NL1035388C2 - Transmissie met gebombeerde poelieschijven en een drijfriem. - Google Patents

Description

TRANSMISSIE MET GEBOMBEERDE POELIESCHIJVEN EN EEN DRIJFRIEM

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een continu variabele transmissie voorzien van een poelie met gebombeerd conische poelieschijven en 5 van een drijfriem, c.q. ketting, zoals is weergegeven in de aanhef van de navolgende conclusie 1.

De constructie en werking van een dergelijke transmissie is algemeen bekend en wordt bijvoorbeeld beschreven in de Nederlandse octrooipublicatie met nummer 1024918, waarin tevens één van de bekende typen drijfriemen wordt getoond. De 10 getoonde drijfriem staat algemeen bekend als de Van Doorne duwband en wordt bijvoorbeeld nader beschreven in de octrooiaanvraag met nummer WO-A-2006/049493. De bekende duwband omvat een reeks van zogenaamde dwarselementen en twee in zichzelf gesloten oftewel ringvormige trekelementen, waarbij de dwarselementen beweegbaar langs de omtrek van de trekelementen in de 15 duwband zijn opgenomen. De bekende duwband omvat een zodanig aantal van de genoemde dwarselementen, dat althans nagenoeg de gehele omtrek van het trekelement wordt gevuld, zodat tijdens bedrijf de door de poelieschijven van een poelie op de drijfriem uitgeoefende klem- oftewel knijpkracht min of meer gelijkmatig over een aantal dwarselementen verdeeld wordt.

20 Meer in het bijzonder omvatten de afzonderlijke dwarselementen een min of meer trapeziumvormige lijfdeel en een min of meer pijlpuntvormig kopdeel, welke twee delen onderling via een relatief smal nekdeel van het dwarselement met elkaar zijn verbonden. De laterale, onderling onder een scherpe hoek georiënteerde zijden van het lijfdeel zijn daarbij voorzien van contactvlakken voor (wrijvings-)contact met 25 de conische poelieschijven van een aandrijvende en een aangedreven poelie van de transmissie, terwijl delen van de radiaal naar buiten -d.w.z. in de richting van het kopdeel- gekeerde zijde van het lijfdeel steunvlakken vormen voor de trekelementen van de duwband. Het kopdeel van de dwarselementen bevindt zich radiaal buiten de trekelementen en sluit die in die richting op, terwijl het nekdeel zich ter hoogte van de 30 trekelementen bevindt. De afzonderlijke trekelementen worden gevormd door een aantal, onderling geneste, platte en relatief dunne metalen ringen.

In de transmissie is telkens één van de twee poelieschijven van een poelie vast met de poelieas verbonden, terwijl de andere poelieschijf axiaal verplaatsbaar op de poelieas is voorzien. Hierbij bepaalt de axiale afstand tussen de poelieschijven de 35 radiale positie oftewel loopstraal van de drijfriem ter plaatse van een respectievelijke 1035388 2 poelie en de verhouding tussen de respectievelijk loopstralen van de drijfriem ter plaatse van de beide poelies bepaalt de overbrengingsverhouding van de transmissie.

Het is het bekend om het kegeloppervlak van de poelieschijven van de 5 transmissie boogvormig oftewel gebombeerd uit te voeren. Boogvormig of gebombeerd houdt in dit verband in dat de in het onderhavige type transmissie overwegend toegepaste rechte kegelvorm van het oppervlak van de poelieschijven is vervangen door een convex gekromd kegeloppervlak. Overigens wordt dit al dan niet convex gekromde kegeloppervlak van een poelieschijf ook wel aangeduid als een 10 (drijfriem-)loopvlak.

De bolle vorm van de loopvlakken resulteert erin dat een contacthoek, oftewel de hoek ten opzichte van de zuiver radiale richting waaronder van het wrijvingscontract tussen de poelieschijven van een poelie enerzijds en de drijfriem anderzijds, in afhankelijkheid van de genoemde loopstraal varieert. Meer in het 15 bijzonder wordt de locale contacthoek continu groter bij een toenemende loopstraal en vice versa. In NL-A-1024918 wordt voor de uiterste loopstralen een specifieke verhouding voorgeschreven tussen de locale uiterste contacthoeken van de poelies, welke verhouding zou leiden tot een verbetering van het rendement van de transmissie. Hoewel uit dit document dus een bereik van contacthoeken voor de 20 loopvlakken, c.q. van het kegeloppervlak in doorsnede van een respectievelijke poelieschijf gezien in tangentiële richting, wordt voorgeschreven, wordt de algehele contour daarvan echter niet volledig gespecificeerd. In laatstgenoemd opzicht wordt daarentegen volstaan met de vermelding van een aantal, algemeen geformuleerde randvoorwaarden.

25 Het is een doel van de onderhavige uitvinding de bekende ontwerpregels voor de loopvlakcontour van de poelieschijven aan te vullen met het oog op het realiseren van voordelige functionele eigenschappen van de transmissie. De onderhavige uitvinding beoogt aldus te voorzien in een meer specifiek voorschrift voor de genoemde loopvlakcontour, dat geënt is op het werkingsprincipe van de transmissie. 30 Meer in het bijzonder beoogt de onderhavige uitvinding de mechanische belasting van de drijfriem voordelig te reduceren.

De onderhavige uitvinding voorziet daartoe in een transmissie waarin de maatregel uit het kenmerk van de conclusie 1 is getroffen. In de transmissie volgens de uitvinding is de genoemde loopvlakcontour van de poelieschijven van de 35 aandrijvende poelie voorzien van een convexe kromming met een kromtestraal die 3 afneemt in relatie tot een toenemende loopstraal van de drijfriem op die poelie. Een dergelijke loopvlakcontour heeft als voordeel dat de (Hertze) contactspanningen, die tijdens bedrijf optreden in het (wrijvings-)contact tussen de dwarselementen en de poelieschijven van de aandrijvende poelie, voordelig relatief klein zijn, althans 5 gegeven een zeker, daarvoor voorgeschreven, bereik van contacthoeken.

Hoewel de volgens de uitvinding variërende kromtestraal van de loopvlakcontour gemiddeld genomen ongeveer gelijk zal zijn aan de constante kromtestraal die eenzelfde contacthoekbereik beschrijft, heeft deze in de praktijk als voordeel dat daardoor de verandering van de klemkracht per dwarselement in relatie tot de 10 genoemde loopstraal tenminste gedeeltelijk kan worden gecompenseerd. Een dergelijk verschil in de per dwarselement door de poelie op de drijfriem uitgeoefende klemkracht ontstaat doordat in afhankelijkheid van een afnemende loopstraal enerzijds de in totaal voor de koppeloverdracht benodigde klemkracht toeneemt en anderzijds het aantal dwarselementen, dat zich tussen de poelieschijven bevindt en 15 daardoor wordt ingeklemd, afneemt.

Vanzelfsprekend zijn deze beide effecten net zo goed van toepassing voor de aangedreven poelie, zodat verwacht zou kunnen worden dat het van voordeel is de loopvlakcontour volgens de conclusie 1 ook in deze poelie te voorzien. Volgens de onderhavige uitvinding is, althans specifiek voor de toepassing van de transmissie in 20 een motorvoertuig, verrassenderwijs precies het tegenovergestelde het geval, namelijk dat het van voordeel is de genoemde loopvlakcontour van de poelieschijven van de aangedreven poelie te voorzien van een convexe kromming met een variabele kromtestraal die toeneemt in relatie tot een toenemende loopstraal van de drijfriem op die poelie.

25 In de motorvoertuigtoepassing van de transmissie geldt dat deze, hoewel kortstondig, relatief zwaar wordt belast in de meest vertragende overbrengings-verhouding van de transmissie, terwijl deze juist, hoewel langdurig, veel minder zwaar wordt belast in de meest versnellende overbrengingsverhouding. In de genoemde meest vertragende overbrengingsverhouding, oftewel LOW, vindt het 30 (wrijvings-)contact tussen de drijfriem en de aangedreven poelie op de grootste mogelijke loopstraal plaats, terwijl dit in de genoemde meest versnellende overbrengingsverhouding, oftewel OD, juist op de kleinste mogelijk loopstraal plaatsvindt. De invloed van dit laatste effect op de klemkracht tussen drijfriem en aangedreven poelie in relatie tot de loopstraal compenseert de beide 35 eerdergenoemde effecten daarop volgens de uitvinding in zodanige mate, dat het ten 4 behoeve van de optimalisatie van de (Hertze) contactspanningen tussen de drijfriem en de aangedreven poelie van voordeel is de schijven daarvan te voorzien van een loopvlakcontour met een kromtestraal die toeneemt in relatie tot een toenemende loopstraal van de drijfriem op die poelie.

5 De onderhavige uitvinding wordt hieronder aan de bijgevoegde figuren nader verklaard, waarvan: figuur 1 schematisch en gedeeltelijke in doorsnede een continu variabele transmissie voorzien van twee poelies en een drijfriem volgens de stand der techniek toont, 10 figuur 2 een doorsnede van de bekende drijfriem toont, figuur 3 het wrijvingscontact tussen een poelie van de transmissie en de drijfriem op schematische wijze weergeeft, en waarvan figuur 4 een mogelijke loopvlakcontour van de transmissie poelies volgens de uitvinding in een grafiek van de illustreert.

15 De figuur 1 toont schematisch een doorsnede van een continu variabele transmissie volgens de stand der techniek. De bekende transmissie omvat een primaire of aandrijvende poelie 1, die daartoe door een niet afgebeeide motor kan worden aangedreven met een krachtkoppel Tp, en een secundaire of aangedreven poelie 2, die een niet afgebeeide last kan aandrijven met krachtkoppel Ts. Beide 20 poelies 1 en 2 zijn voorzien van een vast aan een respectievelijke poelieas 6, 7 bevestigde poelieschijf 5 en van een ten opzichte van die respectievelijke as 6, 7 axiaal verplaatsbare poelieschijf 4. De poelieschijven 4, 5 bezitten, tenminste in hoofdzaak, de vorm van een afgeknotte en relatief platte kegel. Tussen de poelieschijven 4, 5 is een drijfriem 3 ingeklemd, zodat met behulp van wrijving 25 mechanisch vermogen tussen de beide poelieassen 6 en 7 kan worden overgebracht.

De overbrengingsverhouding Lr2/Lr1 van de transmissie wordt bepaald door de verhouding tussen een secundaire loopstraal Lr2 en een primaire loopstraal Lr1 van de drijfriem 20, dat wil zeggen de effectieve radiale positie daarvan tussen de 30 poelieschijven 4, 5 van respectievelijk de aangedreven en de aandrijvende poelie 2 en 1. De genoemde loopstralen Lr1 en Lr2, en daarmee de overbrengingsverhouding Lr2/Lr1 van de transmissie, kunnen worden gevarieerd door de verplaatsbare schijven 4 in een onderling tegengestelde axiale richting over de respectievelijke poelieassen 6 en 7 te doen bewegen. In de figuur 1 is de transmissie als voorbeeld in 35 de meest vertragende overbrengingsverhouding Lr2/Lr1, oftewel LOW, afgebeeld, 5 dat wil zeggen met een relatief kleine primaire loopstraal Lr1 en een relatief grote secundaire loopstraal Lr2.

Een axiaal georiënteerde kracht waarmee de drijfriem 3 per poelie 1, 2 wordt ingeklemd en welke hierna respectievelijk wordt aangeduid als de primaire 5 klemkracht F1 en de secundaire klemkracht F2, wordt daarbij bepaald en gerealiseerd door een regelingsysteem (niet afgebeeld) van de transmissie, waarbij het niveau van een respectievelijke klemkracht F1; F2 afhankelijk is van ondermeer de respectievelijke loopstraal Lr1; Lr2 en de het respectievelijke koppel T1; T2 .

De in de figuur 1 getoonde drijfriem 3 is van het zogenaamde duwband-type en 10 bestaat uit een nagenoeg continue reeks dwarselementen 32 en tenminste één, maar doorgaans twee trekelementen 31. Deze duwband 3 is in de figuur 2 in detail getoond in een in de omtreksrichting daarvan georiënteerde doorsnede, waarin het dwarselement 32 in vooraanzicht wordt getoond. Het dwarselement 32 omvat een min of meer trapeziumvormige lijfdeel 33 en een min of meer pijlpuntvormig kopdeel 15 35, welke twee delen 33, 35 onderling via een relatief smal nekdeel 34 van het dwarselement 32 met elkaar zijn verbonden. De laterale, onderling onder een scherpe hoek georiënteerde zijden van het lijfdeel 35 zijn daarbij voorzien van convex gekromde contactvlakken 40 voor (wrijvings-)contact met het oppervlak 10 van de conische poelieschijven 4,5 van de poelies 1, 2 van de transmissie, oftewel 20 het loopvlak 10 daarvan. Delen van de radiaal naar buiten -d.w.z. in de richting van het kopdeel 35- gekeerde zijde van het lijfdeel 33, vormen steunvlakken 36 voor de afzonderlijke trekelementen 31(a) en (b) van de duwband 3. Het kopdeel 35 van de dwarselementen 3 bevindt zich radiaal buiten de trekelementen 31 en sluit die in die richting op, terwijl het nekdeel 34 zich ter hoogte van de trekelementen 31 bevindt. 25 De voorzijde van het dwarselement 32 is verder voorzien van een uitstulping 37 in de omtreksrichting van de duwband 3, oftewel nop 37, alsmede van een in een tegenover gelegen achterzijde van het dwarselement 32 aangebracht kuil (niet weergegeven), welke nop 37 is opgenomen in de kuil van een aangrenzend dwarselement 32 in de duwband 3 voor het onderling stabiliseren daarvan. Het 30 onderste, oftewel radiaal binnenste gedeelte van het dwarselement 32 onder een zogenaamde kantellijn 38 in de voorzijde van het dwarselement 32 loopt radiaal naar binnen althans effectief taps toe, zodat aangrenzende dwarselementen 32 in de duwband 3 onderling rond de kantellijn38 kunnen kantelen en de duwband 3 een boog kan beschrijven, zoals waar deze is ingeklemd tussen de poelieschijven 4, 5 35 van de poelies 1 en 2.

6

De afzonderlijke trekelementen 31(a) en (b) bestaan uit een pakket van een aantal in radiale richting gestapelde, platte en relatief dunne metalen ringen. De trekelementen 31 en de dwarselementen 32 sluiten elkaar in de radiale ofwel hoogterichting op, maar de dwarselementen 32 zijn in de omtreksrichting van de 5 ringpakketten 31 beweegbaar in de duwband 3 opgenomen, zodat tijdens bedrijf de rotatie van de aandrijvende poelie 1 via wrijving op de daardoor ingeklemde dwarselementen 32 van de duwband 3 wordt overgebracht. Tussen de dwarselementen 32 ontstaat daardoor een aanzienlijke duwkracht, waardoor deze elkaar over de ringpakketten 31 voortduwen in de richting van de aangedreven poelie 10 2. Vervolgens wordt daar waar de duwband 3 is ingeklemd tussen de schijven 4 en 5 van de aangedreven poelie 2 de genoemde duwkracht nagenoeg volledig via wrijving daaraan overgedragen. De dwarselementen 32 duwen elkaar tenslotte onder uitoefening van een relatief lage duwkracht weer terug van de aangedreven poelie 2 naar de aandrijvende poelie 1.

15 In de figuur 3 is een deel van de aandrijvende poelie 1 van de transmissie weergegeven aan de hand van een doorsnede daarvan gezien in tangentiële richting. Het kegeloppervlak 10 waarmee de poelie in contact komt met het contactvlak 40 van de dwarselementen 32, het zogenaamde loopvlak 10, is convex gekromd. De getoonde contour van het loopvlak 10 resulteert in een hoek λ met de 20 zuiver radiale richting, welke hoek λ radiaal naar buiten toeneemt, d.w.z. in relatie tot de genoemde primaire loopstraal Lr1. Meer in het bijzonder wordt de locale contacthoek λ(Ι_Μ) continu groter bij een toenemende loopstraal Lr1 en andersom. De convexe vorm van het loopvlak 10 in de tangentiële doorsnede daarvan wordt daarbij tevens bepaald door een lokale kromtestraal R10 in relatie tot de loopstraal 25 Lr1, oftewel het verloop R10(Lr1) van het loopvlak 10.

Omdat de stand der techniek, zoals bijv. vertegenwoordigt door NL-A-1024918, ten aanzien van de locale contacthoek X(Lr1) alleen een kleinste waarde λ(Ι.Γΐ-ηιϊη) op kleinste loopstraal Lr1-min en een grootste waarde λ(Ι_Μ-ιτΐ3χ) op de grootste loopstraal Lr1-max voorschrijft is de contour van het loopvlak 10 daartussenin tot op 30 zekere hoogte nog vrij te kiezen. De in dit opzicht meest voor de hand liggende contour is een zuivere boogvorm, oftewel een loopvlak 10 met een constante kromtestraal R10, die dus niet varieert in relatie tot de loopstraal Lr1. Echter, volgens de onderhavige uitvinding is het van voordeel dat de kromtestraal R10 van de loopvlakken 10 van de poelieschijven 4, 5 van de aandrijvende poelie 1 afneemt in 35 relatie tot een toenemende loopstraal Lr1 van de drijfriem 3, zoals in de figuur 3 aan 7 de hand van de vaste poelieschijf 5 van de aandrijvende poelie 1 is weergegeven. Dat wil zeggen, volgens de uitvinding dient de kromtestaal R10 van het loopvlak 10 van de aandrijvende poelie 1 vanaf de genoemde kleinste loopstraal Lr1-min oftewel de top van de kegelvorm van het loopvlak 10 in de richting van de genoemde 5 grootste loopstraal Lr1-max oftewel de basis van de kegelvorm van het loopvlak 10 af te nemen, bijvoorkeur gelijkmatig.

Daarnaast is het volgens de onderhavige uitvinding en althans specifiek voor de toepassing van de transmissie in een motorvoertuig voor de aangedreven poelie 2 het tegenovergestelde het geval, namelijk dat het van voordeel is dat de kromtestraal 10 R10 van de loopvlakken 10 van de poelieschijven 4, 5 van de aangedreven poelie 2 toeneemt in relatie tot een toenemende secundaire loopstraal Lr2 van de drijfriem 3, oftewel in de richting van de top naar de basis van de kegelvorm van die loopvlakken 10.

De figuur 4 geeft een voorkeursuitvoering van de thans voor loopvlakken 10 15 van respectievelijk de aandrijvende poelie 1 en de aangedreven 2 poelie voorgeschreven kromtestraalcontouren aan de hand van een tweetal grafieken waarin de respectievelijke kromtestraal R10 is uitgezet als functie van de eerder genoemde loopstralen Lr1 en Lr2 en van de verhouding daartussen oftewel de overbrengingsverhouding Lr2/Lr1 van de transmissie. De in de figuur 4 voor de beide 20 poelies 1, 2 van de transmissie getoond contouren van de kromtestraal R10 zijn specifiek bepaald van toepassing voor een bereik van contacthoeken van om en nabij de 7 graden tot om en nabij de 11 graden voor de aandrijvende poelie 1 en van om en nabij de 7 graden tot om en nabij de 9 graden „voor de aangedreven poelie 2.

1035388

Claims (8)

1. Continu variabele transmissie voor motorvoertuigen voorzien van een aandrijvende poelie (1) en van een aangedreven poelie (2) waaromheen een 5 drijfriem (3) is aangebracht, die tenminste tijdens bedrijf van de transmissie wordt ingeklemd tussen twee in hoofdzaak kegelvormige poelieschijven (4, 5) van de beide poelies (1, 2) waarvan het kegeioppervlak (10) van een convexe kromming is voorzien, met het kenmerk dat een lokale kromtestraal (R10) van de kegeloppervlakken (10) van de poelieschijven (4, 5) van de aandrijvende poelie (1) in 10 de richting van de top naar de basis van de kegelvorm daarvan afneemt.

2. Continu variabele transmissie voor motorvoertuigen volgens de conclusie 1, met het kenmerk dat een lokale kromtestraal (R10) van de kegeloppervlakken (10) van de poelieschijven (4, 5) van de aangedreven poelie (2) in de richting van de top naar de basis van de kegelvorm daarvan toeneemt.

3. Continu variabele transmissie volgens de conclusie 1, waarin de lokale kromtestraal (R10) over de totale afmeting van de genoemde kegeloppervlakken (10) met een factor tussen de 2 en de 3 afneemt.

4. Continu variabele transmissie volgens de conclusie 2, waarin de lokale kromtestraal (R10) over de totale afmeting van de genoemde kegeloppervlakken (10) 20 met een factor tussen de 1,5 en de 2 toeneemt.

5. Continu variabele transmissie volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kleinste lokale kromtestraal (R10) van de van de kegeloppervlakken (10) van de poelieschijven (4, 5) van de aandrijvende poelie (1) kleiner is dan de kleinste lokale kromtestraal (R10) van de van de kegeloppervlakken (10) van de 25 poelieschijven (4, 5) van de aangedreven poelie (2).

6. Continu variabele transmissie volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de grootste lokale kromtestraal (R10) van de van de kegeloppervlakken (10) van de poelieschijven (4, 5) van de aandrijvende poelie (1) kleiner is dan de grootste lokale kromtestraal (R10) van de van de kegeloppervlakken (10) van de 30 poelieschijven (4, 5) van de aangedreven poelie (2).

7. Continu variabele transmissie volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kleinste lokale kromtestraal (R10) van de van de kegeloppervlakken (10) van de poelieschijven (4, 5) van de aangedreven poelie (2) kleiner is dan de 1035388 grootste lokale kromtestraal (R10) van de van de kegeloppervlakken (10) van de poelieschijven (4, 5) van de aandrijvende poelie (1).

8. Continu variabele transmissie volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de lokale kromtestraal (R10) van de van de kegeloppervlakken (10) van 5 de poelieschijven (4, 5) van de aandrijvende poelie (1) en van de aangedreven poelie (2) een waarde heeft in het bereik van 500 mm tot 2500 mm. 1035388