Многоручьевой вариаторный ремень
Изобретение относится к ремням, используемым в вариаторах. Ремень содержит множество зажимных скоб, расположенных вокруг многоручьевого ремня, являющегося сердечником. Зажимные скобы выполнены U-образными и имеют противоположные наклонные стороны, которые взаимодействуют со сторонами шкива вариатора. Каждая зажимная скоба имеет опорную поверхность с многоручьевым профилем, которая взаимодействует с многоручьевой частью многоручьевого ремня. В каждой зажимной скобе с обеих сторон опорной поверхности выполнен паз. Зажимные скобы удерживаются относительно многоручьевого ремня с помощью эластомерных лент, проходящих через каждый паз. Технический результат заключается в увеличении срока службы вариаторного ремня. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к ремням, используемым в бесступенчатых коробках передач (вариаторах), и, более точно, к боковым приводным вариаторным ремням, имеющим бесконечный элемент, представляющий собой многоручьевой ремень.
Предпосылки создания изобретения
В данной области техники хорошо известно, что коробка передач с шестернями может быть использована для работы автомобиля, мотоцикла или т.п. Однако коробки передач с шестернями имеют фиксированное число передач. Они обычно предназначены для наиболее эффективной работы на одной из передач, при этом при остальных передачах двигатель работает при менее эффективных эксплуатационных режимах. Следовательно, для повышения эффективности предпочтительна бесступенчатая коробка передач, вариатор. Различные типы ремней были разработаны для использования в бесступенчатых коробках передач.
Как правило, вариаторные ремни имеют профиль, аналогичный профилю обычного клинового ремня. В частности, они широкие в верхней части и узкие в нижней части и предназначены для установки между элементами (направляющими роликами) шкива, при этом шкив образует канавку с наклонными стенками, сходящимися под углом. Шкив, на котором перемещается ремень, содержит подвижный элемент шкива и неподвижный элемент шкива, которые оба имеют форму усеченного конуса. Как правило, один из элементов шкива смещается, в то время как другой остается неподвижным.
Смещение одного элемента шкива относительно другого фактически обеспечивает изменение эффективного диаметра ⊘ шкива, в рамках которого работает ремень. Следовательно, скорость ремня зависит от эффективного диаметра шкива, который, в свою очередь, зависит от аксиального положения элементов шкива относительно друг друга.
Вариаторные ремни по известному уровню техники включают в себя ремни, содержащие множество накладок, установленных в поперечном направлении на элементе, работающем на растяжение, а также монолитные металлические ремни. Также известны некоторые виды зубчатых ремней.
Представителем известного уровня техники является ремень, раскрытый в патенте США 5147253, выданном на имя Douhairet и др. Раскрыт вариаторный ремень, содержащий множество поперечных звеньев, расположенных вокруг бесконечного сердечника. Бесконечный сердечник представляет собой клиновой ремень. Клиновой ремень имеет наклонные стенки, находящиеся в контакте с внутренними поверхностями звеньев. Наружные наклонные поверхности звеньев находятся в контакте с фланцами шкивов коробки передач. Это устройство пригодно только для использования вместе с клиновыми ремнями, которые имеют относительно низкую способность передачи мощности. Кроме того, каждое звено сконструировано таким образом, что клиновой ремень не опирается на нижнюю часть каждого звена. Следовательно, клиновой ремень будет вдавлен в нижнюю часть звена, когда ремень находится под нагрузкой. Это приведет к изменению диаметра "делительной" окружности ремня, что вызывает неправильную посадку между ремнем и шкивом и преждевременный выход из строя.
Также представителем известного уровня техники является патент США 5242332, выданный на имя Douhairet и др. Раскрыт вариаторный ремень, содержащий множество поперечных звеньев, расположенных вокруг бесконечного сердечника. Каждое звено включает в себя накладку, что делает каждое звено закрывающимся в качестве средства для присоединения звена к бесконечному сердечнику. Накладка представляет собой тяжелую добавку к ремню, которая увеличивает вес. Вес вызывает ограничение предельных рабочих характеристик ремня. Бесконечный сердечник представляет собой клиновой ремень. Клиновой ремень имеет наклонные стенки, находящиеся в контакте с внутренними поверхностями звеньев. Наружные наклонные поверхности звеньев находятся в контакте с фланцами шкивов коробки передач.
В ремнях по известному уровню техники ремень, представляющий собой сердечник, захвачен зажимами или планками, так что он не может быть заменен в случае износа или выхода из строя. Ремень, представляющий собой сердечник, представляет собой неотделяемую часть ремня. Выход сердечника из строя заставляет пользователя заменять весь ремень.
Существует потребность в многоручьевом вариаторном ремне, имеющем сердечник в виде многоручьевого ремня. Существует потребность в многоручьевом вариаторном ремне, имеющем множество взаимодействующих поперечных зажимных скоб, которые имеют сопрягаемую фасонную поверхность для контактирования с многоручьевым сердечником. Существует потребность в многоручьевом вариаторном ремне, имеющем пластиковые поперечные зажимные скобы. Существует потребность в многоручьевом вариаторном ремне, имеющем поперечные зажимные скобы с напрессованным в качестве верхнего слоя металлом. Существует потребность в многоручьевом вариаторном ремне, имеющем сердечник, представляющий собой легкодоступный [имеющийся на рынке] ремень. Существует потребность в многоручьевом вариаторном ремне, имеющем сердечник, который легко заменяется. Настоящее изобретение отвечает этим потребностям.
Краткое изложение сущности изобретения
Главная задача изобретения заключается в разработке многоручьевого вариаторного ремня, имеющего многоручьевой сердечник ремня.
Другая задача изобретения заключается в разработке многоручьевого вариаторного ремня, имеющего множество взаимодействующих поперечных зажимных скоб, которые имеют сопрягаемую форму для входа в контакт с многоручьевым сердечником.
Еще одна задача изобретения заключается в разработке многоручьевого вариаторного ремня, имеющего пластиковые поперечные зажимные скобы.
Еще одна задача изобретения заключается в разработке многоручьевого вариаторного ремня, имеющего поперечные зажимные скобы с напрессованным в качестве верхнего слоя металлом.
Еще одна задача изобретения заключается в разработке многоручьевого вариаторного ремня, имеющего сердечник, представляющий собой легкодоступный имеющийся на рынке ремень.
Еще одна задача изобретения заключается в разработке многоручьевого вариаторного ремня, имеющего сердечник, который легко заменяется.
Другие аспекты изобретения будут указаны или пояснены с помощью нижеприведенного описания изобретения и сопровождающих чертежей.
Ремень согласно изобретению содержит множество зажимных скоб, расположенных вокруг элемента, являющегося сердечником и работающего на растяжение. Элемент, являющийся сердечником и работающий на растяжение, представляет собой многоручьевой ремень. Многоручьевой ремень может представлять собой любой типовой многоручьевой ремень, легкодоступный в данной области техники. Зажимные скобы, как правило, являются u-образными и имеют противоположные наклонные стороны, которые взаимодействуют со сторонами шкива. Каждая зажимная скоба имеет расположенную в середине поверхность с многоручьевым профилем, которая взаимодействует с многоручьевой частью ремня. Противоположные наклонные стороны каждой зажимной скобы могут иметь неметаллическое покрытие для обеспечения заранее заданного коэффициента трения. Зажимные скобы удерживаются в контакте с многоручьевым ремнем с помощью эластомерных лент. Эластомерные ленты проходят через паз, выполненный с каждой стороны ремня, в каждой зажимной скобе, что тем самым обеспечивает удержание зажимных скоб вместе.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой боковой вертикальный вид части ремня по изобретению.
Фиг.2 представляет собой перспективное изображение зажимной скобы, если смотреть на нее сверху.
Фиг.3 представляет собой переднее сечение зажимной скобы в шкиве.
Фиг.4(а), 4(b), 4(с) и 4(d) представляют собой схематичные изображения процесса сборки ремня.
Фиг.5 представляет собой перспективное изображение ремня по изобретению.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Фиг.1 представляет собой боковой вертикальный вид части ремня по изобретению. Фиг.2 представляет собой перспективное изображение зажимной скобы, если смотреть на нее сверху. Зажимные скобы 10 расположены рядом друг с другом и поперек главной оси гибкого элемента, являющегося сердечником и работающего на растяжение, или ремня 20. Ремень 20 может представлять собой любой многоручьевой ремень, имеющийся в области техники, связанной с передачей мощности. Зажимные скобы 10 в целом имеют U-образную форму. Каждая зажимная скоба 10 имеет противолежащие пазы 11 и 18. Между пазами 11, 18 и в пределах U-образного участка зажимной скобы 10 находится опорная, или внутренняя, поверхность 12. В предпочтительном варианте осуществления поверхность 12 представляет собой поверхность, на которую опирается ремень 20. В предпочтительном варианте осуществления ремень 20 выполнен с многоручьевым профилем, см. фиг.3. Ремень 20 также может представлять собой синхронный ремень, имеющий синхронный профиль ремня, или клиновой ремень, имеющий клиновой профиль ремня.
Нижняя опорная поверхность 12 также имеет кривизну с радиусом R, если смотреть в профиль с боковой стороны зажимной скобы 10. Центр кривизны или исходная точка для радиуса R может находиться в центре вращения шкива, в котором перемещается ремень, и/или в центре вращения ремня. Радиус R выбирают таким образом, чтобы при работе шкива в состоянии максимальной понижающей передачи (при минимальном рабочем радиусе для ремня на шкиве) радиус R был равен такому минимальному рабочему радиусу. Это состояние представляет собой состояние высокого напряжения для ремня 20. Следовательно, нижняя опорная поверхность 12 создает непрерывную изогнутую поверхность, на которую опирается ремень, являющийся сердечником. Это, в свою очередь, позволяет продлить срок службы ремня 20 и, следовательно, срок службы вариаторного ремня.
Стороны 14 и 15 зажимной скобы 10 наклонены под углом α друг к другу. Угол α задают таким, чтобы сторона 14 могла полностью опираться на соседнюю сторону 15, когда вариаторный ремень работает в состоянии максимальной понижающей передачи. Таким образом, он зависит от диаметра шкивов, в которых перемещается ремень. Кроме того, поскольку эластомерные ленты удерживают зажимные скобы в надлежащем положении на ремне, см. фиг.3, можно понять, что каждая зажимная скоба удерживается на месте между соседними с ней зажимными скобами за счет натяжения эластомерных лент. В состоянии максимальной понижающей передачи зажимные скобы 10 опираются друг на друга посредством кромок 27, 28 и 26, 29 и сторон 14, 15. В состоянии, отличном от состояния максимальной понижающей передачи, каждая зажимная скоба 10 опирается на кромки 26, 27 и 28, 29 и поворачивается на них.
Зажимные скобы 10 могут содержать любой металлический материал или содержать сердечник из металлического материала, на котором сверху напрессован неметаллический материал, такой как термореактивный пластик, термопласт или другой композиционный материал, известный в данной области техники. Металлический материал может представлять собой любой высокопрочный, легкий материал, например легированные стали, алюминий или титан, но он не ограничен указанными материалами. Зажимная скоба 10 также может содержать неметаллический материал, такой как термореактивный пластик, термопласт, композиционный материал или фенолоальдегидную смолу, при этом каждый из этих материалов имеется в наличии в данной области техники.
Фиг.2 представляет собой перспективное изображение зажимной скобы, если смотреть на нее сверху. Зажимная скоба 10 имеет верхние прихваты 13, 19, которые дополнительно характеризуют пазы 11, 18. Пазы 11, 18 используются для удерживания эластомерных лент 22, 31 внутри зажимных скоб, или в альтернативном варианте создают средство, с помощью которого зажимные скобы оказываются присоединенными к эластомерным лентам. Сторона 14 и сторона 15 (непоказанная) расположены под углом α относительно друг друга. Противоположные наклонные поверхности 16 и 17 входят в контакт с боковыми сторонами шкива. Опорная поверхность 12 показана с многоручьевым профилем, который входит в контакт с аналогичной поверхностью на многоручьевом ремне, представляющем собой сердечник или элемент, работающий на растяжение. Наклонные поверхности 16 и 17 могут быть покрыты материалом А, представляющим собой или металлический материал, или неметаллический материал, такой как термореактивный пластик, термопласт, композиционный материал или фенолоальдегидная смола, при этом каждый из указанных материалов имеет заранее заданный коэффициент трения.
Фиг.3 представляет собой переднее сечение зажимной скобы в шкиве. Бесконечные эластомерные ленты 22 и 31 показаны вставленными соответственно в пазы 11, 18. В предпочтительном варианте осуществления зажимные скобы 10 контактируют с ремнем 20 в поперечном направлении. Зажимные скобы 10 не прикреплены механически к ремню 20, являющемуся сердечником, несмотря на то, что ремень 20 опирается на поверхность 12 каждой зажимной скобы 10. Зажимные скобы 10 удерживаются в надлежащем положении на ремне с помощью эластомерных лент 22, 31. Ремень 20 показан надлежащим образом контактирующим с зажимной скобой 10. Поверхность 21 многоручьевого ремня 20 опирается на поверхность 12 зажимной скобы 10. Ремень 20 может также дополнительно содержать элементы 23, работающие на растяжение, которые проходят в продольном направлении внутри тела ремня.
Угол β между наклонными поверхностями 16, 17 "взаимодействует" с углом "раскрытия" сторон 5 шкива, в котором перемещается ремень во время работы. Вся поверхность каждой из наклонных поверхностей 16, 17 опирается на сторону 5 шкива, поскольку именно посредством наклонных поверхностей 16, 17 сжимающая или осевая нагрузка и мощность передается от сторон шкива ремню.
Фиг.4(а), 4(b), 4(с) и 4(d) представляют собой схематичные изображения процесса сборки ремня. На фиг.4(а) показаны эластомерные ленты 31, 22 в процессе их вставки в соответствующие пазы 11, 18. На фиг.4(b), иллюстрирующей следующую стадию, эластомерные ленты показаны установленными в пазах. На фиг.4(с) показана вставка бесконечного элемента или ремня 20 в зажимную скобу 10 через верхний зазор 25. В процессе сборки ремень, форма которого поддерживается с помощью эластомерных лент, может быть сдавлен в змеевидную форму, чтобы обеспечить возможность размещения ремня 20 над зазорами 25 и в конце концов в зазорах 25. Фиг.4(d) показывает ремень 20 в собранной конфигурации, при этом эластомерные ленты 22, 31 расположены в зажимной скобе 10 с обеих сторон ремня 20. В предпочтительном варианте осуществления ремень 20, являющийся сердечником, имеет ширину W, так что каждая сторона ремня 20 опирается на соответствующую сторону эластомерных лент 22, 31, тем самым удерживая эластомерные ленты 22, 31 в соответствующих им пазах 18, 11.
Фиг.5 представляет собой перспективное изображение ремня по изобретению. На фиг.5а, показывающей ремень по изобретению в полностью собранном состоянии, зажимные скобы 10 изображены охватывающими ремень 20. На фиг.5b зажимная скоба 10 показана в поперечном сечении, иллюстрирующем ее положение относительно главной оси А ремня 20.
Следует отметить, что ремень 20, являющийся сердечником, может представлять собой любой из ряда ремней, имеющихся в наличии в данной области техники. Он имеет лишь ограничение по форме, связанное с тем, что он должен надлежащим образом взаимодействовать с опорной поверхностью 12 определенной формы и типа. Могут быть использованы многоручьевые профили, а также зубчатый профиль, профиль клинового ремня или плоский профиль. Когда ремень 20, являющийся сердечником, изнашивается, старый ремень 20 просто удаляют и заменяют новым.
Несмотря на то что здесь был описан один вариант изобретения, для специалистов в данной области техники очевидно, что могут быть выполнены изменения конструкции и взаимного расположения элементов, не отходя от идеи и объема изобретения.
1. Ремень, содержащий бесконечный элемент, работающий на растяжение, имеющий внутреннюю поверхность, причем указанная внутренняя поверхность характеризует профиль внутренней поверхности, множество зажимных скоб, каждая из которых имеет опорную поверхность, причем опорная поверхность имеет профиль для контактирования с профилем внутренней поверхности, при этом каждая из зажимных скоб дополнительно содержит паз с обеих сторон опорной поверхности, причем каждая из зажимных скоб контактирует с бесконечным элементом, работающим на растяжение, в поперечном направлении, бесконечный эластомерный элемент, входящий в каждый паз в каждой зажимной скобе, в результате чего зажимные скобы удерживаются в контакте друг с другом, при этом каждая зажимная скоба имеет стороны, которые наклонены под углом α друг к другу, причем каждая зажимная скоба имеет кромку на каждой стороне, на которую опирается и вокруг которой поворачивается кромка соседней зажимной скобы в состоянии, отличном от состояния максимальной понижающей передачи, и зажимные скобы имеют противоположные наклонные поверхности для контактирования со шкивом.
2. Ремень по п.1, в котором профиль внутренней поверхности представляет собой многоручьевой профиль и опорная поверхность характеризует профиль, который находится во взаимном контакте с многоручьевым профилем.
3. Ремень по п.1, в котором наклонные поверхности содержат неметаллический материал.
4. Ремень по п.1, в котором профиль внутренней поверхности представляет собой зубчатый профиль и опорная поверхность характеризует профиль, который находится во взаимном контакте с зубчатым профилем.
5. Ремень по п.1, в котором профиль внутренней поверхности представляет собой профиль клинового ремня и указанная опорная поверхность характеризует профиль, который находится во взаимном контакте с профилем клинового ремня.
6. Ремень по п.1, в котором опорная поверхность дополнительно имеет кривизну, имеющую радиус и имеющую центр кривизны, расположенный на оси вращения шкива.
7. Ремень по п.6, в котором указанный радиус дополнительно представляет собой постоянный радиус.
