NL1026210C2 - Kegelschijfstel voor een continu variabele transmissie en continu variabele transmissie voorzien van een dergelijk kegelschijfstel. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Kegelschijfstel voor een continu variabele transmissie en continu variabele transmissie voorzien van een dergelijk kegelschijfstel.

De uitvinding heeft betrekking op een kegelschijfstel voor een continu variabele transmissie omvattende twee met elkaar samenwerkende, elk van een naaf voorziene kegelschijven en een de schijven dragende as, waarbij de eerste schijf vast met deze as 5 is verbonden en de tweede schijf over de as verschuifbaar is doch rotatievast daarmee is gekoppeld, en met een met de tweede schijf samenwerkend, in doorsnede C-vormig eindstuk waarvan het open einde met het oppervlak van de tweede schijf een kamer voor een tijdens bedrijf een axiale kracht op deze schijf uitoefenend 10 drukmedium bepaalt.

Continu variabele transmissies met dergelijke kegelschijf-stellen worden reeds lange tijd toegepast. Zij zijn aan het einde van de negentiende eeuw voorgesteld voor industriële toepassingen; de toepassing voor het aandrijven van motorvoertuigen werd voorge-15 steld aan het einde van de vijftiger jaren in de twintigste eeuw en deze simpele continu variabele transmissie evolueerde in de loop der jaren tot een volwaardige, zeer efficiënte en hoogst betrouwbare transmissie met hoog ontwikkelde besturing zoals bijvoorbeeld beschreven in het Europese octrooi 1 105 664 ten name 20 van aanvraagster. Het daarbij toegepaste, over de poelieschijven lopende eindloze transmissie-element evolueerde van een eenvoudig leren riem, ook wel voorzien van daarop verschuifbare dwarselemen-ten, via de simpele rubber riem bij de eerste automobiel-CVT’s tot de hoogwaardige, uit door schalmen met elkaar gekoppelde dwarspen-25 nen bestaande transmissieketting zoals deze onderwerp is van het Europese octrooischrift 0 741 255 respectievelijk het Amerikaanse octrooischrift 5,728,021, beide eveneens ten name van aanvraagster.

Een kegelschijfstel voor een transmissie zoals hierboven 30 bedoeld is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4,504,246.

Een dergelijk kegelschijfstel heeft een gecompliceerde opbouw waarvan de assemblage omslachtig is.

De uitvinding beoogt de algemene opbouw van een dergelijk kegelschijfstel te vereenvoudigen, in het bijzonder zodanig dat, 35 onder behoud van een goed en zeker opnemen van de - vaak aanzienlijke - tijdens bedrijf optredende axiale krachten de montage 1026210 .

- 2 - van een dergelijk kegelschijfstel wordt vereenvoudigd en dit kegelschijfstel zo weinig mogelijk componenten heeft die een gecompliceerde vervaardiging vergen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat ten 5 minste één van: de naaf van de eerste schijf respectievelijk het centrale deel van het C-vormig eindstuk een van het midden van het kegelschijfstel naar buiten divergerende centrale boring heeft die samenwerkt met een corresponderend gevormd buitenoppervlak van een deel dat met de as rotatievast en een axiale aanslag vormt. Met 10 deze maatregel wordt bereikt dat voor de montage van het kegelschijfstel kan worden volstaan door het simpelweg in volgorde op de as schuiven van de respectievelijke onderdelen, het over de as schuiven van het laatste opsluiteleraent en ten slotte het, tegen axiale verschuiving op de as borgen daarvan. Tijdens bedrijf 15 zullen de optredende axiale krachten ervoor zorgen dat de delen vast met de as gekoppeld blijven en zal daarmee lekkage van drukmedium worden verhinderd.

Dit buitenoppervlak kan zijn het buitenoppervlak van een passend op de as aangebrachte bus.

20 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is dat deel van de eerste schijf respectievelijk het C-vormig eindstuk dat niet met een bus samenwerkt via de combinatie van een naar buiten divergerende boring en een overeenkomstig gevormd deel van het asoppervlak met de as gekoppeld. Door deze maatregel wordt de configura-25 tie en daarmee de bewerking van zowel de as als van de eerste kegelschijf aanzienlijk vereenvoudigd; ook hier zullen de tijdens bedrijf op de delen uitgeoefende axiale krachten deze steeds onverdraaibaar met de as gekoppeld houden.

Voorkeursuitvoeringen zijn beschreven in de conclusies 2- 30 5.

Bij een continu variabele transmissies als boven omschreven zal, wanneer van het eerste kegelschijfstel de onderlinge afstand van de kegelschijven toeneemt, voor het daarmee samenwerkend kegelschijfstel de onderlinge afstand van de kegelschij-35 ven afnemen, en omgekeerd. Essentieel is daarbij dat het over de kegelschijven lopend transmissie-element in een en hetzelfde, dwars op de respectievelijke assen van de kegelschijfstellen staand vlak gepositioneerd blijft. Daar gewoonlijk van elk kegelschijfstel slechts één kegelschijf over de gemeenschappelijke as 40 verschuifbaar is worden de kegelschijfstellen spiegelsypametrisch 1026210 - 3 - ten opzichte van elkaar geplaatst. Wanneer dus van het ene stel bijvoorbeeld de rechterschijf instelbaar is uitgevoerd, zal voor het andere stel de linkerschijf instelbaar zijn. Daar echter de instelbare kegelschijf met de daarbij behorende instelcomponenten 5 in asrichting een grotere lengte in beslag neemt dan de vaste kegelschijf - mede omdat de op de as verschuifbare naaf een bepaalde minimumlengte (circa anderhalf maal de asdiameter) moet hebben -heeft dit noodzakelijkerwijs tot gevolg dat de, de respectievelijke assen ondersteunende legers bij een plaatsing daarvan zo 10 dicht mogelijk bij de kegelschijven - wat uit constructief oogpunt gewenst is - niet in één vlak kunnen liggen. Wanneer men een compacte bouwwijze nastreeft, zoals in het geval waarin een continu variabele transmissie is gecombineerd met een dwars voor in een motorvoertuig geplaatste aandrijfmotor leidt dit onvermijdelijk 15 tot een transmissiehuis met een getrapte dwarsdoorsnede. Dit heeft het bezwaar dat in dit transmissiehuis buigmomenten optreden die uiteraard moeten worden opgenomen.

De uitvinding beoogt ook dit bezwaar te ondervangen en verschaft hiertoe een kegelschijfstel dat bijzonder compact kan 20 worden uitgevoerd en waarbij de respectievelijke de assen dragende legers van twee samenwerkende kegelschijfstellen aan weerszijden van deze stellen elk in één vlak (in casu de respectievelijke wanden van het transmissiehuis) kunnen worden geplaatst waardoor een compact transmissiehuis kan worden toegepast met onderling 2 5 evenwi j dige wanden.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt doordat het naaf-lichaam van de eerste schijf over een gedeelte van de axiale lengte ervan ligt op afstand van de as, een en ander zodanig dat tussen het schijf- respectievelijk naaflichaam van de eerste 30 schijf en de as een ringvormige opneemruimte aanwezig en aan het lichaam van de tweede schijf een naar de eerste schijf gerichte, busvormige, de as ontsluitende en in de opneemruimte passende geleidenaaf is gevormd.

Aldus vindt de geleidenaaf van de instelbare kegelschijf 35 bij het naar elkaar toe bewegen van de kegelschijven ruimte binnen de hierboven genoemde, tussen het schijf- respectievelijk naaf-lichaam van de eerste schijf en de as aanwezige ringvormige ruimte zodat geen extra ruimte buiten de verschuifbare kegelschijf in beslag wordt genomen en de constructie links en rechts van elke 40 kegelschijf in axiale richting een gelijke lengte, zodat de legers 1026210 - 4 - van de twee met elkaar samenwerkende kegelschijven in één vlak kunnen liggen.

Bijzonder gunstig is een uitvoering waarbij de cilindrische binnenwand van de opneemruimte naar de as gerichte binnen-5 vertanding draagt, samenwerkend met buitenvertanding op de bus-vormige geleidenaaf. Daarmee wordt het kegelschijfstel nog compacter.

Verdere uitvoeringsvormen zijn beschreven in conclusie 9- 10.

10 De gevraagde uitsluitende rechten strekken zich voorts uit tot een continu variabele transmissie, voorzien van twee kegelstellen als hierboven beschreven, die met elkaar zijn gekoppeld door een eindloos transmissie-element, en waarbij de respectievelijke linker en rechter aslegers van de stellen in één 15 vlak liggen.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. Daarin is: fig. 1 een langsdoorsnede door een kegelschijfstel volgens de uitvinding; 20 fig. 2 een langsdoorsnede van twee kegelschijfstellen ge combineerd tot een continu variabele transmissie, met het huis daarvan; fig. 3-7 langsdoorsneden door kegelschijfstellen in verschillende uitvoeringsvormen.

25 In de figuren zijn overeenkomstige delen aangegeven met ge lijke verwijzingscijfers, eventueel met de toevoeging "a".

Fig. 1 toont een kegelschijfstel 10 op de as 12 die bijvoorbeeld kan zijn de ingaande as van een continu variabele transmissie die in zijn geheel is afgebeeld in fig. 2. Op de as 12 30 is via het conische gedeelte 14 van deze as vastgezet de vaste poelieschijf 16. Deze poelieschijf 16 heeft een binnenboring 15 die, evenals het buitenoppervlak van het conisch gedeelte 14 van het centrum van het kegelschijfstel naar buiten divergeert.

De beweegbare schijf 18 van het samenstel kan over een be-35 perkte afstand in de aslangsrichting over de as 12 verschuiven.

Hiertoe is aan het lichaam 20 van de kegelschijf 18 een busvormige geleidenaaf 22 gevormd die past binnen de ringvormige ruimte 24 welke is uitgespaard tussen het lichaam 26 van de schijf 16 en de as 12. Doordat het over de as 12 verplaatsbare gedeelte van het 40 lichaam van de verplaatsbare schijf 18 zijn plaats vindt binnen de 1026210 - 5 - met de schijf 18 samenwerkende vaste schijf 16 wordt bereikt dat beide schijven 16 respectievelijk 18 aan de buitenzijde evenveel plaats innemen zodat, zoals blijkt uit fig. 2, van een uit twee samenstellen volgens fig. 1 opgebouwde continue variabele trans-5 missie de legers 30 respectievelijk 32 van de twee.stellen in één vlak kunnen komen te liggen.

Over de schijven is een eindloos transmissie-element geslagen, in dit geval een ketting 34 van de soort die onderwerp is van het Europese octrooischrift 0 714 255 respectievelijk het Ameri-10 kaanse octrooischrift 5,728,021, beide ten name van aanvraagster, en opgebouwd uit door de schalmen 36 met elkaar gekoppelde, kracht overdragende, pennen 38. Ook andere transmissie-elementen zijn mogelijk.

Een in zijn geheel met 45 aangegeven, in doorsnede C-vormig 15 eindstuk, bestaande uit uit het cilindrisch meenemerdeel 44 en het schijfvormig eindstuk 48 voltooit aan de rechterzijde het geheel.

De schijf 18 draagt aan de van de eerste schijf afgekeerde zijde een eerste cilindrisch meenemerdeel 40 dat is voorzien van buitenvertanding 42 en wordt omsloten door een cilindrisch tweede 20 meenemerdeel 44 dat is voorzien van met de buitenvertanding 42 samenwerkende binnenvertanding 46. Dit tweede meenemerdeel 44 gaat over in de dwars op de as 12 staande eindschijf 48. Het cilindrisch meenemerdeel 44 vormt tezamen met de eindschijf het in zijn geheel met 45 aangegeven C-vormig eindstuk. Deze eindschijf 48 25 heeft een binnenboring 49 die vanaf het centrum van het kegel- schijfstel naar buiten divergeert en in deze binnenboring past een overeenkomstig geconfigureerde conische bus 50 die op de as 12 is gemonteerd en een axiale aanslag vindt in de borgring 52. Aldus is de schijf 18 rotatievast met de as 12 gekoppeld. De omsloten 30 ruimte 54 staat via de boring 56, de ringruimte 58 en de boring 60 in verbinding met het binnen de as 12 gevormde kanaal 62, via hetwelk de hydraulische drukolie, dienend voor het verstellen van de schijf 18, wordt toegevoerd. Door het variëren van de druk in de via de kanalen 56 en 57 en tussen de binnenvertanding 46 en bui-35 tenvertanding 42 aanwezige speling met elkaar in verbinding staande omsloten ruimten 54 en 55 wordt de knijpdruk op het transmis sie-element 34 bepaald.

De tijdens bedrijf tussen de kegelschijven 16 en 18 optredende axiale krachten in combinatie met de in de ruimten 54 en 55 1026210 - 6 - heersende druk zorgen ervoor dat de schijf 16 en de meenemer 44 onverdraaibaar op de as 12 worden vastgehouden.

De afdichting van de omsloten ruimte 54 ten opzichte van de omgeving ten slotte wordt verzorgd door de door de meenemer 44 5 gedragen afdichtring 64 die samenwerkt met de door de schijf 18 gedragen afdichtbus 66. De afdichtbus 66 is bij voorkeur voorzien van een naar binnen gericht ringvormig uitsteeksel 67, eindigend in een pasrand 65, waarmee de afdichtbus 66 door middel van een lichte klempassing verbonden wordt met de schijf 18. Tijdens be-10 drijf zal via de druk in de tweede omsloten ruimte 55 een axiale kracht worden uitgeoefend op het uitsteeksel 67, zodat de borging van de afdichtbus 66 ten opzichte van de schijf 18 te allen tijde gewaarborgd is.

Dit de figuren blijkt dat de montage van het geheel snel en 15 eenvoudig is. Allereerst wordt de schijf 16 op de as geschoven, gevolgd door de schijf 18, het C-vormige eindstuk 45, de conische bus 50, en ten slotte de borgring 52. Men kan de onderdelen licht aandrukken en het daarbij laten - de tijdens bedrijf optredende axiale krachten brengen de onderdelen in hun definitieve stand.

20 Men kan echter ook - en dat verdient de voorkeur - de vaste schijf 16 en het C-vormige eindstuk 45 in hun respectievelijke definitieve standen brengen door na de montage ervan er drukken op uit te oefenen die hoger zijn dan de hoogst mogelijke werkdruk.

Pig. 2 toont een complete transmissie met twee schijfsamen-25 stellen, hier aangegeven met 10a respectievelijk 10b, beide in doorsnede getekend. In het bovenste schijfsamenstel zijn de ver-wijzingscijfers uit fig. 1 overgenomen.

Uit fig. 2 blijkt duidelijk dat zowel de linkerlegers 30a respectievelijk 30b in één vlak, aangegeven met 70, liggen, en dat 30 dit eveneens het geval is voor de rechterlegers 32a respectievelijk 32b die beiden liggen in het vlak 72. De vlakken 70 en 72 zijn in de praktijk uiteraard de zijwanden van het transmissiehuis 73 waarin de kegelschijfstellen 10a en 10b zijn opgenomen.

Fig. 2 toont voorts hoe de eindschijf 48 van de meenemer 44 35 drie axiaal gerichte pennen 75 draagt, (één zichtbaar) uitstekend in boringen 76 die zijn gevormd in het meenemerdeel 40 van de tweede schijf 18; rond elk van deze pennen 75 is een schroefveer 77 aangebracht waarmee de kegelschijven 16a en 18 verend naar elkaar toe worden gedrukt. Dit is uiteraard niet essentieel; ook 1026210 - 7 - met andere op zich bekende middelen kan een voorspanning op het transmissie-element 34 worden aangebracht.

Fig. 3 toont een variant van het in het voorgaande beschreven kegelschijfstel; overeenkomstige componenten zijn aangegeven 5 met dezelfde verwijzingscijfers als die welke in het voorgaande zijn gebruikt en worden hier niet nader toegelicht. Bij deze variant vormt de eerste kegelschijf 16a één geheel met de as 12a zodat het conisch asgedeelte 14 en de conische boring 14a in de eerste kegelschijf 16 zijn vervallen. Ook hier is er de conische bus 10 50 passend in de boring 49 van de eindschijf 48 samenwerkend met de borgring 52.

De figuur toont voorts een pen 75, een boring 76 en de schroefveer rond de pen 75.

Fig. 4 toont in doorsnede een variant die van de uitvoe-15 ringsvorm volgens fig. 1 verschilt in de wijze waarop de vaste kegelschijf respectievelijk het C-vormig eindstuk in axiale richting zijn geborgd.

Zoals de figuur toont eindigt het conisch gedeelte 14a van de as 12 in een radiale eindrand 80 en is de centrale boring 15a 20 van de vaste schijf 16 dienovereenkomstig gevormd zodat de axiale eindpositie van de schijf 16 vast ligt. Op overeenkomstige wijze is de conische bus 50a binnen het eindstuk 45 voorzien van een radiale eindrand 82 die een aanslag vormt voor de eindschijf 48 van het C-vormig eindstuk 45; de axiale borging van de bus 50a ge-25 schiedt doordat deze met de flens 84 ervan aanligt tegen de binnenring 86 van het eindleger 32 dat weer door middel van de borgring 88 tegen axiale verschuiving op de as 12 is geborgd.

Fig. 5 toont een variant volgens welke het C-vonnig eindstuk, hier aangegeven met 45a, één geheel vormt met de as 12b. Het 30 cilindrisch gedeelte 90 van dit C-vormig eindstuk 45a draagt bui-tenvertanding 92 die samenwerkt met binnenvertanding 94, radiaal naar binnen uitstekend van het cilindrisch deel 96 dat deel uitmaakt van de beweegbare schijf 98. Ook hier zijn er weer de kamers 54a respectievelijk 55a overeenkomend met de kamers 54 respectie-35 velijk 55, beschreven aan de hand van fig. 1.

Fig. 5 toont hoe bij deze uitvoeringsvorm de vaste schijf 16a door middel van de conische bus 100 op de as 12b is vastgezet; zowel de verticale eindzijde 102 van de schijf 16a als de bus 100 steunen via een getrapte tussenring 104 af op de binnenring 106 10262 1 0 11 - 8 - van het asleger 30 die via de borgring 108 tegen axiale verschuiving is geborgd.

Bij deze uitvoeringsvorm vindt de montage van de onderdelen op de as 12b dus niet, zoals bij de voorgaande uitvoeringsvormen, 5 plaats van rechts naar links doch, in de figuur gezien, van links naar rechts: eerst wordt op de as de beweegbare schijf 98 geschoven, gevolgd door de vaste schijf 16a, de bus 100 en de getrapte tussenring 104.

Fig. 6 ten slotte toont een bijzonder interessante variant 10 van de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm. Hier is de vaste schijf 114 gekoppeld met de as 112 door middel van de conische bus 111 samenwerkend met het corresponderende deel 113 van schijf 114 en vindt de koppeling van de beweegbare schijf 110 met de as 112 niet plaats via een met de as 112 gekoppelde meenemer doch is de be-15 weegbare schijf 110 rechtstreeks gekoppeld met de vaste schijf 114 doordat laatstgenoemde, evenals dit het geval is in de uitvoeringsvormen volgens fig. 1, 2, 4 en 5 de as 112 op afstand omringt zodat ook hier een tussenruimte aanwezig is, aangegeven met 24a waarin de radiale naar binnen gerichte en aan de schijf 114 aange-20 brachte vertanding 116 uitsteekt. Deze vertanding werkt samen met de radiaal naar buiten gerichte vertanding 118 die is aangebracht aan het naafdeel 22a van de beweegbare schijf 110. Ook hier is er weer de C-vormige eindschijf 45a die met een kort naafdeel 120 axiaal afsteunt op de binnenring 122 van het leger 32. De vaste 25 schijf 114 is via de bus 124 op de as 112 vastgezet; schijf 114 en bus 125 steunen via de getrapte tussenring 126 af op de binnenring 128 van het leger 30. Geborgde eindmoeren 132 respectievelijk 134 houden het geheel op hun plaats.

Opgemerkt wordt dat onder behoud van de verkregen voordelen 30 en in het bijzonder de snelle en gemakkelijke assemblage bus 111 en as 112 een geheel kunnen vormen, een en ander zoals aangegeven in fig. 7 - zie het conisch verwijde asgedeelte 115 en de corresponderende boring 117 van de vaste schijf 114. De overige onderdelen van deze wel zeer eenvoudige uitvoeringsvorm zijn dezelfde als 35 die aangeven in fig. 6 en hierboven besproken.

1026210 '

Claims (11)

1. Kegelschijfstel voor een continu variabele transmissie omvattende twee met elkaar samenwerkende, elk van een naaf voorziene kegelschijven en een de schijven dragende as, waarbij de eerste schijf vast met deze as is verbonden en de tweede schijf over de as 5 verschuifbaar is doch rotatievast daarmee is gekoppeld, en met een met de tweede schijf samenwerkend, in doorsnede c-vormig eindstuk waarvan het open einde met het oppervlak van de tweede schijf een kamer voor een tijdens bedrijf een axiale kracht op deze schijf uitoefenend drukmedium bepaalt, met het kenmerk, dat ten minste één 10 van: de naaf van de eerste schijf respectievelijk het centrale deel van het C-vormig eindstuk een van het midden van het kegelschijfstel naar buiten divergerende centrale boring heeft die samenwerkt met een corresponderend gevormd buitenoppervlak van een deel dat, een axiale aanslag vormend, met de as rotatievast is.

2. Kegelschijfstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat dit buitenoppervlak is het buitenoppervlak van een passend op de as aangebrachte bus.

3. Kegelschijfstel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat dat deel van de eerste schijf respectievelijk het C-vormig eindstuk 20 dat niet met een bus samenwerkt via de combinatie van een naar buiten divergerende boring en een overeenkomstig gevormd deel van het asoppervlak met de as is gekoppeld.

4. Kegelschijfstel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat dat deel van de eerste schijf respectievelijk het C-vormig eindstuk 25 dat niet met de bus samenwerkt met de as één geheel vormt.

5. Kegelschijfstel volgens conclusie 2-4, w&t hst kenmerk, dat de bus, eventueel via een cilindrisch tussenstuk, axiaal is afgesteund op de binnenring van een daaraan grenzend, in axiale richting geborgd asleger.

6. Kegelschijfstel volgens conclusie 1-5, set het kenmerk, dat hef centrale deel van hef C-vormig eindstuk in axiale richting is afgesteund op de binnenring van een daaraan grenzend, in axiale richting geborgd, asleger.

7. Kegelschijfstel volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, dat 35 het naaf lichaam van de eerste schijf over een gedeelte van de axiale lengte ervan ligt op afstand van de as, een en ander zodanig dat tussen het schijf- respectievelijk naaflichaam van de eerste schijf 1026210 - 10 - en de as een ringvormige opneemruimte aanwezig en aan het lichaam van de tweede schijf een naar de eerste schijf gerichte, busvormige, de as omsluitende en in de opneemruimte passende geleidenaaf is gevormd.

8. Kegelschijfstel volgens conclusie 6, met het kmrnmst, dat de 5 cilindrische binnenwand van de opneemruimte naar de as gerichte binnenvertanding draagt, samenwerkend met buitenvertanding op de busvormige geleidenaaf.

9. Kegelschijfstel volgens conclusie 1-8, Mt het Ikswgfe, dat de tweede schijf aan de van de van de eerste schijf afgekeerde zijde 10 een cilindrisch van buitenvertanding voorzien en met de as coaxiaal eerste meenemerdeel draagt, samenwerkend met binnenvertanding aangebracht op het cilindrische gedeelte van het C-vormig eindstuk.

10. Kegelschijfstel volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het cilindrisch deel van het C-vormig eindstuk afdichtend is omsloten 15 door een met de as coaxiale cilindrische afdichtbus welke zich aan de schijfzijde voortzet in een radiaal naar binnen gerichte pasrand die met een klempassing wordt gedragen door een aan de buitenzijde van de schijf uitstekende steunrand.

11. Continu variabele transmissie voorzien van twee kegeΙΣΟ schijfstellen volgens conclusie 7-10, waarin de respectievelijke linker en rechter aslegers in één vlak liggen. 1026210