NL8403461A

NL8403461A - Traploos variabele overbrenging.

Info

Publication number: NL8403461A
Application number: NL8403461A
Authority: NL
Original assignee: Doornes Transmissie Bv
Priority date: 1984-11-13
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1986-06-02
Also published as: US4735597A; DE3569803D1; SU1454242A3; ATE42623T1; JPS61119862A; JPH0674838B2; EP0184865B1; AU4901385A; EP0184865A1; AU582974B2

Description

f * N 217 PD 843

Van Doorne's Transmissie B.V. te Tilburg 5 Traploos variabele overbrenging

De uitvinding heeft betrekking op een traploos variabele overbrenging voor een inrichting, bijvoorbeeld een voertuig, met verbrandingsmotor, voorzien van een 10 eindloos overbrengingsorgaan dat over twee poelies, elk met een tussen conische poeliehelften gelegen loopgleuf is aangebracht, waarbij van elke poelie althans één conische poe-liehelft axiaal verplaatsbaar is door een bijbehorende hydraulische cilinder, voorts voorzien van een eerste regel-15 ventiel voor het regelen van de vloeistofdruk in de cilinder van de aangedreven poelie en in de toevoerleiding naar een tweede regelventiel, welk tweede regelventiel dient voor het instellen van de overbrengingsverhouding door het regelen van vloeistoftoe- en - afvoer naar en van de 20 cilinder van de aandrijvende poelie.

Bij een dergelijke inrichting, die reeds eerder voorgesteld en beschreven is in de Nederlandse octrooiaanvrage 7414914, wordt de spanning van het eindloos overbrengingsorgaan (drijfriem) separaat van de overbrengingsver-25 houdinginstelling geregeld door middel van het eerste regelventiel.

Daartoe reduceert het eerste regelventiel de door een pomp opgevoerde vloeistofdruk, en deze gereduceerde vloeistofdruk heerst in een der bedieningscilinders, voor 30 instelling .van de spanning van de drijfriem. De andere bedieningscilinder wordt gevoed met vloeistof door een tweede regelventiel^ dat de gereduceerde vloeistofdruk naar of van die bedieningscilinder stuurt, ten einde afhankelijk van een regelsignaal, de overbrengingsverhouding door 35 middel van een bepaalde stand van die bedieningscilinder in te stellen.

De spanning in het eindloos overbrengingsorgaan moet onder alle omstandigheden voldoende zijn om het koppel 8 0 3 4 6 1 t -*ï -2- van de motor zonder slip over te brengen. Daar deze spanning in de evenwichtssituatie bepaald wordt in de aangedreven poelie is het noodzakelijk dat de vloeistofdruk die de knijpkracht tussen de poeliedelen bepaalt, onder uiteen-5 lopende belastingsomstandigheden, waarbij ond'er andere de ingestelde overbrengingsverhouding en het toerental van de drijvende poelie een rol spelen, steeds een voldoende waarde heeft. Het regelsysteem geeft daartoe door middel van de ventielen een bepaalde, vloeistofdruk. Deze vloeistofdruk moet voor 10 sliploze werking bij extreme veranderingen van de belasting, b.v. bij fel accelereren indien de inrichting dient voor het voortbewegen van een voertuig, echter groter zijn dan onder de normale, min of meer constante belastingsomstandigheden.

Om zeker te zijn dat bij extreme veranderingen geen slip 15 optreedt heeft men tot nu toe de vloeistofdruk en daarmee de knijpkracht in de aangedreven poelie hoger ingesteld dan nodig is bij de normale, min of meer constante, belasting.

r

De spanning in het overbrengingsorgaan (drijfriem) is daardoor ook groter, hetgeen nadelig kan zijn voor bijvoor-20 beeld het rendement en de levensduur.

De uitvinding beoogt dit nadeel te verminderen.

Een inrichting volgens de uitvinding heeft een verbrandingsmotor en een traploos variabele overbrenging, voorzien van een eindloos overbrengingsorgaan dat over twee 25 poelies elk met een tussen conische poeliehelften gelegen loopgleuf is aangebracht, waarbij van elke poelie althans één conische poeliehelft axiaal verplaatsbaar is door een bijbehorende hydraulische cilinder, voorts voorzien van een eerste regelventiel voor het regelen van de vloeistofdruk 30 in de cilinder van de aangedreven poelie en in de toevoer-leiding naar een tweede regelventiel, welk tweede ventiel dient voor het instellen, van de overbrengingsverhouding door het regelen van vloeistoftoe- en -afvoer naar en van de cilinder van de aandrijvende poelie, en is daardoor 35 gekenmerkt, dat middelen aanwezig zijn voor het bedienen van het eerste regelventiel, welke afhankelijk·van de be- 0403451 V * -3- wegingen van het motorblok een verhoging, respectievelijk verlaging, van de vloeistofdruk in de cilinder van de aangedreven poelie teweeg brengen.

Het motorblok is zoals bekend praktisch nooit abso-5 luut star verbonden aan een gestel, bijv. het chassis van een voertuig, maar vrijwel steeds via dempingsorganen, bijv. rubber blokken, die de overdracht van de trillingen van het motorblok naar het gestel verminderen. De trillingen van het motorblok bestaan uit een combinatie van zgn. hoogfrequente 10 trillingen (met een frequentie boven ongeveer 90 Hz) en laag-frequente trillingen. De hoogfrequente trillingen worden als een brommend geluid waargenomen: de laagfrequente trillingen uiten zich ih kantelende bewegingen van het motorblok, vooral bij veranderingen van het toerental van de motor. De overdracht 15 van de hoogfrequente trillingen wordt sterker verminderd naarmate de dempingsorganen, bijv. de rubber blokken, slapper uitgevoerd worden. Slappe dempingsorganen echter leiden onvermijdelijk tot grotere, in het bijzonder kantelende, bewegingen van het motorblok, bij veranderingen van toerental en belasting van de 20 motor en, indien de motor in een voertuig ingebouwd is, bij het rijden over een slecht wegdek. Noodgedwongen heeft men steeds een compromis moeten treffen waarbij een zekere mate van kantelen van het motorblok geaccepteerd werd.

Volgens de uitvinding wordt gebruik gemaakt van het 25 kantelen van het motorblok om een betere traploos variabele overbrenging te realiseren. Doordat nl. middelen aanwezig zijn die bij beweging van het motorblok t.g.v. belastingsveranderingen de vloeistofdruk in de cilinder van de aangedreven poelie verhogen resp. verlagen, behoeft de knijpkracht niet hoger 30 ingesteld te worden dan bij de normale, min of meer constante - belasting noodzakelijk is.

Bij de meeste toepassingen van aandrijving met een verbrandingsmotor bevindt zich tussen de motor en het aangedreven mechanisme, bijv. de hierboven reeds vermelde traploos 35 variabele overbrenging, in het bijzonder voor een voertuig, een koppelingsorgaan. Indien deze koppeling, zoals juist bij 3403461 ί % -4- deze toepassing het geval is, door de vloeistof druk afkomstig van dezelfde bron, bediend wordt kan men de hierboven genoemde middelen tevens de vloeistofdruk in het koppelingsmechanisme laten regelen, waardoor een soepele in- resp. uitschakeling van het aangedreven me-5 chanisme in afhankelijkheid van de belasting gerealiseerd kan worden. Een dergelijke soepele schakeling van de koppeling is, zoals bekend, vooral van belang bij voertuigen. Derhalve kan de uitvinding ook met voordeel toegepast worden indien niet gebruik gemaakt wordt van een traploos geregelde overbrenging 10 maar van een min of meer conventionele overbrenging, bijv. met behulp van een met de hand schakelbare versnellingsbak. In al-'' le gevallen zal men de koppeling zo moeten instellen dat ook bij het in werking treden van de middelen het voertuig niet gaat "kruipen".

15 De vloeistofdrukvariaties opgewekt door de hiervoor genoemde middelen kunnen ook gebruikt worden voor het dempen van de bewegingen', in het bijzonder het kantelen, van het motorblok. Dit is vooral van belang voor voertuigen met een dwars geplaatst motorblok. Men kan, indien gewenst, twee of 20 meer van de hierboven genoemde mogelijkheden van toepassing van de door de middelen opgewekte drukvariaties combineren.

. De wijze waarop de beweging van het motorblok, in het bijzonder het kantelen daarvan, "vertaald" wordt in een variatie van de vloeistofdruk in het gehele regelsysteem, kan 25 op meerdere manieren gerealiseerd worden. Bij voorkeur echter wordt gebruik gemaakt van een of meer extra regelventielen waarin een, onder invloed van de beweging van het motorblok, beweeglijke schuif aanwezig is die poorten sluit resp. opent in het vloeistofcircuit dat de druk levert voor de bediening 30 van het eerste ventiel, en/of de koppeling en/of de dempings-organen van het motorblok. Het extra regelventiel wordt bij voorkeur direct mechanisch gekoppeld met het motorblok; men kan echter ook gebruik maken van een electro-mechanische koppeling bijv. door gebruik te maken van een rekstrookje i.e.

35 van een element waarvan de electrische weerstand afhankelijk is Λ» Λ T ƒ O <Ί /« i i -f- Λ 1

.3 * w -j ? v I

* * -5- van de mechanische spanning daarin.

De uitvinding zal nu toegelicht worden aan de hand van een tekening van een uitvoeringsvorm met twee extra regelventielen.

5 Het in fig. 1 van de tekening schematisch weergegeven uitvoe-ringsvoorbeeld omvat een primaire of ingaande as 1, voorzien van een vaste en een axiaal verschuifbare conische schijf.>f2 respectievelijk 3), die tezamen de primaire poelie vormen. De schijf 3 vormt de zuiger van de,de cilinderruimte 4 omvatten-10 de, cilinder 5 en kan axiaal worden verplaatst door vloeistof toe- en afvoer via leiding 6. Voorts is een secundaire o‘f uitgaande as 7 aanwezig, eveneens voorzien van een vaste en een axiaal verschuifbare conische schijf (8 respectievelijk 9), die tezamen de secundaire poelie vormen. De schijf 9 is integraal 15 verbonden met cilinder 10, waarin zich de vast met de secundaire as 7 verbonden zuiger 11 bevindt, zodat cilinderruimte 12 wordt omsloten. Naar en van cilinderruimte 12 kan via leiding 13 vloeistof worden toe- of afgevoerd.

Om de primaire en secundaire poelie is een V-vor-20 mige drijfriem 14 aangebracht. Dit kan bijvoorbeeld een al of niet versterkte kunststof drijfriem zijn of een metalen drijfriem. Door het axiaal verplaatsen van de kegelvormige schijven 3 en 9 kunnen de loopstralen van de drijfriem 14 om de beide poelies zodanig worden gewijzigd, dat het verschil 25 in draaisnelheid van assen 1 en 7 traploos kan worden gevarieerd. De vloeistofdruk in de cilinderruimte 12 heeft bovendien tot gevolg dat de nodige spankracht in de drijfriem 14 aanwezig is.

Voorts is het uitvoeringsvoorbeeld voorzien van een 30 vloeistof pomp 15 voor het uit het reservoir 16 via filter 19 aanzuigen en op druk brengen van vloeistof.

Voor het signaleren van de aanwezige overbrengings-verhouding is een stang 17 aanwezig, die door middel van af-tastschoen 18 tegen de axiaal verplaatsbare schijf 3 rust, 35 onder belasting van trekveer 29. Afhankelijk van de overbren-gingsverhouding verschuift stang 17 in axiale richting.

? 4 0 3 6 1 ν' -6-

Voorts is een als overstroomklep werkend eerste ventiel 40 aanwezig voor het regelen van de door pomp 15 opgevoerde vloeistofdruk, welke vloeistofdruk ook in cilin-derruimte 12 aanwezig is. Klep 40 is voorzien van een axi-5 aal verplaatsbare schuif 41. Doordat de schuif 41 voorzien is van een verbreed gedeelte 42, dat in contact staat met de door de pomp 15 aangevoerde vloeistof in ruimte 43, zal bij stijgende opvoerdruk de schuif 41 zich naar links (in de tekening) verplaatsen.

10 De druk in de kamer 60, welke mede de stand van de schuif 41'bepaalt wordt geregeld door de stand van de schuif 61, in het eerste extra ventiel 62. Dit ventiel 62 is via het tweede extra ventiel 63 met de daarin aanwezige schuif 64 hydraulisch verbonden met de leidingen 44 en 45 15 van het pompsysteem. De schuif 64 is via de stang 65 mechanisch vast verbonden met het element 66 dat een vaste verbinding heeft met het motorblok 67 of daarvan een onderdeel vormt. De motor 67 is voorts via een demping, bijv. een rubber blok, 68 bevestigd aan een gestel 69, bijv. het 20 chassis van een voertuig.

De werking van het weergegeven uitvoeringsvoor-beeld kan als volgt samengevat worden.

Bij beweging van het motorblok 67 en de elementen 66 en 65 verplaatst de schuif 64 zich. Afhankelijk van deze 25 verschuiving zal de druk van de pomp 15 de schuif 61 naar rechts of naar links verplaatsen. De druk in de ruimte 60 is daardoor onafhankelijk van de richting van de verplaatsing van de schuif 64, d.w.z. van de bewegingsrichting van het motorblok 67, maar wel afhankelijk van de 30 grootte van de beweging van het motorblok 67. De drukverandering in de ruimte 60 beïnvloedt de beweging van de schuif 41 en wel zodanig dat bij grotere bewegingen van het motorblok 67 de knijpkracht tussen de poeliedelen 8 en 9 groter wordt. Immers een grotere knijpkracht is tijdelijk 35 gewenst wanneer een plotselinge vergroting van het door de 8403461 -7- motor geleverde koppel, bijv. bij fel optrekken van een voertuig, optreedt. Daarbij treedt dan zoals bekend een sterke beweging, in het bijzonder kantelen, van het motorblok op.

5 Schuif 41, die de druk van de door pomp 15 opge voerde vloeistof regelt, wordt voorts beïnvloed door het ingaande toerental van as 1. Voor het opnemen van dit toerental is aan cilinder 5 een radiaal naar buiten gesloten ringvormige goot 23 aangebracht, die via opening 24 met 10 vloeistof vanuit cilinderruimte 4 wordt gevuld. Het vullen kan uiteraard ook van buitenaf via een separate vloeistof-toevoerleiding geschieden. Door middel van Pitotbuis 25 wordt de met de primaire as 1 roterende vloeistof in goot 23 omgezet in een vloeistofdruk, die via leiding 26 wordt 15 doorgegeven naar ruimte 46, waarin de vloeistofdruk dus afhankelijk is van het toerental van de primaire as 1.

Anderzijds wordt schuif 41 belast door de spanning van veer 47, die via stang 17 en de om punt 50 draaiende hefboom 51 wordt gespannen, afhankelijk van de 20 aanwezige overbrengingsverhouding. Het zal duidelijk zijn, dat op deze wijze de spankracht in de drijfriem 14 door middel van de vloeistofdruk in cilinderruimte 12 wordt geregeld, en wel afhankelijk van ingaand toerental en' overbrengingsverhouding · 25 De overbrengingsverhouding van de traploze vari abele transmissie wordt geregeld door middel van klep 20, voorzien van een axiaal verplaatsbare stuurschuif 21. Stuurschijf 21 wordt belast door de vloeistofdruk in ruimte 22, welke vloeistofdruk afhankelijk is van het primaire of 30 ingaande toerental van as 1.

Anderzijds wordt stuurschuif 21 belast door de spankracht van veer 27, die door middel van bedieningorgaan 28 wordt gespannen. Hiertoe kan het bedieningsorgaan 28 axiaal worden verplaatst door rotatie om punt 32 van nok 35 31 waartegen nokvolger 33 van bedieningsorgaan 28 rust.

Nok 31 kan mechanisch zijn verbonden met het gaspedaal of de gasklep van het voertuig, zodat de rotatiestand van nok 31 af- 8 4 0 3 4 3 1 -8- hankelijk Is van de positie van het gaspedaal resp. de stand van de gasklep.

fc.

Het regelen van de overbrengingsverhouding geschiedt als volgt. Zolang de transmissie in een bepaalde 5 overbrengingsverhouding staat (dat wil zeggen niet de laagste of de hoogste overbrengingsverhouding, waarbij een van de axiaal verplaatsbare schijven 3 of 9 tegen een aanslag rust) bevindt stuurschuif 21 zich in een evenwichtsstand waarbij geen vloeistof wordt afgevoerd of aangevoerd van of 10 naar cilinderruimte 4. In deze evenwichtsstand van stuurschuif 21, die in de tekening is weergegeven, is de kracht van veer 27 gelijk aan de kracht die de vloeistof in ruimte 22 op stuurschuif 21 uitoefent. De kracht van veer 27 (dat wil zeggen de rotatiestand van nok 31) komt derhalve over-15 een met een bepaald ingaand toerental (dat wil zeggen vloei-stofdruk in ruimte 22). ‘

Wanneer bij gelijkblijvende stand van nok 31 (dat wil zeggen constant extern regelsignaal) het uitgaand toerental (rotatiesnelheid van as 7) stijgt, zal de transmis-20 sie naar een lagere overbrengingsverhouding (dit is een hogere versnelling) schakelen omdat een evenredige stijging van het ingaande toerental (van as 1) een verhoging van de vloeistofdruk in ruimte 22 tot gevolg heeft, die stuurschuif 21 naar links doet verplaatsen, zodat via leidingen 25 44 en 6 vloeistof naar cilinderruimte 4 wordt geleid. Dit schakelen duurt voort totdat het evenwicht van stuurschuif 21 is hersteld. Bij dit schakelen wijzigt echter tevens de vloeistofdruk in cilinderruimte 12 doordat stang 17 axiaal verplaatst en daarmee ventiel 40 beïnvloedt.

30 De drukverandering in de kamer 60 kan, via de lei ding 52 ook doorgegeven worden aan een koppelingsorgaan 71, dat zich tussen de motor 67 en de ingaande as 1 bevindt.

Door de, van de beweging van het motorblok afgeleide druk-variatie in de leiding 52 kan enerzijds de koppeling: 71, ook bij 35 plotselinge vergroting of verkleining van het door de motor 67 geleverde koppel soepel in werking treden en anderzijds wordt de bedieningsdruk van de koppeling beïnvloed in afhankelijkheid van de motorbelasting (d.w.z. de verplaatsing van 8 4 0 5 4 6 1 -9- het motorblok 67) . In figuur 2 is in detail aangegeven hoe deze regeling tot stand gebracht kan worden.

Tussen de leiding 52 en het koppelingsorgaan 71 -is een ventiel 72 geplaatst (zie fig. 2) met een schuif 73. De stand van deze schuif 5 wordt onder andere bepaald door de via de toevoer '52 van het bewegen van het motorblok 67 afhankelijke, variërende druk in de kamer 74. Bij verplaatsing van de schuif 73 wordt de verbinding tussen de pompleiding 44 en de terugvoerlei-ding 45 meer of minder geopend. Daardoor zal de oorspronkelijk 10 in de koppeling aanwezige bedieningsdruk variëren, afhankelijk van de beweging van het motorblok en dus de hierboven vermelde soepele werking van de koppeling teweegbrengen.

De schuif 73 is in dit uitvoeringsvoorbeeld ook vast verbonden met een zuiger 75 en via een veer 76 met een bedie-15 ningsorgaan 53* De zuiger 75 bevindt zich in een kamer 54 waarin de druk, via de leiding 79 afhankelijk is. van het toerental van de motor (dat wil zeggen de vloeistof druk, die afhankelijk is van het motortoerental; dit toerental wordt met soortgelijke middelen opgenomen als het primaire toerental). Het be-20 dieningsorgaan kan axiaal verplaatst worden door rotatie om punt 90 van nok 91 waartegen de nokvolger 93 van dit bedieningsor-gaan 53 rust. De stand van de nok 91 is afhankelijk van de stand van het gaspedaal. Bij toepassing van het regelorgaan volgens figuur 2 wordt de werking van de koppeling derhalve afhankelijk ge-25 maakt van verschillende parameters. Door het correct afstemmen van deze parameters op elkaar zal de verbinding tussen de motor en het aangedreven mechanisme onder de meest uiteenlopende omstandigheden soepel en zonder schokken tot stand komen.

In figuur 1 is schematisch (met stippellijnen) een ^ orgaan 81 aangegeven dat de bewegingen van de motor 67 kan dempen. Dit orgaan bestaat uit een cilinder waarin zich een schuif 82 kan verplaatsen, afhankelijk van de druk die via de leidingen 83 respectievelijk 84 wordt toegevoerd. De schuif 82 is via de stangen 85 en 86 met het element 66 verbonden.

8403':-'

Claims

1. Traploos variabele overbrenging voor een inrichting met verbrandingsmotor, voorzien van een eindloos 5 overbrengingsorgaan dat over twee poelies elk met een tussen conische poeliehelften gelegen loopgleuf is aangebracht, waarbij van elke poelie althans een conische poeliehelft axiaal verplaatsbaar is door een bijbehorende hydraulische cilinder, voorts voorzien van een eerste regelventiel voor 10 het regelen van de vloeistofdruk in de cilinder van de aangedreven poelie en in de toevoerleiding naar een tweede regelventiel, welk tweede ventiel dient voor "het instellen van de overbrengingsverhouding door het regelen van vloei-stoftoe- en -afvoer naar en van de cilinder van de aandrij-15 vende poelie, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het bedienen van het eerste regelventiel, welke afhankelijk van de bewegingen van het motorblok een verhoging respectievelijk verlaging van de vloeistofdruk in de cilinder van de aangedreven poelie teweegbrengen.

2. Inrichting voorzien van een verbrandingsmotor en een via een hydraulische koppeling door deze motor aangedreven mechanisme, in het bijzonder een variabel overbrengingsorgaan, met het kenmerk dat de vloeistofdruk in de koppeling gevarieerd kan worden door middelen die, afhanke-25 lijk van de bewegingen van het motorblok, een verhoging respectievelijk verlaging van de vloeistofdruk in de koppeling teweeg brengen.

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de middelen die de vloeistofdruk in de koppeling 30 variëren tevens beïnvloed worden door een vloeistofdruk diè afhankelijk is van het toerental van de motor en/of een vloeistofdruk die afhankelijk" is van de stand van het gaspedaal van het voertuig.

4. Inrichting volgens conclusie i, 2 of 3 met 35 het kenmerk, dat de middelen omvatten een eerste extra Λ A ||7 i, a i '$? *§ il "V 0 * r ' ï Ψ -liven tie 1 met een schuif die verbonden is met een deel van het motorblok en een tweede extra ventiel met een schuif waarvan de stand.hydraulisch bepaald wordt door de stand van de schuif in het eerste extra ventiel.

5. Inrichting voorzien van een verbrandingsmotor' met tenminste één hydraulisch werkend, aan het motorblok verbonden dempingsorgaan, met het kenmerk, dat het dem-pingsorgaan bestaat uit een ventiel met een, aan het motorblok verbonden schuif waarvan de plaats bepaald wordt door 10 een, van de bewegingen van het motorblok afgeleide, verhoging respectievelijk verlaging van de vloeistofdruk in het ventiel. 3 $ Λ ~ A £ 1