NO20131144A1

NO20131144A1 - Fremgangsmåte og anordning for vinkelforstilling mellom transmisjonselementer

Info

Publication number: NO20131144A1
Application number: NO20131144A
Authority: NO
Inventors: Harald Nes Rislå
Original assignee: Viking Heat Engines As
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-03-02
Also published as: WO2015030599A1

Abstract

Fremgangsmåte og anordning for relativ vinkelforstilling mellom et første transmisjonselement (2) som er roterbart om en første senterakse (6), og et siste transmisjonselement (20) som er roterbart om en siste senterakse (24) hvor den siste senterakse (24) er ulik den første senterakse (6), og hvor det første og det siste transmisjonselement (2, 20) er rotasjonsmessig sammenkoplet ved hjelp av minst et andre transmisjonselement (8) som er roterbart om en andre senterakse (12), og et nest siste transmisjonselement (14) som er roterbart om en nest siste senterakse (18), og hvor fremgangsmåten omfatter: - å anordne den andre senteraksen (12) dreibart om den første senteraksen (6); og - å dreie den andre senteraksen (12) om den første senteraksen (6).

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR VINKELFORSTILLING MELLOM TRANSMISJONSELEMENTER

Denne oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for vinkelforstilling mellom transmisjonselementer. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for relativ vinkelforstilling mellom et første transmisjonselement som er roterbart om en første senterakse, og et siste transmisjonselement som er roterbart om en siste senterakse hvor den siste senterakse er ulik den første senterakse, og hvor det første og det siste transmisjonselement er rotasjonsmessig sammenkoplet ved hjelp av minst et andre transmisjonselement som er roterbart om en andre senterakse, og et nest siste transmisjonselement som er roterbart om en nest siste senterakse. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for vinkelforstilling mellom transmisjonselementer.

Ved anvendelse av samroterende transmisjonselement, det vil si transmisjonselement som er rotasjonsmessig sammenkoplet ved hjelp av for eksempel tannhjul, kjede-eller tannreimsoverføring, kan det være behov for å endre rotasjonsvinkelen, også kalt fasevinkelen, mellom transmisjonselementene. Ofte roterer de aktuelle transmisjonselementene med lik hastighet.

Et eksempel på en slik endring er kjent fra forbrenningsmotorer hvor rotasjonsvinkelen til for eksempel kamakselen for innsugingsventilene endres i forhold til rotasjonsvinkelen til veivakselen eller alternativt i forhold til rotasjonsvinkelen til kamakselen for utblåsingsventilene.

Det er kjent å anvende en hydraulisk aktuator til å dreie kamakselen i forhold til kam-akselens drev, noe som krever tilførsel av trykkmedium med tilhørende reguleringsut-styr, og som ofte kan være kompliserende for det totale designet. Ofte benyttes smø-reoljen som trykkmedium, dersom det er snakk om en forbrenningsmotor. Dette kan øke risikoen for ulike feil ved motorens smøresystem. Ofte har anordninger av denne art en av/på-funksjon, dvs. de har en diskret funksjon, men det eksisterer også flere anordninger hvor forstillingen kan reguleres kontinuerlig. I tillegg vil foreksempel et hydraulisk drevet system kunne kreve en del vedlikehold, idet hydrauliske komponen- ter ofte er sensitive for forringet kvalitet av det hydrauliske mediet, samt eventuelle partikler som måtte befinne seg i det. Dette er med på å øke vedlikeholdsbehovet, samt å redusere levetiden til løsningen, noe som ikke er ønskelig.

Det er også kjent å anvende mekaniske differensialløsninger samt planetgirløsninger og variasjoner av disse for å endre den innbyrdes dreievinkelen mellom samroterende transmisjonselement, se for eksempel US 20120222513.

Slike anordninger er ofte relativt kompliserte med drev og/eller aktuatorer i flere plan.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Ifølge et første aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for relativ vinkelforstilling mellom et første transmisjonselement som er roterbart om en førs-te senterakse, og et siste transmisjonselement som er roterbart om en siste senterakse hvor den siste senterakse er ulik den første senterakse, og hvor det første og det siste transmisjonselement er rotasjonsmessig sammenkoplet ved hjelp av minst et andre transmisjonselement som er roterbart om en andre senterakse, og et nest siste transmisjonselement som er roterbart om en nest siste senterakse, idet fremgangsmåten kjennetegnes ved at den omfatter:

- å anordne den andre senteraksen dreibart om den første senteraksen; og

- å dreie den andre senteraksen om den første senteraksen.

Nedenfor er en perpendikulær linje mellom den første senterakse og den siste senterakse benevnt første akselinje. Den første akselinjen har en lengde lik avstanden mellom den første senteraksen og den siste senteraksen.

Tilsvarende forløper en andre akselinje mellom den første senterakse og den andre senterakse, en tredje akselinje mellom den andre senteraksen og den nest siste senteraksen, og en fjerde akselinje mellom den nest siste senteraksen og den siste senteraksen.

Ved en vinkelendring av den andre akselinjen relativt den første akselinjen, det vil si å dreie den andre senteraksen om den førte senteraksen, bringes det andre transmisjonselementet til å rotere en dreievinkel om den andre senteraksen. Denne dreievinkelen overføres til det nest siste transmisjonselementet som roterer en tilsvarende dreievinkel om den nest siste senteraksen. Dreievinkelen overføres videre til det siste transmisjonselement som roterer om den siste senterakse.

Fremgangsmåten kan omfatte å anordne den nest siste senteraksen dreibart om den siste senteraksen.

Vinkelforstillingen av det siste transmisjonselementet omfatter i så fall summen av den rotasjonsvinkel som overføres fra det andre transmisjonselementet, og en utslagsvinkel mellom den fjerde akselinjen og den første akselinjen.

Den totale rotasjonsvinkelen til det nest siste transmisjonselementet om den nest siste senteraksen gis som et resultat av posisjonsmessige og rotasjonsmessige endringer av transmisjonselementene relativt hverandre, endringer som forplanter seg gjennom hvert ledd i sammenstillingen av disse. En ytterligere rotasjon av det siste transmisjonselement om den siste senterakse kan forekomme som følger av den posisjonsmessige endringen av de ulike inngrepselementene.

Utvekslingen mellom den nevnte vinkelendringen av det andre transmisjonselementet og vinkelendringen til det siste transmisjonselementet kan velges for eksempel ved å tilpasse vinkelen mellom den andre akselinjen og den fjerde akselinjen. Dreievinkel-endringen til det siste transmisjonselementet er normalt ikke lineær i forhold til vinkelendringen mellom den andre akselinjen og den første akselinjen.

Ifølge et andre aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en anordning for relativ vinkelforstilling mellom et første transmisjonselement som er roterbart om en første senterakse, og et siste transmisjonselement som er roterbart om en siste senterakse hvor den siste senterakse er ulik den første senterakse og hvor det første og det siste transmisjonselementet er rotasjonsmessig sammenkoplet ved hjelp av minst et andre transmisjonselement som er roterbart om en andre senterakse, og et nest siste transmisjonselement som er roterbart om en nest siste senterakse, idet anordningen kjennetegnes ved at den andre senteraksen er dreibar om den første senteraksen.

Den nest siste senteraksen kan være dreibar den siste senteraksen.

Dersom den nest siste senteraksen ikke er dreibar om den siste senteraksen, vil avstanden mellom den første senteraksen og den siste senteraksen, den første akselinjen, kunne måtte endres når den andre senteraksen dreies om den første senteraksen.

Den første og den siste senteraksen kan med fordel ha en fast innbyrdes avstand.

Det andre transmisjonselementet og det nest siste transmisjonselementet kan være

rotasjonsmessig sammenkoplet via minst et tredje transmisjonselement.

En slik løsning muliggjør valg av rotasjonsretning for det siste transmisjonselementet relativt det første transmisjonselementet. Videre kan vinkelen mellom den første akselinjen og den fjerde akselinjen være fast samtidig som lengden av den første akselinjen er fast, idet det tredje transmisjonselementets tredje senterakse kan være dreibar om den andre senteraksen.

Avstandene mellom henholdsvis den første og den andre senteraksen, den andre og den nest siste senteraksen, og mellom den nest siste og den siste senteraksen er ty-pisk faste, men kan i noen tilfeller være variable.

Minst ett av transmisjonselementene kan utgjøres av et tannhjul. I en foretrukket ut-førelsesform utgjøres alle transmisjonselementene av tannhjul hvor alle tannhjulene har et likt antall tenner. I noen anvendelser kan det være hensiktsmessig at ett eller flere av transmisjonselementene har et ulikt antall tenner.

I alternative utførelsesformer kan minst ett av transmisjonselementene utgjøres av et tannreimshjul med tilhørende tannreim eller et kjedehjul med tilhørende kjede.

Endring av vinkelen mellom den første akselinjen og den andre akselinjen kan utføres ved hjelp av en aktuator av enhver kjent art, for eksempel mekanisk, elektrisk eller hydraulisk. I utførelseseksemplet som vises i beskrivelsens spesielle del, er det tilrettelagt for anvendelse av en såkalt steppermotor.

I en ytterligere utførelsesform kan det også anbringes et drivelement, for eksempel et tannhjul, som sitter på samme aksling som et hvilket som helst av de nevnte transmisjonselementer. Et slikt drivelement kan være i ytterligere inngrep med en drivkilde, som også kan omfatte en inngrepsanordning tilsvarende drivelementet, foreksempel et tannhjul.

En fremgangsmåte og anordning i henhold til oppfinnelsen muliggjør vinkelforstilling mellom samroterende transmisjonselement ved hjelp av mekaniske midler. Alle transmisjonselementer som er i inngrep med hverandre, befinner seg fortrinnsvis i samme plan. Fremgangsmåten og anordningen muliggjør videre en kontinuerlig forstilling mellom transmisjonselementene.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og utfø-relsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et sideriss av en vinkelforstillingsanordning ifølge oppfinnelsen i en utgangsposisjon; Fig. 2 et snitt I-l i fig. 1; Fig. 3 viser en forenklet skisse av transmisjonselement fra fig. 1; Fig. 4 viser det samme som i fig. 3, men etter at en viss vinkelforstilling har funnet sted; Fig. 5 viser det samme som i fig. 4, men etter at en ytterligere vinkelforstilling har funnet sted; Fig. 6 viser en forenklet skisse av en alternativ utførelsesform;

Fig. 7 viser anordningen i fig. 1 etter at vinkelforstilling har funnet sted; og

Fig. 8 viser vinkelforstillingsanordningen i et ytterligere utførelseseksempel.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en vinkelforstillingsanordning omfattende et første transmisjonselement 2 som er koplet til en første aksel 4 hvor den første akselen 4 har en første senterakse 6.

Et andre transmisjonselement 8 som er i inngrep med det første transmisjonselementet 2, er opplagret om en andre aksel 10 med en andre senterakse 12.

Et nest siste transmisjonselement 14 som er i inngrep med det andre transmisjonselementet 8, er opplagret om en nest siste aksel 16 med en nest siste senterakse 18.

Et siste transmisjonselement 20 som er i inngrep med det nest siste transmisjonselementet 14, er koplet til en siste aksel 22 som har en siste senterakse 24. Den siste senterakse 24 befinner seg på en avstand fra den første senterakse 6.

Alle transmisjonselementene 2, 8, 14, 20 er i dette foretrukne utførelseseksempel tannhjul med like tannantall.

Den første akselen 4 og den siste akselen 22 er begge roterbart opplagret i en brakett 26. Alle lager er på tegningene tildelt henvisningstallet 28, men beskrives ikke nærmere, idet deres virkemåte og hensikt er innlysende for en fagmann.

En forstillingsarm 30 er opplagret om den første aksel 4 og er derved dreibar om den første senteraksen 6. Den andre akselen 10 er festet til forstillingsarmen 30. En len-kearm 32 er ved sine respektive endepartier dreibart koplet til den andre akselen 10

respektive den nest siste akselen 16.

Den nest siste akselen 16 er festet til en dreiearm 34 som er dreibart opplagret om den siste akselen 22.

Forstillingsarmen 30 er forsynt med en tannsektor 36 som er tilrettelagt for å kunne være i inngrep med en ikke vist stepmotors tannhjul. En fjær 37 er innrettet til å kunne sikre at vinkelforstillingsanordningen 1 befinner seg i ønsket posisjon for eksempel ved oppstart eller ved en feiltilstand.

Vinkelforstillingsanordningens 1 virkemåte forklares nå under henvisning til fig. 3-5. Det er her tatt utgangspunkt i at det første transmisjonselementet 2 ikke roterer.

I fig. 3 befinner transmisjonselementene 2, 8, 14, 20 seg i samme posisjon som vist i fig. 1. En første akselinje 38 forløper mellom den første senteraksen 6 og den siste senteraksen 24. En andre akselinje 40 forløper mellom den første senteraksen 6 og den andre senteraksen 12. Tilsvarende forløper en tredje akselinje 42 mellom den andre senteraksen 12 og den nest siste senteraksen 18, og en fjerde akselinje 44 for-løper mellom den nest siste senteraksen 18 og den siste senteraksen 24.

Alle transmisjonselement 2, 8, 14, 20 er på fig. 3-6 tildelt merker 46 ved sine ut-gangsinngrepsposisjoner med respektive nærliggende transmisjonselement 2, 8, 14, 20. Det er også satt merker 48 på det første og siste transmisjonselementet 2, 20 hvor merkene 48 i utgangsposisjonen korresponderer med den første akselinjen 38.

Når forstillingsarmen 30 og derved den andre akselinje 40 tildeles en første vinkelendring 50, dreies det andre transmisjonselementet 8 en dreivinkel 52 om den andre senteraksen 12, se fig. 4. Denne dreiningen overføres til det nest siste transmisjonselementet 14 som dreier den samme dreievinkelen 52, dog i motsatt retning.

Grunnet lenkearmens 32 sammenkopling av forstillingsarmen 30 og dreiearmen 34, dreies også den fjerde akselinjen 44 en første utslagsvinkel 54. Samlet første vinkelforstilling av det siste transmisjonselementet 20 inkluderer dreievinkelen 52 og den første utslagsvinkelen 54 og er indikert ved vinkelen 56 i fig. 4. Den umiddelbare vinkelendringen til det siste transmisjonselementet 20 er således avhengig av både ut-slaget til forstillingsarmen 30, samt dens gitte posisjon når dreiningen finner sted.

I fig. 5 er forstillingsarmen 30 og den andre akselinje 40 dreid til en andre vinkelendring 58, noe som resulterer i en forstilling av det siste transmisjonselementet 20 slik det er indikert ved vinkelen 60.

I en alternativ utførelsesform, se fig. 6 er det anordnet et tredje transmisjonselement 62 mellom det andre transmisjonselementet 8 og det nest siste transmisjonselementet 14.

Inkluderingen av det tredje transmisjonselementet 62 endrer det siste transmisjonselementets 20 dreieretning. Virkemåten er for øvrig den samme som forklart overfor.

Fig. 8 viser et ytterligere utførelseseksempel hvor et kjede 64 samvirker med det førs-te transmisjonselementet 2 og det andre transmisjonselementet 8 som er tilpasset kjededrift. En tannreim 66 samvirker med det nest siste transmisjonselementet 14 og det siste transmisjonselementet 20 som er tilpasset tannreimsdrift. I fig. 8 er det førs-te transmisjonselementet 2 og det siste transmisjonselementet 20 skjult bak henholdsvis forstillingsarmen 30 og dreiearmen 34.

Braketten 26 kan med fordel være forsynt med et overettmerke 70 som indikerer en utgangsposisjon for vinkelforstillingsanordningen 1.

Claims

1. Fremgangsmåte for relativ vinkelforstilling mellom et første transmisjonselement (2) som er roterbart om en første senterakse (6), og et siste transmisjonselement (20) som er roterbart om en siste senterakse (24) hvor den siste senterakse (24) er ulik den første senterakse (6), og hvor det første og det siste transmisjonselementet (2, 20) er rotasjonsmessig sammenkoplet ved hjelp av minst et andre transmisjonselement (8) som er roterbart om en andre senterakse (12), og et nest siste transmisjonselement (14) som er roterbart om en nest siste senterakse (18),karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: - å anordne den andre senteraksen (12) dreibart om den første senteraksen (6); og - å dreie den andre senteraksen (12) om den første senteraksen (6).

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å anordne den nest siste senteraksen (18) dreibart om den siste senteraksen (24).

3. Anordning for relativ vinkelforstilling mellom et første transmisjonselement (2) som er roterbart om en første senterakse (6), og et siste transmisjonselement (20) som er roterbart om en siste senterakse (24) hvor den siste senterakse (24) er ulik den første senterakse (6), og hvor det første og det siste transmisjonselementet (2, 20) er rotasjonsmessig sammenkoplet ved hjelp av minst et andre transmisjonselement (8) som er roterbart om en andre senterakse (12), og et nest siste transmisjonselement (14) som er roterbart om en nest siste senterakse (18),karakterisert vedat den andre senteraksen (12) er dreibar om den første senteraksen (6).

4. Anordning i henhold til krav 3,karakterisert vedat den nest siste senteraksen (18) er dreibar den siste senteraksen (24).

5. Anordning i henhold til krav 3,karakterisert vedat den første og den siste senteraksen (6, 24) har en fast innbyrdes avstand.

6. Anordning i henhold til krav 3,karakterisert vedat det andre transmisjonselementet (8) og det nest siste transmisjonselementet (14) er rotasjonsmessig sammenkoplet via minst et tredje transmisjonselement (62).

7. Anordning i henhold til krav 3,karakterisert vedat minst ett av transmisjonselementene (2, 8, 14, 20) utgjøres av et tannhjul.

8. Anordning i henhold til krav 3,karakterisert vedat minst ett av transmisjonselementene (2, 8, 14, 20) utgjøres av et tannreimshjul med tilhørende tannreim (66).

9. Anordning i henhold til krav 3,karakterisert vedat minst ett av transmisjonselementene (2, 8, 14, 20) utgjøres av et kjedehjul med tilhø-rende kjede (64).