NL1032506C2 - Dwarselement voor een drijfriem voor een continu variabele transmissie. - Google Patents

Description

DWARSELEMENT VOOR EEN DRIJFRIEM VOOR EEN CONTINU VARIABELE TRANSMISSIE

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een dwarselement voor een 5 drijfriem voor een continu variabele transmissie met twee, elk uit twee poelieschijven samengestelde poelies met een althans gedeeltelijk kegelvormig contactvlak voor het paarsgewijs inklemmen van de drijfriem. De bekende drijfriem omvat twee pakketten oneindige, d.w.z. in zichzelf gesloten, lintvormige ringen waarop een groot aantal dwarselementen min of meer aaneengesloten en beweegbaar langs over de omtrek 10 daarvan is aangebracht. De dwarselementen zijn daartoe aan weerszijden voorzien van een uitsparing voor het althans gedeeltelijk opnemen van de ringenpakketten. Een dergelijke drijfriem wordt ook wel aangeduid met de term (Van Doorne) duwband.

Elk dwarselement is opgebouwd uit een radiaal binnen de genoemde uitsparingen gelegen basisdeel, een tussen de uitsparingen gelegen verbindingsstuk en een radiaal 15 buiten de uitsparingen gelegen kopdeel. Daarbij omvat het basisdeel twee, onderling radiaal naar buiten divergerende poelieschijf-contactvlakken, die de axiale uiteinden daarvan vormen en die bestemd zijn voor wrijvingscontact met de poelieschijven, en twee in hoofdzaak radiaal naar buiten gerichte ringenpakket-contactvlakken, kortweg zadelvlakken, die aan weerszijden van het verbindingsstuk zijn gelegen en die bestemd 20 zijn voor wrijvingscontact met de ringenpakketten. Daarbij is het basisdeel tussen de afzonderlijke zadelvlakken en het verbindingsstuk telkens voorzien van een inkeping, ter plaatse waarvan het oppervlak van het basisdeel in een convexe kromming aansluit op het zadelvlak en in een concave kromming aansluit op een in hoofdzaak axiaal gericht zijvlak van het verbindingsstuk.

25 Een dergelijke drijfriem en dwarselement zijn algemeen bekend en worden bijvoorbeeld beschreven in de Europese octrooiaanvraag met nummer EP-A-1570191. Tevens is algemeen bekend dat, door de zogenaamde lokale spanningsverhogende, oftewel kerfwerking van de inkepingen in het basisdeel, de dwarselementen gevoelig zijn voor een vermoeiingsbreuk van het basisdeel daarvan. Op basis van de algemene 3 0 theorie omtrent het fenomeen van kerfwerking kan worden verwacht, dat deze vermoeiingsbreuk doorgaans in of nabij het meest radiaal naar binnen gelegen deel, oftewel de bodem, van de inkeping initieert. Hetgeen overigens wordt bevestigd door een theoretische (2D FEM-)analyse van de spanningen, zoals die tijdens bedrijf van de drijfriem in the basisdeel daarvan optreden ten gevolge van de door de ringenpakketten 35 op de zadelvlakken uitgeoefende radiaal krachten in combinatie met de aan weerszijde 1032506 2 van het basisdeel, op de poelieschijf-contactvlakken daarvan, uitgeoefende axiale klemkrachten. Klaarblijkelijk kan de sterkte, c.q. de belastbaarheid, van het bekende dwarselement worden verbeterd worden door de spanningsverhogende werking van de inkepingen te reduceren. Een daarop gerichte, bekende maatregel is het reduceren van 5 de concave kromming van de genoemde bodem van de inkepingen, oftewel het vergroten van de kromtestraal daarvan, zoals reeds nader werd uitgewerkt in de octrooipublicaties JP-A-2003/269546 en JP-A-2004/353755.

De onderhavige uitvinding stelt zich tot doel de belastbaarheid van het dwarselement volgens de stand der techniek te verbeteren door de geometrie daarvan, ï o meer in het bijzonder van de inkepingen daarvan, daartoe te optimaliseren. Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt met het dwarselement volgens de conclusie 1.

Volgens de uitvinding is het concave deel van de inkeping aan weerszijde van een radiaal meest naar binnen gelegen deel daarvan voorzien van een onderling verschillende mate van kromming, waarbij een gemiddelde of effectieve kromtestraal van 15 het concave deel van de inkeping aan de zijde van het zijvlak van het verbindingsstuk groter is dan een gemiddelde kromtestraal aan de zijde van het convexe deel van de inkeping. Meer in het bijzonder treedt de grootste waarde van de kromtestraal op daar waar het genoemde concave deel aansluit op het zijvlak van het verbindingsstuk. Nog meer in het bijzonder treedt de kleinste waarde van de kromtestraal van het genoemde 20 concave deel op in het radiaal meest naar binnen gelegen deel van de inkeping. Nog meer in het bijzonder neemt de kromtestraal van het genoemde concave deel min of meer gelijkmatig af vanaf het genoemde zijvlak in de richting tot in het radiaal meest naar binnen gelegen deel van de inkeping.

Aan de onderhavige uitvinding ligt het inzicht ten grondslag dat, tenminste tijdens 25 normaal bedrijf van de drijfriem, de inwendige spanning in het bekende dwarselement de hoogste waarde aanneemt aan de verbindingsstukzijde van de inkeping. Dus, hoewel de vermoeiingsbreuk van het basisdeel van een individueel getest dwarselement inderdaad, dat wil zeggen zoals op theoretische gronden vernacht kon worden, op de bodem van de inkeping initieert, zal de breukinitiatie in de praktijk toch meer in de richting van het 30 verbindingsstuk gelokaliseerd zijn. Aldus kan volgens de uitvinding op verassend eenvoudige wijze een verbetering van de vermoeiingsterke van de drijfriem als geheel worden bereikt door het concave deel van de inkeping van een asymmetrisch vorm te voorzien en wel zodanig dat, ten opzicht van het midden van het genoemde concave deel, de grootste kromtestraal of kromtestralen van het concave deel optreedt/optreden 35 aan de verbindingsstuk zijde daarvan.

3

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de hiernavolgende beschrijving van een dwarselement volgens de uitvinding onder verwijzing naar de tekening, waarin: figuur 1 een schematisch weergegeven doorsnede is van een continu variabele 5 transmissie met een drijfriem; figuur 2 een schematisch zijaanzicht van een gedeelte van de in figuur 1 getoonde transmissie met de drijfriem voorstelt; figuur 3a een vooraanzicht van een dwarselement van de drijfriem is; figuur 3b een zijaanzicht van een dwarselement van de drijfriem is; ïo figuur 4 een detail van het in de figuur 3a getoonde vooraanzicht weergeeft; en figuur 5 een detail van een dwarselement volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding weergeeft.

De figuren 1 en 2 tonen op schematische wijze een continu variabele transmissie, zoals voor gebruik in een motorvoertuig. De continu variabele transmissie is in zijn 15 algemeenheid aangeduid met het verwijzingscijfer 1.

De continu variabele transmissie 1 omvat twee op afzonderlijke poelie-assen 2 en 3 aangebrachte poelies 4 en 5. Een oneindige, in zichzelf gesloten drijfriem 6 is om de poelies 4 en 5 aangebracht en dient voor het overdragen van koppel tussen de poelie-assen 2 en 3. De poelies 4 en 5 zijn elk voorzien van twee conische poelieschijven 7 en 8 2 o respectievelijk 9 en 10, die samen een taps toelopende opneemgroef 11 vormen waarin de drijfriem 6 is opgenomen. De overbrengingsverhouding van de continu variabele transmissie wordt bepaald door de verhouding van de loopstralen van de drijfriem 6 in de opneemgroeven 11 van de respectievelijke poelies 4 en 5. De loopstralen kunnen worden gevarieerd door de poelieschijven 7 en 8 respectievelijk 9 en 10 naar elkaar toe, 25 respectievelijk van elkaar af te bewegen met behulp van ter wille van de eenvoud niet weergegeven verplaatsingsmiddelen. Hiertoe is ten minste één van de poelieschijven 7 en 8 respectievelijk 9 en 10 axiaal beweegbaar opgesteld. Voor het overdragen van een koppel tussen de poelie-assen 2 en 3 wordt de drijfriem 6 met een bepaalde klemkracht tussen de poelieschijven 7 en 8, respectievelijk 9 en 10 van de poelies 4 en 5 ingeklemd. 30 In de figuur 2 is in een vereenvoudigde axiale doorsnede van de transmissie 1 uit de figuur 1 weergegeven dat de drijfriem 6 een ringenpakket 61 omvat, dat is opgebouwd uit een aantal onderling gestapelde en in zichzelf gesloten platte ringen 62, alsmede een aanzienlijk aantal dwarselementen 63, waarvan ter wille van de eenvoud slecht een beperkt aantal is weergegeven in het zijaanzicht van de figuur 2. Het dwarselement 63 35 van de drijfriem is in de figuur 3a in vooraanzicht weergegeven, i.e. gezien in de 4 omtreksrichting van de drijfriem 6, en in de figuur 3b in zijaanzicht, i.e. in de axiale richting daarvan.

Het bekende dwarselement 63 is aan weerszijden voorzien van een uitsparing 64 voor het althans gedeeltelijk opnemen van een ringenpakket 61 van de drijfriem 6, die in 5 dit uitvoeringsvoorbeeld dus twee van dergelijke ringenpakketten 61 omvat, en is opgebouwd uit een radiaal binnen de genoemde uitsparingen 64 gelegen basisdeel 65, een tussen de uitsparingen 64 gelegen verbindingsstuk 66 en een radiaal buiten de uitsparingen 64 gelegen kopdeel 67. De axiale uiteinden van het basisdeel 65 worden gevormd door twee, onderling radiaal naar buiten divergerende poelieschijf-1 o contactvlakken 68, bestemd voor wrijvingscontact met de genoemde poelieschijven 6-9. Teven is het basisdeel 65 voorzien van twee radiaal naar buiten gerichte ringenpakket* contactvlakken 69, kortweg zadelvlakken 69, die ieder aan afzonderlijke zijde van het verbindingsstuk 66 zijn gelegen en die bestemd zijn voor wrijvingscontact met een afzonderlijk ringenpakket 61. Tussen een zadelvlak 69 en het verbindingsstuk 66 is het 15 basisdeel 65 telkens voorzien van een inkeping 80.

Zoals is weergegeven in de figuren 3a en 3b is het basisdeel 65 van het dwarselement 63 voorzien van een zogenaamd afrolgebied 70, dat zich tussen de poelieschijf-contactvlakken 68 daarvan in axiale richting uitstrekt en dat een overgang vormt tussen een bovenste deel van het dwarselement 63 voorzien van een min of meer 20 constante dikte en een onderste deel daarvan, dat radiaal naar binnen taps toeloopt, d.w.z. waarvan de dikte in die richting afneemt. Mede daardoor zijn de dwarselementen 63 in de drijfriem 6 ten opzichte van elkaar kantelbaar en is de drijfriem 6 als geheel in de omtreksrichting buigbaar. Tevens is het bekende dwarselement 63 voorzien van een nop 71 en van een kuil 72, waarbij in de drijfriem 6 de nop 71 van een eerste van twee 25 opeenvolgende dwarselementen 63 is opgenomen in de kuil 72 van een tweede dwarselement 63 daarvan, ten behoeve van een onderlinge positionering daarvan.

In de figuur 4 is de inkeping 80 in het basisdeel 65 in detail weergegeven in het vooraanzicht van het bekende dwarselement 63. De inkeping 80 is gedefinieerd door een kromlijnig concaaf gekromd deel 81 van het oppervlak van het basisdeel 65, een 3 o kromlijnig convex gekromd deel 82 daarvan met daartussen een rechtlijnig oftewel vlak deel 83 van het oppervlak van het basisdeel 65. Daarbij sluit het genoemde concave deel 81 aan op een in hoofdzaak axiaal gericht zijvlak 73 van het verbindingsstuk 66 en sluit het convexe deel 82 aan op het zadelvlak 69. In de figuur 4 geven de gestreepte lijnen de respectievelijk door de kromlijnige delen 81 en 82 van de inkeping 80 omsloten hoeken 3 5 aai en 0C82 weer.

5

Vanuit het oogpunt van de optimale vermoeiingssterkte, c.q. belastbaarheid van het dwarselement 63 is het voordelig om een zo groot mogelijke kromtestraal toe te passen voor tenminste het concave deel 81 van de inkeping 80, zodanig dat de spanningverhogende, oftewel kerfwerking daarvan minimaal is. Daar staat tegenover dat 5 in het bijzonder de axiale breedte afmeting van de inkeping 80 toeneemt bij een toenemende kromtestraal hetgeen ten koste gaat van de resterende, voor het zadelvlak 69, beschikbare breedte van het dwarselement 63 en daarmee ook van de maximaal toepasbare breedte van het ringenpakket 61. Een grotere kromtestraal beïnvloed de belastbaarheid van de drijfriem 6 als geheel daarmee uiteindelijk ook in negatieve zin. io In het kader van de onderhavige uitvinding is gezocht naar een optimum tussen de twee voornoemde, tegengestelde effecten. Hierbij wordt volgens de uitvinding het ongunstige effect van een grote kromtestraal op de breedte van de inkeping 80 zoveel mogelijk beperkt door voor het concave deel 81 van de inkeping 80 een variabele kromtestraal toe te passen en wel zodanig dat de grootste kromtestraal Rca wordt 15 toegepast daar waar de hoogste inwendige spanningen optreden, hetgeen volgens de uitvinding aan de verbindingsstukzijde 66 van de inkeping 80 is. Voor de overige delen van het concave deel 81 wordt een kleinere kromtestraal Rcb toegepast.

In de figuur 5 is een dergelijk dwarselement 63, in het bijzonder van het concave deel 81 van een inkeping 80 daarvan, volgens de uitvinding weergegeven. Het 20 genoemde concave deel 81 bestaat daarin uit twee, in onderling verschillende mate gekromde delen 81a en 81b, waarvan een eerste deel 81a, dat aansluit op het zijvlak 73 van het verbindingsstuk 66, is voorzien van een geringere mate van kromming dan een tweede deel 81b dat aansluit op het rechte deel 83 van de inkeping 80. Met andere woorden, de kromtestraal Rca die het genoemde eerste deel 81a beschrijft is groter dan 25 de kromtestraal Rcb die het genoemde tweede deel 81b beschrijft. Het concave deel 81 van de inkeping 80 is dus aan weerszijde van een radiaal meest naar binnen gelegen deel D daarvan voorzien van een verschillende mate van kromming en wel zodanig dat de gemiddelde waarde van de kromtestraal van het concave deel 81 groter is aan de zijde van het zijvlak 73 van het verbindingsstuk 66 dan aan de zijde van het convexe deel 30 82 van de inkeping 80.

De beide genoemde kromtestralen Rca, Rcb van het concave deel 81 van de inkeping 80 en de kromtestraal van het convexe deel 82 daarvan kunnen daarbij bovendien zondanig worden gekozen, dat tenminste de axiale breedte afmeting van de inkepingen 80 in hoofdzaak ongewijzigd blijft ten opzichte van het bekende dwarselement 3 5 63, zoals eveneens is aangegeven in de figuur 5 waarin de stippellijn de contour van de 6 inkeping 80 van het bekende dwarselement 63 uit de figuur 4 weergeeft.

Met het dwarselement 63 volgens de uitvinding wordt een verbetering van de vermoeiingsterke van de drijfriem 6 als geheel bereikt, doordat de beschreven vorm van het concave deel 81 van de inkeping 80 zorgt voor een gunstigere verdeling van de 5 inwendige spanning in het basisdeel 65. Hierbij wordt de hogere belasting, die volgens de uitvinding tijdens bedrijf van de drijfriem 6 aan de verbindingsstukzijde van de inkeping 80 optreedt, tenminste voor een deel gecompenseerd door lokaal de relatief grotere kromtestraal Rca. toe te passen. Een dergelijke additioneel en voorheen niet onderkende belastingsaandeel hangt volgens de uitvinding mogelijk samen met de interactie tussen io de nop 71 en de kuil 72 van de aangrenzende dwarselementen 63 in de drijfriem 6 en de daarbij optredende krachten.

A03*506

Claims (4)

1. Dwarselement voor een drijfriem voor een continu variabele transmissie met twee, elk uit twee poelieschijven samengestelde poelies met een althans gedeeltelijk kegelvorm ig contactvlak voor het paarsgewijs insluiten van de drijfriem, omvattende twee 5 pakketten van in zichzelf gesloten lintvormige ringen en dwarselementen, die beweegbaar langs over de omtrek van de ringenpakketten zijn aangebracht en die aan weerszijden zijn voorzien van een uitsparing voor het althans gedeeltelijk opnemen van een ringenpakket, waarbij het dwarselement is voorzien van een radiaal binnen de uitsparingen gelegen basisdeel, van een tussen de uitsparingen gelegen verbindingsstuk ïo en van een radiaal buiten de uitsparingen gelegen kopdeel, waarbij het basisdeel aan weerszijden van het verbindingsstuk is voorzien van een radiaal naar buiten gericht zadelvlak voor contact met een ringenpakket en waarbij tussen een zadelvlak en het verbindingsstuk een inkeping is voorzien waarvan een convex gekromd deel aansluit op het respectievelijke zadelvlak en waarvan een concaaf gekromd deel aansluit op een 15 respectievelijk in hoofdzaak axiaal gericht zijvlak van het verbindingsstuk, met het kenmerk, dat het concaaf gekromde deel (81) van de inkeping (80) in het basisdeel (65) van het dwarselement (63) aan weerszijde van een radiaal meest naar binnen gelegen deel (D) daarvan is voorzien van een onderling verschillende mate van kromming, waarbij een gemiddelde kromtestraal van het concaaf gekromde deel (81) aan de zijde van het 2 o zijvlak (73) van het verbindingsstuk (66) groter is dan een gemiddelde kromtestraal aan de zijde van het convex gekromde deel (82) van de inkeping (80).

2. Dwarselement (63) volgens de conclusie 1, met het kenmerk, dat het genoemde concaaf gekromde deel (81) tenminste een eerste deel (81a), dat aansluit op het zijvlak (69) van het verbindingsstuk (73), en een tweede deel (81b) omvat, waarbij een 25 kromtestraal (Rca) van het eerste deel (81a) groter is dan de kromtestraal (Rcb) van het tweede deel (81b).

3. Dwarselement (63) volgens de conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de grootste waarde van de kromtestraal (Rca) van het concaaf gekromde deel (81) van de inkeping (80) optreedt waar dit aansluit op het zijvlak (69) van het verbindingsstuk (73).

4. Dwarselement (63) volgens de conclusie 3, met het kenmerk, dat de kleinste waarde (Rcb) van de kromtestraal (Rca) van het concaaf gekromde deel (81) van de inkeping (80) optreedt in het genoemde radiaal meest naar binnen gelegen deel (D) van de inkeping (80). f032506