PL198351B1 - Zębaty łącznik pierścieni napędowych - Google Patents

Abstract

1. Z ebaty lacznik pier scieni nap edowych, znamienny tym, ze zawiera pierwszy pier- scie n (1) maj acy powierzchni e no sn a (33), drugi pier scie n (2), maj acy powierzchni e no sn a (31), trzeci pier scie n (3) maj acy powierzchni e no sn a (34), czwarty pier scie n (4), maj acy powierzchni e no sn a (32), ram e (5) maj ac a pierwszy i drugi koniec, przy czym pierwszy pier scie n (1) i drugi pier scie n (2) zamocowane s a obrotowo do pierw- szego ko nca ramy (5) a trzeci pier scie n (3) i czwarty pier scie n (4) zamocowane s a obrotowo do drugiego ko nca ramy (5). PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zębaty łącznik pierścieni napędowych zawierający pierścienie napędowe, które współpracują z członem napędzającym i kołem pasowym o napędzie z ciągłą przekładnią, a pierścienie napędowe zazębiają się i są połączone za pomocą ramy nośnej, tworząc zębate systemy do przekazywania mocy.

Ze stanu techniki wiadomym jest, że napęd zębaty może być używany do obsługi pojazdu mechanicznego, motocyklu, i tym podobnych. Napęd łączy silnik z kołami napędowymi. Ogólnie, napęd składa się z określonej liczby przekładni zębatych, zazwyczaj trzech lub czterech. Tylko jedna z przekładni jest najbardziej efektywna, więc obsługiwanie silnika na jednej z pozostałych przekładni znacząco zmniejsza efektywność. W celu polepszenia wydajności paliwa, preferowany jest napęd o przekładni ciągłej bezstopniowej.

Przekładnia ciągła ma regulację bezstopniową, więc umożliwia użycie szerokiej gamy przekładni zębatych w porównaniu z napędem nieautomatycznym. Przekładnia ta zwykle składa się z członu napędzającego i koła pasowego. Koła pasowe połączone są za pomocą pasa znajdującego się na każdym z nich. Różne rodzaje pasów zostały opracowane do użycia w przekładni ciągłej.

Zwykle, pasy przekładni ciągłej mają formę podobną do tradycyjnych pasów klinowych. W szczególności są one szerokie na wierzchu i wąskie na spodzie i zaprojektowane, aby pasować między krążki linowe koła pasowego, które określają bruzdę kątową. Koło pasowe, na którym znajduje się pas składa się z ruchomego krążka linowego oraz nieruchomego krążka linowego, a obydwa mają kształt stożka ściętego. Ogólnie, jeden z krążków linowych porusza się, podczas gdy drugi pozostaje unieruchomiony.

Przesunięcie jednego krążka linowego względem drugiego pozwala na znaczne zróżnicowanie roboczej średnicy, φ, koła pasowego, na którym pracuje pas. W konsekwencji prędkość liniowa jest funkcją roboczej średnicy koła pasowego, która z kolei jest funkcją osiowej pozycji krążków linowych względem siebie.

Chociaż pasy przekładni ciągłej znane ze stanu techniki są elastyczne, każdy z nich ma także cechy nie odnoszące się do innych pasów pędnych. Na przykład wymaga się, aby pasy wykazywały sztywność poprzeczną. Dzięki temu pas może pracować na szczególnie efektywnej średnicy bez obawy o zgniecenie pomiędzy krążkami klinowymi koła pasowego.

Pierścień napędowy może zostać zastosowany w kołach pasowych o zmiennych średnicach w celu zmiany średnicy roboczej. Pas jest wtedy zamocowany na pierścieniu napędowym.

Biorąc pod uwagę znaną ze stanu techniki zależność pomiędzy kołem pasowym a pasem, patent amerykański 5,709,624 Donovskiego ujawnia koło pasowe o zmiennej średnicy. Pojedynczy pierścień napędowy pracuje w krążkach linowych koła pasowego. Elastyczny pas pracuje na pierścieniu napędowym przez koło pasowe. Jako, że krążki linowe poruszają się zależnie od siebie, średnica robocza koła pasowego zostaje zmieniona. Ponieważ pierścień napędowy podtrzymuje poprzeczne lub ściskające siły działające pomiędzy krążkami linowymi, pas nie musi być zaprojektowany w celu akomodacji tych sił. Jednakże, urządzenie Donovskiego zawiera pojedynczy pierścień napędowy jako część pomocniczego systemu napędowego silnika spalinowego wewnętrznego spalania. Element stabilizujący jest również wymagany, aby utrzymać oś obrotu pierścienia napędowego jako, co najmniej równoległą do osi obrotu elementów krążka linowego. Urządzenie Donovskiego nie nadaje się do wykorzystania w przekładni ciągłej.

Przykładem stanu techniki jest także amerykański patent 4,875,894 Clarka, który ujawnia przekładnię ciągłą. Przekładnia składa się z wałów wejściowego i zdawczego, z których każdy ma zespół krążkowy. Zespoły krążkowe mają pola kontaktowe, które tworzą koła o ciągle zmieniającej się średnicy. Dwa zestawy krążkowe połączone są za pomocą mechanizmu łączącego takiego, jak pojedynczy, sztywny pierścień łączący. Przenoszenie mocy następuje pomiędzy każdym kołem pasowym przez rotację pierścienia. Urządzenie to nie przedstawia możliwości użycia elastycznych pasów do przenoszenia mocy, wymagając natomiast sztywnego pierścienia do połączenia obu krążków. Ogranicza to powierzchnię, na jakiej urządzenie może pracować, ogólnie do kwadratowej lub kołowej powierzchni określonej przez krańcowe, zewnętrzne wymiary kół pasowych.

Potrzebny jest więc zębaty łącznik pierścieni napędowych mający współpracujące pierścienie napędowe, które transmitują moc poprzez interakcję przekładni zębatych. Potrzebny jest zębaty łącznik pierścieni napędowych, który ma ramę służącą do mechanicznego połączenia i przestrzennego zorientowania pierścieni napędowych. Przedstawiony wynalazek spełnia te zapotrzebowania.

PL 198 351 B1

Głównym celem wynalazku jest przedstawienie zębatego łącznika pierścieni napędowych zawierającego pierścienie napędowe, które przenoszą moc przez interakcję przekładni zębatych.

Kolejnym celem wynalazku jest zapewnienie zębatego łącznika pierścieni napędowych zawierającego ramę służącą do mechanicznego połączenia i przestrzennego zorientowania pierścieni napędowych.

Inne cele wynalazku zostaną wskazane lub uczynione oczywistymi przez poniższy opis wynalazku i towarzyszące mu rysunki.

Zębaty łącznik pierścieni napędowych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera pierwszy pierścień mający powierzchnię nośną, drugi pierścień, mający powierzchnię nośną, trzeci pierścień mający powierzchnię nośną, czwarty pierścień, mający powierzchnię nośną, ramę mającą pierwszy i drugi koniec przy czym pierwszy pierścień i drugi pierścień zamocowane są obrotowo do pierwszego końca ramy a trzeci pierścień i czwarty pierścień zamocowane są obrotowo do drugiego końca ramy.

Pierwszy pierścień połączony jest z trzecim pierścieniem a drugi pierścień połączony jest z czwartym pierścieniem.

Zarówno powierzchnia nośna pierwszego pierścienia jak i powierzchnia nośna drugiego pierścienia określają kąt zawarty między ich bokami, a zarówno powierzchnia nośna trzeciego pierścienia jak i powierzchnia nośna czwartego pierścienia określają kąt zawarty między ich bokami.

Pierwszy pierścień i drugi pierścień przylegają do siebie, a trzeci pierścień i czwarty pierścień przylegają do siebie.

Pierwszy pierścień i trzeci pierścień są połączone ze sobą przez powierzchnie zazębione a drugi pierścień i czwarty pierścień są połączone ze sobą przez powierzchnie zazębione. Pierwszy pierścień i trzeci pierścień są połączone ze sobą przez powierzchnie cierne a drugi pierścień i czwarty pierścień są połączone ze sobą przez powierzchnie cierne.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wynalazek na rzucie perspektywicznym, fig. 2 - zębaty łącznik pierścieni napędowych o kołach pasowych przekładni ciągłej bezstopniowej w przekroju poprzecznym, fig. 3 - zębaty system pierścieni napędowych w widoku z boku, fig. 4 - zębaty system pierścieni napędowych w widoku z góry, fig. 5 - ramę nośną w rzucie perspektywicznym, fig. 6 - ramę nośną w widoku z boku, a fig. 7 - ramę nośną na widoku z góry.

Figura 1 przedstawia wynalazek w rzucie perspektywicznym. Przekładnia zębata ciągła bezstopniowa z pierścieniami napędowymi zawiera pierścienie 1,2, 3 i 4. Pierścienie 1,2 są obrotowo połączone z pierścieniami 3, 4, odpowiednio przez zazębienie lub powierzchnie przekładni.

Pierścienie lub przekładnie pierścieni są zamocowane obrotowo do ramy 5. Rama 5 zawiera elementy ustalające 9 i 10 odpowiednio na każdym końcu. Elementy nośne 6, 7 są zamocowane do elementu ustalającego 9, a elementy nośne 11, 12 są zamocowane do elementu ustalającego 10.

Podpora 13 ramy 5 podtrzymuje elementy ustalające 9 i 10 w odpowiednim ułożeniu względem siebie. Z kolei pierścień 1 jest zamocowany na elemencie nośnym 6, pierścień 2 jest zamocowany na elemencie nośnym 7, pierścień 3 jest zamocowany na elemencie nośnym 12, a pierścień 4 jest zamocowany na elemencie nośnym 11. Każdy pierścień 1,2, 3, 4 ma oś obrotu. Elementy nośne 6, 7 oraz 11, 12 mogą być łożyskiem każdego odpowiedniego typu, znanego ze stanu techniki, w tym kulkowym, igiełkowym lub tulejowym.

Figura 2 przedstawia zębatkowy łącznik pierścieni napędowych o kołach pasowych przekładni ciągłej bezstopniowej w przekroju poprzecznym. System należący do wynalazku jest zainstalowany pomiędzy kołem pasowym 100 a kołem pasowym 200. Krążki linowe 101, 102 poruszają się osiowo w stosunku do M1 w celu zwiększenia lub zmniejszenia przestrzeni pomiędzy krążkami linowymi. W obu przypadkach, krążki zgodnie odsuwają się lub przysuwają do siebie. Ruch krążków linowych koła pasowego należącego do przekładni ciągłej bezstopniowej jest osiągany w sposób znany ze stanu techniki. Ruchy M1 i M2 są wykonywane zgodnie z ustaloną osią C tak, że każda część krążka linowego porusza się w kierunku do lub od osi C o taką samą odległość, lecz w przeciwnym kierunku w porównaniu do odpowiadającej jej części drugiego krążka linowego.

W działaniu koło pasowe 100 obraca się w kierunku R1, a koło pasowe 200 obraca się w kierunku R2. Oś koła pasowego 100 wystaje przez element ustalający 9. Oś koła pasowego 200 wystaje przez element ustalający 10. Powierzchnia 33 zębata pierścienia 1, zob. fig. 3 i 4 podtrzymuje powierzchnię krążka linowego 103 przy 105. Powierzchnia 31 zębata pierścienia 2, zob. fig. 3 i 4 podtrzymuje powierzchnię krążka linowego 104 przy 106. Kontakt ten powoduje, że zębate pierścienie 1, 2

PL 198 351 B1 obracają się w kierunku R3, biorąc pod uwagę koło pasowe 100. Jako że pierścienie 1,2 obracają się, zazębiają się one lub łączą obrotowo odpowiednio z pierścieniami 3, 4, przez co pierścienie 3, 4 obracają się w kierunku R4. Powierzchnia 34 zębatego pierścienia 3, zob. fig. 3 i 4 podtrzymuje powierzchnię krążka linowego 203 przy 205. Powierzchnia 32 zębatego pierścienia 4, zob. fig. 3 i 4 podtrzymuje powierzchnię krążka linowego 204 przy 206. Kontakt ten powoduje, że koło pasowe 200 obraca się w kierunku R2 w odpowiednio z i napędzane przez zębate pierścienie 3, 4. Powierzchnie 31,32, 33, 34 określają kąt, który pozwala im opierać się odpowiednio o powierzchnie 104, 204, 103, 203.

Znane jest ze stanu techniki, że zasięg efektywny każdej z zębatego pierścienia przekładni ciągłej bezstopniowej jest określony przez wzajemne rozmieszczenie części krążków pasowych. Jako że części krążków linowych danego koła pasowego porusza się razem, zasięg efektywny zwiększy się, jeśli oś obrotu zębatego pierścienia oddala się od osi obrotu koła pasowego. Odwrotnie, jeśli części krążka linowego oddalają się od siebie, efektywny zasięg zmniejszy się, gdy oś obrotu zębatego pierścienia przesuwa się w kierunku osi obrotu koła pasowego.

Figura 3 przedstawia zębaty łącznik pierścieni napędowych na widoku z boku. Powierzchnia nośna 31 styka się z powierzchnią krążka linowego 104, zob. fig. 2. Powierzchnia nośna 32 styka się z powierzchnią krążka linowego 204. Zębaty pierścień 2 pracuje na elemencie nośnym 7. Zębaty pierścień 4 pracuje na elemencie nośnym 11.

Figura 4 przedstawia zębaty łącznik pierścieni napędowych w widoku z góry. Zębaty pierścień 1 posiada powierzchnię zębatą 21. Zębaty pierścień 2 posiada powierzchnię zębatą 22. Zębaty pierścień 3 posiada powierzchnię zębatą 23. Zębaty pierścień 4 posiada powierzchnię zębatą 24. Podpora 13 łączy w sposób stały element nośny 9 z elementem nośnym 10, przez co utrzymuje zębate pierścienie 1, 2 odpowiednio je zazębiając z zębatymi pierścieniami 3, 4. Powierzchnie 21, 22, 23 i 24 mogą zawierać jakikolwiek profil zęba znany ze stanu techniki, włączając koła zębate śrubowe, walcowe o zębach prostych oraz stożkowe.

W alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku powierzchnie 21, 22, 23, 24 są płaskie. W tym przykładzie obrotowo połączone powierzchnie pierścieni przekazują moc za pomocą wysokiego współczynnika tarcia na każdej powierzchni.

Figura 5 przedstawia ramę nośną na rzucie perspektywicznym. Rama 5 posiada element ustalający 9 oraz element ustalający 10 stale połączone za pomocą podpory 13. Element ustalający 9 zawiera powierzchnie oprawy łożyska 41, 42, na których zamocowane są odpowiednio elementy nośne 6, 7. Element ustalający 10 zawiera powierzchnie oprawy łożyska 43, 44, na których zamocowane są odpowiednio elementy nośne 12, 11.

Figura 6 przedstawia ramę nośną na widoku z boku. Element ustalający 9 oraz element ustalający 10 są osiowo wyrównane i połączone z podporą 13.

Figura 7 przedstawia ramę nośną na widoku z góry. Zewnętrzne krawędzie 45, 46 elementu ustalającego 9 opisują kąt α w stosunku do głównej osi A. Zewnętrzne krawędzie 47, 48 elementu ustalającego 10 opisują kąt α w stosunku do głównej osi A. Kąt α jest nieco mniejszy niż połowa wartości kąta zawartego pomiędzy wewnętrzną powierzchnią krążka linowego koła pasowego, w której pracuje łącznik w celu zapewnienia odpowiedniego kontaktu pomiędzy pierścieniem zębatkowym a krążkiem linowym koła pasowego. Ten związek kątów zapewnia odpowiedni kontakt na 105, 106 oraz 205, 206, jak pokazano na fig. 2. Kąt α może być tak ustalony, aby dostosować fizyczne cechy danego koła pasowego.

Chociaż opisany został pojedynczy przykład wykonania, jasnym powinno być, dla osób znających tę dziedzinę, że można dokonać zmian w konstrukcji oraz relacjach pomiędzy różnymi częściami bez odchodzenia od ducha i zakresu wynalazku tu opisanego.

Claims (6)

1. Zębaty łącznik pierścieni napędowych, znamienny tym, że zawiera pierwszy pierścień (1) mający powierzchnię nośną (33), drugi pierścień (2), mający powierzchnię nośną (31), trzeci pierścień (3) mający powierzchnię nośną (34), czwarty pierścień (4), mający powierzchnię nośną (32), ramę (5) mającą pierwszy i drugi koniec, przy czym pierwszy pierścień (1) i drugi pierścień (2) zamocowane są obrotowo do pierwszego końca ramy (5) a trzeci pierścień (3) i czwarty pierścień (4) zamocowane są obrotowo do drugiego końca ramy (5).

PL 198 351 B1

2. Łącznik według zastrz, 1, znamienny tym, że pierwszy pierścień (1) połączony jest z trzecim pierścieniem (3) a drugi pierścień (2) połączony jest z czwartym pierścieniem (4).

3. Łąccnik wedłuu zzatrz. 2, zznmieenn tym, zż zarówno ppwierzchnia noóśa (33) pierwssego pierścienia (1) jak i powierzchnia nośna (31) drugiego pierścienia (2) określają kąt (α) zawarty między ich bokami, a zarówno powierzchnia nośna (34) trzeciego pierścienia (α) jak i powierzchnia nośna (32) czwartego pierścienia (4) określają kąt (α) zawarty między ich bokami.

4. Łącznik według zas^z. 3, znamienny tym, że pierwszy pi^r^s^c^i^rń (11 i drugi pierścień (2) przylegają do siebie, a trzeci pierścień (3) i czwarty pierścień (4) przylegają do siebie.

5. Łąchnik wegłuu ζ^ϊ^^0^. 2, zznmieeny tym, zż pierwnsa pierźcieg (11 i (rzaei pierZcieg (^3 ną połączone ze sobą przez powierzchnie zazębione a drugi pierścień (2) i czwarty pierścień (4) są połączone ze sobą przez powierzchnie zazębione.

6. Łąchnik wegłuu ζ^ϊ^^0^. 2, (znamienn tym, zż pierwnza pierźcieg (() i (rzaei pierZcieg (^3 ną połączone ze sobą przez powierzchnie cierne a drugi pierścień (2) i czwarty pierścień (4) są połączone ze sobą przez powierzchnie cierne.