Бесступенчатая передача

 

. Использование: в коробках передач с переменной скоростью, в частности, в вариаторах. Сущность изобретения бегунки (Б) передают силу сцепления между тороидальной канавкой входного диска и канавкой выходного диска Каждый Е смонтирован с возможностью вращения в держателе , конец которого связан с управляю ним узлом, включающим силовой цилиндр Конструкция силового цилиндра обеспечивает возможное, мророта его поршня вокруг трех взаимно перпендикулярных осей, пересекающихся в центре, что обеспечивает необходимый поворот Б с изменением передаточного числа 12 з.п ф-лы, 20 ил

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4895417/27 (22) 20.05.91 (31) 88 27140: 89 1982 (32) 21.11.88; 30.01.89 (33) GB; GB (46) 15,12.93 Бюл. Ма 45-46 (71) Торотрак {дивелопмент) Лимитед (GB) (72) Томас Джордж Феплоуз(ОВ); Кристофер Джон

Гринвуд(6 В); Филип Дункан Уинтер(68) (73) Торотрак (дивелопмент) Лимитед (GB) (86) GB 89/01374 (1711.89)

{54) БЕССТУПЕНЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Использование: в коробках передач с пере(19) RU (11) 2004863 С1 (51) 5 F16Н15 38 менной скоростью, в частности, в вариаторах Сущность изобретения: бегунки (Б) передают силу сцепления между тороидальной канавкой входногс диска и канавкой выходного диска. Каждый Б смонтирован с возможностью вращения в держатепе, конец которого связан с управляюцим узлом, включающим силовой цилиндр. Конструкци:. силового цилиндра обеспечивает возможное;, ворота его поршня вокруг трех взаимно перпендикулярных осей, пересекающихся в центре, что обеспечивает необходимый поворот Б с изменением передаточного числа. 12 з.п.ф — лы, 20 ил.

2004863

13. Диск 11 установлен на подшипнике 14 с возможностью свободнога вращения и î"раниченного осевого перемещения, На ободе диска 13 установлена шес1ерня 15, взаимодействующая с приемным механизМоМ передачи смонтированная на опоре в

Изобретение касается фрикционных передач с переменной скоростью, в частности вариаторов, и может быть применено в коробках передач.

Известна бесступенчатая передача типа сцепления по тороидальной канавке качения, включающая неподвижный корпус, установленные в корпусе на общей оси с возможностью вращения диски с входной и выходной канавками со стенками в форме частей тора, бегунок, располо>кенный между дисками с возможностью взаимодействия со стенками входной и выходной канавок, и систему управления бегунком, содержащую жесткий держатель с подшип- 15 никами и осью для фиксации бегунка и управляющий узел, выполненный в виде неподвижной части, закрепленной на корпусе, и подвижной части, связанной с плечом держателя и размещенной в неподвижной части с возможностью ограниченного перемещения вдоль ее оси, при этом держатель установлен с возможностью поворота вокруг оси неподви>кной части управляющего узла, 25

Цель изобретения — упрощение конструкции передачи.

Это достигается тем, что держатель бегунка смонтирован с возмо>кностью пространственного поворота, 30

На фиг.1 представлена бесступенчатая передача, общий вид; на фиг.2 — бегунок с дисками; на фиг.3 — разрез А — А на фиг,2; на фиг.4 — узел I на фиг,2; на фиг.5 и G — варианты установки держателя бегунка, на 35 фиг.7-16 — варианты систем управления бегунком; на фиг.17 — вариант установки держателя бегунка с системой управления; на фиг.18 — вариант установки поршня, несущего держатель; на фиг,19 и 20 — варианты 40 гидравлической цепи системы управления.

Входной вал 1, вращающийся от двигателя 2, несет два входных диска 3 и 4 с рабочими поверхностями s виде части торо .дальных канавок 5 и 6 соответственно.

Диск 4 жестко закреплен на валу, а диск 3, связанный с валом посредством шпонки 7, установлен в чашке 8, образуя камеру 9, и имеет возможность ограниченного осевого перемещения. Камера 9 соединена с источником 10 напорной жидкости, Выходной диск 11 на своих противопо-. ложных сторонах имеет рабочие поверхности в виде части тороидальных канавок 12 и корпусе 16 с возможностью свободного вращения.

Три бегунка 17, равнорасположенных вокруг вала, смонтированы в раме 18. Аналогично три бегунка 19 смонтированы в раме 20.

Бегунки 17 и 19 контактируют с канавКами расположенных около них дисков.

Бегунок 17 смонтирован на оси 21 в подшипниках 22 и 23 с возможностью свободного вращения в держателе 24, который посредством резьбового соединения 25 с контргайкой 26 соединен с концом валика

27. На другом конце валика установлен поршень 28, располо>кенный в корпусе 29 силового цилиндра двойного действия. Корпус

29 жестко связан с общим корпусом 16, Крышка 30 с уплотнением 31 под валик 27 закрывает корпус 29, образуя полость, которую поршень 28 делит на две камеры 32 и

33, Эти камеры через контрольный клапан

34 соединены с источником 10 напорной жидкости, Поршень 28 имеет наружный обод со сферической поверхностью 35, центр которой находится в центре 36 самого поршня.

Такое выполнение обеспечивает возможность вращения поршня 28 не только вокруг оси 37, но и вокруг осей 38 и 39. Уплотнение

31 обеспечивает небольшие радиальные перемещения валика 27 без потери герметичностии.

Силовой цилиндр с корпусом 29 и крышкой 30, а также гидравлическая цепь, соединяющая цилиндр с источником напорной жидкости, составляют неподви>кйую часть управляющего узла системы управления бегунком. Поршень 28 с валиком 27 составляют подвижную часть управляющего узла, Бегунок 17 контактирует с тороидальной канавкой 5 диска 3 в точке 40 и с канавкой 12 диска 11 в точке 41. Диски 3 и 11 вращаются по направлению стрелок 42 и 43 соответственно. Реактивные силы действуют только в трех точках контакта, а именно: две реактивные силы — между дисками и бегунком, а третья сила — на поршень 28.

Эти силы являются достаточными для того, чтобы бегунок сохранял свое положение в пространстве для заданного передаточного числа, т.е. тот угол наклона, при котором реакции: поршень (жидкость и бегунок) диск уравновешивается бсз дополнительного физического воздеиствия, Номинальное осевое положение диска

3 определено заранее. Центр 44 бегунка находится в центре круга общей конфигурации дисков 3 и 11, расположенном в средней плоскости 45 этого круга, Угол между осью

46 подвижной части управляющего узла, проходящей через центр 44 бегунка, и сред2004863 ней плоскостью 45 является номинальным углом продольного наклона передачи.

Фактически этот угол а изменяется в малых пределах в зависимости от положения поршня 28 в корпусе 29 силового цилинд- 5 ра, Удовлетворительное управление величиной передаточного числа достигается при таком выполнении управляющего уэ- 10 ла, когда только центр 36 поршня подвергается осевому и радиальному давлению, а подвижная часть управляющего узла может перемещаться в пределах телесного угла с вершиной в центре 36. В этом вари- 15 анте весь управляющий узел располон<ен с одной стороны от центра 44 бегунка, чта обеспечивает экономию материалов. При этом корпус 29 силового цилиндра устанавливается непосредственно на корпусе 16 20 передачи. Такая конструкция обеспечивает возможность увеличения угла а продольного наклона. Рабочие. величины углз а порядка 20 или даже (5...8), которые используются нзиболее часто, саответству- 25 ют большей стабильности, в частности более быстрому возврату к равновесию, Вариант передачи, представленный на фиг.5 и б, содер>кит опоры 47 и 48 с шаровой поверхностью, смонтированные на прати- 30 вополон<ных концах держателя 24 и взаимодействующие с поршнями 49 и 50, перемещающимися в корпусах 51 силовых цилиндров. Камеры 52 этих цилиндров соединены с источникам 10 напорной жидкости 35 с помощью клапана 34.

Как показана на фиг,5, поршень 49 перемещается точна па внутренней поверхности правого корпуса 51, что обеспечивает постоянное нахождение центра 53 опоры 47 40 на оси 54 корпуса 51, Поршень 50, перемещающийся внутри левого корпуса 51, центрируется по его внутренней поверхности с помощью гибкого герметизирующего кольца 55, которое обеспечивает возмом<насть 45 некоторого радиального перемещения поршня 50 относительно корпуса 51. Поэтому держатель 24 имеет возможность вращаться вокруг перпендикулярных одна другой осей 54 и 56 и оси, перпендикулярной пла- 50 скости чертежа на фиг,5 в центре 53. Корпуса 51 силовых цилиндров смонтированы HB корпусе 16 передачи.

Бегунок 17 (фиг.б) смонтирован в подшипниках 22 и 23 с воэможностью враще- 55 ния вокруг центра 44 в держателе 24, Держатель 24 соединен с поршнями 56 и 57, размещенными в корпусах 58 и 59 силавыл цилиндров. Корпусы расположены на раме, расположенной между дисками 3 и 11. Кольцо 60 поршня 56 по форме выполнено аналогично поверхности 35 (фиг.4).

Кольцо 61 поршня 57 выполнено аналогично кольцу 55 поршня 50 (см. фиг.5). Такое конструктивное выполнение обеспечивает возможность вращения держателя 24 aor.руг трех взаимно перпендикулярных осей, пересекающихся в точке 62.

На фиг.7 — 16 схематично представлены варианты систем управления бегунком.

На фиг.7 поршень 28 перемещается по оси и вращается в корпусе 29 силового цилиндра па сферической поверхности 35.

Поршень жестко крепится к валику 27, который имеет возможность ограниченных радиальных перемеьцений в уплотнении 31.

Валик 27, в свою очередь, посредством держателя 24 связан с бегунком 17. В данной системе применен силовой цилиндр двойного действия, Пример конструктиF)нога выполнения данной системы представлен на фиг,2.

Нз фиг.B держатель 24, несущий бегунок, посредствам валиков 27 и 63 соединен с поршнями 28 и 64 со сферической поверхностью, перемещающимися в корпусах 65 силовых цилиндров одинакового действия.

Шаровой шарнир 66, встроенный в валик 63, обеспечивзет воэможность поворота поршней вокруг трех взаимна перпендикулярных осей. пересекающихся в центре каждого поршня.

На фиг.9 держатель 24 посредством валика 63 с шаровым шарнирам 66 соединен с поршнем 67, размещенным в корпусе 29 цилиндра двойного действия.

Нз фиг.10 держатель 24 двумя валиками

63 с шаровыми шарнирами 66 в каждом соединен с псршнями 67 и 64, последний иэ которых им ет сферическую поверхность.

Поршни установлены в корпусах 65 силовых цилиндров одинарного действия.

Нз фиг.11 держатель 24 валиком 27 соединен с поршнем 67, установленным в корпусе 29. силовига цилиндра двойного действия. Корпус 29 смонтирован в шаровой опоре 68.

Нз фиг.12 держатель 24 посредством валика 63 с шарниром 66 и валика 27 соединен с поршнями 67, размещенными в корпусах 65 силовых цилиндров одинарного действия, Корпуса 65 установлены в шаровых опорах 68.

Нз фиг.13 держатель 24 валиком 27 с помощью шарового шарнира бб соединен с рычагам 69, который смонтирован с возможностью вращения вокруг фиксированного вентра 70.

2004863

1

55

Конструкция, изображенная на фиг.15, аналогична предыдущей, за исключением взаимного расположения центра 44 бегунка и центра 70 вращения рычага.

На фиг.15 держатель 24 валиком 27 со- 5 единен с гибким поршнем 71, Поршень установлен в корпусе 29 цилиндра двойного действия, причем валик 27 проходит через крышку 30 силового цилиндра с помощью герметизирующей шаровой опоры 72. 10

На фиг.16 держатель 24 валиком 27 связан с поршнем 67, который установлен в корпусе 29 силового цилиндра двойного действия. Корпус 29 с помощью серьги 73 и оси 74 крепится к выступу 75 гильзы 76, 15 имеющей возможность вращаться вокруг оси 77, Оси 74 и 77 перекрещиваются под . прямым углом.

На фиг,17 держатель 24 с бегунком 17 связан с двумя поршнями 28 и 78, установ- 20 ленными в силовых цилиндрах одинарного действия. Держатель 24 соединен с поршнем 28 неподвижно, а с поршнем 78 контактирует своим сферическим торцом 79.

Корпуса 80 и 81 силовых цилиндров своими 25 открытыми торцами выходят в кольцевыекамеры 82 и 83 соответственно, выполненные в корпусе 16 передачи. Камеры 82 и 83 сообщаются с источником напорной жидкости, включающим двойные насосы 84 и 85. 30

Силовой цилиндр 86 конечной нагрузки регламентирует величину силы контакта беФормула изобретения

1, БЕССТУПЕНЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА типа сцепления по тороидальной канавке качения, включающая неподвижный корпус, установленные в корпусе на общей оси с возможностью вращения диски с входной и выходной канавками со стенками в форме частей тора, бегунок, расположенный между дисками с возможностью взаимодействия со стенками входной и выходной канавок, и систему управления бегунком, содержащую жесткий держатель с подшипниками и осью для фиксации бегунка и управляющий узел, выполненный в виде неподвижной части, закрепленной на корпусе, и подвижной части, связанной с плечбм держателя и размещенной в неподвижной части с возможностью ограниченного перемещения вдоль ее оси, при этом держатель установлен с возможностью поворота вокруг оси неподвижной части управляющего узла, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, держатель бегунка смонтирован с воэможностью пространственного поворота, гунка с поверхностью дисков и соединен с общей гидравлической цепью, Камера 82 соединяет между собой силовые цилиндры с поршнями 28 всех бегунков

17, а камера 83 — силовые цилиндры с поршнями 78.

На фиг,18 представлена модификация выполнения поршня 28, удлиненного стержнем, контактирующим своим сферическим торцом 87 с ответной фаской 88 гильзы 89.

В случае перегрузки поршень 28 перемещается, сближая торец 87 с фаской 88, что вызывает дополнительное сопротивление в потоке жидкости, проходящем через гильзу 89 сливной магистрали. Давление в камере 82 повышается, обеспечивая выравнивание нагрузки на все поршни 28 для всех бегунков 17, Сливную магистраль соединяют только с одним из поршней в камере

82 или 83, Набор бегунков 17 (см. фиг.19) передает крутящий момент между входным и выходным дисками при совместной работе всех поршней 28 и 78 в кольцевых камерах 82 и

83 соответственно.

При наличии двух наборов бегунков 17 и 19 их силовые цилиндры соединяются с камерами 82 и 83 параллельно. (56) Патент Великобритании

N. 1395319, кл. F 16 Н 15/38, опублик.

21,05,75.

2. Передача по п,1, отличающаяся тем, что держатель бегунка жестко соединен с подвижной частью управляющего узла.

3. Передача по п,1, отличающаяся тем, что держатель бегунка соединен с подвижной частью управляющего узла с возможностью вращения вокруг более чем одной оси.

4. Передача по п.1, отличающаяся тем, что управляющий узел выполнен в виде силового цилиндра, состоящего иэ корпуса, связанного с выполненным в корпусе передачи каналом, поршня, а также гидравлической цепи.

5, Передача по п.4, отличающаяся тем, что управляющий узел выполнен в виде силового цилиндра двойного действия.

6. Передача по п,4, отличающаяся тем, что управляющий узел снабжен дополнительным силовым цилиндром, размещенным оппоэитно основному, а держатель выполнен с дополнительным пле <Ом, взаимодействующим с поршнем дополнительного силового цилиндра, при этом оба, силовых цилиндра выполнены одинарного

2004863

10 действия.

7. Передача по п.4, отличающаяся тем, что поршень силового цилиндра выполнен гибким и установлен с возможностью отклонения его центра от оси силового цилиндра.

8. Передача по п.4, отличающаяся тем, что поршень силового цилиндра снабжен штоком и установлен в корпусе цилиндра с возможностью поворота вокруг оси цилиндра, а держатель связан со штоком с возможностью пространственного поворота, 9. Передача по п,1, отличающаяся тем, что ось неподвижной части управляющего узла расположена наклонно к среднему участку торцовой поверхности канавок дисков.

10. Передача по п.б, отличающаяся тем, что дополнительное плечо дер кагеля выполнено с опорной поверхностью для поршня дополнительного силового цилин5

11, Передача по п.4, отличающаяся тем, что канал для рабочей жидкости силового цилиндра выполнен с сечением, соотве1ствующим сечению корпуса цилиндра.

12. Передача по п,4, отличающаяся тем, что канал выполнен кольцеобразным и расположен в корпусе передачи коаксиально ее оси.

13. Передача по п.12, отличающаяся

"5 тем, что канал выполнен в виде неполного кольца, Приоритет па пунктам;

21.11.88 по пп:1 - 3, 5- 10;

30.01,89 по пп.4, 11 - 13.

2004863

2004863

A - A

Г4 Г2 Р 2.

2004863

29

2004863 б7

Фиг. 70

Фиг /5

75 74 77

2004863

2004863 у 3

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Редактор Т. Горячева

Заказ 3393

Ю

СД 17

Составитель И. Хоптяная

Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Тираж Подписное

КПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5