NL8400324A

NL8400324A - Inrichting ter bepaling van het koppel overgedragen tussen een kegelschijfstel van een continu variabele transmissie en de as daarvan.

Info

Publication number: NL8400324A
Application number: NL8400324A
Authority: NL
Original assignee: Varicar Bv
Priority date: 1984-02-02
Filing date: 1984-02-02
Publication date: 1985-09-02
Also published as: EP0156402A2; DE3562674D1; EP0156402B1; JPS617432A; ATE34229T1; EP0156402A3; US4628746A

Description

£ 825O95/Timmers

Korte aanduiding: Inrichting ter bepaling van het koppel overgedragen tussen een kegelschijfstel van een continu variabele transmissie en de as daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting ter bepaling van het koppel overgedragen tussen een kegelschijf-stel van een continu variabele transmissie en de as daarvan.

In verschillende gevallen is het gewenst 'het tijdens 5 bedrijf van een continu variabele transmissie tussen een kegelschijfstel en de as daarvan overgedragen koppel te bepalen. Zo kan wanneer zowel het ingaand koppel als het uitgaand koppel bekend zijn op eenvoudige wijze het rendement van de transmissie worden bepaald en daarmee gegevens 10 worden verkregen over het bedrijf en de bedrijfsomstandigheden van de transmissie.

Wanneer een continu variabele transmissie wordt gebruikt in combinatie met een vliegwielaandrijving is meting van het koppel noodzakelijk voor het regelen der transmissie 15 daar een vliegwiel een zo grote energie-inhoud heeft dat een te snel opregelen van de transmissie tot schade en ongevallen leidt. Daar het koppel een maat is voor de belasting van de aandrijvende motor kan een het koppel representerend signaal worden gebruikt als stuurgrootheid in b.v. een 20 elektronisch brandstofinjectiestelsel of ter regeling van het ontstekingstijdstip.

Uiteraard is het in een proefstand mogelijk in een of beide assen een op zich bekende koppelmeetinrichting op te nemen, bijv. werkend met rekstrookjes doch is dit niet moge-25 lijk bij een normaal in een voertuig ingebouwde en in bedrijf zijnde transmissie. Er bestaat dan ook behoefte aan een koppelmeetinrichting voor een continu variabele transmissie die weinig plaats in beslag neemt, permanent in de transmissie kan worden ingebouwd en tijdens bedrijf continu een 30 het tussen een kegelschijfstel en de as 'daarvan overgedragen koppel representerend meetsignaal afgeeft.

8400324 ' s 2

De uitvinding verschaft een dergelijke inrichting.

Deze inrichting wordt volgens de uitvinding gekenmerkt door een over een beperkte hoek tordeerbaar verbindingselement tusen enerzijds het kegelschijfstel en anderzijds de as, en 5 door twee met dit element coaxiale en met de respectievelijke einden ervan verbonden tandkransen met radiaal naar buiten gerichte tanden elk omsloten door een daartegenover gelegen in doorsnede ü-vormige stationaire tandkrans waarin een uit in omtreksrichting verlopende windingen gevormde wikkeling 10 is opgenomen.

Bij voorkeur wordt daarbij het verbindingselement gevormd door een van omtreksinsnijdingen voorziene cilinder-bus.

Tijdens, bedrijf zal het verbindingselement afhankelijk 15 van het overgedragen koppel min of meer torderen waardoor de onderlinge stand der naar buiten gerichte tanden ten opzichte van de tegenover gelegen, vaste, tanden zich wijzigt en een faseverschuiving optreedt tussen de respectievelijke meetsignalen geleverd door de respectievelijke wikkelingen.

20 Deze faseverschuiving is een maat voor het overgedragen koppel.

Een dergelijke inrichting is ongevoelig voor hoge temperaturen en wordt niet beïnvloed door in de transmissie aanwezige smeermiddelen.

25 De constructieve realisatie van het aanbrengen van de inrichting binnen een continu variabele transmissie is op verschillende wijze mogelijk. Zo kan het verbindingselement zijn aangebracht tussen een de eerste tandkrans dragende ten opzichte van de as verdraaibare en in axiale richting onver-30 schuifbare eerste kegelschijf enerzijds en een op de as vastgezette eveneens een tandkrans dragende flens anderzijds.

Wanneer bij deze uitvoeringsvorm de in axiale richting verschuifbare tweede kegelschijf verdraaibaar is gelegerd op een met de eerste kegelschijf verbonden en de as omslui-35 tende legerbus waarmee een een axiale beweging van de tweede kegelschijf toelatende meenemer vast is gekoppeld wordt het voordeel verkregen dat de som van de door de respectievelijke CVT-kegelschijven overgedragen koppels wordt gemeten 8400324 * # ί 3 en tijdens bedrijf geen hoekstandverschil tussen de beide kegelschijven optreedt.

Bij voorkeur is de constructie zodanig dat de tweede kegelschijf een met de legerbus koaxiaal cilinderdeel draagt 5 waarvan de binnenwand afdichtend samenwerkt met de buiten-omtrek van een met de legerbuis:, koaxiaal cilindrisch deel der meenemer die is voorzien van met de kegelschijf samenwerkende meeneemelementen en van een eindflens met een centrale opening met tapse begrenzing, passend op een, op 10 de legerbus geborgde draagring met taps buitenoppervlak, waarbij tijdens bedrijf een de ruimte tussen de tweede kegelschijf en de voorwand der meenemer drukmedium wordt toegevoerd.

Hierdoor wordt het voordeel verkregen dat met con-15 structief eenvoudige middelen een koppeling tussen de verschillende delen wordt gerealiseerd die door de tijdens bedrijf optredende overdruk in stand wordt gehouden.

Wanneer daarentegen de in axiale richting verschuifbare tweede kegelschijf via een op de as vastgezette mee-20 nemer in omtreksrichting onverdraaibaar met de as is gekoppeld wordt een eenvoudige uitvoeringsvorm verkregen waarbij echter het meetsignaal de helft van het totaal overgedragen koppel representeert.

Ook is een uitvoeringsvorm mogelijk waarbij de eerste 25 kegelschijf vast is verbonden met een ten opzichte van de as vedraaibare doch onverschuifbare legerbus waarop verschuifbaar de tweede kegelschijf is aangebracht die via een meenemer is gekoppeld met een vast op de legerbus vastgezette eerste flens, welke de eerste tandkrans draagt en via 30 het verbindingselement is gekoppeld met een op de as vastgezette flens die de tweede tandkrans draagt. Ook bij deze uitvoeringsvorm representeert het meetsignaal het gehele overgedragen koppel doch hierbij bevindt het verbindingselement zich aan de zijde van de verschuifbare, tweede, kegelschijf 35 wat in bepaalde gevallen uit constructieve overwegingen gewenst is.

8400324 J> · s 4

Bij voorkeur'is daarbij de constructie zodanig dat de tweede kegelschijf een met de legerbus koaxiaal cilinder-deel draagt waarvan de binnenwand afdichtend samenwerkt met de buitenomtrek- van een met de legerbus koaxiaal 5 cilindrisch deel der meenemer die is voorzien van met de kegelschijf samenwerkende meeneemelementen, terwijl de eerste flens is voorzien van een centrale opening met tapse begrenzing passend op een, op de legerbus geborgde draagring met taps buitenoppervlak, waarbij tijdens bedrijf een de 10 ruimte tussen de tweede kegelschijf en de voorwand der meenemer drukmedium wordt toegevoerd.

Ook hier wordt door de werkdruk de verbinding der · delen in stand gehouden.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de 15 tekening.

Fig.. 1 is een langsdoorsnede van een eerste uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; fig. 2 is een langsdoorsnede van een tweede uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; 20 fig. 3 is een langsdoorsnede van een derde uitvoe ringsvorm volgens de uitvinding; fig. 4a is een eindaanzicht van de volgens de uitvinding toegepaste tandkransen; fig. 4b is een doorsnede over de lijn IVa-IVa in 25 fig. 4a; fig. 5 is een blokschema van de schakeling voor het verwerken der meetsignalen; fig. 6 is een doorsnede van het volgens de uitvinding toegepast tordeerbaar verbindingselement.

8400324 - $ ? m '5

Fig- 1 toont een uitvoeringsvorm waarmee het gehele koppel, overgedragen door de uit twee kegelschijven bestaande helft van een continu variabele transmissie naar de as daarvan wordt bepaald. De as van deze transmissiehelft is aange-5 geven met het verwijzingscijfer 1 en is middels de kogelle-gers 2, 3 gelegerd in het huis 4. De as 1 draagt de vast daarop bevestigde flens 5 en, verdraaibaar doch niet verschuifbaar ten opzichte van de as, de kegelschijf 6 die zich voortzet in een legerbus 7 welke ten opzichte van deze bus 10 de in axiale richting instelbare tweede kegelschijf 8 draagt. Deze kegelschijf 8 is verbonden met een bus 9 voorzien van radiaal naar buiten gerichte vertanding 10 die samenwerkt met de radiaal naar binnen gerichte vertanding 11 van de mee-nemer 12 waarvan axiale beweging wordt tegengegaan door de 15 combinatie van het konische oploopvlak 13 en de op de as 1 vastgezette konische drukring 14.

Tussen de flens 5 en de kegelschijf 6 bevindt zich het tordeerbare verbindingselement 15 dat, zoals de figuur toont, de vorm heeft van een van omtreksinsnijdingen voorziene bus 20 waarvan het rechtereinde een geheel vormt met de kegelschijf 6 en waarvan het linkereinde bij 16 is vastgezet op de flens 5.

De omtreksinsnijdingen verlopen schroeflijnvormig. In de afgebeelde uitvoeringsvorm zijn er twee insnijdingen, die 25 tezamen een dubbele schroef vormen; in fig. 6 is dit in detail weergegeven. De beginpunten der insnijdingen liggen in één vlak doch zijn versprongen over een hoek van 180°; de insnijdingen beslaan een hoek van 360° en hebben onderling gelijke spoed. Het in de bus tussen de beide insnij-30 dingen overblijvende materiaal vormt het torsie-element.

Het ringdeel 17 draagt de buitenvertanding 18 waarvan de vorm blijkt uit figuur 4a en die samenwerkt met een tandkrans 19 (eveneens afgebeeld in fig. 4a), vastgezet aan de flens 20 van het huis 4. De tandkrans 19 is in dwarsdoor-35 snede U-vormig met een bodem 21 en opstaande benen 22 waarin de tanden 23 zijn gevormd; binnen de ruimte omsloten door de benen 22 is een wikkeling 24 aangebracht. De windingen daarvan verlopen, zoals fig. 4b toont, in omtreksrichting.

8400324 4 ^ 65

De kegelschijf 6 draagt eveneens een tandkrans aangegeven met 18a en samenwerkend met de daaromheen aangebrachte tandkrans 19a; de vorm en afmeting van de tandkransen 18 en 19 enerzijds en 18a, 19a anderzijds zijn gelijk.

5 Tijdens bedrijf wordt het vermogen overgedragen door de drijfband 25 op de kegelschijven 6 en 8; de stand van de kegelschijven 6 en 8 wordt bepaald door de druk van het via de boring 26, de ruimte 27 en het kanaal 28 in de ruimte 29 tussen de kegelschijf 8 en de meenemer 12opgebouwde druk; 10 deze druk werkt ook in op het vlak 30 van de meenemer 12 zodat de meenemer door aandrukking tegen het oploopvlak 13 niet kan verdraaien ten opzichte van de legerbus 7.

Daar de kegelschijf 8 onverdraaibaar is gekoppeld met de legerbussen 7 en daarmee met de kegelschijf 6 wordt het 15 gehele, door de CVT-helft overgedragen koppel via het verbindingselement 17 overgedragen op de flens 5 en daarvandaan op de as 1. Tijdens bedrijf resulteert dit in een tordering over een bepaalde hoek van het verbindingselement 15 waardoor de onderlinge hoekstand van de tandkransen 18 en 19 zal af-20 wijken van de in fig. 4a getekende situatie. Het gevolg is dat de in de wikkelingen 24 resp. 24a geïnduceerde wisselspanningen, waarvan de frekwentie wordt bepaald door de omwentelingssnelheid van deze tandkransen een faseverschil zullen vertonen (zie fig.5a) welk faseverschil een maat is 25 voor het door de CVT-helft overgedragen moment. Met behulp van de schakeling 35,die van de op zich bekende soort is, wordt dit faseverschil omgezet in een aan de uitgang 36 daarvan optredend signaal dat een maat is voor het overgedragen moment en bijvoorbeeld met behulp van eén meetinstrument 37 30 kan worden aangegeven.

De uitvoeringsvorm volgens fig. 2 komt in principe overeen met die volgens fig. 1; het verschil is dat het tordeerbaar verbindingselement hier is aangebracht aan de zijde van de in axiale richting verschuifbare kegelschijf.

35 Ook bij deze uitvoeringsvorm wordt het gehele, door de CVT * 'helft overgedragen moment, gemeten. Bij deze uitvoeringsvorm wordt de as 101 gedragen door de legers 102 resp. 103 in het huis 104; de as draagt aan het rechter einde de vast 8400324 . » ?- daarop aangebrachte flens' 105 en aan het andere einde de ten opzichte van de as 101 verdraaibare, doch onverschuifbare kegelschijf 106 die is uitgevoerd met de legerbus 107 waarop in axiale richting verschuifbaar is aangebracht de kegel-5 schijf 108. Deze zet zich voort in de bus 109 welke de radiaal naar buiten gerichte vertanding 110 draagt die samenwerkt met de radiaal naar binnen gerichte vertanding 111 van de meenemer 112 die via het oploopvlak 113 wordt vastgedrukt op de konische ring 114. Het tordeerbare verbindings-10 element 115 bevindt zich tussen de ring 116 die bij 117 is vastgezet op de flens 105 en de ring 116a die bij 117a is vastgezet op de meenemer 112. De ring 116 draagt de vertanding 118 die samenwerkt met de daarbuiten gelegen tand-krans 119 terwijl de ring 116a de vertanding 118a draagt die 15 samenwerkt met de daarbuiten gelegen tandkrans 119a. De werking komt overeen met die van de uitvoeringsvorm volgens fig. 1: drukmedium wordt toegevoerd via het kanaal 126, de ruimte 127 en het kanaal 128 aan de ruimte 129 en de ruimte 130; daardoor wordt de stand van de kegel schijven 106. resp.

20 108 die tussen hen de drijfband 125 opnemen, en daarmee de overzetverhouding, bepaald. Daar de kegelschijven 106 en 108 onverdraaibaar met elkaar zijn gekoppeld wordt het gehele moment overgedragen via het tordeerbare verbindingselement 115 en bepaald uit het verschil in hoekstand tussen de 25 tandkransen 118 en 118a.

Pig. 3 toont een uitvoeringsvorm die eenvoudiger is opgebouwd als de beide in het voorgaande besprokene doch daarentegen slechts de helft van het overgedragen moment aangeeft aan de in axiale richting verschuifbare kegelschijf onver-30 draaibaar met de as is gekoppeld. Bij deze uitvoeringsvorm is de as 201 via de legers 202, 203 gedragen in het huis 204, deze as draagt de flens 205 via de kegeldrukring 200 en, via het naaldleger 199, de niet in axiale richting verschuifbare kegelschijf 206. De instelbare in axiale richting verschuif-35 bare kegelschijf 208 zet zich voort in de bus 209 met de vertanding 210 die samenwerkt met de vertanding 211 van de meenemer 212 die via het drukvlak 213 vastzit op de kegel-ring 214. Tussen de flens 205 en de kegelschijf 206 bevindt 8400324 87 J + zich het axiale leger 198 en het tordeerbare verbindingselement 215 waarvan het ringdeel 216 vastzit aan de flens 205. De kegelschijf 206 draagt de tandkrans 218a die samenwerkt met de tandkrans 219a en de ring 216 draagt de 5 tandkrans 218 die samenwerkt met de tandkrans 219. De kransen 219, 219a worden gedragen door de flens 220 van het huis 204.

Medium onder druk wordt toegevoerd via het kanaal 226, de ruimte 227 en het kanaal 228 naar de ruimte 229 en de 10 ruimte 230. Tijdens bedrijf wordt de drijfriem 225 vastgeklemd tussen de kegelschijven 206 en 208; de door het druk-medium uitgeoefende druk zorgt er voor dat enerzijds de mee-nemer 212 via de kegelring 214 vast op de as wordt vastgezet terwijl anderzijds de flens 205 via de kegelring 200 ook 15 vast met de as is gekoppeld.

Van het door de drijfband 225 overgedragen moment wordt de helft direkt via de kegelschijf 205 en de meenemer 212 overgedragen op de as 201; de andere helft wordt via de kegelschijf 206, het verbindingselement 215 en de flens 205 20 op de as overgedragen. Dit gedeelte van het moment wordt op de in het voorgaande beschreven wijze gemeten.

Een klein bezwaar van deze uitvoeringsvorm is het feit dat tijdens bedrijf de hoekstand van de kegelschijven 206 en 208 enigszins zal verschillen.

25 Fig. 6 toont in detail het tordeerbaar verbindings element dat bestaat uit een cilindrisch deel 35 waarin insnijdingen 36 zijn gevormd onder vrijlating van tussenruimten 37. Met deze configuratie wordt bereikt dat de tordering lineair verloopt als funktie van het overge-30 dragen moment.

- Conclusies - 8400324

Claims

1. Inrichting ter bepaling van het koppel overgedragen tussen een kegelschijfstel van een CVT en de as daarvan, gekenmerkt door een over een beperkte hoek tor-deerbaar verbindingselement tussen enerzijds het kegel- 5 schijf stel en anderzijds de as, en door twee met dit element coaxiale en met de respectievelijke einden ervan verbonden tandkransen met radiaal naar buiten gerichte tanden elk omsloten door een daartegenover gelegen in doorsnede U-vormige stationaire tandkrans waarin een uit in omtreksrichting 10 verlopende windingen gevormde wikkeling is opgenomen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk , dat het verbindingselement wordt gevormd door een van omtreksinsnijdingen voorziene cilinderbus.

3. Continu variabele transmissie voorzien van een inrich-15 ting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat het verbindingselement is aangebracht tussen een de eerste tandkfans dragende ten opzichte van de as verdraaibare en in axiale richting onverschuifbare eerste kegelschijf enerzijds en een op de as vastgezette eveneens 20 een tandkrans dragende flens anderzijds.

4. Continu variabele transmissie volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de in axiale richting verschuifbare tweede kegelschijf verdraaibaar is gelegerd op een met de eerste kegelschijf verbonden en de as om- 25 sluitende legerbus waarmee een, een axiale beweging van de tweede kegelschijf toelatende, meenemer vast is gekoppeld.

5. Continu variabele transmissie volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tweede 30 kegelschijf een met de legerbus koaxiaal cilinderdeel draagt waarvan de binnenwand afdichtend samenwerkt met de buitenomtrek van een met de legerbus koaxiaal cilindrisch deel der meenemer die is voorzien van met de kegelschijf samenwerkende meeneemelementen en van een eindflens met een 35 centrale opening met tapse begrenzing, passend op een, op de legerbus geborgde draagring met taps buitenoppervlak, 8400324 J* · V ίο waarbij tijdens bedrijf een de ruimte tussen de tweede kegelschijf en de voorwand der meenemer drukmedium wordt toegevoerd.

6. Continu variabele transmissie voorzien van een inrich-5 ting volgens conclusie 3,met het kenmerk, dat de in axiale richting verschuifbare tweede kegelschijf via een op de as vastgezette meenemer in omtreksrichting onverdraaibaar met de as is gekoppeld.

7. Continu variabele transmissie volgens conclusie 6, 10 met het kenmerk, dat de tweede kegelschijf een met de as koaxiaal cilinderdeel draagt waarvan de binnenwand afdichtend samenwerkt met de buiten-, omtrek van een met de legerbus koaxiaal cilindrisch deel der meenemer die is voorzien van met de kegelschijf samen-15 werkende meeneemelementen en van een eindflens met een centrale opening met tapse begrenzing, passend op een, op de as geborgde draagring met taps buitenoppervlak, waarbij tijdens bedrijf een de ruimte tussen de tweede kegelschijf en de voorwand der meenemer drukmedium wordt 20 toegevoerd..

8. Continu variabele transmissie volgens conclusie 3, met kenmerk, dat de eerste kegelschijf vast is verbonden met een ten opzichte van de as verdraaibare doch onverschuifbare legerbus waarop verschuifbaar de 25 tweede kegelschijf is aangebracht die via een meenemer is gekoppeld met een vast op de legerbus vastgezette eerste flens, welke de eerste tandkrans draagt en via het verbindingselement is gekoppeld met een op de as vastgezette flens die de tweede tandkrans draagt.

9. Continu variabele transmissie volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat de tweede kegelschijf een met de legerbus koaxiaal cilinderdeel draagt waarvan de binnenwand afdichtend samenwerkt met de buitenomtrek van een met de legerbus koaxiaal 35 cilindrisch deel der meenemer die is voorzien van met de kegelschijf samenwerkende meeneemelementen, terwijl de eerste flens is voorzien van een centrale opening met tapse 8400324 y --χ begrenzing passend op een, op de legerbus geborgde draagring met taps buitenoppervlak, waarbij tijdens bedrijf een de ruimte tussen de tweede kegelschijf en de voorwand der mee-nemer drukmedium wordt toegevoerd. 8400324