DE19722432C2 - Stufenlos regelbare Transmission - Google Patents
Stufenlos regelbare TransmissionInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein stufenlos regel
bare Transmissionen und insbesondere eine stufenlos regelbare
Transmission durch Kombination einer regelbaren Riemenvor
richtung und einer Planetenradvorrichtung.
In der Technik sind verschiedene stufenlos regelbare Trans
missionen in Riemenausführung bekannt. Eine typische regelba
re Transmission in Riemenausführung wird jetzt dargestellt.
Zwei drehbare Wellen sind parallel zueinander angeordnet.
Jede der drehbaren Wellen ist mit einer festen Scheibe und
einer losen Scheibe versehen und diese Scheiben bilden zusam
men eine regelbare Riemenscheibe. Die feste Scheibe ist an
der drehbaren Welle befestigt. Die feste Scheibe ist nicht
verschiebbar, sondern mit der drehbaren Welle drehbar. Die
lose Scheibe ist an der drehbaren Welle so angebracht, daß
sie der festen Scheibe gegenüberliegt, und zwischen der losen
Scheibe und der festen Scheibe ist eine Riemenkeilnut defi
niert. Im einzelnen ist die von der drehbaren Welle getragene
lose Scheibe nicht nur mit der drehbaren Welle drehbar, son
dern auch verschiebbar. Die regelbare Riemenvorrichtung ent
hält einen Keilriemen, der um die regelbaren Riemenscheiben
längs den Riemenkeilnuten verläuft. Bei einer solchen stufen
los regelbaren Transmission wird ein effektiver Radius für
den Keilriemen durch die axiale Bewegung der losen Scheibe
veränderlich gemacht, um das Übersetzungsverhältnis zwischen
den drehbaren Wellen zu verändern.
Die japanische Patentschrift Nr. 62-118159 zeigt eine stufen
los regelbare Transmission. Diese enthält eine Planetenrad
vorrichtung bzw. eine Differentialvorrichtung als Getriebe
vorrichtung für die Kraftübertragung und außerdem die oben
beschriebene regelbare Riemenvorrichtung.
Wenn man bei der dargestellten Transmission nach dem oben
beschriebenen Stand der Technik versucht, eine abtriebsseiti
ge drehbare Welle mit Hilfe einer Planetenradvorrichtung aus
dem Stillstand in Rotation zu versetzen, wird eine Kraftüber
tragung in einen Antriebsleistungsstrang und einen Umlauf
leistungsstrang unterteilt. Anders ausgedrückt, wird bei
einem Differentialsystem der geschlossenen Ausführung eines
von drei Elementen der Planetenradvorrichtung an die ab
triebsseitige drehbare Welle gekuppelt und die Umdrehungsge
schwindigkeit eines anderen Elementes der Planetenradvorrich
tung wird durch Verstellung des Übersetzungsverhältnisses der
regelbaren Riemenvorrichtung so verändert, daß sich das Ele
ment und das verbliebene Element voneinander sowohl in der
Drehrichtung als auch in der Umdrehungsgeschwindigkeit unter
scheiden, wobei die Richtung, in der das abtriebsseitige
Element (d. h. die abtriebsseitige drehbare Welle) rotiert,
und die Geschwindigkeit, mit der das abtriebsseitige Element
rotiert, festgelegt werden. An diesem Punkt wird sowohl die
Antriebsleistung als auch die Umlaufleistung erzeugt. Die
Abtriebsleistung wird durch Subtraktion der Umlaufleistung
von der Antriebsleistung berechnet. Die Umdrehungsgeschwin
digkeit der Elemente in der Planetenradvorrichtung bestimmt,
welcher der beiden Kraftübertragungsstränge, die sich von der
antriebsseitigen drehbaren Welle zur abtriebsseitigen drehba
ren Welle erstrecken, zum Antriebsstrang oder zum Umlauf
strang wird. Im einzelnen dient ein Element mit der größten
Umlaufgeschwindigkeit als Antriebsstrang. Die hier verwendete
Element-Umdrehungsgeschwindigkeit ist eine Element-Umfangsge
schwindigkeit am Teilkreis.
Bei einer stufenlos regelbaren Transmission mit einer Kombi
nation aus einer regelbaren Riemenvorrichtung und einer Pla
netenradvorrichtung sind die regelbare Riemenvorrichtung als
ein Kraftübertragungsstrang und eine Transmissionsradvorrich
tung als der andere Kraftübertragungsstrang, wodurch Leistung
auf die Planetenradvorrichtung übertragen wird, zwischen zwei
drehbaren Wellen parallel angeordnet. Dies führt zu dem Prob
lem, daß es, wenn man versucht, den Abstand zwischen den
beiden drehbaren Wellen zu verändern, erforderlich ist, kom
plizierte konstruktive Änderungen hinsichtlich der Zahnrad
größe und der Zähnezahl in der Transmissionsradvorrichtung
vorzunehmen, was viel Zeit kostet.
Außerdem wird bei der Kraftübertragung auf die Elemente ein
Schmiermittel zwischen Elementen der Planetenradvorrichtung
und den Zahnradeingriffsflächen der Transmissionsradvorrich
tung verwendet. Eine solche Schmierung setzt einen sperrigen,
geschlossenen Schmiermittelbehälter voraus, der die Planeten
radvorrichtung und die Transmissionsradvorrichtung vollstän
dig umschließt, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zu
bewirken. Die Anbringung eines solchen Behälters bewirkt
höhere Kosten.
Dementsprechend besteht ein Zweck der vorliegenden Erfindung
darin, die Veränderung eines Abstandes von Welle zu Welle zu
erleichtern und die Größe des Gehäuses zur Abdeckung der
Zahnradeingriffsfläche im Hinblick auf eine Kostensenkung
möglichst kompakt zu gestalten.
Die US 2,974,544 zeigt einen stufenlos regelbaren Antrieb zur
Erzeugung einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit
der Abtriebswelle, bei der eine Transmissionsriemenvorrich
tung mit einem Planetenradgetriebe kombiniert ist. Aus der DE 690 08 212 T2
ist ferner eine Transmission bekannt, welche
regelbare Riemenscheiben aufweist, deren Verstellmechanismus
miteinander gekoppelt ist. Diese bekannten Transmissionen
sind jedoch ebenfalls hinsichtlich ihrer Verstellbarkeit bei
kompakter Bauweise verbesserungsfähig.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Blick auf die oben be
schriebenen Probleme bei dem bisherigen Stand der Technik
gemacht. Um den vorgenannten Zweck dieser Erfindung zu erfül
len, wird eine feste Scheibe einer regelbaren Riemenscheibe
in einer regelbaren Riemenvorrichtung verwendet. Im einzelnen
ist auf der Rückseite der genannten festen Scheibe ein ge
schlossener Getriebegehäuseraum zur Aufnahme einer Planeten
radvorrichtung definiert. Außerdem bildet ein Transmissions
riemen ein Mittel, welches einen anderen Kraftübertragungs
strang darstellt als ein Kraftübertragungsstrang mittels
regelbarer Riemenvorrichtung für die Kraftübertragung auf die
Planetenradvorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine stufenlos regelbare
Transmission, enthaltend:
- a) eine erste und eine zweite drehbare Welle, die parallel zueinander angeordnet sind,
- b) eine Riementransmissionsvorrichtung mit:
einer ersten Transmissionsriemenscheibe, die starr an der genannten ersten drehbaren Welle befestigt ist, um mit dieser zu rotieren,
einer zweiten Transmissionsriemenscheibe, die von der genann ten zweiten drehbaren Welle getragen wird,
einem Transmissionsriemen, der um die genannte erste und zweite Transmissionsscheibe herum verläuft,
einer Transmissionsriemenspannvorrichtung, die ein ungespann tes Trumm des genannten Transmissionsriemens gegenüber dem genannten Transmissionsriemen spannt, - c) eine regelbare Riemenvorrichtung mit:
- A) einer ersten regelbaren Riemenscheibe, die eine feste und
eine lose Scheibe aufweist,
wobei die genannte feste Scheibe starr an der genannten ers ten drehbaren Welle befestigt ist, um mit dieser zu rotieren,
wobei die genannte lose Scheibe zur Ausführung einer axialen Bewegung auf der genannten ersten drehbaren Welle angebracht ist, - B) einer zweiten regelbaren Riemenscheibe mit einer festen
und einer losen Scheibe,
wobei die genannte feste Scheibe drehbar auf der genannten zweiten drehbaren Welle befestigt ist,
wobei die genannte lose Scheibe zur Ausführung einer axialen Bewegung auf der genannten zweiten drehbaren Welle angebracht ist, - C) einem regelbaren Riemen, der um die genannte erste und zweite regelbare Riemenscheibe herum verläuft,
- D) zwei Antriebsvorrichtungen, die die genannten losen Scheiben näher an die genannten festen Scheiben, die gegen über den genannten losen Scheiben angeordnet sind, heran oder von diesen weg bewegen, um eine Veränderung im Riemenwickel durchmesser der genannten ersten und zweiten regelbaren Rie menscheibe zu bewirken,
- E) einer Verbindungsvorrichtung, die die genannten zwei Antriebsvorrichtungen miteinander verbindet, damit der Rie menwickeldurchmesser der genannten ersten regelbaren Riemen scheibe und der Riemenwickeldurchmesser der genannten zweiten regelbaren Riemenscheibe in entgegengesetzten Richtungen variieren, um eine Änderung im Übersetzungsverhältnis zwi schen der genannten ersten und der zweiten regelbaren Riemen scheibe zu bewirken,
- F) einer Spannvorrichtung für regelbare Riemen, die ein ungespanntes Trumm des genannten regelbaren Riemens spannt, worin auf der Rückseite der genannten festen Scheibe der genannten zweiten regelbaren Riemenscheibe ein geschlossener Getriebegehäuseraum definiert ist und wobei der genannte Getriebegehäuseraum durch einen aus der genannten festen Scheibe der genannten zweiten regelbaren Riemenscheibe gebil deten Getriebekasten und einen Deckelteil abgedeckt ist, der sich von der äußeren Peripherie der genannten festen Scheibe der genannten zweiten regelbaren Riemenscheibe bis zur äußeren Peripherie der genannten zweiten drehbaren Welle er streckt, und
- A) einer ersten regelbaren Riemenscheibe, die eine feste und
eine lose Scheibe aufweist,
- d) eine Planetenradvorrichtung,
wobei die genannte Planetenradvorrichtung in dem genannten Getriebegehäuseraum untergebracht und an der genannten zwei ten drehbaren Welle montiert ist,
wobei die genannte Planetenradvorrichtung ein erstes, ein zweites und ein drittes Element umfaßt,
wobei das genannte erste Element treibend an die genannte zweite drehbare Welle gekuppelt ist,
wobei das genannte zweite Element treibend an die genannte zweite Transmissionsriemenscheibe an der genannten zweiten drehbaren Welle gekuppelt ist,
wobei das genannte dritte Element treibend an die genannte zweite regelbare Riemenscheibe an der genannten zweiten dreh baren Welle gekuppelt ist,
wobei dank der genannten Änderung im Übersetzungsverhältnis zwischen der genannten ersten und der zweiten regelbaren Riemenscheibe durch die genannte Verbindungsvorrichtung zur Veränderung der Geschwindigkeit der Umschaltvorgang stattfin det zwischen (A) einer Vorwärtsstellung, in der eine der genannten ersten und zweiten drehbaren Wellen in einer Rich tung im Verhältnis zu der anderen der genannten ersten und zweiten drehbaren Wellen rotiert, (B) einer Leerlaufstellung, in der eine der genannten ersten und zweiten drehbaren Wellen zu rotieren aufhört und (C) einer Rückwärtsstellung, in der eine der genannten ersten und zweiten drehbaren Wellen in einer Richtung rotiert, die der genannten einen Richtung im Verhältnis zu der anderen der genannten ersten und zweiten drehbaren Wellen entgegengesetzt ist, und
wobei der regelbare Riemen Druckkräfte ausübt, die die ge nannten losen Scheiben der genannten ersten und zweiten re gelbaren Riemenscheiben in die axialen Richtungen der genann ten ersten und zweiten drehbaren Wellen durch die genannte Verbindungsvorrichtung und die genannten Antriebsvorrichtun gen drücken und wobei die Wiederherstellung der Leerlaufstellung durch einen Unterschied zwischen den genannten Druck kräften stattfindet.
Entsprechend dem oben beschriebenen Aufbau sind ein Kraft
übertragungsstrang mit der regelbaren Riemenvorrichtung und
der andere Übertragungsstrang mit der Riementransmissionsvor
richtung parallel zueinander zwischen der ersten drehbaren
Welle und der zweiten drehbaren Welle angeordnet. Infolge
einer derartigen Anordnung wird Leistung, die der ersten
drehbaren Welle oder der zweiten drehbaren Welle zugeführt
wird, je nachdem, welche derselben als Antriebsteil dient,
übertragen, wobei entweder die regelbare Riemenvorrichtung
oder die Riementransmissionsvorrichtung als Antriebskraftü
bertragungsstang und die jeweils andere Vorrichtung als Um
laufkraftübertragungsstrang dient, und anschließend wird die
Leistung geliefert, wobei entweder die erste drehbare Welle
oder die zweite drehbare Welle als Abtriebsteil dient. Danach
bewirkt die Verbindungsvorrichtung eine Veränderung im Über
setzungsverhältnis der regelbaren Riemenvorrichtung und in
folgedessen wird der Abtriebsteil zwischen einer Vorwärts
stellung, einer Leerlaufstellung und einer Rückwärtsstellung
im Verhältnis zum Antriebsteil umgeschaltet.
Bei der regelbaren Riemenvorrichtung wird eine der Antriebs
vorrichtungen dank der Funktion der Verbindungsvorrichtung
wirksam und bewirkt die axiale Bewegung der losen Scheibe.
Mit dieser Bewegung wird auch die andere Antriebsvorrichtung
wirksam. Infolgedessen bewegt sich die lose Scheibe der ande
ren regelbaren Riemenscheibe entgegen der Bewegungsrichtung
der losen Scheibe zur festen Scheibe der einen regelbaren
Riemenscheiben (d. h. die lose Scheibe bewegt sich näher an
die feste Scheibe heran oder von ihr weg). Diese beiden losen
Scheiben bewegen sich in entgegengesetzter Richtung und be
wirken dadurch eine Veränderung im Übersetzungsverhältnis
zwischen den regelbaren Riemenscheiben.
Jede Antriebsvorrichtung kann so betätigt werden, daß die
lose Scheibe von der Rückseite her näher an die entsprechende
feste Scheibe heran oder von dieser weg bewegt werden kann.
Die Antriebsvorrichtungen sind über die Verbindungsvorrich
tung miteinander verbunden. Infolge einer derartigen Anord
nung übt der regelbare Riemen auf die regelbaren Riemenschei
ben entgegengesetzte Kräfte aus.
Wenn die Transmission jedoch von Leerlaufstellung auf Vor
wärts- oder Rückwärtsstellung übergeht, wird der Riemenwi
ckeldurchmesser einer der regelbaren Riemenscheiben aufgrund
dessen größer als der Durchmesser der anderen regelbaren
Riemenscheibe. Die Verteilung der Spannung, die der regelbare
Riemen auf die regelbaren Riemenscheiben ausübt, gerät dann
aus dem Gleichgewicht und es entsteht eine effektive Spannung
am regelbaren Riemen, d. h. ein Unterschied zwischen einer
Spannung auf der gespannten Seite und einer Spannung auf der
losen Seite. Die regelbare Riemenscheibe, die Gegenstand
einer Erhöhung des Riemenwickeldurchmessers war, wird zur
antriebsseitigen regelbaren Riemenscheibe. Andererseits wird
die regelbare Riemenscheibe, die Gegenstand einer Verringe
rung des Riemenwickeldurchmessers war, zur abtriebsseitigen
regelbaren Riemenscheibe. Die durch den regelbaren Riemen auf
die antriebsseitige regelbare Riemenscheibe ausgeübte Druck
kraft wird größer als die auf die abtriebsseitige regelbare
Riemenscheibe ausgeübte Kraft. Mit zunehmender Belastung wird
der Unterschied in der Riemendruckkraft zwischen den an
triebs- und abtriebsseitigen Riemenscheiben größer. In ande
ren Worten, wenn die Transmission ihre Leerlaufstellung
leicht ändert und dadurch eine Veränderung im Übersetzungs
verhältnis der regelbaren Riemenvorrichtung bewirkt, erzeugt
dies einen Unterschied in der Riemendruckkraft zwischen den
regelbaren Riemenscheiben. Infolge eines solchen Unterschieds
verringert sich der Riemenwickeldurchmesser der antriebssei
tigen Riemenscheibe bei einem größeren Riemenwickeldurchmes
ser und es wird die Transmission automatisch in Leerlaufstel
lung rückgestellt. Die Transmission tritt wieder in die Leerlaufstellung
ein, bei der die abtriebsseitige drehbare Welle
stillsteht, und die vorherige Riemendruckkraftverteilung
zwischen den Riemenscheiben kommt ins Gleichgewicht.
Die Planetenradvorrichtung ist an der zweiten drehbaren Welle
angebracht. Der Kraftübertragungsstrang mit der regelbaren
Riemenvorrichtung und der Kraftübertragungsstrang mit der
Riementransmissionsvorrichtung sind zwischen der ersten und
zweiten drehbaren Welle parallel angeordnet. Sowohl der re
gelbare Riemen der regelbaren Riemenvorrichtung als auch der
Transmissionsriemen der Transmissionsriemenvorrichtung ver
laufen um die erste und zweite drehbare Welle herum. Aufgrund
einer derartigen Anordnung läßt sich der Abstand Welle/Welle
zwischen der ersten und der zweiten drehbaren Welle einfach
dadurch verändern, daß die Transmissionsriemen und regelbaren
Riemen durch solche anderer Länge ersetzt werden. Im Gegen
satz zu Fällen, bei denen ein Antriebskraftübertragungsstrang
mit Hilfe einer Zahnradgetriebsstufe gebildet wird, können
konstruktive Änderungen leicht vorgenommen werden.
Außerdem ist die Anordnung so beschaffen, daß sowohl der
Transmissionsriemen der Riementransmissionsvorrichtung als
auch der regelbare Riemen der regelbaren Riemenvorrichtung um
die erste und die zweite drehbare Welle herum verlaufen.
Dadurch wird es möglich, die Transmission einfach dadurch
zusammenzubauen, daß man den Transmissionsriemen und den
regelbaren Riemen um die erste und zweite drehbare Welle
herum führt. Dementsprechend kann die Transmission gemäß der
vorliegenden Erfindung in gleicher Weise behandelt werden wie
die allgemein gebräuchlichen Riementransmissionen, bei denen
ein Keilriemen um Riemenscheiben herumgeführt wird.
Darüber hinaus können Transmissionsriemen und regelbarer
Riemen ohne Abdeckung benutzt werden. Dementsprechend brau
chen die Riemen nicht mit einem Gehäuse abgedeckt zu werden.
Nur die Planetenradvorrichtung muß mit einem Gehäuse abge
deckt werden. Auf der Rückseite der festen Scheibe der zwei
ten regelbaren Riemenscheibe an der zweiten drehbaren Welle
in der regelbaren Riemenvorrichtung definiert, befindet sich
ein geschlossener Getriebegehäuseraum, der von einem Getrie
bekasten umschlossen wird, welcher die feste Scheibe enthält.
Die Planetenradvorrichtung ist, nach außen abgedichtet und
flüssigkeitsdicht, in dem Getriebegehäuseraum untergebracht.
Der Getriebekasten der Planetenradvorrichtung arbeitet mit
der festen Scheibe der zweiten regelbaren Riemenscheibe und
ist daher von kompakter Größe. Dies trägt zu einer Reduzie
rung der Kosten der Transmission bei.
Bei der oben beschriebenen stufenlos regelbaren Transmission
ist es vorzuziehen, daß:
- a) die Ausrichtung der genannten losen Scheibe gegenüber der genannten festen Scheibe der genannten ersten regelbaren Riemenscheibe der Ausrichtung der genannten losen Scheibe gegenüber der genannten festen Scheibe der genannten zweiten regelbaren Riemenscheibe in der genannten regelbaren Riemen vorrichtung entgegengesetzt ist;
- b) jede der genannten Antriebsvorrichtungen eine Nockenvor richtung ist;
- c) die genannte Nockenvorrichtung einen röhrenförmigen dreh baren Nocken enthält, der drehbar an einem Nabenvorsprung der genannten losen Scheibe der genannten regelbaren Riemenschei be durch ein Lager befestigt ist, sowie einen festen Nocken, der mit dem genannten drehbaren Nocken in Kontakt steht;
- d) an einem der genannten drehbaren Nocken und genannten festen Nocken eine Nockenfläche ausgebildet ist, während der andere genannte drehbare Nocken und genannte feste Nocken als mit der genannten Nockenfläche in Kontakt stehender Nocken stößel wirkt und die genannte lose Scheibe durch relative Drehung des genannten drehbaren Nockens und des genannten festen Nockens in axialer Richtung bewegt wird; und
- e) die genannte Verbindungsvorrichtung mit einem Verbin dungsglied versehen ist, um die genannten drehbaren Nocken der genannten Nockenvorrichtungen zusammenzukuppeln.
Die drehbaren Nocken der Nockenvorrichtungen der regelbaren
Riemenscheiben sind durch die Verbindungsvorrichtung mit
einem einzelnen Verbindungsglied zusammengekuppelt, wodurch
die drehbaren Nocken ineinandergreifen können. Bei Vornahme
einer Veränderung im Verhältnis der Drehzahl des Abtriebs
teils zur Drehzahl des Antriebsteils durch Betätigung einer
Antriebsvorrichtung wird bewirkt, daß der drehbare Nocken der
Nockenvorrichtung einer der regelbaren Riemenscheiben um die
drehbare Welle rotiert. Die lose Scheibe einer der regelbaren
Riemenscheiben wird durch den Nockenkontakt zwischen dem
drehbaren Nocken und dem festen Nocken in axialer Richtung
bewegt. Bei dieser Bewegung bewegt sich die lose Scheibe der
anderen regelbaren Riemenscheibe entgegen der Bewegung der
losen Scheibe zur festen Scheibe einer der regelbaren Riemen
scheiben (das heißt die lose Scheibe bewegt sich näher an die
feste Scheibe heran oder von ihr weg). Diese beiden losen
Scheiben bewegen sich in entgegengesetzter Richtung und bewirken
dadurch eine Veränderung im Übersetzungsverhältnis der
regelbaren Riemenvorrichtung.
Die regelbaren Riemenscheiben sind entgegengesetzt angeordnet
und die drehbaren Nocken der Nockenvorrichtungen sind durch
das Verbindungsglied zusammengekuppelt, damit die Schließ-
/Öffnungskräfte der regelbaren Riemenscheiben teilweise auf
gehoben werden. Die Konstruktion ist so beschaffen, daß die
abgeleitete Druckkraft einer der Nockenvorrichtungen für die
Riemendruckkraft der anderen Nockenvorrichtung benutzt wird.
Bei einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses bildet
der Unterschied zwischen der riemenerzeugten Druckkraft und
der abgeleiteten Kraft eine Betriebskraft für die Transmissi
on.
Vorzugsweise ist die genannte Transmissionsriemen-
Spannvorrichtung der genannten Riementransmissionsvorrichtung
so konstruiert, daß das Andrücken des genannten Transmissi
onsriemens unterbunden wird, um die Kraftübertragung durch
den genannten Transmissionsriemen zwischen der genannten
ersten und zweiten Transmissionsriemenscheibe aufzuheben.
Wenn die Transmissionsriemen-Spannvorrichtung keinen Druck
mehr auf den Transmissionsriemen ausübt, wird die Kraftüber
tragung zwischen der ersten und der zweiten Transmissionsrie
menscheibe unterbunden und infolgedessen wird keine Leistung
zwischen der ersten und der zweiten drehbaren Welle übertra
gen. Dadurch kann die Transmissionsriemen-Spannvorrichtung
als Notkupplung dienen. Da der Transmissionsriemen im Ver
gleich zum regelbaren Riemen einen schmalen Bewegungsbereich
hat, bewirkt dies stabile Kupplungseffekte.
Die oben beschriebene stufenlos regelbare Transmission kann
so ausgebildet sein, daß:
- a) das genannte erste Element der genannten Planetenradvor
richtung einen Planetenträger bildet,
das ein Planetenrad trägt und an der genannten zweiten dreh baren Welle angebracht ist, um mit dieser zu rotieren, und das Planetenrad einen ersten und einen zweiten Zahnradteil mit unterschiedlicher Zähnezahl aufweist, sowie um eine Achse parallel zur genannten zweiten drehbaren Welle rotieren kann, - b) das genannte zweite Element der genannten Planetenradvor richtung durch ein erstes Sonnenrad gebildet wird, welches in den genannten ersten Zahnradteil des genannten Planetenrades eingreift, und
- c) das genannte dritte Element der genannten Planetenradvor richtung durch ein zweites Sonnenrad gebildet wird, welches in den genannten zweiten Zahnradteil des genannten Planeten rades eingreift.
Diese Anordnung bildet eine Planetenradvorrichtung von kom
paktem Aufbau und damit reduziert sich die Größe des entspre
chenden Gehäuses. Die Kosten werden weiter verringert.
Die Anordnung kann so beschaffen sein, daß die erste und die
zweite drehbare Welle als Antriebswelle bzw. Abtriebswelle
wirken.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachste
hend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungsfiguren
näher beschrieben:
Fig. 1 ist eine Querschnittsdraufsicht einer erfindungsgemä
ßen stufenlos regelbaren Transmission.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht, die schematisch sowohl eine
Riementransmissionsvorrichtung als auch eine regelbare Rie
menvorrichtung in der erfindungsgemäßen stufenlos regelbaren
Transmission zeigt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils den Gesamtaufbau einer
stufenlos regelbaren Transmission T für Rasenmäh- und landwirtschaftliche
Arbeiten. Im einzelnen ist die Transmission T
in einem Kraftübertragungsstrang zwischen einem Motor und
Antriebsrädern (in der Figur nicht dargestellt) angeordnet.
Eine erste drehbare Welle 1 ist treibend an einen Motor ge
kuppelt, um so einen Antriebsteil bzw. eine Antriebswelle zu
bilden. Eine zweite drehbare Welle 2 ist treibend an jedes
Antriebsrad gekuppelt, um einen Abtriebsteil (eine Abtriebs
welle zu bilden. Die erste und zweite drehbare Welle 1 und 2
sind innerhalb einer in etwa horizontalen Ebene parallel
angeordnet, wobei die Enden der ersten und zweiten drehbaren
Welle 1 und 2 einander umgekehrt überlappen, wenn man sie aus
horizontaler Richtung betrachtet.
Eine regelbare Riemenvorrichtung 4 und eine Riementransmissi
onsvorrichtung 55 sind zwischen der ersten und zweiten dreh
baren Welle 1 und 2 angeordnet. Die regelbare Riemenvorrich
tung 4 besitzt eine erste regelbare Riemenscheibe 5, die an
der ersten drehbaren Welle 1 angebracht ist. Diese erste
regelbare Riemenscheibe 5 besteht aus einer festen Scheibe 6
und einer losen Scheibe 7. Die feste Scheibe 6, bei der es
sich um eine flanschähnliche Ausführung handelt, ist mit der
ersten drehbaren Welle 1 an einem Nabenvorsprung 6a so ver
keilt, daß sich die feste Scheibe 6 mit der ersten drehbaren
Welle 1 drehen kann und nicht gleitet. Die lose Scheibe 7 in
flanschähnlicher Ausführung ist an der ersten drehbaren
Welle 1 gegenüber der festen Scheibe 6 derart angebracht, daß
eine Gleit- und relative Drehbewegung an einem Nabenvorsprung
7a der losen Scheibe 7 möglich ist. Eine Riemenrille 8 ist
zwischen der festen Scheibe 6 und der losen Scheibe 7 ausge
bildet. Der Nabenvorsprung 6a der festen Scheibe 6 steht am
Ende der ersten drehbaren Welle 1 um eine festgelegte Länge
über. Der Nabenvorsprung 6a wird durch einen Sicherungsbolzen
9 und eine Unterlegscheibe 10 am Abrutschen gehindert.
Eine zweite regelbare Riemenscheibe 13 mit dem gleichen
Durchmesser wie die erste regelbare Riemenscheibe 5 ist an
der zweiten drehbaren Welle 2 befestigt. Die zweite regelbare
Riemenscheibe 13 hat den gleichen Aufbau wie die erste regel
bare Riemenscheibe 5. Die zweite Riemenscheibe 13 besteht aus
einer festen Scheibe 14 und einer losen Scheibe 15. Die feste
Scheibe 14, bei der es sich um eine flanschähnliche Ausfüh
rung handelt, ist an der zweiten drehbaren Welle 2 so ange
bracht, daß die feste Scheibe 14 an einem Nabenvorsprung 14a
der festen Scheibe 14 mittels eines Lagers 17 drehbar und
nichtgleitend angebracht ist. Die lose Scheibe 15 in flansch
ähnlicher Ausführung ist an die zweite drehbare Welle 2 so
gekuppelt, daß die lose Scheibe 15 an einem Nabenvorsprung
15a der losen Scheibe 15 verschiebbar und relativ drehbar
ist, wobei die Ausrichtung der lösen Scheibe 15 zur festen
Scheibe 14 der zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 und die
Ausrichtung der losen Scheibe 7 zur festen Scheibe 6 der
ersten regelbaren Riemenscheibe 5 einander entgegengesetzt
sind. Zwischen der festen Scheibe 14 und der losen Scheibe 15
ist eine Riemenrille 16 ausgebildet. Darüber hinaus steht der
Nabenvorsprung 14a der festen Scheibe 14 der zweiten regelba
ren Riemenscheibe 13 am Ende der zweiten drehbaren Welle 2 um
eine festgelegte Länge über und wird durch einen Sicherungs
bolzen 18 und eine Unterlegscheibe 19 durch das Lagerorgan 17
am Abrutschen gehindert.
Ein regelbarer Riemen 20 in Form eines Keilriemens läuft in
den Riemenrillen 8 und 16 der ersten und zweiten regelbaren
Riemenscheiben 5 und 13. Änderungen im Riemenwickeldurchmes
ser jeder der ersten und zweiten regelbaren Riemenscheiben 5
und 13 werden vorgenommen, indem man die losen Scheiben 7 und
15 näher an die festen Scheiben 6 und 17 heran oder von die
sen weiter weg bewegt. Wenn beispielsweise die lose Scheibe 7
der ersten regelbaren Riemenscheibe 5 näher an die feste
Scheibe 6 heran bewegt wird, während die lose Scheibe 15 der
zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 von der festen Scheibe 14
weg bewegt wird, wird der Riemenwickeldurchmesser der ersten
regelbaren Riemenscheibe 5 größer als der Durchmesser der
zweiten regelbaren Riemenscheibe 13, wodurch eine Übersetzung
ins Schnelle von der ersten auf die zweite Scheibe bewirkt
wird. Wenn umgekehrt die lose Scheibe 7 der ersten regelbaren
Riemenscheibe 5 von der festen Scheibe 6 weg bewegt wird,
während die lose Scheibe 15 der zweiten regelbaren Riemen
scheibe 13 näher an die feste Scheibe 14 heran bewegt wird,
nimmt der Riemenwickeldurchmesser der ersten regelbaren Rie
menscheibe 5 ab und der Wickeldurchmesser der zweiten regel
baren Riemenscheibe 13 nimmt zu, wodurch, eine Übersetzung ins
Langsame erreicht wird.
An der ersten drehbaren Welle 1 ist auf der Rückseite der
losen Scheibe 7 der ersten regelbaren Riemenscheibe 5 eine
erste Nockenvorrichtung 23 vorgesehen, die als Antriebsmecha
nismus wirkt, um die lose Scheibe 7 näher an die feste Schei
be 6 oder weiter von dieser weg zu bewegen. Die Nockenvor
richtung 23 besitzt einen drehbaren Nocken 24. Der drehbare
Nocken 24 rastet äußerlich am Nabenvorsprung 7a der losen
Scheibe 7 ein, so daß der Nocken 24 relativ drehbar und mit
der losen Scheibe 7 axial bewegbar ist. Am Ende des drehbaren
Nockens 24, gegenüber der ersten regelbaren Riemenscheibe 5,
sind in gleichen Winkelabständen von 180 Grad zwei geneigte
Nockenoberflächen 24a und 24a am Umfang ausgebildet. Ein
drehbarer Hebel 26 steht am Umfang des drehbaren Nockens 24
über. Der drehbare Hebel 26 rotiert mit dem drehbaren Nocken
24.
Ein fester Nocken 27, bei dem es sich um einen röhrenförmigen
Nocken wie einen Nockenstößel handelt, ruht mittels eines
Lagers 28 auf dem Nabenvorsprung 7a der losen Scheibe, der am
Ende der ersten drehbaren Welle 1 übersteht, auf der Rücksei
te des drehbaren Nockens 24. Der feste Nocken 27 ist starr an
ein (in der Figur nicht abgebildetes) Fixierelement gekup
pelt. Rollen 29 und 29 sind mittels Zapfen drehbar am festen
Nocken 27 befestigt und rollen entlang den Nockenoberflächen
24a und 24a.
An der zweiten drehbaren Welle 2 ist auf der Rückseite der
losen Scheibe 15 der zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 eine
zweite Nockenvorrichtung 31 als Antriebsvorrichtung vorgese
hen, mit der die lose Scheibe 15 näher an die feste Scheibe
14 heran oder von dieser weg bewegt werden kann. Die zweite
Nockenvorrichtung 31 ist von gleichem Aufbau wie die erste
Nockenvorrichtung 23. Die zweite Nockenvorrichtung 31 besitzt
einen drehbaren Nocken 32. Der drehbare Nocken 32 greift
äußerlich am Nabenvorsprung 15a der losen Scheibe 15 in der
Weise durch ein Lager 33 ein, daß der Nocken 32 relativ dreh
bar und mit der losen Scheibe 15 bewegbar ist. Am Ende des
drehbaren Nockens 32, gegenüber der zweiten regelbaren Rie
menscheibe 13, sind in gleichen Winkelabständen zwei geneigte
Nockenoberflächen 32a und 32a am Kreisumfang ausgebildet. Ein
drehbarer Hebel 34 steht am Umfang des drehbaren Nockens 32
über. Der drehbare Hebel 34 rotiert mit dem drehbaren Nocken
32.
Ein fester Nocken 35, insbesondere ein Nockenstößel, sitzt
mittels eines Lagers 36 auf der Rückseite des drehbaren No
ckens 32 auf dem Nabenvorsprung 15a der losen Scheibe, der am
Ende der zweiten drehbaren Welle 2 übersteht. Der feste No
cken 35 ist starr an einem (in der Figur nicht dargestellten)
Fixierelement befestigt. Die Rollen 37 und 37 sind mittels
Zapfen drehbar an dem festen Nocken 35 befestigt und rollen
entlang den Nockenoberflächen 32a und 32a ab.
Ein Ende eines Verbindungsglieds 40 ist über einen Stift 39
an das Ende des drehbaren Hebels 26 der ersten Nockenvorrich
tung 23 angekuppelt und das andere Ende des Verbindungsglieds
40 ist über einen Stift 41 an das Ende des drehbaren Hebels
34 der zweiten Nockenvorrichtung 31 angekuppelt. Die drehba
ren Hebel 26 und 34, das Verbindungsglied 40 und die Stifte
39 und 41 bilden gemeinsam eine Verbindungsvorrichtung 42.
Die drehbaren Nocken 24 und 32 der Nockenvorrichtungen 23 und
31 werden durch die Verbindungsvorrichtung 42 miteinander so
verbunden, daß sie um die Nabenvorsprünge 7a und 15a der
losen Scheiben 7 und 15 rotieren, wodurch die Rollen 29 und
29 und die Rollen 37 und 37 entlang den Nockenoberflächen 24a
und 24a bzw. entlang den Nockenoberflächen 32a und 32a rol
len. Infolgedessen werden die losen Scheiben 7 und 15 axial
auf die festen Scheiben 6 und 14 zu oder von diesen weg be
wegt und der effektive Radius der Riemenrillen 8 und 16, d. h.
der Riemenwickeldurchmesser der ersten und zweiten regelbaren
Riemenscheiben 5 und 13, wird so verändert, daß er eine Ände
rung im Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten und der
zweiten regelbaren Riemenscheibe 5 und 13 bewirkt.
Es ist eine regelbare Riemen-Spannvorrichtung 45 vorgesehen.
Die regelbare Riemen-Spannvorrichtung 45 übt einen von der
Außenfläche nach innen wirkenden Druck auf einen Abschnitt
20a oder einen Abschnitt 20b, je nachdem, welcher Abschnitt
zur losen Seite wird, des regelbaren Riemens 20 aus, der um
die erste und die zweite regelbare Riemenscheibe 5 und 13
umläuft, um eine Spannung auf den regelbaren Riemen 20 auszu
üben. Die Spannvorrichtung 45 besitzt einen ersten Spannarm
46 und einen zweiten Spannarm 47. Diese Spannarme 46 und. 47
sind an der ersten drehbaren Welle 1 auf der Rückseite der
festen Scheibe 6 der ersten regelbaren Riemenscheibe 5 in der
Weise befestigt, daß die Spannarme 46 und 47 relativ drehbar
sind. Die Spannwellen 48 und 48, von denen in der Figur nur
eine dargestellt ist, verlaufen parallel zu den drehbaren
Wellen 1 und 2 und sind mit ihren Enden starr an den Enden
der Spannarme 46 und 47 befestigt. Die anderen Enden der
Spannwellen 48 und 48 sind zu den Riemenrillen 8 und 16 aus
gerichtet. Die Spannriemenscheiben 49 und 49, mit denen die
beiden Abschnitte 20a und 20b des regelbaren Riemens 20 von
der Außenfläche her unter Druck gesetzt werden können, sind
drehbar an den anderen Enden der Spannwellen 48 und 48 durch
Lager 50 und 50, von denen in der Figur nur eines dargestellt
ist, angebracht. Die Lage jeder der Spannriemenscheiben 49
ist so eingestellt, daß die Außenfläche der Spannriemenschei
be 49 in Druckkontakt mit einem Teil der Außenfläche des
regelbaren Riemens 20 kommt, ungeachtet der axialen Bewegung
des regelbaren Riemens 20, die mit einer Geschwindigkeitsän
derung einhergeht.
Darüber hinaus ist eine Spannfeder 51 vorgesehen, die die
Spannarme 46 und 47 an den Mittelpunkten überbrückt. Aufgrund
der von der Spannfeder 51 erzeugten Federkraft werden die
Spannarme 46 und 47 in Umdrehung im Uhrzeigersinn bzw. im
Gegenuhrzeigersinn versetzt. Die Außenflächen der Abschnitte
20a und 20b des regelbaren Riemens 20 werden gegen die Spann
riemenscheiben 49 bzw. 49 gepreßt. Die von der Spannfeder 51
auf die Spannarme 46 und 47 ausgeübte Drehantriebskraft ist
so eingestellt, daß die Spannriemenscheiben 49 und 49 die
losseitigen Abschnitte 20a und 20b mit einer Kraft zusammen
drücken, die größer ist als die in den losseitigen Abschnit
ten 20a und 20b entgegengesetzt maximal auftretende Kraft.
Die Riementransmissionsvorrichtung 55 besitzt eine erste
Transmissionsriemenscheibe 56 und eine zweite Transmissions
riemenscheibe 57. Die erste Transmissionsriemenscheibe 56 ist
eine an der ersten drehbaren Welle 1 angeordnete Keilriemen
scheibe. Die zweite Transmissionsriemenscheibe 57 ist eine an
der zweiten drehbaren Welle 2 angeordnete Keilriemenscheibe
mit einem größeren Durchmesser als die erste Transmissions
riemenscheibe 56. Die erste Transmissionsriemenscheibe 56 ist
am Ende des Nabenvorsprungs 7a der losen Scheibe der ersten
regelbaren Riemenscheibe 5 auf der der losen Scheibe 7 gege
nüberliegenden Seite des festen Nocken 24 angebracht, um
zusammen mit dem Nabenvorsprung gedreht werden zu können.
Die zweite drehbare Welle 2 trägt eine röhrenförmige Muffe 59
mittels eines Lagers 60 auf der Rückseite der festen Scheibe
14 der zweiten regelbaren Riemenscheibe 13, um relativ dreh
bar zu sein. Die zweite Transmissionsriemenscheibe 57 ist an
der Muffe 59 mit einem Keil 61 befestigt, um damit zu rotie
ren. Ein als Keilriemen ausgebildeter Transmissionsriemen 62
verläuft um die erste und zweite Transmissionsriemenscheibe
56 bzw. 57.
Es ist eine Transmissionsriemen-Spannvorrichtung 64 vorgese
hen, welche einen von der Außenfläche nach innen wirkenden
Druck auf einen Abschnitt 62a oder einen Abschnitt 62b, je
nachdem, welcher Abschnitt zur losen Seite wird, des Trans
missionsriemens 62 ausüben kann, der um die erste und die
zweite Transmissionsriemenscheibe 56 und 57 verläuft, um eine
Spannung auf den Transmissionsriemen 62 auszuüben. Die Trans
missionsriemen-Spannvorrichtung 64 gleicht der Spannvorrich
tung für regelbare Riemen 45 und besitzt einen ersten Spann
arm 65 und einen zweiten Spannarm 66. Der erste und der zwei
te Spannarm 65 und 66 sind an der Muffe 59 der zweiten dreh
baren Welle 2 so angebracht, daß eine relative Drehung mög
lich ist. Die Spannwellen 67 und 67, die parallel zu der
ersten und zweiten drehbaren Welle 1 und 2 sind, sind mit
ihren Enden an den Enden der Spannarme 65 und 66 befestigt.
Die anderen Enden der Spannwellen 67 und 67 sind zu den Rie
menrillen der Transmissionsriemenscheiben 56 und 57 ausge
richtet. Über die Lager 69 und 69 (in der Figur ist nur eines
der Lager dargestellt) auf den anderen Seiten der Spannwellen
67 und 67 sind drehbar Spannriemenscheiben 68 und 68 ange
bracht, mit denen sowohl der Abschnitt 62a als auch der Ab
schnitt 62b des Transmissionsriemens 62 von den Außenflächen
her unter Druck gesetzt werden kann.
Eine Spannfeder 70 ist vorgesehen, die die Spannarme 65 und
66 an den Mittelpunkten überbrückt. Durch die Federkraft der
Spannfeder 70 wird der Spannarm 65 im Gegenuhrzeigersinn und
der Spannarm 66 im Uhrzeigersinn betätigt, wodurch die Spann
riemenscheiben 68 und 68 einen Druck auf die Außenflächen der
Abschnitte 62a und 62b des Transmissionsriemens 62 ausüben.
Beide Spannarme 65 und 66 sind treibend an Betätigungsglieder
71 und 71 wie zum Beispiel Druckluftzylinder angekuppelt.
Durch die Betätigungsglieder 71 und 71 werden die Spannarme
65 und 66 gegen die Betätigungskraft der Feder 70 in entge
gengesetzter Richtung zur Riemendruckrichtung gedreht. Die
Transmissionsriemen-Spannvorrichtung 64 bildet eine Spann
kupplung, in der die Druckausübung auf den Transmissionsrie
men 62 durch Betätigung des Betätigungsglieds 71 unterbunden
wird, um die Kraftübertragung zwischen den Transmissionsrie
menscheiben 56 und 57 in der Transmission T aufzuheben.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist an einem äußeren Randteil der
festen Scheibe 14 der zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 ein
röhrenförmiger Teil 73 aus einem Stück ausgebildet, der sich
koaxial zur zweiten drehbaren Welle erstreckt und sich von
der losen Scheibe 15 weg bewegt. Der Umfangsrand einer Schei
be 74 mit einem in der Mitte begrenzten zentralen Loch 74a,
durch welches die Muffe 59 verläuft, ist flüssigkeitsdicht
und starr am Ende des röhrenförmigen Teils angebracht. Es ist
eine Dichtung 77 vorgesehen, um eine flüssigkeitsdichte Ver
bindung zwischen der Innenumfangsfläche des Lochs 74a und der
Umfangsfläche der Muffe 59 herzustellen. Dementsprechend
bilden der röhrenförmige Teil 73 und die Scheibe 74 zusammen
einen Abdeckteil 75, der sich vom Außenumfang der festen
Scheibe 14 bis zum Umfang der zweiten drehbaren Welle 2 er
streckt. Der Abdeckteil 75 und die feste Scheibe 14 bilden
zusammen einen Getriebekasten 76. Auf der Rückseite der fes
ten Scheibe 14 ist ein geschlossener Getriebegehäuseraum 78
ausgebildet, der durch den Getriebekasten 76 abgedeckt wird.
Eine Planetenradvorrichtung 81 ist an der zweiten drehbaren
Welle angeordnet und im Getriebegehäuseraum 78 untergebracht.
Die Planetenradvorrichtung 81 enthält ein erstes, ein zweites
und ein drittes Element. Das erste bis dritte Element sind
miteinander verbunden. Ein scheibenartiger Flansch 82 als
erstes Element bildet einen Planetenträger und ist am Umfang
der zweiten drehbaren Welle 2 indem Getriebegehäuse vorgese
hen, um mit der Welle 2 zu rotieren. In dem Flansch 82 sind
eine Vielzahl hindurchverlaufender Wellenlocher 83 ausgebil
det. Im einzelnen sind die Löcher 83 an Stellen des Flanschs
82 in der gleichen radialen Richtung bei gleichen Abständen
in Umfangsrichtung definiert, wobei jeweils ein Wellenteil
84a, dessen Achse parallel zur zweiten drehbaren Welle ver
läuft, in den Löchern 83 angeordnet ist, und auf jedem Wel
lenteil ein Planetenrad 84 gelagert ist. Ein erster Zahnrad
teil 85 besteht aus einem Stück mit einem Ende des Wellen
teils 84a des Planetenzahnrades 84 auf der Seite der zweiten
Transmissionsriemenscheibe 57 und ein zweiter Zahnradteil 86
ist am anderen Ende auf der Seite der losen Scheibe 15 ange
bracht.
An dem Umfang eines Endes der Muffe 59, die relativ zur zwei
ten drehbaren Welle 2 drehbar ist, ist gegenüber dem Getrie
begehäuseraum 78 ein erstes Sonnenrad 88 als zweites Element
ausgebildet. Das Sonnenrad 88 greift in den ersten Zahnrad
teil 85 der Planetenräder 84 ein. Das Sonnenrad ist über die
Muffe 59 treibend an die zweite Transmissionsriemenscheibe 57
der zweiten drehbaren Welle 2 angekuppelt.
Ein röhrenförmiges Getriebeteil 89, das eine Verlängerung des
Nabenvorsprungs 14a in den Getriebegehäuseraum 78 bildet, ist
auf der Rückseite der festen Scheibe 14 in der zweiten regel
baren Riemenscheibe 13 aus einem Stück ausgebildet. Am Umfang
des Getriebeteils 89 ist ein zweites Sonnenrad 90 als drittes
Element ausgebildet. Das zweite Sonnenrad 90 greift in den
zweiten Zahnradteil 86 der Planetenräder 84 ein. Aufgrund
einer derartigen Anordnung ist das zweite Sonnenrad 90, d. h.
das dritte Element, treibend an die feste Scheibe 14 der
zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 an der zweiten drehbaren
Welle 2 durch das Getriebeteil 89 gekuppelt.
Ein Bedienungshebel ist über eine Stange an das Ende des
drehbaren Hebels 34 der Nockenvorrichtung 31 in der Verbin
dungsvorrichtung 42 der regelbaren Riemenvorrichtung 4 ange
kuppelt, was in den Figuren nicht dargestellt ist. Dieser
Bedienungshebel wird zum Beispiel um eine Drehachse ge
schwenkt. Die Verbindungsvorrichtung 42 wird mittels dieses
Bedienungshebels betätigt. Dies bewirkt das Umschalten der
drehbaren Hebel 26 und 34, die an den drehbaren Nocken 24 und
32 überstehen, zwischen einer Maximal-
Vorwärtsgeschwindigkeits-Stellung, einer Leerlaufstellung und
einer Maximal-Rückwärtsgeschwindigkeits-Stellung, wobei eine
Veränderung im Übersetzungsverhältnis der regelbaren Riemen
vorrichtung 4 bewirkt wird. Im Verhältnis zu der ersten dreh
baren Welle, dem Antriebsteil, werden der Flansch 82 und die
zweite drehbare Welle 2, der Abtriebsteil, zur Geschwindig
keitsänderung zwischen Vorwärts, Leerlauf und Rückwärts umge
schaltet.
In der Vorwärtsstellung des Fahrzeugs, bei der die zweite
drehbare Welle 2, die Abtriebswelle, gegenüber der ersten
drehbaren Welle 1, der Antriebswelle, in einer Richtung in
Rotation versetzt wird, ist die Anordnung so beschaffen, daß
das über die Riemenspannvorrichtung 55 treibend an die erste
drehbare Welle 1 angekuppelte Sonnenrad 88 mit einer höheren
Geschwindigkeit rotiert als das Sonnenrad 90, welches mittels
der regelbaren Riemenvorrichtung 4 treibend an die erste
drehbare Welle 1 angekuppelt ist.
Nunmehr wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungs
form beschrieben. Die erste drehbare Welle 1 der stufenlos
regelbaren Transmission T ist treibend an einen an einem
Fahrzeug montierten Motor angekuppelt und die zweite drehbare
Welle 2, die aus einem Stück mit dem das Planetenrad 84 der
Planetenradvorrichtung 81 tragenden Flansch 82 ausgeführt
ist, ist treibend an die Antriebsräder des Fahrzeugs angekup
pelt, wobei die Umdrehungskraft vom Motor in der Transmission
T in ihrer Geschwindigkeit verändert und dann auf die An
triebsräder übertragen wird. Die regelbare Riemenvorrichtung
4 und die Riementransmissionsvorrichtung 55 sind parallel in
dem Kraftübertragungsstrang zwischen der ersten drehbaren
Welle 1, dem Antriebsteil, und der zweiten drehbaren Welle 2,
dem Abtriebsteil, in der Transmission T angeordnet. Infolge
einer derartigen Anordnung wird die Leistung von der ersten
drehbaren Welle 1 zunächst auf die regelbare Riemenvorrich
tung 4 und die Riementransmissionsvorrichtung 55 übertragen
und wird dann zu dem Zeitpunkt, wenn die Transmission T ein
geschaltet ist, als Abtriebsleistung von der zweiten drehba
ren Welle 2 über den Flansch 82 der Planetenradvorrichtung 81
zur Verfügung gestellt.
Wenn sich der Bedienungshebel in Leerlaufstellung befindet,
hören der Flansch 82 der Planetenradvorrichtung 81 und die
zweite drehbare Welle 2 zu rotieren auf und die stufenlos
regelbare Transmission T befindet sich in Leerlaufstellung.
Infolgedessen wird keine Kraft vom Motor auf die Antriebsrä
der übertragen. Das Fahrzeug kommt, zum Stillstand.
In der oben beschriebenen Leerlaufstellung sind die erste und
zweite Riemenscheibe 5 und 13 der regelbaren Riemenvorrich
tung 4 jeweils eine Antriebsriemenscheibe bzw. eine Abtriebs
riemenscheibe.
Dank der Federwirkung der Spannfeder 70 der Transmissionsrie
menspannvorrichtung 64 werden die Spannarme 65 und 66 so
betätigt, daß sie im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn
rotieren. Wenn sich der Bedienungshebel in Leerlaufstellung
befindet, üben die Spannriemenscheibe 68 am Ende des ersten
Spannarms 65 bzw. die Spannriemenscheibe 68 am Ende des zwei
ten Spannarms 66 auf die Außenfläche des Abschnitts 62a und
die Außenfläche des Abschnitts 62b eine gleichstarke Druck
kraft aus. Außerdem werden der erste und der zweite Spannarm
46 und 47 dank der Federwirkung der Spannfeder 51 der Spann
vorrichtung für regelbare Riemen 64 so betätigt, daß sie im
Uhrzeigersinn bzw. im Gegenuhrzeigersinn rotieren. Die Spann
riemenscheibe 49 am Ende des ersten Spannarms 46 bzw. die
Spannriemenscheibe 49 am Ende des zweiten Spannarms 47 üben
auf die Außenfläche des Abschnitts 20a und die Außenfläche
des Abschnitts 20b eine gleichstarke Druckkraft aus.
In der regelbaren Riemenvorrichtung 4 sind die festen Schei
ben 6, 14 und die losen Scheiben 7, 15 so angeordnet, daß die
Ausrichtung der losen Scheibe 6 zu der festen Scheibe 7 der
ersten regelbaren Riemenscheibe 5 im umgekehrten Verhältnis
zur Ausrichtung der losen Scheibe 15 zur festen Scheibe 14
der zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 steht, wie in der
Fig. 1 dargestellt. Die Nockenvorrichtungen 23 und 31, mit
denen die losen Scheiben 7 und 15 näher an die festen Schei
ben 6 und 14 heran oder davon weg bewegt werden können, sind
durch die Verbindungsvorrichtung 42 miteinander verbunden.
Infolge dieser Verbindung wird eine axiale Druckkraft, die
der regelbare Riemen 20 auf die regelbare Riemenscheibe 5
ausübt, durch einen entgegengerichteten axialen Druck, der
von dem regelbaren Riemen 20 auf die regelbare Riemenscheibe
13 ausgeübt wird, kompensiert. In Leerlaufstellung werden die
regelbaren Riemenscheiben 5 und 13 jeweils zu einer Antriebs
riemenscheibe oder einer Abtriebsriemenscheibe. Der Unter
schied zwischen der durch den Riemen 20 auf die Riemenscheibe
5 und der durch den Riemen 20 auf die Riemenscheibe 13 ausge
übten Druckkraft wird gleich Null.
Wenn sich in Leerlaufstellung die Rotation der zweiten dreh
baren Welle 2 gegenüber der ersten drehbaren Welle 1 etwas in
Richtung auf Vorwärts oder Rückwärts verändert, bewirkt dies,
daß der Riemenwickeldurchmesser einer der ersten und zweiten
Riemenscheiben 5 und 13 größer wird als der Durchmesser der
anderen Riemenscheibe. Es kommt zu einem Ungleichgewicht in
der durch den regelbaren Riemen 20 an den Riemenscheiben 5
und 13 ausgeübten Kräfte. Der Riemen 20 spannt sich. Die
Riemenscheibe 5 oder die Riemenscheibe 13, je nachdem, welche
davon einen größeren Riemenwickeldurchmesser erhält, wird zur
Antriebsriemenscheibe und die jeweils andere, deren Riemenwi
ckeldurchmesser kleiner wird, wird zur Abtriebsriemenscheibe.
Die Riemendruckkraft der Abtriebsriemenscheibe ist größer als
die der Antriebsriemenscheibe. Der Unterschied in der Riemen
druckkraft zwischen der Antriebsriemenscheibe und der Ab
triebsriemenscheibe nimmt mit steigender Belastung zu. Selbst
wenn die stufenlos regelbare Transmission T einen nur gering
fügigen Übergang aus der Leerlaufstellung erfährt, kommt es
zu einem Unterschied in der Riemendruckkraft zwischen den
regelbaren Riemenscheiben 5 und 13 trotz der Tatsache, daß
die Riemendruckkräfte zwischen den Riemenscheiben 5 und 13
einander entgegenwirken. Infolge eines solchen Unterschieds
in der Riemendruckkraft wird der größere Riemenwickeldurch
messer der Antriebsriemenscheibe wieder reduziert und die
Transmission T automatisch wieder in Leerlaufstellung ge
bracht. Die Transmission T selbst hat eine selbstsperrende
Funktion bei der Rückkehr zur Leerlaufstellung. Dadurch kann
die Leerlaufstellung stabil gehalten werden und ein plötzli
ches Bewegen des Fahrzeugs wird unmöglich gemacht. Dies be
wirkt eine verbesserte Fahrzeug-Stoppstabilität in Leerlauf
stellung.
In einer solchen Leerlaufstellung werden die Abschnitte 62a
und 62b des Transmissionsriemens 62 der Riementransmissions
vorrichtung 55 locker. Diese losseitigen Abschnitte 62a und
62b werden jedoch an ihren Außenflächen durch die Spannriemenscheiben
68 und 68 der Spannarme 65 und 66 in den Trans
missionsriemenspannvorrichtungen 64 zusammengedrückt, so daß
der Transmissionsriemen 62 gespannt ist.
Der Hebel 26 der Nockenvorrichtung 23 in der regelbaren Rie
menscheibe 5 und der Hebel 34 der Nockenvorrichtung 31 in der
regelbaren Riemenscheibe 13 sind durch das Verbindungsglied
40 miteinander verbunden. Durch Veränderung des Übersetzungs
verhältnisses der regelbaren Riemenvorrichtung 4 durch Um
schalten des Bedienungshebels kann die Abtriebsrotation des
Flanschs 82 der Planetenradvorrichtung 81 (die zweite drehba
re Welle), d. h. die Abtriebsrotation der Transmission T, in
Vorwärtsstellung oder Rückwärtsstellung geschaltet werden und
die entsprechende Drehzahl kann erhöht werden.
Wenn der Bedienungshebel vom Leerlauf auf Vorwärtsbewegung
geschaltet wird, bewirkt der drehbare Nocken 32, da der Be
dienungshebel an den drehbaren Hebel 34 am Umfang des drehba
ren Nockens 32 in der zweiten Nockenvorrichtung 31 gekuppelt
ist, daß die Rollen 37 und 37 über die Nockenflächen 32a und
32a rollen, während gleichzeitig der Nabenvorsprung 15a der
losen Scheibe 15 in der zweiten regelbaren Riemenscheibe 13
in einer Richtung gedreht wird. Die Nockenfläche 32a wird
gegen die Rolle 37 gepreßt und der drehbare Nocken 32 bewegt
sich über die zweite drehbare Welle 2. Die lose Scheibe 15,
die sich zusammen mit dem drehbaren Nocken 32 durch das Lager
33 bewegt, bewegt sich in Richtung der festen Scheibe 14.
Infolgedessen wird die zweite regelbare Riemenscheibe 13
geschlossen und ihr Riemenwickeldurchmesser nimmt im Ver
gleich zur Leerlaufstellung zu. Wegen dieser Zunahme im Rie
menwickeldurchmesser wird der regelbare Riemen 20 in Richtung
der zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 gezogen.
Mit dem Umschalten des Bedienungshebels auf Vorwärtsstellung
rotiert der drehbare Nocken 24 der ersten Nockenvorrichtung
23 an der ersten drehbaren Welle 1 in der gleichen Richtung
wie der drehbare Nocken 32 der zweiten Nockenvorrichtung 31
synchron mit der Bewegung der losen Scheibe 15 der zweiten
regelbaren Riemenscheibe 13. Dank der Rotation des drehbaren
Nockens 24 wird der auf die Rolle 29 ausgeübte Druck aufgeho
ben. Infolgedessen bewirkt die Spannung, die durch den regel
baren Riemen 20, welcher sich in Richtung der zweiten regel
baren Riemenscheibe 13 bewegt, ausgeübt wird, daß sich der
Nocken 24 und die lose Scheibe 7, die mittels des Lagers 25
an den Nocken 24 angekuppelt ist, von der festen Scheibe 6 an
der drehbaren Welle 1 weg bewegt. Die erste regelbare Riemen
scheibe 5 wird durch die Trennung der losen Scheibe 7 von der
festen Scheibe 6 geöffnet. Der Riemenwickeldurchmesser der
ersten regelbaren Riemenscheibe 5 nimmt gegenüber der Leer
laufstellung ab. Infolgedessen wird der Riemenwickeldurchmes
ser der zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 größer als der
Durchmesser der ersten regelbaren Riemenscheibe 5 und die
Drehzahl der zweiten drehbaren Welle 2 wird erhöht und dann
auf die erste drehbare Welle 1 übertragen. Bei diesem Über
setzungsverhältnis rotiert die zweite drehbare Welle 2 gegen
über der ersten drehbaren Welle 1 in einer Richtung und die
Antriebsräder werden durch Abtriebskraft vom Motor so ange
trieben, daß sie in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs rotieren.
Durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses auf eine Maxi
mal-Vorwärtsstellung kann die Drehzahl der zweiten drehbaren
Welle 2 in Vorwärtsrichtung, d. h. die Vorschubgeschwindig
keit, erhöht werden.
Je nach Einstellung des Zähnezahlverhältnisses zwischen jedem
Element der Planetenradvorrichtung 81 und der Einstellung des
Übersetzungsverhältnisses der Riementransmissionsvorrichtung
55 zur Planetenradvorrichtung 81 erfolgt die Einstellung in
der Weise, daß das erste Sonnenrad 88, welches über die Rie
mentransmissionsvorrichtung 55 treibend an die erste drehbare
Welle 1 angekuppelt ist, bei Vorwärtsstellung (Vorschubstel
lung) des Fahrzeugs mit einer höheren Geschwindigkeit rotiert
als das zweite Sonnenrad 90, welches über die regelbare Rie
menvorrichtung 4 an die erste drehbare Welle 1 angekuppelt
ist. Das erste Sonnenrad 88 rotiert schneller als das zweite
Sonnenrad 90 und der Flansch 82 und die zweite drehbare Welle
2 rotieren jeweils in der gleichen Richtung wie das erste
Sonnenrad 88. Unter diesen Umständen ist es erforderlich, die
Antriebsleistung des ersten Sonnenrades 88 größer auszulegen
als die des zweiten Sonnenrades 90 und daher wird die An
triebsleistung über die Riementransmissionsvorrichtung 55 auf
das erste Sonnenrad 88 übertragen. Die überschüssige Leistung
wird als Umlaufleistung vom zweiten Sonnenrad 90 über die
regelbare Riemenvorrichtung 4 auf die erste drehbare Welle 1
übertragen. Zusammenfassend ist also die Antriebsleistung der
ersten drehbaren Welle 1 in zwei Arten von Leistung unter
teilt, nämlich Antriebsleistung und Umlaufleistung. Die An
triebsleistung einerseits wird über die Riementransmissions
vorrichtung 55 und das erste Sonnenrad 88 der Planetenradvor
richtung 88 auf einen Antriebsleistungsstrang übertragen, der
sich bis zum Flansch 82 (zweite drehbare Welle 19) erstreckt.
Die Umlaufleistung andererseits wird auf einen Umlaufleis
tungsstrang übertragen, der sich vom zweiten Sonnenrad 90 bis
zur regelbaren Riemenvorrichtung 4 erstreckt. Bei Fahrzeugen
ist im allgemeinen der Vorwärtsgang häufiger eingelegt als
der Rückwärtsgang. Mit der Anordnung, bei der die regelbare
Riemenvorrichtung 4 in Vorwärtsstellung zum Umlaufleistungs
strang wird, überträgt der regelbare Riemen 20 nur die klei
nere Umlaufleistung während eines langen Zeitraums. Dadurch
wird die Transmissionsbelastung des regelbaren Riemens 20 bei
hohen Betriebszeiten in Vorwärtsstellung verringert.
In der Stellung, in der die regelbare Riemenvorrichtung 4 zum
Umlaufleistungsstrang wird, wird außerdem Umlaufleistung vom
zweiten Sonnenrad 90 der Planetenradvorrichtung 82 über die
regelbare Riemenvorrichtung 4 auf die erste drehbare Welle 1
übertragen. Die zweite regelbare Riemenscheibe 13 wirkt als
Antriebsriemenscheibe, während andererseits die erste regel
bare Riemenscheibe 5 als Abtriebsscheibe wirkt. Der Abschnitt
20a des regelbaren Riemens 20 wird locker. Da jedoch sowohl
der erste Spannarm 46 als auch der zweite Spannarm 47 durch
die Spannfeder 51 so betätigt werden, daß sie in entgegenge
setzten Richtungen rotieren, üben die Spannriemenscheibe 49
des ersten Spannarms 46 und die Spannriemenscheibe 49 des
zweiten Spannarms 47 eine Kraft auf den Abschnitt 20a und den
Abschnitt 20b aus. Die Spannriemenscheibe 49 des zweiten
Spannarms 46 übt einen Druck auf die Außenfläche des span
nungsseitigen Abschnitts 20b aus und bewegt sich nach unten
und der zweite Spannarm 47 wird im Uhrzeigersinn gedreht.
Infolgedessen dehnt sich die Spannfeder 51 aus. Demzufolge
rotiert auch der erste Spannarm 46 im Uhrzeigersinn. Die
Spannriemenscheibe 49 des ersten Spannarms 46 übt eine fest
gelegte Kraft auf die andere Fläche des losseitigen Ab
schnitts 20a des regelbaren Riemens 20 aus, um eine Riemen
spannung zu bewirken.
Die Betätigungskraft der Spannfeder 51 der Spannvorrichtung
45 bewirkt die Rotation der ersten und zweiten Spannarme 46
und 47 in entgegengesetzter Richtung, und die Spannriemen
scheiben 49 und 49 der Spannarme 46 und 47 üben einen Druck
auf die Außenflächen der losseitigen Abschnitte 20a und 20b
des regelbaren Riemens 20 aus, wodurch der regelbare Riemen
20 gespannt wird. Die so ausgeübte Spannung ist größer als
eine maximale Spannung, die in den losseitigen Abschnitten
20a und 20b erzeugt wird, was eine Keilwirkung auf die Rie
menscheiben 5 und 13 des regelbaren Riemens 20 ausübt und
eine Druckkraft erzeugt. Durch die erzeugte Druckkraft wird
Leistung zwischen den Riemenscheiben 5 und 13 über den regel
baren Riemen 20 übertragen.
Darüber hinaus arbeiten die Spannarme 65 und 66 der Transmis
sionsriemenspannvorrichtung 64 in gleicher Weise wie die
Spannvorrichtung für regelbare Riemen 45, und der Abschnitt
62a des Transmissionsriemens 62 der Riementransmissionsvor
richtung 55 wird zum spannungsseitigen Abschnitt, während der
Abschnitt 62b zum losseitigen Abschnitt wird. Infolgedessen
wird der erste Spannarm 65 im Uhrzeigersinn gedreht und der
zweite Spannarm 66 wird dann durch den ersten Spannarm 65
durch die Spannfeder 70 gezogen, um in gleicher Richtung zu
rotieren wie der erste Spannarm 65. Die Spannriemenscheibe 68
des zweiten Spannarms 66 übt auf den losseitigen Abschnitt
des Transmissionsriemens 62 eine Druckkraft aus.
Der Bedienungshebel wird in Rückwärtsstellung gebracht. Beim
Umschalten in Rückwärtsstellung dreht sich der Nocken 24 der
ersten Nockenvorrichtung 24, während die Nockenrolle 29 über
die Nockenfläche 24a rotiert, um den Nabenvorsprung 7a der
losen Scheibe 7 in der ersten regelbaren Riemenscheibe 5 in
einer anderen Richtung. Die Nockenfläche 24a wird dann gegen
die Rolle 29 gepreßt und der Nocken 24 bewegt sich über die
erste drehbare Welle 1. Die lose Scheibe 7, die sich zusammen
mit dem Nocken 24 bewegt, bewegt sich in der gleichen Rich
tung wie der Nocken 24. Auf diese Weise wird die lose Scheibe
7 näher an die feste Scheibe 6 bewegt. Infolgedessen wird die
erste regelbare Riemenscheibe 5 geschlossen und ihr Riemenwi
ckeldurchmesser wird gegenüber dem Riemenwickeldurchmesser in
Leerlaufstellung vergrößert. Der regelbare Riemen 20 wird
durch eine solche Vergrößerung des Riemenwickeldurchmessers
der ersten regelbaren Riemenscheibe 5 in Richtung der ersten
regelbaren Riemenscheibe 5 gezogen.
Darüber hinaus rotiert der Nocken 32 der zweiten Nockenvor
richtung 31 bei Umschaltung des Bedienungshebels in Rück
wärtsstellung über die zweite drehbare Welle 2 in gleicher
Richtung wie der Nocken 24 der ersten Nockenvorrichtung 23.
Das Anpressen an die Nockenrolle 37 wird durch die Rotation
des Nockens 32 nicht länger bewirkt.
Der Nocken 32 und die mittels des Lagers 33 an den Nocken 32
angekuppelte lose Scheibe 15 bewegen sich von der festen
Scheibe 14 an der zweiten drehbaren Welle 2 durch Spannung
des regelbaren Riemens 20 in Richtung auf die erste regelbare
Riemenscheibe 5 weg. Die Trennung der losen Scheibe 15 von
der festen Scheibe 14 bewirkt das Öffnen der zweiten regelba
ren Riemenscheibe 13, wodurch sich der Riemenwickeldurchmes
ser der Riemenscheibe 13 gegenüber dem Riemenwickeldurchmes
ser in Leerlaufstellung verringert. Infolgedessen wird der
Riemenwickeldurchmesser der ersten regelbaren Riemenscheibe 5
größer als der Durchmesser der zweiten regelbaren Riemen
scheibe 13. Somit dreht sich die zweite drehbare Welle 2 ge
genüber der ersten drehbaren Welle 1 schneller. Bei diesem
Übersetzungsverhältnis rotiert die zweite drehbare Welle 2
gegenüber der ersten drehbaren Welle 1 in einer anderen Rich
tung. Die Antriebsräder des Fahrzeugs werden zur Rotation in
Rückwärtsrichtung durch die Abtriebsleistung des Motors ange
trieben. Eine Änderung im Übersetzungsverhältnis auf Maximal-
Rückwärtsstellung kann die Geschwindigkeit der Rückwärtsrota
tion der zweiten drehbaren Welle erhöhen, das heißt die Ge
schwindigkeit der Rückwärtsbewegung wird erhöht.
Zu diesem Zeitpunkt rotiert das zweite Sonnenrad 90 schneller
als das erste Sonnenrad 88 und bewirkt, daß der Flansch 82
und die, zweite drehbare Welle 2 in einer dem ersten Sonnenrad
88 entgegengesetzen Richtung rotieren. In dieser Stellung ist
es erforderlich, die Antriebsleistung des zweiten Sonnenrades
90 größer festzulegen als die des ersten Sonnenrades 88.
Daher wird Antriebsleistung über die regelbare Riemenvorrich
tung 4 auf das zweite Sonnenrad 90 übertragen und die über
schüssige Leistung wird als Umlaufleistung vom ersten Sonnen
rad 88 über die Riementransmissionsvorrichtung 55 auf die
erste drehbare Welle 1 übertragen. Im Gegensatz zur Vorschub
stellung (Vorwärtsstellung) wird die Antriebsleistung zur
ersten drehbaren Welle 1 in zwei Leistungstypen unterteilt,
nämlich Antriebsleistung und Umlaufleistung. Die Antriebs
leistung wird in einem Antriebsleistungsstrang übertragen,
der sich von der regelbaren Riemenvorrichtung 4 zum zweiten
Sonnenrad 90 der Planetenradvorrichtung 81 an der zweiten
drehbaren Welle 2 erstreckt. Die Umlaufleistung wird über die
Riementransmissionsvorrichtung 55 in einen Umlaufleistungs
strang übertragen, der sich vom ersten Sonnenrad 88 der Pla
netenradvorrichtung 81 bis zur ersten drehbaren Welle er
streckt. Die Übertragung einer hohen Antriebsleistung auf die
regelbare Riemenvorrichtung 4 kann zu einer Verringerung der
Haltbarkeit des regelbaren Riemens 20 führen. Wie jedoch
schon weiter oben erwähnt, werden Fahrzeuge in Rückwärtsstel
lung im allgemeinen seltener benutzt als in Vorwärtsstellung,
in anderen Worten, der regelbare Riemen 20 ist nur sehr kurz
zeitig Gegenstand einer hohen Transmissionsbelastung. Deshalb
erleidet der regelbare Riemen 20 keine Einbuße seiner Halt
barkeit.
In Rückwärtsstellung wird die Antriebsleistung, wie oben
beschrieben, von der ersten drehbaren Welle 1 auf das zweite
Sonnenrad 90 der Planetenradvorrichtung 81 an der zweiten
drehbaren Welle 2 übertragen und die erste regelbare Riemen
scheibe 5 wird zur Antriebsriemenscheibe, während anderer
seits die zweite regelbare Riemenscheibe 13 zur Abtriebsrie
menscheibe wird. Der Abschnitt 20b des regelbaren Riemens 20
wird locker. Zu diesem Zeitpunkt werden auch der Spannarm 46
und der Spannarm 47 von der Spannfeder 51 so betätigt, daß
sie in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Dementsprechend
bewegt sich die Spannriemenscheibe 49 des ersten Spannarms
46, die einen Druck auf die Außenfläche des spannungsseitigen
Abschnitts 20a ausübt, aufwärts und der erste Spannarm 46
wird im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Durch die von der Spann
feder 51 ausgeübte Federkraft wird der zweite Spannarm 47
auch im Gegenuhrzeigersinn gedreht und die Spannriemenscheibe
49 übt eine festgelegte Druckkraft auf die andere Fläche des
Abschnitts 20b des regelbaren Riemens 20 aus, der locker
wird, um eine Riemenspannung zu bewirken.
Darüber hinaus arbeiten die Spannarme 65 und 66 der Transmis
sionsriemenspannvorrichtung 64 in gleicher Weise wie die
Spannvorrichtung für regelbare Riemen 45. Der Abschnitt 62a
des Transmissionsriemens 62 der Riementransmissionsvorrich
tung 55 wird zu einem losseitigen Abschnitt, während der
Abschnitt 62b andererseits zum spannungsseitigen Abschnitt
wird, und der zweite Spannarm 66 wird im Gegenuhrzeigersinn
gedreht. Der erste Spannarm 65 wird dann durch den zweiten
Spannarm 66 durch die Spannfeder 70 gezogen, um in gleicher
Richtung zu rotieren wie der zweite Spannarm 66. Die Spann
riemenscheibe 68 des ersten Spannarms 65 übt eine Druckkraft
auf den losseitigen Abschnitt des Transmissionsriemens 62
aus.
Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform dieser Erfin
dung werden das Zähnezahlverhältnis der Planetenradvorrichtung
81 und das Übersetzungsverhältnis der Riementransmissi
onsvorrichtung 55 zur Planetenradvorrichtung 81 so einge
stellt, daß das erste Sonnenrad 88, welches über die Riemen
transmissionsvorrichtung 55 an die erste drehbare Welle 1
angekuppelt ist, bei Vorwärtsstellung des Fahrzeugs stets
schneller rotieren kann als das zweite Sonnenrad 90, welches
über die regelbare Riemenvorrichtung 4 an die erste drehbare
Welle 1 angekuppelt ist. Infolge einer solchen Anordnung wird
es möglich, die Häufigkeit der Übertragung kleiner Umlauf
kräfte auf den regelbaren Riemen 20 der regelbaren Riemenvor
richtung 4 zu erhöhen, und es wird auch möglich, die Häufig
keit einer Übertragung hoher Antriebskraft auf den regelbaren
Riemen 20 zu reduzieren. Dadurch wird es möglich, ohne weite
res die Vorwärts-/Rückwärtsstellungen der Transmission T ohne
Anbringung einer speziellen Vorwärts-/Rückwärtsvorrichtung zu
erreichen, während gleichzeitig der regelbare Riemen 20 ent
lastet wird.
Die drehbaren Nocken 24 und 32 der Nockenvorrichtungen 23 und
31 werden von den Lagern 25 und 32 an den Nabenvorsprüngen 7a
und 15a der losen Scheiben 7 und 15 in den regelbaren Riemen
scheiben 5 und 13 der regelbaren Riemenvorrichtung 4 abge
stützt, und die drehbaren Hebel 26 und 34 jeweils am Umfang
der drehbaren Nocken 24 und 32 sind durch ein einzelnes Ver
bindungsglied (das Verbindungsglied 40) miteinander verbun
den. Wenn sich die Geschwindigkeit der regelbaren Riemenvor
richtung 4 verändert, üben die Rollen 29 und 37, die an den
festen Nocken 27 und 35 auf den Nockenflächen 24a und 32a der
drehbaren Nocken 24 und 32 angebracht sind, eine Kraft in
senkrechter Richtung zu den Nockenflächen 24a und 32a aus.
Wenn eine senkrechte, rechtwinklige Komponente der in ortho
gonaler Richtung zu den drehbaren Wellen 1 und 2 ausgeübten
Kraft im rechten Winkel auf einen Strang einwirkt, der die
Achse der drehbaren Wellen 1 und 2 und den Kupplungspunkt zum
Verbindungsglied 40 verbindet, wird ungeachtet einer Änderung
im Übersetzungsverhältnis eine Nockenreaktionskraft erzeugt,
die lotrecht zum Verbindungsstrang und in entgegengesetzter
Richtung zur senkrechten Komponentenkraft verläuft. Diese
Nockenreaktionskraft wird auf jeden der Nabenvorsprünge 7a
und 15a so ausgeübt, daß der Nabenvorsprung gegen die Mitte
eines Riemenwickelbereichs des regelbaren Riemens 20 für die
Riemenscheiben 5 und 13 gepreßt wird. In anderen Worten, eine
gegen die Nabenvorsprünge 7a und 15a wirkende Nockenreakti
onskraft arbeitet in den Zwischenräumen in den Gleitteilen
zwischen den Nabenvorsprüngen 7a, 15a und den ersten und
zweiten drehbaren Wellen 1 und 2
Die ersten und zweiten Spannarme 46 und 47 in der Spannvor
richtung für regelbare Riemen 45 werden von der Spannfeder 51
so betätigt, daß sie in entgegengesetzten Richtungen rotie
ren, damit die Spannriemenscheibe 49 des ersten Spannarms 46
und die Spannriemenscheibe 49 des zweiten Spannarms 47 einen
kontinuierlichen Druck auf den Abschnitt 20a bzw. den Ab
schnitt 20b des regelbaren Riemens 20 ausüben, wodurch bei
Rückkehr des spannungsseitigen Abschnitts 20a (oder des Ab
schnitts 20b) eine Druckkraft gegen den losseitigen Abschnitt
20b (oder den Abschnitt 20a) erzielt wird. Dementsprechend
ist es, selbst wenn das Umschalten in Vorwärtsstellung oder
Rückwärtsstellung ein Umschalten der Abschnitte zwischen
"lose" und "gespannt" bewirkt, möglich, auf einen losseitigen
Abschnitt automatisch Druck auszuüben, während gleichzeitig
ein festgelegter Abstand zwischen den Spannriemenscheiben 49
und 49 erhalten bleibt.
Darüber hinaus werden die Spannarme 46 und 47 durch die
Spannfeder 51 in Rotation versetzt. Dies verhindert ein Kni
cken der Feder, welches beim Einsatz von Druckfedern auftre
ten kann. Infolgedessen läßt sich eine ausreichende Federkon
stante erreichen und es ergibt sich ein Vorteil zur Stabili
sierung einer Riemenspannung. Anstatt zur Druckausübung auf
die Außenflächen der Abschnitte 20a und 20b die Spannriemen
scheiben 49 und 49 zu benutzen, können zwei Spannriemenscheiben
so angeordnet werden, daß die Spannriemenscheiben einen
Druck auf die Innenflächen der Abschnitte 20a und 20b des
regelbaren Riemens 20 ausüben und die Spannarme, die die
Spannriemenscheiben tragen, werden durch eine Druckfeder oder
durch eine Spannfeder in einer Riemendruckrichtung in Rotati
on versetzt. Wird eine Spannfeder benutzt, so bildet sich an
einem der Spannarme ein Arm zur Anbringung der Spannfeder aus
und steht über, und die Spannfeder wird zwischen dem Feder
montagearm und dem anderen Spannarm so überbrückt, daß die
Spannarme in entgegengesetzter Richtung in Rotation versetzt
werden.
Bei der Transmissionsriemenspannvorrichtung 64 werden die
gleichen Funktionswirkungen erzielt, wie sie sich bei der
Spannvorrichtung für regelbare Riemen 45 ergeben.
Weiterhin ist die Planetenradvorrichtung 81 an der zweiten
drehbaren Welle 2 angeordnet, und ein Antriebskraftübertra
gungsstrang mit der regelbaren Riemenvorrichtung 4 und der
andere Antriebskraftübertragungsstrang mit der Riementrans
missionsvorrichtung 55 sind parallel zwischen der ersten
drehbaren Welle 1 und der zweiten drehbaren Welle 2 angeord
net. Die Anordnung ist so beschaffen, daß der regelbare Rie
men 20 der regelbaren Riemenvorrichtung 4 und der Transmissi
onsriemen 62 der Riementransmissionsvorrichtung 55 über die
erste und zweite drehbare Welle 1 und 2 verlaufen. Durch eine
solche Anordnung läßt sich der Abstand zwischen der ersten
drehbaren Welle 1 und der zweiten drehbaren Welle 2 einfach
dadurch verändern, daß man die Riemen 20 und 62 durch solche
anderer Länge ersetzt. Im Gegensatz zu einem Fall, in dem ein
Antriebskraftübertagungsstrang mit Hilfe einer Transmissi
onsradvorrichtung gebildet wird, können konstruktive Änderun
gen ohne weiteres vorgenommen werden.
Der regelbare Riemen 20 der regelbaren Riemenvorrichtung 4
und der Transmissionsriemen 62 der Riementransmissionsvorrichtung
55 verlaufen über die erste und zweite drehbare
Welle 1 und 2. Dies ermöglicht den Zusammenbau der Transmis
sion T, indem man einfach zwei Riemen (die Riemen 20 und 62)
über die erste und die zweite drehbare Welle 1 und 2 laufen
läßt. In anderen Worten, diese Transmission T kann in glei
cher Weise behandelt werden wie die allgemein gebräuchlichen
Riementransmissionen.
Darüber hinaus können diese Riemen 20 und 62 freiliegend
benutzt werden und die Riemen 20 und 62 brauchen nicht mit
einem großen Gehäuse abgedeckt zu werden. Lediglich die Pla
netenradvorrichtung 81 muß durch den Getriebekasten 76 abge
deckt werden. Auf der Rückseite der festen Scheibe 14 der
zweiten regelbaren Riemenscheibe 13 an der zweiten drehbaren
Welle 2 in der regelbaren Riemenvorrichtung 4 ist der Getrie
begehäuseraum 78 definiert, der von dem Getriebekasten 76 mit
der festen Scheibe 14 umschlossen wird. Die Planetenradvor
richtung 81 ist, nach außen abgedichtet und flüssigkeits
dicht, im Getriebegehäuseraum 78 untergebracht. Der Getriebe
kasten 76 der Planetenradvorrichtung 81 enthält als unterge
ordneten Teil die feste Scheibe 14 der zweiten regelbaren
Riemenscheibe 13 und erhält dadurch eine kompakte Größe. Dies
trägt zu einer Kostenreduzierung der Transmission T bei.
Die Planetenradvorrichtung 81 enthält den Flansch 82, der so
an der zweiten drehbaren Welle 2 angebracht ist, daß er damit
rotieren kann, das Planetenzahnrad 84 mit dem ersten und
zweiten Zahnradteil 85 und 85, die sich in der Zähnezahl
voneinander unterscheiden, das erste Sonnenrad 88, welches in
den ersten Zahnradteil 85 des Planetenrades 84 eingreift, und
das zweite Sonnenrad 90, welches in den zweiten Zahnradteil
86 des Planetenrades 84 eingreift. Infolge einer solchen
Anordnung erhält die Planetenradvorrichtung 81 kompakte Grö
ße. Dadurch reduziert sich die Größe des Getriebekastens 76
weiter. Die Kosten der Transmission T gehen weiter zurück.
Beide Spannarme 65 und 66 der Transmissionsriemenspannvor
richtung 64 sind an die Betätigungsglieder 71 und 71 angekup
pelt, die so betätigt werden können, daß die Spannarme 65 und
66 gegen die Betätigungskraft, der Spannfeder 70 in einer
Richtung rotieren, die der Riemendruckrichtung entgegenge
setzt ist. Die Übertragung der Antriebskraft zwischen der
ersten und der zweiten drehbaren Welle 1 und 2 (d. h. zwischen
der Antriebs- und der Abtriebswelle) kann sofort unterbunden
werden. Im einzelnen bewirken die Betätigungsglieder 71 und
71 die Beendigung der Ausübung einer Druckkraft auf den
Transmissionsriemen 62 durch die Transmissionsriemenspannvor
richtung 64, so daß die Antriebskraftübertragung zwischen den
Transmissionsriemenscheiben 56 und 57 unterbunden wird (d. h.
in der Transmission T). Die Transmissionsriemenspannvorrich
tung 64 kann als Notkupplung eingesetzt werden, wobei sich
der Transmissionsriemen 62 in der Riementransmissionsvorrich
tung 55 nicht viel bewegt, im Gegensatz zu dem regelbaren
Riemen 20 der regelbaren Riemenvorrichtung 4. Da der Bewe
gungsbereich der Riemenabschnitte 62a und 62b schmal ist,
ergibt dies eine stabile Kupplungswirkung.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist der Flansch 82 der Planetenradvorrichtung 81
aus einem Stück mit der zweiten drehbaren Welle 2 ausgebil
det, das erste Sonnenrad 88 ist an die zweite Transmissions
riemenscheibe 57 der Riementransmissionsvorrichtung 55 ange
kuppelt und das zweite Sonnenrad 90 ist an die zweite regel
bare Riemenscheibe 13 der regelbaren Riemenvorrichtung 4
angekuppelt. In anderen Worten, es genügt, eines der drei
Elemente der Planetenradvorrichtung 81 an die zweite Trans
missionsriemenscheibe 57, ein weiteres der drei Elemente an
die zweite regelbare Riemenscheibe 13 und das verbleibende
Element an die zweite drehbare Welle 2 anzukuppeln.
Im Gegensatz zur obigen Ausführungsform kann die zweite dreh
bare Welle 2 als Antriebsteil und die erste drehbare Welle 1
als Abtriebsteil funktionieren.
Bei der vorgenannten Ausführungsform ist die Anordnung so
beschaffen, daß die Umlaufleistung in Fahrzeug-
Vorwärtsstellung auf die regelbare Riemenvorrichtung 4 über
tragen wird. Wenn das Fahrzeug jedoch häufiger in Rückwärts
stellung betätigt wird als in Vorwärtsstellung, kann die
Umlaufleistung am regelbaren Riemen 20 in Rückwärtsstellung
Anwendung finden.
Claims (5)
1. Eine stufenlos regelbare Transmission, enthaltend:
- a) eine erste und eine zweite drehbare Welle (1, 2), die parallel zueinander angeordnet sind,
- b) eine Riementransmissionsvorrichtung (55) mit:
einer ersten Transmissionsriemenscheibe (56), die starr an der genannten ersten drehbaren Welle (1) befestigt ist, um mit dieser zu rotieren,
einer zweiten Transmissionsriemenscheibe (57), die von der genannten zweiten drehbaren Welle (2) getragen wird,
einem Transmissionsriemen (62), der um die genannte erste und zweite Transmissionsscheibe herum verläuft,
einer Transmissionsriemen-Spannvorrichtung (64), die ein ungespanntes Trumm des genannten Transmissionsriemens (62) spannt, - c) eine regelbare Riemenvorrichtung (4) mit:
- A) einer ersten regelbaren Riemenscheibe (5), die eine feste
und eine lose Scheibe (6, 7) aufweist,
wobei die genannte feste Scheibe (6) starr an der genannten ersten drehbaren Welle (1) befestigt ist, um mit dieser zu rotieren,
wobei die genannte lose Scheibe (7) zur Ausführung einer axialen Bewegung auf der genannten ersten drehbaren Welle (1) angebracht ist, - B) einer zweiten regelbaren Riemenscheibe (13) mit einer
festen und einer losen Scheibe (14, 15),
wobei die genannte feste Scheibe (14) drehbar auf der genann ten zweiten drehbaren Welle (2) befestigt ist,
wobei die genannte lose Scheibe (15) zur Ausführung einer axialen Bewegung auf der genannten zweiten drehbaren Welle (2) angebracht ist, - C) einem Riemen (20), der um die genannte erste und zweite regelbare Riemenscheibe (5, 13) herum verläuft,
- D) zwei Antriebsvorrichtungen (23, 31), die die genannten losen Scheiben (7, 15) näher an die genannten festen Scheiben (6, 14), die gegenüber den genannten losen Scheiben angeord net sind, heran oder von diesen weg bewegen, um eine Verände rung im Riemenwickeldurchmesser der genannten ersten und zweiten regelbaren Riemenscheibe zu bewirken,
- E) einer Verbindungsvorrichtung (42), die die genannten zwei Antriebsvorrichtungen (23, 31) miteinander verbindet, damit der Riemenwickeldurchmesser der genannten ersten regelbaren Riemenscheibe (5) und der Riemenwickeldurchmesser der genann ten zweiten regelbaren Riemenscheibe (13) in entgegengesetz ten Richtungen variieren, um eine Änderung im Übersetzungs verhältnis zwischen der genannten ersten und der zweiten regelbaren Riemenscheibe (5, 13) zu bewirken,
- F) einer Spannvorrichtung (45) für den Riemen (20), die ein ungespanntes Trumm des genannten Riemens (20) spannt, wobei auf der Rückseite der genannten festen Scheibe (14) der genannten zweiten regelbaren Riemenscheibe (13) ein geschlos sener Getriebegehäuseraum (78) definiert ist und wobei der genannte Getriebegehäuseraum (78) durch einen aus der genann ten festen Scheibe (14) der genannten zweiten regelbaren Riemenscheibe (13) gebildeten Getriebekasten (73) und einen Deckelteil (74) abgedeckt ist, der sich vom Außenumfang, der genannten festen Scheibe (14) der genannten zweiten regelba ren Riemenscheibe (13) bis zum Außenumfang der genannten zweiten drehbaren Welle (2) erstreckt, und
- A) einer ersten regelbaren Riemenscheibe (5), die eine feste
und eine lose Scheibe (6, 7) aufweist,
- d) eine Planetenradvorrichtung (81),
wobei die genannte Planetenradvorrichtung (81) in dem genann ten Getriebegehäuseraum (78) untergebracht und an der genann ten zweiten drehbaren Welle (2) montiert ist,
wobei die genannte Planetenradvorrichtung (81) ein erstes, ein zweites und ein drittes Element (82, 88, 90) umfaßt,
wobei das genannte erste Element (82) treibend an die genann te zweite drehbare Welle (2) gekuppelt ist,
wobei das genannte zweite Element (88) treibend an die ge nannte zweite Transmissionsriemenscheibe (57) an der genann ten zweiten drehbaren Welle (2) gekuppelt ist,
wobei das genannte dritte Element (90) treibend an die ge nannte zweite regelbare Riemenscheibe (13) an der genannten zweiten drehbaren Welle (2) gekuppelt ist,
wobei dank der genannten Änderung im Übersetzungsverhältnis zwischen der genannten ersten und der zweiten regelbaren Riemenscheibe (5, 13) durch die genannte Verbindungsvorrich tung (42) zur Veränderung der Geschwindigkeit der Umschalt vorgang stattfindet zwischen (A) einer Vorwärtsstellung, in der eine der genannten ersten und zweiten drehbaren Wellen in einer Richtung im Verhältnis zu der anderen der genannten ersten und zweiten drehbaren Wellen (1, 2) rotiert, (B) einer Leerlaufstellung, in der eine der genannten ersten und zwei ten drehbaren Wellen (1, 2) zu rotieren aufhört und (C) einer Rückwärtsstellung, in der eine der genannten ersten und zwei ten drehbaren Wellen (1, 2) in einer Richtung rotiert, die der genannten einen Richtung im Verhältnis zu der anderen der genannten ersten und zweiten drehbaren Wellen entgegengesetzt ist.
2. Transmission nach Anspruch 1,
wobei:
- a) die Ausrichtung der genannten losen Scheibe (7) zur ge nannten festen Scheibe (6) der genannten ersten regelbaren Riemenscheibe (5) im umgekehrtem Verhältnis zur Ausrichtung der genannten losen Scheibe (15) zur genannten festen Scheibe (14) der genannten zweiten regelbaren Riemenscheibe (13) in der genannten regelbaren Riemenvorrichtung (4) steht,
- b) jede der genannten Antriebsvorrichtungen (23, 31) eine Nockenvorrichtung ist,
- c) die genannten Nockenvorrichtungen (23, 31) jeweils einen röhrenförmigen, drehbaren Nocken (24, 32), der drehbar an der genannten losen Scheibe (7, 15) der jeweiligen regelbaren Riemenscheibe (5, 13) durch ein Lager befestigt ist, und einen festen Nocken (27, 35), der mit dem zugehörigen drehba ren Nocken (24, 32) in Kontakt ist, enthält,
- d) an einem der genannten drehbaren und genannten festen Nocken (24, 32) eine Nockenfläche ausgebildet ist, während der andere der genannten drehbaren und festen Nocken (27, 35) in Kontakt mit der genannten Nockenfläche als Nockenstößel wirkt und die genannte lose Scheibe (7, 15) durch relative Rotation des genannten drehbaren Nockens und des genannten festen Nockens axial bewegt wird, und
- e) die genannte Verbindungsvorrichtung (42) mit einem Ver bindungsglied (40) zum Zusammenkuppeln der genannten drehba ren Nocken der genannten Nockenvorrichtungen (23, 31) verse hen ist.
3. Transmission nach Anspruch 1 oder 2, bei der die genannte
Transmissionsriemen-Spannvorrichtung (64) der genannten Rie
mentransmissionsvorrichtung (55) so aufgebaut ist, daß der
auf den genannten Transmissionsriemen (62) ausgeübte Druck
aufhebbar ist, um die Kraftübertragung durch den genannten
Transmissionsriemen (62) zwischen der genannten ersten und
der zweiten Transmissionsriemenscheibe (56, 57) zu unterbin
den.
4. Transmission nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei:
- a) das genannte erste Element (82) der genannten Planeten radvorrichtung (81) einen Planetenträger bildet, an dem ein Planetenrad (84) gelagert ist, und an der genannten zweiten drehbaren Welle (2) angebracht ist, um mit dieser zu rotie ren, wobei das Planetenrad (84) einen ersten und einen zwei ten Zahnradteil (85, 86) mit unterschiedlicher Zähnezahl aufweist, und um eine Achse parallel zur genannten zweiten drehbaren Welle (2) rotieren kann,
- b) das genannte zweite Element (88) der genannten Planeten radvorrichtung (81) durch ein erstes Sonnenrad gebildet wird, welches in den genannten ersten Zahnradteil (85) des genann ten Planetenrades (84) eingreift, und
- c) das genannte dritte Element (90) der genannten Planeten radvorrichtung durch ein zweites Sonnenrad gebildet wird, welches in den genannten zweiten Zahnradteil (86) des genann ten Planetenrades (84) eingreift.
5. Transmission nach einem der vorhergehenden Anspruche, bei
der die genannte erste drehbare Welle (1) eine Antriebswelle
und die genannte zweite drehbare Welle (2) eine Abtriebswelle
ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8133254A JPH09317844A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 無段変速機 |
Publications (2)
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