Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12671
.pdf
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я смог
установить его природу.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_344062.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=344062&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB344062A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТ
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 7 мая 1929 года.
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 2 сентября 99 г. 86510 г. (Выделено из № 343988. ) 2 D9 o
Полностью принято., 2 марта 1931 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области или относящиеся к системам передачи мощности с регулируемой скоростью.
Я, Фн. АНК АНДЕРСОН ХЕЙЗ, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий в Мидлтауне, округ
Монтгомери, штат Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляю о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к механизму передачи мощности с регулируемой скоростью, имеющему
соосные диски с кольцевыми канавками на противоположных поверхностях, с расположенными между ними
роликами, работающими в этих канавках.
Изобретение относится, в частности, к тому классу дисковых зубчатых передач с тороидальным диском, в
которых изменение передаточного отношения осуществляется за счет «прецессии» роликов в канавках, то
есть автоматического перемещения роликов, изначально наклоненных подобно переднему колесу
велосипеда, в новое зубчатое положение, при этом усилие для изменения скорости обеспечивается
двигателем.
В соответствии с моим изобретением прецессия роликов вызывается или инициируется средствами,
включающими коромысла, поворачивающиеся для качания в плоскости, параллельной плоскостям дисков,
или в плоскости, практически параллельной им.
Качательные движения коромысел могут вызывать или инициировать прецессию, обеспечивая
комбинированное перемещение осей роликов в продольном направлении относительно осей качания роликов
и в поперечном направлении относительно осей, проходящих через точки контакта роликов и дисков. Одно из
этих движений роликов может преобладать даже настолько, что по сути является единственным
действующим элементом.
Изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показан один из вариантов его
осуществления.
В следующем описании будут описаны только те части, которые необходимы для правильного понимания
настоящего изобретения, тогда как для подробного описания примера реализации моего настоящего
изобретения в полной системе следует обратиться к моему патенту (серийный номер 343,988) №.
[Пр;.. ] 26,664/29.
На чертежах:
Рис. 1 представляет собой продольный центральный разрез механизма в вертикальной плоскости. На
изображенном здесь устройстве (55) используются три соосных диска и два комплекта планетарных роликов.
Для большей наглядности на этом рисунке опущены некоторые части, показанные на других рисунках. 60 На
рис. 2 представлен поперечный разрез, выполненный примерно по линии 2-2 на рис. 1, демонстрирующий
установку одного комплекта роликов.
На рис. 3 представлен детальный поперечный разрез в большем масштабе, выполненный примерно по линии
3-3 на рис. 2, на котором показана одна из опор роликов, в которой установлены ролики, и цапфовые блоки, в
которые установлены опоры, позволяющие опорам (и вместе с ними роликам) качаться вокруг осей под углом
70° к осям, вокруг которых вращаются ролики. На этом рисунке также показан удобный способ крепления
роликового держателя с осью прецессии, наклоненной к плоскости, в которой ролик вращается по
планетарной траектории под углом 75 градусов вокруг оси диска, но эта особенность не будет подробно
описана, поскольку она является предметом моего патента № (серийный номер 344,061) 38,212/30. 80 На рис.
4 представлен детальный вид одного из коромысел, снятый с задней стороны рис. 2, в котором установлены
опорные блоки для роликовых держателей.
Рис. 5 представляет собой фрагмент по строке 5-5 из 85 рис. 4.
На фиг. 6 представлен поперечный разрез по линии 6-6 на фиг. 1, показывающий механизм наклона
коромысел, в которых установлены роликовые держатели, с целью смещения держателей вдоль их осей
«прецессии», чтобы вызвать «прецессию» роликов и тем самым изменить передаточное отношение
механизма передачи. 95 На рис. 7 представлен детальный вид в направлении стрелки на рис. 6,
показывающий кулачковые кольца и приводной рычаг или ролик, предназначенные для перемещения одного
кольца относительно другого. 100 Рис. 7а аналогичен рис. 7, но показывает модификацию, благодаря которой
кольца могут быть сдвинуты в положительную сторону относительно друг друга в любом направлении.
На рис. 8S представлено схематическое поперечное сечение в той же плоскости, что и на рис. 2,
иллюстрирующее «прецессию» роликов при перемещении несущих элементов вдоль их осей прецессии.
На рис. 9 представлено поперечное сечение по линии 9-9 на рис. 1, показывающее установку второго
комплекта планетарных роликов.
Рис. 10 представляет собой детальный разрез по линии 10-10 на рис. 9.
На рис. 11 представлена схематическая иллюстрация принципа выравнивания, благодаря которому нагрузка
на группу роликов может быть равномерно распределена между роликами.
На рис. 12 представлен перспективный вид, иллюстрирующий принцип выравнивания нагрузки, благодаря
которому нагрузка на два комплекта роликов может быть равномерно распределена между ними.
На рис. 13 представлено поперечное сечение (вид вправо) в плоскости, расположенной непосредственно
слева от ролика, держателя 52 и коромысла 158 на рис. 12.
На чертежах видно, что ведущие диски 10, 11, закрепленные на приводном валу 12, снабжены на своих
внутренних поверхностях тороидальными канавками 13, 14, то есть кольцевыми канавками круглого сечения,
а между двумя дисками находится втулка 13а, вращающаяся относительно вала. Средний диск 15 вращается
на втулке и снабжен на двух своих поверхностях тороидальными канавками 16, 17 одинакового радиуса.
кривизна в виде канавок 13, 14. Между дисками 10 и 15 расположены три передаточных ролика 18, 1-9, 20,
образующие первый комплект роликов, расположенных на расстоянии 120° друг от друга между центрами, как
показано на рис.
2
_. Предполагая, что вал 12 и диск 10 вращаются в направлении стрелки на валу на рис. 1, и что диск 15
вращается на втулке 13, видно, что диск 15 будет вращаться против часовой стрелки, если смотреть слева.
Ролики установлены для вращения в держателях 21, 22, 23, которые снабжены на своих концах цапфами, как
показано на фиг. 1, 3 и 8 (фиг. 24), на которых они могут качаться в соответствующих подшипниках, как
описано ниже.
Обращаясь теперь к рис. 8, a a представляет собой плоскость, содержащую ось диска и обычно содержащую
ось вращения ролика 19, причем, следовательно, две плоскости 55- являются соплоскостными. Помните, что
диск 10 — это...
Между наблюдателем и фигурой, а также тем, что диски 10 и 15 соосны, будет видно, что ось ролика
находится в одной плоскости.
Силы трения, действующие на ролик вдоль оси дисков, перпендикулярны плоскости a и не оказывают на
ролик никакого воздействия, кроме вращения его в положении RZcd. Но предположим, что ролик перемещен в
положение, показанное на рисунке.
Мгновенную скорость точки контакта диска 15 с роликом (на дальнем конце диаметра b ролика) теперь можно
представить в направлении, хотя и не обязательно по величине, стрелкой c, касательной к окружности k,
концентрической с диском 7G. Аналогично, стрелка e обозначает мгновенное направление скорости точки
контакта между диском 10 и роликом. То есть, в момент времени 75 MOvn две точки соприкосновения
находятся в направлениях c и e относительно оси дисков. Разложив a на две компоненты f и i,
перпендикулярные друг другу, одна из которых перпендикулярна плоскости a, а другая параллельна ей, и
разложив e на аналогичные компоненты g и i, мы увидим, что компоненты g и f являются скоростями точек
контакта.
вокруг оси вращения ролика, а компоненты h и i представляют собой скорости точек контакта вокруг оси
несущих; это означает, что по мере вращения ролика в его несущей он также качается вокруг оси несущей.
Следовательно, если ролик смещен из своего нормального положения 90, в котором его ось пересекается
(т.е. находится в одной плоскости) с осью диска, то силы трения, действующие на ролик, вызовут его
прецессию, то есть движение по спиральной траектории на каждом диске, а также его самого и 95 — качание
несущего элемента вокруг оси несущего элемента. — Если диски вращаются в указанных ранее
направлениях, диск 10 вращается по часовой стрелке и...
Если диск 15 вращаться против часовой стрелки, если смотреть слева на рис. 1, то смещение ролика влево от
плоскости p (рис. 8) вызовет его качание по часовой стрелке, как показано на рис. 1, а смещение вправо от
плоскости вызовет качание против часовой стрелки. В первом случае передаточное отношение 105 между
дисками 15 и 10 уменьшится, что приведет к замедлению вращения первого диска, а во втором случае
передаточное отношение увеличится. При ближайшем рассмотрении станет ясно, что прецессионные и/или
качательные движения ролика и держателя также будут происходить, если диск 15 неподвижен, а ролики
вращаются планетарным образом вокруг оси диска. Короче говоря, прецессия и, как следствие, изменение
передаточного отношения 115 являются результатом относительного движения диска и роликов вокруг оси
первого. Очевидно, что все ролики комплекта должны быть перемещены соответствующим образом.
Например, если ролик 19 (рис. 2) смещен влево, то есть по часовой стрелке относительно оси дисков, ролики
18 и 20 также должны быть смещены по часовой стрелке, чтобы все они могли занять положение 125.
Подходящее крепление роликовых держателей 21, 22, 23, чтобы обеспечить их планетарное движение и
поперечное расположение держателей относительно осей, вызывая прецессию и, следовательно, изменение
передаточного отношения 1300 344,062. Таким образом, рычаги 42 (или, в общем, рычаг управления C9)
могут смещать держатели только в направлении, которое приводит к изменению передаточного отношения на
более высокое; поскольку они могут оказывать кулачковое действие только в этом направлении. 70
Изменение «вниз», то есть на более низкое передаточное отношение, происходит за счет сопротивления
трения, препятствующего передаче мощности; и для осуществления такого изменения «вниз» достаточно
уменьшить силу, препятствующую движению рычага 46 наружу. Если необходимо добиться положительного
изменения соотношения на более низкое, кольца могут быть снабжены перекрестными пазами для чаш 41, как
показано на рис. 7а в примере 80, где пазы обозначены 38а, 40а.
Второй комплект из трех планетарных роликов, два из которых показаны на фиг. 1 под номером 50,
установлен в держателях 52 (фиг. 85 9), закрепленных в опорных блоках 53, установленных в коромыслах U4,
охватывающих плечи трехлучевой крестовины, которая закреплена на правом или заднем конце втулки 13a.
Эти коромысла похожи на соответствующие коромысла 90, показанные на рис. 2, и шарнирно соединены в
точке 54a на рычагах 55, но у коромысел 54 отсутствуют радиальные пальцы 34 коромысел 28, а у паука нет
обода или кольца, соответствующего кольцу 26 95, которое соединяет рычаги другого паука. Вместо этого
вокруг крестовины 55 расположено плавающее кольцо 56 с выступами 58a, простирающимися внутрь между
передней и задней пластинами коромысел и снабженными 100 штифтами 58, работающими в радиальных
пазах 58b в пластинах коромысел, как показано на рис. 10. Теперь станет ясно, что относительное вращение
между рычагами 55, на которых шарнирно закреплены коромысла 54, и плавающим кольцом 56, на котором
установлены выступы 58a, приведет к наклону коромысел, тем самым смещая роликовые держатели и
вызывая прецессию роликов, как описано выше в связи с первым комплектом роликов.
Необходимое относительное вращение кольца и крестовины, вызывающее смещение роликов и их прецессию
в соответствии с роликами первого комплекта, автоматически следует за смещением роликов первого
комплекта, как будет объяснено далее. Поскольку первый комплект регулируется по желанию для управления
или изменения передаточного отношения механизма, его удобно называть «комплектом управления».
Снова обращаясь к рис. 1, показано, что ведущий вал 12 установлен на конце соосного ведомого вала 63,
который вращается в муфте или втулке 64, вращающейся в упорном подшипнике 64а в задней стенке корпуса
трансмиссии 65.
На этой втулке закреплена ступица 66 барабана 67, который выступает вперед (влево) и снабжен зубьями,
описанными выше, как показано на рисунках.
2, 3, 4 и 5. На вращающейся втулке 13а (см. рис. 1) закреплена крестовина, состоящая из трех плеч 25,
расположенных на расстоянии 1200 друг от друга, и кольца или кольцевого элемента 26, прикрепленного к
плечам после сборки качающихся элементов и держателей. На каждом рычаге, в точке 27, закреплен
качающийся механизм, состоящий из передней пластины 28 и задней пластины 29, соединенных
перемычками 30 и расположенных на некотором расстоянии друг от друга, охватывая рычаг паука, как это
наглядно показано на рис. 4 и 5. На боковых кромках коромысел имеются углубления 31 для размещения
цапф или опорных шеек 32 опорных блоков 33, в которые вставляются цапфы 24 роликовых держателей.
Таким образом, роликовые опоры располагаются приблизительно в плоскости крестовины и между ее
рычагами. Передние коромысла 28 снабжены выступами 34, направленными радиально внутрь, и
шаровидными наконечниками, входящими в пазы кольца 35, свободно охватывающего вал 12.
Если теперь придать кольцу 35 небольшое вращательное движение, скажем, по часовой стрелке, как
показано на рис.
2, Пальцы 34 будут качаться против часовой стрелки, тем самым наклоняя коромысла 28-29 на их шарнирах
27 и, следовательно, смещая роликовые держатели против часовой стрелки, что приведет к качанию
роликовых держателей в их цапфовых блоках 33.
Для обеспечения описанного выше небольшого вращения кольца, оно снабжено тремя радиальными
рычагами 36 (рис. 2 и 5), выступающими наружу и соединяющимися с кольцом 37 в форме барабана, которое,
как показано на рис. 1, выступает влево за диск 10 и снабжено кулачковыми кромками 38. На кольце 26,
закрепленном на рычагах 25, расположен аналогичный анусный барабан 39, окружающий кольцо 37 и
снабженный наклонными кулачковыми кромками, пересекающими прямые кулачковые кромки 38 другого
кольца. Взаимодействующие с краями ступицы осуществляют две чаши 41, удерживаемые рычагами 42 (см.
также рис. 6 и 7), радиально отходящими от вращающегося кольца 43, которое не скользит по ступице 44,
которая может перемещаться аксиально по валу 12, но не вращается. Следовательно, когда ступица 44
смещается вправо (рис. 1), кольцо 37 будет вращаться по часовой стрелке относительно кольца 39, или, что
то же самое, кольцо 39 вращается против часовой стрелки. Если ступица 44 смещена влево, кольцо 37 может
вращаться против часовой стрелки, что станет легко понять.
Таким образом, кольцу 35 (рис. 2) обеспечивается небольшое относительное вращательное движение,
необходимое для создания прецессии роликов и, как следствие, изменения передаточного отношения, как
описано выше.
Ступица 44 может перемещаться по желанию в любом направлении с помощью штока 45, прикрепленного к
рычагу 46 на ступице. Будет наблюдаться работа устройства 344,062, функционирующего по принципу
кулачковой муфты с аналогичными зубьями на среднем диске 15.
Барабан может быть перемещен в осевом направлении внутрь и выведен из зацепления с диском с помощью
тяги 68, прикрепленной к рычагу 69 вилки, входящей в зацепление со ступицей 66 в канавке 70.
На втулке 64, снаружи корпуса 65, закреплен тормозной барабан 71, окруженный тормозной лентой 72,
которая может быть натянута на барабане вручную (не показана), но предпочтительно с помощью средств,
приводимых в действие давлением жидкости, как описано ниже, для остановки диска 15 и предотвращения
его вращения.
Предположим, что тормозная лента 72 (рис. 1) отпущена, и, следовательно, диск 15 может свободно
вращаться, а фрикционные ролики соединены с приводным валом 63. Тогда будет видно, что вращение
ведущих дисков 10, 11 в направлении стрелки на приводном валу 12 вызовет вращение среднего диска 15 в
противоположном направлении. Если теперь натянуть тормозную ленту 72 на тормозной барабан 71,
вращающийся диск 15 замедлится, и планетарные ролики начнут вращаться, тем самым приводя в движение
нагрузку. По мере дальнейшего натяжения тормозной ленты средний диск останавливается, и планетарные
ролики затем приводят груз в движение со скоростью, заданной роликами с помощью уже описанной
прецессии.
Необходимая связь между приводным валом 63 и планетарными роликами обеспечивается барабаном 75
(рис. 1), имеющим следующие характеристики: Зубья сцепления приспособлены для зацепления с
аналогичными зубьями на переднем (левом) крае плавающего кольца - 56. Этот барабан крепится к ступице
76, которая имеет шлицы на ведомом валу, так что его можно перемещать вдоль оси вала для зацепления с
зубьями кольца 56 или аналогичными зубьями диска 15, или для принятия промежуточного «нейтрального»
положения. Ступица 76 соединена с барабаном 67 посредством круглого ребра или фланца 77 на последнем,
входящего в его кольцевую канавку. Таким образом, два барабана 67, 75 перемещаются одновременно с
помощью тяги 68, но могут вращаться независимо друг от друга.
На наружном конце ведомого вала 63 расположен тормозной или фрикционный диск 78, который может
перемещаться в зацепление с тормозным барабаном 71 и обратно с помощью вилки 79, взаимодействующей
с канавкой 80 в ступице диска. Как видно, когда эта муфта входит в зацепление с барабаном 71, а тормозная
лента -72 отпускается, позволяя барабану 71 и диску 15 вращаться, ведомый вал -60 63 соединяется с
втулкой 64, на которую навинчивается барабан 67. - Последний является.
Прижатый (с помощью зубьев сцепления) к диску 1,5 и барабану 75, шлицевому соединению с ведомым
валом 63, который также прижат к кольцу 56, ведомый вал соединен как с планетарными роликами, так и со
средним диском 15. Таким образом, роликовые опоры не могут смещаться на диске 15, за исключением
незначительного смещения, допускаемого поворотным движением коромысел, в которых они установлены.
Следовательно, при отсутствии проскальзывания между ведущими дисками 10, 11 и роликами, три диска и
расположенные между ними ролики должны вращаться как единое целое с той же скоростью, что и ведущие
диски и ведущий вал 75, а вместе с ними и ведомый вал 63. Это обеспечивает "прямой или твердый привод".
Небольшое допустимое смещение направляющих, упомянутое выше, важно по той причине, что оно
позволяет автоматически переключаться из режима прямого привода, описанного в моем патенте (серийный
номер 343,988) №.
26,664 /29. Как уже было описано, вращение ведомого вала -63 происходит в том же направлении 85, что и
вращение ведущего вала 12. Для получения реверса (когда ведомый вал находится в состоянии покоя, а
ролики, следовательно, в положении наименьшей скорости) достаточно сдвинуть барабаны 67 и 75 влево,
тем самым зацепив зубья сцепления на барабане 67 с зубьями кольца 26 (установленного на крестовине, в
которой установлен первый или управляющий комплект планетарных роликов) и зацепив зубья на 95?
Барабан 75 входит в зацепление с аналогичными зубьями на диске 15. Затем, при нажатии на тормозную
ленту 72, как и прежде, ролики будут предотвращены от вращения вокруг оси диска, и, следовательно, диск
15, 100, теперь соединенный с приводным валом, будет вращаться в направлении, противоположном
направлению вращения приводного вала 12.
Возвращаясь к рисункам 1, 2 и 8 и прецессионному движению роликов трансмиссии 105, как объяснено в
связи с последним рисунком, при ближайшем рассмотрении станет видно, что реакция крутящего момента
нагрузки постоянно стремится сместить ролики в направлении, которое вызовет прецессию при более низком
передаточном числе. Этой тенденции противодействует сила, действующая на роликовые держатели в
противоположном направлении через чаши 41, рычаги 42, рычаг 46 и т. д., как показано на рис. 1 и 6. Если эта
сила равна 115, то реакции нагрузки не произойдет никакого смещения роликов, и, следовательно, не
произойдет изменения передаточного отношения. Если оператор приложит усилие, превышающее момент
силы, ролики сместятся в направлении 120°.
Необходимо для изменений — до более высокого соотношения.
Если значение будет уменьшено или если по какой-либо причине крутящий момент увеличится, ролики
автоматически сместятся в направлении, вызывающем прецессию, до более низкого передаточного
отношения 125.
Для приведения в действие различных элементов управления я предпочитаю использовать устройства,
работающие под давлением жидкости.
Гидравлические устройства, использующие масло в качестве рабочей жидкости, особенно удобны, поскольку
для этой цели можно использовать масло, необходимое для смазки механизма, а соответствующее давление
достигается насосом, приводимым в действие трансмиссионным механизмом, двигателем или другим
первичным двигателем, приводящим механизм в движение. Я также предпочитаю, особенно когда механизм
используется в автомобиле между двигателем и ведущими колесами, чтобы работа устройств управления
зависела от давления масла, а давление масла, в свою очередь, зависело от скорости вращения двигателя.
В таком случае, водителю автомобиля достаточно лишь слегка приоткрыть дроссельную заслонку, чтобы
завести машину (при условии, что двигатель работает на холостом ходу). В дальнейшем изменение
положения дроссельной заслонки автоматически приведет к соответствующему изменению передаточного
отношения, а для остановки автомобиля достаточно закрыть дроссельную заслонку до холостого хода и
нажать на тормоза. Однако непрерывное вращение дисков и роликов, благодаря их соединению с двигателем,
гарантирует, что ролики будут переведены в положение низкой скорости всякий раз, когда автомобиль
останавливается. В этом случае переключение трансмиссии в задний ход — единственная операция, которая
не выполняется автоматически при соответствующем изменении положения дроссельной заслонки. Механизм
управления, работающий в соответствии с описанным принципом, является предметом моего патента
(серийный номер 344066) № 668/31 и поэтому не нуждается в подробном описании здесь.
Полное описание теории прецессии можно найти в моем патенте (серийный номер 343,988) № 26,664:129 и в
патенте подразделения (серийный номер 344,061) № 38,212,130. Считается, что для целей настоящего
заявления будет достаточно указать, что обычно оси качения роликов пересекают ось диска и что в таком
положении ролики находятся в положении равновесия.
Для изменения скорости ролики перемещаются поперечно относительно своих осей качения за счет
наклонного движения коромысел, как описано выше. В результате этого поперечного движения оси роликов и
ось диска перестают пересекаться, следовательно, ролики больше не находятся в положении равновесия и
начинают прецессировать до тех пор, пока указанные оси снова не пересекутся, и ролики снова не окажутся в
равновесии, но под новым углом по отношению к оси дисков. Следует отметить, что степень прецессии
пропорциональна поперечному перемещению ролика, следовательно, чем больше перемещение ролика,
вызванное наклоном коромысла, тем больше прецессия и тем больше изменение скорости.
Из анализа вышеизложенного описания в сочетании с приведенным рисунком становится очевидно, что
прецессия инициируется или вызывается перемещением роликов коромыслами вдоль их оси качания.
Прецессия также может быть вызвана или инициирована перемещением 70 роликов коромыслами вокруг оси,
проходящей через точки контакта между роликами и дисками, следующим образом.
Обращаясь к рис. 13, в некоторых случаях желательно, чтобы радиус f и ось 75 прецессии n были
перпендикулярны друг другу, что обеспечивает более прямолинейное движение роликовых держателей при
качании коромысел для смещения держателей и, следовательно, для возникновения прецессии. При таком
угловом соотношении в 80 градусов ролики обладают максимальной реакцией на крутящий момент и,
следовательно, оказывают максимальное сопротивление перемещению роликов, препятствуя переходу на
более высокое передаточное отношение. Если шарнир коромысла 85 27 расположен дальше от оси диска, так
что угол между n и f становится меньше 90°, то крутящий момент уменьшается и исчезает, когда шарнир
находится в точке пересечения радиуса e и оси 90 прецессии. В таком положении смещение роликового
держателя (вдоль или параллельно оси прецессии) минимально при качании коромысел, но вместо этого
держатели наклоняются примерно на 95 градусов относительно оси, проходящей через точки контакта ролика
и двух дисков.
Тем не менее, если оси несущего механизма, т.е. оси прецессии, наклонены, как описано в моем патенте
(серийный номер 100 344,061) № 38,212/30, то по-прежнему достигается выгодная координация положения
управления и положения передаточного отношения скоростей.
Из вышеизложенного становится очевидно, что в зависимости от относительного положения точки опоры 105
и точки соединения роликов с коромыслами, одно из двух движений, вызывающих или инициирующих
прецессию, может преобладать в такой степени, что в практических целях другим движением можно
пренебречь, или же можно использовать комбинацию двух движений.
Остаются описать две полезные особенности, связанные с качающимися механизмами. Один из способов —
это выравнивание нагрузки между роликами комплекта, а другой — выравнивание нагрузки между
комплектами. Первые 120 гарантируют, что каждый ролик выполнит свою полную долю работы, а вторые —
что каждый комплект выполнит свою полную долю работы. Для этой цели важно, чтобы управление
изменением передаточного отношения скорости реагировало на крутящий момент, 12,5 то есть
сопротивление изменению скорости должно быть прямо пропорционально передаваемой нагрузке или
крутящему моменту, или должно изменяться как некоторая прямая функция от них.
Важным преимуществом выравнивания 130 является автоматическая компенсация неточностей
изготовления, если бы было возможно или целесообразно обеспечить идеальное выравнивание и расстояние
между деталями; жесткое соединение S между приводным валом или элементом и приводными устройствами
могло бы обеспечить равномерное распределение нагрузки. Однако, поскольку это сложно, если не
практически невозможно, выравнивающее средство обеспечивает правильное распределение нагрузки
независимо от неточностей изготовления, в пределах обычных допусков. Это оказывает весьма
благоприятное воздействие на грузоподъемность (размер и срок службы) передаточного механизма,
поскольку, если один ролик принимает на себя больше нагрузки, чем положено, давление между дисками и
роликами должно рассчитываться на основе этого ролика, что приводит к снижению грузоподъемности. Таким
образом, в комплекте с двумя роликами, если один ролик принимает на себя вдвое большую нагрузку, чем
другой, последний выполнит лишь половину работы, и, как следствие, снижение производительности составит
от 45 до 100 процентов.
Дополнительным преимуществом двухкомпонентной, дуплексной или двойной формы изобретения является
возможность применения управления изменением скорости только к одному из компонентов, что значительно
упрощает устройство.
В случае трех роликов, расположенных под равными углами вокруг общего центра и подверженных нагрузке,
представляющей собой крутящий момент или вращательное усилие, уравнитель может иметь форму
плавающего кольца или паука с тремя точками опоры; это схематически показано на фиг. 11, где уравнитель
150 в виде трехлучевого паука может совершать небольшое плавающее движение вокруг вала 151 и
подвергается крутящему моменту, как показано стрелками. Этот крутящий момент компенсируется тремя
штифтами 152, 153a, 1541, заключенными в углубления на концах рычагов уравнителя. Предположим, что
из-за неточности изготовления или по какой-либо другой причине один из штифтов, скажем, 152, смещен в
положение, указанное на 152a или 152b. В таком случае уравнитель может посредством вращательного
перемещения вокруг внешнего мгновенного центра, например, 155, подстраиваться под положение штифтов,
тем самым распределяя нагрузку с практически равномерным распределением во время и после смещения
штифта 152.
Очевидно, что такое же выравнивание достигается, если крестовина закреплена относительно вала, а
штифты удерживаются плавающим элементом. Обратившись к рисункам 2 и 4, можно увидеть, что
показанная там конструкция использует принцип, изображенный на рисунке 11. На первом рисунке коромысла
28 и ролики 18, 19, 20 подвергаются воздействию крутящего момента диска 10 и реактивного крутящего
момента нагрузки на ведомый вал 63. Коромысла качаются за счет плавающего уравнительного кольца 35, к
которому свободно прикреплены коромысла 34. Это уравнительное кольцо соединено уравнительными
рычагами 36 с барабаном 37 (рис. 1). Этот барабан, а предпочтительно и барабан 39, изготовлен из упругого
листового металла, способного выдерживать небольшую деформацию 70 градусов по сравнению с истинно
круглым поперечным сечением. Если теперь качалки, ролики, роликовые опоры и т. д. имеют точно
одинаковый размер и расположены с идеальной точностью, то относительное вращение двух барабанов
составит 75°! Если раскачивать все коромысла одинаково, результирующее смещение держателей и роликов
будет одинаковым, и все три ролика займут точно одинаковые положения.
Никто не захочет ехать быстрее, чем еще 80 человек, поэтому нагрузка будет поделена поровну между тремя.
Но предположим, что из-за некоторой неточности изготовления рычаги 34 расположены под разными углами,
так что один коромысло качается сильнее, чем другой, при вращении кольца 35.
При этом кольцо автоматически подстраивается под неправильное положение рычага аналогично элементу
1.50 (рис. 11), при этом гибкий барабан 37 принимает форму, приблизительно соответствующую овальной
форме под углом 90°, что позволяет производить такую регулировку; необходимый зазор показан на рис. 5.
Для обеспечения эксцентричного движения кольца и крестовины 36 необходимо, чтобы правый конец
барабана 37 занял слегка эксцентричное положение. Очевидно, что левый конец барабана 307 может
занимать эксцентричное положение относительно одной оси, а именно оси чаш 41, скользя вдоль этих
роликов. Для обеспечения эксцентриситета 100% правого конца барабана 37 относительно оси 900°
относительно роликов и, следовательно, на любой радиальной линии допускается его небольшой наклон
относительно осей дисков путем обеспечения достаточной гибкости рычагов паука 36.
в плоскости, перпендикулярной оси диска. Аналогичным образом, барабан 75 и диск 76 могут наклоняться за
счет небольшого люфта в шлицах и зубьях, которыми они соединены с валом 63 и кольцом 56
соответственно, что позволяет кольцу 56 занять эксцентричное положение.
Аналогичным образом ролики 50, 51 второго комплекта (рис. 1 и 9) установлены таким образом, чтобы
свободно перемещаться на крестовине 55, и соединены с уравнительным кольцом 56 штифтами 5$,
работающими в радиальных пазах коромысел 54, в которых установлены держатели, причем эти штифты
закреплены на выступах 58, радиально направленных внутрь от кольца в плоскости 120 рычагов крестовины.
Затем кольцо может отрегулироваться так же, как и элемент 150 на рис. 11.
Для пояснения выравнивания между комплектами роликов приводится ссылка на фиг. 125, где показаны два
приводных диска - 10, 11, закрепленные на валу 12, - ролики 25, 25, закрепленные на полом валу 13cr, и -
ролики 19, 50, а также держатели роликов.
Показаны упрощенные качалки 157, 158a, и 1306: 344,062 будут уравновешены не только между двумя
комплектами роликов, но и между роликами второго комплекта. Желаемый зазор эквалайзера может быть
обеспечен любым удобным и подходящим способом, но я предпочитаю простой способ, показанный на рис. 9,
в котором эквалайзер (кольцо 56) соединен с несущими элементами посредством штифтов 58 и пазов 58а.
Обращаясь к рис. 1, когда автомобиль движется накатом со скоростью 75°C, при этом тормозная колодка 72
освобождает относительное вращение дисков DLSC 10-11, и, следовательно, ролики будут стремиться
вращаться вокруг дисков.
Для предотвращения этого роликовые держатели снабжены рычагами 21a, S50, 80, расположенными таким
образом, чтобы входить в зацепление с упорами 21b, S0b на втулке 13a. Также предусмотрены регулируемые
упоры 30a, 30b на коромыслах 28 (рис. 4), а также аналогичные упоры 54b, 51c (рис. 9), которые
взаимодействуют с выступами 58, чтобы предотвратить чрезмерное перемещение коромысел управляющими
устройствами, если последние в противном случае допускают такое чрезмерное движение. Такие упоры для
предотвращения чрезмерного раскачивания в сторону положения низкой скорости 90, как правило,
необходимы на приводном комплекте роликов (то есть роликах 50, 51 в изображенном механизме), чтобы
обеспечить принятие вторым комплектом своей доли нагрузки при реверсивном движении механизма 95,
поскольку при реверсивном движении уравнительное средство неэффективно. Упоры для предотвращения
чрезмерного раскачивания в сторону положения высокой скорости также, как правило, необходимы на втором
комплекте. 100 В различных более ранних механизмах передачи с трением оси прецессии роликов передачи
параллельны плоскостям дисков, и прецессия роликов достигается не за счет поперечного смещения роликов
относительно их осей вращения, а за счет наклона осей прецессии в их собственной плоскости.
Этот метод требует, чтобы при достижении роликами желаемого нового положения с заданным
соотношением скоростей оси прецессии были возвращены в нормальное положение для остановки
прецессии.
В такой системе малейший наклон осей прецессии вызывает непрерывную прецессию до тех пор, пока оси не
вернутся в нормальное положение, и, следовательно, для каждого положения роликов относительно скорости
вращения не существует соответствующего положения управляющего устройства, в котором оно оставалось
бы после изменения скорости вращения. «Но если оси качания наклонены на 120 градусов к плоскостям диска
(как описано в моем патенте (серийный номер 344061) №...»
38,212/30) Таким образом, для каждого положения роликов в зависимости от передаточного отношения будет
существовать определенное положение средства наклона осей 12,5 для обеспечения прецессии. Таким
образом, наклон осей обеспечивает согласование положения средств управления с положением роликов в
зависимости от их скорости вращения.
Следует понимать, что изобретение 130 вместо барабана 75 и кольца 56 на рис.
1 Ведомый вал 63 соединен с коромыслом 158 посредством рычага 159, штифта 160 и пальца 161. Для
простоты механизм управления изменением передаточного отношения опущен, как и средний диск, а также
средства предотвращения его вращения. Вместо механизма изменения скорости и уравнительного
устройства 10fr h первого комплекта роликов показан клин 162, удерживающий первый комплект в
фиксированном положении передаточного отношения. Поскольку два механизма жестко соединены валом
13а, они должны вращаться с одинаковой скоростью. Кроме того, поскольку передаточное отношение между
двумя дисками, с которыми взаимодействует ролик 50 (диск 11 и средний диск, не показанный на рисунке),
определяется положением ролика 19, и поскольку ролик 50 может свободно перемещаться относительно
своей опоры 55, то есть смещать свою ось выше или ниже оси диска, что приводит к прецессии, ролик 50
должен устанавливаться под тем же углом передаточного отношения, что и ролик 19.
Предположим теперь, что ведомый вал 63 встречает сопротивление. Передача энергии будет осуществляться
через рычаг 1.59, штифт 160 и палец 161 к коромыслу 158, что приведет к его раскачиванию и, следовательно,
к созданию восходящей силы на роликовый держатель. Если эта сила сместит несущую конструкцию вверх,
ось ролика окажется выше оси диска (то есть вне ее пересечения), и правый край ролика, контактирующий с
диском 11, будет двигаться наружу по спиральной траектории на диске. Но это приведет к тому, что ролик
будет вращаться вокруг оси диска с большей скоростью, чем раньше, что немедленно опустит его в
нейтральное положение. Если ролик опустится ниже нейтрального положения, произойдет обратное
действие, и ролик вернется в нейтральное положение. Поскольку малейшее смещение в любом направлении
приводит к описанному результату, легко заметить, что никакого смещения на самом деле не произойдет.
Таким образом, ролик устойчив по отношению к реакции коромысла и будет сохранять свое положение или
угол наклона относительно оси диска независимо от приложенной нагрузки, за исключением случаев, когда
нагрузка достаточно велика, чтобы преодолеть сцепление между роликом и диском и, следовательно,
вызвать проскальзывание.
Обращаясь к рис. 13, видно, что если радиус b меньше радиуса 161, то палец 161 будет оказывать не только
направленную вниз реакцию на ролик 50 (рис. 12), но и тангенциальную реакцию на крестовину 55, которая
будет передаваться через вал 13a и крестовину 25 на ролик 19. Следовательно, если радиус b (рис. 13)
выбран правильно относительно a и d, нагрузка будет равномерно распределена между двумя комплектами
роликов. Более того, если имеется два или более равномерно расположенных ролика, а два или более
штифта 160 и пальца 161 могут свободно перемещаться, то конструкция 344062 не ограничивается описанной
здесь конкретной конструкцией, но может быть реализована в других формах без отступления от ее сущности,
как определено в прилагаемых пунктах формулы изобретения.
5- Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что
заявленное мной изобретение является –1. В редукторе с регулируемой скоростью, имеющем
прецессирующие ролики, зацепляющиеся с тороидальными дисками, средства для поддержки роликов
включают коромысла, шарнирно закрепленные для качания в плоскости, параллельной плоскостям дисков,
или практически в плоскости, близкой к плоскости дисков, с целью вызвать или инициировать прецессию
роликов. Редуктор с регулируемой скоростью согласно п. 1, в котором коромысла предназначены для
перемещения роликов вдоль оси качания.
3.
4. В зубчатой передаче с регулируемой скоростью согласно п. 1, в которой коромысла предназначены для
наклона роликов вокруг оси, проходящей через точки контакта между роликами и дисками. В зубчатой
передаче с регулируемой скоростью дискового типа тороидального типа, работающей за счет прецессии
роликов, расположение поворотных коромысел 30 предназначено для обеспечения движения каждого ролика
как в направлении вдоль оси качания ролика, так и вокруг оси, проходящей через точки контакта ролика и
дисков, с целью инициирования или запуска прецессии.
5.
Соседние файлы в папке патенты