FI79180C - Friktionshjulsats. - Google Patents

Description

79180 KITKAPYÖRÄSTÖ

Keksintö liittyy vierintäpintojen kitkan avulla tehoa siirtäviin planeettavaihteisiin, joissa välityssuhde pysyy vakiona. Keksinnön kohteita ovat sekä pyörästö kokonaisuutena että pyörästön osat, lähinnä planeettapyörät ja niiden sisäpuolinen keskuspyörä.

Keksinnön tavoitteena on sellainen kitkapyörästö, joka korvaa normaalin nopeakäyntisen hammaspyöristä koostuvan lieriö-planeettapyörästön niin, että tehonsiirtokykyjen ollessa samat minkään osan tilantarve ei ole suurempi. Soveliaimpia käyttökohteita ovat moniportaisten planeettavaihteistojen nopeimmat portaat, jotka hammaspyörästöinä ovat äänekkäitä ja usein lyhytikäisiä.

Moniportaisten planeettavaihteistojen nopeimpana portaana kitkapyörästö parantaa myös hitaampien hammaspyöräportaiden toimintaa vaimentamalla niiden suuritaajuisia värähtelyjä, joiden laskennallinen tutkiminen on monimutkaista ja työlästä.

Kun moniportaisen vaihteiston yhtenä osana on kitkapyörästö, ei näiden värähtelylaskeImien tekemättä jääminen merkitse suurta riskiä.

Keksinnön mukaisen planeettapyörästön selvin tuntomerkki ja aksiaalisen tilantarpeen pienuuden selitys on planeettapyörien ulkopinnan halkileikkauksen kovera muoto. Tunnetuissa pyöräs-töissä planeetat ovat lieriörullia, kuperia tynnyrirullia tai kuulia.

Keksinnön mukaisten planeettapyörien ulkopinnan muoto voi olla palloa ympäröivä globoidi tai kahdesta katkaistusta kartiosta koostuva muoto. Valinta näiden kahden muodon välillä riippuu lähinnä siitä, halutaanko keskuspyörän akselin suunnan olevan vapaa vai ohjattu. Toinen valintakriteeri on valmistussarjan 2 79180 suuruus. Piensarjatuotannon menetelmillä toiminnan vaatima tarkkuus saavutetaan helpommin planeettojen ollessa kartiopintai-sia. Ulkorenkaan tekemisellä kaksiosaiseksi ja aksiaalisuunnas-sa säädettäväksi voidaan valmistuksen tarkkuusvaatimuksia edelleen pienentää. Kartiopyörämuodolla tämä säätö ei vaikuta kos-ketuspaineen jakaantumiseen eikä kuormitettavuuteen.

Suurin tilan ja massan säästö keksinnön avulla saavutetaan silloin, kun sisäpuolisessa keskuspyörässä tarvitaan luiston estävä kiilamekanismi. Haluttaessa tämä vääntömomentin tunteva mekanismi voidaan muotoilla sellaiseksi, että se toimii samalla suuntais- eli vapaakytkimenä. Niissä sovelluksissa, joissa kuormittavan momentin suunta voi vaihdella ja vaihteelta toivotaan erityisen hyvää jäykkyyttä ja vääntövärähtelyjen vaimennusta luiston estäminen on edullista järjestää jousilla, jotka voidaan sijoittaa joko sisäkeskuspyörään tai jaettuun ulko-renkaaseen. Tarkemmin keksinnön tunnusomaiset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa:

Kuvio 1 esittää halkileikkauksena pyörästöä, jossa planeetta-pyörien ulkopinnat ovat palloa ympäröiviä globoideja.

Kuvio 2 esittää halkileikkausta pyörästöstä, jossa sisäkes- kuspyörän ja planeettojen vierintäpinnat ovat katkaistuja ympyräkartioita.

Kuvio 3 esittää symmetriatasoon yhtyvää poikkileikkausta sisä-keskuspyörästä ja sen kiilamekanismista.

Kuvion 1 mukaisessa kitkapyörästössä sisärenkaaseen (1) vaikuttava momentti työntää spiraalin tai monikulmion muotoisissa urissa olevia kuulia (2) ulospäin, jolloin ne kiilautuvat 3 79180 keskenään identtisten kosketusrenkaiden (3) kiilamaisiin uriin työntäen renkaita aksiaalisesti erilleen toisistaan, jolloin ne puolestaan työntävät planeettapyöriä (5) säteen suunnassa ulospäin. Jos sisärenkaan (1) ja kuulien (2) välinen kosketus on kaksipisteinen ja urien jaot kaikissa renkaissa riittävän tarkat, ei laakerirenkaita (4) välttämättä tarvita.

Nopeakäyntisissä alennus- tai ylennysvaihteissa, joissa ulko-rengas (6) on kiinteä, on eduksi, että planeettojen ja ulko-renkaan kosketuspisteet ovat symmetriatasossa ja kosketus-ellipsit hyvin pitkulaisia.

Akustisesti on edullista, että kiilamekanismin kuulien (2) ja planeettapyörien (5) lukumäärät ovat eri suuria ja mieluimmin jaottomia lukuja kuten 5, 7, 11 ja 13. Jotta voiteluaineena voitaisiin käyttää sekä tavallista mineraaliöljyä että synteettistä kitkapyörästö- eli traction-öljyä, on eduksi, että kosketusrenkaiden kuulauria on kuuliin verrattuna kaksinkertainen lukumäärä tehtyinä kahdella eri kiilakulmalla.

Kuvion 2 esittämässä rakenteessa on edelliseen verrattuna erilaista planeettapyörien muodon ohella ulkorenkaan koostuminen kahdesta osasta (6 ja 7). Jos planeettapyörät lisäksi laakeroidaan kiinnitysrenkaaseensa (8) epäkeskoholkkien avulla ja kosketuskohtien normaalivoimat varmistetaan kiilamekanismin sijasta jousikiristyksellä, jää planeettapyörien samankokoi-suus ja -muotoisuus ainoaksi todella suurta valmistustarkkuutta vaativaksi asiaksi. Valitsemalla planeettapyörien aine si-säkeskuspyörän ja ulkorenkaan ainetta pehmeämmäksi, päästään siihen, että kuluminen ei huononna, vaan parantaa pyörästön toiminnan laatua. Myös planeettapyörien samanlaisuudelle asetettavista vaatimuksista voidaan tinkiä, jos pyörien lukumäärä rajoitetaan kolmeen, mutta tällöin jää tehonsiirtokyky suurillakin nopeuksilla pienemmäksi kuin samankokoisella hammastetulla pyörästöllä.

4 79180

Kuvion 3 esittämässä poikkileikkauksessa on sisärenkaan kuula-urat muotoiltu niin, että kiristyminen tapahtuu vain toiseen suuntaan eli kitkapyörästö toimii samalla suuntaiskytkimenä. Jouset (9) varmistavat, että tämä toiminta on viiveetöntä ja täsmällistä.

Keksintö ei rajoitu tässä esiteltyihin sovelluksiin, vaan patenttivaatimusten puitteissa ovat myös muunlaiset sovellukset ja yhdistelmät mahdollisia.

Tämä keksintö on tehty jo useita vuosia sitten ja toimintakelpoisuutta on testattu kahdessa tähän asti luottamuksellisena pidetyssä diplomityössä. Yleiseen käyttöön tuleminen edellyttää, että löytyy yritys, jolla on resursseja ja uskallusta aloittaa valmistus riittävän suurina valmistussarjoina. Toinen edellytys on, että koneensuunnittelujoiden tietoisuus toisaalta planeettavaihteistojen eduista ja toisaalta hammastettujen pyörästöjen ongelmista kehittyy nykyistä paremmaksi.

Claims (7)

791 80

1. Ulkorenkaasta (6) ja sisäkeskuspyörästä (1,2,3,4) sekä niihin koskettavista planeettapyöristä (5) muodostuva vakiovälitys-suhteinen kitkapyörästö, jossa planeettapyörien (5) vierintä-pinnat ovat viivakosketuksin palloa ympäröiviä globoideja, tunnettu siitä, että sisäpuolinen keskuspyörä (1,2,3, 4. on kuormittavan vääntömomentin vaikutuksesta aksiaalises-ti laajenemalla kiristyvä.

2. Ulkorenkaasta (6,7) ja sisäkeskuspyörästä (1,2,3) sekä niihin koskettavista planeettapyöristä (5) muodostuva vakiovälityssuh-teinen kitkapyörästö, jossa planeettapyörien (5) kosketuspinnat muodostuvat kahdesta symmetrisestä kartiopinnasta ja ulko-renkaan kosketuspinnat ovat kahdessa osassa (6 ja 7), joiden aksiaalinen etäisyys toisistaan on säädettävä, tunnet- t u siitä, että sisäpuolinen keskuspyörä (1,2,3) on kuormittavan vääntömomentin vaikutuksesta aksiaalisesti laajenemalla kiristyvä.

3. Vaatimusten 1 tai 2 mukainen kitkapyörästö tunnettu siitä, että aksiaalisesti laajeneva keskuspyörä koostuu akselista tai sisärenkaasta (1) ja kahdesta sen päällä kiertyvästä ja aksiaalisesti liukuvasta kosketusrenkaasta (3 tai 3,4) sekä niiden väleihin sijoitetuista kuulista (2), jotka kuormituksen vaikutuksesta kiilautuvat ulospäin ja siten työntävät kosketusrenkaita (3 tai 3,4) erilleen toisistaan.

4. Vaatimuksen 3 mukainen kitkapyörästö, tunnettu siitä, että kosketusrenkaiden (3) kuulauria on sisärenkaaseen (1) verrattuna vähintään kaksinkertainen lukumäärä ja urien vinoudet sillä tavoin erilaisia, että kosketusrenkaiden (3 tai 3,4) aksiaalivoimien suhdetta vääntömomenttiin voidaan käyttöön otettavan urasarjan valinnalla muuttaa. 79180

5. Vaatimuksen 3 mukainen kitkapyörästö, tunnettu siitä, että kosketusrenkaiden (3) kuulaurien keskiviivat ovat suoria, jotka leikkaavat keskiöakselin vinossa kulmassa.

6. Vaatimuksen 3 mukainen kitkapyörästö, tunnettu sellaisesta kuulien (2) urien muotoilusta sisärenkaassa (l), että mekanismin kiilausvaikutus on yksisuuntainen eli pyö-rästö toimii samalla vapaakytkimenä (2,9).

7. Vaatimuksen 3 mukainen kitkapyörästö, tunnettu siitä, että sisäkeskuspyörän kuulien (2) kosketus sisärenkaan (1) uriin on kaksipisteinen. 79180