FI75037C - Automatisk reglervaexel foer fordon. - Google Patents

Description

- 1 ' Λ·.·.ν· ."7 f, 4 * i · . . · ·· - .· · 75037

AUTOMAATTINEN SÄÄTÖVAIHDE AJONEUVOIHIN - AUTOMATISK REGLER-VÄXEL FÖR FORDON

Tämän keksinnön kohteena on ajoneuvon kulkuvastuksen mukaan automaattisesti välityssuhdettaan muuttava säätövaihde, jossa voimaa siirtävänä välityslenkkinä on kiilahihna tai vastaava, ja jossa vähintään toisiopyörä muodostuu toisiaan vasten puristuvista lautaskiekoista, jotka on liitetty toisiinsa monipäisellä kierteellä, sekä kartiokierukan muotoisella vääntöjousella, joka vääntämisen ohella painaa ulompaa lautaskiekkoa aksiaalivoimalla.

Automaattinen säätövaihde polkupyörään on ennestään tunnettu esimerkiksi julkaisusta DE PS 93896, jossa esitetyn vaihteen : : periaatteena on tehdä välityslenkkinä toimivan lattahihnan pyörät spiraalimaisista lattajousista, jotka kaartuvat • l toisiopyörässä pyörimissuuntaan ja ensiöpyörässä sitä vas taan. Tätä periaatetta on sovellettu useissa julkaisuissa .·. myöhemmin esimerkiksi täydentämällä tai korvaamalla jousia spiraalimaisissa urissa liikkuvilla vivuilla. Varjopuolena näissä vaihdetyypeissä on monimutkaiset ja kitkalliset sekä pölylle ja kuralle herkät pyörärakenteet.

Vääntömomentin tunteva kiilahihnapyörä on ennestään tunnettu ·.· esimerkiksi julkaisusta DE PS 224180, jossa ruuviliitoksella .·. toisen puolikkaan suhteen kiertyvän lautaspyörän kiristys- vaikutus tosin toimii vain molempiin hihnapyöriin kohdistu- • van vipuohjauksen tehostuksena. Toistensa suhteen kiertymät- : : tömistä lautaskiekoista muodostuvia kiilahihnapyöriä on kokeiltu lähinnä polttomoottoreiden apulaitteiden, kuten latureiden ja tuulettimien käytöissä, joissa kierteiden ohella esiintyy myös puristus- tai vääntöjousia. Tällainen ratkaisu on esitetty esimerkiksi julkaisussa US 2 478 289.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellämainitut epäkohdat. Keksinnön mukaiselle ajoneuvon kulkuvastuksen 2 75037 mukaan automaattisesti välityssuhdettaan muuttavalle säätö-vaihteelle on tunnusomaista se, että vääntöjousi on vähintään kaksipäinen. Keksinnön tavoitteena on aikaansaada kaikissa olosuhteissa automaattisesti ja portaattomasti välityssuhdettaan muuttava ja hyötysuhteeltaan ketjuvälityk-sen kanssa kilpailukykyinen vaihde, jollaista ei toistaiseksi ole saatu yrityksistä huolimatta aikaan.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovel-lutusmuodolle on tunnusomaista se, että vääntöjousen ulko-renkaassa on nystyröitä, jotka sopivat ulommassa lautaskie-kossa oleviin loviin tehden mahdolliseksi vääntömomentin säädön lovijaon määrittämin portain.

'·*'· Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovel-: : : lutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että lautaskiekkoja • toisiinsa yhdistävään kierteeseen liittyy paineöljysylinte- : ri, joka työntää lautaskiekkoja erilleen toisistaan öljyn- . .·, paineen avulla säädettävällä voimalla.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovel-lutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että paineöljysylin-terin virtauskanavassa on säädettävä vastusvastaventtiili, jonka avulla öljyn tulovirtausta sylinteriin ja sen seurauk-: '* sena vaihteen välityssuhteen muuttumista nopeampaan suuntaan • : · voidaan hidastaa.

-·. Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovel-’’ lutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että lautaskiekkoja yhdistävä kierre on kokonaan paineöl jysy 1 interin sisällä joka puolelta öljyn voitelemana.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovel-lutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että toisiopyörän lautaskiekot ja säätöosat on liitetty normaaliin rullavapaa-kytkimen ja kuorensisäisen jarrun sisältävään pyörännapaan 3 75037 siten, että vain akseli ja napakytkimen sisärengas laakerei-neen korvautuvat erikoisosilla.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovel-lutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että toisiohihnapyö-rän lautaskiekkoja erilleen työntävän sylinterin paineen nousu suurentaa kiilahihnan jännitystä kiristyspyörään vaikuttavan sylinterin avulla.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen, jossa myös ensiöpyörä on säätyvä, eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että sama paineväliaine, joka työntää erilleen 1 autaskiekkoja toisiopyörässä, puristaa niitä yhteen ensiöpyörässä .

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovel-1utusmuodo11 e on myös tunnusomaista se, että painevällaineen : paineen säätölaite on sijoitettu polkupyörän ohjaustankoon ja varustettu painemittari1la.

Keksinnön mukaisen moottorikäyttöisen ajoneuvon säätövaihteen, jossa ensiöhihnapyörän lautaskiekot puristuvat yhteen jousien ja painevä1iainetta sisältävän sylinterin vaikutuksesta, eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että painevä1iaineen paineensäätö on liitetty moottorin säätöjärjestelmään.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että vähintään yksi hihnan kylkeen koskettava pinta tehoa siirtävissä pyörissä on sinänsä tunnetulla tavalla uritettu.

Keksinnön mukaisen säätövaihteen eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on myös tunnusomaista se, että urituksen kaartumismuoto on evolventtia lähenevä.

'λ*· · -‘?*r··'·. ".«*3*·. ..........

4 75037

Vaikka tämän keksinnön kohteena on lähinnä toisiopyörä, jonka hidastus on yleensä, ja polkupyörissä erityisesti, edullista tehdä niin, että lautaskiekkojen aksiaaliseen säätöliikkeeseen liittyy kiertyminen, auttaa edellä mainittu nesteen virtauksen kuristaminen ja sen säätö lähinnä toisio-pyörän lautaskiekkojen etääntymisliikkeen saamisessa sopivan nopeaksi ja pehmeäksi ajoneuvon ajovastuksen pienentyessä.

Tämän keksinnön tavoitteena on aikaansaada sellainen säätö-vaihde, jossa toisiopyörän säätöosat soveltuvat liitettäviksi normaa1irakenteisiin rullavapaakytkimen ja kuoren sisäpuolisen rumpu- tai lame 11ijarrun sisältäviin pyörännapoi-hin, joita markkinoilla on useita rakenteeltaan samanlaisia, mutta laatutasoltaan erilaisia tuotemerkkejä. Hiukan muunnellen säätöosat soveltuvat myös pyörännapoihin, joissa vapaakytkimenä toimii ruuvin kiristämä kartioholkki.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin . esimerkkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää halkileikkauksena pyörännapaa, jossa säätö-osien lisäksi kaikki muutkin osat näkyvät vähintään puolileikkauksina;

Kuvio 2 esittää kitkaolosuhteiltaan erityisen edullista .. sovellutusmuotoa, jossa säätökierre on kokonaan säätösylinterin sisällä joka puolelta säätö-öljyn voitelema;

Kuvio 3 esittää osaprojektiona lautaskiekot ruuviholkin kautta toisiinsa yhdistävää nelipäistä kartiokieruk-kajousta oikeanpuoleisesta akse 1inpäästä katsottuna;

Kuvio 4 esittää kaaviokuvana säädön molemmi-ssa ääriasennoissa vaihdetta, jonka ensiöpyörä on kiinteä ja muodoltaan pyöreä; 5 75037

Kuvio 5 esittää samoin kaaviokuvana ja molemmissa ääriasennoissa vaihdetta, jossa ensiöpyörä on kiinteä ja muodoltaan soikea;

Kuvio 6 esittää vaihdetta, jossa ensiöpyörä on muodoltaan pyöreä säätöpyörä; ja

Kuvio 7 esittää vaihdetta, jossa ensiöpyörä on muodoltaan soikea säätöpyörä.

Seuraavaksi tarkastellaan keksinnön mukaista ajoneuvon kulkuvastuksen mukaan automaattisesti vä1ityssuhdettaan muuttavaa säätövaihdetta, jossa voimaa siirtävänä välitys-lenkkinä on kiilahihna 1 tai vastaava, ja jossa vähintään toisiopyörä muodostuu toisiaan vasten puristuvista lautas-kiekoista 2 ja 3, kuvion 1 avulla. Kuviossa 1 on esitetty halkileikkauksena rullavapaakytkimellä toimiva pyörännapa , jossa välityslenkkinä toimivan hihnan 1 kehävoimasta toinen puoli siirtyy sisempään lautaskiekkoon 3 ja siitä rullakyt-kimen navan 6 ja rullien 9 kautta navan kuoreen 13. Toinen puoli hihnan 1 kehävoimasta siirtyy ulommasta lautaskiekosta 2 mutteriholkkiin 4 ja siitä säätökierteen ja ruuviholkin 5 kautta vapaakytkimeen, jossa osamomentit yhtyvät. Ruuviholkin 5 ja vapaakytkimen navan välinen liitoskierre on edul_ lista varmistaa anaerobisella lukitteella, joka toimii myös öljyn tiivisteenä ja irtoaa lämmittämällä.

Lautaskiekot 2 ja 3 on liitetty toisiinsa monipäisellä kierteellä 4 ja 5 sekä vääntöjousella 7, joka on vähintään kaksipäinen kartiokierukkajousi, joka vääntämisen ohella painaa lautaskiekkoa 2 aksiaalivoimalla. Vääntöjousen 7 ulkorenkaassa on nystyröitä, jotka sopivat ulommassa lautas-kiekossa 2 oleviin loviin, ja jotka tekevät mahdolliseksi vääntömomentin säädön lovijaon määrittämin portain. Jotta jousen ulkorenkaan säätöasento pysyisi myös tärisevissä olosuhteissa, pitää aksiaalisen esijännityksen olla riittävän suuri ja jousen vähintään kaksipäinen.

-ΓΠΤ·---~ ·' -........... ' ' ί ;V ·· ' · · ·' : .'·"· 6 75037 Vääntömomentti, jolla lautaskiekot 2 ja 3 puristuvat yhteen ja hihna 1 nousee suurimmalle kosketusrenkaa1leen, määräytyy neljästä tekijästä: säätökierteen noususta, vääntöjousen 7 jäykkyydestä ja alkuasennosta sekä säätösylinterin paineesta. Lautaskiekkoja 2 ja 3 toisiinsa yhdistävään kiertee seen 4 ja 5 liittyy paineöljysylinteri, joka työntää lautas-kiekkoja 2 ja 3 erilleen toisistaan öljynpaineen avulla säädettävällä voimalla. Kuviossa 2 on esitetty kitkaominai-suuksiltaan erityisen edullinen sovellutusmuoto, jossa säätökierre on kokonaan säätösylinterin sisällä joka puolelta säätö-öljyn voitelemana. Jos säätökierteen nousu tehdään pieneksi, puristuvat lautaskiekot 2 ja 3 yhteen jo hyvin pienellä kehävoimalla ja vääntöjousi 7 on esijännitettävä siten, että se pyrkii kiertämään lautaskiekkoa 2 vastapäivään eli kehävoimaa vastaan. Kuvioiden 1 ja 2 mukaisissa ratkaisuissa on säätösylinterin vaikutus samansuuntainen eli hihnan 1 kehävoimaa suurentava. Paineöljysylinterin virtaus-kanavassa voi olla säädettävä vastusvastaventtiili, jonka avulla öljyn tulovirtausta sylinteriin ja sen seurauksena - · vaihteen välityssuhteen muuttumista nopeampaan suuntaan voidaan hidastaa.

Kuviossa 3 on esitetty osaprojektiona lautaskiekot 2 ja 3 ruuviholkin 5 kautta toisiinsa yhdistävä nelipäinen kartio-kierukka jousi oikeanpuoleisesta akse1inpäästä katsottuna. Toisiopyörän lautaskiekot 2 ja 3 sekä säätöosat voidaan liittää normaaliin ru11 avapaakytkimen ja kuoren sisäisen jarrun sisältävään pyörännapaan siten, että vain akseli ja napakytkimen sisärengas laakereineen korvautuvat erikoisosilla.

Kuviossa 4 on esitetty kaaviokuva säädön molemmissa äärireu-noissa vaihde, jossa ensiöpyörä on kiinteä ja muodoltaan pyöreä. Kuviossa 5 on ensiöpyörä kiinteä ja muodoltaan soikea. Kuvion 6 mukaisessa ratkaisussa ensiöpyörä on muodoltaan pyöreä säätöpyörä, ja kuviossa 7 soikea säätöpyörä. Polkupyörissä ja yleensä lihasvoimalla käyvissä ajoneuvoissa - V'· "v ' ' ' «·; 7 75037 ensiöpyörä voi olla kiinteä tai toisiopyörän tapaan, mutta käänteisesti kosketusrenkaansa sädettä muuttava säätöpyörä ja molemmissa tapauksissa myös muodoltaan soikea. Soikean ensiöpyörän sisältävässä säätövaihteessa tarvitaan hihnan pituutta tasaava kiristyspyörä siinäkin tapauksessa, että molemmat tehoasiirtävät hihnapyörät ovat säätöpyöriä. Suorat nuolet kuvaavat poljinvoiman suuntaa, kaarinuolet pyörimissuuntaa .

Keksinnön eräässä sovellutusmuodossa ensiöpyörä on kiinteä, ja toisiohihnapyörän lautaskiekkoja 2 ja 3 erilleen työntävän sylinterin paineen nousu suurentaa kiilahihnan 1 jännitystä kiristyspyörään vaikuttavan sylinterin avulla. Jos myös ensiöpyörä on säätyvä, voi sama paineväliaine, joka työntää erilleen lautaskiekkoja 2 ja 3 toisiopyörässä, puristaa niitä yhteen ensiöpyörässä. Painevä1iaineen pai- neensäätölaite voidaan sijoittaa polkupyörän ohjaustankoon : ja varustaa painemittari1la.

Moottorikäyttöisen ajoneuvon säätövaihteessa, jossa ensiö-hihnapyörän lautaskiekot puristuvat yhteen jousien ja paine-väliainetta sisältävän sylinterin vaikutuksesta, voidaan paineväliaineen paineensäätö liittää moottorin säätöjärjestelmään .

Keksinnön edullisessä sovellutusmuodossa säädettävä jousitus . . on neste- tai ilmajousitus tai niiden yhdistelmä, jolloin liian nopeat säätöliikkeet voidaan estää nesteen virtausta kuristamalla.

Kartiokierukkajousen aksiaalivoiman vaikutus on säätökier-teen kitkaa vähentävänä edullinen, mutta suuruusluokaltaan pieni. Suurin hyöty aksiaalivoimasta onkin se, että vääntö-jousen ulkorengas pysyy lautaskiekkoa vasten painautuneena ja on helposti säädettävissä eri asentoihin lautaskiekon lovijaon määrittämin portain. Vääntöjousi 7 voi keksinnön puitteissa olla valmistettu monella tavalla. Levyrenkaan ja 8 75037 siihen hitsattujen jousilankakierukoiden sijasta mahdollinen on esimerkiksi kokonaan jousiteräslevystä leikattu rakenne. Esimerkiksi laserilla leikkaus voidaan tehdä viimeisenä työvaiheena karkaisun jälkeen.

Pientä säätökierteen nousua ja suurehkoa säätö-öljyn painetta käytettäessä on eduksi, että säätö-öljyn tulovirtausta voidaan vaetusvastaventtiilillä hidastaa.

Edellä selostetut ominaisuudet ja säätömahdollisuudet riittävät takaamaan luotettavan toiminnan ja hyvän hyötysuhteen sillä edellytyksellä, että hihna on taipuisa ja riittävän jäykkä vetoa ja poikittaista puristusta vastaan sekä riittävän tasalaatuiseksi ja tarkkamittaiseksi valmistettu.

Erittäin kuraisissa olosuhteissa tai vesisateessa voi kuitenkin tapahtua luiskahtelua, joka saadaan parhaiten este-.·. ; tyksi tekemällä vähintään toinen toisiopyörän kosketuspinnoista spiraalimaisesti uritetuksi. Urituksella voidaan !"! parantaa myös hyötysuhdetta ja vähentää hihnan kulumista, jos spriraalimuoto tehdään FI-patenttihakemuksen 853430 mukaan evolventtia läheneväksi.

Säätövaihteen toimintavarmuutta ja -tarkkuutta voidaan parantaa myös ohjaussysteemiä kehittämällä. Nykyaikainen • · elektronikka, anturitekniikka ja hydrauliikka tarjoavat - mahdollisuuksia, jotka koko ajan paranevat ja kehittyvät.

Keksinnön mukaisessa säätövaihteessa on akselin vääntömomen-tin tunteva kierre, mutta rakenne poikkeaa ennestään tunnetuista niin, että vaikuttavia jousisysteemejä on vähintään kaksi, ja ne molemmat ovat joko aseteltavia tai säädettäviä.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot eivät rajoitu ainoastaan edellä esitettyyn esimerkkiin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (12)

1. Ajoneuvon kulkuvastuksen mukaan automaattisesti välitys-suhdettaan muuttava säätövaihde, jossa voimaa siirtävänä välityslenkkinä on kiilahihna (1) tai vastaava, ja jossa vähintään toisiopyörä muodostuu toisiaan vasten puristuvista lautaskiekoista (2, 3), jotka on liitetty toisiinsa monipäisellä kierteellä (4, 5), sekä kartiokierukan muotoisella vääntöjousella (7), joka vääntämisen ohella painaa ulompaa lautaskiekkoa (2) aksiaalivoimalla, tunnettu siitä, että vääntöjousi (7) on vähintään kaksipäinen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätövaihde, tunnet-t u siitä, että vääntöjousen (7) ulkorenkaassa on nystyröitä, jotka sopivat ulommassa lautaskiekossa (2) oleviin loviin tehden mahdolliseksi vääntömomentin säädön lovijaon määrittämin portain.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen säätövaihde, t u n -n e t t u siitä, että lautaskiekkoja (2, 3) toisiinsa yhdistävään kierteeseen (4, 5) liittyy paineöljysylinteri, joka työntää lautaskiekkoja (2, 3) erilleen toisistaan öljynpai-neen avulla säädettävällä voimalla.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen säätövaihde, tunnet-t u siitä, että paineöljysylinterin virtauskanavassa on säädettävä vastusvastaventtii1i, jonka avulla öljyn tulovir-tausta sylinteriin ja sen seurauksena vaihteen välityssuh-teen muuttamista nopeampaan suuntaan voidaan hidastaa.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen säätövaihde, tunnet- t u siitä, että lautaskiekkoja (2, 3) yhdistävä kier re (4, 5) on kokonaan paineo 1jysy1interin sisällä joka puolelta öljyn voitelemana.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen säätövaihde, tunnettu siitä, että toisopyörän lautaskie- _ _ ____^__ ^ j ^ X 75037 kot (2, 3) ja säätöosat on liitetty normaaliin rullavapaa-kytkimen ja kuoren sisäisen jarrun sisältävään pyörännapaan siten, että vain akseli ja napakytkimen sisärengas laakerei-neen korvautuvat erikoisosilla.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen säätövaihde, jossa ensiö-pyörä on kiinteä, tunnettu siitä, että toisiohihna-pyörän lautaskiekkoja (2, 3) erilleen työntävän sylinterin paineennousu suurentaa kiilahihnan (1) jännitystä kiristys-pyörään vaikuttavan sylinterin avulla.

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen säätövaihde, jossa myös ensiöpyörä on säätyvä, jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen säätövaihde, tunnettu siitä, että sama : paineväliaine, joka työntää erilleen lautaskiekkoja (2, 3) : : toisiopyörässä, puristaa niitä yhteen ensiöpyörässä.

: 9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen polkupyörän säätö- vaihde, tunnettu siitä, että paineväliaineen paineen-.. säätölaite on sijoitettu polkupyörän ohjaustankoon ja varustettu painemittarilla.

10. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen moottorikäyttöisen ajoneuvon säätövaihde, jossa ensiöpyörän lautaskiekot puristuvat yhteen jousien ja paineväliainetta sisältävän sylinterin vaikutuksesta, t u n n e t t u siitä, että paineväliaineen paineensäätö on liitetty moottorin säätöjärjestelmään.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen säätövaihde, tunnettu siitä, että vähintään yksi hihnan (1) kylkeen koskettava pinta tehoa siirtävissä pyörissä on sinänsä tunnetulla tavalla uritettu.

12. Patenttivaatimuksen 9 mukainen säätövaihde, tunnet-t u siitä, että urituksen kaartumismuoto on evolventtia lähenevä. 75037 PATENTKR AV