NL8903005A - Wrijvingstransmissie voorzien van een schijvenpaar. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Wrijvingstransmissie voorzien van een schijvenpaar.

De uitvinding heeft betrekking op een wrijvingstrans-missie volgens de aanhef van conclusie 1.

Wrijvingstransmissies, in het bijzonder continue variabele transmissies, voorzien van dwarselementen, welke met de poelieschijven van een dergelijke transmissie samenwerken zijn algemeen bekend. In een eerste soort bestaan de dwarselementen uit door schalmen verbonden scharnierpennen (EU-0.060.008, EU-0.086.762) of uit op schalmelementen aangebrachte, tot blokken gecombineerde plaatvormige elementen (EU-0.127.255, EU-A-0.127.266, EU-A-0.127.270) en vindt de krachtoverdracht plaats via de op trek belaste schalmen. De tweede soort gebruikt trapeziumvormige, vrij verschuifbaar op een eindloze drager aangebrachte dwarselementen, die bij de krachtoverdracht op druk worden belast (US-3.949.621).

Bij beide transmissies treedt het probleem op (hoewel bij een transmissie van de tweede soort in sterkere mate) dat tijdens bedrijf een veelal als storend ervaren fluitend geluid optreedt, veroorzaakt door het inlopen van de dwarselementen tussen de poelieschijven; de frequentie van de daardoor opgewekte geluidstrillingen is uiteraard afhankelijk van het toerental, en de overbrengingsverhouding - in het algemeen dus van de in de transmissie optredende spannings-wisselingen als functie van de tijd.

In EU-A-0.127.270 is als oplossing voor dit probleem voorgesteld de contactzones van de tot blokken gecombineerde plaatvormige elementen te modificeren en wel zodanig dat de respectievelijke blokken worden uitgevoerd met contactzones met onderling verschillend contactoppervlak.

In de praktijk is echter gebleken dat met deze maatregel (die moeilijk kan worden toegepast wanneer de dwarselementen bestaan uit door schalmen verbonden scharnierpennen of uit vrij verschuifbare op een eindloze drager aangebrachte dunne dwarselementen omdat de contactzone daarvan reeds een betrekkelijk klein oppervlak heeft dat niet nog verder kan worden verkleind) toch niet een afdoende vermindering van het als storend ervaren geluid wordt verkregen, terwijl deze maatregel voorts ertoe leidt dat tijdens bedrijf de dwars-elementen onderling verschillend worden belast wat op zich weer een bron van trillingen en dus storend geluid kan zijn.

De uitvinding verschaft een afdoende oplossing voor het in het bovenstaande geformuleerde probleem. Verrassenderwijs is namelijk gebleken dat de geluidsproduktie zeer aanzienlijk vermindert wanneer men er - in afwijking van wat algemeen als normaal is geaccepteerd - voor zorgt dat in dit krachtover-dragend gedeelte als gevolg van de configuratie van tenminste één der samenstellende delen ervan een asymmetrie ten opzichte van het langsmiddenvlak ervan aanwezig is, een en ander zodanig dat op het moment waarop een contactzone van een schijfoppervlak de bisectrice van de hoek waarvan de benen gevormd worden door de raaklijnen aan de respectievelijke contactzones van dit dwarselement niet samenvalt met de bisectrice van de door de raaklijnen aan de respectievelijke, met dit dwarselement samenwerkende schijfcontactzones ingesloten hoek.

Voorkeursuitvoeringsvormen der uitvinding zijn aangegeven in de volgconclusies.

Het even gemakkelijk als goedkoop te realiseren voorstel volgens de uitvinding heeft tot gevolg dat bij het inlopen van een dwarselement tussen de schijven de beide contactzones daarvan niet tegelijk over vrijwel het gehele oppervlak daarvan met de ermee samenwerkende schijf in aanraking komen doch dat die contactzone, waarvan de raaklijn de grootste ingesloten hoek vertoont, met de bovenkant eerst contact zal maken met de aan die zijde gelegen schijf waarna het dwarselement over de, kleine, hoek ci kantelt om daarna met beide contactzones geheel met de schijf in aanraking te zijn. Dit resulteert erin dat de bij het inlopen van een volgens de stand der techniek uitgevoerde scharnierpen optredende, enkele, "slag" - waarbij beide flanken gelijktijdig binnen een zeer kort tijdsverloop in ingrijping komen - wordt vervangen door twee elkaar snel opvolgende, veel lichtere, "tikken" en tevens een veel geleidelijker opbouw der drukkrachten, dus in een veel minder sterke schokbelasting en ook daardoor in een aanzienlijke afname van de geluidproduktie. Tevens is gebleken dat door deze geleidelijker opbouw der drukkrachten ook de versnellingen en daardoor de massakrachten in het tussen de poelieschijven gelegen vrije deel der ketting afnemen zodat ook de daarin optredende trillingsverschijnselen aanzienlijk afnemen met de door deze verschijnselen veroorzaakte geluidproduktie.

Het is bekend dat bij toepassing van een ketting in een continu variabele transmissies het "polygooneffect" optreedt.

Dit houdt in dat de verbindingslijn getrokken door de scharnierpunten van de dwarse lementen die zich op de poelieschi jven bevinden geen cirkel is, doch een veelhoek vormt waarvan het aantal hoeken kleiner is naarmate de steek der dwars-elementen groter is. Dit heeft tot gevolg dat een dergelijk scharnierpunt na het inlopen van het dwarselement tussen de poelieschijven over een bepaalde afstand een bewegingscom-ponent, loodrecht op de hoofdbewegingsrichting van de tussen de poelieschijven gelegen kettingdelen uitvoert. Hierdoor wordt dit tussen de poelieschijven gelegen deel van de ketting in trilling gebracht. Ook dit "polygooneffect" is een oorzaak van de produktie van als onaangenaam ervaren geluid en de maatregelen volgens de uitvinding resulteren tevens erin dat de grootte van deze bewegingscomponent afneemt; hiermee is ook de hinderlijke geluidsproduktie minder.

Uiteraard zal de volgens de uitvinding voorgestelde maatregel tot gevolg hebben dat de kettingschalmen danwel de bandvormige drager torsiespanningen zullen optreden die echter bij een juiste dimensionering der bedoelde hoeken kunnen worden opgenomen. In feite wordt de maximale waarde der in het voorgaande bedoelde hoek bepaald door de torsie-spanning die schalmen resp. bandvormige drager zonder problemen kunnen doorstaan.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Figuur 1 is een schematische afbeelding van een helft van een continu variabele transmissie, uitgevoerd met een drijfketting als krachtoverbrengend element; figuur 2a is een vooraanzicht van een daarin toegepaste scharnierpen, die via afroltussenstukken samenwerkt met de kettingschalmen; figuur 2b is een zijaanzicht van het einde van een dergelijke scharnierpen; figuur 2c is een onderaanzicht van een dergelijke scharnierpen; figuur 3a toont hoe een volgens de stand van de techniek gevormde scharnierpen samenwerkt met de beide poelie-opper-vlakken; figuur 3b toont in zijaanzicht een volgens de uitvinding gevormde scharnierpen in een eerste stand; figuur 3c toont een dergelijke scharnierpen in een tweede stand; figuur 3d toont de stand van de scharnierpen volgens figuur 3b, respectievelijk figuur 3c na het inlopen tussen de poelieschijven; figuur 3e toont in bovenaanzicht de stand van de scharnierpen volgens figuur 3c in het niet ingelopen deel der ketting; figuur 3f toont deze stand in vooraanzicht; figuur 3g toont deze stand in bovenaanzicht voor de scharnierpen 3b; figuur 3h toont deze stand in vooraanzicht; figuur 4 toont schematisch in bovenaanzicht het inlopen van de successievelijke scharnierpennen volgens de stand der techniek tussen de poelieschijven; figuur 4a toont de stand van deze scharnierpennen ter plaatse van het vlak IVa in figuur 4; figuur 4b toont de stand van deze scharnierpennen ter plaatse van het aanzicht IVb-IVb in figuur 4; figuur 5 toont schematisch in bovenaanzicht het inlopen van de scharnierpennen volgens de uitvinding; figuur 5Va toont de stand van deze scharnierpennen ter plaatse van het aanzicht Va-Va; figuur 5b toont de stand van deze scharnierpennen ter plaatse van het aanzicht Vb-Vb; figuur 6 heeft betrekking op een gemodificeerde scharnierpen waarmee het beoogde effect kan worden bereikt; figuur 7 verduidelijkt het effect van deze scharnierpen; figuur 8 toont een zijaanzicht van een gemodificeerd afroltussenstuk waarmee eveneens het met de uitvinding beoogde effect wordt bereikt; de figuren 9, 10 en 11 hebben betrekking op een modificatie van de wrijvingsoppervlakken der poelieschijven welke resulteert in het met de uitvinding beoogde effect.

Figuur 1 toont schematisch de helft van een continu variabele transmissie van de eerste soort met een poelieschi jf, aangegeven met het verwijzingscijfer 1, en een gedeelte van de drijfketting 2. Deze ketting 2 is opgebouwd uit door schalmen met elkaar gekoppelde scharnierpennen; een aantal pennen is aangegeven met de verwijzingscijfers 3a...3h en een aantal schalmen is aangegeven met de verwijzingscijfers 4a...4g. De opbouw van een dergelijke transmissieketting is op zich bekend.

Zoals de figuren 2a-2c tonen werkt elke scharnierpen 10 samen met twee afroltussenstukken 11,12, die via de ruggen 11a respectievelijke 12a met de schalmen zijn gekoppeld; deze afroltussenstukken zijn opgenomen in de opneemruimten 14.

Elke pen werkt voorts via de contactzones 16, 17 samen met de wrijvingsoppervlakken van de poelieschijven.

Bij deze bekende transmissieketting hebben alle scharnierpennen dezelfde onderlinge afstand s, de steek van de ketting. Deze bekende transmissie is niet geruisloos; het tijdens bedrijf opgewekte, een regelmatig karakter vertonend geluid is wat toonhoogte betreft afhankelijk van de ketting-snelheid, die bepaald wordt door de loopstraal R en de hoeksnelheid W der poelieschijven. De uitvinding beoogt dit bezwaar te ondervangen.

Figuur 2b en in figuur 3a tonen een scharnierpen 10 en in deze figuren is de raaklijn aan de contactzones van deze scharnierpen met de poelie-oppervlakken aangegeven met r. Beide raaklijnen r sluiten met lijnen, loodrecht op de langsas 1 van de scharnierpen 10, bijvoorbeeld met de lijnen m, een hoek in; de beide hoeken 0( ^ zijn uiteraard gelijk en hun som ^2 0(^ is gelijk aan de openingshoek (2 β(^ van de poelieschi jven la en lb, zoals op zich bekend en algemeen gebruikelijk.

Volgens de uitvinding nu worden de beide in het bovenstaande beschreven hoeken niet gelijk gekozen, doch de ene hoek (0C) wordt over een bepaalde waarde ( $) groter, en de andere hoek ({M wordt over dezelfde waarde ((3) kleiner gekozen dan de halve som (o(+@>) van deze hoeken. Figuur 3c toont, sterk overdreven, hoe de hoek (λ tussen de raaklijn r^ aan de contactzone 16a' en de lijn m groter is dan de hoek (¾ tussen de raaklijn x^ aan de contactzone 17a en eenzelfde lijn m waarbij geldt dat (0^+(¼) gelijk is aan de openingshoek van de poelieschijven, dus aan de hoek die in figuur 3a is aangegeven als 2(X^. Uiteraard is, zoals reeds gezegd, de feitelijke situatie in deze figuren aanzienlijk overdreven getekend; in de praktijk, waarin de som der hoeken hoeken bijvoorbeeld gelijk is aan 22°, zal de waarde 0 gelijk zijn aan circa 1°.

Ten opzichte van het symmetrievlak 20 der poelieschi jven la, lb kunnen de scharnierpennen 10 één van de twee standen hebben aangegeven in figuur 3b respectievelijk 3c. Dit betekent echter niet dat na opname in een transmissie-ketting en tijdens bedrijf de middelpunten m der beide scharnierpennen in het symmetrievlak 20 liggen. Figuur 3d toont de ligging der scharnierpennen 10b en 10c na het inlopen tussen de poelieschijven la en lb (hierop wordt hierna nog teruggekomen) terwijl de figuren 3e en 3f enerzijds, en de figuren 3g en 3h anderzijds in boven-respectievelijk vooraanzicht de stand van de scharnier- pennen 10c en 10b ten opzichte van het symmetrievlak 20 tonen wanneer deze scharnierpennen niet in ingrijping zijn met de poelieschijven. Het blijkt dat in de laatste situatie de scharnierpennen verend terugkeren naar een stand waarin de afstand tussen hun middelpunten m kleiner is dan in de situatie volgens figuur 3d. Wanneer men dus bij het assembleren van de ketting de scharnierpennen om en om, dus repectievelijk in de stand volgens figuur 3b en in de stand volgens figuur 3c in de schalmen aanbrengt zullen de respectieve contactzones niet in één vlak liggen doch ten opzichte van elkaar verspringen.

De daaruit resulterende situatie blijkt duidelijk uit een vergelijking van de figuren 4 en 5. Figuur 4 toont in bovenaanzicht en zeer schematisch een transmissieketting volgens de stand der techniek, dus met een aantal scharnierpennen 10 uitgevoerd op de in figuur 3a getekende wijze; de situatie ter plaatse van het vlak IVa-IVa, loodrecht op het symmetrievlak 20 is aangegeven in figuur 4a terwijl de situatie in het vlak IVb-IVb, dus na het inlopen der scharnierpennen tussen de poelieschijven la, lb is aangegeven in figuur 4b. In beide figuren 4 en 5 zijn de poelieschijven uitgeslagen getekend.

Uit figuur 4 blijkt dat bij het inlopen de scharnierpennen 10 volgens de stand der techniek steeds met de beide contactzones 16a, 17a tegelijk de oppervlakken der poelieschijven 10a, 10b raken wat in de praktijk resulteert in één enkele, duidelijk hoorbare, tik. Het zijn deze, bij het inlopen optredende tikken of slagen die leiden tot het tijdens het bedrijf van de transmissie opgewekte fluitend geluid dat in de praktijk als hinderlijk wordt ervaren.

Figuur 5 toont, in combinatie met de figuren 5a en 5b de situatie die het resultaat is van de maatregelen volgens de uitvinding. Van de scharnierpennen 10b, die zijn geassembleerd op de in figuur 3b aangegeven wijze zal het contactoppervlak 16a' gezien vanuit de invoerrichting 22 vergeleken met de situatie volgens figuur 4 ten opzichte van het symmetrievlak 20 naar rechts zijn verplaatst terwijl van de scharnierpennen 10c, die zijn geassembleerd zoals aangegeven in figuur 3c, ditzelfde contactoppervlak 16a' ten opzichte van het symmetrie-vlak 20 naar links is verplaatst. Het gevolg is dus dat een scharnierpen zoals de pen 10b bij het inlopen eerst met de bovenvoorkant 24 van het contactoppervlak 16a' in contact komt met de poelieschijf, vervolgens gezien in de bewegingsrichting 22 linksom kantelt en pas daarna met het contactoppervlak 17a' in aanraking is met de poelieschijf lb. De normaliter bij het inlopen der scharnierpennen tussen de poelieschijven optredende enkele slag wordt vervangen door twee kort na elkaar optredende, veel zachtere tikken van veel kleinere amplitude. Het overeenkomstige geldt voor een pen zoals de pen 10c: ook hier zal eerst het punt 24 het eerst met de poelieschijven in contact komen waarna de pen rechtsom kantelt totdat de beide contactzones 16a' en 17a' tegen de respectievelijke wanden der poelieschijven aanliggen.

Figuur 5a toont hoe de stand der pennen 10a, 10b is wanneer zij het vlak Va-Va passeren terwijl figuur 5b met getrokken respectievelijk gestreepte lijnen - doch zeer sterk overdreven - de standen aangeven die de scharnierpennen aannemen tijdens het doorlopen van hun baan tussen de poelieschijven, gezien ter plaatse van het vlak Va-Vb.

In de praktijk is gebleken dat met de, bijzonder eenvoudig uitvoerbare, maatregelen volgens de uitvinding een zeer aanzienlijke vermindering der geluidsproduktie wordt verkregen.

Er wordt nogmaals op gewezen dat in de figuren de verschillen tussen de hoeken en O5 sterk overdreven zijn getekend: in de praktijk zal dit verschil (2(¾) niet veel groter zijn dan 2-3° en dus met het blote oog nauwelijks waarneembaar.

De aan de uitvinding ten grondslag gelegen gedachte kan echter ook op andere wijzen zijn gerealiseerd. Figuur 6 toont een scharnierpen 30 met contactzones 31 respectievelijk 32 die beide op de gebruikelijke wijze met de penlangsas 33 eenzelfde hoek ^ insluiten. De scharnierpen is voorts op de bekende wijze voorzien van een in langsrichting verlopende opneemruimte 34 ter opname van een afroltussenstuk, bijvoorbeeld uitgevoerd als de afroltussenstukken 11 en 12 aangegeven in figuur 2a. Terwijl bij de scharnierpennen volgens de stand der techniek (figuur 2a-2c) de opneemruimte voor deze afroltussenstukken (bijvoorbeeld in figuur 2b aangegeven met 14) een langsas heeft welke evenwijdig is met de langsas van de scharnierpen is dit bij de scharnierpen 30 volgens figuur 6 niet het geval: daar sluit de langsas 35 van deze uitsparing met de langsas 33 van de scharnierpen een hoek Qin (die in figuur 6 overdreven groot is getekend) welke in de praktijk 1-2° zal bedragen. Tijdens bedrijf zal de scharnierpen 30 ten opzichte van de poelieschijfwrijvingsoppervlakken een stand aannemen zoals bijvoorbeeld schematisch weergegeven in figuur 7 ten opzichte van de wrijvingsoppervlakken 40 en 42 en dus met de bovenkant 44 van de contactzone 32 het eerst in aanraking komen met het poelieoppervlak 40 - pas daarna komt de contactzone 34 in contact met het poelieoppervlak 42. Wanneer de scharnierpennen op de in het voorgaande aangegeven wijze "om en om" worden gemonteerd wordt het beoogde effect verkregen.

In plaats van de opneemruimten voor de afroltussenstukken kan men ook de ruggen daarvan - waarmee de afroltussenstukken met de scharnierpennen zijn gekoppeld - op de bovenaangegeven wijze uitvoeren, een en ander zoals figuur 8 dit toont.

Figuur 8 toont een afroltussenstuk 50 van de soort zoals aangegeven met 11 en 12 in figuur 2a waarvan de "rug" 52 -overeenkomend met de ruggen 11a respectievelijk 12a - zodanig is uitgevoerd dat de langsas 54 ervan een hoek insluit met de langsas 56 van het afroltussenstuk zelf. Wanneer men een op deze wijze uitgevoerd afroltussenstuk toepast in combinatie met een "normale" scharnierpen, dus een scharnierpen waarin de langsas van de opneemruimte voor dit afroltussenstuk evenwijdig is aan de langsas van de scharnierpen zelf wordt eveneens het beoogde effect verkregen.

Dit effect kan ook nog worden bereikt door een modificatie van de wrijvingsoppervlakken der poelieschijven, zodanig dat de bisectrice van de hoek, gevormd tussen de raaklijnen aan twee tegenover elkaar gelegen poelieschijf-oppervlakdelen niet samenvalt met de hartlijn van de met deze poelieschijven uitgevoerde transmissie. Figuur 9 toont een gedeelte van een poelieschijf 60 met elkaar afwisselende contactzones aangegeven met respectievelijk 60a en 60b die in zoverre van elkaar verschillen dat de raaklijnen ervan met het langsmiddenvlak der transmissie onderling verschillende hoeken insluiten. Dit verschil vindt men ook terug in de contactzones van de poelieschijf 70, en in de figuur aangegeven met 70a en 70b. In de figuren 10 en 11 is met 72 respectievelijk 74 aangegeven een ten opzichte van het langsmiddenvlak 74 respectievelijk 76 daarvan symmetrisch dwarselement waarvan de raaklijnen aan de respectievelijke contactzones een hoek (|) insluiten. Deze zelfde hoek (p wordt ingesloten door de raaklijnen aan tegenover elkaar gelegen contactzones van de poelieschijven 60 en 70 doch de bisectrice 78 respectievelijk 80 van deze hoek valt niet samen met het langsmiddenvlak 74 respectievelijk 76 van de poelieschijven 60 respectievelijk 70. Figuur 10 toont de situatie terplaatse van de doorsnede 0-X in figuur 9; men ziet dat ten opzichte van het langsmiddenvlak 74 de bisectrice 78 van rechtsonder naar linksboven verloopt.

Figuur 11 toont de situatie terplaatse van de doorsnede O-XI en hier is de configuratie der contactzones 70a-60b zodanig dat de bisectrice 80 ten opzichte van het langsmiddenvlak 76 van linksonder naar rechtsboven verloopt.

Het gevolg is dat wanneer een dwarselement 72 terplaatse van de contactzones 60a-70b tussen de poelieschijven 60 en 70 inloopt de rechter onderkant 72a van dit dwarselement het eerst met een contactzone, in dit geval de contactzone 60a in aanraking komt; wanneer een dwarselement zoals het dwarselement 74 inloopt tussen de contactzones 60b-70a van de poelieschijven 60 respectievelijk 70 zal het eerst de linker onderkant 74a contact maken. Hiermee is het beoogde doel bereikt.

Claims (7)

1. Wrijvingstransmissie met als krachtoverdragend gedeelte tenminste tegenover elkaar liggende krachtoverbrengende poelie-schijfoppervlakken en daarmee samenwerkende dwarselementen, met het kenmerk, dat in dit krachtoverdragend gedeelte als gevolg van de configuratie van tenminste één der samenstellende delen ervan een asymmetrie ten opzichte van het langsmiddenvlak ervan aanwezig is, een en ander zodanig dat op het moment waarop een contactzóne van een dwarselement in aanraking komt met een contactzone van een schijfoppervlak de bisectrice van de hoek waarvan de benen gevormd worden door de raaklijnen aan de respectievelijke contactzones van dit dwarselement niet samenvalt met de bisectrice van de door de raaklijnen aan de respectievelijke, met dit dwarselement samenwerkende schijfcontactzones ingesloten hoek.

2. Transmissie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de respectievelijke raaklijnen aan de beide contactzones van een dwarselement met lijnen loodrecht op de langsas van dit element onderling verschillende hoeken (οί,β>) insluiten waarbij de ene hoek (fA) over een bepaalde waarde ((i) groter, en de andere hoek (^) over dezelfde waarde (c^) kleiner is dan de halve som Q- + van deze hoeken.

3. Tranmsissie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het krachtoverdragend schijfoppervlak is uitgevoerd met elkaar in omtreksrichting afwisselende tegenover elkaar gelegen contactzones en de respectievelijke raaklijnen daaraan met het langsmiddenvlak onderling verschillende hoeken (et.1,05') insluiten waarbij de ene hoek («<') over een bepaalde waarde (cl') groter, en de andere hoek (£>' ) over dezelfde waarde (6 ' ) kleiner is dan de halve som \ (cA' +(^' ) van deze hoeken.

4. Tranmissie volgens conclusie 2-3, met het kenmerk, dat de som der hoeken (& ,(¾; fc.' , (Y ) gelijk is aan 22° en genoemde waarde (6; & ') gelijk is aan 1°.

5. Tranmissie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk dwarselement via afroltussenstukken, opgesloten in de aan elke langszijde van dit element gevormde opneemruimte met de dwarselementen verbindende schalmen is gekoppeld, en de langsas van beide opneemruimten met de dwarselementlangsas een scherpe hoek insluit.

6. Tranmissie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk dwarselement via afroltussenstukken, opgesloten in de aan elke langszijde van dit element gevormde opneemruimte met de dwarselementen verbindende schalmen is gekoppeld, en wel via een aan de rugzijde van elk afroltussenstuk gevormde, uitstekende ribbe, en de langsas van deze ribbe met de langsas van het afroltussenstuk een scherpe hoek insluit.

7. Transmissie volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat de asymmetrie gezien in de langsrichting der reeks dwarselementen respectievelijk in omtreksrichting der schijven achtereenvolgens in een eerste zin en in een tweede, daaraan tegengestelde zin aanwezig is.