Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10028
.pdf
в корпусе.
В предпочтительной конструкции приводной вал от двигателя транспортного средства имеет жестко
закрепленный на своем конце раму или кожух, который несет комплекты грузов 60 и также выполняет
функцию маховика для двигателя.
Рама или корпус состоит из передней и задней пластин, а также кольцевой распорной детали, которые жестко
скреплены между собой. На поверхности двух пластин имеются равномерно расположенные углубления (65),
в которых находятся подшипники для двух комплектов грузов, а также подшипники для промежуточных валов,
причем последние подшипники концентричны с ведущим валом. 70 Каждый комплект грузов состоит из ряда
одинаковых частей, каждый груз включает в себя шпиндель, шестерню и блок, причем шестерня может
располагаться на любой удобной части шпинделя, а блок выступает из него так, что его центр тяжести
находится на некотором расстоянии от оси шпинделя. Я предпочитаю изготавливать ось вращения и блок из
одной детали, но это не обязательно. 80 Шпиндели двух комплектов грузов равномерно расположены вокруг
пластин рамы или корпуса, при этом два блока каждого комплекта расположены диаметрально друг напротив
друга и установлены таким образом, что они начинают свое движение внутрь или наружу одновременно.
Шестерни каждого комплекта грузов входят в зацепление с зубчатыми колесами на промежуточных валах, по
одному валу на каждый комплект, причем такие валы 90 расположены на одной линии с ведущим валом и
имеют концы, поддерживаемые вышеупомянутыми подшипниками в пластинах рамы или корпуса; на одном
валу, который я назову внутренним промежуточным валом, закреплено одно из зубчатых колес, имеющее
кольцевой фланец, который надевается на вышеупомянутый подшипник, расположенный в передней
пластине рамы или корпуса. Другой вал, который я назову наружным промежуточным валом, полый и
надевается на внутренний вал. На ней закреплено другое зубчатое колесо, которое поддерживается
упомянутым выше подшипником, расположенным в задней пластине. Два зубчатых колеса крепятся к валам
контргайками.
Внутренний промежуточный вал имеет пару выступающих выступов и профилированную, увеличенную часть.
Его задний конец, выступающий из внешнего промежуточного вала, имеет уменьшенный диаметр.
- Наружный промежуточный вал также имеет два выступа и расширенную часть А-образной формы; материал
между задней половиной выступов и расширенной частью срезан, чтобы выступы на внутреннем валу могли
выступать наружу при сборке валов. Увеличенная часть имеет внутренний паз, позволяющий надевать ее на
выступы внутреннего вала при сборке. Храповой механизм, предназначенный для предотвращения вращения
промежуточных валов в направлении, противоположном требуемому, включает в себя наружный
неподвижный элемент, роликовый сепаратор и два внутренних вращающихся элемента.
Наружный элемент представляет собой кольцо, концентричное промежуточным валам и имеющее на своей
внутренней поверхности число кривых радиусом несколько меньшим, чем радиус внутренней поверхности
кольца.
Кольцо жестко закреплено на блоке, который, в свою очередь, закреплен на корпусе шестерни.
Роликовый сепаратор состоит из сепаратора, имеющего два ряда сквозных отверстий, причем отверстия в
каждом ряду расположены рядом с изгибами внешнего неподвижного элемента.
В каждом из отверстий находится ролик, диаметр которого немного превышает толщину клетки. Отверстия
достаточно длинные, чтобы обеспечить роликам небольшое радиальное перемещение, но для удержания
таких роликов в центральном положении в отверстиях предусмотрены пружины. Клетка снабжена средствами
для удержания ее в нужном положении, включающими фланец на задней стороне, который контактирует с
одной стороны с наружным элементом, а с другой — с защитным кожухом, прикрепленным к наружному
элементу; фланец имеет выступающую вверх часть, на верхней части которой расположен ряд зубьев,
которые входят в зацепление с небольшой шестерней на управляющем валу. Шестерня свободно сидит на
валу, но внутри нее есть паз, который надевается на шпонку на валу. Паз имеет большую ширину, чем
шпонка, и поэтому шестерня может качаться на валу, но обычно она удерживается в одном положении
пружиной, один конец которой соединен с шестерней, а другой — с управляющим валом. Это обеспечивает
некоторую гибкость и позволяет клетке адаптироваться к оптимальному рабочему положению.
Вал может быть зафиксирован в нужном положении с помощью зубчатой рейки.
Два внутренних вращающихся элемента 75 аккуратно помещаются внутри клетки, а ролики соприкасаются с
внешними поверхностями этих элементов. Внутренний вращающийся элемент крепится к внешнему
промежуточному валу; пазы на этом элементе входят в зацепление с выступами 80 на этом валу и фиксируют
элемент на нем. Другой внутренний вращающийся элемент крепится к внутреннему промежуточному валу,
пазы в этом элементе входят в зацепление с выступами на этом валу. Вырезы, как уже упоминалось,
предназначены для сборки, а также для обеспечения зазора между выступами на внешнем промежуточном
валу во время работы, чтобы допустить некоторое радиальное перемещение между двумя промежуточными
валами. 90 При работе, слегка сдвинув сепаратор в сторону, ролики приближаются к этому концу изогнутых
поверхностей наружного элемента, в то время как сепаратор препятствует их перемещению к другим концам,
95 и если промежуточные валы вращаются в направлении смещения сепаратора, ролики немедленно
заклинят между наружным и внутренним элементами и прочно зафиксируют промежуточные валы 100 в
корпусе шестерни, но позволят ей вращаться в противоположном направлении, поскольку ролики будут
ударяться о концы отверстий в сепараторе, препятствуя их прохождению к этому концу 105 изогнутых
поверхностей наружного элемента и, таким образом, заклинивая его.
Установив обойму в противоположном направлении, можно предотвратить вращение промежуточных валов в
этом направлении. 110 Установив обойму в центральное положение, можно обеспечить свободное вращение
промежуточных валов в любом направлении.
Сразу за храповым механизмом расположены гибкие муфты, соединяющие промежуточные валы с ведущим
валом. Каждая из этих муфт состоит из пары профильных пластин и диска с прорезью, соединенных
кривошипными звеньями и пружинами. 120 Одна пара профильных пластин устанавливается на профильную
расширенную часть наружного промежуточного вала и крепится к ней контргайкой.
Другая пара фигурных пластин устанавливается поверх 125-й фигурной расширенной части на внутреннем
промежуточном валу и крепится к ней контргайкой.
Каждая из пластин пары имеет крестообразную форму и отверстие около внешнего конца каждой из сторон
креста.
Каждая пластина также имеет перфорированное центральное отверстие и выступ или кольцевое выступ
вблизи центра, которые при сборке служат в качестве распорной детали.
Два диска с прорезями устанавливаются между каждой парой пластин, при этом центр каждого диска имеет
перфорацию, которая обеспечивает подшипниковую посадку на выступы или кольцевые выступы его пары
пластин. В каждом диске имеется четыре равномерно расположенных радиальных паза, в которые
вставляется центральная часть кривошипно-шатунных звеньев. Как правило, центральная часть каждого
звена удерживается в самом внутреннем положении пружинным подшипником, расположенным на одном
конце и прижимающимся к опорной пластине, закрепленной на центральной части этого звена, а на другом
конце — к концу паза, в котором оно размещено. Два концевых участка кривошипных звеньев входят в
отверстия пластин.
Это соединение обеспечивает определенную радиальную гибкость между промежуточными и ведомым
валами, поскольку при вращении промежуточных валов центральные части звеньев могут частично
перемещаться вверх по пазам в дисках на ведомом валу, преодолевая давление пружин, но это движение
ограничено тем, что звенья занимают тангенциальное положение относительно окружности дисков, после
чего промежуточные и ведомый валы вращаются как одно целое. Пружины постоянно стремятся вернуть
детали в исходное положение.
Два диска соединены между собой болтами, между которыми находится кольцо, и прикреплены к
дискообразной пластине, имеющей в центре короткий полый вал.
Этот вал ранее назывался ведомым валом, он установлен в шарикоподшипнике в корпусе и имеет на своей
задней части ряд шлицов. На этот конец ведомого вала надевается короткая втулка с зубьями, которые
входят в зацепление с соответствующими зубьями второго короткого вала (соединения хвостового вала), но
предназначена для скольжения вдоль шлицов до тех пор, пока зубья не расцепятся. Втулка перемещается
вдоль и удерживается в нужном положении с помощью маховика и штока, на последнем эксцентрично
установлен штифт, который входит в зацепление с втулкой. Маховое колесо удерживается в нужном
положении с помощью подпружиненного шарика, входящего в зацепление с отверстиями в штоке. Благодаря
этому механизму вал, соединяющийся с хвостовым валом транспортного средства, может быть соединен с
ведомым валом редуктора или отсоединен от него.
Диски, кольцо и пластина образуют маховик, который помогает гибким муфтам удерживать привод в
устойчивом положении. Хотя описанный выше механизм является предпочтительной формой моего
изобретения, следует понимать, что вместо двух комплектов грузов, храповых механизмов и гибких муфт я
могу использовать только один комплект или несколько комплектов, поскольку чем больше комплектов
используется, тем плавнее будет передача мощности. Когда используется только один комплект грузов 70,
грузы снова состоят из шпиндельной шестерни и блока, но в этом случае используется только одно зубчатое
колесо и один промежуточный вал.
Храповой механизм имеет только один комплект роликов и используется одна гибкая муфта. 75 Вместо того
чтобы, как описано, устанавливать грузы на шпиндели и соединять шпиндели с промежуточными валами с
помощью зубчатых передач, грузы могут быть установлены на концах рычагов, которые, в свою очередь,
удерживаются шарнирами на пластинах рамы или корпуса. Будет использоваться только один комплект
грузов, который будет соединен с промежуточным валом посредством штоков и кривошипов, причем
кривошипы 85 будут прикреплены к промежуточному валу.
Грузы будут настроены таким образом, чтобы их движение внутрь или наружу начиналось одновременно.
Вместо шатунов я могу использовать эксцентрики, грузы которых также будут закреплены на пластинах рамы
или корпуса под углом 90 градусов, но в этом случае удобно использовать более одного комплекта грузов.
Если зубчатая передача используется в случае, когда разница между вращением ведущего и ведомого валов
сравнительно невелика (95 градусов), храповой механизм можно исключить. Устройство может быть
сконструировано так же, как и раньше, без храпового механизма, но в этом случае я предпочитаю
использовать вариант 100, описанный ниже.
В такой форме предпочтительно использовать несколько комплектов грузов, но следует еще раз понимать,
что их количество может варьироваться, поскольку увеличение их числа обеспечивает более плавную
передачу мощности. Рама или корпус изготовлены так же, как и прежде, и имеют в своих пластинах ряд
подшипников, как и прежде, для поддержки осей грузов. Каждый из 110 грузов крепится к паре шестерен,
соединенных штифтом, причем в центре каждой шестерни находится короткий выступ, выполняющий
функцию шпинделя. Шестерни различных комплектов входят в зацепление с общим зубчатым колесом на
конце 115 ведомого вала, при этом вал и зубчатое колесо поддерживаются подшипниками, расположенными в
передней и задней пластинах рамы или обрешетки.
Гибкие соединительные элементы расположены непосредственно внутри самих грузов и сконструированы
таким образом, чтобы действовать аналогично описанным выше. Каждый груз вращается вокруг штифта,
соединяющего две шестерни одного груза, причем штифт 125 расположен эксцентрично относительно
коротких валов таких шестерен. Каждый груз имеет радиальный паз, в который вставляется центральная
часть кривошипообразного звена, аналогичного тому, которое использовалось в вышеупомянутых гибких
муфтах 130 4 358,732, при этом звено обычно удерживается в самом внутреннем положении в пазу пружиной
и опорной пластиной, как и прежде, причем пружина одним концом прижимается к опорной пластине, а другим
— к концу паза, в котором она размещена.
Два концевых участка кривошипообразного звена входят в отверстия, образованные на внутренних
поверхностях двух шестерен, поддерживающих вес. Отверстия расположены диаметрально противоположно
штифту, соединяющему шестерни.
Сначала я опишу работу моего устройства в его предпочтительной конфигурации.
При вращении приводного вала он перемещает вместе с собой пластины рамы или корпуса, которые
прикреплены к нему и несут различные комплекты грузов. В начале движения эти грузы перемещаются вокруг
своих промежуточных валов, а также вращаются вокруг своих шпинделей через шестерни на шпинделях,
которые зацепляются со своими зубчатыми колесами на промежуточных валах. При этом валы либо
неподвижны, либо постепенно ускоряются, и таким образом центры тяжести грузов описывают
эксцентрическую траекторию вокруг оси ведущего вала.
Как видно, грузы в эксцентриковом механизме могут перемещаться внутрь один раз на часть оборота или
один раз на один или несколько оборотов в зависимости от разницы скоростей вращения ведущего и
ведомого валов.
По мере увеличения скорости вращения вала привода центробежная сила, действующая на грузы,
возрастает, заставляя их оставаться в положении, в котором они оказывают максимальное воздействие.
Однако противодействию этой силе служит сопротивление промежуточных валов, соединенных гибкими
муфтами с ведущим валом, сопротивление которого определяется действующей на него нагрузкой.
При вращении грузов их центры тяжести на половине оборота вокруг осей притягиваются внутрь,
противодействуя центробежной силе, а на другой половине оборота — наружу под действием центробежной
силы.
Таким образом, видно, что для движения грузов внутрь требуется движущая сила, а для движения наружу
движущая сила создается ими самими.
Таким образом, реакция каждой группы грузов во время ее движения внутрь стремится вращать
промежуточный вал, соединенный с ней через шестерни и соответствующее зубчатое колесо, в том же
направлении, что и вращающийся ведущий вал, но во время движения наружу каждая группа грузов
стремится вращать промежуточный вал в противоположном направлении.
Таким образом, сначала каждый из промежуточных валов стремится вращаться попеременно в прямом и
обратном направлении, но с помощью храповых механизмов предотвращается любое движение в одном
направлении, и каждый промежуточный вал вращается только в одном направлении, но под действием серии
коротких импульсов. Гибкие приводные муфты между промежуточными и ведомым валами преобразуют эти
импульсы в постоянное вращение, накапливая в пружинах часть силы, передаваемой им во время импульса
промежуточного вала, при этом пружины возвращают эту силу ведомому валу в то время, когда
промежуточный вал находится в неподвижном состоянии.
Два комплекта грузов установлены друг напротив друга, и таким образом видно, что их импульсы чередуются,
а в сочетании с гибкими муфтами, которые, как показано выше, различают максимальную и минимальную
передачу, обеспечивается устойчивая, автоматически регулируемая передача с низким передаточным
отношением в любом направлении, причем направление зависит только от положения сепаратора, который
управляет роликами храпового механизма.
Когда храповой механизм установлен таким образом, что ведущий и ведомый валы вращаются в одном
направлении, соотношение скоростей вращения ведущего и ведомого валов сначала будет значительно
различаться, но по мере продолжения вращения и увеличения скорости ведомого вала внутренний ход грузов
будет увлекать промежуточные валы на больший угол (поскольку оба вала вращаются в одном направлении),
и тенденция промежуточных валов к обратному движению будет уменьшаться, пока не останется лишь
замедление, после чего храповой механизм перестанет работать.
В данном случае гибкие муфты снова аккумулируют часть силы, передаваемой им во время импульсов или
ускорения 110 промежуточных валов, в пружинах, при этом пружины возвращают эту силу на ведомый вал во
время периода замедления промежуточных валов, тем самым разграничивая максимальную и минимальную
передачу. Это обеспечивает промежуточный привод с автоматически изменяемым передаточным
отношением, в результате чего привод направлен вперед.
Когда скорость такова, что центробежная сила 120, действующая на грузы, превышает сопротивление
промежуточных валов, грузы занимают постоянное положение, которое определяется степенью гибкости
пружин в муфте 125, а также движущей силой на ведущем валу и сопротивлением ведомого вала. В данном
случае результирующая скорость вращения ведущего и ведомого валов составляет один к одному. 130
N'358,732 -,358,7325 Силы, создаваемые несколькими наборами грузов, в меньших соотношениях более или
менее независимы, но по мере увеличения соотношения, и особенно когда достигается соотношение один к
одному, независимое действие теряется, и все грузы работают совместно.
При использовании только одного набора грузов работа аналогична, отличаясь лишь количеством импульсов,
подаваемых на одинаковое количество оборотов, и, как следствие, более неравномерной передачей
мощности, а также потерей благоприятного эффекта совместной работы наборов грузов в соотношении один
к одному. ВРЕМЕННОЕ РАЗРЕШЕНИЕ № 10391. Работа последней упомянутой формы аналогична описанной
для других форм, однако она применима только к промежуточным и передаточным отношениям один к
одному, поскольку отсутствует храповой механизм, предотвращающий импульсы назад, создаваемые грузами
при низком передаточном отношении.
Датировано 14 октября 1930 года.
Компания HASELTINE, LAKE & Co., расположенная по адресу: Southampton Buildings, 28, Лондон, Англия, и
West 44th Street, 19-25, Нью-Йорк, США, является представителем заявителя.
СПЕЦИФИКАЦИЯ
1931 г. н.э.
Автоматически изменяемая трансмиссия, специально предназначенная для автомобилей. Я, Говард Фридрих
Хоббс, из Парадайса, Южная Австралия, Австралия, плодовод, подданный Великобритании, настоящим
заявляю, что суть данного изобретения заключается в следующем: Целью данного изобретения является
создание усовершенствованной трансмиссии с изменяемым передаточным отношением, в которой
передаточное отношение между ведущим и ведомым валами будет автоматически изменяться для
компенсации разницы в скорости и нагрузке, причем такая трансмиссия особенно подходит для передачи
мощности в автомобилях.
Согласно данному изобретению, ряд грузов сначала перемещается эксцентрично, а затем концентрично
вокруг концентрических валов, причем один из таких валов (ведущий) вращается в фиксированном
направлении и перемещает грузы вместе с собой, а другой (ведомый) вращается в постоянном, но
переменном направлении через один или несколько промежуточных концентрических валов, которые имеют
средства для обеспечения эксцентрического перемещения грузов со всеми скоростями, кроме случаев, когда
ведущий и ведомый валы вращаются с одинаковой скоростью и в одном направлении. Вращение,
создаваемое промежуточным валом или валами под действием грузов, сначала происходит в переменном
направлении, затем в одном направлении, но с переменной скоростью, и, наконец, со скоростью,
совпадающей со скоростью ведущего вала. Однако в первом случае движение в одном направлении
предотвращается храповым механизмом и, таким образом, преобразуется в постоянные однонаправленные
импульсы, направление которых можно изменять по желанию с помощью храпового механизма.
Во втором случае храповой механизм не срабатывает. В обоих этих случаях импульсы электрического тока
передаются на ведомый вал в виде постоянного вращения посредством гибких муфт между промежуточными
валами и ведомым валом. В третьем случае скорости ведущего и ведомого валов равны и направлены в
одном направлении, и тогда грузы перемещаются концентрически вокруг валов, передавая постоянный
однонаправленный привод на промежуточные 70 валов, а затем через гибкие муфты на ведомый вал.
Сначала я опишу предпочтительный вариант моего изобретения, в котором используется один набор грузов.
Механизм, составляющий изобретение № 75, размещен в корпусе, прикрепленном к шасси транспортного
средства или к подходящей раме.
В предпочтительной конструкции приводной вал от двигателя транспортного средства имеет 80 жестко
закрепленных на конце раму или кожух, которые несут набор грузов и которые также выполняют функцию
маховика для двигателя.
Рама или корпус включает в себя переднюю и заднюю пластины, а также кольцевую распорную деталь,
которые жестко скреплены между собой. На лицевой стороне обеих пластин имеются равномерно
расположенные углубления, в которых находятся подшипники для грузов комплекта, а на задней пластине 90
расположен подшипник для промежуточного вала, причем последний подшипник концентричен с ведущим
валом.
Каждый из грузов комплекта состоит из шпинделя, шестерни и блока, причем шестерня 95 может
располагаться на любой удобной части шпинделя, а блок выступает из него так, что его центр тяжести
находится на некотором расстоянии от оси шпинделя.
Шестерня каждого груза из комплекта 100 входит в зацепление с зубчатым колесом на промежуточном валу,
который расположен на одной линии с ведущим валом и имеет передний конец, опирающийся на подшипник в
задней пластине рамы или обрешетки, а задний конец — на подшипник 105 в корпусе. Зубчатое колесо
предпочтительно крепится к промежуточному валу с помощью шпонки и контргайки. Храповой механизм,
предназначенный для предотвращения вращения промежуточного вала в направлении, противоположном
требуемому, включает в себя наружный неподвижный элемент, роликовый сепаратор и внутренний
вращающийся элемент.
- 5: Наружный элемент состоит из кругового кольца, концентричного с промежуточными валами, имеющего на
своей внутренней поверхности ряд кривых радиусом несколько меньшим, чем радиус внутренней поверхности
кольца.
Предпочтительно, кольцо крепится к блоку, который, в свою очередь, крепится к корпусу шестерни, но кольцо
может быть закреплено на корпусе или являться его частью.
— Роликовый сепаратор состоит из сепаратора, имеющего ряд отверстий, расположенных рядом с изгибами
внешнего неподвижного элемента. В каждом из отверстий находится ролик диаметром немного большим, чем
толщина стенки клетки. Отверстия достаточно длинные, чтобы обеспечить роликам небольшое радиальное
перемещение, но предусмотрены пружины, которые обычно удерживают такие ролики в центральном
положении в отверстиях. Клетка снабжена средствами 25 для удержания ее в нужном положении,
включающими фланец, который контактирует с одной стороны с наружным элементом, а с другой — с
корпусом или с защитным кожухом, прикрепленным к наружному элементу, причем фланец имеет
выступающую вверх часть, на вершине которой расположен ряд зубьев, которые входят в зацепление с
небольшой шестерней на управляющем валу. Шестерня свободно закреплена на валу, но внутри нее есть паз,
который надевается на шпонку на валу. Паз имеет большую ширину, чем шпонка, и поэтому шестерня может
качаться на валу, но обычно она удерживается в своем единственном положении пружиной, один конец
которой соединен с шестерней, а другой — с управляющим валом. Это обеспечивает небольшую гибкость и
позволяет обойме адаптироваться к своему оптимальному рабочему положению.
Вал может быть зафиксирован в нужном положении с помощью зубчатой рейки. Внутренний вращающийся
элемент выполнен в виде перфорированного диска и плотно прилегает к обойме, а ролики контактируют с
внешней поверхностью этого элемента. Внутренний вращающийся элемент -50 крепится к промежуточному
валу.
В процессе работы, слегка сместив сепаратор в сторону, ролики приближаются к этому концу изогнутых
поверхностей внешнего элемента, в то время как сепаратор препятствует их перемещению к другим концам
изогнутых поверхностей. Если промежуточный вал вращается в направлении смещения сепаратора, ролики
немедленно заклинят между внешним и внутренним элементами и прочно удержат промежуточный вал в
корпусе шестерни, но оставят его свободным для вращения в противоположном направлении, так как ролики
будут ударяться о концы отверстий в сепараторе, препятствуя их перемещению к этому концу изогнутых
поверхностей внешнего элемента и, таким образом, заклиниванию. Установив обойму в противоположном
направлении, можно зафиксировать промежуточный вал на 70 градусов, предотвратив его вращение в этом
направлении.
Установив обойму в центральное положение, можно обеспечить свободное вращение промежуточного вала в
любом направлении.
Сразу за храповым механизмом находится гибкая муфта -75, соединяющая промежуточный вал с ведомым
валом.
Данная муфта включает в себя торсионную пружину, предпочтительно состоящую из нескольких плоских
пластин, расположенных одна над другой. Один конец такой пружины, имеющий длину 80 градусов, крепится к
промежуточному валу, а другой конец — к ведомому валу. Пружина снабжена маховиком на заднем конце или
вблизи него, либо, согласно предпочтительному варианту 85, множеством маховиков между ее концами,
причем этот маховик или маховики предпочтительно установлены на самоустанавливающихся подшипниках,
расположенных рядом с концом промежуточного вала, и соединены с соответствующими точками на пружине
концентрическими трубками. Этот маховик или маховики могут располагаться в корпусе редуктора.
С помощью пружины этой гибкой муфты импульсы промежуточного вала 95 преобразуются в постоянное
вращение, при этом пружина наматывается по мере того, как импульсы воздействуют на ее передний конец
шестерней, и постоянно разматывается на другом конце, вращая таким образом ведомый вал. Маховики,
расположенные между концами пружины, служат для изменения эффективной длины пружины при импульсах
различной скорости, так что когда количество импульсов, приложенных к пружине за заданное время, велико,
они гасятся первым маховиком, который не может так быстро изменять свою скорость, так что оставшаяся
часть пружины обеспечивает только постоянную передачу крутящего момента. Однако по мере уменьшения
числа импульсов 110 этот маховик более точно следует за колебаниями пружины, и в этот момент вступает в
действие второй маховик, и так далее для дополнительных маховиков, которые могут быть предусмотрены.
Благодаря такому соединению зубчатая передача приобретает очень высокую эффективность.
Вместо нескольких маховиков можно использовать только один, который крепится к задней оси 120-го типа
или между концами пружины. Пружина также может быть выполнена из соединенных между собой секций и
может опираться на подшипники как посередине, так и на концах. Вместо 125 плоских листов пружина может
быть изготовлена из круглых или других фигурных элементов.
В случаях, когда требуется исключительно плавный ход привода, вместо одного комплекта можно
использовать два или более комплекта грузов. В тех случаях, когда используются два комплекта
(130-85s,732), шпиндели таких комплектов равномерно расположены вокруг пластин рамы или корпуса, а
блоки каждого комплекта установлены таким образом, чтобы они начинали свое внутреннее или внешнее
движение одновременно.
Шестерни каждого комплекта грузов входят в зацепление с зубчатыми колесами на промежуточных валах, при
этом используются два таких вала — по одному валу на каждый комплект, — которые расположены на одной
линии с ведущим валом и имеют концы, поддерживаемые подшипниками — одним спереди и одним сзади —
на пластинах рамы или корпуса. На одном из валов, который я назову внутренним промежуточным валом,
закреплено одно из зубчатых колес, имеющее кольцевой фланец, который надевается на вышеупомянутый
подшипник, расположенный в передней пластине рамы или корпуса. Другой вал, который я назову наружным
промежуточным валом, полый и надевается на внутренний вал. На нем закреплено другое зубчатое колесо,
которое поддерживается вышеупомянутым подшипником, расположенным в задней пластине. Два зубчатых
колеса крепятся к валам контргайками.
Внутренний промежуточный вал имеет один или несколько выступающих выступов и выступающую на нем
фигурную часть. Его задняя часть, выступающая из внешнего промежуточного вала, имеет уменьшенный
диаметр.
Наружный промежуточный вал также имеет один или несколько выступов и расширенную часть особой
формы, при этом материал между задней половиной выступов и расширенной частью срезан, чтобы выступы
на внутреннем валу могли выступать наружу при сборке валов. - Расширенная часть имеет внутренний паз,
позволяющий надевать ее на выступы на внутреннем валу при сборке.
Каждый из промежуточных валов снабжен храповым механизмом, имеющим общий наружный элемент и
общую обойму, но два отдельных внутренних элемента, которые закреплены на выступе или выступах на
промежуточных валах. Все элементы сконструированы, как описано выше, за исключением того, что внешний
элемент шире, а в клетке имеется два ряда отверстий для установки двух комплектов роликов. В данном
случае торсионная пружинная муфта состоит из двух пружин, заключенных внутри трубки, сконструированной,
как и прежде, из набора листов. Эти пружины поддерживаются вблизи своих передних концов в углублениях,
образованных в передней части трубки, и каждая пружина имеет короткий вал на своем переднем конце, на
котором расположена шестерня. Эти шестерни входят в зацепление с двумя шестернями, расположенными
на заднем конце каждого из промежуточных валов. Задний конец каждой пружины прикреплен
непосредственно к заднему концу трубки. Эта трубка также снабжена маховиком и может иметь свой задний
конец, соединенный непосредственно с приводным валом, через короткий отрезок торсионной пружины или
через гибкую муфту, аналогичную той, что описана для использования с одним комплектом грузов.
Вместо описанной выше торсионной пружинной муфты может использоваться пружинная муфта, включающая
пружины сжатия, в этом случае каждый промежуточный вал 75 имеет пару профилированных пластин,
соединенных кривошипными звеньями с диском с прорезями на ведомом валу. «Компрессионные пружины
расположены между центрами звеньев и концами 80 пазов в дисках».
Каждая из пластин пары имеет крестообразную форму и отверстие около внешнего конца каждой из сторон
креста.
Каждая пластина также имеет перфорированное центральное отверстие 85 и выступ или кольцевое выступ
около своего центра, которые при сборке служат в качестве распорной детали.
Диск с прорезями устанавливается между двумя пластинами, при этом в центре диска имеется перфорация
190, которая обеспечивает подшипниковую посадку на выступах или кольцевых выступах пары пластин. В
диске имеются равномерно расположенные радиальные прорези, в которые вставляется центральная часть
кривошипно-шатунных тяг. В каждом звене, как правило, центральная часть находится в самом внутреннем
положении и удерживается пружинным подшипником: с одной стороны — прижатым к опорной пластине,
установленной на центральной части этого звена, а с другой — прижатым к концу паза 100, в котором оно
размещено. Две концевые части кривошипных звеньев входят в отверстия пластины.
Это соединение обеспечивает определенную радиальную гибкость между промежуточным и ведомым
валами, поскольку при вращении промежуточного вала центральные части звеньев могут частично
перемещаться вверх по пазам в дисках ведомого вала против давления пружин, 110, но это движение
ограничено тем, что звенья занимают тангенциальное положение относительно окружности дисков, после
чего промежуточный и ведомый валы вращаются как одно целое. Пружины 115 постоянно стремятся вернуть
детали в исходное положение.
При использовании более одного набора грузов для каждого набора предусмотрен диск, который соединен
между собой болтами, причем между каждыми двумя дисками расположено кольцо, а диски и кольца
соединены с дискообразной пластиной, имеющей короткий полый стержень в центре. Этот вал ранее
назывался ведущим валом 125.
Диски, кольца и пластина образуют маховик, который помогает гибким муфтам удерживать привод в
устойчивом положении.
Теперь я опишу работу моего устройства № 130, сконструированного в предпочтительном для него виде.
При вращении ведущего вала он перемещает вместе с собой пластины рамы или корпуса, которые
прикреплены к нему и несут комплект грузов. При запуске, когда эти грузы начинают двигаться вокруг своего
промежуточного вала, они также вращаются вокруг своих шпинделей через шестерни на шпинделях,
зацепляющиеся с зубчатым колесом на промежуточном валу, который в этот момент либо неподвижен, либо
постепенно ускоряется, и таким образом центры тяжести грузов описывают эксцентрическую траекторию
вокруг оси ведущего вала.
Будет видно, что грузы в своем эксцентричном движении могут перемещаться внутрь на часть оборота или на
один или несколько оборотов в зависимости от разницы скоростей вращения ведущего и ведомого валов.
По мере увеличения скорости вращения вала привода центробежная сила, действующая на грузы,
возрастает, заставляя их стремиться оставаться в положении, в котором они оказывают максимальное
воздействие.
Однако этому противодействует сопротивление промежуточного вала, соединенного гибкими муфтами с
ведомым валом, сопротивление 30, которое определяется нагрузкой на него.
При вращении грузов их центры тяжести на протяжении половины их оборота вокруг осей смещаются внутрь,
противодействуя центробежной силе, а на протяжении другой половины оборота — наружу под действием
центробежной силы.
Таким образом, становится очевидно, что для движения грузов внутрь необходима движущая сила, а для
движения наружу движущая сила создается отдельно.
Таким образом, реакция грузиков во время их движения внутрь стремится вращать промежуточный вал,
соединенный с ним через шестерни и зубчатое колесо, в том же направлении, что и вращающийся ведущий
вал, но во время движения наружу грузики стремятся вращать промежуточный вал в противоположном
направлении.
Таким образом, промежуточный вал сначала стремится вращаться попеременно в прямом и обратном
направлении, но с помощью храповых механизмов предотвращается любое движение в одном направлении,
поэтому промежуточный вал вращается только в одном направлении, но под действием серии коротких
импульсов. Гибкая приводная муфта между промежуточным и ведомым валами преобразует эти импульсы в
постоянное вращение, накапливая в пружине часть силы, передаваемой муфте во время импульса
промежуточного вала, при этом пружина возвращает эту силу ведомому валу в течение времени -6S, когда
промежуточный вал остается неподвижным. Таким образом, гибкая муфта различает максимальную и
минимальную передачу, обеспечивая стабильную, автоматически регулируемую передачу с низким
передаточным отношением в любом направлении, причем направление зависит только от положения обоймы,
которая управляет роликами храпового механизма.
Когда храповой механизм установлен таким образом, что ведущий и ведомый валы вращаются в одном
направлении, передаточное отношение скоростей 75 между ведущим и ведомым валами сначала будет
значительно отличаться, но по мере продолжения вращения и увеличения скорости ведомого вала
внутренний ход грузов будет увлекать промежуточный вал 80 на больший угол (поскольку оба вала
вращаются в одном направлении), и тенденция промежуточного вала к обратному движению будет
уменьшаться, пока не останется лишь замедляющее движение, после чего храповой механизм 85 перестанет
работать.
В данном случае гибкая муфта снова аккумулирует часть силы, передаваемой ей во время импульсов или
ускорения промежуточного вала, в пружине, при этом 90-градусная пружина возвращает эту силу ведомому
валу во время замедления промежуточных валов, тем самым разграничивая максимальную и минимальную
передачу. Это позволяет получить промежуточный привод с передаточным отношением 95, автоматически
изменяемым передаточным отношением; результирующий привод направлен вперед.
Когда скорость такова, что центробежная сила, действующая на грузы, превышает -100 Ом, сопротивление
промежуточного вала, грузы занимают постоянное положение, которое определяется силой, действующей на
ведущий вал, и сопротивлением ведомого вала, а при использовании более одного комплекта грузов —
гибкостью пружин в муфтах. В данном случае результирующая скорость вращения ведущего и ведомого
валов составляет один к одному. 110 При использовании нескольких наборов грузов действие аналогично
описанному выше, за исключением того, что при меньших соотношениях грузы действуют более или менее
независимо, но по мере увеличения соотношения, и особенно когда достигается соотношение «один к
одному», независимое действие теряется, и все грузы действуют совместно.
Когда импульсы, передаваемые на пружину гибкой муфты, короткие и имеют высокую частоту, как, например,
во время работы храпового механизма, желательно использовать только короткую пружину для достижения
максимальной эффективности. Однако по мере увеличения длины импульсов и уменьшения частоты
желательна более длинная пружина, поскольку она снова повышает эффективность и обеспечивает более
постоянный привод.
Эта цель достигается за счет маховиков на торсионной пружине, поскольку маховики 130 -' 8 358,7329 по
своему импульсу не могут следовать за быстрыми колебаниями, и поэтому первый маховик гасит любые
очень сильные колебания в точке, к которой он прикреплен, а остальная часть пружины просто действует как
приводной вал. Однако по мере уменьшения частоты такой маховик начинает следовать за колебаниями,
которые он вызывает, и которые гасятся вторым маховиком. Длина пружины и количество маховиков должны
быть такими, чтобы медленные колебания до достижения передаточного отношения эффективно
сглаживались.
В ведомом валу может быть предусмотрена муфта для отсоединения шестерни от ведомого механизма.
Датировано 8 апреля 1931 года.
HASELTINE, LAKE & CO., 28, Southampton Buildings, Лондон, Англия, и 19-25, West 44th Street, Нью-Йорк,
США, агенты заявителя.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ (С ИЗМЕНЕНИЯМИ)
F - Автоматическая вариативная трансмиссия, предназначенная специально для автомобилей. Я, Говард
Фредерик Хоббс, из Парадайса, Южная Австралия, Австралия, плодовод, подданный Великобритании,
настоящим заявляю о природе данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть выполнено, что
будет подробно описано и установлено в следующем заявлении: Данное изобретение относится к
автоматической вариативной трансмиссии типа E, включающей планетарные массы, которые стремятся
вызывать колебания промежуточного вала, приводящего в движение ведомый элемент, который
предотвращается от перемещения в другом направлении, чем в желаемом направлении. Целью изобретения,
как было предложено ранее, является создание усовершенствованной зубчатой передачи переменного тока,
в которой планетарные массы установлены на промежуточном валу, а передаточное отношение скоростей
между приводным валом и валом будет автоматически изменяться, при этом последний соединен с валом
или колесом, которое необходимо привести в движение, торсионной пружиной, компенсирующей разницу
скоростей.
R-скорость и нагрузка, -saeh geao-ing-exeedglle см., например, спецификацию патента №.
ùitablo for the power transmiscie- in 329,724. Целью изобретения являются автомобили, но оно также
применимо и к другим транспортным средствам, чтобы обеспечить улучшенную передачу, имеющую
улучшенный набор передаточных чисел между требуемыми параметрами.
Ведущий и ведомый валы, такие шестерни. Мое изобретение вкратце состоит в том, что оно особенно
подходит для передачи мощности в автомобилях, но применимо и для других целей, где требуется вариант
Соседние файлы в папке патенты