NL9401877A - Poelie. - Google Patents

Description

Van Doome's Transmissie b.v.

Poelie

De uitvinding heeft betrekking op een poelie, in het bijzonder voor een continu variabele transmissie, voorzien van een tweetal schijven op een poelie-as, waarbij de schijven rotatievast op de poelie-as fixeerbaar zijn en tenminste één schijf axiaal verplaatsbaar is ten opzichte van de poelie-as door middel van verplaatsingsmiddelen.

Een dergelijke poelie is bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift 43.05.102 en wordt in het bijzonder toegepast in continu variabele transmissies, bijvoorbeeld voor voertuigen. Tussen een tweetal poelies kan een drijfriem zijn opgenomen, waarbij door variatie van de radiale posities van de drijfriem een oneindig aantal overbrengingsverhoudingen kan worden ingesteld. De variatie in de radiale positie van de drijfriem wordt bewerkstelligd door middels de verplaatsingsmiddelen de axiale positie van de axiaal verplaatsbare schijf te variëren. De schijf dient daartoe enerzijds axiaal verschuifbaar op de poelie-as te zijn geplaatst en anderzijds, om koppel te kunnen overdragen, ten opzichte van de poelie-as in rotatierichting te zijn gefixeerd. Een rotatievaste, maar axiaal vrije plaatsing van een schijf op de poelie-as is bijvoorbeeld mogelijk door middel van groefAand-verbindingen of, zoals bij de bekende poelie volgens het Duitse Offenlegungsschrift 43.05.102, door middel van kogel/groef verbindingen. Deze bekende verbindingen zijn echter duur en gecompliceerd vanwege het grote aantal onderdelen en de nauwkeurige bewerkingen en vereisen zowel in axiale als in radiale richting veel inbouwruimte.

De uitvinding beoogt de geschetste bezwaren te ondervangen en een eenvoudige, relatief goedkope poelie te verschaffen die slechts beperkte inbouwruimte vraagt.

De poelie volgens de uitvinding wordt hiertoe daardoor gekenmerkt, dat tenminste de verplaatsbare schijf zodanig op de poelie-as is geplaatst dat, indien de verplaatsingsmiddelen een stabiele axiale positie aan de schijf opdringen, de schijf axiaal ten opzichte van de poelie-as is gefixeerd en dat, indien de verplaatsingsmiddelen een wijziging in de axiale positie aan de schijf opdringen, de schijf in axiale richting en/of in rotatierichting ten opzichte van de poelie-as relatief beweegbaar is. Doordat de schijf, indien een stabiele axiale positie gewenst is, axiaal ten opzichte van de poelie-as is gefixeerd en de schijf alleen in axiale en/of in rotatierichting ten opzichte van de poelie-as relatief beweegbaar is indien een wijziging in de positie van de schijf gewenst is, wordt een eenvoudige, relatief goedkope poelie verkregen met een beperkte inbouwruimte. In de stabiele axiale positie wordt de schijf bovendien niet alleen door de verplaatsingsmidde-len axiaal gefixeerd, maar ook door de plaatsing van de schijf op de as zelf. De ondersteuning van de schijf is daardoor geoptimaliseerd.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding, is de schijf schrankbaar op de poelie-as geplaatst. Een dergelijke constructie is bijzonder voordelig omdat geen of slechts weinig onderdelen, kritische bewerkingen en montagehandelingen noodzakelijk zijn. Bovendien wordt een zeer beperkte inbouwruimte verkregen.

De schijf van de poelie volgens de uitvinding kan een manchet omvatten die zich axiaal over de poelie-as uitstrekt. De manchet kan daarbij in het bijzonder het schrankeffect ondersteunen en versterken. Tenminste aan het uiteinde van de manchet kunnen tenminste de randen van de manchet grenzend aan de poelie-as zijn geprofileerd, in het bijzonder zijn afgerond. Hierdoor kunnen de contactspanningen worden beperkt. Het uiteinde van de manchet kan volgens de uitvinding, bijvoorbeeld door middel van een elastisch scharnier, instelbaar met de rest van de manchet zijn verbonden, zodat het contact tussen de manchet en de as wordt geoptimaliseerd.

Tevens voorziet de uitvinding de mogelijkheid om de poelie-as en/of de schijf en/of de manchet te voorzien van één of meer contactringen. Door een geschikte keuze van het materiaal van deze contactringen kunnen de diverse contacten naar hun aard worden geoptimaliseerd. In het bijzonder kan daartoe een contactring zelfinstellend met de schijf of de manchet daarvan zijn verbonden.

Eén of meer contactvlakken, al of niet van de contactringen, kunnen zijn gehard en/of zijn voorzien van een geschikte oppervlaktetextuur, om zodanig een goede slijtageweer-stand te verkrijgen en de relatieve bewegingen van de diverse onderdelen te ondersteunen. Door de oppervlaktetextuur in omtreksrichting een grotere wrijvingscoéfficiënt te geven dan axiaal, wordt een relatieve beweging van de schijf in rotatierichting ondergeschikt gemaakt aan een relatieve beweging in axiale richting.

De schijf en/of de manchet daarvan worden bij voorkeur met nauwe tolerantie op de poelie-as geplaatst. Hierdoor wordt lekkage van fluïdum onder druk tussen de schijf en de poelie-as onderdrukt en wordt bovendien een hoekafwijking van de schijfflank, beperkt. Deze hoekafwijking van de schipank, onder andere ten gevolge van schranken, kan volgens de uitvinding door correctie van de flankhoek van de schijf, in het bijzonder in vergelijk tot de flankhoek van een vaste schijf, worden ondervangen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een continu variabele transmissie voorzien van een poelie volgens de uitvinding.

De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van een tekening. In de tekening toont: figuur 1: een continu variabele transmissie in doorsnede en voorzien van poelies volgens de stand van der techniek; figuur 2a: een schematisch weergegeven uitvoeringsvorm van een poelie volgens de uitvinding, gedeeltelijk in doorsnede; figuur 2b: een schematisch radiaal-aanzicht van een poelie/drijfriem samenstel; figuur 3a: een schematisch weergegeven schijf op een poelie-as met contactringen; figuur 3b: een schematisch weergegeven schijf op een poelie-as met een glijschoen; en figuur 3c: een schematisch weergegeven schijf op een poelie-as voorzien van een manchet met een elastisch scharnier.

Figuur 1 toont schematisch een continu variabele transmissie 1 met poelies 3 en 7 volgens de stand van de techniek en bevestigd in transmissiehuis 11. De primaire poelie 3 omvat de schijven 4 en 5 op een primaire as 2. De secundaire poelie 7 omvat de schijven 8 en 9 op een secundaire as 6. De schijven 5 en 8 zijn verplaatsbaar op de poelie-assen 2 respectievelijk 6 aangebracht.

De axiaal verplaatsbare schijf 5 bezit cilinder-zuigmiddelen 12 met een drukkamer 14 en een tweede drukkamer 13. De kamer 25 is drukloos. Via passende doorgangen 15 en 16 wordt fluïdum onder druk, in dit geval, de beide kamers 13 en 14 toe- en afgevoerd, teneinde hiermee de axiale positie van schijf 5 te beïnvloeden. De drukkamer 13 bezit in hoofdzaak radiaalgerichte wanden 18 en 24, alsmede wand 19 en as 2. Wand 17 is verschuifbaar tussen wand 20 en cilinderwand 21 van de schijf 5. Verder steunt wand 17 af tegen wand 19, zodat het samenstel 17, 19, 24 zowel als zuiger 17 als cilinder 19, 24 werkzaam is. Wand 18 rust aan haar ene uiteinde verschuifbaar op wand 19 en is aan haar andere uiteinde vast bevestigd op in deze uitvoering wand 20 van de schijf 5.

De axiaal verplaatsbare schijf 8 van poelie 7 bezit zuiger/cilindermiddelen 12', welke één drukkamer 14' omsluiten die wordt gevoed door doorgang 15'.

Om de poelies 3 en 7 is een drijfriem 10 gelegd waarbij de verhouding van de radiale posities van de drijfriem tussen de poelies 3 en 7 bepalend is voor de overbrengingsver-houding van de transmissie. Deze radiale posities zijn variabel en afhankelijk van de axiale posities van de axiaal verplaatsbare schijven 5 en 8. In het volgende wordt de werking van de continu variabele transmissie 1 overigens bekend verondersteld.

Om enerzijds koppeloverdracht van poelie-as 2 op de schijven 4 en 5 en anderzijds van de schijven 8 en 9 op de poelie-as 6, waarbij koppeloverdracht tussen de poelies 3 en 7 middels de drijfriem 10 plaatsvindt, mogelijk te maken, dienen de schijven 4,5,8 en 9 in hoofdzaak rotatievast op de poelie-assen 2 respectievelijk 6 te zijn aangebracht. De schijven 5 en 8 dienen echter wel axiaal verplaatsbaar te zijn om de overbrengingsver-houding in te kunnen stellen. Om een rotatievaste positionering van de schijven op de poelie-assen mogelijk te maken in combinatie met een axiale verplaatsbaarheid van de schijven ten opzichte van de poelie-assen, zijn in de poelie-assen 2 en 6 kogelgroeven 26 aangebracht. In deze kogelgroeven 26 liggen kogels 27 die weer reiken in kogelgroeven 28 in wanden 20 en 29 van de schijven 5 respectievelijk 8. Een overeenkomstige rotatievaste maar axiaal vrije positionering van de schijven 5 en 8 kan overigens in plaats van met kogel/groef-verbindingen ook met groef/tand-verbindingen worden bewerkstelligd. Beide verbindingen vereisen extra onderdelen, nauwkeurige bewerkingen en extra montagehandelingen. Deze verbindingen zijn daardoor duur en gecompliceerd. Bovendien is zowel in axiale als in radiale richting een aanzienlijke inbouwruimte noodzakelijk, niet alleen voor het opnemen van (voldoende) kogels, maar ook voor de bewerking van de kogelbanen of groeven. De groeven of kogelbanen verzwakken voorts de poelie-assen nadelig.

De in figuur 2a schematisch weergegeven uitvoeringsvorm van de poelie volgens de uitvinding omvat een vast op de poelie-as 30 bevestigde schijf 31 en een axiaal verplaatsbare schijf 32. De schijf 32 is weer op bekende wijze verplaatsbaar door middel van de verplaatsingsmiddelen 34, 35. De verplaatsingsmiddelen met de op de schijf bevestigde cilinder 34 en de op de as bevestigde zuiger 35 omsiuiten een kamer 36 die op niet weergegeven wijze van fluïdum kan worden voorzien. Tussen de schijven 31 en 32 bevindt zich een drijfriem 33.

De schijf 32, die tevens een zich gedeeltelijk over de poelie-as 30 uitstekende manchet 37 omvat, is volgens de uitvinding schrankbaar op de poelie-as 30 geplaatst.

Omdat, zoals is weergegeven in figuur 2b, de drijfriem 33 slechts over een beperkt cirkelsegment Ψ met de schijf 32 in contact is, zal door de drijfriem 33 op de schijf 32 een excentrische kracht F worden uitgeoefend, die de schijf zal doen schranken ten opzichte van de poelie-as 30. Dit is enigszins extreem weergegeven in figuur 3a. Door dit schranken wordt de schijf 32 ter plaatse van rand 38 van manchet 37 ten opzichte van de poelie-as 30 gefixeerd. De schijf 32 is daardoor zowel in rotatierichting als in axiale richting gefixeerd zolang de verplaatsingsmiddelen 34, 35 een stabiele axiale positie aan de schijf opdringen.

Zodra de verplaatsingsmiddelen 34, 35 wel een axiale verplaatsing aan de schijf opdringen, door fluïdum naar of uit de kamer 36 te voeren, wordt het krachtenevenwicht tussen de door de drijfriem uitgeoefende kracht F, de druk in kamer 36 en de schrank-kracht ter plaatse van de rand 38 van de manchet 37 van schijf 32, verstoord en zal de schijf 32 een nieuw evenwichtspunt voor dit krachtenspel opzoeken. De rand 38 van de manchet 37 van de schijf 32 zal daarbij over de poelie-as 30 glijden en/of walsen. Dit walsen ontstaat door het voortdurend in omtreksrichting verplaatsen van het excentrische aangrijppunt van de resulterende kracht F van de drijfriem 33 op de schijf 32. Gebleken is, dat de schijf 32 tijdens dit glijden of walsen niet of nauwelijks roteert ten opzichte van de poelie-as 30, zodat een rotatievaste verbinding ten opzichte van de poelie-as 30 behouden blijft.

Door het schranken kunnen ter plaatse van rand 38 van de manchet 37 en het contactpunt daarvan met de as 30, Hertze spanningen optreden, die kunnen worden beperkt doordat de rand 38 is afgerond. Voorts is de poelie-as 30 voorzien van een contactring 39 en is de manchet 37 voorzien van een contactring 40, waarvan de rand is afgerond. Door toepassing van deze contactringen 39 en 40 kan het contact tussen de manchet 37 en de as 30 worden geoptimaliseerd. Zo kan door een geschikte materiaalkeuze de slijtage van de contactvlakken worden beperkt. De materiaalkeuze voor de schijf 32, de manchet 37 en de poelie-as 30 wordt zo niet beïnvloed door de specifieke gewenste eigenschappen in de contactvlakken. In het bijzonder kunnen de contactvlakken, in dit geval de contactringen 39 en 40, zijn gehard. Door de contactring 41 middels een elastisch scharnier 42 zelfinstellend met manchet 37 te verbinden, zoals is weergegeven in figuur 3b, wordt het contact tussen de manchet 37 en de poelie-as 30 verder geoptimaliseerd, hetgeen in het bijzonder in lagere Hertze spanningen resulteert.

Een andere uitvoeringsvorm daarvan is weergegeven in figuur 3c, waarbij de manchet 37 van een inkeping 45 is voorzien waardoor het einde 44 van de manchet enigszins ten opzichte van de rest van de manchet 37 kan scharnieren en zich optimaal kan instellen. De inkeping 45 heeft daarbij de werking van een elastisch scharnier.

Het glijden en walsen van de schijf 32 en/of de manchet 37 daarvan over de poelie-as 30 kan voorts op geschikte wijze worden beïnvloedt door de contactvlakken, zoals de contactringen 39 en 40, van een geschikte oppervlaktetextuur te voorzien. Zo is contactring 39 van omtreksgroeven 43 voorzien. Door een oppervlaktetextuur met een in omtreksrichting grotere wrijvingscoefficiënt dan in axiale richting, wordt bewerkstelligd dat de schijf weliswaar in axiale richting schrankend verplaatsbaar is, maar dat een rotatie van de schijf 32 ten opzichte van de poelie-as 30 niet of slechts in zeer beperkte mate mogelijk is.

Niet alleen door toepassing van contactringen, het op geschikte wijze aanbrengen van een oppervlaktetextuur en door een goede materiaalkeuze kan het schranken en het glijden en walsen van de schijf 32 op de poelie-as 30 worden geoptimaliseerd, maar ook door een goede keuze van de lengte van de manchet 37.

Door het schranken van de schijf 32 ontstaat een afwijking cc' op de flankhoek van de schijf. Deze afwijking a' kan worden gecorrigeerd door de schijf een gecorrigeerde flankhoek te geven, bijvoorbeeld cc-a'.

Ter plaatse van de schijf 32 en de manchet 37 kunnen in de poelie-as 30 boringen voor de aan- en afvoer van fluïdum zijn aangebracht, bijvoorbeeld voor de verplaatsingsmid-delen 34, 35. Door het schranken zullen deze boringen minder optimaal door bijvoorbeeld de manchet 37 op de poelie-as 30 worden afgedicht. Dit is echter te ondervangen door de schijf 32 en/of de manchet 37 met nauwe tolerantie op de poelie-as 30 te plaatsen.

Na het voorgaande zal het duidelijk zijn dat de uitvinding een relatief goedkope en eenvoudige poelie verschaft, omdat niet of nauwelijks aanvullende onderdelen noodzakelijk zijn en kostbare en kritische bewerkingen kunnen worden vermeden.

Voorts vraagt de poelie geen extra inbouwruimte in zowel radiale als axiale richting.

Het zal duidelijk zijn dat binnen de uitvindingsgedachte nog vele uitvoeringsvormen denkbaar zijn, die worden geacht deel uit te maken van de uitvinding.

Zo kan bij een poelie die op bakende wijze is voorzien van een zuiger/cilindersamenstel de manchet 37 die de cilinder mede omsluit, zijn voorzien van middelen voor het gedeeltelijk afsluiten van de manchet van fluïdum. De krachtverdeling op de schijf kan hierdoor zodanig worden beïnvloedt, dat bij een gewenste verplaatsing van de schijf het schrankeffect tijdelijk enigszins worden onderdrukt waardoor het glijden en walsen wordt bevorderd.

Claims (14)

1. Poelie, in het bijzonder voor een continu variabele transmissie, voorzien van een tweetal schijven op een poeiie-as, waarbij de schijven rotatievast op de poelie-as fixeerbaar zijn en tenminste één schijf axiaal verplaatsbaar is ten opzichte van de poelie-as door middel van verplaatsingsmiddelen, met het kenmerk dat tenminste de verplaatsbare schijf zodanig op de poelie-as is geplaatst dat, indien de verplaatsingsmiddelen een stabiele axiale positie aan de schijf opdringen, de schijf axiaal ten opzichte van de poelie-as is gefixeerd en dat, indien de verplaatsingsmiddelen een wijziging in de axiale positie aan de schijf opdringen, de schijf in axiale richting en/of rotatierichting ten opzichte van de poelie-as relatief beweegbaar is.

2. Poelie volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de schijf schrankbaar op de poelie-as is geplaatst.

3. Poelie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de schijf een manchet omvat, die zich axiaal over de poelie-as uitstrekt.

4. Poelie volgens conclusie 3, met het kenmerk dat tenminste aan het uiteinde van de manchet tenminste de randen van de manchet grenzend aan de poelie-as zijn geprofileerd, in het bijzonder zijn afgerond.

5. Poelie volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk dat het uiteinde van de manchet instelbaar met de rest van de manchet is verbonden.

6. Poelie volgens conclusie 5, met het kenmerk dat het uiteinde van de manchet middels een elastisch scharnier instelbaar met de rest van de manchet is verbonden.

7. Poelie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de poelie-as en/of de schijf en/of de manchet zijn voorzien van één of meer contactringen.

8. Poelie volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de contactring zelfinstellend met de schijf of de manchet daarvan is verbonden.

9. Poelie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat één of meer contactvlakken zijn gehard.

10. Poelie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat één of meer contactvlakken zijn voorzien van een oppervlaktetextuur.

11. Poelie volgens conclusie 10, met het kenmerk dat de oppervlaktetextuur in omtreksrichting een grotere wrijvingscoëfficiënt heeft dan axiaal.

12. Poelie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de schijf en/of de manchet daarvan met nauwe tolerantie op de poelie-as is geplaatst.

13. Poelie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de flankhoek van de axiaal verplaatsbare schijf is gecorrigeerd voor het schrankef-fect, in het bijzonder in vergelijk tot de flankhoek van een vaste schijf.

14. Continu variabele transmissie voorzien van een poelie volgens een van de voorgaande conclusies.