Клиноременный вариатор Советский патент 1992 года по МПК F16H9/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи силового вращения с переменной скоростью.

Известен конвейер, содержащий ведущий и ведомый валы с эластичными герметичными полостями, заполненные газом под давлением, размещенными между дисками, жестко закрепленными на свих валах. Поверхности герметичных полостей кинематически связаны передаточным элементом, выполненным в виде охватывающей каждую наружную поверхность герметичных полостей гибкой связью с размещенными на ней закрепленных от осевого смещения роликовыми элементами. Каждая пара дисков обеих валов размещена в картере, а каждая гибкая ветвь гибкой связи расположена в кожухе, герметично соединенном с обеими картерами, и заполняется средой.

При вращении одного из валов совместно с дисками и герметичными камерами

происходит передача вращения на другой вал с дисками и герметичными камерами через гибкую связь, при этом роликовые элементы взаимодействуют с поверхностями герметических камер на разных диаметрах охвата путем подачи среды в кожух гибкой связи, при этом роликовые элементы перемещают ее в карет с герметичными камерами, и воздействуя на их поверхность, уменьшают диаметр охвата, при этом на втором валу, при выходе гибкой связи с поверхности герметической камеры этого вала, среда выпускается из кожуха гибкой связи, что обеспечивает увеличение охвата, так как газ помещенный в герметичной камере выдавливает эластичные поверхности эластичной камеры этого вала.

Недостатком известного устройства является сопряжение на малой площади роликовых элементов гибкой связи с наружной рабочей поверхностью эластичных герметичных камер, что влечет за собой быстрый износ рабочей поверхности герметичных

Ё

VI N

ю ел ел VJ

мер, так как это сопряжение сопровождается воздействием давления среды расположенной между роликовыми элементами под определенным давлением.

Известна плавнорегулируемая ременная передача, содержащая закрепленные на валах ведущий и ведомый шкивы с обо- дами, выполненными в виде резинового кольца, ремень и устройство натяжения ремня, на каждом валу выполнена кольцевая проточка, каждое резиновое кольцо установлено коаксиально проточке и закреплено на валу по краям проточки, и канавка, соединенная с проточкой и выходящая на торец вала, а устройство натяжения ремня выполнено в виде привода, двух, имеющих резьбу и гайку, осей с упорными подшипниками, связанных с приводом через зубчатые колеса, двух кронштейнов, установленных жестко на соответствующем валу и связывающих гайку с валом, и гофрированных кожухов, заполненных рабочей жидкостью и взаимодействующих одним концом с торцом соответствующего вала, а другим концом с торцом упорного подшипника.

При постоянном передаточном отношении (1 соп81) ось упорного подшипника вращается вместе с гайкой, и вал привода вместе с валом зубчатого колеса, вращаются вхолостую.

Для изменения передаточного отношения и, следовательно, диаметра шкива ось упорного подшипника с резьбой должна повернуться относительно гайки в заданном направлении. Для этого при уменьшении передаточного отношения диаметр ведомого шкива уменьшается путем выпуска жидкости из- под обода ведомого шкива, т.е. путем уменьшением давления на гофрированный кожух с помощью перемещения упорного подшипника направо. При этом одновременно увеличивают диаметр ведущего шкива путем увеличения давления на гофрированный кожух с помощью перемещения упорного подшипника влево.

Для увеличения передаточного отношения наоборот, увеличивают диаметр ведущего шкива.

Недостатком известного устройства является то, что оно не способно менять передаточное отношение в автоматическом режиме,

Наиболее близким к предлагаемому является клиноременный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы с герметичными полостями, установленными на валах, по крайней мере по одной паре охваченных клиноременным ремнем конических дисков из которых по крайней мере один выполнен в виде герметичной камеры, заполненной рабочей средой и сообщенной

с полостью соответствующего вала и регулятор оборотов.

Известное устройство работает следующим образом.

При равномерном вращении обеих валов устройства происходит устойчивая передача вращения с одного вала на другой, для изменения передаточного отношения при помощи регулятора оборотов, выпол0 ненного в виде силового цилиндра двойного действия, необходимо изменять отношение объема среды в герметичных полостях, что влечет за собой сближение или разведение конусных дисков, а следовательно, и диа5 метр охвата того или другого конического диска, таким образом перемещая в одном или другом направлении поршень регулятора в силовом цилиндре, меняют плавно передаточное отношение с одного вала на

0 другой.

Недостатком известного устройства является его ручное управление, т.е. он не способен работать в автоматическом режиме в зависимости от нагрузки на ведомый

5 вал.

Целью изобретения является расширение кинематических возможностей путем автоматического регулирования передаточного отношения.

0 Поставленная цель достигается тем, что рабочие поверхности герметичных камер выполнены из эластичного материала, регулятор оборотов - в виде силового цилиндра, одна полость которого соединена с поло5 стью ведущего вала, вторая в сторону второй полости, а плотность среды в полостях ведущего вала больше, чем в полостях ведомого.

Полости герметичных камер заполнены

0 наполнителем в виде шаров.

На фиг. 1 изображена герметичная камера предлагаемого вариатора, разрез по оси вращения; на фиг. 2 - блок, составленный герметичными камерами, разрез по оси

5 вращения; на фиг. 3 - схема соединения ведущего и ведомого валов клиновым ремнем и регулятор оборотов.

Вариатор содержит ведущий и ведомый валы 1 с герметичными камерами, состав0 ленные дисками 2 и 3 и рабочими эластичными поверхностями 5, соединенные между собой фланцами 4, болтами 9, охваченные клиновым ремнем 6, диски 2 и 3 закреплены на валу 1 гайками 7. Каналы валов 1 содер5 жат радиальные окна 8, а диски 2 и 3 содержит штифты 11 и гнезда 10 для них. На каждом валу 1 закреплена сальниковая коробка 12, валы 1 закреплены с возможностью вращения в подшипниках 13. Регулятор оборотов содержит силовой цилиндр 14с размещенным в нем поршнем 15, с одной стороны которого размещена пружина 16, при этом цилиндр 14 соединен с сальниковыми коробками 12 с помощью шлангов 17.

Клиноременный вариатор работает следующим образом.

В нерабочем положении, когда валы 1 вариатора не вращаются вокруг свой оси, пружина 16 отжимает поршень 15 механиз- ма 14 регулирования в крайнее положение, при этом среда из ведущего вала 1Гверхний, фиг. 3) через окна 8, сальниковую коробку 12, по шлангам 17 поступает в объем над поршнем 15, при этом среда, заполненная под поршнем 15, вытесняется через шланг 17, сальниковую коробку 12, окно 8 ведомого вала 1 (фиг. 3, нижний), поступает в герметичные камеры ведомого вала 1, при этом эластичные рабочие поверхности 5 ведомо- го вала 1 встречным выдавливанием эластичных рабочих поверхностей 5 увеличивают диаметр их стыка для охвата их клиновым ремнем 6. Такое положение герметичных камер, составленных дисками 2 и 3 и эластичными рабочими поверхностями 5, соответствует пониженной передаче перед включением двигателя.

При вращении верхнего вала 1 с герметичными камерами среда, расположенная в них под действием центробежной силы, выдавливает эластичные поверхности 5 навстречу друг другу, так как толщина стенок этих эластичных поверхностей увеличивается от центра к периферии, то выпячивание стыка происходит от центра к периферии, и образует увеличенный диаметр сопряжения с клиновым ремнем 6, при этом среда за счет центробежной силы верхнего вала 1 создает разрежение в герметичной камере верхнего вала 1, составленной дисками 2 и 3 и эластичной рабочей поверхностью 5, поршень 15 поднимается, а среда из полости, расположенной над поршнем 15, поступает через сальниковую коробку 12, шланги 17 в герметичную камеру верхнего вала 1. При этом среда, расположенная под поршнем 15, за счет разрежения отсасывается из нижних герметичных камер, а ее эластичные рабочие поверхности 5 втягиваются к дискам 2 и 3 и уменьшают диаметр стыка, охватываемого клиновым ремнем 6, в результате чего происходит повышение передаточного отношения.

При снижении оборотов верхнего вала 1 пружины 16 опускает поршень 15 в нижнее положение, т.е. повторяется работа, описанная при не вращающихся валах 1.

Для увеличения центробежной силы, необходимо объем герметичных камер ведущего вала 1 (верхний, фиг. 1) заполнить наполнителем с большим удельным весом в виде шаров.

Формула изобретения

1.Клиноременный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы с герметичными полостями, установленные на валах, по крайней мере по одной паре охваченных клиновым ремнем конических дисков, из которых по крайней мере один выполнен в виде герметичной камеры, заполненной рабочей средой и сообщенной с полостью соответствующего вала, и регулятор оборотов, отличающийся тем, что, с целью расширения кинематических возможностей путем автоматического регулирования передаточного отношения, рабочие поверхности герметичных камер выполнены из эластичного материала, регулятор оборотов - в виде силового цилиндра, одна полость которого соединена с полостью ведущего вала, вторая - с полостью ведомого, поршень подпружинен в сторону второй полости, а плотность среды в полостях ведущего вала больше, чем в полостях ведомого.

2.Вариатор по п. 1,отличающийся тем, что полости герметичных камер заполнены наполнителем в виде шаров.

Использование: в качестве элемента приводов станков, транспортных, сельскохозяйственных и т.п. машин и механизмов. Сущность изобретения: вариатор содержит ведущий и ведомый валы, на которых установлены пары полых конических дисков, рабочая поверхность которых выполнена эластичной, и регулятор оборотов в виде силового цилиндра с подпружиненным поршнем. Одна полость цилиндра связана с полостями конических дисков на ведущем валу, другая - с полостями конических дисков ведомого вала, и заполнена средой с меньшей плотностью, чем в первой полости. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

/

5

Фиг.1

1 13 II1 f

Фиг, I

/6 tf /7

Фиг. 3