PL165076B1

PL165076B1 - Uklad sterujacy rolkami przekladni o ciagle zmieniajacym sie przelozeniu, z bieznia toroidalna i trakcja rolkowa PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL165076B1
Application number: PL89282383A
Authority: PL
Inventors: Thomas G Fellows; Christopher J Greenwood; Philip D Winter
Original assignee: Torotrak Dev Ltd
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 1994-11-30
Also published as: HUT63234A; ES2037478T3; GB2227287B; HU896895D0; EP0444086B1; EP0444086A1; JPH04502954A; BR8907774A; AU631386B2; IN176702B; UA40564C2; WO1990005860A1; GB2227287A; US5395292A; HU214399B; AR243981A1; GB8926018D0; AU4620889A; JP2646040B2; KR0137405B1

Abstract

1 . U k la d s te r u ja c y ro lk a m i p r z e k la d n i o c ia g le z m ie n ia ja c y m s ie p r z e lo z e n iu z b ie z n ia to r o id a ln a i tr a k c ja r o lk o w a z a w ie r a ja c y z e s p ó l r o lk o w y , k tó ry p o s ia d a w ó z e k z z a m o n to w a n a w n im o b r o to w o , n a lo z y s k a c h , ro lk a s ty k a ja c a s ie z to r o id a ln y m i b ie z n ia m i o b r o to w y c h ta r c z w e js c io w e j i w y js c io - w e j, a t a k z e z a w ie r a ja c y m e c h a n iz m r o b o c z y p o s ia d a ja c y c z e s c i r u c h o m e i n ie r u c h o m e , p r z y c z y m c z e s c i r u c h o m e s a u s y tu o w a n e z k a t e m w y p r z e - d z e n ia w s to s u n k u d o ta r c z , a w ó z e k s ta n o w i s z t y w n a k o n s tr u k c je w z g le d e m , k tó r e j u s t a lo n a je s t o s ro lk i i k tó ry je s t p o la c z o n y z c z e s c ia n ie r u c h o m a m e c h a n iz m u r o b o c z e g o w m ie js c u o d d a lo n y m o d s r o d k a ro lk i, a z e s p ó l ro le k je s t u s ta lo n y p r z e z tr z y s ty k i, d w a o b u ta r c z z ro lk a i je d e n z m e c h a n iz m e m r o b o c z y m , znamienny tym, z e ro lk a ( 6 0 ) m e c h a - n iz m u r o b o c z e g o je s t u m o c o w a n a n ie r u c h o m o w k ie r u n k u w z d lu z n y m w z g le d e m o s i ( 5 8 ) ro lk i ( 6 0 ) , a w ó z e k ( 6 7 ) je s t p o la c z o n y o b r o to w o w z g le d e m w ie - c e j n iz je d n e j o s i o b ro tu z c z e s c ia n ie r u c h o m a m e c h a n iz m u r o b o c z e g o . F ig.4 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ sterujący rolkami przekładni o ciągle zmieniającym się przełożeniu z bieżnią toroidalną i trakcją rolkową.

Wynalazek dotyczy zwłaszcza układów zmieniających przełożenia takich przekładni, w których rolki o zmiennym ustawieniu przekazują trakcję pomiędzy współosiowymi i częściowo toroidalnymi rowkami czy bieżniami wejściowymi, wykonanymi odpowiednio na współosiowych i obrotowych tarczach wejściowych i wyjściowych. W wyniku równoczesnej zmiany promienia do wspólnej osi tarcz, gdzie rolki tworzą styk toczny z dwiema bieżniami, względnie prędkości dwóch tarcz zmieniają się, powodują zmianę przełożenia przekładni.

165 076 3

Zgłoszenia patentowe w tej dziedzinie, dotyczące zwłaszcza przekładni samochodowych, były składane regularnie przynajmniej od 1920 roku.

Znana jest z amerykańskiego opisu patentowego USA 1 865 102 przekładnia tego typu, na którą został udzielony patent w 1929 roku. W tym opisie, jak też w wielu innych w tej dziedzinie, przedstawione są dwie bieżnie wejściowe i dwie bieżnie wyjściowe, a zespół trzech rolek przekazuje napęd z każdej bieżni wejściowej na odpowiednią bieżnię wyjściową, przy czym wszystkie rolki w układzie zmieniającym przełożenie są zmuszane przez cały czas do stykania się z odpowiadającą im bieżnią wejściową przy pierwszym wspólnym promieniu i odpowiadającą im bieżnią wyjściową przy drugim wspólnym promieniu.

Powszechną praktyką było montowanie każdej rolki tak, aby obracała się ona wokół osi zamontowanej w członie nośnym zwanym zwykle wózkiem i łączenie wózków wszystkich rolek w jeden zespół tak, aby wózki te w razie potrzeby przesuwały się zgodnie, żeby zmienić przełożenia przekładni oraz, aby pomiędzy takimi ruchami utrzymać związane z nimi rolki trwale tak, aby wszystkie one przekazywały to samo przełożenie w sposób już opisany.

Podstawową cechą znanych układów zmieniających przełożenie, na przykład z amerykańskiego opisu patentowego USA 1 395 319, jest to, że działają one na zasadzie równowagi sił. To znaczy, że jednym z warunków, który musi być spełniony dla utrzymania równowagi przekładni, przy dowolnej danej wartości przełożenia jest to, że siła reakcji momentu obrotowego i siła hydrauliczna działająca na tłok wózka muszą być w równowadze. Jeżeli któraś z tych sił zmienia się, równowaga zostaje zachwiana, aż do doprowadzenia sił ponownie do stanu równowagi. Ta cecha odróżnia przekładnie typu pokazanego w brytyjskim opisie patentowym GB-A 1 395 319, a także przekładnie, według wynalazku, od starszych przekładni o ciągle zmieniającym się przełożeniu, z bieżnią toroidalną i trakcją rolkową, w których rolka i wózek są ustawione przez środki mechaniczne, które same nie reagują na siły reakcji momentu obrotowego, które z kolei są wywierane na rolki i wózki po ich ustawieniu.

Amerykański opis patentowy USA 2 130 314 przedstawia mechaniczny układ ustawienia tego rodzaju, w którym jeden koniec wózka rolki dołączony jest poprzez przegub kulowy do sterującego mniejszego koła zębatego. Przełożenie przekładni jest zmienione w wyniku obrócenia koła zębatego mniejszego, zmieniając w ten sposób ustawienie wózka przez zmianę położenia jego punktu połączenia z kołem zębatym miejszym. Jednakże połączenie wózek/koło zębate mniejsze jest takie, że reakcja momentu obrotowego występująca w miejscach zetknięcia się tarczy rolki działa poprzez wózek na koło zębate mniejsze w kierunku zasadniczo równoległym do jego osi obrotowej. Nie jest dlatego możliwe wystąpienie żadnej użytecznej równowagi pomiędzy siłą reakcji momentu obrotowego i siłą przykładaną do koła zębatego mniejszego w celu obrócenia go. Należy w związku z tym znaleźć środki inne niż równowaga sił, aby zapewnić to, że koło zębate mniejsze zawsze przyjmie takie położenie obrotowe, w którym rolka przekaże przełożenie wymagane dla chwilowo istniejących warunków pracy.

W znanym mechanizmie typu „równowaga sił“ kuliste końcówki mogą przesunąć się osiowo i równocześnie w ich odpowiednich cylindrach tak, że dana oś przesuwa się fizycznie, a każdy wózek obraca się wokół chwilowego położenia tej właśnie osi. Jednakże z tego względu, że wózek ma ustalone położenie na obu końcach, nie ma on swobody przy obracaniu się wokół dowolnej innej osi.

Brytyjski opis patentowy GB-A 1600972 (oraz amerykański patent analog USA 4281 599) pokazuje inne wykonanie znanego mechanizmu, w którym rolkowy wózek jest zamocowany do głowicy pojedynczego tłoka, przez który jest regulowane położenie rolki. Tak, jak w przypadku dwóch znanych mechanizmów dotychczas opisanych, wózek ten jest zdolny do ruchu postępowego wzdłuż linii (osi przesuwu głowicy tłoka) i do obrotu wokół tej linii, natomiast nie ma swobody przy obracaniu się wokół dowolnej innej osi. Należy również zaznaczyć, że w przekładni według brytyjskiego opisu patentowego GB-A-1 600972 dwa wirniki, pomiędzy którymi rolkami przekazuje napęd, muszą same być zdolne do równoczesnych i jednakowych ruchów, w kierunku równoległym do głównej osi przekładni, celem dostosowania przemieszczeń rolki przez tłok. Wymaganie takiego ruchu wirników oczywiście wprowadza dalszą złożoność i koszty całej przekładni.

165 076

Inne znane rozwiązanie przekładni typu równowagi sił pokazane jest w amerykańskim opisie patentowym USA-3 933 054, w którym siły trakcyjne wywierane na każdą rolkę są równoważone przez siłę hydrauliczną działającą na tłok. Sposób synchronizacji tej równowagi sił z wymaganą wartością przełożenia przekładni jest jasno przedstawione w amerykańskim opisie patentowym USA-3 933 054. Każdy rolkowy wózek jest dołączony poprzez połączenie zawiasowe z mechanizmem, na którym zamontowany jest tłok. Wózek unosi również popychacz, który zaczepia o szczelinę związaną z obudową przekładni.

Gdy przekładnia według wymienionego amerykańskiego opisu patentowego USA-3 933 054 wyjdzie ze stanu równowagi, muszą nastąpić dwa związne ze sobą, lecz różne, ruchy w celu jej przywrócenia. Po pierwsze, występuje zwykle ruch osiowy każdego tłoka w cylindrze, aż nowa reakcja momentu obrotowego na połączeniu tarcza/rolka zrównoważy nową siłę hydrauliczną wywieraną na tłok przez ciecz w cylindrze. Po drugie, kąt nachylenia rolki musi zmienić się, aż oś rolki ponownie przetnie oś napędową przekładni.

Amerykański opis patentowy USA-3 933 054 ujawnia, że sprzężenie szczelina/popychacz jest zasadnicze dla uzyskania tego drugiego ruchu. W odpowiedzi na pierwszy ruch tłoka popychacz jest zmuszany do ruchu wzdłuż szczeliny, zmieniając w wyniku tego kąt nachylenia rolki i także przełożenie przekładni. Wymaga to zarówno podparcia obrotowego na połączeniu zawiasowym i obracania tłoka wokół jego osi w cylindrze. Teraz oś połączenia zawiasowego przecina dwa punkty styku rolki z rowkami tarczy tak, że bez sprzężenia popychacza i szczeliny, jak przedstawiono w opisie patentowym USA-3 933 054, kąt nachylenia każdej rolki w odpowiedzi na każdą utratę równowagi przekładni byłby nieokreślony. W związku z tym w celu skutecznego działania każdego zespołu wózka i rolki wymaga się czterech punktów styku z sąsiednim mechanizmem, mianowicie styku pomiędzy rolką i dwoma rowkami, pomiędzy którymi występuje trakcja przekładni, styk z mechanizmem uruchamianym hydraulicznie, przez połączenie zawiasowe, oraz styk popychacz/szczelina.

Wynalazek wynika z dalszych rozważań odnośnie pełnego zakresu więzów, które działają przy przechylaniu rolek i osi, wokół których są one nachylone i przy konkluzji, że ustawienie rolek a więc przełożenie przekładni można uzyskać przy pomocy odmiennego i prostszego rozwiązania wózków rolek i więzów pomiędzy nimi i szczególnie wieloma stykami pomiędzy każdym wózkiem i sąsiednią konstrukcją. Wynalazek dotyczy szczególnie, lecz nie wyłącznie, układów sterowania rolkami, w których występuje składowa kąta wyprzedzenia w stykach pomiędzy rolkami i bieżniami.

Istota układu sterującego rolkami przekładni dla ciągle zmieniającego się przełożenia toroidalnej bieżni typu trakcji rolkowej zawierającego zespół rolkowy, który posiada wózek z zamontowaną w nim obrotowo, na łożyskach, rolką stykającą się z toroidalnymi bieżniami obrotowych tarcz wejściowej i wyjściowej, a także zawierającego mechanizm roboczy posiadający części ruchome i nieruchome, przy czym części ruchome są usytuowane z kątem wyprzedzenia w stosunku do tarcz, a wózek stanowi sztywną konstrukcję względem, której ustalona jest oś rolki i który jest połączony z częścią nieruchomą mechanizmu roboczego w miejscu oddalonym od środka rolki, a zespół rolek jest ustalony przez trzy styki, dwa obu tarcz z rolką i jeden z mechanizmem roboczym, polega na tym, że rolka jest umocowana nieruchomo w kierunku wzdłużnym względem osi rolki, a wózek jest połączony obrotowo względem więcej niż jednej osi obrotu z częścią nieruchomą mechanizmu roboczego.

Korzystnie, część nieruchomą mechanizmu roboczego stanowi cylinder, natomiast część ruchomą mechanizmu roboczego stanowi tłok.

Korzystnie, mechanizm roboczy stanowią dwa zespoły tłoka i cylindra jednostronnego działania przeciwnie do siebie skierowanego. Korzystnie tłok jest giętki.

Korzystnie, tłok jest połączony z cylindrem obrotowo względem jednej osi obrotu i za pomocą złącza z zespołem rolek obrotowo względem więcej niż jednej osi obrotu.

Korzystnie, mechanizm roboczy usytuowany jest jedynie po jednej stronie płaszczyzny zawierającej oś ciągle zmieniającego się przełożenia i środek rolki.

Korzystnie mechanizm roboczy zawiera dwa zespoły tłoka i cylindra jednostronnego działania, w którym drugi tłok i wózek są odrębnymi częściami przylegającymi do siebie podczas pracy.

165 076

Korzystnie, układ zawiera zespół hydrauliczny tłoka i cylindra oraz otwór utworzony w cylindrze łączący ten cylinder z hydraulicznym obwodem, w którym przekrój poprzeczny otworu jest równy przekrojowi poprzecznemu cylindra.

Korzystnie, mechanizm roboczy zawiera hydrauliczny obwód roboczy i co najmniej jeden, połączony z tym obwodem zespół tłoka-cylindra, w którym tłok jest połączony od strony tylnej z boczną ścianą przechodzącą w gładką zaokrągloną krawędź, a cylinder jest połączony, od tylnej strony tłoka, z głównym przewodem poprzez ustawioną pod kątem czołową powierzchnię.

Zaletą rozwiązania jest uproszczenie konstrukcji oraz większa stabilność układu.

Przedmiotem wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ zmieniający przełożenie znanego typu, w przekroju osiowym; fig. 2 mechanizm nośny rolek w przekroju, wzdłuż linii II-II z fig. 1; fig. 3 - układ z fig. 2 w przekroju wzdłuż linii III-III; fig. 4 - rzut jednego układu zmieniającego przełożenie, dokonany pod kątami prostymi względem osi, z niektórymi częściami pokazanymi w przekroju; fig. 5 - ten sam układ zmieniający przełożenie, z pewnymi częściami pokazanymi w przekroju dokonanym wzdłuż linii V-V z fig. 4; fig. 6 - schematyczny widok części innego układu zmieniającego przełożenie, fig. 7 -jeszcze inny układ zmieniający przełożenie, ogólnie w przekroju dokonanym pod kątami prostymi względem jego osi, fig. 8 -17 - schematy dziesięciu różnych układów sterujących rolkami według wynalazku, fig. 18 - rolkę, wózek i mechanizm roboczy innego układu zmieniającego przełożenie, częściowo w rzucie pionowym i częściowo w przekroju, fig. 19 - tłok innego mechanizmu roboczego, fig. 20 - obwód hydrauliczny do zastosowania w połączeniu z mechanizmem roboczym z fig. 19, a fig. 21 - część odmiennego obwodu hydraulicznego.

Figury 1,2 i 3 przedstawiają ten sam, znanego typu układ zmieniający przełożenie przekładni. Jest on pokazany w uproszczeniu i ogólnie schematycznie na poszczególnych figurach, które należy rozpatrywać razem, ponieważ pewne części pokazane na jednej lub obu z pozostałych są pominięte.

Jak pokazano na fig. 1 wejściowy wał 1 obracający się wokół osi 2 napędzany jest przez silnik 3 i podtrzymuje dwie wejściowe tarcze 4 i 5 wykonane odpowiednio z częściowo toroidalnymi bieżniami 6 i 7. Tarcza 5 zamontowana jest na stale do wału 1, a połączenie 8 na wpust zapobiega wzajemnemu obrotowi pomiędzy wałem 1 i tarczą 4, natomiast umożliwia ograniczony względny ruch osiowy. Tarcza 4 działa jak tłok w cylindrycznej nasadce 9, która jest przymocowana do wału 1, a komora 10 w nasadce 9 dołączona jest do źródła 11 cieczy płynącej pod ciśnieniem. Na łożysku 16 zamontowana jest pojedyncza wyjściowa tarcza 13, na przeciwległych powierzchniach czołowych, której wykonane są częściowo toroidalne bieżnie 14 i 15 i tarcza ta może swobodnie obracać się dokoła wejściowego wału 1, przy czym posiada ona jednocześnie możliwość ograniczonego względnego ruchu osiowego. Tarcza 13 stanowi człon wyjściowego układu zmieniającego przełożenie.

Koło zębate 17, wykonane na obrzeżu tarczy 13, zaczepia o przekładnię główną (nie pokazaną) za pomocą koła zębatego 18 obracającego się na wsporniku zamocowanym na stałe do obudowy 19 układu zmieniającego przełożenie. Bieżnia 14 odpowiada powierzchni tego samego półokrągłego profilu, jak bieżnia 6 i bieżnie 15 i 7 są podobnie powiązane. Zespół trzech rolek 20, które są rozmieszczone wokół osi 2, w równych odległościach, lecz z których tylko jedna jest pokazana, toczą się po bieżniach 6 i 14 oraz przekazują napęd z wejściowej tarczy 4 na wyjściową tarczę 13. Rolki 20 są zamontowane w nośnej ramie 21. Drugi symetrycznie umieszczony zespół rolek 25, zamontowany na ramie nośnej 26, przekazuje napęd z bieżni 7 na bieżnię 15 wykonaną na przeciwległej powierzchni czołowej wyjściowej tarczy 13. Konieczne hydrauliczne obciążenie końcowe potrzebne do tego, aby tarcza 4,5 i rolki 20,25 zetknęły się ze sobą za pomocą występującej pomiędzy nimi cienkiej warstwy cieczy i przekazały wymaganą energię napędową do napędu głównego za pomocą koła zębatego 18, w sposób dobrze znany w stanie techniki, wytwarzane jest przez ciecz w komorze 10. Jak już stwierdzono wejściowa tarcza 4 i wyjściowa tarcza 13 mogą wykonywać nieznaczne ruchy osiowe w odpowiedzi na to obciążenie.

Dwie ramy 21 i 26, odpowiednio rolek 20 i 25 są zasadniczo podobne, przy czym ramę 21 najlepiej pokazano na fig. 2. Zawiera ona ramę 30 ogólnie w kształcie trójkątnym, mającą środkowy otwór 31 dopasowany do wału 1. Każda rolka 20 obraca się wokół osi 33 na osiowym wale 32

165 076 zamontowanym na wózku 34, który otacza rolkę wzdłuż linii 35 przechodzącej przez środek 22 rolki 20, natomiast pozostawia dwa odcinki rolki 20, które leżą najdalej od tej linii 35 tak, że rolka 20 może stykać się z bieżniami 6,14 jak to już opisano wyżej. W celu zmiany położenia przekładni każda rolka 20 i związany z nią wózek 34 muszą mieć możliwość obrotu wokół tej samej linii 35, wzdłuż której ustawiony jest także wózek 34. Jednym ze sposobów dobrze znanych w stanie techniki i stosowanych do wywołania takiego ruchu obrotowego, jest wywołanie „przesunięcia w kierunku stycznym, to znaczy wykonania ruchu zwykle w kierunku stycznym do środkowego okręgu wspólnego toru bieżni 6 i 14 na rolce 20 i wózku 34.

Na figurze 2 i 3 przedstawiono mechanizm, który jest powszechnie znany w stanie techniki i jest szczególnie podobny do ujawnionego w opisie patentowym Wielkiej Brytanii nr USA-1 395 319.

W tym układzie zarówno przesunięcie w kierunku stycznym jak i uzyskiwany ruch obrotowy jest ułatwione dzięki zamontowaniu kulistych końcówek 37, 38 na przeciwległych końcach wózka 34, przy czym środki obu kulistych końcówek 37,38 leżą na linii 35. Kulista końcówka 37 ślizga się w cylindrycznym gnieździe 39 zamontowanym na ramie 30, natomiast kulista końcówka 38 jest uwięziona w gnieździe w kształcie kuli, wykonanym w tłoku 40. Tłok 40 przesuwa się w cylindrze 41 również zamontowanym na ramie 30. Komora 42 cylindra 41 dołączona jest za pomocą sterującego zaworu 43 do tego samego źródła 11 cieczy pod ciśnieniem, z którego zasilana jest komora 10. W wyniku zadziałania zaworu 43, w celu zmiany ciśnienia cieczy w komorze 42, tłok 40 powoduje przesunięcie w kierunku stycznym wózka 34. Jak już wspomniano wyżej ruchy te powodują przechylenie wózka 34 i jego rolki 20 wokół linii 35 oraz w związku z tym zmianę przełożenia przekładni.

Środek 22 każdej rolki 20 musi zawsze leżeć na środkowym okręgu urojonego toru, któremu odpowiadają powierzchnie bieżni 6 i 14. Gdy układ zmieniający przełożenie jest w stanie równowagi, to znaczy, gdy przełożenie przekładni jest stałe dla danego czasu, obrotowa oś 33 każdej rolki 20 przecina oś 2 układu zmieniającego przełożenie.

W celu wprowadzenia zmiany przełożenia w wyniku kombinacji składowych przesunięcia w kierunku stycznym i obrotu, jak to już opisano powyżej, wymagana jest dalsza cecha geometryczna przedstawiona na fig. 3. Ta cecha polega na tym, że gdy środek 22 rolki 20 leży przez cały czas w środkowej płaszczyźnie 50 urojonego toru, to kulista końcówka 37 leży po jednej stronie płaszczyzny 50, a kulista końcówka 38 po jej drugiej stronie. W ten sposób linia 35 jest nachylona do płaszczyzny 50 pod kątem C znanym dotąd jako kąt wyprzedzenia.

Skutek występowania kąta C może być wyjaśniony jak następuje. Jeżeli tarcze 4,13 obracają się w kierunku pokazanym strzałkami 51 i 52 to przekazywanie momentu obrotowego przez rolki 20 pomiędzy bieżniami 6 i 14 powoduje reakcję momentu obrotowego na wózek 34 każdej rolki 20, przesuwając odpowiedni tłok 40 do wewnątrz cylindra 41. Dla zapewnienia równowagi przy tym przekazywaniu muszą być spełnione dwa warunki. Po pierwsze obrotowa oś 33 każdej rolki 20 musi przecinać oś układu 2 zmieniającego przełożenie. Po drugie siła wywierana na tłok 40 przez ciecz w cylindrze 41 musi być równa i przeciwna sile, która jest wywierana w wyniku reakcji momentu obrotowego na wózek 34 rolek 20, przy czym obie siły są mierzone w płaszczyźnie pod kątami prostymi do osi 2 układu zmieniającego przełożenie.

Jeżeli teraz ciśnienie cieczy w cylindrze 41 wzrasta, powodując przesunięcie tłoka 40 do dołu (jak pokazano na fig. 3) przeciwnie do kierunku reakcji momentu obrotowego układu tarcza/rolka, równowaga zostaje zakłócona, ponieważ siły cylindra 41 i reakcji momentu obrotowego nie pozostają dłużej w stanie równowagi. Oś 33 nie będzie dlatego przecinała już osi 2 układu zmieniającego przełożenie. W wyniku tego na rolkę 20 wywierana jest siła sterująca przez tarcze 4 i 13 tak, aby przechylić wózek linii wokół linii 35, aż do przywrócenia równowagi, gdy siły cylindra i reakcji momentu obrotowego są ponownie w stanie równowagi i gdy oś 33 ponownie przecina oś 2, przy czym stopień nachylenia (który jest proporcjonalny do uzyskanej zmiany przełożenia przekładni) zależy od wielkości początkowego przesunięcia czy przemieszczenia w kierunku stycznym i kąta wyprzedzenia C. Przesunięcia w kierunku stycznym w przeciwnym kierunku, które w znanym

165 076 7 układzie zmieniającym przełożenie, pokazanym na fig. 3, zostanie dokonane przez zmniejszenie ciśnienia cieczy w cylindrze 41, spowoduje przechylenie rolki 20 w przeciwnym kierunku.

Figury 4 i 5 przedstawiają rolkę 60 przenoszącą napęd z wejściowej tarczy 61 na wyjściową tarczę 62 układu zmieniającego przełożenie, z bieżnią toroidalną, umieszczonego w obudowie 63. Oznaczenie 61,60,62 i 63 odpowiadają zasadniczo oznaczeniom 4,20,13 i 19 z fig. 1. Rolka 60 jest zamontowana na wałku 59 w łożyskach 64, 65 w celu obrotu wokół osi 58 w wózku 67 tak, że zarówno oś 58 i środek 66 rolki są zamocowane względem wózka, który sam zabezpieczony jest przez gwintowe połączenie 68 i zabezpieczającą nakrętkę 69 przytwierdzającą go do jednego końca wału 70. Tłok 71 obustronnego działania zamontowany na drugim końcu tego wału, przesuwa się w cylindrze 72, a dwie komory 73 i 74 tego cylindra dołączone są przez przewody 75 i 76 do źródła 11 cieczy pod ciśnieniem za pomocą sterującego zaworu 43, jak na fig. 2. Wał 70 wchodzi do cylindra 72 przy pomocy giętkiego dławieniowego uszczelnienia 77, które jest zamontowane w cylindrycznej końcowej płycie 78 i ma możliwość ograniczonego ruchu poprzecznego bez strat na uszczelnienie. Jak pokazano najlepiej we fragmentarycznym powiększeniu na fig. 4, środkowy uszczelniający pierścień 80 tłoka 71 ma zewnętrzne obrzeże 81, które odpowiada efektywnie powierzchni kuli posiadającej środek 82, który jest również środkiem tłoka. Środek 82 tłoka ma ograniczony ruch wzdłuż osi 84 cylindra 72, natomiast w wyniku określonych konturów obrzeże 81 i giętkiego dławieniowego uszczelnienia 77 wózek 67 jest zdolny przez cały czas do obracania się wokół osi 84 i obracanie się wokół prostopadłych osi 92 i 93.

Rolka 60 styka się z toroidalną bieżnią 85 tarczy 61 w punkcie 86, a odpowiednia bieżnia 87 tarczy 62 w punkcie 88 i jak pokazano na fig. 4 tarcze 61 i 62 obracają się w kierunku pokazanym przez strzałki 89 i 90. Według wynalazku okazało się, że siły reakcji czynne jedynie w trzech punktach styku, a mianowicie dwie siły reakcji pomiędzy tarczami i rolką i trzecia siła reakcji działająca na tłok 71 są wystarczające do zapewnienia tego, że rolka poszukuje i utrzymuje właściwy kąt przełożenia, przy czym reakcje tłok/ciecz i rolka/tarcza są zrównoważone, bez jakiegokolwiek dalszego fizycznego oddziaływania na rolkę lub wózek.

To stanowi oczywiście przeciwieństwo szczególnie względem mechanizmu z amerykańskiego opisu patentowego USA-3 933 054, gdzie zgodnie z tym, co już wyjaśniono, dla stabilności wymagane są cztery styki z sąsiednim mechanizmem.

Należy również zaznaczyć, że nie występuje wymóg co do tarcz 61,62 żeby były one zdolne do równoczesnych i jednakowych ruchów wzdłuż osi 2 przekładni, jak jest to potrzebne w rozwiązaniu z brytyjskiego opisu patentowego GB-A-1600972. Nominalne położenie osiowe tarczy 61 w układzie będzie w praktyce określone, tak jak tarczy 5 z fig. 1.

Podstawowa budowa geometryczna układu zmieniającego przełożenie z toroidalną bieżnią wymaga, żeby środek 66 rolki leżał zawsze na środkowym okręgu wspólnego toru tarcz 61 i 62, który z kolei leży w środkowej płaszczyźnie 91. W związku z tym stały kąt, poprzez który może się przesuwać linia 83 (która jest poprowadzona przez środek 66 rolki i środek 82 tłoka), musi być wystarczająco duży do tego, żeby środek rolki i środkowy okrąg toru były zgodne przy każdym położeniu tłoka 71 w cylindrze 72. Ponadto, ponieważ wymusza się nadążenie środka 82 tłoka 71 z ustaloną osią 84 cylindra 72, kąt pomiędzy tą osią i płaszczyzną 91 stosuje się dlatego nominalnym kątem wyprzedzenia dla układu zmieniającego przełożenia. Okaże się jednak jasne, że rzeczywisty kąt wyprzedzenia C1 (fig. 4) leży pomiędzy płaszczyzną 91 i linią 83, i że ten kąt będzie zmieniał się nieznacznie podczas pracy w zależności od położenia tłoka 71 w cylindrze 72 i w związku z tym środek 82 tłoka leży na osi 84. Należy również zaznaczyć, że w wykonaniu wynalazku pokazanym na fig. 4 określenia właściwego kąta przełożenie jak właśnie opisany wymaga tego, żeby rolka 60 obracała się wokół nieruchomej osi i nieruchomego środka 66 w wózku 67. Jeżeli ten środek przesuwałby się swobodnie do góry i do dołu osi obrotowej 58, jak w przypadku pewnych znanych wózków, występowałby wyższy stopień swobody i nie byłoby osiągane konieczne sterowanie rolkami. Dokładniej rzecz ujmując, jeżeli oś obrotowa 58 byłaby zdolna do obrotu względem kierunku siły sterującej, wywieranej przez tłok 71, w sposób zapewniony przez połączenie zawiasowe z amerykańskiego opisu patentowego USA-3 933 054, występowałby ponownie wyższy stopień swobody i nie byłoby osiągane konieczne sterowanie rolkami.

165 076

Właściwa regulacja przełożenia w wykonaniu na fig. 4 jest skutkiem tego osiągana w wyniku połączenia rolki i wózka z mechanizmem roboczym (to znaczy tłokiem obustronnego działania i cylindrem 71/72), gdzie jedynie pojedynczy punkt połączenia (skutecznie środek tłoka) jest poddawany działaniu osiowemu i promieniowemu, wózek swobodnie porusza się w zakresie ograniczonego kąta stałego mającego wierzchołek w tym punkcie i gdzie cały mechanizm roboczy leży po jednej stronie środka 66 rolki. Zapewnia to oczywiste korzyści ekonomiczne dla elementów składowych w porówananiu ze znanym dwustronnym ograniczeniem wózka, zapewnionym przez kuliste końcówki 37,38 z fig. 2 lub czopy zawieszenia obrotowego 32 w przypadku amerykańskiego opisu patentowego USA-1 865 102 oraz ruchome wirniki 10, 12 w przypadku brytyjskiego opisu patentowego AB-A-1 600 972. Inna zaleta wykonania wynalazku pokazanego na fig. 4 i 5w porównaniu z rozwiązaniami takimi jak pokazano na fig. 2 i 3 polega na tym, że pojedynczy cylinder 72 może być dogodnie zamontowany, jak pokazano najlepiej na fig. 2, nie na trójkątnej ramie takiej jak rama 30 z fig. 2, który podobnie jak rolki i wózki musi być dopasowany pomiędzy tarczami wejściowymi i wyjściowymi, lecz bezpośrednio i w prosty sposób na obudowie 63 całego układu zmieniającego przełożenie. To z kolei pomaga w uzyskaniu dużych wartości nominalnego kąta wyprzedzenia pomiędzy osią 84 cylindra i płaszczyzną 91, a zatem rzeczywistego kąta wyprzedzenia Ci pomiędzy płaszczyzną 91 i linią 83. Badania wykazują, że wartości robocze kąta wyprzedzenia Ci rzędu 20° lub nawet więcej, które są duże w porównaniu z kątami wyprzedzenia, pomiędzy 5-8°, które były najczęściej stosowane w znanych rozwiązaniach, mogą powodować w ogólności większą stabilność w szczególności powodować powrót do równowagi (w której przecinają się oś 58 i oś 2 układu zmieniającego przełożenie), ilekroć ruch osiowy tłoka 71 zakłóci tę równowagę, tak żeby spowodować przechylanie rolki i wózka wokół linii 83 i w rezultacie zmienić przełożenie przekładni.

Na figurze 4 i 5 cały mechanizm roboczy leży jedynie po jednej stronie płaszczyzny, która obejmuje oś 2 układu zmieniającego przełożenie i środek 66 rolki. To zapewnia zawartość konstrukcji natomiast połączenie tłok-cylinder obustronnego działania, podobne do tłoka 71 i cylindra 72 z fig. 4 i 5, mogą stwarzać problemy z konstrukcją i z działaniem w pewnych przypadkach.

Figury 6 i 7 pokazują odmienne konstrukcje według wynalazku i stosują odnośniki z fig. 4 i 5 dla wszystkich porównywalnych elementów.

Na figurze 6, na wózku 67 na przeciwległych końcach średnicy zamontowane są kule 95 i 96 i zaczepiają one o połączenie gniazdowe w tłokach 97, 98 które przesuwają się odpowiednio w cylindrach 99,100. Komory 101,102 tych dwóch cylindrów dołączone są do źródła 11 cieczy pod ciśnieniem za pomocą zaworu 43 podobnie jak dwie komory cylindra 72 z fig. 4. Tłok 97 przesuwa się dokładnie w cylindrze 99, tak że środek 103 kuli 95 zostaje przesunięty do osi 84 cylindra, natomiast giętki pierścień uszczelniający 105, który dochodzi do pierścieniowego prześwitu pomiędzy tłokiem 98 i cylindrem 100, umożliwia pewną swobodę ruchu ze skutkiem powodującym, iż prowadzenie tłoka 98 przez cylinder 100 jest takie, jakie byłoby przy braku styku ciało stałe - ciało stałe pomiędzy dwiema częściami. Jedyne zasadnicze działania na wózek 67 przez siły wywierane na niego przez tłok 98 jest porównywalne z siłami ciągnienia, które tłok 97 wywierałby przy obustronnym działaniu na kulę 95. W tym wykonaniu wynalazku środek 103 kuli stanowi skuteczny punkt połączenia pomiędzy wózkiem i jego mechanizmem roboczym (podobnie jak środek 82 tłoka na fig. 4) i linia 106 łączący środek 103 kuli i środek 66 rolki zajmuje miejsce linii 83 jako linia, która określa roboczy kąt wyprzedzenia C1 ze środkową płaszczyzną 91 toru. Połączenie pomiędzy kulą 95 i tłokiem 97 ma dlatego własność oddziaływania na wózek 67 tak, że środek 103 kuli może przesuwać się wzdłuż osi 104 i tak, że wózek może również obracać się nie tylko wokół tej osi, lecz również wokół osi 107 pod kątami prostymi względem niej i wokół dalszej osi prostopadłej, która leży prostopadle względem obu osi 104 i 107, a zatem również do arkusza papieru. Oba cylindry 99 i 100 mogłyby być zamontowane, jak to pokazano, na obudowie 63 układu zmieniającego przełożenie.

Figura 7 pokazuje rolkę 60 zamontowaną jak poprzednio w łożyskach 64,65 dla umożliwienia obracania się wokół nieruchomego środka 66 w wózku 110, natomiast w tym wykonaniu wózek 110 jest wykonany z tłokami 111 i 112 na przeciwległych końcach. Te tłoki przesuwają się w przeciwnie zwróconych cylindrach 113 i 114 zamontowanych w ramie 115 (porównywalną z ramą 30 z fig. 2)

165 076 umieszczonej pomiędzy wejściową tarczą 116 i wyjściową tarczą (nie pokazaną) układu zmieniającego przełożenie. Pokazano również wejściowy wał 117 i obudowę 118 układu zmieniającego przełożenie, do której zamocowana jest rama 115. Pierścień 119 tłoka 111 jest ukształtowany podobnie do pierścienia 80 tłoka 71 na fig. 4, tak że środek 120 tłoka ma tę samą funkcję jak środek 82 tłoka 71 i nadąża za osią 84 cylindra.

Zasadniczy prześwit pierścieniowy pomiędzy tłokiem 112 i cylindrem 114 jest wypełniony przez giętki pierścień 121 porównywalny z pierścieniem 105 z fig. 6 i podobnie jak na fig. 6 komory 101, 102 cylindra są dołączone za pomocą sterującego zaworu 13 do źródła 11 cieczy pod ciśnieniem. Działanie tłoka 112 na wózek 110 jest więc porównywalne z działaniem tłoka 98 z fig. 6, wprowadzając pomijalny wpływ promieniowy i wywierając skutecznie tylko taką siłę na wózek jak tłok 111, który dostarczałby ją przez obustronnym działaniu przy ciągnieniu. Środek 120 tłoka stanowi w związku z tym skuteczny punkt połączenia pomiędzy wózkiem i jego mechanizmem roboczym, podobnie do środka 82 tłoka i środka 103 z fig. 4 i 6, i wywołany jest do poruszania się wzdłuż osi 84, lecz również umożliwia obracanie się wózka 110, nie tylko wokół osi 84, a także wokół prostopadłej osi 123 i wokół trzeciej osi, która przechodzi przez środek 120 i leży pod kątami prostymi do obu osi 84 i 123, a zatem do powierzchni arkusza papieru. W tym przykładzie wykonania wynalazku z fig. 4 „nominalny kąt wyprzedzenia układu zmieniającego przełożenie będzie nastawiony przez oś 84 cylindra 113, natomiast rzeczywisty i nieznacznie zmienny kąt wyprzedzenia będzie podczas pracy tym kątem, jak na fig. 4, przy którym linia łącząca środek 66 rolki i środek 120 tłoka przecina płaszczyznę środkowego toru (nie pokazaną lecz porównywalną z płaszczyzną 91 z fig. 4 i 6). Tak jak w przypadku wózka 67 z fig. 4, wózek 110 jest zdolny do przesuwania się w zakresie ograniczanego kąta stałego wokół punktu przesuwającego się wzdłuż osi 84, przy czym kąt właściwy jest nie tylko do umożliwienia przechodzenia rolki 60 przez cały zakres kątów przełożenia wymaganych przez układ zmieniający przełożenie, lecz również oczywiście do umożliwienia położenia środka 66 rolki na środkowym okręgu toru (jego jedyne położenie możliwe geometrycznie) przez cały czas, przy każdym położeniu tłoka 111 w cylindrze 113.

Wynalazek zapewnia układ sterujący rolkami, który jest znacznie uproszczony w porównaniu z wieloma znanymi układami, w których mechanizm roboczy wywołuje ruch postępowy wózka rolek, który określa położenie środka rolki na okręgu biegnącym centralnie wokół toru i w których wózek ma wystarczające stopnie swobody obracania, które w niczym nie ograniczają środka rolki w nadążeniu za tym okręgiem tak, żeby przyjąć położenie wymagane przez niego dla mechanizmu roboczego przez cały czas. Wówczas gdy profil półokrągły ma kołowy przekrój poprzeczny, jak pokazano na wszystkich figurach, tym miejscem będzie środkowy okrąg profilu półokrągłego.

Figury 8 do 17 przedstawiają w zarysie jedynie wybrane rodzaje układu sterującego rolkami, które są objęte zakresem niniejszego wynalazku. Na fig. 8 tłok 131 może zarówno przesuwać się osiowo jak i obracać się podobnie do kuli wewnątrz cylindra 130 i jest on zamocowany sztywno do wału 132, który z kolei jest zamocowany sztywno do wózka 133 rolek. Wał 132 i wózek 133 mogą być również rozpatrywane jako stanowiące razem pojedynczy, jednoelementowy zespół wózka. Zarówno środek 134 jak i oś obrotowa rolki 135 są nieruchome względem wózka i przednia ściana 136 cylindra 130 może wyginać się w celu przystosowania się do odchylenia wału 132. Cylinder 130 jest obustronnego działania i w praktyce będzie zamocowany wewnątrz przekładni. Jest oczywiste, że tego typu wykonanie wynalazku już opisano szczegółowo w odniesieniu do fig. 4 i 5.

Na figurze 9 podobnie jak na fig. 8, tłok 131 może obracać się podobnie jak kula wewnątrz cylindra 130 i jest zamocowany sztywno do wału 132, lecz teraz cylinder 130 jest jedynie jednostronnego działania i przedłużenie 137 wału po jednej stronie wózka 133 jest dołączone poprzez przegub kulowy 138 do dalszego tłoka 139 typu kulowego, przesuwającego się w cylindrze 140 jednostronnego działania. Tłok 139 i cylinder 140 zapewniają układ z przeciwnym ruchem niż zapewniałby cylinder 130, gdyby działał obustronnie, jak na fig. 8. Fig. 9 pokazuje więc odmianę układu jednostronnego działania, opisanego już bardziej szczegółowo w odniesieniu do fig. 6 i 7.

Nafigurze 10 cylinder 130 jest ponownie obustronnego działania i tłok 141, zdolny jedynie do przesuwania się wzdłuż i obracania się wokół osi cylindra, jest zamocowany sztywno do wału 142. Drugi koniec tego wału jest zamocowany za pomocą przegubu kulowego 143 do wózka 133.

165 076

Figura 11 jest podobna do fig. 10, oprócz tego, że cylinder 140 jest teraz jednostronnego działania. Układ jest dlatego przedłużony przez elementy 137-140, jak na fig. 9, dla ułatwienia ruchu wstecznego.

Figura 12 pokazuje przykład wykonania dla fig. 8 i 10. Cylinder 130 jest obustronnego działania, jak na obu tych figurach, tłok 141 jest jak na fig. 10 i jego sztywne połączenie 132 z wózkiem 133 jest jak na fig. 8. W celu zapewnienia dodatkowego stopnia swobody cylinder jest sam zamontowany tak, żeby obracać się jak kula wewnątrz nieruchomej dodatkowej obudowy 145 o kształcie kuli.

Odpowiedni przykład rozwiązania z fig. 9 reprezentuje fig. 13, która zawiera następny tłok 146, porównywalny z tłokiem 141 i poruszający się w cylindrze 140, który może obracać się podobnie jak kula wewnątrz obudowy 147 porówywalnej z obudową 145.

Układ pokazany na fig. 14 jest porównywalny z układem z fig. 10, natomiast mechanizm roboczy, zamiast wykonania w postaci konwencjonalnego tłoka poruszającego się wewnątrz cylindra, stanowi teraz ramię 150 obracające się wokół nieruchomego środka 151 i zamocowane przez przegub kulowy 152 do wału 132, do którego wózek 133 zamocowany jest sztywno tak, jak poprzednio. Fig. 15 jest podobna, jedyną różnicą jest położenie względem środka 134 rolki i obrotowego środka 151 ramienia oraz odmienny kształt, który w wyniku tego musi przyjąć ramię 150.

Układ pokazany na fig. 16 przedstawia jeszcze inną odmianę rozwiązania z fig. 8. Cylinder 130 jest ponownie obustronnego działania i wózek 133 jest zamocowany sztywno do wału 132 tłoka tak, jak poprzednio. Jednak tłok 155 jest teraz giętki tak, że podczas gdy środek 129 (fig. 9) tłoka 131 był ograniczony przy podążaniu za osią cylindra 130, środek 156 tłoka 155 nie podlegał takiemu ograniczeniu. Dalsze potrzebne ograniczenie układu jest spowodowane przez wał 132 przesuwający się przez dopasowującą i uszczelniającą komorę w kuli 157, która może obracać się bez strat cieczy wewnątrz dopasowującej obudowy 158 o kształcie kuli, utworzonej w przedniej ścianie 159 cylindra 130.

Układ pokazany na fig. 17 jest przykładem układu pokazanego na fig. 12. Jednak podczas gdy na fig. 12 wymagane stopnie swobody obrotowej były zapewnione przez umożliwienie obracania się cylindra 130, fizycznie jako kuli, wewnątrz obudowy 145, w odmianie z fig. 17 dwa wymagane ruchy obrotowe pozostają oddzielone. Do cylindra 130 zamocowane jest ucho 160 i pomiędzy tym uchem i drugim uchem 161 zamocowanym do tulei 162 występuje przegub obrotowy, który umożliwia wzajemny ruch obrotowy wokół osi 163. Tuleja 162 może sama obracać się wokół następnej, ustalonej osi 164. Osie 163 i 164 leżą wzajemnie pod kątami prostymi, lecz się nie przecinają.

Przykłady wykonania pokazane w zarysie na fig. 8 do 17 mają pewne wspólne cechy. Po pierwsze występują w nich elementy zdolne do spowodowania ruchu postępowego środka rolki do tyłu i do przodu wzdłuż środkowego okręgu profilu półokrągłego: jest to zapewnione przez ruch obrotowy końców ramion 150 (fig. 15) i przez uderzenie tłoków 131, 141 i 155 (fig. 8 do 17). Po drugie ma miejsce swoboda obracania się rolek wokół średnicy i w wyniku tego zmiana przełożenia przekładni. Na fig. 14 i 15 ta swoboda przy obrocie jest zapewniona całkowicie przez przeguby kulowe 152, na fig. 10i11 jest ona zapewniona łącznie przez przegub kulowy 143 i przez możliwości tłoka 141 do obracania się wokół osi cylindra 130, a na pozostałych figurach jest ona zapewniona przez zdolność wszystkich tłoków 131, 141 i 155 do obracania się wokół osi ich poszczególnych cylindrów 130. Po trzecie zarówno oś jak i środek 134 obrotu rolki 135 są nieruchome względem sztywnego wózka 133.

Po czwarte, położenie środka rolki, którego ruch jest ograniczony do nadążania za środkowym okręgiem profilu półokrągłego, nie powoduje przykładania żadnych obciążeń do wózka ani do jego mechanizmu roboczego. Na to położenie mogą oddziaływać zmiany wymiarów przy produkcji lub montażu w płaszczyźnie środkowego okręgu profilu półokrągłego środka rolki będzie nadążał za krzywą środkowego okręgu profilu półokrągłego, podczas gdy sam środkowy okrąg profilu półokrągłego będzie przesuwał się w kierunku osi przekładni pod wpływem zmian obciążenia końcowego. Zapobieganie takim obciążeniom osiągane jest przez zaprojektowanie wózka i jej mechanizmu roboczego tak, aby dać swobodę poruszania się środka rolki przez dwa

165 076 przecinające się łuki, które leżą w różnych i przecinających się płaszczyznach. Ten mechanizm dostosowuje się również do małych zmian kąta wyprzedzenia, które występują podczas pracy rozwiązań pokazanych na fig. 8, 9, 12, 13, 16 i 17.

Po piąte, we wszystkich przykładach wykonania wynalazku występuje stały i trójkątny związek pomiędzy dwoma punktami, w których rolka oddziaływuje stycznie na tarcze i położeniem, w którym siła sterująca jest przykładana do zespołu rolek. Na wszystkich fig. 8 do 17 siła sterująca działa wzdłuż wału 132 i jest przykładana do tego wału w miejscu oddalonym od osi rolki. Dwa styki rolka/tarcza są nieruchome względem wału 132, lecz są oddalone od niego i od siebie. Uzyskuje się zatem stabilny trójkąt sił działających w tej samej płaszczyźnie. Ten stabilny trójkąt nadal istniałby nawet, jeżeli środek i oś rolki byłyby oddalone, lecz nadal nieruchome względem osi wału 132, ponieważ geometryczny rozkład siły sterującej i dwóch stycznych sił reakcji rolka/tarcza względem trójkąta byłyby nadal stałe.

W przykładzie wykonania z fig. 18 rolka 60 przekazuje trakcję pomiędzy częściowo toroidalną bieżnią 85 tarczy wejściowej 61 i odpowiednio częściowo toroidalną bieżnią 85 tarczy wyjściowej 62 i jest zamontowana w wózku 67 zamocowanym sztywno na jednym końcu tłoka 71 (jak na fig. 4), którego środek 82 ma ruch ograniczony do nadążania za osią 84 cylindra 190, w którym się on porusza.

Przeciwległy koniec wózka 67 wykonany jest w postaci kulistej płaszczyzny 191, która podczas pracy przylega do płaskiej roboczej płaszczyzny 192 oddzielnego tłoka 193 poruszającego się wewnątrz cylindra 194. Wózek 67 i tłok 193 są więc oddzielne, lecz również podczas pracy nie występuje żadna blokada i dla tego są odmienne względem konstrukcji pokazanej na fig. 6, gdzie jest stosowane gniazdo kulowe stanowiące połączenie pomiędzy wózkiem 67 i tłokiem 98 oraz na fig. 9,11 i 13 gdzie wózek 133 jest również zamocowany do tłoków 139 lub 146. Konstrukcja z fig. 18 ma tę zaletę, że rolka 60 może być umieszczona pomiędzy tarczami 61 i 62 w wyniku następujących kolejnych prostych etapów: przy odłączonym źródle cieczy obniżyć tłok 193 wewnątrz cylindra 191;

włożyć tłok 71 do cylindra i wprowadzić rolkę 60 pomiędzy tarczę 61 i 62, aż wypukłość powierzchni czołowej 191 jest w zasadzie ustawiona w linii z osi tłoka 193;

zwolnić tłok 193, następnie, gdy przekładnia zaczyna działać i wejściowa tarcza 61 obraca się oraz tłoki 71 i 193 podlegają ciśnieniu cieczy, rolka 60 przyjmuje prawidłowe ustawienie, a robocza czołowa powierzchnia 192, będzie przylegać do kulistej czołowej powierzchni 191 w celu wywierania siły przywracającej, której sam tłok 71 jednostronnego działania nie może wywierać.

Ponadto wewnętrzne końce cylindrów 190, 194 nie są zamknięte, lecz całe otwory tych cylindrów łączą się z pierścieniowymi głównymi przewodami 200, 201 utworzonymi wewnątrz obudowy 63 przekładni. Przewody główne 200,201 stykają oba ze źródłem cieczy i są związane ze sterującym zaworem 43, jak pokazano schematycznie na fig. 4 i 6, a także stykają się zwykle powrotnymi przewodami 202 i 203. Jeżeli wózek 67 wykonuje nagły ruch osiowy podczas pracy w wyniku pewnego stanu zagrożenia, takiego jak wypadek lub zmiana powierzchni drogi w normalnej na, dla przykładu powierzchnię oblodzoną - duży przekrój poprzeczny dostępu pomiędzy głównymi przewodami 200,201 i cylindrami ułatwia szybkie wejście cieczy do cylindra 190 i wyjście cieczy z cylindra 194 lub odwrotnie. Takie gwałtowne wejście i wyjście cieczy mogłoby być niemożliwe i przyczyniać się do wzrostu niepożądanych ciśnień wstecznych, jeżeli cylindry byłyby zamknięte i dołączone do obwodu cieczy pod ciśnieniem jedynie za pomocą normalnych wlotów i wylotów o małej średnicy.

Wówczas gdy zespół rolek (takich jak rolki 20 z fig. 1) przekazuje moment obrotowy pomiędzy takimi samymi tarczami wejściowymi i wyjściowymi, takie same główne przewody 201 mogą dogodnie stykać się z odpowiednimi tłokami 71, 193 wszystkich rolek w zespole. Wówczas gdy występują dwa zespoły rolek (podobnie do rolek 20, 25 na tej samej figurze) stosowane z dwustronną przekładnią, główne przewody 200,201 mogą stykać się z tłokami jednego zespołu, a główne przewody 200a i 201a również utworzone wewnątrz obudowy 63 mogą stykać się z tłokami innego zespołu. Głównie przewody 200, 200a połączone są przez przewód 217, tak, że ciśnienia w nich występujące są równe i główne przewody 201, 201a są połączone z podobnym efektem przez przewód 218.

165 076

Tłok 71 przesuwający się wewnątrz cylindra 190 na fig. 19 jest zmodyfikowany przez przedłużenie 205, którego końcowa czołowa powierzchnia 206 dochodzi do bocznej ściany 207 przy gładko zakrzywionej krawędzi 208. Krawędź powrotnego przewodu 202 przy jej wejściu do głównego przewodu 200 utworzona jest z ustawioną pod kątem czołową powierzchnią 210. Jeżeli podczas pracy przekładni występuje stan przeciążenia (przylegania, który jest reprezentowany w skrajnym ruchu osiowym tłoka 71 na lewo, jak na fig. 19), powierzchnie 208 i 210 zbliżając się wywierają dodatkowy opór na normalny wpływ cieczy z głównego przewodu 200 do powrotnego przewodu 202. Ciśnienie w głównych przewodach 200 i 200a zatem wzrasta i ponieważ ciśnienie w tych przewodach głównych działa na wszystkie inne tłoki 71, wszystkie te tłoki będą podlegać zwiększonej sile, która skieruje je przeciwnie, gdy zbliżą się do odpowiednich położeń skrajnych w ich obszarach ruchu osiowego. Zatem zostaje ustalony efekt „hydrualicznego zatrzymania końcowego.

Figura 20 pokazuje schematycznie jeden możliwy przykład wykonania, w którym źródło 11 cieczy zawiera bliźniacze pompy 215, 216 przyłączone do głównych przewodów 200, 200a, 201, 201a zasilających robocze cylindry 190,194 dwóch zespołów cylindrów dwustronnej przekładni z bieżnią toroidalną i trakcją obrotową. Przewody 202 i 203 obwodu hydraulicznego łączą się z cylindrami jedynie jednej rolki 60a, która działa jako „kierująca dla wszystkich pozostałych rolek. Tłok 71 wózka 67 tej rolki posiada przedłużenie 205, które doświadcza działania „zatrzymania końcowego jak już opisano, gdy tłok 71 dąży do przejścia przez cylinder 190, a tłok 193 tej samej rolki posiada uszczelnienie 220, które doświadcza podobnego efektu zatrzymania końcowego przy zbliżeniu się cylindrycznej końcowej ściany 221 i wstrzymywaniu wylotu 222, gdy ten tłok dąży do przejścia przez cylinder 194. Należy również zaznaczyć, że cylinder 223 końcowego obciążenia, który wytwarza siłę końcowego obciążenia działającego na tarcze 61, 62 w kierunku styku z rolkami 60 jest dołączony do części obwodu hydraulicznego, który leży blisko przewodów głównych i do mechanizmów sterujących rolkami, bez wywierania żadnego zasadniczego oporu tak, że w przewodach głównych i cylindrze 223 przez cały czas występują równe ciśnienia.

Przy wytwarzaniu efektu zatrzymania końcowego za pomocą głównego tłoka 71 mechanizmu sterującego rolkami może być wymagana dokładna obróbka krawędzi 208, która musi być zgodna z częścią powierzchni kuli o środku 82'. Fig. 21 pokazuje część odmiennego wykonania, w którym prostszym „drugi tłok 193 jednej rolki 60b powoduje efekt zatrzymania końcowego po lewej stronie obwodu hydraulicznego, gdy tłok ten dąży do przejścia. Sąsiednia rolka 60c jest umieszczona w inny sposób tak, że jej „drugi tłok 193 jest po prawej stronie obwodu względem przewodów 200,201a i powoduje efekt zatrzymania końcowego na tej stronie obwodu, gdy się on przesuwa.

215

Π cą

223 z

-216 rC ±1 o:?

200' '201

202 03

20S

Fi¹

130

131

Fg*

129

130

131

Fg?

fi ł^l3ó

135

-133

-134-

130 ty W?

Ą. J 143

133

FgM

130 rj

141

143

133

SL

138

140 δ


i= 1	V

139

Fig. 1

^Fi9¹³

₇₂ i //-

7ΰ

555-Ψ-2&

.χνΖ./^

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ sterujący rolkami przekładni o ciągle zmieniającym się przełożeniu z bieżnią toroidalną i trakcją rolkową zawierający zespół rolkowy, który posiada wózek z zamontowaną w nim obrotowo, na łożyskach, rolką stykającą się z toroidalnymi bieżniami obrotowych tarcz wejściowej i wyjściowej, a także zawierający mechanizm roboczy posiadający części ruchome i nieruchome, przy czym części ruchome są usytuowane z kątem wyprzedzenia w stosunku do tarcz, a wózek stanowi sztywną konstrukcję względem, której ustalona jest oś rolki i który jest połączony z częścią nieruchomą mechanizmu roboczego w miejscu oddalonym od środka rolki, a zespół rolek jest ustalony przez trzy styki, dwa obu tarcz z rolką i jeden z mechanizmem roboczym, znamienny tym, że rolka (60) mechanizmu roboczego jest umocowana nieruchomo w kierunku wzdłużnym względem osi (58) rolki (60), a wózek (67) jest połączony obrotowo względem więcej niż jednej osi obrotu z częścią nieruchomą mechanizmu roboczego.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że część nieruchomą mechanizmu roboczego stanowi cylinder (72), natomiast część ruchomą mechanizmu roboczego stanowi tłok (71).
3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że mechanizm roboczy stanowią dwa zespoły tłoka (97, 98) i cylindra (99,100) jednostronnego działania przeciwnie do siebie skierowanego.
4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że tłok (155) jest giętki.
5. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że tłok (141) jest połączony z cylindrem (130) obrotowo względem jednej osi obrotu i za pomocą złącza (143) z zespołem rolek obrotowo względem więcej niż jednej osi obrotu.
6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że mechanizm roboczy usytuowany jest jedynie po jednej stronie płaszczyzny zawierającej oś (2) ciągle zmieniającego się przełożenia i środek (66) rolki (60).
7. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że mechanizm roboczy zawiera dwa zespoły tłoka (71 i 193) i cylindra (190 i 194) jednostronnego działania, w którym drugi tłok (193) i wózek (67) są odrębnymi częściami przylegającymi do siebie podczas pracy.
8. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że zawiera zespół hydrauliczny tłoka (71) i cylindra (190) oraz otwór utworzony w cylindrze (190) łączący ten cylinder (190) z hydraulicznym obwodem (200), w którym przekrój poprzeczny otworu jest równy przekrojowi poprzecznemu cylindra (190).
9. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że mechanizm roboczy zawiera hydrauliczny obwód roboczy i co najmniej jeden, połączony z tym obwodem zespół tłoka-cylindra, w którym tłok (71) jest połączony od strony tylnej z boczną ścianą (207) przechodzącą w gładką zaokrągloną krawędź (208), a cylinder (190) jest połączony, od tylnej strony tłoka (71), z głównym przewodem (200) poprzez ustawioną pod kątem czołową powierzchnię (210).