NL1023168C2 - Aandrijfsysteem voorzien van continue variabele overbrenging. - Google Patents

Description

I '

Aandrijfsysteem voorzien van continue variabele overbrenging

De uitvinding heeft betrekking op een aandrijfsysteem met een motor, een continue variabele transmissie en een tandwielkast.

5

Dergelijke aandrijfsystemen worden op grote schaal toegepast in de automobielindustrie. Bijvoorbeeld de Nederlandse octrooipublicatie 9401945 beschrijft zo een systeem. Alhoewel dergelijke systemen tot een grote mate Van vrijheid leiden ten aanzien van de toe te passen overbrenging van een motor naar een uitgaande aandrijfas 10 blijkt dat de motor lang niet altijd optimaal wordt belast en dat het koppel met name in het lage toeren gebied beperkt is.

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterd aandrijfsysteem waarmee met een bestaande motor verbeterde resultaten kunnen 15 worden behaald bij het aandrijven van een willekeurig apparaat dat wisselende toerentallen behoeft. Meer in het bijzonder apparaten die ook stilstand of zelfs een omkeerbaarheid behoeven van een aandrijfas. Voorbeelden van dergelijke apparaten zijn personenauto’s, vrachtwagens, boten, enzovoorts.

20 De uitvinding verschaft daartoe een aandrijfsysteem omvattende: een motor met een uitgaande motoras, een continue variabele transmissie met een primaire poelie, een secundaire poelie, en een duwriem welke de primaire poelie en de secundaire poelie met variabele overbrengverhouding verbindt, een planetair tandwielstelsel met een zonnewiel waarvan de zonnewielas is gekoppeld met de secundaire poelie, een ringwiel 25 en ten minste één planeetwiel dat is verbonden met een planeetdrager, en een uitgaande aandrijfas, waarbij: één van de roterende elementen bestaande uit: de primaire poelie, de planeetdrager en het ringwiel, is gekoppeld met de motoras, waarbij één van de twee roterende elementen bestaande uit: de primaire poelie, de planeetdrager en het ringwiel die niet zijn gekoppeld met de motoras, is gekoppeld met de uitgaande aandrijfas, en 30 waarbij het resterende roterende element bestaande uit: de primaire poelie, de planeetdrager en het ringwiel dat niet reeds is gekoppeld met de motoras of de uitgaande aandrijfas eveneens is gekoppeld met de motoras zodanig dat de rotatierichting van het ringwiel en het zonnewiel tegengesteld zijn. Zo kan bijvoorbeeld de primaire poelie zijn gekoppeld met de motoras, en de planeetdrager zijn gekoppeld Λ Λ Λ Λ J Λ > I met de uitgaande aandrijfas. Een andere mogelijkheid is dat de planeetdrager is I gekoppeld met de motoras en de primaire poelie is gekoppeld met de uitgaande I aandrijfas. In totaal bestaan er aldus zes configuraties waarin het aandrijfsysteem kan I zijn gekoppeld met de motoras en de aandrijfas. Afhankelijk van de omstandigheden I 5 kan voor de meest optimale wijze van koppelen worden gekozen. Als motor kan hierbij I gebruik worden gemaakt van iedere willekeurige motor maar in het bijzonder wordt I voor grotere vermogens gedacht aan verbrandingsmotoren of turbines, echter ook I bijvoorbeeld elektromotoren kunnen deel uitmaken van een aandrijfsysteem volgens de I onderhavige uitvinding. Middels de overbrengverhouding van de continue variabele 10 transmissie kan in dit aandrijfsysteem bepaald de rotatierichting van de aandrijfas I alsook stilstand van de aandrijfas worden bepaald zonder dat er een complexe en zware I koppeling (omvormer) behoeft te worden opgenomen zoals dat het geval is bij I vergelijkbare systemen volgens de stand der techniek. Naast een eenvoudigere I bouwwijze, hetgeen kostenbesparend is, leidt dit ook tot een lichtere constructie. Nog I 15 een voordeel is dat het aandrijfsysteem volgens de uitvinding weinig storingsgevoelig I kan worden uitgevoerd. Het aandrijfsysteem is daarenboven ook bijzonder geschikt voor het doorleiden van grotere vermogens; dit is mede het gevolg van het feit dat een I deel van het vermogen door de duwband en een ander deel van het vermogen door het I ringwiel wordt doorgeleid. In deze wordt opgemerkt dat voor een beperkte belasting van I 20 de afzonderlijke onderdelen van het aandrijfsysteem bij voorkeur het planetair I tandwielstelsel ten minste drie planeetwielen omvat die verbonden zijn met de I planeetdrager. Nog een belangrijk voordeel van het aandrijfsysteem volgens de uitvinding is dat het mogelijk is om schokvrij vanuit stilstand de aandrijfas in een I gewenste rotatierichting in gang te zetten, hetgeen volgens de stand der techniek niet I 25 realiseerbaar is. Opgemerkt wordt dat het denkbaar is dat er een alternatief wordt I toegepast voor een planetair tandwielstelsel dat een zelfde relevante functionaliteit I verschaft. Hierbij kan bijvoorbeeld worden gedacht aan een vertragingskast met een I samenstel van schijven en nokken. Met een in deze aanvrage als planetair I tandwielstelsel aangeduide constructies wordt tevens gedoeld op dergelijke alternatieve 30 constructies; ook deze vallen binnen de gevraagde beschermingsomvang.

In een bijzondere uitvoeringsvariant omvat het aandrijfsysteem een tweede planetair tandwielstelsel, waarbij de planeetdrager van het eerste planetaire tandwielstelsel een t r 3 tweede zonnewiel van het tweede planetaire tandwielstelsel aandrijft, een tweede ringwiel van het tweede planetair tandwielstelsel is gekoppeld met de motoras, en een tweede planeetdrager van het tweede planetair tandwielstelsel ontkoppelbaar aangrijpt op de uitgaande aandrijfas. Het tweede planetair tandwielstelsel kan naar keuze een 5 zelfde reductiefactor of een andere reductiefactor hebben als het eerste planetair tandwielstelsel. Het moge duidelijk zijn dat ook bij het tweede planetair tandwielstelsel de rotatierichting het tweede ringwiel en het tweede zonnewiel tegengesteld zijn. Daarnaast is het gewenst dat ook de (eerste) planeetdrager ontkoppelbaar aangrijpt op de uitgaande aandrijfas. Aldus kan er gekozen worden voor welke overbrengverhouding 10 er tussen de continue variabele transmissie en de aandrijfas wordt gebruikt; de overbrengverhouding van slechts het eerste planetair tandwielstelsel, of de gecombineerde overbrengverhouding van het eerste en tweede planetair tandwielstelsel gezamenlijk. Bij niet met de zelfde snelheid draaiende eerste en tweede planeetdragers dient er slechts één gekoppeld te zijn met de aandrijfas, terwijl wanneer de 15 planeetdragers juist met dezelfde snelheid roteren traploos kan worden overgeschakeld van koppeling tussen één van de planeetdragers met de aandrijfas naar de andere planeetdrager met de aandrijdas.

Analoog aan de koppeling van het tweede planetair tandwielstelsel aan het eerste 20 planetair tandwielstelsel kan in een verdere uitvoeringsvariant een n4* planetair tandwielstel is gekoppeld aan een η-1 * planetair tandwielstelsel. Aldus kan een aantal planetaire tandwielstelsel naar keuze worden opgenomen in het aandrijfsysteem om zo het werkgebied (toerenbereik) van het aandrijfsysteem te vergroten.

25 De uitvinding zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de in navolgende figuren weergegeven niet-limitatieve uitvoeringsvoorbeelden. Soortgelijke onderdelen zijn aangeduid met dezelfde verwijscijfers. Hierin toont: figuur 1 een schematisch aanzicht op een aandrijfsysteem volgens de onderhavige uitvinding, 30 figuur 2A een schematische weergave van een deel van het aandrijfsysteem weergegeven in figuur .1 in een toestand met stilstaande aandrijfas, figuur 2B een schematische weergave van slechts de continue variabele transmissie van het deel van het aandrijfsysteem weergegeven in figuur 2A in een toestand met een maximaal toerental van de aandrijfas in een bepaalde rotatierichting, I figuur 2C een schematische weergave van de continue variabele transmissie volgens figuur 2B in een toestand met een maximaal toerental van de aandrijfas in de tegenovergestelde rotatierichting van de richting volgens figuur 2A, en I figuur 3 een schematisch aanzicht op een aandrijfsysteem volgens de onderhavige I 5 uitvinding met een tweede planetair tandwielstelsel.

Figuur 1 toont een aandrijfsysteem 1 dat is gekoppeld aan een achteras 2 met

I differentieel 3 voor het aandrijven van wielen 4. Het aandrijfsysteem omvat een motor S

I met een motoras 6 welke een primaire poelie 7 aandrijft. De primaire poelie 7 is I 10 voorzien van twee schaaldelen 8,9 waarvan de onderlinge afstand verstelbaar is. De I primaire poelie 7 is drijft op zijn beurt onder tussenkomst van een duwband 10 een I secundaire poelie 11 aan. Ook de secundaire poelie 11 is voorzien van twee schaaldelen I 12,13 waarvan de onderlinge afstand verstelbaar is. De secundaire poelie 11 is voorzien I van een uitgaande as (zonnewielas) 14 die gekoppeld is met een zonnewiel 15 van een 15 planetair tandwielstelsel 16. Het zonnewiel 15 grijpt aantal op een aantal planeetwielen I 17 waarvan er in de figuur twee zichtbaar zijn. Op gebruikelijke wijze bij een planetair I tandwielstelsel zijn de planeetwielen 17 verbonden met een planeetdrager 18 en grijpen I zij met hun vertanding aan de een vertanding aangebracht op de binnenzijde van een de I planeetwielen 17 omgevend ringwiel 19. De planeetdrager 18 drijft ten slotte het I 20 differentieel 3 aan. Kenmerkend voor de onderhavige vinding is nu dat het ringwiel 19 I wordt aangedreven door een directe verbinding tussen de motoras 6 en ringwiel 19, hier I weergegeven middels een vertand wiel 20. Het gevolg is nu dat de rotatierichting en I rotatiesnelheid afhankelijk is van de planeetdrager 18 afhankelijk is van de I overbrengverhouding tussen de primaire en secundaire poelie 7 respectievelijk 11. Dit I 25 zal verder worden verduidelijkt aan de hand van de figuren 2A - 2C.

I Figuur 2A toont een deel van het aandrijfsysteem 1 getoond in figuur 1 waarbij de I afstand tussen de schaaldelen 8,9; 12,13 van respectievelijk de primaire en secundaire I poelie 7; 11 zodanig is gekozen dat de planeetdrager 18 stilstaat. Bijvoorbeeld bij een 30 diameter van het zonnewiel 15 van 50 mm en een diameter van de planeetwielen 17 van I eveneens 50 mm (en dus een inwendige diameter van het ringwiel van 150 mm) dient voor stilstand van het planeetwiel 18 de verhouding van de toeren van zonnewiel 15 : ringwiel 19 gelijk te zijn aan-3 :1 (of 3 : -1).

t l 5

Voor een (theoretische) maximale rotatiesnelheid in een (bijvoorbeeld als voorwaarts gedefinieerde) richting van de planeetdrager 18 dient het zonnewiel 15 stil te staan. Dit zal in de praktijk gewoonlijk onmogelijk blijken te zijn maar het zonnewiel 15 zal dan zo min mogelijk roteren. Bij (theoretische) stilstand van het zonnewiel 15 is de 5 rotatiesnelheid van de planeetdrager 0,75 maal de rotatiesnelheid van de motoras 6. In figuur 2B zijn de primaire en secundaire poelie 7; 11 weergegeven met een onderlinge afstand tussen de tussen de schaaldelen 8,9; 12,13 die zodanig is gekozen dat het zonnewiel 15 met minimale snelheid roteert.

10 Figuur 2C toont de primaire en secundaire poelie 7; 11 weergegeven met een onderlinge afstand tussen de tussen de schaaldelen 8,9; 12,13 die zodanig is gekozen dat de rotatiesnelheid van de planeetdrager 18 is gemaximeerd in tegenovergestelde richting aan de (voorwaartse) richting uit figuur 2B.

15 Figuur 3 ten slotte toont het aandrijfsysteem 30 zoals getoond in figuur 1 echter nu uitgebreid met een tweede planetair tandwielstelsel 28. Het eerste planetaire tandwielstelsel 21 komt nagenoeg overeen met het planetaire tandwielstelsel 16 zoals getoond in de voorgaande figuren echter met het verschil dat een planeetdrager 22 in deze variant is gelegen aan de van de secundaire poelie 11 afgekeerde zijde van het 20 eerste planetaire tandwielstelsel 21. De planeetdrager 22 is onder tussenkomst van een koppeling 23 waarmee een ontkoppelbare verbinding kan worden gemaakt met de achteras 2. De planeetdrager 22 is tevens daarnaast met een zonnewiel 24 gekoppeld van het tweede planetair tandwielstelsel 20. Ook in het tweede planetair tandwielstelsel 28 zijn, naast het zonnewiel 24, planeetwielen 25, een planeetdrager 26 en een ringwiel 25 27 herkenbaar. Ook de planeetdrager 26 van het tweede planetair tandwielstelsel 28 is onder tussenkomst van een koppeling 27 ontkoppelbaar verbindbaar met de achteras 2. Het ringwiel 27 van het tweede planetair tandwielstelsel 28 wordt vergelijkbaar met het eerste planetaire tandwielstelsel 21 ook aangedreven door de motoras 6. In de weergegeven stand van de koppelingen 23; 27 van respectievelijk het eerste planetair 30 tandwielstelsel 20 en het tweede planetair tandwielstelsel 28 zijn beide tandwielstelsels 20; 28 gekoppeld met de achteras 2 dit impliceert dat de eerste en tweede planeetdragers 22; 26 met de zelfde snelheid draaien of dat het gehele aandrijfsysteem 30 stilstaat M ri O O < Λ Λ

Claims (4)

1. Aandrijfsysteem (1,30) omvattende: - een motor (5) met een uitgaande motoras (6), 5. een continue variabele transmissie met een primaire poelie (7), een secundaire poelie (11), en een duwriem (10) welke de primaire poelie (7) en de secundaire poelie (11) met variabele overbrengverhouding verbindt, - een planetair tandwielstelsel (16,21) met een zonnewiel (15) waarvan de zonnewielas (14) is gekoppeld met de secundaire poelie (11), een ringwiel (19) en ten minste één 10 planeetwiel (17) dat is verbonden met een planeetdrager (18,22), en - een uitgaande aandrijfas, waarbij: één van de roterende elementen bestaande uit: de primaire poelie (7), de planeetdrager (18,22) en het ringwiel (19), is gekoppeld met de motoras (6), waarbij één van de twee roterende elementen bestaande uit: de primaire poelie (7), de 15 planeetdrager (18,22) en het ringwiel (19) die niet zijn gekoppeld met de motoras (6), is gekoppeld met de uitgaande aandrijfas, en waarbij het resterende roterende element bestaande uit: de primaire poelie (7), de planeetdrager (18,22) en het ringwiel (19) dat niet reeds is gekoppeld met de motoras (6) of de uitgaande aandrijfas eveneens is gekoppeld met de motoras (6) zodanig dat de 20 rotatierichting van het ringwiel (19) en het zonnewiel (15) tegengesteld zijn.

2. Aandrijfsysteem (1,30) volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de primaire poelie (7) is gekoppeld met de motoras (6), en de planeetdrager (18,22) is gekoppeld met de uitgaande aandrijfas, 25

3. Aandrijfsysteem (1,30) volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de planeetdrager (18,22) is gekoppeld met de motoras (6) en de primaire poelie (7) is gekoppeld met de uitgaande aandrijfas.

4. Aandrijfsysteem (1,30) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het planetair tandwielstelsel (16,21) ten minste drie planeetwielen (17) omvat die verbonden zijn met de planeetdrager (18,22). » *

5. Aandrijfsysteem (1,30) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het aandrijfsysteem (1,30) een tweede planetair tandwielstelsel (28) omvat, waarbij de planeetdrager (18,22) van het eerste planetaire tandwielstelsel (16, 21) een tweede zonnewiel (24) van het tweede planetaire tandwielstelsel (28) aandrijft, 5 een tweede ringwiel (27) van het tweede planetair tandwielstelsel (28) is gekoppeld met de motoras (6), en een tweede planeetdrager (26) van het tweede planetair tandwielstelsel (28) ontkoppelbaar aangrijpt op de uitgaande aandrijfas.

6. Aandrijfsysteem (1,30) volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de 10 rotatierichting van het tweede ringwiel (27) en het tweede zonnewiel (24) tegengesteld zijn.

7. Aandrijfsysteem (1,30) volgens een der conclusie 2, met het kenmerk dat de (eerste) planeetdrager (18,22) ontkoppelbaar aangrijpt op de uitgaande aandrijfas. 15

8. Aandrijfsysteem (1,30) volgens een der conclusies 5-7, met het kenmerk dat analoog aan de koppeling van het tweede planetair tandwielstelsel (28) aan het eerste planetair tandwielstelsel (16,21) een n**e planetair tandwielstel is gekoppeld aan een n-l’*1* planetair tandwielstelsel. 20

4. O O «1 £> O