DE19964345B4

DE19964345B4 - Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe

Info

Publication number: DE19964345B4
Application number: DE19964345A
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Kanagawa Shimizuya; Makoto Kanagawa Fujinami; Hiroyuki Kanagawa Itho; Seiji Kanagawa Higuchi; Nobuo Kanagawa Goto
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: DE19962694C2; US6261203B1; DE19962694A1

Abstract

Stufenloses Toroidgetriebe, mit einer Antriebsscheibe und einer Abtriebsscheibe, wobei in der inneren Umfangsfläche der Antriebsscheibe und/oder der Antriebsscheibe ein Einpaßabschnitt, der mit einem mit der jeweiligen Scheibe drehfest verbundenen Element in Eingriff ist, sowie ein äußerer Laufbahnabschnitt für ein Nadelrollenlager ausgebildet sind, wenigstens in dem Abschnitt der inneren Umfangsfläche der Scheibe, der sich in der Nähe der inneren Oberflache der Scheibe befindet, eine Restkompressionsbeanspruchungsschichtdurch Strahlhämmern ausgebildet ist und der äußere Laufbahnabschnitt geschliffen ist, um wenigstens einen Teil der Restkompressionsbeanspruchungsschicht zu entfernen, um für den äußeren Laufbahnabschnitt eine glatte Oberfläche zu schaffen.

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebsscheibe und/oder einer Abtriebsscheibe eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes. Ein derartiges stufenlos verstellbares Toroidgetriebe ist aus der Druckschrift US 5,735,769 bekannt. Dieses stufenlos verstellbares Toroidgetriebe kann als Getriebe in Fahrzeugen verwendet oder als Getriebe in Industriemaschinen unterschiedlichen Typs eingebaut werden.
Die Anwendung eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes (wie es beispielsweise in den 8 und 9 gezeigt ist) als Fahrzeuggetriebe wird vielfach untersucht. Beispielsweise ist aus der JP Sho 62-71465-U ist ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe bekannt.
In dem in den 8 und 9 gezeigten stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe ist eine Antriebsscheibe 2 koaxial zu einer Antriebswelle 1 angeordnet und mit dieser drehfest verbunden. Außerdem ist koaxial zu der Antriebswelle 1 eine Abtriebswelle 3 angeordnet. Am inneren Ende der Abtriebswelle 3 ist eine Abtriebsscheibe 4 drehfest angebracht. In einem Gehäuse, in dem das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe untergebracht ist, sind ein Paar Drehzapfen 6 angeordnet. Die Drehzapfen 6 können um ihre jeweiligen Schwenkwellen 5 schwenken. Die Drehzapfen 6 sind in einer imaginären Ebene angeordnet, die senkrecht zu den Achsen der Antriebs- und Abtriebswellen 1 bzw. 3 ist. Die Drehzapfen 6 sind vom Schnittpunkt dieser imaginären Ebene mit den Achsen der Antriebs- und Abriebswelle beabstandet.
Jeder der Drehzapfen 6, der sich in einem Abstand von der Mittelachse der Antriebsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 4 befindet, ist an den äußeren Oberflächen der jeweils beiden Endabschnitte koaxial mit Schwenkwellen 5 versehen, die senkrecht zu der Mittelachse der Antriebsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 4 sind. Die Basisendabschnitte von Exzenterwellen 7 sind jeweils in den Mittelabschnitten der Drehzapfen 6 gelagert, wobei die Neigungswinkel der Exzenterwellen 7 beliebig eingestellt werden können, wenn die Drehzapfen 6 um die jeweiligen Schwenkwellen 5 geschwenkt werden. An den Umfangsflächen der beiden Exzenterwellen 7, die an den beiden Drehzapfen gelagert sind, sind mehrere Kraftübertragungsrollen 8 drehbar gelagert. Die Kraftübertragungsrollen 8 sind zwischen den inneren Oberflächen 2a bzw. 4a der Antriebsscheibe 2 bzw. der Abtriebsscheibe 4, die einander zugewandt sind, eingesetzt. Die inneren Oberflächen 2a und 4a sind als konkave Oberflächen ausgebildet, die gemäß einer Rotation eines Bogens mit den Achsen der Antriebs- und Abtriebswelle als Zentrum erhalten werden können. Die Umfangsflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8, die als sphärisch-konvexe Oberflächen ausgebildet sind, sind jeweils mit den inneren Oberflächen 2a und 4a in Kontakt.
Zwischen der Antriebswelle 1 und der Antriebsscheibe 2 ist eine Druckvorrichtung 9 des Belastungsnockentyps eingesetzt, durch welche die Antriebsscheibe 2 elastisch gegen die Abtriebsscheibe 4 gepreßt wird. Die Druckvorrichtung 9 ist aus einer gemeinsam mit der Antriebswelle 1 drehbaren Nockenplatte 10 und aus mehreren (z. B. vier) Rollen 12 gebildet, die durch eine Halterung 11 jeweils in einem rollfähigen Zustand gehalten werden.
Auf einer zweiten Oberfläche (in den 8 und 9 auf der linken Oberfläche) der Nockenplatte 10 ist eine antriebsseitige Nockenfläche 13 als gekrümmte Oberfläche ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung der Nockenplatte 10 erstreckt. Ferner ist an der äußeren Oberfläche (in den 8 und 9 auf der rechten Oberfläche) der Antriebsscheibe 2 eine abtriebsseitige Nockenfläche 14 mit ähnlicher Form ausgebildet. Die mehreren Rollen 12 sind jeweils drehbar um ihre jeweiligen Achsen, die sich in bezug auf die Mittelachse der Antriebswelle 1 radial erstrecken.
Das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe mit dem obigen Aufbau arbeitet in der folgenden Weise. Wenn die Nockenplatte 10 zusammen mit der Drehung der Antriebswelle 1 gedreht wird, preßt die antriebsseitige Nockenfläche 13 die mehreren Rollen 12 gegen die abtriebsseitige Nockenfläche 14, die an der äußeren Oberfläche der Antriebsscheibe 2 gebildet ist. Dadurch wird die Antriebsscheibe 2 gegen die mehreren Kraftübertragungsrollen 8 gepreßt. Gleichzeitig werden die antriebsseitige Nockenfläche 13 und die abtriebsseitige Nockenfläche 14 gegen die mehreren Rollen 12 gepreßt, so daß die Antriebsscheibe 2 gedreht wird. Die Drehung der Antriebsscheibe 2 wird über die mehreren Kraftübertragungsrollen 8 an die Abtriebsscheibe 4 übertragen, so daß die Abtriebswelle 3, die an der Abtriebsscheibe 4 befestigt ist, gedreht wird.
Nun wird die Änderung des Drehzahlverhältnisses zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 3 erläutert. Wenn die Drehzahl der Antriebswelle 1 gegenüber der Abtriebswelle 3 verringert werden soll, werden die Drehzapfen 6 um die Schwenkwellen 5 jeweils in einer vorgegebenen Richtung geschwenkt. Dann werden die Exzenterwellen 7 geneigt, so daß die Umfangsoberflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 wie in 8 gezeigt mit dem zentrumsnahen Abschnitt auf der inneren Oberfläche 2a der Antriebsscheibe 2 bzw. mit einem zentrumsfernen Abschnitt auf der inneren Oberfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 in Kontakt gelangen können.
Wenn andererseits die Drehzahl der Antriebswelle 1 gegenüber der Abtriebswelle 3 vergrößert werden soll, werden die Drehzapfen 6 um die Schwenkwellen 5 in der zur vorgegebenen Richtung entgegengesetzten Richtung geschwenkt. Dadurch werden die Exzenterwellen 7 geneigt, so daß die Umfangsflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 wie in 9 gezeigt mit einem zentrumsfernen Abschnitt auf der inneren Oberfläche 2a der Antriebsscheibe 2 und mit einem zentrumsnahen Abschnitt auf der inneren Oberfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 in Kontakt gelangen. Wenn die Neigungswinkel der Exzenterwellen 7 auf einen Zwischenwert zwischen den in den 8 und 9 gezeigten Neigungswinkeln gesetzt werden, wird ein Zwischenübersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 3 eingestellt.
In den 10 und 11 ist ein spezifisches Beispiel des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes gezeigt. Dieses Getriebe ist aus JP Hei 1-173552-U bekannt. Wie gezeigt, sind die Antriebsscheibe 2 und die Abtriebsscheibe 4 um eine zylindrische Antriebswelle 15 mit Hilfe von dazwischen eingefügten Nadelrollenlagern 16 drehbar gelagert. Wie in den 12 bis 14 einzeln gezeigt, ist jedes der Nadelrollenlager 16 aus mehreren Nadelrollen 54 und käfigartigen Halterungen 55 des Fenstertyps, die diese Nadelrollen 54 rollfähig halten, gebildet. In diesem Fall dient die äußere Umfangsfläche der Antriebswelle 15 als zylindrische Innenlaufbahn 56 der Nadelrollenlager 16, während die inneren Umfangsflächen der Antriebsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 4 als äußere Laufbahn 57 der Nadelrollenlager 16 dienen.
Eine Nockenplatte 10 ist mit der äußeren Umfangsfläche des Endabschnitts (in 10 des linken Endabschnitts) der Antriebswelle 15 in einem Keilnuteingriff, wobei durch einen Flanschabschnitt 17 verhindert wird, daß sie sich von der Antriebsscheibe 2 wegbewegt. Ferner bilden die Nockenplatte 10 und Rollen 12 eine Druckvorrichtung 9 des Belastungsnockentyps. Die Druckvorrichtung 9 dreht bei einer Drehung der Antriebswelle 15 die Antriebsscheibe 2, wobei sie diese gegen die Abtriebsscheibe 4 preßt. Mit der Abtriebsscheibe 4 ist ein Abtriebszahnrad 18 über eine Keilverbindung 19 gekoppelt, so daß sich die Abtriebsscheibe 4 und das Abtriebszahnrad 18 synchron drehen.
Ein Paar Drehzapfen 6, genauer ihre beiden jeweiligen Endabschnitte, sind an einem Paar Unterstützungsplatten 20 in der Weise gelagert, daß sie schwenken können und in axialer Richtung (in 10 in der Vorwärts/Rückwärts-Richtung oder in 11 in horizontaler Richtung) verschoben werden können. Ferner sind in kreisförmigen Löchern 23, die in den Mittelabschnitten des Paars Drehzapfen 6 ausgebildet sind, Exzenterwellen 7 gelagert. Die beiden Exzenterwellen 7 enthalten Unterstützungswellenabschnitte 21 und Schwenkwellenabschnitte 22, die sich parallel, jedoch exzentrisch zueinander erstrecken. Die Unterstützungswellenabschnitte 21 sind in den kreisförmigen Löchern 23 über radiale Nadelrollenlager 24 drehbar gelagert. Außerdem sind an den Umfangsflächen der Schwenkwellenabschnitte 22 über weitere radiale Nadelrollenlager 25 Kraftübertragungsrollen 8 drehbar gelagert.
Die beiden Exzenterwellen 7 sind in bezug auf die Antriebswelle 15 an um 180° beabstandeten gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Eine Richtung, in der die Schwenkwellenabschnitte 22 der Exzenterwellen 7 zu den Unterstützungswellenabschnitten 21 exzentrisch sind, stimmt mit der Drehrichtung der Antriebs- und Abtriebsscheiben 2 bzw. 4 (in 11 horizontal entgegengesetzte Richtungen) überein. Die Exzentrizitätsrichtung ist zu der Richtung, in der die Antriebswelle 15 verläuft, nahezu senkrecht. Daher sind die Antriebsrollen 8 in der Weise gelagert, daß sie in Anordnungsrichtung der Antriebswelle 15 geringfügig verschiebbar sind. Wenn daher die Komponenten durch hohe Lasten, die auf sie in einem Drehkraft-Übertragungszustand ausgeübt werden, elastisch verformt werden, kann, wenn sich die Kraftübertragungsrollen in axialer Richtung der Antriebswelle 15 (in 10 in horizontaler Richtung und in 11 in Vorwärts/Rückwärts-Richtung) verschieben, diese Verschiebung der Kraftübertragungsrollen 8 ohne Ausübung einer übermäßigen Kraft auf die Komponenten absorbiert werden.
Zwischen den äußeren Oberflächen der Kraftübertragungsrollen 8 und den inneren Oberflächen der Mittelabschnitte der Drehzapfen 6 sind Axialkugellager 26 eingefügt, woraufhin in Richtung von den äußeren Oberflächen der Kraftübertragungsrollen 8 Axial-Nadelrollenlager 27 angeordnet sind. Die Axialkugellager 26 werden jeweils dazu verwendet, daß sich die Kraftübertragungsrollen 8 drehen können, während die auf die Kraftübertragungsrollen 8 in Axialrichtung ausgeübte Last aufgenommen wird. Die Axialkugellager 26 sind jeweils aus mehreren Kugeln 29, ringförmigen Halterungen 28, welche die Kugeln 29 rollfähig halten, sowie aus ringförmigen äußeren Laufringen 30 aufgebaut. Die inneren Laufbahnen der Axialkugellager 26 sind an den äußeren Oberflächen der Kraftübertragungsrollen 8 ausgebildet, während die äußeren Laufbahnen der Axialkugellager 26 auf den inneren Oberflächen der äußeren Laufringe 30 ausgebildet sind.
Jedes der Axial-Nadelrollenlager 27 ist aus einem Laufring 31, einer Halterung 32 und aus Nadelrollen 33 aufgebaut. Der Laufring 31 und die Halterung 32 sind in der Weise miteinander kombiniert, daß sie in Richtung einer Drehung, die den Unterstützungswellenabschnitt 21 zum Zentrum hat, geringfügig verschoben werden können. Die Laufringe 31 der Axial-Nadelrollenlager 27 liegen zwischen den inneren Oberflächen der Drehzapfen 6 und den äußeren Oberflächen der äußeren Laufringe 30, wobei die Laufringe 31 mit den inneren Oberflächen der Drehzapfen 6 in Kontakt sind. Die Axial-Nadelrollenlager 27 ermöglichen den Schwenkwellenabschnitten 22 und den äußeren Laufringe 30, um die Unterstützungswellenabschnitte 21 zu schwenken, wobei sie von den Kraftübertragungsrollen 8 eine auf die äußeren Laufringe 30 ausgeübte Schublast (Axiallast) aufnehmen.
Mit Endabschnitten (linken Endabschnitten in 11) der Drehzapfen 6 sind Antriebsstangen 36 verbunden. Ferner sind mit der äußeren Oberfläche der Mitte der Antriebstangen 36 Antriebskolben 37 fest verbunden. Die Antriebskolben 37 sind in Antriebszylindern 38 öldicht angeordnet.
In dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe mit diesem Aufbau wird eine Drehung der Antriebswelle 15 an die Antriebsscheibe 2 über die Druckvorrichtung 9 übertragen. Eine Drehung der Antriebsscheibe 2 wird über das Paar Kraftübertragungsrollen 8 an die Abtriebsscheibe 4 übertragen, schließlich wird eine Drehung der Abtriebsscheibe 4 vom Abtriebszahnrad 18 ausgegeben. Um das Drehzahlübersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 15 und dem Abtriebszahnrad 18 zu ändern, werden das Paar Antriebskolben 37 in zueinander entgegengesetzten Richtungen verschoben. Entsprechend der Verschiebung der Antriebskolben 37 verschieben sich die beiden Drehzapfen 6 in entgegengesetzten Richtungen, so daß sich die in 11 im unteren Teil angeordnete untere Kraftübertragungsrolle 8 nach rechts verschiebt, während sich gleichzeitig die im oberen Teil von 11 angeordnete obere Kraftübertragungsrolle 8 nach links verschiebt. Dadurch wird die Richtung der Kräfte in tangentiale Richtung, die auf Kontaktpositionen wirken, an denen die Umfangsoberflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 mit der inneren Oberfläche 2a der Antriebsscheibe 2 und mit der inneren Oberfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 in Kontakt sind, geändert. Entsprechend der Änderung der Richtung der Kräfte schwenken die Drehzapfen 6 um die Schwenkwellen 5, die durch die Unterstützungsplatten 20 gelagert sind, in zueinander entgegengesetzten Richtungen. Demgemäß werden, wie in den 8 und 9 gezeigt ist, die Kontaktpositionen, an denen die Umfangsoberflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 mit der inneren Oberfläche 2a bzw. mit der inneren Oberfläche 4a der Antriebs- bzw. Abtriebsscheiben 2 und 4 in Kontakt sind, verschoben, wodurch das Drehzahlübersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 15 und dem Abtriebszahnrad 18 geändert wird.
Wenn die Drehkraft zwischen der Antriebswelle 15 und dem Abtriebszahnrad 18 übertragen wird, werden aufgrund der elastischen Verformung der Komponenten die Kraftübertragungsrollen 8 in axialer Richtung der Antriebswelle 15 verschoben. Daher werden die Exzenterwellen 7, welche die Kraftübertragungsrollen 8 schwenkbar lagern, geringfügig um die jeweiligen Unterstützungswellenabschnitte 21 gedreht. Aufgrund der Drehung der Exzenterwellen 7 werden die äußeren Oberflächen der äußeren Laufringe 30 der Axialkugellager 26 relativ zu den inneren Oberflächen der Drehzapfen 6 verschoben. Eine für die relative Verschiebung erforderliche Kraft ist gering, da zwischen den äußeren Oberflächen der Laufringe 30 und den inneren Oberflächen der Drehzapfen 6 die Axial-Nadelrollenlager 27 vorhanden sind. Diese Tatsache hat zur Folge, daß eine Kraft zum Ändern des Neigungswinkels jeder der Exzenterwellen 7 gering ist.
Nun werden mit Bezug auf die 15 und 16 stufenlos verstellbare Toroidgetriebe erläutert, bei denen das übertragbare Drehmoment erhöht ist. Wie gezeigt, sind ein Paar Antriebsscheiben 2A und 2B sowie ein Paar Abtriebsscheiben 4 in Kraftübertragungsrichtung nebeneinander um eine Antriebswelle 15a angeordnet. In jeder Ausführung (der 15 und 16) ist im Mittelabschnitt der Antriebswelle 15a ein Abtriebszahnrad 18a angeordnet und um die Antriebswelle 15a drehbar gelagert. Die Abtriebsscheiben 4 sind mit beiden Enden eines zylindrischen Abschnitts, der im mittleren Abschnitt des Abtriebszahnrads 18a vorgesehen ist, in einem Keilnuteingriff. Zwischen den inneren Umfangsflächen der Abtriebsscheiben 4 und den äußeren Umfangsflächen der Antriebswelle 15a sind jeweils Nadelrollenlager 16 vorgesehen. Durch die Nadelrollenlager 16 sind die Abtriebsscheiben 4 um die Antriebswelle 15a in der Weise gelagert, daß sie um die Antriebswelle 15a drehbar und in axialer Richtung der Antriebswelle 15a verschiebbar sind. Die Antriebsscheiben 2A und 26 sind an beiden Enden der Antriebswelle 15a gelagert und zusammen mit der Antriebswelle 15a drehbar. Die Antriebswelle 15a wird von einer Antriebswelle 51 über die Druckvorrichtung 9 des Belastungsnockentyps angetrieben. Zwischen der äußeren Umfangsfläche des vorderen Endes (des linken Endes in den 15 und 16) der Antriebswelle 51 und der inneren Umfangsfläche des Basisendes (des rechten Endes in den 8 und 9) der Antriebswelle 15a ist ein Radiallager 52 wie etwa ein Gleitlager oder ein Nadelrollenlager angeordnet. Daher sind die Antriebswelle 51 und die Antriebswelle 15a koaxial zueinander angeordnet, so daß sich diese Wellen in Axialrichtung geringfügig verschieben können.
Die hintere Oberfläche der eingangsseitigen Scheibe 2A (die sich in den 15 und 16 links befindet) wird direkt (in der in 16 gezeigten Ausführung) oder mit einer dazwischen eingefügten konischen Tellerfeder 45 mit hoher Elastizität (in der in 15 gezeigten Ausführung) abgestützt, um eine Verschiebung der Antriebsscheibe 2A in axialer Richtung (in horizontaler Richtung in den 15 und 16) der Antriebsscheibe 15A im wesentlichen zu verhindern. Andererseits ist die Antriebsscheibe 26, die der Nockenplatte 10 zugewandt ist, in axialer Richtung der Antriebswelle 15a mit Hilfe einer Kugelnutvorrichtung 40 beweglich gelagert. Zwischen der hinteren Oberfläche (der rechten Oberfläche in den 15 und 16) der Antriebsscheibe 26 und der vorderen Oberfläche (der linken Oberfläche in den 15 und 16) der Nockenplatte 10 sind hintereinander eine konische Tellerfeder 41 und ein Axial-Nadelrollenlager 42 angeordnet. Die konische Tellerfeder 41 wirkt in der Weise, daß sie auf die Kontaktabschnitte, an denen die inneren Oberflächen 2a der Antriebsscheiben 2A und 26 und die innere Oberfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 mit den Umfangsflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 in Kontakt sind, eine Vorbelastung ausübt. Das Axial-Nadelrollenlager 42 ermöglicht der Antriebsscheibe 2B, sich relativ zur Nockenplatte 10 zu drehen, wenn die Druckvorrichtung 9 arbeitet.
In der in 15 gezeigten Ausführung ist das Abtriebszahnrad 18a an einer im Gehäuse 53 (11) vorgesehenen Trennwand 44 durch ein Paar Schrägkugellager 43 drehbar gelagert, wodurch die axiale Verschiebung des Abtriebszahnrades verhindert wird. In der in 16 gezeigten Ausführung ist das Abtriebszahnrad 18a axial verschiebbar. In dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe des Doppelkammertyps, in dem das Paar Antriebsscheiben 2A und 26 und das Paar Abtriebsscheiben 4 in Kraftübertragungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, wie in den 15 und 16 gezeigt, sind die Antriebsscheiben 2A und/oder 2B, die der Nockenplatte 10 zugewandt sind, in bezug auf die Antriebswelle 15a mittels der Kugelnutvorrichtungen 40, 40a axial beweglich. Demgemäß ist das Getriebe so aufgebaut, daß sich die Antriebsscheiben 2A und 2B in axialer Richtung der Antriebswelle 15a verschieben können, wobei synchrone Drehungen der Antriebsscheiben 2A und 2B sichergestellt sind, wodurch eine elastische Verformung der betroffenen Komponenten aufgrund einer Betätigung der Druckvorrichtung 9 ermöglicht wird.
Die Kugelnutvorrichtung 40 und die Kugelnutvorrichtung 40a enthalten innere Kugelnuten 46, die in den inneren Umfangsflächen der Antriebsscheiben 2A und 2B ausgebildet sind, äußere Kugelnuten 47, die in den äußeren Umfangsflächen des Zwischenabschnitts der Antriebswelle 15a ausgebildet sind, und mehrere Kugeln 48, die zwischen den inneren Kugelnuten 46 und den äußeren Kugelnuten 47 rollfähig vorgesehen sind. In der Kugelnut 40 für die Lagerung der Antriebsscheibe 26, die sich näher bei der Druckvorrichtung 9 befindet, wird ein Anschlagring 50 in einer Anschlagnut 49 gehalten, die in einem Abschnitt der inneren Umfangsfläche der Antriebsscheibe 26 ausgebildet ist, die sich näher an der inneren Oberfläche 2a der Antriebsscheibe 2B befindet, um dadurch eine Verschiebung der Kugeln 48 zur inneren Oberfläche 2a der Antriebsscheibe 26 zu verhindern. Ferner verhindert der Anschlagring 50, daß die Kugeln 48 zwischen den inneren Kugelnuten 46 und den äußeren Kugelnuten 47 herausgleiten. In der Kugelnutvorrichtung 40a für die Lagerung der in einem Abstand von der Druckvorrichtung 9 in der Getriebeausführung von 15 befindlichen Antriebsscheibe 2A, wird in einer Anschlagnut 49a, die in der äußeren Umfangsfläche (einem Abschnitt näher am linken Ende in 15) der Antriebswelle 15a ausgebildet ist, ein Anschlagring 50a gehalten, wodurch eine Verschiebung der Kugeln 48 zur inneren Oberfläche 2b der Antriebsscheibe 2A begrenzt wird.
Wie in 10 gezeigt ist, sind in den jeweiligen Mittelabschnitten der Antriebs- und Abtriebsscheiben 2 bzw. 4 Mittelbohrungen 58 ausgebildet, wovon jede einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, so daß sie sich jeweils durch die inneren Oberflächen und die äußeren Oberflächen der Scheiben 2 und 4 in axialer Richtung der Scheiben 2 und 4 (in 10 in Rechts/Links-Richtung) erstrecken. Zwischen die inneren Umfangsflächen der Mittelbohrungen 58 und die äußeren Umfangsflächen der Zwischenabschnitte der Antriebswelle 15 sind Nadelrollenlager 16 eingesetzt. Außerdem sind in ihren zugeordneten Anschlagnuten 61, die in den inneren Umfangsflächen der Abschnitte der Enden der Mittelbohrungen 58, die sich in der Nähe der inneren Oberflächen befinden, Einrastringe 62 befestigt, wodurch verhindert wird, daß die Nadelrollenlager 16 aus ihren zugeordneten Mittelbohrungen 58 zu den inneren Oberflächen 2a, 4a der Antriebsscheiben 2 und der Abtriebsscheiben 4 herausgleiten.
Die 23 und 24 zeigen jeweils eine Abtriebsscheibe 4, die in das in den 10 und 11 gezeigte stufenlos verstellbare Toroidgetriebe eingebaut ist, das wie oben beschrieben beschaffen ist und arbeitet. Nun wird die Struktur der Abtriebsscheibe 4 im einzelnen erläutert. In der Mittelbohrung 58, die in dem Mittelabschnitt der Abtriebsscheibe 4 ausgebildet ist, sind ein erster zylindrischer Oberflächenabschnitt 63, ein Keilnutabschnitt 64, ein äußerer Laufbahnabschnitt 65 und ein zweiter zylindrischer Oberflächenabschnitt 66 nacheinander in dieser Reihenfolge ausgehend von der Seite der äußeren Oberfläche (in den 23 und 24 der rechten Seite) der Abtriebsscheibe 4 ausgebildet. Von diesen Abschnitten entspricht der erste zylindrische Oberflächenabschnitt 63 einem Einpaßabschnitt, d. h. der erste zylindrische Oberflächenabschnitt 63 kann mit einem Teil einer Hülse 67 (10) zusammengefügt werden, die am inneren Umfangskantenabschnitt eines Abtriebszahnrades 18 befestigt ist, die zusammen mit der Abtriebsscheibe 4 gedreht werden kann, wobei die Hülse 67 und die Abtriebsscheibe 4 zueinander koaxial sind. In dem Fall, in dem die Keile 19 verwendet werden, werden diese zwischen dem zylindrischen Oberflächenabschnitt 63 und der Hülse 67 übereinandergelegt. Wenn jedoch die Hülse 67 und die Abtriebsscheibe 4 in einem Keilnuteingriff sind, sind die Keile 19 nicht erforderlich. Wenn andererseits die Keile 19 vorgesehen sind, ist statt des Nutabschnitts eine Keilnut ausgebildet. Wenn der Keilnutabschnitt 64 verwendet wird, ist er mit einem in der äußeren Umfangsfläche eines Teils der Hülse 67 ausgebildeten Keilabschnitt in Eingriff, um eine relative Drehung zwischen der Hülse 67 und der Abtriebsscheibe 4 zu verhindern. Die Struktur, die verwendet wird, um die relative Drehung zwischen der Hülse 67 und der Abtriebsscheibe 4 zu verhindern, ist übrigens nicht auf den Keilnuteingriff oder den Keileingriff eingeschränkt, statt dessen können auch andere Eingriffstrukturen wie etwa eine Struktur verwendet werden, in der die Hülse 67 und die Abtriebsscheibe 4 in axial konkaver/konvexer Weise oder dergleichen in Eingriff sind. Außerdem ist zwischen dem äußeren Laufbahnabschnitt 65 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 66 eine Anschlagnut 61 für die Befestigung des Einrastrings 62 (10) ausgebildet. In der Abtriebsscheibe 4 mit der oben beschriebenen Form (ferner in der inneren Umfangsfläche der Antriebsscheibe 2, falls dies notwendig sein sollte) kann vorzugsweise eine Druckeigenspannungsschicht durch Strahlhämmern ausgebildet sein. Der Grund hierfür wird im folgenden mit Bezug auf die 25 bis 27 im einzelnen erläutert.
Wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe mit dem obigen Aufbau in Betrieb ist, sind die Umfangsoberflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 und die inneren Oberflächen 2a, 4a der Antriebsscheiben 2 und der Abtriebsscheiben 4 aufgrund der Betätigung der Druckvorrichtung 9 in engem gegenseitigen Kontakt. Das heißt, daß jeweils auf die Kontaktabschnitte zwischen den Oberflächen 8a und den Oberflächen 2a in Richtungen, die in 25 durch Pfeile bezeichnet sind, starke Kräfte wirken, falls eine Übersetzung ins Langsame eingestellt ist, während diese starken Kräfte in Richtungen wirken, die in 26 durch Pfeile angezeigt sind, wenn eine Übersetzung ins Schnelle eingestellt ist. Aufgrund dieser starken Kräfte werden die Antriebsscheiben 2 und die Abtriebsscheiben 4 jeweils elastisch verformt. Beispielsweise werden die Abschnitte der Abtriebsscheibe 4, die sich an zwei entgegengesetzten Positionen in Durchmesserrichtung und in der Nähe des Außendurchmessers der Scheibe 4 befinden, stark in Axialrichtung gepreßt, wenn eine Übersetzung ins Langsame wie in 25 gezeigt, ausgeführt werden soll. Dadurch wird die Abtriebsscheibe 4 aus dem in 27 durch eine durchgezogene Linie gezeigten Zustand in einen in 27 durch eine Zweipunkt-Strichlinie gezeigten Zustand elastisch verformt. Wenn die Abtriebsscheibe 4 in dieser Weise elastisch verformt wird, wird auf die Mittelbohrung 58, die im Mittelabschnitt der Abtriebsscheibe 4 ausgebildet ist, insbesondere auf den zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66, der sich in der Nähe der inneren Oberfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 befindet, eine Zugbeanspruchung ausgeübt.
Eine solche Zugbeanspruchung wird wiederholt ausgeübt, wenn die Abtriebsscheibe 4 gedreht wird, weshalb die Lebensdauer der Abtriebsscheibe 4 nur schwer einen annehmbaren Wert erreichen kann, wenn keine Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise können in dem zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66 leicht Risse auftreten. Falls daher in dem zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66, der sich nahe an der inneren Oberfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 befindet, eine Druckeigenspannungsschicht durch Strahlhämmern ausgebildet ist, kann eine Rißbildung in dem zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66 trotz der wiederholten Ausübung von Zugbeanspruchungen erschwert werden.
In dem herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe, das wie oben beschrieben beschaffen ist und arbeitet, können die Nadelrollenlager 16, die für die Lagerung ihrer zugeordneten Abtriebsscheiben 4 an den Umfangsflächen ihrer zugeordneten Antriebswellen 15, 15a verwendet werden, um diese frei drehbar zu lagern, so daß sie in axialer Richtung beliebig verschoben werden können, nicht immer eine ausreichende Lebensdauer gewährleisten. Im folgenden wird im einzelnen der Grund hierfür erläutert.
Wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe als Getriebeeinheit eines Kraftfahrzeuggetriebes verwendet wird, wird die von einem Motor an die Antriebswellen 15, 15a übertragene Leistung von den Antriebsscheiben 2, 2A, 2B an die Abtriebsscheiben 4 über die entsprechenden Kraftübertragungsrollen 8 übertragen. Hierbei sind an mehreren Positionen, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Intervallen beabstandet sind, Traktionsabschnitte vorhanden, die für die Übertragung der Leistung zwischen den Kraftübertragungsrollen 8 und den Abtriebsscheiben 4 verwendet werden, d. h. es sind Kontaktabschnitte zwischen den inneren Oberflächen 4a der Abtriebsscheiben 4 und den Umfangsoberflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 vorhanden. Daher werden die radialen Komponenten der Lasten, die auf die jeweiligen inneren Oberflächen 4a der Abtriebsscheiben 4 bei der obenerwähnten Kraftübertragung ausgeübt werden, in den Innenabschnitten ihrer zugeordneten Abtriebsscheiben 4 aufgehoben. Daher sind die radialen Lasten, die auf die jeweiligen Nadelrollenlager 16 ausgeübt werden, lediglich durch die Gewichte der entsprechenden Abtriebsscheiben 4 und der Abtriebszahnräder 18, 18a, die an diesen Abtriebsscheiben 4 befestigt sind, gegeben.
Andererseits ergeben die Drehungen der Nadelrollenlager 16, welche die jeweiligen Abtriebsscheiben 4 lagern, die relativen Drehzahlen zwischen diesen Abtriebsscheiben 4 und den Antriebswellen 15, 15a. Da die Drehrichtungen der Abtriebsscheiben 4 und der Antriebswellen 15, 15a zueinander entgegengesetzt sind, beträgt beispielsweise in dem Fall, in dem die Drehzahl der Antriebswellen 15, 15a 4000 min^–1 beträgt und das Drehzahlübersetzungsverhältnis 1 ist, die Betriebsdrehzahl der Nadelrollenlager 16 8000 min^–1 (= 4000 min^–1 + 4000 min^–1). Wenn das Drehzahlübersetzungsverhältnis 0,5 ist (d. h. wenn die Drehzahl verdoppelt wird), beträgt die Betriebsdrehzahl der Nadelrollenlager 16 12000 min^–1 (= 4000 min^–1 + 8000 min^–1), ähnlich beträgt die Betriebsdrehzahl der Nadelrollenlager 16 bei einem Drehzahlübersetzungsverhältnis von 2 (d. h. wenn die Drehzahl auf die Hälfte abgesenkt wird) 6000 min^–1 (= 4000 min^–1 + 2000 min^–1).
Wenn die auf die Nadelrollenlager 16 ausgeübten Lasten im wesentlichen den obengenannten Gewichten entsprechen, entsteht selbst dann, wenn die Betriebsdrehzahlen die obengenannten Werte besitzen, kein Problem in bezug auf die Rollermüdungen dieser Nadelrollenlager 16. Lebensdauer-Versuche haben gezeigt, daß bei großen Eingangsdrehmomenten (d. h. großen Antriebsdrehmomenten der Antriebswellen 15, 15a) und bei langem Betrieb des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes in einem Zustand, in dem das Übersetzungsverhältnis zwischen den Antriebsscheiben 2, 2A und den Abtriebsscheiben 4 eine Übersetzung ins Langsame ist, eine frühe Abblätterung der Nadelrollenlager 16, die zwischen den inneren Umfangsflächen der Abtriebsscheiben 4 und den äußeren Umfangsflächen der Antriebswellen 15, 15a eingefügt sind, auftritt.
Es wurde die Ursache dieses frühen Abblätterns untersucht und festgestellt, daß das frühe Abblättern durch die wiederholte elastische Verformung der Abtriebsscheiben 4 verursacht wird. Das heißt, daß in einer Ausführung, in der zwei Kraftübertragungsrollen 8 in jeder Kammer angeordnet sind, die inneren Oberflächen 4a der Abtriebsscheiben 4 mit den Umfangsflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 an zwei gegenüberliegenden Positionen in Umfangsrichtung in Kontakt sind. Diese beiden Positionen werden in axialer Richtung der Abtriebsscheiben 4 durch die hohen Schublasten (Axiallasten), die durch die Druckvorrichtung 9 erzeugt werden, wenn die Kraftübertragung ausgeführt wird, stark gepreßt. Folglich werden die Abtriebsscheiben 4 jeweils stark elastisch verformt. Insbesondere sind, wie in den 17 und 18 gezeigt ist, in einem Zustand, in dem für die Übersetzung ins Langsame zwischen den Antriebsscheiben 2, 2A, 2B und den Abtriebsscheiben 4 die Umfangsflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 mit den Abschnitten der inneren Umfangsflächen 4a der Abtriebsscheiben 4, die sich näher an den Außendurchmessern befinden, in Kontakt sind, wie in 19 durch Pfeile gezeigt ist, große Momente vorhanden, die auf die Abtriebsscheiben 4 wirken.
Daher werden die Abtriebsscheiben 4, wie in den 19 bis 21 übertrieben dargestellt ist, stark verformt, wobei die Nadelrollenlager 16 als Drehpunkte dienen. Der Verformungsbetrag der elastischen Verformung, die in dieser Vorrichtung auftritt, ist auf seiten des Innendurchmessers der Abtriebsscheiben 4 hoch. Sie ist insbesondere im Endabschnitt mit kleinem Durchmesser (d. h. am offenen Endabschnitt der inneren Oberflächen 4a), der eine kleine Dicke besitzt, übermäßig hoch. Der Abschnitt jeder der Mittelbohrungen 58 der Abtriebsscheiben 4 besitzt eine elliptische Form in Richtung einer, die beiden obengenannten Positionen verbindenden, geraden Linie in Richtung des Hauptdurchmessers. Daher bildet ein Abschnitt, der in bezug auf die Hauptdurchmesserrichtung in Umfangsrichtung der Mittelbohrung 58 um 90° verschoben ist, die Nebendurchmesserrichtung der elliptischen Form, so daß die Abstände zwischen den äußeren Laufbahnen 57, die durch die inneren Umfangsflächen der Mittelbohrungen 58 der Abtriebsscheiben 4 gebildet sind, und den inneren Laufbahnen 56, die durch die äußeren Umfangsflächen der Antriebswellen 15, 15a gebildet sind, entsprechend verkürzt sind. Außerdem ist der Abstand zwischen den beiden Laufbahnen 57 und 56, wie in 21 übertrieben dargestellt ist, in axialer Richtung der Abtriebsscheibe 4 ungleichmäßig.
Das heißt, daß der Abstand in dem Abschnitt in der Nähe der inneren Oberflächen 4a der Abtriebsscheiben 4 (in 22 im linken Abschnitt) verkürzt ist. Ferner werden in den Abschnitten, in denen der Abstand zwischen den beiden Laufbahnen 57 und 56 verkürzt ist, die Nadelrollen 54, welche die Nadelrollenlager 16 bilden, zwischen den inneren Laufbahnen 56 und den äußeren Laufbahnen 57 stark gepreßt und gequetscht. Daher wird aufgrund einer Kantenlast ein übermäßiger Oberflächendruck auf die Abschnitte ausgeübt, die einen Teil der inneren Laufbahnen 56 und der äußeren Laufbahnen 57 bilden und den Endabschnitten der Rolloberflächen der Nadelrollen 54 in axialer Richtung gegenüberliegen, wodurch diese Abschnitte durch frühzeitiges Abblättern oder dergleichen beschädigt werden.
Solche Beschädigungen erhöhen die Geräusche und Schwingungen, die in dem Nadelrollenlager 16 erzeugt werden, so daß Geräusche und Schwingungen nicht nur im stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe mit dem Nadelrollenlager 16, sondern auch im gesamten Getriebe, das ein solches stufenlos verstellbares Toroidgetriebe enthält, zunehmen. Dies hat einen nachteiligen Einfluß auf den Fahrkomfort eines ein solches Getriebe enthaltenden Fahrzeugs. Wenn außerdem sehr kleine Partikel, die durch die abgeblätterten Laufbahnoberflächen erzeugt werden, in den Getriebeabschnitt gelangen, in dem die Kraft übertragen wird, wird der Oberflächendruck des Getriebeabschnitts übermäßig hoch, wodurch eine Beschädigung wie etwa ein frühzeitiges Abblättern oder dergleichen auf den inneren Oberflächen 2a, 4a der Antriebsscheiben 2, 2A, 26 und der Abtriebsscheiben 4 und auf den Umfangsflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8, die den Getriebeabschnitt bilden, verursacht werden.
Wenn die Druckeigenspannungsschicht, die das Auftreten von Rissen verhindern soll, in dem zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66 gebildet ist, wird ein Strahlhämmern auch im äußeren Laufbahnabschnitt 65, der an den zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66 angrenzt, ausgeführt, wodurch die Oberflächenrauheit des äußeren Laufbahnabschnitts 65 verschlechtert wird. Daraus ergibt sich, daß die Lebensdauer des Nadelrollenlagers 16, das den äußeren Laufbahnabschnitt 65 aufweist, beeinträchtigt wird. Wenn am äußeren Laufbahnabschnitt 65 eine Abdeckungsbehandlung ausgeführt wird, wenn die Strahlhämmer-Bearbeitung am zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66 ausgeführt wird, kann eine Verschlechterung der Oberflächenrauheit des äußeren Oberflächenabschnitts 65 verhindert werden. Tatsächlich ist es jedoch sehr schwierig, eine wirksame Abdekungsbehandlung des äußeren Laufbahnabschnitts 65, der im tiefen Abschnitt der Mittelbohrung 58 ausgebildet ist, durchzuführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe der eingangs genannten Art und ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebsscheibe und/oder einer Abtriebsscheibe eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes zu schaffen, wobei eine hohe Lebensdauer erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Eine Bevorzugte Weiterbildung ist in dem Unteranspruch dargelegt.
Weiterhin wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebsscheibe und/oder einer Abtriebsscheibe eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3.
Nachfolgend wird die vorliegene Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In Zeichnungen zeigen:
1 eine erläuternde Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, die eine Schnittansicht des Hauptabschnitts der Abtriebsscheibe im Zustand einer elastischen Verformung darstellt;
2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in 1;
3 eine vergrößerte Ansicht des Mittelabschnitts von 2;
4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in 2;
5 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Nadelrollenlagers;
6 eine graphische Darstellung der Ergebnisse eines ersten Experiments, das durchgeführt wurde, um die Beziehung zwischen dem Betrag der Balligkeit und der Lebensdauer des radialen Nadelrollenlagers zu erläutern;
7 eine graphische Darstellung der Ergebnisse des zweiten Experiments, das ähnlich wie in 6 ausgeführt wurde;
8 eine Seitenansicht der Grundstruktur eines herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes im Zustand maximaler Übersetzung ins Langsame;
9 eine Seitenansicht des herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes im Zustand maximaler Übersetzung ins Schnelle;
10 eine Schnittansicht eines ersten Beispiels einer spezifischen herkömmlichen Ausführung;
11 eine Schnittansicht längs der Linie XI-XI in 10;
12 eine erläuternde Darstellung der Ausführung eines herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, die der Darstellung von 1 entspricht;
13 eine Schnittansicht längs der Linie XIII-XIII in 12;
14 eine vergrößerte Ansicht des Mittelabschnitts von 13;
15 eine Teilschnittansicht eines zweiten Beispiels einer spezifischen herkömmlichen Ausführung;
16 eine Teilschnittansicht eines dritten Beispiels einer spezifischen herkömmlichen Ausführung;
17 eine Schnittansicht einer Ausführung ähnlich der in 10 gezeigten Ausführung, die zeigt, wie Lasten auf die Kraftübertragungsrollen ausgeübt werden, wenn die Ausführung in Betrieb ist;
18 eine Schnittansicht einer Ausführung ähnlich der in 15 gezeigten Ausführung, die zeigt, wie Lasten auf die Kraftübertragungsrollen ausgeübt werden, wenn die Ausführung in Betrieb ist;
19 eine Schnittansicht der Hauptabschnitte der herkömmlichen Ausführung nach 12 in einem Zustand, in dem die Kraftübertragungsrollen der Ausführung elastisch verformt sind;
20 eine Schnittansicht längs der Linie XX-XX in 19;
21 eine vergrößerte Ansicht des Mittelabschnitts von 20;
22 eine Schnittansicht längs der Linie XXII-XXII in 20;
23 eine Schnittansicht einer Abtriebsscheibe, die in der bevorzugten Ausführung eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes verwendet wird;
24 eine Schnittansicht eines halben Abschnitts der Abtriebsscheibe nach 23;
25 eine Teilschnittansicht eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, die zeigt, wie bei einer Übersetzung ins Langsame Kräfte auf die jeweiligen Scheiben ausgeübt werden;
26 eine Teilschnittansicht eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes ähnlich wie in 25, die zeigt, wie bei einer Übersetzung ins Langsame Kräfte auf die jeweiligen Scheiben ausgeübt werden; und
27 eine Ansicht einer Abtriebsscheibe, die in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe verwendet wird und von links in 25 betrachtet wird, wobei ein Zustand übertrieben ausgeprägt gezeigt ist, in dem die Abtriebsscheibe durch eine Schublast (Axiallast) verformt ist.
Erste Ausführungsform
Nun wird mit Bezug auf die 1 bis 5 eine erste bevorzugte Ausführungsform eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes erläutert. Diese Ausführungsform ist durch das Nadelrollenlager 16a für die drehbare Lagerung der Abtriebsscheibe 4 im Umfangsbereich des Zwischenabschnitts der Antriebswelle 15 gekennzeichnet. Der Aufbau und der Betrieb der übrigen Abschnitte des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes der bevorzugten Ausführungsform sind jenen des obenbeschriebenen herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes ähnlich, so daß eine nochmalige Erläuterung und Beschreibung dieser übrigen Abschnitte weggelassen oder zumindest vereinfacht wird. Die Beschreibung ist daher hauptsächlich auf die kennzeichnenden Abschnitte der bevorzugten Ausführungsform gerichtet.
Das Nadelrollenlager 16a enthält ähnlich wie das in dem obenbeschriebenen herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe eingebaute Nadelrollenlager mehrere Nadelrollen 54a sowie einen käfigartigen Halter 55 des Fenstertyps, der verwendet wird, um diese Nadelrollen 54a in der Weise zu lagern, daß sie darin rollen können. Die äußere Umfangsfläche des Zwischenabschnitts der Antriebswelle 15 ist als zylindrische innere Laufbahn 56 ausgebildet, während die innere Umfangsfläche einer in der Abtriebsscheibe 4 ausgebildeten Mittelbohrung 58 als äußere Laufbahn 57 ausgebildet ist.
Insbesondere weisen in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe der bevorzugten Ausführungsform, wie im einzelnen in 5 gezeigt ist, die beiden Endabschnitte jeder der mehreren Nadelrollen 54a in axialer Richtung eine Balligkeit (ballig Endabschnitte) 59 auf. Der Betrag der Balligkeit (Balligkeitsbetrag) δ₅₉ jeder dieser Nadelrollen 54a, d. h. der Betrag (die Strecke), um die jede der äußeren Umfangsflächen der jeweiligen Balligkeiten 59 in Durchmesserrichtung der Nadelrolle von einer zylindrischen Oberfläche nach innen versetzt ist (unter der Annahme, daß sich der zylindrische Abschnitt 60 des Mittelabschnitts in axialer Richtung geradlinig erstreckt) ist folgendermaßen festgelegt. Hierbei ist die Länge jeder der Nadelrollen 54a in axialer Richtung durch L_54a gegeben, der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 60 ist durch D₆₀ gegeben und der Abstand zwischen der Stirnfläche jeder der Nadelrollen 54a und der gemessenen Position des obenerwähnten Balligkeitsbetrags δ₅₉ ist durch L₅₉ gegeben. Der Abstand L₅₉ der gemessenen Position liegt im Bereich von 7–13% der obigen axialen Länge L_54a {L₅₉ = (0,07–0,13)L_54a}. Unter diesen Bedingungen liegt der Balligkeitsbetrag δ₅₉ im Bereich von 0,1–0,4% des Außendurchmessers D₆₀ des zylindrischen Abschnitts 60 {δ₅₉ = (0,001–0,004)D₆₀}.
Wie oben beschrieben, weisen in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe der bevorzugten Ausführungsform die Balligkeiten 59 an den das Nadelrollenlager 16a bildenden jeweiligen Nadelrollen 54a, das für die drehbare Lagerung der Abtriebsscheibe 4 im Mittelabschnitt der Antriebswelle 15 verwendet wird, einen geeigneten Betrag. Dadurch ist es trotz der Tatsache, daß aufgrund der elastischen Verformung der Abtriebsscheibe 4, die durch die große Last hervorgerufen wird, die erzeugt wird, wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe in Betrieb ist, der Abstand zwischen der inneren Laufbahn 56 und der äußeren Laufbahn 57, die das Nadelrollenlager 16a bilden, ungleichmäßig ist, möglich, die Ausübung eines übermäßigen Oberflächendrucks auf die Komponenten des Nadelrollenlagers 16a zu verhindern.
Wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe in Betrieb ist, wird die Abtriebsscheibe 4 aufgrund großer Lasten, die auf die beiden in Durchmesserrichtung einander gegenüberliegenden Abschnitte der Abtriebsscheibe 4 von den Umfangsflächen 8a der Kraftübertragungsrollen 8 ausgeübt werden, elastisch verformt, wie in den 1 bis 4 übertrieben dargestellt ist (siehe auch die 8 bis 11 und 15 bis 18). Selbst wenn die Abtriebsscheibe 4 in dieser Weise elastisch verformt wird und der Abstand zwischen der inneren Laufbahn 56 und der äußeren Laufbahn 57 hierdurch ungleichmäßig wird, wird verhindert, daß die axialen Endabschnitte der jeweiligen Nadelrollen 54a mit der inneren Laufbahn 56 und mit der äußeren Laufbahn 57 in Kontakt gelangen, so daß es möglich ist, das Auftreten eines frühzeitigen Abblätterns aufgrund einer Kantenlast zu verhindern.
Wie oben beschrieben worden ist, kann gemäß der bevorzugten Ausführungsform durch Ausbilden geeigneter Balligkeiten 59 in den beiden axialen Endabschnitten der jeweiligen Nadelrollen 54a, die das Nadelrollenlager 16a bilden, das Auftreten der Kantenlast verhindert werden, wodurch es möglich ist, die Lebensdauer des Nadelrollenlager 16a zu verlängern. Da gemäß der bevorzugten Ausführungsform die Balligkeiten 59 an den jeweiligen Nadelrollen 54a geeignete Beträge aufweisen, werden die Nadelrollen 54a, die durch die Halterung 55 gehalten werden, dann, wenn die durch die innere Umfangsfläche der Kraftübertragungsrolle 8 gebildete äußere Laufbahn 57 elastisch verformt wird, dazu veranlaßt, ihre jeweiligen Stellungen in gewissem Ausmaß zu ändern, so daß die Rolloberflächen der jeweiligen Nadelrollen 54a der äußeren Laufbahn 57 und der inneren Laufbahn 56 folgen können. Daher werden die Kontaktbedingungen zwischen den Rolloberflächen der jeweiligen Nadelrollen 54a und der inneren Laufbahn 56 einerseits und der äußeren Laufbahn 57 andererseits auf einen geeigneten Kontaktzustand eingestellt, wodurch verhindert werden kann, daß die Oberflächendrücke der Kontaktabschnitte übermäßig ansteigen.
Wenn die Balligkeitsbeträge δ₅₉ der Balligkeiten 59, die an den axialen Endabschnitten der jeweiligen Nadelrollen 54a ausgebildet sind, zu klein sind, kann das Auftreten einer Kantenlast nicht ausreichend verhindert werden, weshalb die Lebensdauer des Nadelrollenlagers 16a nicht ausreichend verlängert werden kann. Wenn andererseits die Balligkeitsbeträge δ₅₉ der Balligkeiten 59 übermäßig groß sind, werden die Nadelrollen 54a, die das Nadelrollenlager 16a bilden, sowie die Abtriebsscheiben, die durch das Nadelrollenlager 16a gelagert werden veranlaßt, sich zu neigen, mit der Folge, daß leicht eine Kantenlast auftreten kann und somit eine Beschädigung wie etwa ein frühzeitiges Abblättern oder dergleichen leicht auftreten kann. Da weiterhin die Abtriebsscheibe 4 mit hoher Drehzahl gedreht wird, um die Kraft zu übertragen, wobei sie in bezug auf ihre normale Position geneigt ist, nehmen Geräusche und Schwingungen zu, die in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe im Betrieb erzeugt werden. Infolgedessen nehmen die Geräusche und Schwingungen in der gesamten Getriebeeinheit zu, die das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe enthält; dies hat einen nachteiligen Einfluß auf den Fahrkomfort eines das Getriebe enthaltenden Fahrzeugs.
Da andererseits gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Balligkeitsbetrag δ₅₉ auf den obengenannten Bereich beschränkt ist, kann nicht nur das Auftreten einer Kantenlast wirksam verhindert werden, sondern es ist auch möglich, eine Neigung der Antriebsscheibe 4 zu verhindern, wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe in Betrieb bist.
Nun wird ein Experiment beschrieben, das ausgeführt worden ist, um den obengenannten Balligkeitsbetrag δ₅₉ auf den obenerwähnten Bereich einzuschränken. In dem Experiment ist ein Lebensdauertest unter Verwendung eines Motorgenerators an zwei Typen stufenlos verstellbarer Toroidgetriebe, d. h. an einem großen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe und an einem kleinen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe, ausgeführt worden.
Als großes stufenlos verstellbares Toroidgetriebe ist ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe mit Doppelkammer verwendet worden, das einen Kammerdurchmesser D₀ (d. h. einen Abstand zwischen den Mittelachsen der Schwenkwellen 5, die in den beiden Endabschnitten der Drehzapfen 6 angeordnet sind, siehe 11) von 130 mm besaß. Dieses Experiment wurde unter den folgenden Betriebsbedingungen ausgeführt: Drehzahl der Antriebsscheiben 2A und 26: 4000 min^–1, Eingangsdrehmoment: 300 Nm, Übersetzungsverhältnis: 2,0 (d. h., daß die Drehzahl der Abtriebsscheibe 4 halb so groß wie die Drehzahl der Antriebsscheiben 2A, 26 war). Außerdem waren die Abmessungen des Nadelrollenlagers 16a die folgenden: Durchmesser der einbeschriebenen Kreise der jeweiligen Nadelrollen 54a: 28 mm, Durchmesser der umschriebenen Kreise: 36 mm (Außendurchmesser der zylindrischen Abschnitte der jeweiligen Nadelrollen 54a = 4 mm), axiale Länge L_54a: 7,8 mm.
Unter diesen Bedingungen wurde der Lebensdauertest für das Nadelrollenlager 16a bei unterschiedlichen Balligkeitsbeträgen δ₅₉ der jeweiligen Nadelrollen 54a in verschiedener Weise (mit dem Balligkeitsbetrag δ₅₉ als Parameter) ausgeführt, wodurch geeignete Werte für die Balligkeitsbeträge δ₅₉ erhalten wurden. Vor der Ausführung dieses Lebensdauertests wurde anhand der Stärke der Last, die von den Kraftübertragungsrollen auf die Abtriebsscheibe 4 ausgeübt wurde, wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe in Betrieb war, der Verformungsbetrag der Abtriebsscheibe 4 anhand der FEM-Berechnung ermittelt, wobei sich der ermittelte Verformungsbetrag in den Balligkeitsbeträgen δ₅₉ niederschlug. Die Sollzeit für den Lebensdauertest war auf 20 Stunden festgelegt. Dieser Wert von 20 Stunden ist ein numerischer Wert, der eine Referenz für die Lebensdauer der Drehzahlübersetzungseinheit eines Fahrzeuggetriebes bildet.

Die Ergebnisse des Lebensdauertests, der in dieser Weise ausgeführt wurde, sind in der folgenden Tabelle 1 sowie in 6 angegeben. Tabelle 1

Experiment-Nr.	Balligkeitsbetrag δ₅₉ in einem Abstand von 0,8 mm vom Ende der Nadelrolle	Testergebnisse
A	keine Balligkeit	Rollen und Wellen des Nadelrollenlagers nach 3 bzw. 7 Stunden abgeblättert
B	0,003 mm	Rollen und Wellen des Nadelrollenlagers nach 11 bzw. 16 Stunden abgeblättert
C	0,004 mm	Test überschritt Sollzeit von 20 Stunden und endete nach 30 Stunden; Test wurde zweimal ausgeführt
D	0,009 mm	Test überschritt Sollzeit von 20 Stunden und endete nach 30 Stunden; Test wurde zweimal ausgeführt
E	0.016 mm	Test überschritt Sollzeit von 20 Stunden und endete nach 30 Stunden; Test wurde zweimal ausgeführt
F	0,017 mm	Rollen und Wellen des Nadelrollenlagers blätterten nach 18 bzw. 17 Stunden ab
G	0,024 mm	Rollen und Wellen des Nadelrollenlagers blätterten nach 10 bzw. 7 Stunden ab; Geräusche und Schwingungen waren groß

Ein ähnlicher Lebensdauertest wurde in einem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe mit kleiner Kammer, die einen Kammerdurchmesser D₀ von 104 mm besaß, ausgeführt. In diesem Fall betrug die Drehzahl der Antriebsscheibe 2 4000 min^–1, das Antriebsdrehmoment betrug 60 Nm und das Übersetzungsverhältnis betrug 2,0. Die Abmessungen des Nadelrollenlagers 16a waren die folgenden: Durchmesser der einbeschriebenen Kreise der jeweiligen Nadelrollen 54a: 20 mm; Durchmesser der umschriebenen Kreise: 26 mm (Außendurchmesser der zylindrischen Abschnitte 60 der jeweiligen Nadelrollen 54a = 3 mm); axiale Länge L_54a: 13,8 mm. Der Grund, weshalb das kleine stufenlos verstellbare Toroidgetriebe eine größere axiale Länge als das große stufenlos verstellbare Toroidgetriebe besitzt, ist, daß bei dem großen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe wegen des Vorhandenseins der Keilnutabschnitte und der Muffeneinpaßabschnitte, die in den Verbindungsabschnitten zwischen dem Abtriebszahnrad 18a und den Abtriebsscheiben 4 ausgebildet sind, die Länge der jeweiligen Nadelrollenlager 16a keinen großen Wert erhalten kann. Tabelle 2

Experiment-Nr.	Balligkeitsbetrag δ₅₉ in einem Abstand von 1,4 mm vom Ende der Nadelrolle	Testergebnisse
A	keine Balligkeit	Rollen und Wellen des Nadelrollenlagers blätterten nach jeweils 9 Stunden ab
B	0,002 mm	Rollen und Lager des Nadelrollenlagers blätterten nach 15 bzw. 14 Stunden ab
C	0,003 mm	Test überschritt Sollzeit von 20 Stunden und endete nach 30 Stunden; Test wurde zweimal ausgeführt
D	0,007 mm	Test überschritt Sollzeit von 20 Stunden und endete nach 30 Stunden; Test wurde zweimal ausgeführt
E	0,12 mm	Test überschritt Sollzeit von 20 Stunden und endete nach 30 Stunden; Test wurde zweimal ausgeführt
F	0,013 mm	Rollen und Wellen des Nadelrollenlagers blätterten nach 14 bzw. 16 Stunden ab
G	0,018 mm (in einem Abstand von 1,5 mm vom Ende der Nadelrolle)	Rollen und Wellen des Nadelrollenlagers blätterten nach 5 bzw. 3 Stunden ab; Geräusche und Schwingungen waren groß

Nun werden die in der obigen Tabelle 2 sowie in 7 angegebenen Ergebnisse der in der oben beschriebenen Weise ausgeführten Lebensdauertests erläutert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, daß bei einem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 60 der Nadelrolle 54a von 4 mm und bei einem Balligkeitsbetrag δ₅₉ im Bereich von 0,004 mm–0,016 mm eine gewünschte Soll-Lebensdauer erhalten werden kann und daß bei einem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 60 der Nadelrolle 54a von 3 mm und bei einem Balligkeitsbetrag δ₅₉ im Bereich von 0,003 mm–0,012 mm eine gewünschte Soll-Lebensdauer erhalten werden kann. In diesen Fällen lag das Verhältnis des Balligkeitsbetrags δ₅₉, mit dem eine ausreichende Lebensdauer erhalten werden kann, zum Außendurchmesser D₆₀ des zylindrischen Abschnitts 60 der Nadelrolle 54a im Bereich von 0,1%–0,4%. In diesem Fall wurde die Meßposition des Balligkeitsbetrags δ₅₉ auf eine Position gesetzt, die sich ausgehend von der Stirnfläche der Nadelrolle 54a um einen Betrag von 7–13% in bezug auf die axiale Länge L_54a jeder der Nadelrollen 54a näher bei der Mitte der jeweiligen Nadelrolle 54a in axialer Richtung befand. In den obenbeschriebenen Lebensdauertests wurde ein Meßpunkt auf eine Position von 0,8 mm (10,3%) von der Stirnfläche der Nadelrolle 54a gesetzt, wenn die axiale Länge L_54a 7,8 mm betrug (Außendurchmesser = 4 mm); der Meßpunkt wurde auf eine Position von 1,4 mm (10,1%) ausgehend von der Stirnfläche der Nadelrolle 54a gesetzt, wenn die axiale Länge L_54a 13,8 mm betrug (Außendurchmesser = 3 mm).
Von den untersuchten Teilen mit axialer Länge L_54a von 7,8 mm (Außendurchmesser = 4 mm) hat sich für das Teil Nr. D gezeigt, daß der Balligkeitsbetrag δ₅₉ an einer Position von 1,0 mm (12,8%) von der Stirnfläche jeder der Nadelrollen 54a 0,008 mm (0,2%) betrug und daß der Balligkeitsbetrag δ₅₉ an einer Position von 0,55 mm (7,1%) von der Stirnfläche jeder der Nadelrollen 54a 0,011 mm (0,28%) betrug. Das heißt, daß das untersuchte Teil Nr. D an beiden Positionen die Bedingungen erfüllte, die im Rahmen der Erfindung spezifiziert werden. Von den untersuchten Teilen mit einer axialen Länge L_54a von 13,8 mm (Außendurchmesser = 3 mm) ergab sich für das Teil Nr. D an einer Position von 1,8 mm (13,0%) von der Stirnfläche jeder der Nadelrollen 54a ein Balligkeitsbetrag δ₅₉ von 0,006 mm (0,2%), während sich an einer Position von 1,0 mm (7,2%) von der Stirnfläche jeder der Nadelrollen 54a ein Balligkeitsbetrag δ₅₉ von 0,008 mm (0,27%) ergab; d. h., daß das untersuchte Teil Nr. D an beiden Positionen die Bedingungen erfüllte, die im Rahmen der bevorzugten Ausführungsform spezifiziert werden.
Daher besitzt das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe, das wie oben beschrieben beschaffen ist und arbeitet, nicht nur eine ausgezeichnete Lebensdauer, sondern kann auch zu einer Verwirklichung im praktischen Gebrauch beitragen.
Zweite Ausführungsform
Das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform ist gekennzeichnet durch die Form und die Eigenschaft der inneren Umfangsfläche einer Scheibe wie etwa einer Abtriebsscheibe 4 oder dergleichen, die einen Einpaßabschnitt und eine äußere Laufbahn, die in der inneren Umfangsfläche ausgebildet sind, umfaßt. Der Aufbau und die Funktionsweise der übrigen Abschnitte dieses stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes sind jenen des vorher beschriebenen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes ähnlich, weshalb eine Beschreibung äquivalenter Abschnitte weggelassen oder nur in vereinfachter Form wiederholt wird. Somit wird die Beschreibung hauptsächlich auf die kennzeichnenden Abschnitte dieser bevorzugten Ausführungsform gerichtet.
Eine Abtriebsscheibe 4 des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes dieser bevorzugten Ausführungsform, die einen ähnlichen Aufbau wie die Abtriebsscheibe 4 des vorher beschriebenen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes besitzt, ist wie in den 23 und 24 gezeigt beschaffen. Das heißt, daß im Mittelabschnitt der Abtriebsscheibe 4 eine Mittelbohrung 58 ausgebildet ist, in der ein zylindrischer Oberflächenabschnitt, der einem Einpaßabschnitt entspricht, ein Keilnutabschnitt 64, ein äußerer Laufbahnabschnitt 65 sowie ein zweiter zylindrischer Oberflächenabschnitt 66 in dieser Reihenfolge ausgehend von der äußeren Oberfläche der Mittelbohrung 58 (in den 23 und 24 von der rechten Seite) ausgebildet sind. In dem Abschnitt der inneren Umfangsfläche der Mittelbohrung 58, der sich in der Nähe der inneren Oberfläche 4a der Abtriebsscheibe befindet, ist durch Strahlhämmern dieses Abschnitts ausgehend von einer im zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66 gebildeten Öffnung eine Druckeigenspannungsschicht ausgebildet. In diesem Strahlhämmervorgang wird eine Abdeckungsbehandlung an keinem Abschnitt der inneren Umfangsfläche der Mittelbohrung 58 ausgeführt. Daher wird die Druckeigenspannungsschicht nicht nur in dem zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66, sondern auch im äußeren Laufbahnabschnitt 65 ausgebildet. Andererseits ist bei der Abtriebsscheibe 4 dieses stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes dieser bevorzugten Ausführungsform die Druckeigenspannungsschicht, die im äußeren Laufbahnabschnitt 65 ausgebildet ist, durch Schleifen entfernt, so daß der äußere Laufbahnabschnitt 65 eine glatte Oberfläche aufweist.
In dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe dieser bevorzugten Ausführungsform mit dem obigen Aufbau ist in der im Mittelabschnitt der Abtriebsscheibe 4 ausgebildeten Mittelbohrung 58 die Druckeigenspannungsschicht im zweiten zylindrischen Oberflächenabschnitt 66 ausgebildet, auf den die größte Zugbeanspruchung ausgeübt wird, wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe in Betrieb ist. Dadurch kann eine ausreichende Lebensdauer der Abtriebsscheibe 4 trotz der Tatsache gewährleistet werden, daß die Zugbeanspruchungen auf den inneren Umfangsflächenabschnitt der Mittelbohrung 58 aufgrund der großen Schublasten (Axiallasten) ausgeübt werden, die von den Kraftübertragungsrollen 8 (10 und 11) im Betrieb des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes ausgeübt werden.
Da der äußere Laufbahnabschnitt 65 als glatte Oberfläche ausgebildet ist, kann auch die Lebensdauer des Nadelrollenlagers 16 (10, 25 und 26) einschließlich des äußeren Laufbahnabschnitts 65 sichergestellt werden.
Die Scheibe, die den kennzeichnenden Abschnitt der bevorzugten Ausführungsform aufweist, ist nicht auf die Abtriebsscheibe, die hier dargestellt worden ist, eingeschränkt, sondern kann auch als Antriebsscheibe verwendet werden, sofern sie einen Einpaßabschnitt und eine äußere Laufbahn aufweist.
Da die bevorzugten Ausführungsformen wie oben beschrieben beschaffen sind und arbeiten, kann die Lebensdauer der Scheibe und des die Scheibe lagernden Nadelrollenlagers ausreichend sichergestellt werden; dies führt zu einer Verwirklichung eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes für den praktischen Gebrauch beiträgt.

Claims

Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe, mit einer Antriebsscheibe (2) und einer Abtriebsscheibe (4), die koaxial zueinander und unabhängig voneinander drehbar gelagert sind, wobei die inneren Oberflächen (2a, 4a) der Antriebsscheibe (2) bzw. der Abtriebsscheibe (4) einander zugewandt sind und eine konkave Form mit bogenförmigem Querschnitt besitzen, einer Drehwelle (1), die in innere Umfangsabschnitte der Antriebsscheibe (2) und der Abtriebsscheibe (4) eingesetzt ist, mehreren Drehzapfen (6), wovon jeder um eine zugeordnete Schwenkwelle (5) schwenken kann, mehreren Exzenterwellen (7), wovon jede an einem entsprechenden Drehzapfen (6) gelagert ist, mehreren Kraftübertragungsrollen (8), wovon jede eine Umfangsoberfläche (8a) aufweist, die eine sphärische konvexe Form besitzt, wobei jede Kraftübertragungsrolle (8) an der Exzenterwelle (7) drehbar gelagert ist und zwischen die entsprechenden inneren Oberflächen (2a, 4a) der Antriebsscheibe (2) und der Abtriebsscheibe (4) eingesetzt ist, und einem Nadelrollenlager (16, 16a), das zwischen eine innere Umfangsoberfläche der Antriebsscheibe (2) und/oder der Abtriebsscheibe (4) und eine äußere Umfangsfläche der Drehwelle (1) eingesetzt ist, wobei an der inneren Umfangsfläche der Antriebsscheibe (2) und/oder der Abtriebsscheibe (4) eine Mittelbohrung (58) mit einem äußeren Laufbahnabschnitt (65) des Nadelrollenlagers (16, 16a) ausgebildet ist, und wenigstens in dem Abschnitt der inneren Umfangsfläche der Antriebs- und/oder Abtriebsscheibe (2; 4), der sich in der Nähe der inneren Oberfläche der Antriebs- und/oder Abtriebsscheibe (2; 4) befindet, und wenigstens an einem Abschnitt der Mittelbohrung (58) eine Druckeigenspannungsschicht durch Strahlhämmern ausgebildet und anschließend geschliffen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelbohrung (58) neben dem äußeren Laufbahnabschnitt (65) zumindest einen zylindrischen Oberflächenabschnitt (66) aufweist, wobei die Druckeigenspannungsschicht durch Strahlhämmern auf dem zylindrischen Oberflächenabschnitt (66) nach dem Schleifen verbleibt und von dem äußeren Laufbahnabschnitt (65) durch das Schleifen entfernt ist, um für den äußeren Laufbahnabschnitt eine glatte Oberfläche zu schaffen.
Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Endabschnitte (59) jeder Nadelrolle (54a) des Nadelrollenlagers (16a) ballig ausgebildet sind, wobei jeder ballige Endabschnitt (59) durch einen Punkt verläuft, welcher einen Abstand (L₅₉) von der Stirnfläche der Nadelrolle (54a) im Bereich von 7–13% der axialen Länge (L_54a) der Nadelrolle (54a) und einen radialen Abstand (δ₅₉) von dem zylindrischen Mittelabschnitt der Nadelrolle (54a) im Bereich von 0,1–0,4% des Durchmessers (D₆₀) des zylindrischen Mittelabschnitts der Nadelrolle (54a) aufweist.
Verfahren zum Herstellen einer Antriebsscheibe (2) und/oder einer Abtriebsscheibe (4) eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: – Strahlhämmern wenigstens eines Abschnitts der inneren Umfangsfläche der Antriebs- und/oder Abtriebsscheibe (2; 4), der sich in der Nähe der inneren Oberfläche der Antriebs- und/oder Abtriebsscheibe (2; 4) befindet, und wenigstens an einem Abschnitt der Mittelbohrung (58) zum Ausbilden einer Druckeigenspannungsschicht, – Schleifen des äußeren Laufbahnabschnitts (65), um für den äußeren Laufbahnabschnitt eine glatte Oberfläche zu schaffen, wobei die Druckeigenspannungsschicht auf dem zylindrischen Oberflächenabschnitt (66) nach dem Schleifen verbleibt und von dem äußeren Laufbahnabschnitt (65) durch des Schleifen entfernt ist.