NO178982B

NO178982B - Drivskive for en transmisjon med variabel hastighet

Info

Publication number: NO178982B
Application number: NO910146A
Authority: NO
Inventors: Eric Gourdon
Original assignee: Powerbloc Ibc Canada Inc; Ibc Europ Eurl
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 1996-04-01
Also published as: DE69002451D1; FI97909B; FR2657132A1; EP0437157A1; FI910145A; CA2034563A1; ATE92162T1; NO910146D0; US5108347A; FR2657132B1; FI97909C; FI910145A0; NO910146L; CA2034563C; EP0437157B1; NO178982C; DE69002451T2

Description

Oppfinnelsen angår en drivskive for en transmisjon med variabel hastighet, som angitt i innledningen til krav 1. Drivskiven er herved forsynt med en transmisjonsmembran og benyttet spesielt i en variabel hastighetstransmisjon av den type som har kileremskiver og kilerem. Transmisjoner av denne type blir benyttet f.eks. i snescootere, motorsykler, bruks- eller fritidskjøretøyer og kjøretøyer som ikke krever førerkort eller av typen TQM (motoriserte trehjuls- eller firehjulskjøretøyer).

De omfatter vanligvis en drivskive som er festet til en motoraksel og en drevet skive som blir rotert ved hjelp av en rem som løper i spor av de to skiver. Drivskiven er innrettet slik at omfatnings- eller omgripningsdiameteren av remmen varierer automatisk som en funksjon av skivens omdreiningshastighet. Den drevne skive har en omfatningsdiameter som varierer omvendt proporsjonalt med diameteren av drivskiven, idet beltet har en fast lengde. Under samvirkning av de to variasjoner, blir forholdet mellom omdreiningshastighetene for de to skiver variert avhengig av forandringene av diameteren av drivskiven.

Eksempler på drivskiver av den ovennevnte typer er beskrevet i FR A 2 504 635 og CA A 1 212 559.

De omfatter vanligvis to mot hverandre vendende, koaksiale sidestykker med sider med form som en avkortet kjegle, og som sammen danner et V-formet spor. Et sidestykke, heretter kalt det faste sidestykke, er fastholdt slik at det ikke kan rotere og forskyves translatorisk på skivens drivaksel, og det andre sidestykke, heretter kalt det bevegelige sidestykke, kan gli aksialt på denne aksel. Ved det bakre parti av det bevegelige sidestykke er det anordnet en rampe dvs. et skråplan, hvis mot akselens lengdeakse vendende overflate vender mot en annen rampe eller skråplan av et reaksjonsdeksel eller mottrykkslokk som er festet til skivens drivaksel. Klosser som er anordnet i fordypninger av det bevegelige sidestykke og i fordypninger av mottrykkslokket, kan forskyves radialt og er ført av sidevegger av fordypningene under denne bevegelse.

Når skivens aksel roterer, dreier den det faste sidestykke og mottrykkslokket. Via sideveggene av fordypningene i motttrykkslokket overfører dette sin rotasjonsbevegelse til klossene som i sin tur ved hjelp av sideveggene av fordypningene i det bevegelige sidestykke, driver dette. Ved at de dreier seg, er klossene på den annen side underkastet virkningen av sentrifugalkrefter og legger seg an mot de to ramper av det bevegelige sidestykke og mottrykkslokket, idet de forskyves radialt. På grunn av sin kileform utøver de et aksialtrykk mot det bevegelige sidestykke som da glir mot det faste sidestykke. Ved en viss omdreiningshastighet av skiven blir det oppnådd likevekt når denne aksiale skyvkraft blir balansert av en aksial returkraft som utøves av en retur f jaer, som er montert mellom det mobile sidestykke og en skulder av drivakselen. Omfatningsdiameteren av kileremmen blir som følge av denne likevekt større eller mindre avhengig av skivens omdreiningshastighet.

Hva de dynamiske forhold angår øker de sentrifugalkrefter som utøves mot klossene proporsjonalt når omdreiningshastigheten øker. Den aksiale skyvekraft som disse utøver mot rampene øker likeledes og den forstyrrede likevekt søker å bevirke en innbyrdes tilnærmelse av de to sidestykker. Derfor øker omfatningsdiameteren av kileremmen. Omvendt, når hastigheten avtar, reduseres klossenes aksiale skyvekraft og den forstyrrede likevekt søker å bevirke en økning av avstanden mellom de to sidestykker. Derfor reduseres omfatningsdiameteren av remmen.

Når hver av klossene berører de tilhørende ramper og veggene av de fordypninger som opptar klossene, blir det frembrakt radiale friksjonskrefter som motvirker den radiale bevegelse av klossene, såvel som aksiale friksjonskrefter som motvirker den aksiale bevegelse av det bevegelige sidestykke. Disse aksialkrefter frembringer en hysteresevirkning under driften av skiven. Når hastigheten øker, beveger det faste sidestykke seg mot det bevegelige sidestykke. De aksiale reaksjonskrefter motvirker denne bevegelse av det bevegelige sidestykke og reduserer de aksiale skyvekrefter som utøves av klossene. Den forstyrrede likevekt søker derfor å bevirke en mindre innbyrdes tilnærmelse av de to sidestykker og omfatningsdiamteren blir derfor mindre enn det den burde være uten disse friksjonskrefter. Når omdreiningshastigheten avtar, forskyver det bevegelige sidestykke seg derimot bort fra det faste sidestykke. De aksiale friksjonskrefter som motvirker denne bevegelse, søker derfor i dette tilfelle å opprettholde den lille avstanden mellom de to sidestykker. Omfatningsdiameteren er derfor større enn det den burde være uten disse friksjonskrefter .

Ved innretningene ifølge den kjente teknikk er hysterese-virkningen stor fordi de aksiale reaksjonskrefter er store. For å kunne rotere det bevegelige sidestykke anordnes det innretninger i likhet med veggene av de ovennevnte fordypninger. Disse innretninger utgjøres vanligvis imidlertid av flere stykker som glir i forhold til hverandre, og som av denne grunn forårsaker friksjonskrefter som er tilstrekkelig store til i betydelig grad å bidra til denne hysteresevirkning.

Det skal bemerkes at en transmisjon hvis drivskive har en for stor hysteresevirkning, reduserer ytelsene av det kjøretøy som er utstyrt med en slik transmisjon.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å skaffe innretninger som tillater drift av det bevegelige sidestykke av en drivskive, idet denne drivskive har redusert hysteresevirkning som følge av disse innretninger.

For å oppnå denne hensikt omfatter oppfinnelsen en drivskive av en transmisjon for variabel hastighet, hvor den drevne skive er drevet av en kilerem som forbinder den med drivskiven, drivskiven omfatter to koaksiale sidestykker hvis sider med form som avkortede kjegler er anordnet slik i forhold til hverandre at de mellom seg danner et V-formet spor hvori kileremmen forløper, et av sidestykkene, heretter kalt det faste sidestykke, er festet på endepartiet av et nav som er fast forbundet med en drivaksel for skiven, og det annet sidestykke, heretter kalt det bevegelige sidestykke, kan gli aksialt på navet, et mottrykkslokk er festet på det annet endeparti av navet idet mottrykkslokket utgjøres av en sirkulær plate som forløper mot aksen etter en passende kurve, idet den innvendige overflate av lokket vender mot de to sidestykker, det bevegelige sidestykke har fordypninger som er jevnt fordelt rundt aksen, hvor det i hver av disse er festet en rettlinjet på skrå forløpende rampe hvis mot aksen vendende overflate vender mot den innvendige overflate av mottrykkslokket, og som hver har sidevegger som utgjør radiale føringsinnretninger for klosser ved translatorisk forskyvning av disse klosser som på den ene side ligger an mot hver av rampene av fordypningene av det bevegelige sidestykke, og på den annen side ligger an mot den innvendige overflate av mottrykkslokket, idet klossene er påvirket av sentrifugalkrefter som bevirker forskyvning av det bevegelige sidestykke mot det faste sidestykke når skivens drivaksel roterer, og det er anordnet en returfjær til utøvelse av en kraft som motvirker bevegelsen av de to sidestykker mot hverandre.

Det karakteristiske ved oppfinnelsen er at det bevegelige sidestykke er festet dreiestivt til drivakselen ved hjelp av en gummimembran som er forbundet med mottrykkslokket, hvis aksiale tverrsnitt har buet form.

Ifølge ytterligere karakteristiske trekk ved oppfinnelsen er membranen via en av sine sider festet til innerveggen av et ringformet parti ved periferien av det bevegelige sidestykke og forløper bort fra dette i motsatt retning i forhold til den side av dette sidestykke som har form som en avkortet kjegle, samt via den samme side festet til et ringformet parti ved periferien av mottrykkslokket, idet membranen er omvendt C-formet i ethvert aksialt tverrsnitt langs dreieaksen.

Ifølge ytterligere karakteristiske trekk ved oppfinnelsen er membranen via en av sine sider festet til innerveggen av et ringformet parti ved periferien av det bevegelige sidestykke og forløper bort fra dette i motsatt retning, i forhold til den side av dette sidestykke som har form som en avkortet kjegle, samt via den samme side festet til et ringformet parti ved periferien av mottrykkslokket, idet membranen er C-formet i ethvert aksialt tverrsnitt langs dreieaksen.

De ovennevnte karakteristiske trekk ved oppfinnelsen såvel som ytterligere karakteristiske trekk vil fremgå tydeligere av den følgende beskrivelse av et utførelseeksempel under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser et snitt gjennom en drivskive for en transmisjon for variabel hastighet ifølge oppfinnelsen, idet det øvre parti av figuren viser en første, ytre likevektstilling av skiven, og det nedre parti viser en annen, ytre likevektstilling. Fig. 2 er et frontriss av den side av et bevegelig sidestykke som er motsatt den side som har form som en avkortet kjegle.

En drivskive for en transmisjon til automatisk hastighets-variasjon ifølge oppfinnelsen omfatter to koaksiale sidestykker 1,2 hvis sider 3,4 med form som en avkortet kjegle, vender mot hverandre for mellom seg å danne et V-formet spor 5. I dette forløper det en kilerem 6 som sikrer momentoverføringen til en drevet skive (ikke vist). Sidestykket 1 forløper koaksialt med og er festet til et endeparti av et nav 7 med et aksialt hull 8 hvori endepartiet av en drivaksel 9 er innpresset. Det kan være anordnet innretninger (ikke vist) såsom en kile, eller endepartiet av akselen 9 kan være konusformet for å styrke den innbyrdes fastholdelse av navet og drivakselen 9 for å hindre innbyrdes rotasjon .

Navet 7 er inndelt i to sylindriske partier 7, 10, hvor det ene 7, som vender mot drivakselen 9, har en større diameter enn det annet 10. Ifølge en annen utførelsesform har de to partier 7,10 samme diameter.

På sin side 11 som er motsatt den side som har form som en avkortet kjegle 4, har sidestykket 2 en aksial forlengelse som utgjøres av et ringformet legeme 12 som danner et blindhull 13, hvis bunnvegg 14 er en forlengelse av den side 4 som har form

som en avkortet kjegle. Veggen 14 har et gjennomgående, aksialt hull hvori det er innpresset et lager 15 hvis indre diameter er lik diameteren av det sylindriske parti 7 av navet bortsett fra en liten klaring. Lageret 15 er fremstilt av et materiale med

liten friksjonskoeffisient.

På endepartiet av det ringformede legeme 12 hvor blindhullet

13 munner ut, og på innersiden av dette, er det montert en ring 16 med et blindhull 17 hvis åpning vender mot blindhullet 13. Fra bunnveggen av hullet 17 forløper det i retningen mot hullet 13 en sylindrisk muffe 18 med et gjennomgående, aksialt hull hvis diameter er lik ytterdiameteren av det sylindriske parti 10 av navet 7, bortsett fra en liten klaring. Rundt muffen 18 er det anordnet en returskruefjær 19 hvis første vikling støtter seg mot bunnveggen av blindhullet 17, og den motsatte endevinkling støtter seg mot en fjærskål 20. Denne blir av returfjæren 19 presset mot en skulder 21 som er tildannet på krysningsstedet mellom de to sylindriske partier 7, 10 av navet.

Dersom diametrene av partiene 7, 10 ifølge en annen utførelses-form er like, blir fjærskålen 20 presset mot en låsering (ikke vist) som er montert på krysningsstedet mellom de to partier.

Ved det endeparti av navet 7 som er motsatt det som opptar sidestykket 1, er det ved hjelp av en skrue 22 festet et reaksjons- eller mottrykkslokk 23. Innretninger såsom stifter, spor, skulderpartier etc. (ikke vist) kan være anordnet for å bedre fastholdelsen av mottrykkslokket 23 for å hindre rotasjon av dette på navet 7. Mottrykkslokket 23 utgjøres av en rund skive hvis periferiparti er viket ned mot aksen etter en passende kurve. Innersiden av mottrykkslokket 23 utgjøres av en skråflate eller rampe 24 med konkav form som vender mot aksen. På baksiden av sidestykket 2 er det utformet fordypninger 25. De er jevnt fordelt rundt det ringformede legeme 12 idet antallet av fordypningene kan være fire. De er avgrenset, på den ene side, radialt av det ringformede legeme 12 og av en ringformet vegg 26 som er konsentrisk med og har en større diameter enn det ringformede legeme 12, og på den annen side, sideveis av veggene 27, 28 som er anordnet parvis. Veggene 27, 28 av hvert par er innbyrdes parallelle og forløper med samme mellomrom på begge sider av et radialt plan. I hver av fordypningene 25 er det på skrå i forhold til skiveaksen festet et rettlinjet skråplan eller en rampe 29 hvis mot aksen vendende overflate likeledes vender bort fra sidestykket 2. Hver av fordypningene 25 opptar en kloss 30 hvis bredde er like stor som avstanden mellom veggene 27, 28 av hvert par, bortsett fra en liten klaring. Hver kloss 30 er langstrakt i lengde-retningen og har ved et første endeparti en skrå vegg 31 med den samme helning i forhold til skiveaksen som rampen 29, og ved det annet endeparti en vegg 32 med avrundet form. Hver kloss 30 er således innrettet til å gli radialt i den til-hørende fordypning 25 av sidestykket 2 og er styrt av sideveggene 27, 28. Den er også innrettet til å bli rotert av sidestykket 2 ved hjelp av de samme vegger 27, 28. Den avrundede form av veggen 32 er slik at hver kloss 30 er støttet mot inneroverflaten 24 av mottrykkslokket 23 ved bare et eneste punkt.

Til periferipartiet av sidestykket 2 og på den side som er motsatt den side 4 som har form som en rett avkortet kjegle,

er det festet et ringformet legeme 33 hvis lengde hovedsakelig er lik lengden av det ringformede legeme 12. Mottrykkslokket 23 har på sitt periferiparti et ringformet parti 34 som vender mot sidestykket 2. En membran 3 5 som via en av sine sider er festet til innerveggen av det ringformede legeme 33, forløper fra

denne vegg idet den fjerner seg fra sidestykket 2, og er bøyd og brakt til anlegg mot ytterveggen av det ringformede parti 34 av motttrykkslokket 23 hvor den er festet på den samme side. Hva forbindelsen mellom membranen 35 og det ringformede legeme 33 angår, kan festeinnretningen for membranen f.eks. utgjøres

av skruer som er fordelt langs omkretsen av legemet 3 3 og skrudd inn i membranen 35, og hva forbindelsen mellom membranen 3 5 og det ringformede parti 34 angår, kan festeinnretningen utgjøres av en krave som presser membranen 35 mot mottrykkslokket 23. Forbindelsene mellom membranen 35 og det ringformede legeme 33 og det ringformede parti 34 bør være tilstrekkelig stive til at drivmomentet fra mottrykkslokket 23 kan overføres til det bevegelige sidestykke 2. Membranen 35 er i snitt etter hvert radialt plan C-formet. Hver flens av denne C kan gli aksialt i forhold til hverandre med minimal motstand til-svarende membranmaterialets 5 bøyemotstand. Membranens bøyde parti utøver derimot en vesentlig motstand mot disses innbyrdes glidning under rotasjon.

For å kunne oppvise disse mekaniske egenskaper, er membranen fremstilt av en gummi, f.eks. av typen EPDM eller silikon etc.

Virkemåten av skiven er som følger. Da navet 7 er fast forbundet med drivakselen 9, roterer det med dennes hastighet. Ved sin rotasjon driver den sidestykket 1 og mottrykkslokket 23. På grunn av membranen 35 driver mottrykkslokket 23 sidestykket 2 som roterer med hastigheten av montasjen og spesielt av sidestykket 1. Når sidestykket 2 dreier seg, blir sideveggene 27, 28 av fordypningene 25 rotert.

Ved en viss omdreiningshastighet av drivakselen 9, blir klossene 30 utsatt for sentrifugalkrefter som bevirker at de blir beveget radialt mot rampene 24, 29. På grunn av helningen av veggen 31 av hver kloss 30, den avrundede form av den motstående vegg 32, helningen av rampen 29 og formen av rampen 24 av mottrykkslokket 23, har disse sentrifugalkrefter aksialkomponenter som utøves mot hver av rampene 24, 29. Fordi mottrykkslokket 23 er fastholdt aksialt i forhold til navet 7, reduseres disse komponenter til en aksial kraft mot rampen 29 og således mot sidestykket 2. På grunn av at det kan gli fritt på det sylindriske parti 7, blir sidestykket 2 forskjøvet aksialt mot sidestykket 1, noe som medfører en sammentrykning av fjæren 19 som da utøver en motsatt rettet returkraft som hovedsakelig er proporsjonal med fjærforlengelsen. Ved en viss omdreningshastighet er denne returkraft like stor som, men motsatt rettet i forhold til den aksiale skyvekraft som utøves av klossene 30. Disse krefter utligner derfor hverandre og det oppnås en statisk likevekt mellom de to sidestykker 1,2. Kileremmen 6 som er innført i sporet 5 som er tildannet mellom de to sidestykker 1, 2 har en omfatningsdiameter hvis størrelse blir mer eller mindre stor avhengig av likevektstilstanden.

De to halvdeler av fig. 1 viser de to likevekts-ytterstillinger for en drivskive ifølge oppfinnelsen.

Hva de dynamiske forhold angår, øker de sentrifugalkrefter som utøves mot klossene 30 proporsjonalt når omdreiningshastigheten øker. Den aksiale skyvekraft som utøves av disse mot rampene 24, 29 øker likeledes og likevekten blir forstyrret idet de to sidestykker 1, 2 søker å nærme seg hverandre. Omvendt avtar den aksiale skyvekraft av klossene 30 når hastigheten avtar, og likevekten blir forstyrret slik at de to sidestykker 1, 2 søker å bevege seg bort fra hverandre. Omfatningsdiameteren av remmen 6 avtar derfor.

Når hver av klossene 30 berører de tilhørende ramper 24, 29, blir det frembrakt friksjonskrefter som motvirker radial bevegelse av klossene 30 og aksial forskyvning av sidestykket 2. Dette glir likeledes på navet 7 hvorved det frembringes friksjonskrefter som motvirker dets aksiale forskyvning. Også membranen 35 motvirker aksial forskyvning av det bevegelige sidestykke 2.

Disse aksialkrefter frembringer en hysteresevirkning under driften av skiven. Når hastigheten øker, forskyver sidestykket 2 seg mot sidestykket 1. De aksiale reaksjonskrefter motvirker denne bevegelse og reduserer de aksiale skyvkrefter som utøves av klossene 30. Likevekten blir derfor forskjøvet idet de to sidestykker 1, 2 nærmer seg hverandre i mindre-grad og omfatningsdiameteren derfor er mindre enn det den ville være uten disse friksjonskrefter. Når omdreiningshastigheten derimot avtar, forskyver det bevegelige sidestykke 2 seg fra det faste sidestykke 1. De friksjonskrefter som motvirker denne bevegelse søker derfor i dette tilfelle å holde de to sidestykker 1, 2 nær hverandre. Omfatningsdiameteren blir derfor større enn det den ville vært uten disse friksjonskrefter.

De aksiale reaksjonkrefter er fremdeles store og hysterese-virkningen er fremdeles stor. Ved skiven ifølge oppfinnelsen er imidlertid disse aksiale reaksjonskrefter gjort minimale. Berøringen av klossene 30 med motttrykkslokket 23 er punktvis. Friksjonskreftene er små på dette sted. Det bevegelige sidestykke 2 glir på lagrene 15 med liten friksjonskoeffisient, og membranen 35 utøver en liten aksial reaksjonskraft for å bøye seg.

Ved innretningene ifølge kjent teknikk er de benyttede innretninger til sikring av overføringen av rotasjonsbevegelsen fra mottrykkslokket (eller drivakselen) til den bevegelige skive opphav til store aksiale friksjonskrefter. I forhold til disse innretninger har bruken av en membram i likhet med den som en drivskive ifølge oppfinnelsen er forsynt med, en viss fordel fordi den tillater en overføring av drivmomenter fra mottrykkslokket til det bevegelige sidestykke med redusert hysteresevirkning.

Claims

1. Drivskive for en transmisjon med variabel hastighet, hvor den drevne skive er drevet av en kilerem som forbinder den med drivskiven, drivskiven omfatter to koaksiale sidestykker (1,2) hvis sider (3,4) med form som avkortede kjegler er anordnet slik i forhold til hverandre at de mellom seg danner et V-formet spor (5) hvori kileremmen (6) forløper, et av sidestykkene (1), heretter kalt det faste sidestykke, er festet på endepartiet av et nav (7) som er fast forbundet med en drivaksel (9) for skiven, og det annet sidestykke (2), heretter kalt det bevegelige sidestykke, kan gli aksialt på navet (7), et mottrykkslokk (23) er festet på det annet endeparti av navet (7) idet mottrykkslokket (23) utgjøres av en sirkulær plate som forløper mot aksen etter en passende kurve, idet den innvendige overflate (24) av lokket (23) vender mot de to sidestykker (1,2), det bevegelige sidestykke (2) har fordypninger (25) som er jevnt fordelt rundt aksen, hvor det i hver av disse er festet en rettlinjet på skrå forløpende rampe (29) hvis mot aksen vendende overflate vender mot den innvendige overflate (24) av mottrykkslokket (23), og som hver har sidevegger (27,28) som utgjør radiale føringsinnretninger for klosser (30) ved translatorisk forskyvning av disse klosser som på den ene side ligger an mot hver av rampene (29) av fordypningene (25) av det bevegelige sidestykke, og på den annen side ligger an mot den innvendige overflate (24) av mottrykkslokket (23), idet klossene (30) er påvirket av sentrifugalkrefter som bevirker forskyvning av det bevegelige sidestykke (2) mot det faste sidestykke (1) når skivens drivaksel (9) roterer, og det er anordnet en returfjær (19) til utøvelse av en kraft som motvirker bevegelsen av de to sidestykker (1,2) mot hverandre, karakterisert ved at det bevegelige sidestykke (2) er festet dreiestivt til drivakselen (9) ved hjelp av en gummimembran (35) som er forbundet med mottrykkslokket (23), hvis aksiale tverrsnitt har buet form.

2. Drivskive ifølge krav 1, karakterisert ved at membranen (35) via en av sine sider er festet til innerveggen av et ringformet parti (33) ved periferien av det bevegelige sidestykke (2) og forløper bort fra dette i motsatt retning i forhold til den side av dette sidestykke som har form som en avkortet kjegle (4), samt via den samme side er festet til et ringformet parti (34) ved periferien av mottrykkslokket (23), idet membranen (35) er omvendt C-formet i ethvert aksialt tverrsnitt langs dreieaksen.

3. Drivskive ifølge krav 1, karakterisert ved at membranen (35) via en av sine sider er festet til innerveggen av et ringformet parti (33) ved periferien av det bevegelige sidestykke (2) og forløper bort fra dette i motsatt retning i forhold til den side av dette sidestykke som har form som en avkortet kjegle (4), samt via den samme side er festet til et ringformet parti (34) ved periferien av mottrykkslokket (23), idet membranen (35) er C-formet i ethvert aksialt tverrsnitt langs dreieaksen.