SE442898B - Kylsystem for rullytor i en transmission - Google Patents

Description

siovssz-Vg l0 25 30 ss' i en utsträckning att de blir i det närmaste glasartade till egenskapen. Således är det möjligt att uppnå en hög friktionskoefficient utan onormal förstöring av kontaktytorna.

Såsom angivits fungerar även smörjmedlet såsom ett värmelagringsmedium medelst vilket det värme som alstras vid rullytorna överföres till transmissions- husets yttre genom cirkulering och kylning av smörjmedlet. Speciellt på grund av den relativa rörelsen mellan rullytorna och det sirkulerande smörjmedlet och också delvis på grund av viskositeten som uppnås av smörjmedlet, tenderar det att byggas upp ett gränslager av smörjmedel på ytorna i en sådan utsträckning att de moment- överförande egenskaperna hos smörjmedlet reduceras och, vilket är mer kritiskt, överföringen av värme till det cirkulerande smörjmedlet förhindras. Dessa problem som alstras av gränslagret av smörjmedel är emellertid dubbelsidiga i det avseende att reduktionen av momentöverföringsförmågan kan undvikas genom att cirkulera mindre smörjmedel över ytorna medan bortföringen av det värme som alstras av de påkänningar som utövas på rullytorna érfordrar att större mängd av smörjmedlet cirkuleras över samma ytor. Således har lösningen av dessa problem tidigáree inbegripet en kompro- miss mellan avsedd krafttransmissionskapacitet och användbar livslängd hos en speciell transmissionsenhet.

Enligt föreliggande uppfinning förbättras avledningen av termisk energi eller värme från rullfriktionsytorna hos en transmission av ovan nämnd typ genom cirkulering av ett vätskeformigt smörjmedel utan att reducera den viskösa filmens 'momentöverförande förmåga,genom att mekaniskt torka av eller skrapa rullytorna för att eliminera =gränslagret av smörjmedel på ytorna; Denna funktion erhålles mycket enkelt genom att åstadkomma avtorkare på en komponent som rör sig relativt ingreppsytorna hos resp. rullytepar. Avtorkarna är antingen lângsträckta för att fungera över hela den axiella utsträckningen av rullytorna eller i form av ett mönster av diskreta torkzoner som sträcker sig över en väsentlig del av rullytornas yta. Vidare är företrädesvis avtorkarna belägna så i relation till öppningar eller portar genom vilka Smörjmedel tillföres till rullytorna så att den lokala värme- alstringen vid ingreppspunkterna mellan rullytorna överföres omedelbart till det nyligen tillförda smörjmedlet och transporteras av detta utanför transmissionen.

Således är ändamålen med föreliggande uppfinning att åstadkomma en förbätt- rad kylapparat för en transmission med rullytor; att åstadkomma en kylapparat som är mycket enkel att införliva i en existerande transmissionsutformning; och att åstadkomma ett kylsystem medelst vilket de: skadliga effekterna av ett gränslager avdsmönjmedel undvikes för att öka värmeöverföringen från de smörjmedel uppbärande rullytorna till ett vätskeformigt smörjmedel som cirkuleras genom transmissionen utan att påverka de reologiska egenskaperna hos smörjmedlet som erfordras för att överföra momentet medelst viskös skjuvning. 10 20 25 30 35 40 å 81075324 Andra ändamål och tillämpningsområden för föreliggande uppfinning framgår av nedanstående detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer i samband med bifogade ritningar. Därvid är fig. l ett längdsnitt som visar en transmission enligt föreliggande uppfinning. Fig. 2 är en förstorad fragmentarisk tvärsnittsvy utmed linjen 2-2 i fig. l. Fig. 3 är en förstorad fragmentarisk tvärsnittsvy utmed linjen 3-3 i fig. l. Fig. 4 är en planvy över en transmissionskomponent som inbe- griper en alternativ utföringsform av uppfinningen. Fig. 5 är en tvärsnittsvy utmed linjen 5-5 i fig. 4. Fig. 6 är en fragmentarisk tvärsnittsvy utmed linjen 6-6 i fig. 5. Fig. 7 är en planvy liknande fig. 4 men visar en tredje utföringsfonn av upp- finningen. Fig.8 är en fragmentarisk tvärsnittsvy utmed linjen 8-8 i fig. 7. 1 fig. l på ritningarna visas en utföringsform av en steglöst variabel transmission som använder föreliggande uppfinning i longitudinellt tvärsnitt och försedd med hänvisningsbeteckningen l0. Även om konstruktionen och funktionen av transmissionen beskrives fullständigt i ovannämnda amerikanska patent kommer en summarisk beskrivning av transmissionen l0 att underlätta en fullständig förståelse av föreliggande uppfinning.

I planet för tvärsnittet enligt fig. l finns en första eller primär trans- missionsaxel och en andra axel eller nutationsaxel l4 lutande relativt axeln 12 och skärande densamma i en axelskärpunkt S. Riktningen för den första axeln l2 be- stämmes av en fast ram l4 i form av ett cylindriskt hus l6.slutet vid sina motbelägna ändar medelst lagrade ändpartier l8 och 20. Komponenternai huset l6 innefattar en vevaxelliknande alfakropp 26 uppburen av lager 28 och 30 i ramens ändpartier l8 och 20 för.rotation omkring den primära eller första axeln l2. En ingängsaxel 32 är direkt förbunden med alfakroppen 26 och är således koncentrisk med axeln l2.

En nutationskropp eller betakropp med hänvisningsbeteckningen 34 är uppburen av lager 36 och 38 i alfakroppen 26 för rotation omkring den andra axeln 14. I den visade utföringsformen innefattar betakroppen 34 en central bäraxel 42 på vilken ett par i motsatta riktningar konvergerande koniska element 44 och 46 är uppburna med möjlighet till en viss rörelse relativt axeln 42 både i axiell riktning och rotationsriktningen. konelementen 44 och 46. Enheten 48 beskrives fullständigt i den amerikanska patent- ansökan 926.823 och hänvisning göres därtill för konstruktionens detaljer.

För en fullständig förståelse av föreliggande uppfinning är det endast nödvändigt att inse att enheten 48 fungerar för att förspänna konelementen i motsatta riktningar bort från punkten S i beroende av en momentskillnad mellan axeln 42 och konelementen 44 och 46 och för att koppla konelementen roterbart med axeln. Det bör också noteras att det koniska ytorna hos elementen 44 och 46, vilka också benämnes betarullytor, En kul/rampenhet 48 är glidbart fäst på axeln 42 mellan är koncentriska med den andra axeln l4 och har en variabel radie Rb med avseende på denna axel. .

Den axiella förspänningen av konelementen 44 och 46 medelst kulrampenheten 10 20 25 30 40 8107552-7 i 48 utmed axeln 42 tillsammans med vinkelförhållandet hos axeln l4 samt utformningen av de koniska elementen.förorsakar att de koniska betaytorna på elementen 44 och 46 tvingas till samverkan med ett par axiellt inställbara omegaringar 50 och 52 som bildar inre omegarullytor 54 och 56, viflka är rotationssymmetriska omkring den primära axeln l2 och har en konstant radie RW. Ringarna 50 och 52 är fästa mot rota- tion i rampartiet l6 oåiär fästa vid sina inre ändar till ringformade kolvelement 58 och 60, vilka är anordnade i ringfonnade kammare 62 och 64. Kamrarna 62 och 64 är anslutna till hydrauliska fluidledningar (ej visade) på ett sådant sätt att tryckreglerolja i kamrarna 62 och 64 förorsakar kolvarna och således ringarna 50 och 52 att förflytta sig utmed axeln l2 mot och bort frånvaxèlskärpunkten S.

När transmissionen l0 överför moment från ingångsaxeln 32 roterar alfa- kroppen 26 direkt tillsammans med ingångsaxeln 32 vilket förorsakar att den andra axeln l4 och således också betakroppen 34 utför en nuterande rörelse omkring den första axeln l2 med betarullytorna på konelementens 44 och 46 yttre yta i kontakt med omegarullytorna 54 och 56 på ringarna 50 och 52 på motbelägna sidor om den pri- mära axeln l2. Axeln 42 är roterbar med konelementen 44 och 46 på den andra axeln l4 och är kopplad eller länkas till en utgångsaxeln 66 medelst en epicyklisk kugg- hjulsuppsättning 68. Således inses att momentet vid utgångsaxeln 66 härrör från ingângsmomentet som driver alfakroppen 26 i rotation omkring den första axeln för att förorsaka planetrörelse hos kugghjulsuppsättningen 68 tillsammans med det moment som överföres medelst friktion nællan omegaytorna 54 och 56 och öetaytorna på kon- elementen 44 och 46 för att förorsaha rotation av betakroppen 34 och axeln 42 omkring den andra axeln l4. Vidare täcker kulrampsystemet 48 konelementen 44 och 46 till sam- verkan med omegaringarna 50 och 52 för att alstra en normalkraft proportionell mot det moment som överföres av axeln 42.

För att smörja och kyla komponenterna hos transmissionen lO cirkuleras ett vätskeformigt smörjmedel från en yttre källa såsom en sump 70 till det inre av huset l6 och återföras till sumpen medelst tyngdkraften via ledningen 72. Smörjmedlet matas till transmissionen medelst en pump 74 genom en ledning 72 till en axeltätning eller en förgrening 78 i ändramen l8 intill lagret 28. Axeln 52 är försedd med inre borrningar för att åstadkomma en smörjmedelskanal 80, som står i förbindelse med grenkanaler 84 i alfakvoppen 26. Dessa senare kanaler står i direkt förbindelse med avgivningsportar 86 i kroppen 26 såsom framgår ur fig. l och 3. i utföringsformen enligt fig. l-3 uppbär alfa-r ppen 26 tvâ uppsättningar långsträckta, bladliknande skraporgan 90 och 92. Såsom visas i fig. l är bladen 90 belägna för att samverka med omegarullytorna 54 och 56 diametralt motbeläget från den punkt där dessa ytor ingriper med betarullytorna på de koniska elementen 44 och 46. Dessa blad är långsträckta så att de samverkar med ytorna 54 och 56 över hela den axiella rörelsen av ringarna 50 och 52 när transmissionen l0 varierar hastighets- förhållandet. Såsom visas i fig. 2 utskjuter bladen 90 från ytan av alfakroppen 26 l0 15 20 25 30 35 40 5 i 8107532-7 på ett sådant rotationen av alfakroppen 26. I fig. 2 visas bladen ha en konisk eller knivliknande kant, men bladen kan ha ett stort antal speciella utformningar lämpligt fästa vid kroppen 26, såsom medelst klämkilar 94. Även materialet som bladen är tillverkade av kan innefatta syntetiska hartsmaterial eller kan vara metalliska.

På grund av den relativa rotationen av resp. transmissionskroppar 26 och 34 kommer bladen 92, som är identiska till shikonstruktion med bladen 90 och skjuter sätt att de skrapar rullytorna 54 såsom ett resultat av den direkta inåt från alfakroppen 26, att effektivt avlägsna smörjmedel från ytorna hos elemen- ten 44 OCH 46 SåS0m Git F@SUltöt äv den relativa rotationen mellan kropparna 26 och 34. Bladen 92 sträcker sig ocksåi längdled över åtminstone det axiella kontakt- avståndet mellan omegaytorna och betaytorna. Även om den precisa placeringen av bladen 92 på alfakroppen 26 inte är kritisk bör det noteras att oljaavgivningsportarna 86, från vilka olja riktas mot ytorna hos betakonelementen 44 och 46 är belägna bakom bladen 92 sett i alfakroppens rotationsriktning. Såsom ett resultat härav kommer kvarvarande smörjningsmedel på ytorna av konerna, innefattande smörjmedel härrörande från ett gränslagerfenomen, att avlägsnas från dessa ytor innan tillförseln av ny cirkulerat smörjmedel från " portarna 86. På detta sätt kommer värmeöverföringen från ytorna 44 och 46 till smörj- medlet att förbättras.

När transmissionen l0 fungerar kommer relativt kallt smörjningsmedel att pumpas från sumpen 70 genom kanalerna 80 och 84 i alfakroppen 26 och avges genom portarna 86 direkt mot betarullytorna på det yttre av konelementen 44 och 46. Även om det inte visas på ritningarna är avsikten att smörjmedlet kan kylas medelst enlämplig värmeväxlare anordnad i samband med sumpen 70 eller i ledningen 72 eller 76 på transmissionens l0 yttre. På grund av placeringen av portarna 86 relativt bladen 92 kommer det nya kylda smörjmedlet att samverka med betaytorna omedelbart efter det att de har skrapats rena från eventuellt kvarvarande smörjmedel, varigenom förbättras passagen av värme från konelementen 44 och 46 till det nyligen tillförda smörjmedlet. Huvuddelen av smörjmedlet kommer att passera utåt av centrifugalkraften till omegaringarna 50 och 52 och andra komponenter inuti huset l6, från vilka de tillbakaföres till sumpen genom ledningen 72. Även om inga direkta portar åstad- kommes för att tillföra nytt smörjmedel direkt till omegarullytorna 54 och 56, så kommer placeringen av dessa ringar omkring det yttre av alfakroppen 26 och beta- kroppen 34 att möjliggöra en tillförsel av smörjmedel för att förse dessa ytor med tillräcklig mängd smörjmedel efter dessa ytorns behov för att förhindra en för- slitning eller förstöring av dessa ytor 54 och 56. Kylning av ytorna 54 och 56 sker såsom ett resultat av värmeöverföringen från ytorna 54 och 56 till de koniska ytorna hos elementen 44 och 46, samt värmeöverföringen till smörjmedlet som cirkule- ras till sumpen 70. Även om temperaturen hos smörjmedlet som når ringarna 50 och 52 kan vara högre än det som når ytorna hos konelementen 44 och 46, så kommer avlägs- 8107532-7 4 6 10 l5 20 25 30 35 40 nandet av kvarvarnde smörjmedel från ytorna 54 och 56 medelst bladen 90 tillsamman. med det relativt stora förhållandet på total ringyta relativt ytan hos rullytorna 54 och 56 att förhindra alltför stor värmeuppbyggnad i ringarna 50 och 52.

I fig. 4-6 på ritningarna visas en alternativ utföringsform av uppfinningen, varvid delar som är identiska med de i utföringsformen enligt fig. l-3 har er- hållit samma hänvisningsbeteckningar medan delar som har samma funktion men är modifierade till sin konstruktion har erhållit samma hänvisningsbeteckningen men försetts med primtecken. Således visas i fig. 4och 5 själva alfakroppen 26 och mer i detalj än i fig. l. Det framgår mer tydligt hur dessa figurer exempelvis att kroppen 26 är ett integralt eller enhetligt element med ett par symmetriska, koniska hâlrum 96 och 98, som sträcker sig nellan ett centralt cylindriskt parti l00 till motbelägna häl l02, i vilka lagringarna 36 och 38 (se fig. l) är belägna. Hålrummen 96 och 98 är komplementärt utformade relativt den yttre formen hoskkonelementen 44 och 46 på ett sådant sätt att hålrummetsvavgränsande ytor är normalt belägna på avstånd från kontakt med konelementen. Hålrumen 96 är också sektorer i det av- seendet att de är öppna vid diametralt motbelägna fönster l04 och 106, genom vilka konelementen 44 och 46 berör rullytorna 54 och 56 på omegaringarna 50 och 52.

Arrangemanget av smörjkanaler 84 och portar 86 är detsamma i fig. 4-6 som det i fig. l. 1 utföringsformen enligt fig. 4-6 är ett enda torkarbladaggregat 90' beläget på den yttre ytan av alfakroppen 26 för att beröra rullytorna 54 och 56. I denna utföringsform är bladen 90 bildade av på avstånd från varandra belägna kanter av flexibelt material kvarhållna medelst en central list 94' på huvudsakligen samma sätt som bladen 90 i utföringsformen enligt fig. l-3. I stället för det enda bladet 92 är ett flertal bladliknande partier 92' använda i denna utföringsform. Såsom framgår tydligast ur fig. 5 och 6 sträcker sig bladen 92' longitudinellt för att fungera över hela längden för varje konelement 44 och 46 och är anordnade såsom integrala utskjutningar på ett arkliknande ämne 108 med en form som motsvarar den koniska utformningen av hålrummen 96 och 98. Det arkliknande ämnet l08 kan vara fäst medelst något lämpligt adhesivt eller limmat i hålrummen i det visade läget.

För att tillförsäkra en fullständig fördelning av smörjmedlet mellan blad- partierna 92' och således mot den yttre ytan av konelementen 44 och 46 är bladen 92' avbrutna utmed sina längder för att bilda smörjmedelsbanor i form av öppningar eller mellanrum ll0. öppningarna ll0 är företrädesvis diagonalt anordnade eller förskjutna från varandra axiellt för att den avtorkande funktionen av bladpartierna 92' skall fungera över hela längden av konelementen 44 och 46.

Genom anordnandet av flera bladpartier 92' i utföringsformen enligt fig. 4-6 erhålles en mer fullständig avlägsning av kvarvarande smörjmedel på konelementen 44 och 46. Å andra sidan kommer en fullständig fördelning av nytt och kylt smörj- medel över ett avsevärt parti av konytorna att förbättra bortledningen av värme . ..-___.._.___.._...__.. . ..... . _.._..._._........_...__....,..._ _ 10 15 20 , 8107532-7 och således kylningen av arbetsytorna hos de koniska elementen 44 och 46.

I fig. 7 och 8 visas ytterligare en utföringsform av uppfinningen.

I denna utföringsform utföres funktionen av bladen 92 och 92' hos de tidigare beskrivna utföringsfonnerna av ett flertal diskreta avtorkningspluggar lll anord- nade i de' koniska hålrummen hos alfakroppen 26 för att vara i ett diagonalför- skjutet mönster återigen täckande hela längden av de koniska ytorna hos elementen 44 och 46. Såsom visas tydligast i fig. 8 har avtorkningselementen ll0 formen av pluggar av filtliknande material individuellt upptagbara i relativt grunda hål ll2 borrade i ytorna hos hålrummen 96 och 98. Mönstret för pluggarna kommer i sig själv att tillförsäkra likformig fördelning av nytt eller kylt smörjmedel över hela ytan av konelementen 44 och 46.

Av det ovanstående framgår att föreliggande uppfinning åstadkommer en mycket effektiv apparat för kylning av de friktionssamverkande rullytorna hos en steglöst variabel transmission, varigenom ovanstående ändamål fullständigt uppfyllts.

Det inses otksâ att modifikationer kan utföras i de beskrivna utföringsformerna utan att frångå uppfinningens idén sådan den framgår ur utföringsformerna.

Det inses därför att ovanstående beskrivning endast visar en föredragen utförings- form som inte pâ något sätt begränsar omfattningen av föreliggande uppfinning, vilken endast bestämmes av nedanstående patentkrav.

Claims (12)

10 20 40 8 107532-7 8

1. Friktionsdriven momenttransmission med åtminstone två friktionsytor (44, 54) i ru11friktionssamverkan med varandra under norma1kraftbe1astning, en roterbar kropp (26) rör1igt re1ativt bägge dessa ytor och ett cirku1ationssystem (70, 72, 74, 76) för ett smörjmede1, mede1st vi1ket ett vätskeformigt smörjmede1 avges ti11 och insam1as från friktionsytorna, k ä n n e t e c k n a d av med friktionsytorna samverkande anordningar (90, 90', 92, 92', 111) för av1ägsning av smörjmede1 från varje friktionsyta under drift av transmissionen; och en an- ordning för att uppbära de med friktionsytorna samverkande anordningarna mede1st den roterbara kroppen så att de samverkande anordningarna är i kontinuer1ig kon- takt med och är rör1iga re1ativt friktionsytorna; varvid de med friktionsytorna samverkande anordningarna är anordnade att av1ägsna smörjmede1 från friktions- ytorna och därigenom öka värmeöverföringen från friktionsytorna ti11 smörjmed1et.

2. Apparat en1igt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de med friktions- ytorna samverkande anordningarna består av 1ångsträckta b1ad1iknande e1ement (so, 92).

3. »3. Apparat en1igt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att de b1ad1iknande e1ementen (90, 92) har en 1ängd så att de är aktiva över he1a den axie11a sträckan för friktionssamverkan me11an friktionsytorna.

4. Apparat en1igt något av krav 1, 2 e11er 3, k ä n n e t e c k n a d av avgivningsportar (86) för smörjmed1et i den roterande kroppen för att rikta smörj- mede1 mot åtminstone en av friktionsytorna omede1bart efter av1ägsningen av smörj- mede1 därifrån.

5. Apparat en1igt något av krav 2 e11er 3, k ä n n e t e c k n a d av att de b1ad1iknande e1ementen består av 1istformationer (92') på ett arkiiknande ämne fäst vid den roterande kroppen.

6. Apparat en1igt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att det finns ett f1er- ta1 iistformationer, varvid varje 1istformation är avbruten utmed sin 1ängd för att åstadkomma en smörjmede1skana1 (110) genom varje 1istformation.

7. Apparat en1igt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de med friktions- ytorna samverkande anordningarna innefattar ett diagona1förskjutet mönster av diskreta avtorkningskuddar (111) uppburna på den roterande kroppen.

8. Friktionsdriven momentransmission en1igt krav 1, innefattande en ram be- stående av ett s1utet hus (16), varvid nämnda roterbara kropp utgöres av en a1fa- kroPP (26) uppburen av ramen för rotation omkring en första axe1 (12), en betakropp (34) uppburen av a1fakroppen för rotation omkring en andra axe1 (14) 1utande re1a- tivt den första axe1n och skärande densamma i en axe1skärpunkt (S), varvid beta- kroppen bi1dar ett par av nämnda friktionsytor (44, 46), som är rotationssymmetriska omkring den andra axe1n, en på varje sida om axe1skärpunkten, varvid det andra paret av nämnda friktionsytor utgöres av ett par omegafriktionsytor (54, 56), vi1ka är rotationssymmetriska omkring den första axe1n och är be1ägen en på varje sida lf Ü 'i 8107532-7 om axelskärpunkten, och en anordning (42) för att tvinga betaytorna och omega- ytorna ti11 ru11friktionssamverkan med varandra vid två punkter diametra1t motbe- 1ägna från varandra med avseende på den första axe1n, och en anordning (70, 72, 74, 76) för att cirku1era ett vätskeformigt smörjmede1 i huset mot betaytorna och omegaytorna och ut från huset, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda med frik- tionsytorna samverkande anordningar innefattar avtorkningsanordningar uppburna av a1fakroppen för samverkan med omegaytorna och betaytorna och anordnade att av- 1ägsna smörjmede1 från friktionsytorna för att därigenom öka värmeöverföringsför- mâgan från ytorna ti11 smörjmed1et.

9. Apparat en1igt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att friktionsytorna (44, 46) hos betakroppen (34) är yttre rotationsytor instängda i komp1ementärt utformade hå1rum (96, 98) bi1dade av ytor i a1fakroppen be1ägna på avstånd från betakroppens friktionsytor, och varvid avtorkningsanordningen innefattar ett ark- 1iknande ämne (108) fäst mot hå1rummets ytor, vi1ket ämne har ett f1erta1 vinke1- formigt fördeiade 1ongitudine11t för1öpande och utskjutande 1istformationer (92') för att samverka med och avtorka friktionsytorna hos betakroppen.

10. Apparat en1igt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att varje 1istforma- tion (92') är avbruten utmed sin 1ängd för att åstadkomma smörjmede1skana1er (110) genom vi1ka smörjmed1et kan passera ti11 direkt kontakt med betakroppens friktions- ytor i hå1rummet.

11. Apparat en1igt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att friktionsytorna (44, 46) hos betakroppen är yttre rotationsytor instängda i komp1ementärt utformade hå1rum (96, 98) bi1dade av ytor i a1fakroppen be1ägna på avstånd från betakroppens friktionsytor, och varvid avtorkningsanordningen innefattar ett f1erta1 diskreta avtorkningskuddar (111) i de hâ1rummet bi1dande ytorna, varvid avtorkningskuddarna är anordnade i ett diagona1t mönster och är anordnade för att samverka med och av- torka friktionsytorna på betakroppen.

12. Apparat en1igt något av krav 9 e11er 11, k ä n n e t e c k n a d av att en enda smörjmede1sport (86) är anordnad i a1fakroppen (26), vi1ken port mynnar ti11 varje hå1rummet bi1dande ytor för att rikta smörjmede1 mot resp. friktions- ytor hos betakroppen.