1. Бесступенчатый редуктор, содержащий по меньшей мере два элемента звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234) и по меньшей мере одно соединительное звено (фрикционное кольцо 202), соединяющее подвижным образом между собой элементы звена передачи и выполненное с возможностью непрерывного перемещения относительно элементов звена передачи, характеризующийся тем, что соединительное звено (фрикционное кольцо 202) установлено в направляющее устройство, поворачивающееся относительно поворотной оси (211), осевое направление которой содержит компонент, установленный параллельно фиксированной плоскости, проходящей через две оси (231, 232) элементов звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234).

2. Бесступенчатый редуктор по п.1, характеризующийся тем, что направляющее устройство содержит подвижную скобу (направляющая втулка 8) для соединительного звена.

3. Бесступенчатый редуктор по п.1 или 2, характеризующийся тем, что усилия, существенно необходимые для перемещения или поступательного движения соединительного звена (фрикционное кольцо 202), создаются вращением этих двух элементов звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234) и соединительного звена.

4. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-3, содержащий механическую систему регистрации положения, которая передает механический сигнал положения через перегородку.

5. Бесступенчатый редуктор по п.4, характеризующийся тем, что перегородкой является стенка корпуса бесступенчатого редуктора (230).

6. Бесступенчатый редуктор по п.4, характеризующийся тем, что перегородкой является перегородка жидкостного отсека бесступенчатого редуктора (230).

7. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-6, содержащий устройство регистрации положения, с помощью которого может быть определено положение соединительного звена относительно по меньшей мере одного элемента звена передачи, когда редуктор неподвижен.

8. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-7, характеризующийся тем, что механический сигнал положения соединен со средством регистрации данных и/или средством обработки данных.

9. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-8, характеризующийся тем, что поступательный сигнал положения преобразуется в поворотный сигнал положения.

10. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-9, характеризующийся тем, что бесступенчато регулируемое соединительное звено имеет направляющее устройство, которое установлено на поворотной оси (11; 211), причем эта поворотная ось (11, 211) имеет поворотный сигнал положения.

 

(57) Реферат / Формула:
Бесступенчатый редуктор, содержащий по меньшей мере два элемента звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234) и по меньшей мере одно соединительное звено (фрикционное кольцо 202), соединяющее подвижным образом между собой элементы звена передачи и выполненное с возможностью непрерывного перемещения относительно элементов звена передачи, характеризующийся тем, что соединительное звено (фрикционное кольцо 202) установлено в направляющее устройство, поворачивающееся относительно поворотной оси (211), осевое направление которой содержит компонент, установленный параллельно фиксированной плоскости, проходящей через две оси (231, 232) элементов звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234).

2. Бесступенчатый редуктор по п.1, характеризующийся тем, что направляющее устройство содержит подвижную скобу (направляющая втулка 8) для соединительного звена.

3. Бесступенчатый редуктор по п.1 или 2, характеризующийся тем, что усилия, существенно необходимые для перемещения или поступательного движения соединительного звена (фрикционное кольцо 202), создаются вращением этих двух элементов звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234) и соединительного звена.

4. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-3, содержащий механическую систему регистрации положения, которая передает механический сигнал положения через перегородку.

5. Бесступенчатый редуктор по п.4, характеризующийся тем, что перегородкой является стенка корпуса бесступенчатого редуктора (230).

6. Бесступенчатый редуктор по п.4, характеризующийся тем, что перегородкой является перегородка жидкостного отсека бесступенчатого редуктора (230).

7. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-6, содержащий устройство регистрации положения, с помощью которого может быть определено положение соединительного звена относительно по меньшей мере одного элемента звена передачи, когда редуктор неподвижен.

8. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-7, характеризующийся тем, что механический сигнал положения соединен со средством регистрации данных и/или средством обработки данных.

9. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-8, характеризующийся тем, что поступательный сигнал положения преобразуется в поворотный сигнал положения.

10. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-9, характеризующийся тем, что бесступенчато регулируемое соединительное звено имеет направляющее устройство, которое установлено на поворотной оси (11; 211), причем эта поворотная ось (11, 211) имеет поворотный сигнал положения.

 

---

008345
Настоящее изобретение относится к бесступенчатому редуктору, имеющему по меньшей мере два элемента звена передачи и по меньшей мере одно соединительное звено, которое подвижным образом соединяет элементы звена передачи между собой и устроено так, что его положение бесступенчато перемещается относительно элементов звена передачи.
Известно множество плавно регулируемых передач, в которых положение соединительного звена, соединяющего между собой два элемента звена передачи, бесступенчато регулируется относительно этих элементов звена передачи. Например, в патенте GB-PS 298676 описан конический фрикционный кольцевой редуктор. В описанном там варианте реализации изобретения направляющий элемент перемещается по направляющему валу параллельно осям фрикционных конических колес. И этот элемент водит фрикционное кольцо вдоль фрикционных конических колес. Этим обеспечивается бесступенчатое регулирование передаточного отношения конического фрикционного кольцевого редуктора. Однако для установки положения фрикционного кольца необходим специальный привод, что делает редуктор очень дорогостоящим.
Целью настоящего изобретения является усовершенствование управления фрикционным кольцом так, чтобы бесступенчато регулируемый редуктор оставался по возможности небольшим, и так, чтобы он мог, преимущественно, использоваться в качестве, в частности, редуктора для транспортного средства.
Цель настоящего изобретения достигается с помощью бесступенчатого регулируемого редуктора, имеющего по меньшей мере два элемента звена передачи и по меньшей мере одно соединительное звено, подвижным образом соединяющее между собой элементы звена передачи, устроенное так, что его положение может быть плавно изменено, т. е. оно может быть плавно перемещено относительно элементов звена передачи, причем это соединительное звено смонтировано в направляющем устройстве, которое установлено с возможностью поворота относительно оси (вала) вращения, осевое направление которого содержит компонент, размещенный параллельно фиксированной плоскости, проходящей через обе оси элементов звена передачи. В конечном счете, это означает, что ось поворота установлена в этой плоскости или параллельно ей или, что ось поворота пересекает эту плоскость под острым углом. Преимущественно это соединительное звено перемещается, например, поступательным перемещением его в другое положение относительно элементов звена передачи с помощью подвижной скобы, когда направляющее устройство поворачивается относительно оси поворота. Соединительное звено поступательно перемещается в первом направлении или во втором направлении, противоположном первому направлению, в соответствии с направлением, в котором направляющее устройство поворачивается относительно оси вращения (вала вращения).
В частности, поступательное движение в этом случае может осуществляться благодаря исключительно вращению двух элементов звена передачи, так что усилия необходимо прикладывать только отдельно для поворотного перемещения относительно оси вращения, в то время как силы, необходимые в любом случае для перемещения или поступательного движения, создаются с помощью самой редуктор-ной линии или вращением двух элементов звена передачи и соединительного звена.
Термин "направляющее устройство" в этом случае поясняется с помощью конструкции, в которой соединительное звено, с одной стороны, смонтировано с возможностью вращения, а, с другой стороны, может также поступательно перемещаться относительно двух элементов звена передачи с помощью направляющего устройства.
Поскольку поступательное движение соединительного звена создается, главным образом, поворотным движением направляющего устройства, это дает возможность непрерывно перемещать положение соединительного звена на элементах звена передачи с помощью чрезвычайно простой конструкции. Поэтому конструкция этого плавно регулируемого редуктора очень мала по размерам.
Чтобы установка положения такого соединительного звена была более надежной и менее подверженной постороннему влиянию, бесступенчатый редуктор может также иметь механическое устройство регистрации положения, которое передает механический сигнал положения через перегородку, независимо от других характеристик настоящего изобретения.
В данном случае особыми преимуществами обладает механическая регистрация положения или механический сигнал положения, который дает также возможность определять и передавать точные данные о положении даже в конструктивно сложных условиях работы. Например, с помощью и при наличии механического сигнала положения можно заменить электронные и/или оптические устройства, расположенные в непосредственной близости от элементов звена передачи или соединительного звена. В частности, согласно настоящему изобретению можно отказаться от электронных или оптических компонентов, расположенных в непосредственной близости от элементов звена передачи, так что преобладающие в этом месте высокие температуры и присутствие жидкостей, применяемых в силовых передачах, не будут оказывать неблагоприятного влияния на описанное здесь устройство регистрации положения. Поэтому устройство определения положения сконструировано так, что оно очень устойчиво по отношению к помехам, что гарантирует чрезвычайно надежное определение положения.
Цель настоящего изобретения достигается также бесступенчатым редуктором по меньшей мере с двумя элементами звена передачи и по меньшей мере с одним соединительным звеном, подвижным образом соединяющим между собой элементы звена передачи, устроенным так, что его положение может
- 1 -
008345
непрерывно перемещаться относительно элементов звена передачи, причем этот бесступенчатый редуктор имеет устройство регистрации положения, с помощью которого можно определить положение соединительного звена относительно по меньшей мере одного элемента звена передачи, когда редуктор пребывает в неподвижном состоянии. В результате этого в любое время, даже когда редуктор или двигатель неподвижны, имеется зарегистрированная информация о положении соединительного звена. Это позволяет с большим преимуществом определять положение соединительного звена независимо от рабочего состояния любого бесступенчатого редуктора. Имеется также возможность чрезвычайно точно определять положение соединительного звена относительно по меньшей мере одного элемента звена передачи, даже при наличии скольжения между отдельными элементами звена, поскольку эта механическая регистрация или этот механический сигнал положения может регистрировать и передавать информацию о положении независимо от определения скорости.
Это изобретение особенно подходит для использования в известном коническом кольцевом редукторе, в котором, например, крутящий момент передается от входного конуса через вращающееся фрикционное кольцо к выходному конусу или в обратном направлении.
Термин "механический сигнал положения" в том значении, как он используется в настоящем изобретении, описывает любые компоненты, способные механически передавать положение соединительного звена от первого участка ко второму участку. В данном случае термин "первый участок" относится, преимущественно, к участку бесступенчатого редуктора, на котором непосредственно расположены элементы звена передачи или соединительное звено. Термин "второй участок" в том значении, как он используется в настоящем изобретении, представляет собой либо участок бесступенчатого редуктора, отличающийся от первого участка, либо участок, расположенный полностью за пределами бесступенчатого редуктора. В любом случае первый и второй участки существенно различаются в смысле преобладающих условий, которые во время работы бесступенчатого редуктора значительно изменяются на первом или на втором участках.
При реализации изобретения механический сигнал положения передается к средствам регистрации данных и/или средствам обработки данных. Этим обеспечивается условие, что информация о положении фрикционного кольца, подаваемая механическим сигналом положения, эффективным и надежным образом регистрируется и обрабатывается. Было показано, что такие средства регистрации данных и/или обработки данных могут быть достаточно экономично и удобно созданы путем применения стандартизованных оптических и/или электронных компонентов.
Вариантом реализации изобретения предусматривается, что перегородкой является стенка корпуса бесступенчатого редуктора. Поэтому можно чрезвычайно надежно передавать данные о положении редуктора к средствам регистрации и/или обработки данных.
В этой связи особое преимущество возникает тогда, когда перегородкой является стенка жидкостного отсека бесступенчатого редуктора. Это гарантирует, что механический сигнал положения может быть надежно определен, например, в жидкостном отсеке, заполненном трансмиссионной жидкостью, и может быть надежно передан из этого жидкостного отсека.
Проводя механический сигнал положения сквозь такие перегородки, можно разместить средства регистрации данных и/или обработки данных достаточно далеко от высокотемпературных зон бесступенчатого редуктора, так что в качестве средств регистрации данных и/или средств обработки данных можно использовать стандартные оптические компоненты и стандартные электронные компоненты.
Особыми преимуществами при передаче механического сигнала положения через перегородку -будь то стенка жидкостного отсека или стенка корпуса бесступенчатого редуктора - являются чрезвычайно простые конструктивные средства, поскольку проведение механического сигнала положения сквозь такие стенки легко достижимо известными техническими решениями. Такой механический сигнал положения предъявляет к конструктивному решению бесступенчатого редуктора лишь очень умеренные требования, в частности с точки зрения проблем уплотнения.
Наиболее предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения предусматривает, что поступательный сигнал положения преобразуется в поворотный сигнал положения. Вследствие этого механический сигнал положения может быть встроен в бесступенчатый редуктор со значительной экономией пространства. Поскольку такие преобразовательные механизмы достаточно хорошо известны в современной технике, механические устройства передачи такого сигнала положения могут быть чрезвычайно надежными.
В связи с этим наиболее предпочтительным решением для соединительного звена с непрерывным перемещением было бы направляющее устройство, смонтированное на поворотном валу, а этот поворотный вал должен иметь сигнал поворотного положения. Вследствие этого бесступенчатый редуктор с такой механической регистрацией положения и с таким механическим сигналом положения представляет собой чрезвычайно экономичную по занимаемому пространству конструкцию, поскольку в качестве механического сигнала положения используется поворотный вал направляющего устройства, предусмотренный в любом варианте бесступенчато перемещающегося соединительного звена, например, в направляющем устройстве фрикционного кольца. В частности, поэтому могут быть чрезвычайно легко решены задачи уплотнения, поскольку уплотнение вращающейся поворотной оси, проходящей сквозь перегород
- 2 -
008345
ку, можно выполнить сравнительно просто и дешево.
Другие преимущества, цели и признаки настоящего изобретения поясняются на следующих прилагаемых чертежах, на которых показан пример реализации механического сигнала положения в сочетании с частично показанным направляющим устройством.
На фиг. 1 схематически представлен местный вид направляющего устройства;
на фиг. 2 схематически представлена вертикальная проекция направляющего устройства, показанного на фиг. 1;
на фиг. 3 схематически представлена боковая вертикальная проекция направляющего устройства, показанного на фиг. 1;
на фиг. 4 представлено пространственное вертикальное изображение направляющего устройства, показанного на предыдущих фигурах;
на фиг. 5 схематически представлен вид снизу направляющего устройства, показанного на предыдущих фигурах;
на фиг. 6 схематически представлен местный вид рычага механического позиционирования;
на фиг. 7 схематически представлен альтернативный вариант направляющего устройства с установленным на нем рычагом позиционирования;
на фиг. 8 схематически представлено сечение по линии I-I конического кольцевого фрикционного редуктора, показанного на фиг. 9;
на фиг. 9 схематически представлен вертикальный вид конического кольцевого фрикционного редуктора, показанного на фиг. 8;
на фиг. 10 схематически представлено продольное сечение конического кольцевого фрикционного редуктора, установленного в приводе автомобиля переднего привода.
Направляющее устройство 1, представленное на фиг. 1, водит фрикционное кольцо 2. Фрикционное кольцо 2 смонтировано с возможностью вращения относительно оси 5 с помощью направляющих роликов 3 (обозначенных здесь цифрами только в качестве примера) в направлении, указанном двойной стрелкой 4. Поскольку это фрикционное кольцо 2, помимо его вращательного движения в направлении двойной стрелки 4, способно также совершать поступательное движение в направлении, указываемом двойной стрелкой 6, направляющее устройство 1 имеет два направляющих вала 7 (обозначенных здесь цифрами только в качестве примера), по которым направляющая втулка 8 может поступательно перемещаться в направлении двойной стрелки 6.
Направляющее устройство 1 на своем боковом участке 9 подвижно соединено с установочным валом 10, обеспечивая возможность того, что все направляющее устройство может поворачиваться относительно оси вращения 11. Направляющая втулка 8 со смонтированным на ней фрикционным кольцом 2 перемещается вдоль оси 5 в одном из двух направлений, указанных двойной стрелкой 6, в зависимости от того, в какое положение по отношению к оси вращения 11 устанавливается направляющее устройство 1 установочным валом 10.
На участке соединительной перемычки 12 (обозначена здесь цифрами только в качестве примера) направляющая втулка 8 имеет соединитель 13, посредством которого направляющая втулка 8 подвижно соединена с рычагом механического позиционирования 14. В этом примере реализации изобретения рычаг механического позиционирования 14 является компонентом поворотного опорного устройства 15, установленного с возможностью поворота относительно оси вращения 11 на направляющем устройстве 1. Поворотное опорное устройство 15 содержит не только рычаг позиционирования 14, но и группы других частей, которые здесь подробно не описаны, а также позиционирующее зубчатое кольцо 16.
Благодаря показанному здесь направляющему устройству 1 и, в частности, позиционирующему рычагу 14 и поворотному опорному устройству 15 с позиционирующим зубчатым кольцом 16, можно устанавливать положение фрикционного кольца 2 на определенном участке направляющего устройства 1, которое будет механически с высокой точностью передаваться к узлу регистрации и/или преобразования данных (здесь не показано). Линейное перемещение фрикционного кольца 2 вдоль оси 5 и, следовательно, изменение положения фрикционного кольца 2 преобразуется также в поворотный сигнал положения посредством рычага позиционирования 14, и этот сигнал включен в данный пример реализации настоящего изобретения позиционированием зубчатого кольца 16.
Фрикционное кольцо 2 согласно примеру реализации изобретения, показанному на фиг. 1, расположено в переднем положении 17 относительно направляющего устройства. Расположение фрикционного кольца 2, отличающееся от переднего положения 17, показано на этом примере указанием на заднее положение 18, в которое могут быть перемещены направляющая втулка 8 и, следовательно, также и фрикционное кольцо 2.
На фиг. 2-6 направляющее устройство показано в различных видах и сечениях.
Согласно фиг. 6 рычаг позиционирования 14 показан в заднем положении 18, когда направляющая втулка 8 переместилась вдоль оси 5 в заднее положение 18. Поэтому рычаг позиционирования 14 совершил поворотное движение относительно поворотной оси 11 в направлении, указанном стрелкой 19, поскольку рычаг позиционирования 14 соединен соединителем 13 с направляющей втулкой 18. Поэтому поступательное перемещение, совершаемое в соответствии с двойной стрелкой 6, преобразуется в пово
- 3 -
008345
ротное перемещение в соответствии с направлением поворота 19.
На фиг. 7 в примере варианта реализации изобретения 100 показана сущность поворотного устройства с поворотной опорой 115, которое подвижно соединено с направляющей втулкой 108 посредством позиционирующего рычага 114 и соединителя 113. В этом случае направляющая втулка 108 перемещается вдоль оси 105 по направляющим валам 107 (пронумерованы здесь исключительно в качестве примера), и во время этого перемещения при таком поступательном движении в одном из направлений, указанных двойной стрелкой 106, позиционирующее устройство с поворотной опорой 115 совершает поворот относительно оси вращения 111.
Согласно примеру реализации, показанному на фиг. 1-6, направляющая втулка 108 в этом варианте реализации втулки 108 имеет также направляющие ролики 103 (пронумерованы здесь исключительно в качестве примера), и эти ролики направляют фрикционное кольцо 102 так, что оно может, с одной стороны, поступательно перемещаться вдоль оси 105, а, с другой стороны, способно совершать вращательное перемещение относительно оси 105.
Конический фрикционный редуктор 230, показанный на фиг. 8-10, состоит, в основном, из двух фрикционных конических колес 233 и 234, установленных на параллельных осях 231 и 232, разделенных радиальным расстоянием, причем эти колеса повернуты по отношению друг к другу в противоположных направлениях и имеют одинаковые углы конуса 235 и 236, соответственно, (см. фиг. 10). Фрикционное кольцо 202, охватывающее фрикционное коническое колесо 233, удерживается в направляющей втулке 208 и установлено между фрикционными коническими колесами 233 и 234. В этом примере реализации изобретения направляющая втулки 208 состоит из каркаса, который образован двумя соединительными перемычками 212 (пронумерованы здесь исключительно в качестве примера). Направляющая втулка 208 установлена на направляющих валах 207, параллельных осям 231 и 232, направляющая втулка 208 имеет направляющие ролики 203, которые с обеих сторон входят в зацепление с фрикционным кольцом 202, обеспечивая ему возможность необходимого осевого перемещения.
Направляющее устройство 201 фрикционного кольцевого конического редуктора 230 поворачивается относительно поворотной оси 211 с помощью регулировочного двигателя. Если направляющее устройство 201 поворачивается относительно оси вращения 211 на очень небольшой угол отклонения, тогда привод производит осевую регулировку направляющей втулки 208 и, следовательно, производит изменение передаточного числа фрикционных конических колес 233 и 234. Для этого достаточно расходовать очень небольшую энергию.
Конический фрикционный кольцевой редуктор 230, показанный на фиг. 10, представлен с приводом автомобиля переднего привода 238, режим работы которого здесь подробно не рассматривается. Фрикционные конические колеса 233 и 234 оба установлены в осевом и радиальном положении с помощью подходящих устройств 239, установленных на роликовых подшипниках (пронумерованы здесь исключительно в качестве примера).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Бесступенчатый редуктор, содержащий по меньшей мере два элемента звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234) и по меньшей мере одно соединительное звено (фрикционное кольцо 202), соединяющее подвижным образом между собой элементы звена передачи и выполненное с возможностью непрерывного перемещения относительно элементов звена передачи, характеризующийся тем, что соединительное звено (фрикционное кольцо 202) установлено в направляющее устройство, поворачивающееся относительно поворотной оси (211), осевое направление которой содержит компонент, установленный параллельно фиксированной плоскости, проходящей через две оси (231, 232) элементов звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234).
2. Бесступенчатый редуктор по п.1, характеризующийся тем, что направляющее устройство содержит подвижную скобу (направляющая втулка 8) для соединительного звена.
3. Бесступенчатый редуктор по п.1 или 2, характеризующийся тем, что усилия, существенно необходимые для перемещения или поступательного движения соединительного звена (фрикционное кольцо 202), создаются вращением этих двух элементов звена передачи (фрикционные конические колеса 233, 234) и соединительного звена.
4. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-3, содержащий механическую систему регистрации положения, которая передает механический сигнал положения через перегородку.
5. Бесступенчатый редуктор по п.4, характеризующийся тем, что перегородкой является стенка корпуса бесступенчатого редуктора (230).
6. Бесступенчатый редуктор по п.4, характеризующийся тем, что перегородкой является перегородка жидкостного отсека бесступенчатого редуктора (230).
7. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-6, содержащий устройство регистрации положения, с помощью которого может быть определено положение соединительного звена относительно по меньшей мере одного элемента звена передачи, когда редуктор неподвижен.
8. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-7, характеризующийся тем, что механический сиг
- 4 -
008345
нал положения соединен со средством регистрации данных и/или средством обработки данных.
9. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-8, характеризующийся тем, что поступательный сигнал положения преобразуется в поворотный сигнал положения.
10. Бесступенчатый редуктор по любому из пп.1-9, характеризующийся тем, что бесступенчато регулируемое соединительное звено имеет направляющее устройство, которое установлено на поворотной оси (11; 211), причем эта поворотная ось (11, 211) имеет поворотный сигнал положения.
11-\
Фиг. 2
- 5 -
008345
008345
Фиг. 7
- 7 -
008345
008345
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 9 -