FI75035B - Automatisk reglervaexel foer fordon. - Google Patents

Description

75035

AUTOMAATTINEN SÄÄTÖVAIHDE AJONEUVOIHIN - AUTOMATISK REGLER-VÄXEL FÖR FORDON

Tämän keksinnön kohteena on ajoneuvon kulkuvastuksen mukaan automaattisesti välityssuhdettaan muuttava säätövaihde, jossa voimaa siirtävänä välityslenkkinä on kiilahihna tai vastaava, ja jossa vähintään toisiopyörä muodostuu toisiaan vasten puristuvista lautaskiekoista, jotka on liitetty toisiinsa monipäisellä ruuvilla ja puristusjouse1la, joka on samalla myös vääntöjousi ja kokoonpanon yhteydessä siten aseteltava tai säädettävä, että jousen vääntövaikutus voi lisätä tai vähentää sitä lautaskiekkoja yhteen puristavaa . . ruuvivoimaa, jonka hihnasta aksiaa 1isesti siirtyvään lautas-kiekkoon vaikuttavan kehävoiman momentti aiheuttaa.

; Automaattinen säätövaihde polkupyörään on ennestään tunnettu esimerkiksi julkaisusta DE PS 93896, jossa esitetyn vaihteen periaatteena on tehdä välityslenkkinä toimivan lattahihnan pyörät spiraalimaisista lattajousista, jotka kaartuvat toisiopyörässä pyörimissuuntaan ja ensiöpyörassä sitä vastaan. Tätä periaatetta on sovellettu useissa julkaisuissa myöhemmin esimerkiksi täydentämällä tai korvaamalla jousia spiraalimaisissa urissa liikkuvilla vivuilla. Varjopuolena näissä vaihdetyypeissä on monimutkaiset ja kitkalliset sekä pölylle ja kuralle herkät pyörärakenteet.

Vääntömomentin tunteva kiilahihnapyörä on ennestään tunnettu esimerkiksi julkaisusta DE PS 224180, jossa ruuviliitoksella toisen puolikkaan suhteen kiertyvän lautaspyörän kiristys-vaikutus tosin toimii vain molempiin hihnapyöriin kohdistuvan vipuohjauksen tehostuksena. Toistensa suhteen kiertymät-tömistä lautaskiekoista muodostuvia kiilahihnapyöriä on kokeiltu lähinnä polttomoottoreiden apulaitteiden, kuten latureiden ja tuulettimien käytöissä, joissa kierteiden ohella esiintyy myös puristus- tai vääntöjousia. Tällainen ratkaisu on esitetty esimerkiksi julkaisussa US 2 478 289.

2 75035 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellämainitut epäkohdat. Keksinnön mukaiselle ajoneuvon kulkuvastuksen mukaan automaattisesti vaiityssuhdettaan muuttavalle säätö-vaihteelle on tunnusomaista se, että toisiohihnapyörän akselin vääntömomentti on ajon aikana säädettävissä erityisellä sylnterillä, joka työntää hihnapyörän 1 au taskiekkoja erilleen sitä suuremmalla voimalla, mitä korekaempi sylinterin paine on. Keksinnön tavoitteena on aikaansaada kaikissa olosuhteissa automaattisesti ja portaattomasti välityssuh-dettaan muuttava ja hyötysuhteeltaan ketjuvälityksen kanssa kilpailukykyinen vaihde, jollaista ei toistaiseksi ole saatu yrityksistä huolimatta aikaan.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen, jossa voimaa siirtävänä välityslenkkinä on kiilahihna tai vastaava, ja jossa vähintään toisiopyörä muodostuu toisiaan vasten puristuvista 1 autaskiekoista , jotka on liitetty toisiinsa monipäisellä ruuvilla ja puristus jousella, eräälle edulliselle sovel-lutusmuodol le on tunnusomaista se, että to i s i ok i i 1 ahi hnapy ö-rän lautaskiekkoja yhdistävä vähintään kolmipäinen ruuvi on kuularuuvi.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen, jossa ensiöpyörä on kiinteä, eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että toisiohihnapyörän lautaskiekkoja erilleen työntävän sylinterin paineen nousu suurentaa kiilahihnan jännitystä kirityspyörään vaikuttavan sylinterin avulla.

j Keksinnön mukaisen säätövaihteen, jossa myös ensiöpyörä on *·. säätyvä, eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että sama paineväliaine, joka työntää erilleen lautaskiekkoja toi siopyörässä, puristaa lautaskiekkoja yhteen ensiöpyörässä.

Keksinnön mukaisen polkupyörän säätövaihteen eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että

II

3 75035 paineen säätölaite on sijoitettu polkupyörän ohjaustankoon ja varustettu painemittarilla.

Keksinnön mukaisen moottorikäyttöisen ajoneuvon säätövaih-teen, jossa ensiöhihnapyörän lautaskiekot puristuvat yhteen jousien ja paineväliainetta sisältävän sylinterin vaikutuksesta, eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että paineväliaineen paineensäätö on liitetty moottorin säätöjärjestelmään.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että vähintään yksi hihnan kylkeen koskettava pinta tehoa siirtävissä pyörissä on sinänsä tunnetulla tavalla uritettu.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että urituksen kaartumismuoto on evolventtiä lähenevä.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että paineväliaineen virtauskanavassa on sinänsä tunnettu säädettävä vastusvasta-venttiili, jonka avulla toisiohihnapyörän lautaskiekkojen etääntymistä toisistaan voidaan hidastaa vääntömomentin alentuessa.

Keksinnön mukaisessa säätövaihteessa on akselin vääntömomentin tunteva kierre, mutta rakenne poikkeaa ennestään tunnetuista niin, että vaikuttavia jousisysteemejä on vähintään kaksi ja ne molemmat ovat joko aseteltavia tai ajon aikana säädettäviä.

Vaikka tämän keksinnön kohteena on lähinnä toisiopyörä, jonka säädön hidastus on yleensä, ja polkupyörissä erityt sesti, edullista tehdä niin, että lautaskiekkojen aksiaaliseen säätöliikkeeseen liittyy kiertyminen, auttaa edellä mainittu nesteen virtauksen kuristaminen ja sen säätö lähin- 4 75035 nä toisiopyörän lautaskiekkojen etääntymisliikkeen saamisessa sopivan nopeaksi ja pehmeäksi ajoneuvon ajovastuksen p i enentyessä.

Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada säätövaihde, jossa automaattisesti välityssuhdettaan muuttavan toisiopyörän laakerit ja vapaakytkin ovat erikoistehtaiden vakiotuot-teita, joita on saatavissa erikokoisina. Näin säätövaihteen toisiopyörä soveltuu valmistettavaksi pieninäkin sarjoina ja käytettäväksi erikokoisten polkupyörien ohella myös moottorikäyttöisissä ajoneuvoissa kuten mopedeissa ja moottoripyörissä.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää takaapäin katsottuna pyörännavan halkileik-kausta;

Kuvio 2 esittää takaapäin katsottuna pyörännavan halkileik-kausta sekä levyjarrun sijoitusta moottorikäyttöisen ajoneuvon pyörännapaan;

Kuvio 3 esittää takaapäin katsottuna pyörännavan halkileik-kausta sekä kaaviokuvana säädettävää vastusvasta-venttiiliä, jolla paineöljyn tulovirtausta säätösy-linteriin voidaan hidastaa;

Kuvio 4 esittää kaaviokuvana säädön molemmissa ääriasennoissa vaihdetta, jonka ensiöpyörä on kiinteä ja muodoltaan pyöreä;

Kuvio 5 esittää kaaviokuvana ja molemmissa ääriasennoissa vaihdetta, jossa ensiöpyörä on kiinteä ja muodoltaan soikea; 75035 5

Kuvio 6 esittää kaaviokuvana vaihdetta, jossa ensiöpyörä on muodoltaan pyöreä säätöpyörä; ja

Kuvio 7 esittää kaaviokuvana vaihdetta, jossa ensiöpyörä on muodoltaan soikea säätöpyörä.

Aluksi tarkastellaan keksinnön mukaista ajoneuvon kulkuvas-tuksen mukaan automaattisesti välityssuhdettaan muuttavaa säätövaihdetta kuvion 1 perusteella. Kuvio 1 esittää takaapäin katsottuna pyörännavan halki 1eikkausta. Säätövaihteessa voimaa siirtävänä välityslenkkinä on kiilahihna 1 tai vastaava, ja vähintään toisiopyörä muodostuu toisiaan vasten puristavista lautaskiekoista 2 ja 3, jotka on liitetty toisiinsa monipäisellä ruuvilla 4 ja 5, esimerkiksi kuula-ruuvilla, sekä puristusjousella 7. Puristusjousi 7 on samalla myös vääntöjousi ja sen alkuasento kokoonpantaessa ; aseteltava tai säädettävä. Välityslenkkinä toimivan hihnan 1 kehävoimasta puolet siirtyy sisempään lautaskiekkoon 3 ja siitä mutteriho1 kkiin 5 ja edelleen kuu1 a 1aakerivapaakytki-men 6 kautta pyörännavan kuoreen 15. Kiilahihnasta 1 ulompaan lautaskiekkoon 2 ja ruuviholkkiin 4 siityvä toinen puoli kehävoimasta aikaansaa lautaskiekkoja 2 ja 3 yhteen-puristavan ruuvivoiman. Ruuviholkin 4 momentti siirtyy mutteriholkkiin 5 kahta tietä, osittain säätökierteen kuu-lien 8 kautta ja osittain puristusvääntöjousen kautta. Jousen 7 puristusvoima pyrkii lähentämään lautaskiekkoja toisiinsa ja siten pienentämään kitkamomenttia, joka kuula-kierteessä on tosin muutenkin pieni.

Hihnan 1 kehävoima, jolla kiekot 2 ja 3 puristuvat yhteen, riippuu säätökierteen noususta, puristusvääntöjousen jäykkyydestä ja vääntömomentin säätöasennosta sekä säätösy1inte-rin 11-13 paineesta, joka on tarkoituksenmukaista järjestää ajon aikana säädettäväksi, mieluimmin ohjaustankoon sijoitetulla ja painemittarilla varustetulla säätölaitteella.

6 75035

Kuvio 4 esittää kaaviokuvana säädön molemmissa ääriasennoissa vaihdetta, jonka ensiöpyörä on kiinteä ja muodoltaan pyöreä. Suora nuoli kuvaa poljinvoiman suuntaa, kaarinuoli pyörimissuuntaa. Kuviossa 5 esitetyssä vaihteessa ensiöpyörä on kiinteä ja muodoltaan soikea. Kuviossa 6 ensiöpyörä on muodoltaan pyöreä ja kuviossa 7 muodoltaan soikea säätöpyö-rä. Polkupyörissä ja yleensä lihasvoimalla käyvissä ajoneuvoissa ensiöpyörä voi olla kiinteä tai säätyvä pyörä. Säätyvän pyörän tapauksessa ensiöpyörä muuttaa kosketusrenkaansa sädettä käänteisesti toisiopyörään verrattuna. Ensiöpyörä voi muodoltaan olla myös soikea. Soikean ensiöpyörän sisältävässä säätövaihteessa tarvitaan hihnan 1 pituutta tasaava kiristyspyörä siinäkin tapauksessa, että molemmat tehoa siirtävät hihnapyörät ovat säätöpyöriä. Jos polkupyörän säätövaihteessa myös ensiöpyörä on säädettävä ja vaihteen halutaan toimivan joustavasti ilman kiristysrullaa, tarvitaan sekä ensiö- että toisiopyörän säätösy1interin virtaus-kanavassa kaaviokuvan 3, jossa on esitetty takaapäin katsottuna pyörännavan halki leikkaus, mukainen säädettävä vastus-vastaventtii1i V, jolla paineöljyn tulovirtausta säätösylin-teriin voidaan hidastaa. Samalla hidastuu kiekkojen 2 ja 3 etääntyminen toisistaan vääntömomentin alentuessa.

Toisiohihnapyörän akselin vääntömomentti on säädettävissä ajon aikana erityisellä sylinterillä 12, joka työntää toisiopyörän lautaskiekkoja 2 ja 3 erilleen sitä suuremmalla voimalla, mitä korkeampi sylinterin 12 paine on. Jos ensiöpyörä on kiinteä, suurentaa toisiohihnapyörän lautaskiekkoja 2 ja 3 erilleen työntävän sylinterin paineen nousu kiila-hihnan 1 jännitystä kiristyspyörään vaikuttavan sylinterin avulla. Jos myös ensiöpyörä on säätyvä, voi sama paineväli-aine, joka työntää erilleen lautaskiekkoja 2 ja 3 toisiopyö-rässä, puristaa ensiöpyörän lautaskiekkoja yhteen. Painevä-liaineen paineensäätö1 ai te voidaan polkupyörässä sijoittaa ohjaustankoon ja varustaa painemittari1 la.

75035

Toi siopyörässä säätö-öljyn yksisuuntaista kuristamista tarvitaan yleensä hidastamaan lautaskiekkojen etääntymistä toisistaan ajovastuksen pienentyessä. Polkupyörän säätövaih-teen ensiöpyörässä yksisuuntaisella kuristuksella voidaan estää nykivästä polkemisesta aiheutuvat jatkuvat joka kierroksella toistuvat säädöt.

Jos ajon aikana tehtävä säätö toteutetaan hydraulisesti, tulee paineen muutoksen vaikutuksen olla yleensä ensiö- ja toisiopyörässä päinvastainen, eli paineennousun tulee ensiöpyörässä aiheuttaa lautaskiekkojen puristumista yhteen, jos se toisiopyörässä aiheuttaa kiekkojen erkanemista toisistaan.

Polkupyörässä joustavin säätösysteemi saadaan paineilmalla, joka muutetaan paineenmuuntimi1la öljyksi vasta säätöpyörien välittömässä läheisyydessä. Kun säädettävä jousitus on neste- tai ilmajousitus tai niiden yhdistelmä, voidaan liian nopeat säätöliikkeet estää kuristimella.

Puutteellisesti toimivan säädön hankaluuksia voidaan helpottaa kiristysru11a 1la, joka kiinteän ensiöpyörän sisältävässä polkupyörän säätövaihteessa on yleensä välttämätön, koska akselivälin muuttumista on hankala toteuttaa.

Myös kiristysrullan toiminnassa paras tulos saadaan asennosta riippuvan jousivoiman ja ajovastuksesta riippuvan paine-voiman yhdistelmällä.

Moottorikäyttöisessä ajoneuvossa kuvion 1 mukainen toisio-pyörä voidaan liittää ensiöpyörään, jonka lautaskiekot puristuvat yhteen esimerkiksi jousivoiman ja öljynpaineen yhteisvaikutuksesta. Jomman kumman sijasta tai molempien lisänä voidaan ensiöpyörässä käyttää suurinousuis ta kierrettä, joka puristaa 1atuaskiekkoja yhteen vääntömomentin suuretessa. Paineöljysäätö on yleensä helppo liittää moottorin säätöjärjestelmään ja moottorikäyttöisissä ajoneuvoissa

1 *V' '*· ··.* . ♦ " .*** · ... "· - -,S ·· ; . 4·-' ,V

• * ;5‘· 8 75035 on säännöllisesti helpompaa kuin polkupyörässä saada säätö hyvin toimivaksi. Jarrun MJ mahdollinen sijoitus moottorikäyttöisissä laitteissa on esitetty kuviossa 2.

Edellä selostetut ominaisuudet ja säätömahdollisuudet riit-ttävät takaamaan luotettavan toiminnan ja hyvän hyötysuhteen sillä edellytyksellä, että hihna on taipuisa ja riittävän jäykkä vetoa ja poikittaista puristusta vastaan sekä riittävän tasalaatuiseksi ja tarkkamittaiseksi valmistettu.

Erittäin kuraisissa olosuhteissa tai vesisateessa voi kuitenkin tapahtua luiskahtelua, joka saadaan parhaiten estetyksi tekemällä vähintään toinen toisiopyörän kosketuspinnoista spiraalimaisesti uritetuksi. Urituksella voidaan parantaa myös hyötysuhdetta ja vähentää hihnan kulumista, jos spriraalimuoto tehdään FI-patenttihakemuksen 853430 ; mukaan evolventtia läheneväksi.

Säätövaihteen toimintavarmuutta ja -tarkkuutta voidaan parantaa myös ohjaussysteemiä kehittämällä. Nykyaikainen elektroniikka, anturitekniikka ja hydrauliikka tarjoavat mahdollisuuksia, jotka koko ajan paranevat ja kehittyvät.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sove 1 lutusmuodot eivät rajoitu ainoastaan edellä esitettyyn esimerkkiin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (9)

75035

1. Ajoneuvon kulkuvastuksen mukaan automaattisesti välitys- suhdettaan muuttava säätövaihde, jossa voimaa siirtävänä välityslenkkinä on kiilahihna (1) tai vastaava, ja jossa vähintään toisiopyörä muodostuu toisiaan vasten puristuvista lautaskiekoista (2, 3), jotka on liitetty toisiinsa monipäisellä ruuvilla (4, 5) ja puristusjousella (7), joka on samalla myös vääntöjousi ja kokoonpanon yhteydessä siten aseteltava tai säädettävä, että jousen vääntövaikutus voi lisätä tai vähentää sitä lautaskiekkoja yhteen puristavaa ruuvivoimaa, jonka hihnasta aksiaalisesta siirtyvään lautas-kiekkoon (2) vaikuttavan kehävoiman momentti aiheuttaa, tunnettu siitä, että toisiohihnapyörän akselin vääntömomentti on ajon aikana säädettävissä erityisellä sylinterillä (12), joka työntää hihnapyörän lautaskiekkoja (2, 3) erilleen sitä suuremminä 1 la voimalla, mitä korkeampi sylinterin (12) paine on.

2. Ajoneuvon kulkuvastuksen mukaan automaattisesti välitys- suhdettaan muuttava säätövaihde, jossa voimaa siirtävänä välityslenkkinä on kiilahihna (1) tai vastaava, ja jossa vähintään toisiopyörä muodostuu toisiaan vasten puristuvista lautaskiekoista (2, 3), jotka on liitetty toisiinsa monipäisellä ruuvilla (4, 5) ja puristusjousella (7), tunnet-t u siitä, että toisiokii1ahihnapyörän lautaskiekkoja (2, 3) yhdistävä vähintään 3-päinen ruuvi (4, 5, 8) on kuularuuvi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätövaihde, jossa ensiö-pyörä on kiinteä, tunnettu siitä, että toisiohihnapyörän lautaskiekkoja (2, 3) erilleen työntävän sylinterin paineen nousu suurentaa kiilahihnan jännitystä kiristyspyö-rään vaikuttavan sylinterin avulla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätövaihde, jossa myös ensiöpyörä on säätyvä, tunnettu siitä, että sama 75035 paineväliaine, joka työntää erilleen lautaskiekkoja (2, 3) toisiopyörässä, puristaa lautaskiekkoja yhteen ensiöpyö-rässä.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen polkupyörän säätö-vaihde, tunnettu siitä, että paineväliaineen paineen-säätölaite on sijoitettu polkupyörän ohjaustankoon ja varustettu painemittarilla.

6. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen moottorikäyttöisen ajoneuvon säätövaihde, jossa ensiöhihnapyörän lautaskiekot puristuvat yhteen jousien ja paineväliainetta sisältävän sylinterin vaikutuksesta, tunnettu siitä, että paine-väliaineen paineensäätö on liitetty moottorin säätöjärjestelmään .

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen ..säätö-vaihde, tunnettu siitä, että vähintään yksi hihnan (1) kylkeen koskettava pinta tehoa siirtävissä pyörissä on sinänsä tunnetulla tavalla uritettu.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen säätövaihde, tunnet-t u siitä, että urituksen kaartumismuoto on evolventtia lähenevä.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen säätövaihde, tunnettu siitä, että paineväliaineen virtauskana-vassa on sinänsä tunnettu säädettävä vastusvastaventtiili, jonka avulla toisiohihnapyörän lautaskiekkojen (2, 3) etääntymistä toisistaan voidaan hidastaa vääntömomentin alentuessa. 11 75035