DE3428098A1

DE3428098A1 - Riemengetriebe mit stufenloser uebersetzung

Info

Publication number: DE3428098A1
Application number: DE19843428098
Authority: DE
Inventors: Tomoaki Hiroshima Koshio
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1983-07-30
Filing date: 1984-07-30
Publication date: 1985-02-14
Also published as: US4671140A; JPS6030855A; JPS6252175B2; DE3428098C2

Description

Riemengetriebe mit stufenloser übersetzung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Riemengetriebe mit stufenlos variabler übersetzung, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung liegt allgemein auf dem Gebiet der Zuggliedergetriebe. Das engere technische Fachgebiet der Erfindung ist eine Regelung des Übersetzungsverhältnisses solcher Getriebe.

übliche bekannte Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung umfassen solche vom Riementyp mit primären und sekundären Riemenscheibenanordnungen, die beide über variable Wirkdurchmesser verfügen und über einen Endlosriemen miteinander verbunden sind. In den letzten Jahren wurden Versuche unternommen, diesen Typ von Getrieben in Kraftfahrzeugen einzusetzen. Stufenlose Riementriebe für Kraftfahrzeuge arbeiten gewöhnlich mit Betätigungsgliedern, um verstellbar die Wirkdurchmesser der Riemenscheibenanordnungen und der hydraulischen Regelsysteme zu verändern, um die Zufuhr hydraulischen Fluids an die Betätigungsglieder zu regeln. Die hydraulischen Regelsysteme arbeiten so, daß sie die Wirkung der Betätigungsglieder abhängig von den Motorarbeitsbedingungen regeln, so daß die gewünschten Übersetzungsverhältnisse zwischen den primären und sekundären Riemenscheibenanordnungen erhalten werden. Insbesondere wird das Übersetzungsverhältnis entsprechend der Motorgeschwindigkeit und der Motorbelastung verändert, die als Stellung des Motordrosselventils erfaßt werden kann. Wie auf dem Gebiet der Regelung der Übersetzungsverhältnisse üblich, wird das übersetzungs- bzw. Geschwindigkeitsverhältnis, definiert als ein Verhältnis der

Geschwindigkeit der primären Riemenscheibenanordnung zu der der sekundären Riemenscheibenanordnung abhängig von einer Zunahme in der Motorgeschwindigkeit vermindert, jedoch abhängig von einer Vergrößerung der Drosselventil-Öffnung gesteigert. Durch diese Regelung wird, wenn man das Fahrzeug von einer mittleren Drosselventilöffnung beschleunigen will, das Übersetzungsverhältnis allmählich verringert, während die Motorgeschwindigkeit nicht ausreichend gesteigert wird, so daß ein gewünschter Beschleunigungseffekt nicht erhalten werden kann. Darüber hinaus steigt, wenn das Drosselventil für Abwärtsfahrt geschlossen ist, das übersetzungsverhältnis des Getriebes nicht auf ein zufriedenstellendes Niveau, bis die Motorgeschwindigkeit auf ein Niveau vermindert ist, die der geschlossenen Drosselventilstellung entspricht, so daß es schwierig wird, den Effekt der Motorbremse zu erhalten.

Im Hinblick auf die genannten Probleme wird in der US-PS 4 369 675 (P. H. van Deursen vom 25. Januar 1983) ein Regelsystem für einen Riementrieb mit stufenloser Übersetzung vorgeschlagen, bei dem die Blockscheibenanordnungen in einer Stellung maximalen Übersetzungsverhältnisses in einem Bereich niedriger Motorgeschwindigkeiten gehalten werden. Bei der vorgeschlagenen Anordnung ist ein Regelventil vorgesehen, welches einen Ventilschieber umfaßt, der an einem Ende mit einem hydraulischen Druck entsprechend der Motorgeschwindigkeit und am anderen Ende mit einer Federkraft beaufschlagt wird, die der Motordrosselventilstellung entspricht, so daß das Schiebeventil axial in einer Richtung abnehmenden Übersetzungsverhältnisses durch den hydraulischen Druck bewegt wird, während die Motorgeschwindigkeit zunimmt, und in der entgegengesetzten Richtung durch die Federkraft bewegt wird, während die Drosselventilöffnung zunimmt. Die Anordnung ist weiterhin" mit einem handbetätigten Hebelmechanismus versehen, der in Funktion tritt, wenn er betätigt wird, und dabei die an das andere Ende des Schiebeventils gelegte Federkraft bei einer Motorgeschwindigkeit vergrößert, die geringer

als ein vorbestimmter Wert ist, so daß die Riemenscheibenanordnungen in der Stellung maximalen Übersetzungsverhältnisses gehalten werden, bis die Motorgeschwindigkeit über den vorbestimmten Wert sich erhöht. Mit dem vorgeschlagenen System wird ein großes übersetzungsverhältnis bei •der Beschleunigung aufrechterhalten, bis die Motorgeschwindigkeit über den vorbestimmten Wert erhöht ist, so daß eine zufriedenstellende Beschleunigungsrate erhalten werden kann. Wenn darüber hinaus das Drosselventil für Abwärtsfahrt geschlossen ist, wird die übersetzung auf einen Maximalwert vergrößert, sobald die Motorgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert vermindert ist, so daß ein beachtlicher Motorbremseffekt erhalten werden kann.

Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß das vorgeschlagene System nicht vollständig zufriedenstellend ist, da der handbetätigte Hebelmechanismus nur im Bereich niedriger Motorgeschwindigkeiten wirksam wird, bei denen die Motorgeschwindigkeit niedriger als der vorbestimmte Wert liegt. Es verbleiben also Probleme, die in unzureichenden Beschleunigungskräften und unzureichenden Motorbremseffekten zu sehen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regelanordnung für ein Riemengetriebe mit stufenloser übersetzung anzugeben, bei dem die Geschwindigkeitsübersetzung über den gesamten Betriebsbereich, falls gewünscht, erhöht werden kann.

QQ Auch soll erfindungsgemäß eine Regelanordnung für Übersetzungen vom Riementyp vorgeschlagen werden, die handbetätigte Einrichtungen umfassen, um ein relativ hohes übersetzungsverhältnis zur Beschleunigung und zur Verzögerung aufrechtzuerhalten.

Hierzu geht die Erfindung aus von einem Riementrieb mit stufenlos variabler übersetzung mit Riemen-Riemenscheibenausbildungen varialen Übersetzungsverhältnisses;

-δι fluiddruckbetätigten Betätigungseinrichtungen zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der Riemen-Riemenscheibenanordnung; Fluidregeleinrichtungen zum Regeln eines Vorrats an Fluiddruck für diese Betätigungseinrichtungen, um so die übersetzung der Riemen-Riemenscheibenanordnung zu bestimmen, wobei die Fluidregeleinrichtung handbetätigte Mittel umfaßt, um die Fluiddruckversorgung zu regeln, so daß das Geschwindigkeits- oder übersetzungsverhältnis der Riementrieb-Riemenscheibenanordnung erhöht wird, wenn es von Hand betätigt wird.

Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung umfassen die Fluidregeleinrichtungen zweite handbetätigte Mittel zum Regeln der Fluiddruckversorgung, um hierdurch die Riemen-Riemenscheibenanordnung in einer Stellung maximalen Übersetzungsverhältnisses bei der Eingangsgeschwindigkeit zu halten, die geringer als ein vorbestimmter Wert ist.

Insbesondere ist ein Riementrieb mit stufenlos variabler übersetzung vorgesehen, mit einer Riemen-Riemenscheibenanordnung mit einer primären Riemenscheibenanordnung von variablem Wirkdurchmesser, einer sekundären Riemenanordnung mit variablem Wirkdurchmesser und einem endlosen Riemen, der um und zwischen diese primären und sekundären Riemenanordnungen geführt ist; hydraulische Betätigungseinrichtung zur Bestimmung der Wirkdurchmesser der primären und sekundären Riemenscheibenanordnungen, wodurch die übersetzung der Riemen-Riemenscheibenanordnungen bestimmt wird; Regelventileinrichtungen zur Regelung der Versorgung mit hydraulischem Fluid an diese hydraulischen Betätigungseinrichtungen, wobei die Regelventileinrichtung ein bewegliches Ventilelement umfaßt, um eine Strömung hydraulischen Fluids an diese hydraulischen Betätigungs- ' einrichtungen zu regeln; erste Einrichtungen zum Vorspannen dieses Ventilelementes in einer Richtung mit einer Kraft, die abhängig von einer Zunahme in der Geschwindigkeit der primären Riemenscheibenanordnung zunimmt, und

zweite Einrichtungen/ um das Ventilelement in der entgegengesetzten Richtung mit einer Kraft vorzuspannen, die abhängig von einer Zunahme der Last, die von den Riemen-Riemenscheibenanordnungen angetrieben wird, zunimmt, wodurch das hydraulische Fluid an diese hydraulischen Betätigungseinrichtungen geliefert wird, so daß das Übersetzungsverhältnis dieser Riemen-Riemenscheibenanordnung abhängig von einer Zunahme in der Geschwindigkeit der primären Riemenscheibenanordnungen abnimmt und abhängig von einer Zunahme in dieser Last zunimmt; Einrichtungen zum Verschieben des Übersetzungsverhältnisses, die so ausgebildet sind, daß sie durch von Hand betätigbare Einrichtungen in Betrieb gesetzt werden, die eine zusätzliche Vorspannkraft auf dieses Ventilelement in dieser entgegengesetzten Richtung ausüben, so daß die Übersetzung der Riemen-Riemenscheibenanordnung über einen Arbeitsbereich dieser Riemen-Riemenscheibenanordnung vergrößert wird. Die Regelventileinrichtung kann mit Mitteln versehen sein, die auch durch diese handbetätigbaren Einrichtungen in Betrieb gesetzt werden, um die Kraft zu vergrößern, die auf dieses Ventilelement durch die zweiten Einrichtungen ausgeübt wird, wenn die Geschwindigkeit dieser primären Riemenscheibenausbildung unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, so daß die Riemen-Riemenscheibenanordnung in einer Stellung maximalen Übersetzungsverhältnisses gehalten wird, bis die Geschwindigkeit der primären Riemenscheibenanordnung über den vorbestimmten Wert erhöht wird.

Eine beispielsweise Ausführ.ungsform soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden; diese zeigen in

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Riementrieb mit stufenloser Übersetzung mit einem Regelsystem · für das Geschwindigkeitsverhältnis bzw. die

Übersetzung;

-ιοί Fig. 2 einen Schnitt ähnlich Fig, I, jedoch durch

eine Stellung, in der der Handhebel betätigt ist;

Fig. 3 ein Diagramm, welches die Arbeitscharakteristiken unter den in Fig. 1 gezeigten Arbeitsbedingungen erkennen läßt; und

Fig. 4 ein Diagramm ähnlich Fig. 3, jedoch unter den in Fig. 2 gezeigten Arbeitsbedingungen.

In den Zeichnungen, insbesondere Fig. 1, ist ein Getriebe 1 mit stufenlos variabler übersetzung mit einer Eingangswelle 2 mit einer ersten Riemenscheibenanordnung 3 variablen Wirkdurchmessersund einer Ausgangswelle 4 vorgesehen, welche mit einer sekundären Riemenscheibenanordnung 5 ausgestattet ist. Ein endloser Keilriemen 6 verläuft zwischen den primären und sekundären Riemenscheibenanordnungen 3 und 5. Die primäre Riemenscheibenanordnung 3 umfaßt eine stationäre Scheibe 7, welche integral mit der Eingangswelle 2 ausgebildet ist oder an dieser befestigt ist, sowie eine bewegliche Scheibe 8, die auf der Eingangswelle 2 zur axialen Gleitbewegung angebracht ist, so daß sie der stationären Scheibe 7 gegenübersteht. Die Scheiben 7 und 8 stehen sich mit den Flächen gegenüber und sind von kegelstumpfförmiger Konfiguration, so daß eine Nut im wesentlichen konischen Querschnittes zwischen den Scheiben 7 und 8 für einen Eingriff mit dem Riemen 6 gebildet wird. Die sekundäre Riemenscheibenanordnung 5 umfaßt eine stationäre Scheibe 9, die integral mit der Ausgangswelle verbunden oder an dieser befestigt ist, sowie eine bewegliche Scheibe 10, die auf der Ausgangswelle 4 zur axialen Gleitbewegung gelagert ist und der stationären Scheibe 9 gegenübersteht. Die Scheiben 9 und 10 verfügen über sich ■ gegenüberstehende Flächen und bilden eine Nut im wesentlichen konischen Querschnittes, in der der Treibriemen 6 liegt.

Erfaßt der Treibriemen 6 die primäre Riemenscheibenanordnung 3 in der Stellung minimalen Durchmessers - Fig. 1 so erfaßt er die sekundäre Riemenscheibenanordnung 5 in der Stellung maximalen Durchmessers, was zur maximalen oder größten übersetzung führt. Erfaßt der Treibriemen 6 die primäre Riemenscheibenanordnung 3 in der Stellung ; maximalen Durchmessers, so erfaßt sie die sekundäre Riemenscheibenanordnung 5 in der Stellung minimalen Durcfrmessers, wodurch eine minimale oder kleinste übersetzung hergestellt ist.

Die primäre Riemenscheibenanordnung 3 ist mit einem hydraulischen Betätigungsglied 11 versehen, um die axiale Stellung der beweglichen Scheibe auf der Eingangswelle 2 zu regeln. Das Betätigungsglied 11 umfaßt einen an der Eingangswelle 2 befestigten Zylinder 13, sowie einen dem Zylinder 13 zugeordneten Kolben 14, wodurch im Zylinder eine Druckkammer 15 gebildet wird. Der Kolben ist an der beweglichen Scheibe 8 zur Bewegung hiermit fest. In der Eingangswelle 2 ist ein Fluiddurchlaß 16 ausgebildet, der offen gegen die Druckkammer 15 ist. In ähnlicher Weise ist die Riemenscheibenanordnung 5 mit einem Betätigungsglied 12 versehen, welches einen Zylinder 18 umfaßt, der integral mit der beweglichen Scheibe 10 ausgebildet ist; ein Kolben 17 ist an der Ausgangswelle 4 befestigt und dem Zylinder 18 zugeordnet, um mit diesem eine Druckkammer zu bilden. Die Ausgangswelle 4 verfügt über einen Durchlaß 20, der zur Druckkammer 19 führt.

Ein hydraulisches Fluidregelsystem 21 ist vorgesehen, um die Versorgung der Betätigungsglieder 11 und 12 mit hydraulischem Fluid zu regeln und hierdurch die Wirkdurchmesser der Riemenscheibenanordnungen 3 und 5 zu bestimmen. Das Regelsystem 21 umfaßt eine Pumpe 22, die von einem nicht dargestellten Motor zur Erzeugung eines hydraulischen Fluiddrucks angetrieben ist. Die Pumpe 22 verfügt über einen Ausgang, der mit einem Drucksteuerventil 23 verbunden ist, welches so arbeitet, daß es den Ausgangs-

druck der Pumpe 22 steuert und einen Steuerdruck P₁ erzeugt.

Das Drucksteuerventil 23 verfügt über ein Gehäuse 30, das mit einer Axialbohrung und einem Schieber 31 versehen ist, der in der Axialbohrung axial verschiebbar ist. Das Gehäuse 30 ist ausgestattet mit einer Hauptöffnung bzw. einem Hauptschlitz 30a, einer Druck modifizierenden Öffnung 30b und einer Auslauföffnung 30c zwischen den Öffnungen 30a und 30b. An einem Ende des Gehäuses 30 benachbart der Öffnung 30b ist eine Geschwindigkeitsdruckkammer 3Od (speed pressure chamber 3Od) und am anderen Ende eine Zylinderfederkammer 3Oe ausgebildet. Die Auslaßöffnung der Pumpe 22 ist mit der Hauptöffnung 30a und der Druck modifizierenden Öffnung 30b verbunden, wogegen die Ablauföffnung 30c mit dem hydraulischen Fluidspeicher verbunden ist.

Die primäre Riemenscheibenanordnung 3 ist mit einer Geschwindigkeitsfühlereinrichtung 25 versehen, die eine Trommel 27 umfaßt, die einstückig mit dem Zylinder 13 des Betätigungsgliedes 11 ausgebildet ist. Die Innenseite der Trommel ist am Umfangsteil mit der Druckkammer 15 über einen Durchlaß 29 verbunden, so daß hydraulisches Fluid in die Trommel 27 von der Druckkammer 15 aus eingeführt wird. In der Trommel 27 wird ein Druck aufgebaut, der proportional zur Drehgeschwindigkeit der Primärriemenscheibenanordnung 3 ist. Ein Geschwindigkeitsdruckaufnehmerrohr 28 (im folgenden wird der Geschwindigkeitsdruck QQ Staudruck genannt) ist vorgesehen, um den Druck aufzunehmen, der in der Trommel 27 als Staudruck P₃ aufgebaut wurde.

Der Staudruck P₃ vom Aufnehmerrohr 28 wird in die Stauen druckkammer 30d eingeführt und drückt den Schieber 31 nach rechts in der Ebene der Fig. 1. In der Axialbohrung des Gehäuses 30 ist ein begrenzter Durchlaß zwischen der Hauptöffnung 30a und der Ablauföffnung 30c ausgebildet;

der Bereich des begrenzten Durchlasses wird durch die axiale Stellung des Schieberventils 31 bestimmt. Insbesondere nimmt die Fläche des begrenzten Durchlasses zu, wenn das Schieberventil 31 sich nach rechts bewegt, wodurch der Ablauf hydraulischen Fluids aus der Hauptöffnung 30a zur Ablauföffnung 30c zunimmt. Der Ausgangsdruck der hydraulischen Pumpe 22 nimmt jedoch zu, während die Motorgeschwindigkeit zunimmt, so daß der gesteuerte Druck P, an der Hauptöffnung 30a abhängig von einer Steigerung in der Motorgeschwindigkeit zunimmt, obwohl der Staudruck P, zunimmt und dazu neigt, die Fläche des begrenzten Durchlasses zwischen den Öffnungen 30a und 30c zu vergrößern.

In der Federkammer 3Oe befindet sich eine Feder 32, die dahingehend wirkt, daß sie das Schieberventil 31 nach links gegen den Staudruck P₃ in der Kammer 3Od drückt. In der Federkammer 3Oe befindet sich eine Stirnkappe 3Of, die axial verschiebbar ist und das freie Ende der Feder trägt. Die Stirnkappe 3Of kann gleitbeweglich sein und die Kraft der Feder 32 für einen unten zu beschreibenden Zweck verändern. Der Schieber 31 verfügt über einen Steg, der der Druck modifizierenden Öffnung 30b gegenübersteht, so daß der Druck aus der Pumpe 22 auf den Tauchkolben gegeben wird, um ihn nach rechts zu drücken. Die axiale Lage des Schiebers 31 wird durch das Gleichgewicht der nach rechts gehenden Vorspannkraft, die durch den Staudruck P₃ an der Kammer 3Od ausgeübt wird, sowie den Pumpendruck an der Öffnung 30b, sowie die nach links wirkende Vorspannkraft, die von der Feder 32 ausgeübt wird, bestimmt, wodurch der Pumpendruck auf den gesteuerten Leitungsdruck P-, gesteuert wird.

Die Regelanordnung umfaßt weiterhin ein Regelventil 24 mit einem Gehäuse 33, das eine Axialbohrung trägt, die einen Schieber 34 für eine axiale Gleitbewegung aufnimmt. Das Gehäuse 33 verfügt über eine Einlaßöffnung 33a, die mit der Hauptöffnung 30a des Drucksteuerventils 23 verbunden ist, so daß der gesteuerte Druck P₁ hierin einge-

führt wird. Das Gehäuse 33 ist weiterhin mit einer Auslaßöffnung 33b versehen, die mit dem Durchlaß 16 in der Eingangswelle 2 verbunden ist, sowie einer Ablauföffnung 33c, die auf der Seite gegenüber der Einlaßöffnung 33a, bezogen auf die Auslaßöffnung 33b, angeordnet ist. Die Axialbohrung des Gehäuses 33 trägt an einem Ende benachbart der Ablauföffnung 33c eine Staudruckkammer 33d, die mit dem Tastrohr 28 verbunden ist, so daß der Staudruck P-. hierin eingeführt wird. Am gegenüberliegenden Ende ist das Gehäuse 33 mit einer Federkammer 33e versehen, in welcher eine Feder 35 angeordnet ist. Die Feder 35 kommt an einem Ende mit dem rechten Ende des Schiebers 34 und am anderen Ende mit einem Federeinstellglied 36 in Eingriff, dessen axiale Stellung durch eine Lastnocke 26 bestimmt wird.

Die Lastnocke 26 ist beispielsweise mit einem Motordrosselventil verbunden, so daß ihre Stellung die durch die übertragung angetriebene Last darstellt.

Der Schieber 34 ist so ausgebildet, daß die Einlaßöffnung 33a gegen die Auslaßöffnung 33b geöffnet wird, wenn der Schieber 34 nach rechts verschoben wird, jedoch gegen die Ablauföffnung 33c geöffnet wird, wenn der Schieber nach links verschoben wird. Der Druck P₂ an der Auslaßöffnung 33b wird also entsprechend der Motorgeschwindigkeit oder der Primärriemenscheibenanordnung 3 sowie der Last am Motor bestimmt. Insbesondere versucht ein Anstieg in der Geschwindigkeit den Druck P₂ zu steigern, wogegen ein Anstieg in der Last versucht, den Druck P₂ zu vermindern. Ein Anstieg im Druck P₂ sorgt für eine Bewegung der Scheibe 8 gegen die Scheibe 7, was zu einem Anstieg im Wirkdurchmesser der Primärriemenscheibenanordnung 3 führt. Dies führt automatisch zu einer Abnahme im Wirkdurchmesser der Sekundärriemenscheibenanordnung 5, wodurch das Geschwindigkeitsverhältnis bzw. die übersetzung abnimmt.

Der Auslaß der Pumpe 22 ist auch mit dem Durchlaß 20 verbunden, der in der Ausgangswelle 4 angeordnet ist, so daß der Leitungsdruck P, in die Druckkammer 19 des Betätigungs-

gliedes 12 eingeführt wird. Der Druck in der Kammer 19

dient dazu, die bewegliche Scheibe 10 gegen die stationäre Scheibe 9 zu drücken, um die Spannung im Treibriemen 6 aufrechtzuerhalten. ^
5

Um das Geschwindigkeitsverhältnis in Form der axialen Stellung der beweglichen Scheibe 8 zu erfassen, ist eine die Scheibenlage erfassende Stange 42 vorgesehen. Ein Schwinghebel 43, dessen Schwenkpunkt an einer Zwischen-Stellung vorgesehen ist, kommt an einem Ende in Eingriff mit der Stange 42, am anderen Ende mit der Stirnkappe 30f des Drucksteuerventils 23. Wird die bewegliche Scheibe 8 nach rechts zur Steigerung der Übersetzung verschoben, so wird der Hebel 43 im Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß die Stirnkappe 3Of nach links zum Zusammendrücken der Feder 32 bewegt wird. Dies führt zu einer Zunahme im Leitungsdruck P,. Die Spannung im Treibriemen läßt sich also entsprechend dem Geschwindigkeitsverhältnis bzw. der Übersetzung, das ist das, das durch das Getriebe übertragene Moment, einstellen, so daß die Spannung mit zunehmendem Drehmoment steigt.

Die Regelanordnung ist weiterhin mit einer Verschiebeeinrichtung für die Übersetzung versehen, welche einen Handhebel 37 sowie ein Verschiebungsventil 38 umfaßt. Der Handhebel 37 ist schwenkbar benachbart der Lastnocke 26 gelagert und zwischen einer "D"-Stellung nach Fig. 1 und einer "L"-Stellung nach Fig. 2 beweglich. In der in Fig. gezeigten D-Stellung ist der Hebel 37 außer Eingriff mit dem Federstellglied 36, so daß die Lage des Elementes 36 nur durch die Lastnocke 26 gesteuert wird. In der L-Stellung jedoch bewegt der Hebel 37 das Element 36 nach links um ein vorbestimmtes Stück, so daß die Kompressionskraft der Feder 35 um einen Betrag gesteigert wird und der Schieber 34 in der äußersten linken Stellung gehalten wird, bis der Staudruck in der Kammer 33d über einen vorbestimmten Wert erhöht wird. Solange der Staudruck unter dem vorbestimmten Wert sich befindet, wird der Druck in

der Kammer 15 des Betätigungsgliedes 11 aufgehoben und die Primarriemenscheibenanordnung 3 in der Stellung minimalen Wirkdurchmessers gehalten. Die übertragung wird also auf maximaler übersetzung gehalten. Steigt der Staudruck über den vorbestimmten Wert, abhängig von einer Zunahme in der Geschwindigkeit der Primarriemenscheibenanordnung 3, so wird der Schieber nach rechts verschoben; ein Regeldruck P₂ wird an der Auslaßöffnung 33b des Ventils 24 hergestellt. Während weiterhin die Lastnocke 26 in Richtung eines Pfeiles A in Abhängigkeit von einer Zunahme der Motorlast in Drehung versetzt wird, erfaßt die Nocke 26 das Federstellglied 36, so daß der Regeldruck P₂ hernach entsprechend der Motorlast und der Motorgeschwindigkeit auf die gleiche Weise wie in dem Fall bestimmt wird, daß der Hebel 37 in der D-Stellung steht.

Das Verschiebungsventil 38 umfaßt ein Gehäuse 41 sowie einen im Gehäuse 41 aufgenommenen Schieber 40. Das Gehäuse 41 ist an einem Ende mit einer Einlaßöffnung 41a ausgebildet, die mit der Hauptöffnung 30a des Drucksteuerventils 23 verbunden ist. Das Gehäuse 41 ist weiterhin an einem Seitenbereich mit einer Auslaßöffnung 41b versehen. Der Schieber 40 ist über eine Stange 39 mit dem Hebel 37 verbunden, so daß er vom Hebel 37 so betätigt wird, daß die Öffnung 41b gegen die Öffnung 41a getrennt wird, wenn der Hebel 37 sich in der D-Stellung befindet, jedoch mit der Öffnung 41a verbunden wird, wenn der Hebel 37 sich in der L-Stellung befindet.

gQ Das Gehäuse 33 des Regelventils 24 ist mit einer Einlaßöffnung 33g versehen, die gegen die Federkammer 33e offen ist und mit der Auslaßöffnung 41b des Verschiebungsventils 38 verbunden ist. Das Gehäuse 33 verfügt weiterhin über eine Auslaßöffnung 33 , die gegen die Federkammer 33e offen

O₅ ist und über eine Öffnung 44 mit dem Speicher verbunden ist. Man sieht so, daß dann, wenn der Hebel 37 in L-Stellung steht, ein Druck P. in der Federkammer 33e aufgebaut wird, so daß der Regeldruck P„ entsprechend

vermindert wird, wodurch das Geschwindigkeitsverhältnis bzw. die übersetzung vergrößert wird.

Aus obigem geht hervor, daß dann, wenn der handbetätigte Hebel 37 sich in D-Stellung - Fig. 1 - befindet, die Stellung des Schiebers 34 im Regelventil 24 durch den Staudruck P₃ in der Kammer 33d und die Kompressionskraft der Feder 35 bestimmt wird-, die durch die Stellung des Lastarms 26 festgelegt ist. So wird der Regeldruck P₂ und damit die übersetzung der Übertragung entsprechend der Geschwindigkeit und der Last des Motors bestimmt, der die Primärriemenscheibenanordnung 3 antreibt. Jetzt wird die Spannung des Treibriemens 6 entsprechend der Untersetzung oder des vom Getriebe übertragenen Moments bestimmt.

Ist das Motordrosselventil für eine Beschleunigung weit offen, so nimmt der Staudruck P₃ in Abhängigkeit von einer Zunahme in der Motorgeschwindigkeit zu, so daß die nach rechts gehende Vorspannkraft an dem Schieber 34 zunimmt. Da jedoch die Lastnocke 26 beispielsweise in die gestrichelt in Fig. 1 gezeigte Stellung verdreht wird, um die Feder 35 zusammenzudrücken, kann der Schieber 34 nicht nach rechts verschoben werden, so daß die Primärriemenscheibenanordnung 3 in der minimal wirksamen Durchmesserstellung gehalten wird. Darum nimmt die Motorgeschwindigkeit bei hoher Rate, wie durch eine Linie in Fig. 3 gezeigt, zu. Nimmt die Motorgeschwindigkeit auf einen Wert N-, zu, bei der der Staudruck die Feder 35 überwindet, so wird der Schieber 34 nach rechts verschoben, so daß ein Regeldruck P₂ zur Verminderung der Übersetzung aufgebaut wird. Somit wird die Motorbelastung gesteigert, und die Zunahme in der Motorgeschwindigkeit wird gering, die Fahrzeuggeschwindigkeit wiederum schneller, wie durch eine Linie b in Fig. 3 gezeigt.

Beim Verzögern wird die Lastnocke 26 in die in ausgezogenen Linien in Fig. 1 gezeigte Stellung rückgestellt, so daß die Kompressionskraft der Feder 35 geschwächt wird.

Daher wird der Schieber 34 in der nach rechts verschobenen Stellung gehalten, wodurch das Getriebe auf einem niedrigeren Geschwindigkeitsverhältnis gehalten wird. Somit nimmt die Motorgeschwindigkeit bei relativ hoher Rate ab; die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt bei relativ niedrigerer Rate, wie durch eine Linie C in Fig. 3 gezeigt, ab. Während die Motorgeschwindigkeit auf einen Wert abnimmt, der mit der geringen Kraftder Feder 35 vergleichbar ist, wird der Schieber 34 nach links rückgestellt, so daß die Übersetzung des Getriebes gesteigert wird, so daß sich eine rasche Verzögerung des Fahrzeugs ergibt, wie durch eine Linie d in Fig. 3 gezeigt, und zwar auf eine Leerlaufgeschwindigkeit No.

Die Motorgeschwindigkeit N,, bei der die Untersetzung oder das Geschwindigkeitsverhältnis während der Beschleunigung abzunehmen beginnt, ist abhängig von der Öffnung des Motordrosselventils. Somit beginnt die Änderung in der übersetzung des Getriebes und damit eine rasche Fahr-Zeugbeschleunigung bei einer anderen Motorgeschwindigkeit, wie durch die Linien e, f und g in Fig. 3 gezeigt.

Wird der Hebel 37 in die L-Stellung, wie Fig. 2 zeigt, bewegt, so wird das Federstellglied 36 nach links durch den Hebel- 37 verschoben, so daß der Druck in der Druckkammer 15 des Betätigungsgliedes 11 aufgehoben wird, solange die Motorgeschwindigkeit sich unterhalb des vorbestimmten Wertes befindet, um das Getriebe auf maximaler Übersetzung zu halten. Jetzt wird der Druck P. in der Federkammer 33e des Regelventils 24 aufgebaut, so daß die Feder 35 durch den Druck P. unterstützt wird.

In dieser Stellung des Hebels 37 wird der Schieber 34 in der extremen linken Stellung gehalten, wodurch das Getriebe auf maximaler Übersetzung gehalten wird, solange die Motorgeschwindigkeit gering liegt. Daher wird die Motorgeschwindigkeit bei hoher Rate, wie durch eine Linie h in Fig. 4 zu sehen, erhöht. Nimmt die Motorgeschwindig-

keit auf einen Wert N-, bei weit offenem Drosselventil zu, so überwindet der Staudruck P₃ die Kraft der Feder 35 sowie den Druck P^, so daß ein Regeldruck P₂ aufgebaut wird. So wird das Geschwindigkeitsverhältnis bzw. die übersetzung verändert; die Motorgeschwindigkeit wird rasch gesteigert. Die Geschwindigkeit N ' ist größer als die Geschwindigkeit N,, bei welcher die Änderung in der Untersetzung beginnt, wenn·der Hebel 37 sich in D-Stellung befindet.

In der "L"-Stellung des Hebels 37 wird die Nocke 26 von dem Federstellglied 36 gelöst, solange die Motordrosselventilöffnung geringer als ein vorbestimmter Wert ist, da der Drehwinkel des Lastarms 26 gering ist. So wird das Getriebe in der Stellung maximalen Geschwindigkeitsverhältnisses (übersetzung) gehalten, bis die Motorgeschwindigkeit auf einen Wert N₂' angestiegen ist, der größer als die Geschwindigkeit N₂ ist, bei der die Veränderung in der übersetzung beginnt, wenn der Hebel 37 sich in "D"-Stellung befindet. Da der Leitungsdruck P, abhängig von einer Zunahme in der Motorgeschwindigkeit zunimmt, nimmt auch der Druck P. in Abhängigkeit von einer Zunahme in der Motorgeschwindigkeit zu. Somit nimmt die an den Schieber 34 des Regelventils 24 gelegte Vorspannkraft zu, während die Motorgeschwindigkeit zunimmt. Die Differenz zwischen den Motorgeschwindigkeiten N,¹ und N. ist größer als die Differenz zwischen den Motorgeschwindigkeiten N₂' und N„, so daß es möglich wird, den Bereich in der "L"-Stellung des Hebels 37 zu verbreitern, innerhalb dessen ein Wechsel der übersetzung stattfindet.

Im Hinblick auf eine knappe Darstellung wurde die Erfindung nur anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, ohne darauf begrenzt zu sein. Änderungen und Abänderungenliegen im Rahmen der Erfindung.

- Leerseite -

Claims

European Patent Attorneys " *" '\ " Deutsche Patentanwälte

Dr. Paul Deufel

Dipl.-Chem., Dipl.-Wirtsch.-Ing.

Dr. Alfred Sdiön

Dr. Müller-Bor* und Partner · POB 26 02 tf ■ D-800O Müntfcen 26 . _D j ._Chem

Werner Hertel

MAZDA MOTOR CORPORATION D_ipi.-Phys.

Nr. 3-1, Shinchi, Fucho-cho DietrichLewald

Aki-gun, Hiroshima-ken DipL-ing.

Japan Dr.-Ing. Dieter Otto

Dipl.-Ing.

Brit. Chartered Patent Agent

B. David P. Wetters

M. A. (Oxon) Ch. Chem. M. R. S. C.

M 03749 Lw/nc

Riemengetriebe mit stufenloser Übersetzung

Patentansprüche

Riemengetriebe mit stufenlos variabler übersetzung mit fluiddruckbetätigten Betätigungsgliedern zur Veränderung des Geschwindigkeitsverhältnisses bzw. der übersetzung der Riemen-Riemenscheibenanordnung, gekennzeichnet durch eine Fluidregeleinrichtung zum Regeln der Fluiddrucklieferung .an diese Betätigungsglieder, um hierdurch das Geschwindigkeitsverhältnis bzw. die übersetzung der Riemen-Riemenscheibenanordnung zu bestimmen, wobei diese Fluidregeleinrichtungen handbetätigte Mittel umfassen, um die Fluiddruckzufuhr zu regeln, so daß die übersetzung oder das Geschwindigkeitsverhältnis der Riemen-Riemenscheibeneinrichtung, sobald handbetätigt, zunimmt.

D-8000 München 2 POB 26 02 47 Kabel: Telefon Telecopier Infotec 6400 B Telex
2. Riemengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddruckregeleinrichtung ein zweites handbetätigtes Mittel umfaßt, um die Fluiddruckzufuhr zu regeln und hierdurch die Riemen-Riemenscheibeneinrichtung in einer Stellung maximalen Geschwindigkeitsverhältnisses bzw. maximaler Übersetzung unter der Eingangsgeschwindigkeit, niedriger als ein vorbestimmter Wert, zu halten.
3. Riemengetriebe mit stufenlos variabler Übersetzung mit einer Riemen-Riemenscheibenanordnung mit einer primären Riemenscheibeneinrichtung mit variablem Wirkdurchmesser, einer sekundären Riemen-Riemenscheibenanordnung mit variablem Wirkdurchmesser

und einem endlosen hierumgeführten Riemen, der zwischen den primären und sekundären Riemenscheibenanordnungen verläuft; hydraulische Betätigungseinrichtungen zur Bestimmung der Wirkdurchmesser der primären und sekundären Riemenscheibenanordnungen, um das Geschwindigkeitsverhältnis oder die übersetzung der Riemen-Riemenscheibenanordnung zu bestimmen; Regelventilausbildungen zum Regeln der Zufuhr hydraulischen Drucks an diese hydraulischen Betätigungseinrichtungen, wobei die Regelventileinrichtungen ein bewegliches Ventilelement zum Regeln der Strömung hydraulischen Fluids an diese hydraulischen Betätigungseinrichtungen umfassen; erste Einrichtungen zum Vorspannen dieses Ventilelements in eine Richtung mit einer Kraft, die abhängig von einer Zunahme in der Geschwindigkeit der

QQ primären Riemenscheibenanordnung und zweiten Einrichtungen zum Vorspannen dieses Ventilelements in die entcfegengesetze Richtung mit einer Kraft, die abhängig von einer Zunahme in der durch die Riemen-Riemenscheibenanordnung getriebenen Last zunimmt, derart, daß das hydraulische Fluid an die hydraulischen Betätigungseinrichtungen so geliefert wird, daß die Übersetzung der Riemen-Riemenscheibeneinrichtung abhängig von einer Zunahme in der Geschwindigkeit der primären Riemenscheibenanordnung abnimmt und abhängig von einer Zunahme in dieser Last zunimmt; Verschiebungseinrich-

tungen für das Geschwindigkeitsverhältnis bzw. die übersetzung, die so ausgebildet sind, daß sie durch von Hand betätigbare Einrichtungen in Betrieb genommen werden und eine zusätzliche Vorspannkraft auf das Ventilglied in diese entgegengesetzte Richtung aufbringen, so daß die übersetzung der Riemen-Riemenscheibeneinrichtung über einen Arbeitsbereich der Riemen-Riemenscheibeneinrichtung zunimmt.
4. Riemengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelventilausbildung Mittel umfaßt, die ebenfalls durch Hand betätigbare Einrichtungen in Betrieb genommen werden, um die auf das Ventilglied durch die zweiten Einrichtungen ausgeübte Kraft zu erhöhen, sobald die Geschwindigkeit der Primärriemenscheiben-.einrichtung unterhalb eines vorbestimmten Wertes sich befindet, so daß die Riemen-Riemenscheibenanordnung in einer Stellung maximaler übersetzung erhalten wird, bis die Geschwindigkeit der primären Riemenscheibeneinrichtung über den vorbestimmten Wert gestiegen ist.
5. Riemengetriebe mit stufenlos variabler übersetzung mit einer Riemen-Riemenscheibeneinrichtung variablen Übersetzungsverhältnisses; mit fluiddruckbetätigten Betätigungsgliedern zur Veränderung der übersetzung dieser Riemen-Riemenscheibeneinrichtung; gekennzeichnet durch Fluidregeleinrichtungen zum Regeln einer Zufuhr des Fluiddrucks an diese Betätigungsglieder, um hierdurch die Übersetzung dieser Riemen-Riemenscheibenein-

QQ richtungen zu bestimmen, wobei die Fluidregeleinrichtung von Hand betätigbare Mittel umfaßt, die zwischen einer ersten Stellung beweglich sind, in der die Wirkungsweise der Fluidregeleinrichtung nicht beeinflußt wird, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in der die

or Fluiddruckzufuhr verändert wird, so daß ein Wechsel in der übersetzung oder dem Geschwindigkeitsverhältnis erst stattfindet, wenn die Eingangsgeschwindigkeit der Riemen-Riemenscheibeneinrichtung einen vorbestimmten

Wert überschreitet, wobei diese handbetätigbaren Einrichtungen weiterhin Mittel umfassen, um die Zufuhr zu verändern, so daß die übersetzung der Riemen-Riemenscheibeneinrichtung vergrößert wird.
6. Riemengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, , daß die Fluidregeleinrichtung eine Regelventilausbildung umfaßt, die die Zufuhr von Fluiddruck an diese Betätigungsglieder und die Ventilvorspannungseinrichtungen steuert, um einen Vorspanndruck auf die Regelventilausbildungen zu geben, so daß die Wirkungsweise der Regelventilausbildungen in einer Richtung zunehmender übersetzung verändert wird, wenn der Vorspanndruck angelegt wird, wobei die handbetätigbaren Einrichtungen Mittel umfassen, um diese Vorspannventileinrichtungen zu betätigen, derart, daß der Vorspanndruck an die Regelventileinrichtung gelegt wird.
7. Riemengetriebe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Steigerung des Vorspanndrucks entsprechend einer Zunahme in der Eingangsgeschwindigkeit.