DE3519403A1

DE3519403A1 - Stufenlos verstellbares getriebe

Info

Publication number: DE3519403A1
Application number: DE19853519403
Authority: DE
Inventors: Forbes George de Charlbury Oxford Brie Perry
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1985-12-05
Also published as: GB2159591B; GB8413728D0; JPS6131761A; GB2159591A; US4638687A

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenlos verstellbares Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,

Ein derartiges Getriebe kann beispielsweise als Automatikgetriebe zur Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs und den Antriebsrädern Anwendung finden.

Der Arbeitsbereich eines solchen Getriebes läßt sich deutlich in zwei verschiedene Betriebsbereiche unterteilen. Derartige Getriebe weisen im wesentlichen zwei Ilauptbaugruppen auf: nämlich eine erste Hauptbaugruppe _f die nachstehend als Stellgruppe bezeichnet wird und deren Verstellung das übersetzungsverhältnis des Getriebes verändert, und eine zweite Hauptbaugruppe _f die gewöhnlich zwischen der Stellgruppe und dem Ausgang des Getriebes angeordnet ist. Diese zweite Hauptbaugruppe weist Getriebeglieder auf und ist in zwei verschiedene Kombinationen schaltbar, derart, daß das Getriebe im einen Betriebsbereich oder im anderen Betriebsbereich arbeitet.

Die wesentliche Arbeitsweise eines solchen Getriebes wird nachstehend kurz erläutert. Zunächst sei angenommen, daß der Eingang des Getriebes vom Antriebsmotor mit konstanter Drehzahl angetrieben wird und daß das Getriebe im ersten Betriebsbereich arbeitet, wobei die Stellgruppe in ihre eine Extremstellung eingestellt ist. Der Getriebeausgang bzw, das letzte Getriebeglied läuft nun typischerweise in der Rückwärtsdrehrichtung um. Wird nun die Einstellung der Stellgruppe fortschreitend so verändert, daß sie sich der anderen Extremstellung nähert, nimmt die Drehzahl des Getriebeabtriebglieds fortschreitend ab, bis noch vor dem Erreichen der anderen Extremstellung ein Einstellpunkt erreicht ist, an welchem die Drehzahl des Abtriebsglieds Null ist. Die Getriebseinstellung, in welcher dieser Zustand auftritt, kann als "Getriebelehrlaufzustand" bezeichnet werden. Wenn die Einstellung der Stellgruppe dann weiter zur anderen Extremstellung hin verändert wird, beginnt das Abtriebsglied sich mit zunehmender Drehzahl in der Vorwärtsdrehrichtung zu drehen. Wenn dann nach Erreichen der anderen Extremstellung die zweite Hauptbaugruppe des Getriebes vom ersten, dem ersten Betriebsbereich des Getriebes zugeordneten Betriebszustand auf den zweiten, dem zweiten Betriebsbereich des Getriebes zugeordneten Betriebszustand umgeschaltet wird und die Einstellung der Stellgruppe fortschreitend in Richtung zur ersten Extremstellung hin zurückverändert wird, bleibt das Abtriebsglied im Vorwärtsdrehzustand und steigert seine Drehzahl stetig bis zum Erreichen der maximalen Vorwärtsdrehzahl,

Ein derartiges Getriebe ist beispielsweise in der GB-PS 1 078 791 dargestellt, wobei das Stellorgan der Toroidlaufring-Reibradbauart angehört und mindestens eine Eingangsscheibe aufweist, die vom Antriebsmotor in Drehung versetzt wird und eine auf ihrer einen Stirnseite gebildete Toroidlaufbahn aufweist«, Der Ausgang des Stellorgans weist eine dazu koaxiale Ausgangsscheibe auf, die eine der

Toroidlaufbahn der Eingangsscheibe entsprechende und dieser zugewandte Toroidlaufbahn aufweist, wobei diese beiden Toroidlaufbahnflächen Teile der Oberfläche eines gemeinsamen gedachten Torus bilden, Die Drehmomentübertragung von der Eingangsscheibe zur Ausgangsscheibe erfolgt mittels einer Gruppe von Reibrollen, die jeweils mit beiden Toroidlaufbahnen reibschlüssig zusammenwirken und so angeordnet sind, daß ihr Durchmesser etwa tangential zum Mittellinienkreis des Torus verläuft, und wobei die Drehachse jeder Rolle die gemeinsame Drehachse der beiden Scheiben schneidet. Durch Veränderung der Einstellung der Rollen derart, daß ihre Durchmesser zwar tangential zum Mittellinienkreis des Torus bleiben, aber der Schnittpunkt ihrer Drehachse mit der gemeinsamen Drehachse der beiden Scheiben sich entlang der Scheibendrehachse an eine andere Stelle verschiebt, wird das Verhältnis der Drehzahlen von Eingangsscheibe und Ausgangsscheibe und damit das übersetzungsverhältnis des Getriebes als ganzes verändert,

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Getriebe der eben erläuterten Gattung, das in zwei Betriebsbereichen arbeitet und bei welchem die Stellgruppe der Toroidlaufbahn-Reibrad-Bauart angehört. Dabei bezieht sich die Erfindung besonders auf ein derartiges Getriebe, bei welchem die Stellgruppe nicht "doppelseitig" ist, d.h. bei weichein nicht zwei Eingangsscheiben mit einer dazwischen angeordneten einzigen Ausgangsscheibe zusammenwirken, wie dies in der GB-PS 1 078 791 dargestellt ist, sondern bei welchem das Stellorgan vielmehr "einseitig" ist, also eine Ausgangsscheibe und nur eine einzige Eingangsscheibe aufweist, wie dies beispielsweise in der GB-A-21 22 289 dargestellt ist. Eine solche einseitige Stellgruppe hat gegenüber einer doppelseitigen Stellgrüppe natürlich den Vorteil, daß weniger Bauteile erforderlich sind, jedoch tritt hier in der Praxis das Problem auf _f daß sich die Aufnahme des notwendigen Axialschubes zum axialen Gegeneinanderdrücken

von Eingangsscheibe und Ausgangsscheibe schwierig gestaltet, um den notwendigen Reibschluß mit den Rollen herzustellen, damit diese das Drehmoment entsprechend von der Eingangsscheibe zur Ausgangsscheibe übertragen können. Bei einer einseitigen Reibrad-Stellgruppe wirkt die Kraftquelle zur Erzeugung dieses notwendigen Axialschubes gewöhnlich auf die Eingangsscheibe, während die Ausgangsscheibe mittels eines Drucklagers abgestützt ist, das seinerseits fest mit der Eingangswelle verbunden ist, über welche die Eingangsscheibe angetrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem derartigen Getriebe mit einem Drucklager die Getriebeanordnung zu vereinfachen»
15

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Anordnung gelöst.

Diese Lösung besteht grundsätzlich darin, daß ein umlaufendes Bauteil des Drucklagers gleichzeitig als ein Getriebeglied üer zweiten Hauptbaugruppe Anwendung findet und das Getriebe insgesamt vereinfacht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche,

Im ersten Betriebsbereich kann das umlaufende Drucklagerbauteil direkt mit den beiden parallel angeordneten, in einer Richtung wirkenden Gliedern verbunden sein und von diesen direkt auf den Ausgang des Getriebes wirken, so daß das Abtriebsglied mit der gleichen Drehzahl und im gleichen Drehsinn wie das umlaufende urucklagerbauteil umläuft.

Das Drucklager kann in einer Bauart mit einem am Ausgangsgiied der Stellgruppe befestigten Laufring, einem weiteren, am Eingangsglied der Stellgruppe befestigten Lauf-

ring und mit den beiden Laufringen zusammenwirkenden, dazwischen angeordneten Rollkörpern ausgeführt sein. Die Rollkörperanordnung bildet das bereits erwähnte umlaufende Drucklagerbauteil, und ihre Drehbewegung stellt die Resultierende der unterschiedlichen Drehbewegungen der beiden Laufringe dar.

Im zweiten Betriebsbereich kann der Getriebeausgang nur mit dem Ausgangsglied der Stellgruppe verbunden sein, und zwar über eine drehrichtungsumkehrende Getriebekette. Die Drehrichtungsumkehr kann mittels eines Planetengetriebes erreicht werden, wobei der Planetenradträger festgelegt ist und das Ausgangsglied der Stellgruppe und das Getriebeabtriebsglied mit dem Sonnenrad bzw. dem Ringrad des Planetengetriebes verbunden sind.

Die Rollkörperanordnung des Drucklagers kann in einem Käfig angeordnete Rollen aufweisen, die zwischen den beiden Laufringen umlaufen, wobei die Rollen derart in ihrem Käfig angeordnet sind, daß sie um Drehachsen umlaufen, welche die Getriebehauptachse, also die Drehachse der beiden Scheiben der Stellgruppe schneiden. Der Winkel, unter welchem sich die Achsen der Rollen und die Getriebehauptachse schneiden, braucht kein rechter Winkel zu sein.

In der Praxis kann dieser Winkel von einem rechten Winkel in einem Maße abweichen, das notwendig ist, um den von dem Getriebe jeweils verlangten Übersetzungsbereich erhalten zu können.

Insbesondere in dem Fall, daß die Rollenachsen und die Getriebehauptachse sich nicht rechtwinklig schneiden, kann der von dem Drucklager maximal aufnehmbare Schub dadurch vergrößert werden, daß die einzelnen Rollen nicht einteilig, sondern als zusammengesetzte Anordnung aus einer Gruppe von Teilrollen ausgeführt werden, die um eine gemeinsame Rollenachse umlaufen, die der Drehachse einer

entsprechenden einteiligen Rolle entspricht. Diese gemeinsame Rollenachse kann durch einen an einer der Teilrollen befestigten Achszapfen festgelegt werden, wobei dann die anderen Teilrollen jeweils rxngförmig ausgebildet und auf dem Achszapfen gelagert sind. Wenn der Käfig im Betrieb umläuft, tritt dann wegen der unterschiedlichen Umlaufbahnradien, auf welchen die einzelnen Teilrollen mit Bezug auf die Getriebehauptachse umlaufen, eine relative Drehbewegung zwischen den Teilrollen einer Teilrollengruppe auf, und der Axialspalt zwischen benachbarten Teilrollen kann geschmiert werden, beispielsweise mittels öl, das durch einen axial in dem gemeinsamen Achszapfen gebildeten Schmierölkanal zu der jeweiligen Teilrollengruppe zugeführt wird, um so die aufgrund der Relativdrehung auftretenden Energieverluste innerhalb kleiner Grenzen zu halten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig, 1 in schematischem Axialhalbschnitt

ein Getriebe nach der Erfindung,

Fig. 2 ebenfalls ira Axialhalbschnitt einen

Teil des Getriebes nach Fig. 1 in näheren Einzelheiten,

Fig. 3 eine schematisierte Teildarstellung

eines abgewandelten Drucklagers, und

Figο 4 im Axialhalbschnitt nochmals eine

abgewandelte Ausführungsforru eines Drucklagers „

Das dargestellte Getriebe der Toroidlaufbahn-Reibrad-Bauart weist ein feststehendes Gehäuse 1 und eine Stellbaugruppe 2 mit einer Eingangsscheibe 3 und einer Ausgangsscheibe 4 auf., zwischen welchen das Drehmoment durch Reibrollen 5 übertragen wird,.die jeweils um eine Rollenachse umlaufen und in einem Rollenträger 6a (in Fig. 2 in Umriß dargestellt) montiert sind_e Die Rollenachsen 6 schneiden stets die Getriebehauptachse 7, d.h. die gemeinsame Drehachse von Eingangsscheibe 3 und Ausgangsscheibe 4. Dies ist an sich bekannt und bildet keinen Teil der Erfindung. Die Lager zur Lagerung der Reibrollen 5 sind derart beweglich im Rollenträger 6a angeordnet, daß der Schnittwinkel zwischen der jeweiligen Rollenachse 6 und der Getriebehauptachse 7 veränderbar ist, um das Drehzahlübersetzungsverhältnis zwischen der von einer Eingangswelle 8 angetriebenen Eingangsscheibe 3 und der in entgegengesetzem Drehsinn umlaufenden Ausgangsscheibe 4 zu verändern.

Die Eingangsscheibe 3 ist durch eine Keilverzahnung mit der Eingangswelle 8 verbunden, wobei die Keilverzahnung eine gewisse axiale Verschiebung der Eingangsscheibe auf der Welle gestattet. Im Betrieb erzeugen eine Tellerfeder und ein (durch eine Druckquelle 12 erzeugter) Druckmitteldruck in einer zwischen dem Gehäuse 1 und der rückwärtigen Stirnfläche der Eingangsscheibe 3 gebildeten Kammer 13 einen Druck, der die Eingangsscheibe 3 axial gegen die Ausgangsscheibe 4 drängt, um eine Reaktionskraft zwischen den beiden Scheiben und den Reibrollen 5 zu erzeugen, die ausreichend groß ist, um das erforderliche Drehmoment zwischen den beiden Scheiben übertragen zu können. Die Ausgangsscheibe 4 ist um die Getriebehauptachse 7 drehbar angeordnet und bildet gleichzeitig ein Bauteil eines Drucklagers 14, Die rückwärtige Stirnfläche der Ausgangsscheibe 4 bildet den einen Laufring 15 dieses Drucklagers, und der andere Laufring 16 ist durch einen auf der Welle 8 befestigten Ringflansch 17 gebildet. Zwischen den beiden

Laufringen sind Lagerrollen 18 angeordnet, die jeweils um eine Rollenach.se 19 drehbar sind und von denen eine dargestellt ist. Diese Lagerrollen 18 sind mittels Lagern in einem Käfig 21 gelagert, der seinerseits mittels Lagern 22 auf der Welle 8 gelagert ist. Der Käfig 21 ist über eine zylindrische Konstruktion 23 (in Fig. 2 schematisch dargestellt) mit einem in einer Richtung wirkenden drehbaren Mitnehmerglied 24 und einem dazu parallel angeordneten Kupplungsteil 25 verbunden,, Das Mitnehrnerglied 24 kann als in einer Richtung wirkende Klemmkeil- oder Ratschenkupplung ausgebildet sein, die in Eingriff kommt, wenn die beiden Kupplungshälften sich in einer Drehrichtung relativ zueinander zu bewegen suchen. Hingegen kommt diese Kupplung außer Eingriff, wenn die Relativbewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgt. Das Kupplungsglied 25 kann beispielsweise eine hydraulisch betätigbare Zahnkupplung sein. Die beiden parallelen Glieder 24 und 25 sind beide mit einem gemeinsamen hülsenartigen Abtriebsteil 26 verbunden, das ein Zahnrad 27 trägt, welches das Abtriebsglied des Gesamtgetriebes bildet und über eine Kette 28 mit einem Endabtrxebszahnrad 29 verbunden ist.

Die Ausgangsscheibe 4 der Stellgruppe ist außerdem über eine weitere Antriebsverbindung mit dem Abtriebszahnrad 27 verbunden, dj.e eine Kupplung 30 und das Sonnenrad 31 eines Planetengetriebes 32 aufweist. Das Sonnenrad 31 ist auf einem im Gehäuse 1 montierten Lager 33 gelagert;, und die Planetenräder 34 des Planetengetriebes (von denen in Fig. 1 nur eines dargestellt ist) sind mit Bezug auf das Gehäuse 1 festgelegt. Das Ringrad 35 des Planetengetrlebes ist fest mit der Hülse 26 verbunden«

Es sei nun angenommen, daß die Reibrollen 5 sich in der in Fig. 1 mit Vollinien dargestellten Einstellung befinden und daß ein nur schematisch dargestellter Betriebsbereich-Umschal tmechanismus 40 (einer an sich bekannte-n Bauart)

die Kupplung 30 ausgerückt hält, aber die Ausgänge der beiden parallelen Glieder 24 und 25 mit dern Getriebeabtriebs zahnrad 27 verbunden hält. Das Getriebe arbeitet nun in seinen ersten Betriebsbereich, Die Reibrollen 5 bewirken, wie stets, daß die Ausgangsscheibe 4 in bezüglich der Eingangsscheibe entgegengesetzten Drehsinn angetrieben wird, und die dargestellte Einstellung der Reibrollen 5 ist derart, daß die Ausgangsscheibe 4 mit ihrer Maximaldrehzahl angetrieben wird, die höher als irgendeine gegebene Drehzahl der Eingangsscheibe 3 im entgegengesetzten Drehsinn ist. Infolgedessen ist eine Differenz zwischen den Drehbewegungen der Laufringe 15 und 16 sowohl hinsichtlich der Größe der Drehbewegung als auch hinsichtlich des Drehsinns gegeben. Das Mitnehmerglied 24 und das Kupplungsglied 25 sind nun so angeordnet, daß das Kupplungsglied eingereicht ist und ein überholen durch das Mitnehmerglied 24 gesperrt wird, so daß die Antriebsbewegung vom Käfig 21 über das das Kupplungsglied 25 auf das Abtriebsglied 27 übertragen wird, das mit seiner maximalen Rückwärtsdrehzahl umläuft,

Wird die Einstellung der Reibrollen 5 nun so verändert, daß sie sich der anderen Extremstellung nähert, die in den Fig. 1 und 2 mit 5a bezeichnet ist, wird eine Zwischenstellung 5b erreicht, in welcher die Neigungen der Rollenachsen 6 und 19 mit Bezug auf die Getriebehauptachse 7 entgegengesetzte Drehzahlübersetzungsverhältnisse ergeben, so daß die Laufringe 15 und 16 mit gleichen Drehzahlen in entgegengesetzten Richtungen umlaufen und daher der Käfig und das Abtriebszahnrad 2 7 sich in Stillstand befinden.

Das Getriebe befindet sich nunmehr in seiner Neutralstellung, die man als "Leerlaufstellung" bezeichnen kann« Nunmehr kann das' Kupplungsglied 25 ausgekuppelt v/erden. Wenn nun die Verstellung der Reibrollen in Richtung auf ihre Extremstellung 5a weiter fortgesetzt wird, nimmt die Drehzahl des Laufrings 15 gegenüber derjenigen des Laufrings 16 weiter ab_P so daß der Käfig 21 sich wieder mit zunehmender

Drehzahl, aber mit gegenüber seiner Drehbewegung vor dem Erreichen der Leerlaufsteilung entgegengesetztem Drehsinn dreht. Dies bringt automatisch das Mitnehmerglied 27 in Eingriff, so daß nunmehr das MitnehmergIied das Abtriebszahnrad 27 in der Vorwärtsdrehrichtung dreht.

Die Verstellung der Reibrollen 5 zwischen den Einstellungen 5b und 5a mit auf den ersten Betriebsbereich geschaltetem ümschaltmechanismus 40 führt daher zum Durchlaufen des Übersetzungsbereiches vom Leerlaufzustand durch die niedrigen Vorwärts-Übersetzungsverhältnisse hindurch. Die Einstellung 5a ist so gewählt, daß, wenn bei dieser Einstellung der Reibrollen 5 der Umschaltmechanismus 40 umschaltet, so daß die Kupplung 30 eingerückt und der Käfig 21 vom Abtriebsglied 27 getrennt wird, also vom ersten Betriebsbereich in den zweiten Betriebsbereich umgeschaltet wird, keine plötzliche Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Ausgangsscheibe 4 und dem Abtriebsglied 27 eintritt. Eine solche Umschaltung ist allgemein als Synchronumschaltung bekannt. Die Antriebsdrehbewegung wird nunmehr von der Ausgangsscheibe 4 über die Kupplung 30 und die drei Elemente (Sonnenrad 31, Planetenräder 34 und Ringrad 35) des Planetengetriebes auf das Getriebeabtriebsglied 27 übertragen. Die Elemente des Planetengetriebes sind so dimensioniert, daß sie nicht nur den gewünschten Übersetzungsbereich im zweiten Betriebsbereich ermöglichen, sondern auch eine Drehrichtungsumkehr zwischen der Ausgangsscheibe 4 und dem Abtriebszahnrad herbeiführen und damit bewirken, daß das Abtriebszahnrad weiter im Vorwärtsdrehsinn umläuft, wie dies auch im letzten Abschnitt des ersten Betriebsbereiches der Fall war. Wenn nun die Einstellung der Reibrollen 5 fortschreitend in Richtung auf ihre ursprüngliche Einstellung, wie sie in Fig₀ 1 in Vollinien angedeutet ist_p zurückverändert wird, steigt die Drehzahl der Ausgangsscheibe 4 und folglich auch des AbtriebsZahnrads 27 stetig an, bis das Abtriebszahnrad

mit seiner maximalen Vorwärtsdrehzahl umläuft, wobei in diesem Bereich das Mitnehmerglied 24 vom Abtriebsglied getrennt ist,

Gemäß der üblichen Lagerkonstruktion ist es erforderlich, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, daß die Laufflächen der Lagerrollen 18 in Querrichtung gewölbt, sind und daß die damit zusammenwirkenden Laufflächen der Laufringe 15 und 16 eine entsprechende Querwölbung haben. Wie Fig. 3 zeigt, könnte der Radius 42 dieser Laufflächen auch bewußt auf einen Wert unterhalb des in der Praxis der Lagerkonstruktionen üblichen Wertes verringert werden, um die Zentrierwirkung unter der Einwirkung der Axialkräfte zu verbessern und dadurch den auf die Rollen ausgeübten Zentrifugalkräften entgegenzuwirken. Der Rollenradius 43 der Lagerrollen sollte natürlich so gewählt werden, daß Lebensdauer, Betrieb mit eöasto-hydrodynamischer {Schmierung usw. optimiert werden. Beispielsweise können bei einem Getriebe der mit Bezug auf die Fig» 1 und 2 beschriebenen Art folgende Bemessungen Anwendung finden;

¹VmAX' ^d<h· ^das ürehzahlverhältnis von Ausgangsscheibe 4 zu Eingangsscheibe 3 ohne Berücksichtigung des Vorzeichens, wenn die Rollen 5 in ihrer in Fig» 1 in Vollinien gezeigten Extremstellung

stehen = 1,5

R,„ d.h. das Drehzahlverhältnis vom Zahnrad 29 zum Zahnrad 27 =2

E₂ , d,h„ die Drehzahluntersetzung durch das Planetengetriebe 32. =2

E.J, d.h. das Verhältnis zwischen den von der Hauptachse 7 aus gemessenen Radien der Lauf-

ringe 15 und 16 = 1,05

Dieses Radienverhältnis bestimmt daher die "Neigung" der Rollen 18 und ihrer Drehachsen 19„ Es ist klar, daß der "Leerlauf"-Zustand dann gegeben ist, wenn die Reibrollen 5 in einer Einstellung (iait 5b) bezeichnet) stehen, in der sie gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Drehzahlübersetzungen erzeugen, In der Praxis sind als Hauptfaktoren zur Wahl eines bestimmten Wertes von E- das Erreichen der richtigen Rückwärts- und schnellen Vorwärtsübersetzungen zu berücksichtigen.

R^₀, d.h. das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangsscheibe 3 und der Ausgangsscheibe 4 im "Leerlaufzustand" (ohne Berücksichtigung des Vorzeichens), wenn die Reibrollen 5 in der Stellung 5b stehen =0,95

R^ _γΛΙΓΗ, d„h. das Drehzahlverhältnis zwischen Eingangsscheibe 3 und Ausgangsscheibe 4 (ohne Berücksichtigung des Vorzeichens), wenn die Reibrollen 5 in der Stellung 5a stehen, so daß eine Synchronumschaltung stattfinden kann =0,49

Bei der in Fig. 4 dargestellten alternativen Konstruktion entspricht die Rollenbaugruppe 50 einer der Rollen 18 nach den Fig. 1 bis 3, und da die Drehachse 51 der Rollenbaugruppe 50 rechtwinklig zur Getriebehauptachse 7 verläuft, treten nun keine Zentrifugalwirkungen auf, die eine starke Querwölbung der Rollenlaufflächen und der entsprechenden Laufbahnflächen erfordern, wie dies in Ficj«, 3 bei 42 angedeutet ist. Die Laufflächen der Laufringe 52 und 53 sind daher eben, und die Rollen sind etwa zylindrisch, aber natürlich für die erforderliche elasto-hydrodynamische Schmierwirkung profiliert. Wenn die Rollenbaugruppen 50 jeweils nur eine einzige Rolle aufweisen wurden, hätte natürliche eine

wesentliche axiale Ausdehnung der Rollen entlang ihrer Drehachse 51 zur Folge„ daß ein exaktes Abrollen einer solchen Rolle auf den Laufringen 52 und 53 nur bei einem bestimmten Radius (bezogen auf die Getriebehauptachse 7) stattfinden könnte, während auf allen anderen Radien ein Schlupf und damit notwendigerweise Verschleiß-auftreten würde_o Dieses Problem ist bei der Anordnung nach Fig. 4 dadurch bewältigt, daß die Baugruppe 50 nicht als einteilige Rolle ausgebildet ist, sondern als gestapelte Gruppe von fünf Teilrollen 54 bis 58. Dabei stellt die Teilrolle 54 die Hauptrolle der Baugruppe dar und ist einteilig mit einem mittigen Achszapfen 59 ausgebildet, der in einem Lager 60 gelagert ist, das in einem die Nabe 61 des Rollenkäfigs 64 bildenden Bauteil angeordnet ist. Die Wabe 61 ist ihrerseits mittels eines Lagers 69 auf der Eingangswelle 3 gelagert. Die Teilrollen 55 bis 58 sind einfach ringförmig ausgebildet und ura den Achszapfen 59 drehbar, und das äußere Ende 6 2 des Achszapfens 59 ist in einem Lager 6 3 gelagert, das ebenfalls im Käfig 6 4 montiert ist„ Die grundsätzliche Lager- und Käfiganordnung entspricht den Lagern 20 und dem Käfig in Fig. 3. In der Welle 8, der Nabe 61 und dem Achszapfen sind Haupt- und Zweigölleitungen 6 5 bis 67 zur Zufuhr vom Schmiermittel zu den einzelnen Teilrollen der Baugruppe 50 und ihrer zugehörigen Lager aus einer in der Welle 8 gebildeten Schmiermittelzuleitung 68 vorgesehen. Im Betrieb kann jede der Teilrollen 54 bis 58 unabhängig von den anderen Teilrollen mit derjenigen Drehzahl umlaufen, die sich aufgrund ihrer radialen Position bezüglich der Getriebehauptachse 7 zwischen den Laufringen 52 und 53 ergibt. Da die axiale Abmessung jeder einzelnen Teilrolle in Richtung ihrer Drehachse 51 nur klein ist, tritt nur minimaler Schlupf zwischen ihren Laufflächen und den damit zusammenwirkenden ebenen Laufbahnen der Laufringe auf und aufgrund der Zufuhr von Schmiermittel durch die Leitungen bis 67 werden dabei irgendwelche schädlichen Wirkungen

ausgeschlossen. Ein stabiles Umlaufverhalten wird dadurch erreicht, daß die Teilrollen 55 bis 58 mittels einer Tellerfeder 70 und einer Druckscheibe 71 schwach axial gegen die Hauptrolle 54 vorgespannt sind.

Λ*

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Stufenlos verstellbares Getriebe der Toroidlaufbahn-Reibrad-Bauart mit mindestens zwei Betriebsbereichen, wobei der Getriebeausgang während des Durchlaufens des ersten Betriebsbereiches eine Drehrichtungsumkehr erfährt, mit einer Drehzahl-Verstellhauptbaugruppe und einer Betriebsbereichumschalt-Hauptbaugruppe mit zwei den beiden Betriebsbereichen zugeordneten Antriebsketten sowie mit einem das Ausgangsglied der Drehzahlverstell-Hauptbaugruppe abstützenden Drucklager, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufendes Bauteil (21) des Drucklagers (15 bis 21) gleichzeitig als Getriebeglied der zweiten Hauptbaugruppe, dient und im ersten Betriebsbereich an der übertragung der Drehbewegung teilnimmt, und daß die zweite Ilauptbaugruppe in der dem ersten Betriebsbereich zugeordneten Antriebskette ein nur in einer Richtung wirkendes Mitnehmerglied (24) und ein dazu parallel angeordnetes Kupplungsglied (25) aufweist, derart, daß die Antriebsdrehbewegung wahrend desjenigen Teils des ersten Betriebsbereiches, in welchem der Getriebeausgang (27) in der einen Drehrichtung umläuft, automatisch über eines dieser beiden Glieder erfolgt und im übrigen Teil des ersten Betriebsbereiches, während welchem der Getriebeausgang in der Rückwärtsdrehrichtung umläuft, über das Kupplungsglied (25) Übertragen werden kann.

" λ

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerglied (24) und das Kupplungsglied (25) zueinander parallel angeordnet und sowohl mit dem umlaufenden Drucklagerteil (21) als auch mit dem Getriebeausgang (27) direkt verbunden sind, derart, daß der Getriebeausgang mit gleicher Drehzahl wie das umlaufende Drucklagerbauteil und im gleichen Drehsinn umläuft«

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucklager einen mit dem Ausgangsglied (4) der ersten Hauptbaugruppe umlaufenden Laufring (15) und einen mit dem Eingangsglied (3) der ersten Hauptbaugruppe umlaufenden Laufring (16) aufweist und das umlaufende Drucklagerbauteil (21) ein Rollenträger (21) ist, der mit den beiden Laufringen zusammenwirkende Rollen (18) trägt.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zweiten Betriebsbereich zugeordnete Antriebskette Mittel (30, 32) zur Verbindung des Ausgangsglieds (4) der ersten Hauptbaugruppe mit dem Getriebeausgang (27) über eine drehrichtungsumkehrende Getriebekette (32) aufweist.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die drehrichtungsumkehrende Getriebekette ein Planetengetriebe (32) aufweist, dessen Planetenradträger festgelegt ist und dessen Sonnenrad (31) und Ringrad (35)

mit dem Ausgangsglied (4) der ersten Hauptbaugruppe bzw. mit dem Getriebeausgang (27) verbunden ist, 30

6. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucklager in einem Käfig (21) angeordnete Rollen (18) aufweist, und daß die Drehachsen der Rollen die Getriebehauptachse (7) schräg schneiden.

7, Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucklager in einem Käfig (64) angeordnete Rollengruppen (50) aufweist, wobei jede Rollengruppe eine Anzahl von stapelartig angeordneten Teilrollen (54 bis 58) aufweist, die um eine gemeinsame, die Getriebehauptachse (7) schneidende Achse (51) umlaufen, wobei jede Teilrolle einen Anteil des Axialdrucks zwischen den beiden Laufringen (52, 53) überträgt und einen Anteil des Drehmoments auf den Käfig (64) überträgt.

8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Achse (51) der Rollengruppe (50) die Getriebehauptachse (7) rechtwinklig schneidet und daß die beiden Laufringe (51, 53) jeweils ebene Laufflächen haben,

^⁵ die in bezüglich der Getriebehauptachse radialen Ebenen liegen„