatíženém nebo lisovaném styku s hnacím kroužkem 26. Když se hnací kroužek 26 otáčí, natáčí se objímka 6 ve směru opačném, než je směr hnacího kroužku 26. Když se hnací kroužek 36 otáčí, klouže v důsledku toho objímka 6 v pouzdru 7. Díky malému tření mezi objímkou 2 a pouzdrem 1 se objímka 2 otáčí v opačném směru k hnacímu kroužku 26. Díky malému tření mezi objímkou 6 a pouzdrem 7 se objímka 6 otáčí v opačném směru k hnacímu kroužku 36. Styk mezi objímkami a kroužky zabraňuje, aby se kroužky během funkce staly nevyrovnané.

Poněvadž osy otáčení hnacích kroužků 2 6, 36 přenášejí v souhlasu, když řemen CVT s hnacím kroužkem pracuje, relativní rozestup mezi kroužky se nemění, protože každá pryžová objímka zůstává ve vhodném prostorovém vztahu k jeho odpovídajícímu pouzdru. Toto chrání hnací kroužky 26, 36 před tím, aby prodělaly jakýkoli boční pohyb, který by způsobil porušení vyrovnání os hnacích kroužků.

kroužkem 2 6 , 36 .

objímkách 2, 6 znázorňuje střed

Obr. 5 je axonometrický pohled na příčný řez vynálezem. Řemen 10 je ukázaný vedený kolem hnacího kroužku 26 a hnacího kroužku 36. Ukázáno je relativní uspořádání objímek 2, 6 na protějších stranách vnějšího povrchu každého hnacího kroužku. Objímky 2, 6 mohou být také opět uspořádané, jak je ukázáno na obr. 1, pokud jsou na protějších stranách hnacích kroužků. Ukázaný je řemen 10 vedený mezi každým hnacím Hnací kroužky 26, 36 jsou k sobě na přitlačované napětím řemenu. Obr. 5 A_x otáčení hnacího kroužku 26 umístěný excentricky od středu Ci rotace kotoučových dílů 22, 23.

Při funkci se pohybují středy Ai, A₂ otáčení hnacích kroužků 26, 36 a řemenu 10 v souladu, když se relativní odstup kotoučových dílů 22, 23 a kotoučových dílů 32, 33 mění operátorem. Ze stavu techniky jsou známé převody CVT i regulace pro řízení kotoučů řemenic. Osa otáčení Αχ hnacího kroužku 26 a osa A₂ otáčení hnacího kroužku 36 udržují konstantní odstup S v celém rozsahu axiálního pohybu kotoučových dílů. Rychlost hnacího kroužku na hnací řemenici je funkcí umístění osy otáčení hnacího kroužku ve srovnání s osou rotace hnané řemenice, jak je popsáno na obr. 2.

Ačkoliv je zde popsána jediná forma vynálezu, bude pro ty, kdo jsou zkušení daném oboru, že se mohou vytvořit v konstrukci a vztahu jednotlivých dílů obměny, aniž by došlo k odchýlení od podstaty a rozsahu vynálezu, který je zde popsán.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kontinuálně měnitelný převod s řemenem, v y z n a č u jící se tím, že se skládá z:

   prvního hnacího kroužku, druhého hnacího kroužku, nekonečného, ohebného hnacího elementu vedeného mezi prvním hnacím kroužkem a druhým hnacím kroužkem na vnějším povrchu prvního hnacího kroužku a vnějším povrchu druhého hnacího kroužku, přičemž první hnací kroužek je schopný kooperace s první řemenicí proměnlivého průměru, kde kotouče uvedené první řemenice proměnlivého průměru jsou axiálně pohyblivé vzhledem k sobě, a druhý hnací kroužek je schopný kooperace s druhou řemenicí proměnlivého průměru, kde kotouče uvedené druhé řemenice proměnlivého průměru jsou axiálně pohyblivé vzhledem k sobě.
2. 2. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

   první objímku vedenou kolem vnějšího povrchu prvního hnacího kroužku, přičemž tato první objímka má kluzný záběr s prvním hnacím kroužkem a neklouzající záběr s druhým hnacím kroužkem, a druhou objímku vedenou kolem vnějšího povrchu druhého hnacího kroužku, přičemž druhá objímka má kluzný záběr s druhým hnacím kroužkem a neklouzající záběr s prvním hnacím kroužkem.
3. 3. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 2, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

   ·· **. • · · í • · · ·’ 7’ • ··· ** ·· · • · • ·. : ··· · : · : /···..·.: - 11 • • « · první pouzdro mezi první objímkou a prvním hnacím kroužkem, přičemž první objímka má kluzný záběr s prvním pouzdrem, a druhé pouzdro mezi druhou objímkou a druhým hnacím kroužkem, přičemž druhá obj ímka má kluzný záběr s druhým

   pouzdrem.
4. 4. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 3, vyznačující se tím, že nekonečný, ohebný hnací element má tahové zatížení.
5. 5. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 3, vyznačující se tím, že první objímka a druhá objímka obsahují obě vysokofrikční materiál.
6. 6. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 5, vyznačující se tím, že první i druhé pouzdro obsahují materiál o malém tření.
7. 7. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 1, vyznačující se tím, že:

   profil nekonečného, ohebného hnacího elementu opisuje žebrovaný profil, vnější povrch prvního hnacího kroužku opisuje žebrovaný profil a vnější povrch druhého hnacího kroužku opisuje žebrovaný profil.
8. 8. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 1, vyznačující se tím, že:

   profil nekonečného, ohebného hnacího elementu opisuje ozubený profil, vnější povrch prvního hnacího kroužku opisuje ozubený profil a ·· ·*, • · * • : . i · · • · ......

   vnější povrch druhého hnacího kroužku opisuje ozubený profil.
9. 9. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 1, vyznačující se tím, že:

   profil nekonečného, ohebného hnacího elementu opisuje profil klínového řemenu, vnější povrch prvního hnacího kroužku opisuje profil klínového řemenu a vnější povrch druhého hnacího kroužku opisuje profil klínového řemenu.
10. 10. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 1, vyznačující se tím, že první hnací kroužek a druhý hnací kroužek mají každý dále:

    výšku (X) a šířku (Y) , které mají poměr X/Y, který je přibližně v rozsahu 1 až 3.
11. 11. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní povrch nekonečného, ohebného hnacího elementu opisuje první profil, vnější povrch prvního hnacího kroužku opisuje doplňkový profil spolupracující s uvedeným prvním profilem a vnější povrch druhého hnacího kroužku opisuje doplňkový profil spolupracující s uvedeným prvním profilem.
12. 12. Kontinuálně měnitelný převod s řemenm podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý hnací kroužek dále zahrnuje nekovový materiál.