NL9201193A

NL9201193A - DRIVE SYSTEM EQUIPPED WITH AT LEAST A VERSATILE ADJUSTABLE SLIPLESS FREEWHEEL CLUTCH.

Info

Publication number: NL9201193A
Application number: NL9201193A
Authority: NL
Original assignee: Pietro Masoni
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1994-02-01
Also published as: AU4565793A; TW224153B; JPH08502337A; EP0647298A1; WO1994001699A1; CN1085999A

Description

Titel: Aandrijfstelsel voorzien van ten minste één traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingTitle: Drive system fitted with at least one continuously variable, non-slip freewheel clutch

De uitvinding heeft betrekking op een aandrijfstelsel voorzien van ten minste één aandrijfbron, die zijn vermogen afgeeft door middel van een aandrijvend, rotatie en koppel overdragend element, ten minste één snelheidsvariator en ten minste één aangedreven, rotatie en koppel opnemend element.The invention relates to a drive system comprising at least one drive source, which delivers its power by means of a driving, rotation and torque transfer element, at least one speed variator and at least one driven, rotation and torque recording element.

Een dergelijke inrichting is bijvoorbeeld bekend als aandrijving van een personenauto waarbij de koppeling tussen de wielen en de aandrijfbron onder andere wordt gevormd door een continu variabele transmissie.Such a device is known, for example, as a drive for a passenger car, in which the coupling between the wheels and the drive source is formed, inter alia, by a continuously variable transmission.

In het algemeen zijn bij het via een snelheidsvariator koppelen van een aandrijvend, rotatie en koppel overdragend element, zoals bijvoorbeeld een aandrijfas van een aandrijfbron, aan een aangedreven, rotatie en koppel opnemend element, zoals bijvoorbeeld een centrale uitgaande as, vloeistof-, slipkoppelingen, tandwielkasten, vrijloopkoppelingen e.d. voorzieningen noodzakelijk teneinde het toerental van het aandrijvende element af te stemmen op het toerental van het aangedreven element alvorens een koppeling tot stand wordt gebracht. Afgezien van het feit dat in deze onderdelen vermogen verloren gaat door warmteontwikkeling en wrijving, kan bij afwezigheid van deze onderdelen het toerental van aangedreven element niet traploos vanaf nul omwentelingen per seconde tot een maximale waarde worden geregeld en kan het aandrijvende element niet vanaf nul rotaties per seconde worden gevarieerd.In general, when coupling a driving, rotation and torque transferring element, such as, for example, a drive shaft from a drive source, to a driven, rotation and torque recording element, such as, for example, a central output shaft, fluid, slip clutches, via a speed variator gearboxes, freewheel clutches, etc. provisions necessary to match the speed of the driving element to the speed of the driving element before a coupling is made. Apart from the fact that in these parts power is lost due to heat development and friction, in the absence of these parts the speed of the driven element cannot be infinitely adjusted from zero revolutions per second to a maximum value and the driving element cannot rotate from zero rotations per second. be varied for a second.

De uitvinding beoogt een aandrijfstelsel waarvan het toerental van het aandrijvende element onafhankelijk is van het toerental van het aangedreven element en waarvan het toerental van het aangedreven element vanaf nul omwentelingen per· seconde regelbaar is tot een maximale waarde onafhankelijk van het toerental van het aandrijvende element. Deze voorwaarden moeten gelden over het gehele regelgebied van het aandrijfstelsel, derhalve van toerental nul tot een maximale waarde. Verder beoogt de uitvinding een aandrijfstelsel waarvan alle aandrijvende elementen steeds dynamisch zijn gekoppeld met alle aangedreven elementen. Een aandrijfstelsel derhalve zonder wrijvings, vloeistof of dergelijke conventionele aan/uit-koppelingen.The object of the invention is a drive system whose speed of the driving element is independent of the speed of the driving element and of which the speed of the driving element is adjustable from zero revolutions per second to a maximum value independent of the speed of the driving element. These conditions must apply over the entire control range of the drive system, ie from zero speed to a maximum value. The invention further contemplates a drive system of which all driving elements are always dynamically coupled to all driving elements. A drive system therefore without friction, fluid or the like conventional on / off clutches.

Hiertoe wordt het aandrijfstelsel van het in de aanhef vermelde type volgens de uitvinding gekenmerkt doordat voor het verdelen van, van één aandrijfbron afkomstig vermogen over meerdere aangedreven elementen, en/of voor het samenvoegen van, van meerdere aandrijfbronnen afkomstig vermogen op een aangedreven, rotatie en koppel opnemend, enkelvoudig element, de of elke snelheidsvariator is uitgevoerd als een traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling met een ingaande en een uitgaande as, waarbij de ingaande as is voorzien van ten minste één paar excenterschijven, waarvan de excentriciteit via een in de ingaande as opgenomen besturingsinrichting ook tijdens bedrijf regelbaar is vanuit een neutrale stand met excentriciteit nul tot een maximale waarde, en van welke schijven de excentriciteit telkens tegengesteld is, waarbij op een steekcirkel, waarvan het middelpunt samenvalt met de hartlijn van de ingaande as en die ligt in, of in de nabijheid van een vlak waarin de excenterschijven tijdens bedrijf kunnen oscilleren, een aantal omtrekseenheden zijn opgesteld, welke omtrekseenheden elk zijn voorzien van een krukarm die oscillerend aandrijfbaar is door één van de excenterschijven waarbij de krukarmen van de respectieve omtrekseenheden elk via ten minste één eenrichtings-aandrijfstelsel, bestaande uit een vrijloopstelsel, via respectieve tussenassen en een overbrenging met een vaste overbrengingsverhouding, dynamisch zijn verbonden met de uitgaande as.To this end, the drive system of the type mentioned in the preamble according to the invention is characterized in that for distributing power from one drive source over several driven elements, and / or for combining power from multiple drive sources on a driven rotation and torque sensing, single element, the or each speed variator is designed as a steplessly adjustable, slipless freewheel clutch with an input and an output shaft, the input shaft being provided with at least one pair of eccentric discs, the eccentricity of which is incorporated in the input shaft control device can also be adjusted during operation from a neutral position with eccentricity zero to a maximum value, and of which discs the eccentricity is always opposite, whereby on a pitch circle, the center of which coincides with the axis of the input shaft and which lies in, or in the vicinity of a plane in which the eccentric disc n may oscillate during operation, a number of circumferential units are arranged, each circumferential units each comprising a crank arm which is oscillatably drivable by one of the eccentric discs, the crank arms of the respective circumferential units each via at least one unidirectional drive system, consisting of a freewheel system, via respective intermediate shafts and a gear with a fixed gear ratio, are dynamically connected to the output shaft.

Een dergelijk aandrijfstelsel kan dienen voor het verdelen van, van één aandrijfbron afkomstig vermogen over meerdere aangedreven, rotatie en koppel opnemende elementen en kan tevens dienen voor het samenvoegen van, van meerdere aandrijfbronnen afkomstig vermogen op een enkel rotatie en koppel opnemend, aangedreven element. Dit alles kan plaats vinden zonder dat extra vloeistof-, of wrijvingskoppelingen, tandwielkasten over dergelijke extra wrijvingsbronnen in het aandrijfstelsel behoeven te worden opgenomen.Such a drive system can serve to distribute power from one drive source over a plurality of driven rotation and torque recording elements and can also serve to combine power from multiple drive sources into a single rotation and torque recording drive element. All this can take place without the need to include additional fluid, or friction clutches, gearboxes over such additional friction sources in the drive system.

Daarbij is de werking van een dergelijke traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling niet gebaseerd op wrijving maar op positieve aangrijping tussen vrijloopkoppelingen, tandwielen en dergelijke elementen. Derhalve zal ook in de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen van het aandrijfstelsel nauwelijks vermogen verloren gaan in de vorm van warmte als gevolg van wrijving. Bovendien heeft een dergelijke traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling het voordeel dat deze vrijwel geruisloos is.The operation of such an infinitely variable, non-slip freewheel clutch is not based on friction but on positive engagement between freewheel clutches, gears and the like. Hence, hardly any power will be lost in the form of heat as a result of friction even in the infinitely adjustable, slip-free clutches of the drive system. Moreover, such an infinitely adjustable, slipless freewheel clutch has the advantage that it is virtually silent.

Verder heeft een aandrijfstelsel dat is uitgerust met dergelijke traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen het voordeel dat, wanneer het toerental van de uitgaande as van een dergelijke vrijloopkoppeling hoger is dan het toerental dat aan de uitgaande as wordt opgelegd door de ingaande as van de vrijloopkoppeling, bijvoorbeeld doordat de uitgaande as van de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling wordt meegenomen door het daarop aangesloten aangedreven, rotatie en koppel opnemende element, de op deze uitgaande as uitgeoefende meeneemkracht door de vrijloop niet wordt doorgegeven aan de ingaande as van de vrijloopkoppeling. Aldus wordt verhinderd dat de met de ingaande as verbonden aandrijfbron wordt aangedreven door de op de uitgaande as van de vrijloopkoppeling uitgeoefende meeneemkracht.Furthermore, a drive system equipped with such infinitely variable, slipless freewheel clutches has the advantage that when the speed of the output shaft of such a freewheel clutch is higher than the speed imposed on the output shaft by the input shaft of the freewheel clutch, for example because the output shaft of the infinitely adjustable, slipless freewheel clutch is taken along by the driven, rotation and torque-absorbing element connected thereto, the entrainment force exerted on this output shaft is not transmitted to the input shaft of the freewheel clutch. This prevents the drive source connected to the input shaft from being driven by the driving force exerted on the output shaft of the freewheel clutch.

Voor het verdelen van, van één aandrijfbron afkomstig vermogen over een aantal aangedreven elementen kan, volgens een nadere uitwerking van de uitvinding, het aandrijvende element dynamisch zijn verbonden met ten minste twee traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen waarvan de uitgaande assen elk direkt of dynamisch zijn verbonden met één van de aangedreven, rotatie en koppel opnemende elementen, waarbij toerentallen van de aangedreven elementen onafhankelijk van elkaar regelbaar zijn. Een dergelijk toepassing kan bijvoorbeeld plaatsvinden wanneer meerdere rotatie en koppel opnemende, aangedreven elementen hun vermogen betrekken van een enkele aandrijfbron, en waarbij de eis wordt gesteld dat het toerental van de aangedreven elementen traploos regelbaar moet zijn zonder dat hierbij grote vermogens verloren gaan.According to a further elaboration of the invention, for distributing power from one drive source over a number of driven elements, the driving element can be dynamically connected to at least two infinitely variable, slipless freewheel clutches, the output shafts of which are each directly or dynamically connected with one of the driven, rotation and torque absorbing elements, the rotational speeds of the driven elements being independently adjustable. Such an application can take place, for example, when a plurality of rotation and torque-absorbing driven elements take their power from a single drive source, and the requirement is that the speed of the driven elements must be infinitely variable without losing large powers.

Tot op heden is een dergelijke splitsing van vermogen slechts mogelijk ten koste van relatief grote vermogensverliezen in koppelingen en tandwielkasten of in hydraulische motoren. Bij het splitsen van vermogen volgens het onderhavige voorstel kan het toerental van één van de aangedreven, vermogen opnemende elementen tot nul worden teruggebracht terwijl de overige aangedreven, vermogen opnemende elementen naar believen kunnen worden geregeld. De mogelijkheden voor een dergelijk aandrijfstelsel in bijvoorbeeld tractoren, waarbij meerdere vermogen opnemende elementen hun vermogen betrekken van een enkele motoras, of bij een tankaandrijving, waarbij de snelheden van de rupsbanden volledig onafhankelijk van elkaar kunnen worden geregeld zonder tussenschakeling van tandwielkasten, zijn bijzonder gunstig.To date, such power splitting has only been possible at the expense of relatively large power losses in clutches and gearboxes or in hydraulic motors. When splitting power according to the present proposal, the speed of one of the driven power pick-up elements can be reduced to zero while the other driven power pick-up elements can be controlled at will. The possibilities for such a drive system in, for example, tractors, in which multiple power-absorbing elements draw their power from a single motor shaft, or in a tank drive, in which the speeds of the tracks can be controlled completely independently of each other without intermediate gearboxes, are particularly favorable.

Bij een alternatieve nadere uitwerking van het aandrijfstelsel kan, voor het samenvoegen van, van meerdere aandrijfbronnen afkomstig vermogen op een aangedreven, rotatie en koppel opnemend, enkelvoudig element, een aantal traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen parallel zijn geschakeld, waarbij de ingaande assen van de vrijloopkoppelingen elk zijn aangesloten op een rotatie en koppel overdragend, aandrijvend element van één van de aandrijfbronnen, en waarbij de vrijloopkoppelingen zodanig bestuurbaar zijn dat de toerentallen van de uitgaande assen daarvan, die elk in dynamische verbinding staan met het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element, telkens zijn afgestemd op het gewenste toerental van dit aangedreven element.In an alternative further elaboration of the drive system, a number of infinitely variable, slipless freewheel clutches can be connected in parallel, in which the input shafts of the freewheel clutches are connected in parallel, for combining power from multiple drive sources on a driven, rotationally and torque-absorbing, single element. each being connected to a rotation and torque transferring driving element of one of the drive sources, and the freewheel clutches being controllable such that the speeds of their output shafts, each of which is in dynamic communication with the driven, rotation and torque recording, single element, each time adjusted to the desired speed of this driven element.

Een dergelijk aandrijfstelsel verschaft de mogelijkheid één van de aandrijvende, rotatie en koppel overdragende elementen, die via traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen zijn verbonden met het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element, in een later stadium bij te schakelen. Aldus kan bij een reeds roterend aangedreven, vermogen opnemend element extra vermogen worden geleverd door geleidelijke bijschakeling van de, via de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling dynamisch met aangedreven element verbonden aandrijvende element. Bij stilstand van één van de aandrijvende vermogen overdragende · elementen draait de uitgaande as van de daarmee verbonden traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling vrij mee en de ingaande as van deze vrijloopkoppeling staat in dat geval stil. Het vermogen dat hierbij in de vrijloopkoppeling verloren gaat is minimaal.Such a drive system provides the possibility to switch on one of the driving, rotation and torque transferring elements, which are connected via steplessly controllable, slipless freewheel clutches to the driven, rotation and torque-absorbing, single element. Thus, in the case of an already rotatingly driven power-absorbing element, additional power can be supplied by gradually switching on the driving element dynamically connected to the driven element via the infinitely variable, slipless freewheel clutch. When one of the driving power-transferring elements is at a standstill, the output shaft of the connected infinitely variable, non-slip freewheel clutch rotates freely and the input shaft of this freewheel clutch is then stationary. The power lost in the freewheel clutch is minimal.

Bovendien is het mogelijk het aangedreven, enkelvoudige element naar keuze telkens door één van de aandrijvende elementen te laten aandrijven. Een dergelijk gebruik van het aandrijfstelsel maakt het bijvoorbeeld mogelijk de meerdere aandrijfbronnen toe te passen voor verschillende vermogensgebieden. Een zodanig uitgevoerd aandrijfstelsel kan bijvoorbeeld op gunstige wijze worden toegepast bij scheepsschroefaandrijvingen waarbij, volgens een nadere uitwerking van de uitvinding, de aandrijfbronnen scheepsturbines of -motoren zijn, waarbij de aandrijvende, rotatie en koppel overdragende elementen uitgaande assen van de scheepsturbines of -motoren zijn, en waarbij het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element een scheepsschroefas is.In addition, it is possible to have the driven, single element of choice driven by one of the driving elements. Such use of the drive system makes it possible, for example, to use the multiple drive sources for different power ranges. Such a drive system, for example, can be advantageously applied in marine propellers, wherein, according to a further elaboration of the invention, the drive sources are marine turbines or engines, the driving, rotation and torque transferring elements being output shafts of the marine turbines or engines, and wherein the driven, rotation and torque absorbing, single element is a marine propeller shaft.

Bij de huidige scheepsschroefaandrijvingen met meerdere aandrijfbronnen wordt gebruik gemaakt van zogenaamde SSS-koppelingen die slechts optimaal in beperkte, vaste toerentalgebieden kunnen koppelen, doordat de werking daarvan is gebaseerd op pallen die door centrifugaalkracht in aangrijping komen met een palvertanding. Derhalve kan slechts in een zeer nauw bepaald toerentalgebied worden overgeschakeld van de ene aandrijfbron op de andere aandrijfbron. Bovendien veroorzaken dergelijke SSS-koppelingen in bepaalde toerentalgebieden, tijdens de omschakelfase, een ratelend geluid.Current multi-source marine propellers use so-called SSS couplings that can only couple optimally in limited, fixed speed ranges, because their operation is based on pawls engaged by ratchet teeth by centrifugal force. Therefore, it is only possible to switch from one driving source to the other driving source in a very narrowly determined speed range. In addition, such SSS clutches cause a rattling noise in certain speed ranges during the changeover phase.

Het scheepsschroefaandrijfstelsel volgens de uitvinding biedt het voordeel dat in het gehele toerentalgebied van de scheepsschroefas kan worden overgeschakeld. Derhalve kan in geval van calamiteiten, bijvoorbeeld bij het uitvallen van één van de aandrijfbronnen, de aandrijving direkt door een andere aandrijfbron via de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling worden overgenomen. Het vrijwel geruisloos zijn van de met behulp van excenterschijven functionerende traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling is met name voor scheepsschroefaandrijfstelsels van marineschepen van groot belang.The propeller propulsion system according to the invention offers the advantage that it is possible to switch over the entire speed range of the propeller shaft. Therefore, in the event of calamities, for example in the event of failure of one of the drive sources, the drive can be taken over directly by another drive source via the infinitely variable, non-slip clutch. The virtually silent operation of the steplessly adjustable, slip-free freewheel clutch operating with the aid of eccentric discs is of great importance, especially for marine propeller systems.

In een derde alternatieve nadere uitwerking van het aandrijfstelsel wordt, voor het samenvoegen van, van meerdere aandrijfbronnen afkomstig vermogen op een aangedreven, rotatie en koppel opnemend, enkelvoudig element, het aandrijfstelsel gekenmerkt doordat een aantal traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen in serie zijn geschakeld, van welke traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen de uitgaande as is verbonden met de ingaande as van een daarop volgende vrijloopkoppeling, met uitzondering van de als laatste in de serie opgenomen traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling waarvan de uitgaande as is verbonden met het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element, waarbij de ingaande as van elke vrijloopkoppeling dynamisch is verbonden met ten minste één aandrijvend, rotatie en koppel overdragend element, en waarbij de respectieve traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen zodanig bestuurbaar zijn dat het toerental van de uitgaande assen daarvan telkens is afgestemd op het gewenste toerental van het dynamisch daarmee verbonden, aandrijvende, rotatie en koppel overdragende element.In a third alternative further elaboration of the drive system, for combining power from multiple drive sources onto a driven, rotationally and torque-absorbing, single element, the drive system is characterized in that a plurality of infinitely variable, slipless overrunning clutches are connected in series, from which infinitely variable, slipless freewheel clutches the output shaft is connected to the input shaft of a subsequent freewheel coupling, with the exception of the last in the series infinitely adjustable, slipless freewheel coupling of which the output shaft is connected to the driven, rotation and torque single element, the input shaft of each freewheel clutch being dynamically connected to at least one driving, rotation and torque transferring element, and the respective infinitely variable, slipless freewheel clutches being controllable such that the speed of the output shafts therefrom n is always adapted to the desired speed of the dynamically connected driving, rotating and torque transferring element.

Een aldus uitgevoerd aandrijfstelsel biedt het voordeel dat met weinig onderdelen zoals bijvoorbeeld assen en met weinig tandwiel- of dergelijke overbrengingen een aantal aandrijfbronnen op het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element kan worden aangesloten. Dit biedt het voordeel dat bij het inschakelen van de inrichting slechts een minimum aan massatraagheidskrachten behoeft te worden overwonnen en dat bovendien, door het geringe aantal tandwieloverbrengingen slechts weinig vermogen verloren gaat door wrijving. Bovendien biedt een aldus ingericht aandrijfstelsel het voordeel dat deze weinig ruimte in beslag neemt doordat de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen in lijn kunnen worden opgesteld. Verder kunnen, wanneer de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen zijn voorzien van een vaste koppelingsmogelijkheid tussen de ingaande en de uitgaande as daarvan, bij uitval van één van de aandrijfbronnen, de ingaande en de uitgaande as van de bij deze aandrijfbron behorende vrijloopkoppeling worden doorverbonden via de vaste koppelingsmogelijkheid. Hierdoor worden in de, door uitval van de aandrijfbron niet meer noodzakelijke vrijloopkoppeling eventuele wrijvingsverliezen geëlimineerd.A drive system designed in this way offers the advantage that with a few components such as, for example, shafts and with little gear or the like transmissions, a number of drive sources can be connected to the driven, rotating and torque-absorbing single element. This offers the advantage that when switching on the device, only a minimum of inertial forces need to be overcome and, moreover, due to the small number of gear transmissions, only little power is lost through friction. Moreover, a drive system designed in this way offers the advantage that it takes up little space in that the infinitely adjustable, non-slip freewheel clutches can be arranged in line. Furthermore, when the infinitely adjustable, slipless freewheel clutches are provided with a fixed coupling possibility between their input and output shafts, if one of the drive sources fails, the input and output shafts of the freewheel clutch belonging to this drive source can be connected through the fixed link option. As a result, any friction losses are eliminated in the freewheel clutch, which is no longer necessary due to the failure of the drive source.

Bij sommige toepassingen kan het wenselijk zijn dat de rotatierichting van aangedreven, rotatie en koppel opnemende elementen omkeerbaar is.In some applications, it may be desirable that the direction of rotation of driven, rotation and torque sensing elements be reversible.

Hiertoe kan, volgens een nadere uitwerking van de uitvinding, ten minste één van de continu variabele, sliploze vrijloopkoppelingen zodanig zijn ingericht dat de rotatierichting van de uitgaande as daarvan omkeerbaar is.For this purpose, according to a further elaboration of the invention, at least one of the continuously variable, non-slip freewheel clutches can be arranged such that the direction of rotation of its output shaft is reversible.

Bij de seriegeschakelde traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen behoeft slechts de snelheidsvariator waarvan de uitgaande as in verbinding staat met het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element omkeerbaar te zijn. Bij parallel geschakelde vrijloopkoppelingen dient echter elke vrijloopkoppeling, die met het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element in verbinding staat, omkeerbaar te zijn.In the series-connected steplessly controllable, slipless freewheel clutches, only the speed variator whose output shaft is in communication with the driven, rotation and torque-absorbing, single element needs to be reversible. However, in the case of freewheel clutches connected in parallel, any freewheel clutch connected to the driven, rotating and torque-absorbing single element must be reversible.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding wordt de omkeerbaarheid van de rotatierichting van het aangedreven rotatie en koppel opnemende element bewerkstelligd doordat, de respectieve eenrichtings-aandrijfstelsels van de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling waarvan de rotatierichting van de uitgaande as omkeerbaar is, omschakelbaar zijn doordat deze zijn voorzien van een dubbelwerkend vrijloopstelsel, dat is ingericht voor aandrijving van de respectieve tussenassen in een eerste aandrijfrichting en in een tweede, tegengestelde aandrijfrichting, en waarbij de respectieve eenrichtings-aandrijf stelsels slechts omschakelbaar zijn wanneer de rotatiesnelheid van de uitgaande as nul is.According to a further elaboration of the invention, the reversibility of the rotational direction of the driven rotation and torque-receiving element is effected in that the respective unidirectional drive systems of the steplessly adjustable, slipless freewheel clutch whose rotational direction of the output shaft is reversible are switchable in that they are provided with a double-acting freewheel system adapted to drive the respective intermediate shafts in a first driving direction and in a second, opposite driving direction, and wherein the respective unidirectional driving systems are only switchable when the output shaft rotational speed is zero.

Een dergelijke aandrijfstelsel beschikt, zonder dat hierbij extra wrijvingsbronnen in het aandrijfstelsel worden geïntroduceerd, over ten minste één van rotatierichting omkeerbaar, vermogen opnemend, aangedreven element.Such a drive system, without introducing additional frictional sources into the drive system, has at least one power element, which is reversible in rotation direction, which absorbs power.

Ter verduidelijking van de uitvinding zullen een vijftal uitvoeringsvoorbeelden van een aandrijfstelsel, onder verwijzing naar de tekening, worden beschreven.To clarify the invention, five exemplary embodiments of a drive system, with reference to the drawing, will be described.

Fig. 1 is een doorsnede-aanzicht van een traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling welke kan worden toegepast in één van de in de vorige figuren weergegeven aandrijfstelsels; fig. 2 is een doorsnede-aanzicht over lijn II-II uit fig. 1; fig. 3 is een schematische afbeelding van een aandrijfstelsel waarbij het vermogen van één aandrijfbron wordt verdeeld' over meerdere vermogen opnemende, aangedreven elementen; fig. 4 is een schematische afbeelding van een aandrijfstelsel waarbij van meerdere aandrijfbronnen afkomstig vermogen via een aantal parallel geschakelde traploos regelbare, sliploze vrijloopk'oppelingen wordt samengevoegd op een enkel vermogen opnemend, aangedreven element; fig. 5 is een toepassingsvoorbeeld van het in fig. 4 weergegeven principe; fig. 6 is een ander toepassingsvoorbeeld van het in fig. 4 weergegeven principe; en fig. 7 is een schematische afbeelding van een aandrijfstelsel waarbij van meerdere aandrijfbronnen afkomstig vermogen via een aantal serie geschakelde, traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen wordt samengevoegd op een aangedreven, rotatie en koppel opnemend, enkelvoudig element.Fig. 1 is a cross-sectional view of a steplessly controllable, slipless freewheel clutch which can be used in any of the drive systems shown in the previous figures; Fig. 2 is a sectional view along line II-II of Fig. 1; FIG. 3 is a schematic view of a drive system in which the power of one drive source is distributed among a plurality of power pickup driven elements; Fig. 4 is a schematic view of a drive system in which power from multiple drive sources is combined through a plurality of steplessly adjustable, non-slip freewheel clutches connected in parallel to a single power-taking driven element; Fig. 5 is an application example of the principle shown in Fig. 4; FIG. 6 is another application example of the principle shown in FIG. 4; and FIG. 7 is a schematic view of a drive system in which power from multiple drive sources is combined through a plurality of series-switched, steplessly controllable, slipless overrunning clutches on a driven, single-element rotation and torque-recording.

De tekeningen hebben alle betrekking op een aandrijfstelsel dat is voorzien van ten minste één aandrijfbron P, die zijn vermogen afgeeft door middel van een aandrijvend rotatie en koppel overdragend element T, ten minste één snelheidsvariator V en ten minste één aangedreven rotatie en koppel opnemend element R. Het aandrijfstelsel wordt volgens de uitvinding gekenmerkt doordat voor het verdelen van, van één aandrijfbron PI afkomstig vermogen over meerdere aangedreven elementen R1-R2 (zie fig. 3), en/of voor het samenvoegen van, van meerdere aandrijfbronnen P1-P4 afkomstig vermogen op een aangedreven, rotatie en koppel opnemend, enkelvoudig element R (zie fign. 4-7) de of elke snelheidsvariator V is uitgevoerd als een traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling V met een ingaande as 1 en een uitgaande as 9 (zie fig. 1). De ingaande as 1 is voorzien van ten minste één paar excenterschijven 2a, 2b, waarvan de excentriciteit via een in de ingaande as 1 opgenomen besturingsinrichting 3 ook tijdens bedrijf regelbaar is vanuit een neutrale stand met excentriciteit nul tot een maximale waarde, en van welke schijven 2a, 2b de excentriciteit telkens tegengesteld is. De traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling is verder op een steekcirkel S (zie fig. 2), waarvan het middelpunt samenvalt met de hartlijn Hl van de ingaande as 1 en die ligt in, of in de nabijheid van een vlak waarin de excenterschijven 2a, 2b tijdens bedrijf kunnen oscilleren, voorzien van een aantal omtrekseenheden 4, welke omtrekseenheden 4 elk zijn voorzien van een krukarm 5 die oscillerend aandrijfbaar is door één van de excenterschijven 2a, 2b. De krukarmen 5 van de respectieve omtrekseenheden 4 zijn elk via ten minste één eenrichtings-aandrijfstelsel 6, bestaande uit een vrijloopstelsel 6, via respectieve tussenassen 7 en een overbrenging 8 met een vaste overbrengingsverhouding, dynamisch verbonden met de uitgaande as 9.The drawings all relate to a drive system provided with at least one drive source P, which delivers its power by means of a driving rotation and torque transfer element T, at least one speed variator V and at least one driven rotation and torque recording element R The drive system according to the invention is characterized in that for distributing power coming from one driving source P1 over a plurality of driven elements R1-R2 (see fig. 3), and / or for combining power coming from several driving sources P1-P4 on a driven, rotational and torque-absorbing, single element R (see Figs. 4-7) the or each speed variator V is designed as a continuously variable, slipless freewheel clutch V with an input shaft 1 and an output shaft 9 (see Fig. 1 ). The input shaft 1 is provided with at least one pair of eccentric discs 2a, 2b, the eccentricity of which is also controllable during operation from a neutral position with eccentricity zero to a maximum value, via a control device 3 incorporated in the input shaft 1, and of which discs 2a, 2b the eccentricity is always opposite. The continuously adjustable, slipless freewheel clutch is further on a pitch circle S (see fig. 2), the center of which coincides with the center line Hl of the input shaft 1 and which lies in or in the vicinity of a plane in which the eccentric discs 2a, 2b can oscillate during operation, provided with a number of circumferential units 4, which circumferential units 4 each are provided with a crank arm 5 which can be oscillated by one of the eccentric disks 2a, 2b. The crank arms 5 of the respective peripheral units 4 are each dynamically connected to the output shaft 9 via at least one unidirectional drive system 6, consisting of a freewheel system 6, via respective intermediate shafts 7 and a transmission 8 with a fixed gear ratio.

Door toepassing van dergelijke traploos regelbare sliploze vrijloopkoppelingen wordt een grote flexibiliteit ten aanzien van het aantal aandrijfbronnen, en aangedreven elementen verkregen zonder dat hierbij extra wrijvingsbronnen zoals koppelingen en tandwielkasten en dergelijke in het aandrijfstelsel behoeven te worden geïntroduceerd. Bovendien beschikken de bedoelde traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen zelf over een lage interne wrijving.By the use of such infinitely adjustable slipless freewheel clutches, great flexibility is obtained with regard to the number of drive sources and driven elements without the need to introduce additional friction sources such as clutches and gearboxes and the like into the drive system. In addition, the intended steplessly adjustable, non-slip freewheel clutches themselves have a low internal friction.

Figuur 3 toont een aandrijfstelsel waarbij, voor het verdelen van, van één aandrijfbron PI afkomstig vermogen over twee aangedreven elementen Rl, R2, het aandrijvende element Tl via bijvoorbeeld een tandwieloverbrenging met overbrengingsverhouding i is verbonden met twee traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen VI, V2 waarvan de uitgaande assen 9 elk direkt of dynamisch zijn verbonden met één van de aangedreven, rotatie en koppel opnemende elementen Rl, R2 en waarbij de toerentallen cüqi, cöq2 van de aangedreven elementen Rl, R2 onafhankelijk van elkaar regelbaar zijn. Toepassingen voor vermogenssplitsing kunnen bijvoorbeeld worden gevonden bij tractoren, schepen, helicopters en dergelijke inrichtingen waarbij meerdere hulpapparaten worden aangedreven door een enkel rotatie en koppel overdragend aandri j felement.Figure 3 shows a drive system in which, for distributing power from one drive source P1 over two driven elements R1, R2, the driving element T1 is connected via, for example, a gear transmission with gear ratio i, to two continuously variable, non-slip clutches VI, V2, the output shafts 9 are each directly or dynamically connected to one of the driven rotation and torque-receiving elements R1, R2 and wherein the speeds cqq, cqq2 of the driven elements R1, R2 are independently controllable. Applications for power splitting can be found, for example, in tractors, ships, helicopters and the like where multiple auxiliary devices are driven by a single rotation and torque transferring drive element.

Figuur 4 toont een schematische afbeelding aandrijfstelsel waarin voor het samenvoegen van, van vier aandrijfbronnen P1-P4 afkomstig vermogen op een aangedreven, enkelvoudig element R een aantal traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen V1-V4 parallel zijn geschakeld. De ingaande assen 1 van de vrijloopkoppelingen V1-V4 zijn elk aangesloten op een rotatie en koppel overdragend, aandrijvend element T1-T4 van één van de aandrijfbronnen P1-P4. De vrijloopkoppelingen V1-V4 zijn zodanig bestuurbaar dat de toerentallen van de uitgaande assen 9 daarvan, die elk in dynamische verbinding staan met het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element R, telkens zijn afgestemd op het gewenste toerental COg van dit aangedreven element R.Figure 4 shows a schematic view of the drive system in which a number of steplessly controllable, slipless freewheel clutches V1-V4 are connected in parallel for combining power from four drive sources P1-P4 on a driven single element R. The input shafts 1 of the freewheel clutches V1-V4 are each connected to a rotation and torque transferring driving element T1-T4 of one of the driving sources P1-P4. The freewheel clutches V1-V4 are controllable in such a way that the speeds of their output shafts 9, each of which is in dynamic connection with the driven, rotational and torque-absorbing, single element R, are in each case attuned to the desired speed COg of this driven element R .

Een mogelijke toepassing van een dergelijk aandrijfstelsel met parallel geschakelde, traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen is weergegeven in fig. 5 waarbij de aandrijfbronnen PI, P2 scheepsturbines of -motoren zijn. De aandrijvende, rotatie en koppel overdragende elementen zijn de uitgaande assen Tl, T2 van de scheepsturbines of -motoren PI, P2, en het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element is de scheepsschroefas R, die de schroef S van het schip (niet weergegeven) aandrijft. De dynamische verbinding tussen de uitgaande assen 9 van de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling VI, V2 wordt gevormd door een tandwieloverbrenging waarvan een rondsel 10, dat zich op een gemeenschappelijke uitgaande as 9 van de respectieve vrijloopkoppelingen VI, V2 bevindt, aangrijpt op een tandwiel 11, dat zich op de scheepsschroefas R bevindt.A possible application of such a drive system with parallel-connected, steplessly controllable, non-slip clutches is shown in Fig. 5, wherein the drive sources P1, P2 are marine turbines or engines. The driving, rotation and torque transferring elements are the output shafts T1, T2 of the ship turbines or engines PI, P2, and the driven, rotation and torque recording, single element is the ship propeller shaft R, which is the propeller S of the ship (not displayed). The dynamic connection between the output shafts 9 of the continuously variable, non-slip freewheel clutch VI, V2 is formed by a gear transmission of which a pinion 10, which is located on a common output shaft 9 of the respective freewheel clutches VI, V2, engages a gear 11 , which is located on the ship's propeller shaft R.

Een ander voorbeeld van een aandrijfstelsel met een aantal parallel geschakelde traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen V1-V4 wordt gevormd door de in fig. 6 weergegeven inrichting. Hierbij wordt het aangedreven, rotatie en koppel opnemende element R gevormd door een transportband of -ketting van grote lengte die op meerdere punten wordt aangedreven door op de uitgaande assen 9 van de traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen V1-V4 voorziene aandrijfrollen 12.Another example of a drive system with a number of parallel-connected steplessly adjustable, non-slip freewheel clutches V1-V4 is formed by the device shown in Fig. 6. The driven, rotational and torque-absorbing element R is formed by a long-length conveyor belt or chain which is driven at several points by drive rollers 12 provided on the output shafts 9 of the infinitely variable, slip-free clutches V1-V4.

Het in fig. 7 schematisch weergegeven aandrijfstelsel voor het samenvoegen van, van meerdere aandrijfbronnen P1-P4 afkomstig vermogen op een aangedreven, rotatie en koppel opnemend, enkelvoudig element R wordt gekenmerkt door een aantal traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen V1-V4 die in serie zijn geschakeld. De uitgaande as 9 van elke traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen V1-V3 uit de serie is verbonden met de ingaande as 1 van een daarop volgende vrijloopkoppeling V2-V4, met uitzondering van de als laatste in de serie opgenomen traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling V4 waarvan de uitgaande as 9 is verbonden met het aangedreven, rotatie en koppel opnemende, enkelvoudige element R. De ingaande as 1 van elke vrijloopkoppeling V1-V4 is via bijvoorbeeld een tandwiel- of kettingwieloverbrenging met respectieve overbrengingsverhoudingen 11-14 dynamisch verbonden met ten minste één aandrijvend, rotatie en koppel overdragend element T1-T4. De respectieve traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen V1-V4 zijn zodanig bestuurbaar dat het toerental 126)2-140)4 van de uitgaande assen 9 daarvan telkens is afgestemd op het gewenste toerental 0)2-0)4 van het dynamisch daarmee verbonden, aandrijvende, rotatie en koppel overdragende element T1-T4. Wanneer het toerental over de serie vrijloopkoppelingen V1-V4 oploopt, dat wil zeggen wanneer iiC£>i kleiner is dan 140)4f dient gebruik te worden gemaakt van traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppelingen V1-V4 waarvan de overbrenging 8 tussen de tussenassen 7 en de uitgaande 9 een overdriveverhouding heeft.The drive system for diagrammatically depicting in FIG. 7 the combination of power from a plurality of drive sources P1-P4 on a driven, rotational and torque-absorbing single element R, is characterized by a number of infinitely variable, non-slip clutches V1-V4 which are in series switched. The output shaft 9 of each infinitely variable, slipless freewheel clutches V1-V3 in the series is connected to the input shaft 1 of a subsequent freewheel clutch V2-V4, with the exception of the last in the series infinitely adjustable, slipless freewheel clutch V4 of which the output shaft 9 is connected to the driven, rotational and torque-absorbing, single element R. The input shaft 1 of each freewheel clutch V1-V4 is dynamically connected via, for example, a gear or sprocket transmission with respective gear ratios 11-14 to at least one driving , rotation and torque transferring element T1-T4. The respective infinitely variable, slipless freewheel clutches V1-V4 are controllable such that the speed 126) 2-140) 4 of the output shafts 9 thereof is each attuned to the desired speed 0) 2-0) 4 of the dynamically connected, driving , rotation and torque transferring element T1-T4. When the speed increases over the series of freewheel clutches V1-V4, that is, when iiC £> i is less than 140) 4f, infinitely adjustable, slipless freewheel clutches V1-V4 must be used, the transmission of which 8 between the intermediate shafts 7 and the outgoing 9 has an overdrive ratio.

Voor sommige toepassingen kan het gewenst zijn wanneer de rotatierichting van het rotatie en koppel opnemende, aangedreven element R omkeerbaar is. Dit kan bij een aandrijfstelsel met parallel geschakelde vrijloopkoppelingen V1-V4 (fign. 4-6), die alle dynamisch zijn verbonden met een aangedreven, rotatie en koppel opnemend, enkelvoudig element R tot stand worden gebracht door elke vrijloopkoppeling V1-V4 te voorzien van een uitgaande as 9 waarvan de rotatierichting omkeerbaar is. Bij een aandrijfstelsel met seriegeschakelde vrijloopkoppelingen V1-V4 (fig. 7) kan dit worden bewerkstelligd door slechts de als laatste in de serie opgenomen traploos regelbare, sliploze vrijloopkoppeling V4 zodanig in te richten dat de uitgaande as 9 daarvan van rotatierichting kan omkeren.For some applications, it may be desirable if the rotational direction of the rotation and torque sensing driven element R is reversible. For a drive system with parallel-connected freewheel clutches V1-V4 (Fig. 4-6), which are all dynamically connected to a driven, rotation and torque-recording, single element R can be achieved by providing each freewheel clutch V1-V4 with an output shaft 9 of which the direction of rotation is reversible. In a drive system with series-connected freewheel clutches V1-V4 (fig. 7) this can be achieved by arranging only the last in the series steplessly adjustable, non-slip freewheel clutch V4 in the series so that the output shaft 9 thereof can reverse direction of rotation.

Een vrijloopkoppeling V met een uitgaande as 9 waarvan de rotatierichting omkeerbaar is# is voorzien van omschakelbare eenrichtings-aandrijfstelsels 6. De omschakelbare eenrichtings-aandrijfstelsels 6 zijn hiertoe voorzien van een dubbelwerkend vrijloopstelsel, dat is ingericht voor aandrijving van de respectieve tussenassen 7 in een eerste aandrijfrichting en in een tweede, tegengestelde aandrijfrichting. De respectieve eenrichtings-aandrijfstelsels 6 dienen slechts omschakelbaar te zijn wanneer de rotatiesnelheid van de uitgaande as 9 van de vrijloopkoppeling V nul is.A freewheel clutch V with an output shaft 9 of which the direction of rotation is reversible # is provided with switchable unidirectional drive systems 6. The switchable unidirectional drive systems 6 are for this purpose provided with a double-acting freewheel system, which is adapted to drive the respective intermediate shafts 7 in a first drive direction and in a second, opposite drive direction. The respective unidirectional drive systems 6 should only be switchable when the rotational speed of the output shaft 9 of the freewheel clutch V is zero.

Het is duidelijk dat de uitvinding niet is beperkt tot het beschreven uitvoeringsvoorbeeld maar dat diverse wijzigingen binnen het raam van de uitvinding mogelijk zijn.It is clear that the invention is not limited to the described exemplary embodiment, but that various modifications are possible within the scope of the invention.

Zo kunnen bijvoorbeeld splitsingen, en samenvoegingen van vermogen in één aandrijfstelsel voorkomen. Een voorbeeld hiervan is een scheepsschroefaandrijving, die via parallel geschakelde vrijloopkoppelingen is aangesloten op een hoofdvaartturbine en een kruisvaartturbine en waarvan een deel van het vermogen van de scheepschroefas ten behoeve van hulpapparatuur wordt afgetapt via een vrijloopkoppeling.For example, splits and aggregations of power can occur in one drive system. An example of this is a ship propeller drive, which is connected via parallel-connected freewheel couplings to a main navigation turbine and a cruise ship turbine, and of which part of the power of the ship's propeller shaft is used for auxiliary equipment via a freewheel coupling.

Claims

Drive system provided with at least one drive source, which delivers its power by means of a driving, rotation and torque transfer element, at least one speed variator and at least one driven, rotation and torque recording element, characterized in that for distribution power from a single source of power (PI) over a plurality of driven elements (R1, R2), and / or for combining power from a plurality of power sources (P1-P4) into a driven, rotational and torque-absorbing, single element ( R) the or each speed variator (V) is designed as a continuously adjustable, slipless freewheel clutch with an input (1) and an output shaft (9), the input shaft (1) being provided with at least one pair of eccentric discs (2a, 2b), the eccentricity of which can also be controlled during operation from a neutral position with eccentricity zero to a maximum value via a control device (3) incorporated in the input shaft (1), and of which discs (2a, 2b) the eccentricity is always opposite, whereby on a pitch circle (S), the center of which coincides with the centerline (H1) of the input shaft (1) and which lies in or in the vicinity of a surface in which the eccentric disks (2a, 2b) can oscillate during operation, a number of circumferential units (4) are arranged, which circumferential units (4) are each provided with a crank arm (5) which can be oscillated by one of the eccentric disks (2a, 2b), wherein the crank arms (5) of the respective peripheral units (4) each via at least one unidirectional drive system (6), consisting of a freewheel system (6), via respective intermediate shafts (7) and a transmission (8) with a fixed gear ratio, dynamically connected to the output shaft (9).

Drive system according to claim 1, characterized in that for distributing power from one driving source (PI) over a number of driven elements (R1, R2), the driving element (T1) is dynamically connected to at least two stepless controllable, non-slip freewheel clutches (VI, V2), the output shafts (9) of which are each directly or dynamically connected to one of the driven, rotation and torque-sensing elements (R1, R2), with speeds (G> oi, öïQ2) of the driven elements (R1, R2) are independently controllable.

Drive system according to claim 1, characterized in that, for combining power from a plurality of drive sources (P1-P4) on a driven, rotational and torque-absorbing single element (R), a number of infinitely variable, non-slip clutches (V1 -V4) are connected in parallel, the input shafts (1) of the freewheel clutches (VI-V4) each being connected to a rotation and torque transferring driving element (T1-T4) of one of the drive sources (P1-P4), and wherein the freewheel clutches (VI-V4) are controllable such that the speeds ((1) () / 11-0) 0/14) of their output shafts (9), each in dynamic communication with the driven, rotate and torque recording, single element (R), are each tuned to the desired speed (£ 0q) of this driven element (R).

Propulsion system according to claim 3, characterized in that the propulsion sources (PI, P2) are marine turbines or engines, the driving, rotation and torque transferring elements (T1, T2) being output shafts of the marine turbines or engines, and wherein the driven, rotation and torque absorbing, single element (R) is a marine propeller shaft.

Drive system according to claim 1, characterized in that, for combining power from a plurality of drive sources (P1-P4) on a driven, rotational and torque-absorbing, single element (R), a number of infinitely variable, non-slip clutches (V1-V4) connected in series, of which infinitely variable, non-slip clutches (VI-V3), the output shaft (9) is connected to the input shaft (1) of a subsequent clutch (V2-V4), with the exception of of the last in the series infinitely variable, slipless freewheel clutch (V4), the output shaft (9) of which is connected to the driven, rotary and torque-receiving, single element (R), the input shaft (1) of each freewheel coupling (VI-V4) is dynamically connected to at least one driving, rotation and torque transferring element (T1-T4), and the respective infinitely variable, slipless overrunning clutches (V1-V4) are controllable so that the revs number (120) 2-140) 4) of the output shafts (9) thereof is each tuned to the desired speed (0) 2-0) 4) of the dynamically connected driving, rotation and torque transfer element (T2 -T4).

Drive system according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the infinitely variable, slipless freewheel clutches (V1-V4) is arranged such that the direction of rotation of its output shaft (9) is reversible.

Drive system according to claim 7, characterized in that the respective unidirectional drive system requirement (6) of the infinitely variable, slipless freewheel clutch (V1-V4) whose rotation direction of the output shaft (9) is reversible can be switched by being provided with a double-acting freewheel system (6), which is adapted to drive the respective intermediate shafts (7) in a first driving direction and in a second, opposite driving direction, and wherein the respective unidirectional driving systems (6) are only switchable when the rotational speed of the output shaft (9) is zero.