DE4240724C2 - Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe für ein Fahr­ zeug mit ständigem Vierradantrieb, bei dem eine Antriebskraft immer auf die vier Räder übertragen wird.

Ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt, und dieses wurde im Hinblick auf den Einsatz als ein Kraftfahrzeuggetriebe untersucht. Wie in dem offengelegten, japanischen Gebrauchsmuster No. 62-71465 angegeben ist, ist bei ei­ nem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe eine Eingangsscheibe 2 koaxial zu einer Eingangswelle 1 gelagert, und eine Abtriebsscheibe 4 ist fest mit einem Ende einer Ab­ triebswelle 3 verbunden. Zapfen 5, welche um eine Drehachse in eine Schwenkstellung arm angebracht, welcher auf einer inneren Fläche eines Gehäuses oder in einem Ge­ häuse angeordnet ist, in welchem das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe unterge­ bracht ist.

Die Zapfen 5 sind aus einem Metall hergestellt, welches eine ausreichende Steifigkeit hat und welche Schwenkachsen an gegenüberliegenden Enden haben. Leistungsüber­ tragungswälzkörper 7 sind drehbeweglich um verschiebbare Wellen 6 gelagert, welche an den Mittenteilen der Zapfen 5 angeordnet sind. Die Leistungsübertragungswälzkörper 7 sind zwischen der Eingangsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 4 gehalten.

Eine bogenförmige, konkave Eingangsfläche 2a und eine konkave Abtriebsfläche 4a sind um die Drehachse in den gegenüberliegenden Flächen an den axialen Enden der Eingangsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 4 ausgebildet. Die Umfangsflächen 7a der kugelförmigen, konvexen, angetriebenen Wälzkörper 7 liegen gegen die konkave Ein­ gangsfläche 2a und die konkave Abtriebsfläche 4a an.

Eine Andrückeinrichtung 8 der Beaufschlagungsnockenbauart ist zwischen der Ein­ gangswelle 1 und der Eingangsscheibe 2 vorgesehen, um die Eingangsscheibe 2 fe­ dernd nachgiebig auf die Abtriebsscheibe 4 zu drücken. Die Andrückeinrichtung 8 weist eine Nockenscheibe 9 auf, welche sich mit der Eingangswelle 1 dreht, und eine Mehr­ zahl von (beispielsweise vier) Wälzkörpern 11, welche mittels eines Halters 10 gehalten sind. Eine Nockenfläche 12, welche eine in Umfangsrichtung ungleichmäßige Oberflä­ che aufweist, ist auf einer Fläche (rechte Fläche in den Fig. 6 und 7) der Nocken­ scheibe 9 ausgebildet, und eine ähnliche Nockenfläche 13 ist auf einer äußeren Fläche (linke Fläche in den Fig. 6 und 7) der Eingangsscheibe 2 ausgebildet. Die Wälzkör­ per 11 sind um eine Achse drehbar, welche radial zu der Mitte der Eingangswelle 1 ge­ richtet ist.

Wenn die Nockenscheibe 9 in Drehung versetzt wird, wenn sich die Eingangswelle 1 dreht, werden die Wälzkörper 11 zu der äußeren Nockenfläche 13 der Eingangsscheibe 2 mit Hilfe der Nockenfläche 12 gedrückt. Als Folge hiervon wird die Eingangsscheibe 2 auf die Wälzkörper 7 gedrückt, und die Eingangsscheibe 2 dreht sich durch das Zu­ sammenarbeiten von zwei Nockenflächen 12 und 13 mit den Wälzkörpern 11. Die Dreh­ bewegung der Eingangsscheibe 2 wird auf die Abtriebsscheibe 4 über die Antriebswälz­ körper bzw. die Leistungsübertragungswälzkörper 7 übertragen, so dass die Abtriebs­ welle 3, welche fest mit der Abtriebsscheibe 4 verbunden ist, eine Drehbewegung aus­ führt.

Wenn die Drehgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen der Eingangswelle 1 und der Ab­ triebswelle 3 sich verändern, beispielsweise wenn eine Übersetzungsänderung zwi­ schen der Eingangswelle 1 und der Abtriebswelle 3 vorzunehmen ist, werden die Zapfen 5 um die Drehachse verdreht, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, um die verschwenkbaren Wellen 6 unter einem Neigungswinkel derart anzuordnen, dass die Umfangsflächen 7a der Leistungsübertragungswälzkörper 7 gegen ein Mittelteil der eingangsseitigen, kon­ kaven Fläche 2a und einem äußeren Teil der abtriebsseitigen, konkaven Fläche 4a je­ weils zur Anlage kommen. Wenn eine Übersetzungsveränderung ins Schnelle vorzu­ nehmen ist, werden die Zapfen 5 nach Fig. 7 derart verdreht bzw. verschwenkt, dass die verschiebbaren Wellen 6 in geneigter Anordnung derart vorgesehen sind, dass die Umfangsflächen 7a der Leistungsübertragungswälzkörper 7 gegen den äußeren Teil der eingangsseitigen, konkaven Fläche 2a und das Mittelteil der abtriebsseitigen, konkaven Fläche 4a anliegen. Wenn die Neigungswinkel der verschwenkbaren Wellen 6 in einer Zwischenlage zwischen den Fig. 6 und 7 gewählt sind, erhält man ein Zwischen­ übersetzungsverhältnis von Eingangswelle 1 und Abtriebswelle 3.

Die offengelegte, japanische Gebrauchsmusteranmeldung No. 63-60751 und die offen­ gelegte japanische Patentanmeldung No. 2-163549 beschreiben eine parallele (Tan­ dem-)Anordnung von zwei stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben nach den Fig. 6 und 7 bezüglich der Übertragungsrichtung für die Leistung.

Fig. 8 zeigt eine Konstruktion, welche in der offengelegten japanischen Gebrauchs­ musteranmeldung No. 63-60751 angegeben ist. Die auf eine Eingangswelle 1 wirkende Drehkraft wird auf zwei Abtriebsscheiben 4 von zwei Eingangsscheiben 2 übertragen, welche um die Eingangswelle 1 über Leistungsübertragungswälzkörper 7 gelagert sind. Die Abtriebsscheiben 4 sind um die Eingangswelle 1 drehbar gelagert.

Die Drehkräfte von den beiden Abtriebsscheiben 4 werden auf eine scheibenähnliche Nockenplatte bzw. Nockenscheibe 14 über Wälzkörper 11 übertragen. Die auf die No­ ckenscheibe 14 übertragene Drehkraft wird auf eine Abtriebswelle 3 über Zahnräder 15 übertragen, welche in Kämmeingriff mit Zähnen sind, die auf einem äußeren Umfang der Nockenscheibe 14 ausgebildet sind, sowie über Übertragungswellen 16, deren Enden fest mit den Zahnrädern 15 verbunden sind, Zahnräder 17, die fest mit den anderen En­ den der Übertragungswellen 16 verbunden sind, und einem Zahnrad 18, welches in Kämmeingriff mit den Zahnrädern 17 ist, übertragen.

Bei dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau wird nach Fig. 9a die Drehkraft der Eingangswelle 1, welche von der Brenn­ kraftmaschine 20 angetrieben wird, auf die beiden parallelen, stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe 21 übertragen, und deren Abtriebsleistung wird über die Abtriebswelle 3 abgegeben.

Wenn ein derartiges Toroidgetriebe als ein Getriebe für eine Einrichtung mit Vierradan­ trieb eingesetzt wird, bei der die Antriebskraft auf eine einzige Abtriebswelle 3 konzent­ riert wird, muss diese auf die beiden Vorderräder und die beiden Hinterräder verteilt werden. Das wiederholte Konzentrieren und Verteilen der Drehantriebskräfte führt zu einer komplizierten Auslegung und die Leistungsübertragungsverluste infolge der Rei­ bung nehmen zu.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde vorgeschlagen, wie dies in Fig. 9B ge­ zeigt ist, dass die Abtriebsleistung von den beiden Toroidgetrieben 21 über zwei Ab­ triebswellen 3a und 3b abgenommen wird und dass die Vorderräder durch die Abtriebs­ welle 3a und die Hinterräder durch die andere Abtriebswelle 3b angetrieben werden.

Wenn jedoch zwei stufenlos verstellbare Toroidgetriebe nach den Fig. 6 und 7 pa­ rallel angeordnet sind, ist eine Anzahl von Lagern zur drehbaren Lagerung der Elemente erforderlich, und die Konstruktion wird daher kompliziert. Auch wird der Leistungsüber­ tragungsverlust größer.

Aus der WO 91/08405 A1 ist ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe mit den Merkma­ len des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt. Es weist eine Eingangswelle und wenigstens ein Paar von Antriebsscheiben und wenigstens ein Paar von Abtriebsschei­ ben auf. Die Antriebsscheiben sind mit der Eingangswelle drehfest verbunden und wei­ sen konkav gekrümmte Eingangsebenen auf. Die Abtriebsscheiben haben ebenfalls konkav gekrümmte Abtriebsebenen. Zwischen diesen verschiedenen Ebenen sind eine Anzahl von Wälzkörpern drehbar gelagert. Allerdings ist nichts über eine unabhängige Weiterleitung der Drehbewegungen der Abtriebsscheiben entnehmbar.

EP 0 306 272 A1 zeigt ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe mit Eingangswelle und Abtriebswelle und dazwischen angeordneten Wandlern. Die Wandler sind durch Ein­ gangsscheiben und Abtriebsscheiben mit einer Anzahl von Wälzkörpern dazwischen gebildet. Die Eingangsscheiben werden durch eine Welle angetrieben. Die Abtriebs­ scheiben sind durch Lager drehbar gelagert und weiterhin mit Planetengetriebesätzen verbunden.

JP 2-163553 A zeigt ein weiteres stufenlos verstellbares Toroidgetriebe, das insbeson­ dere für einen Vierradantrieb verwendbar ist. Es wird anscheinend eine Eingangswelle verwendet, mit der ein Paar von Eingangsscheiben drehfest verbunden ist. Weiterhin werden ebenfalls Abtriebsscheiben offenbart, die mit einer ersten beziehungsweise zweiten Welle verbunden sind.

Die Erfindung zielt darauf ab, ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe bereitzustellen, welches eine große Übertragungsleistung und kleine Leistungsübertragungsverluste bei einer unabhängigen Leistungsübertragung auf Vorder- und Hinterräder eines Allradfahr­ zeugs ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe nach der Erfindung ist der Vorgang zur Veränderung des Übertragungsverhältnisses zwischen der Eingangswelle und der Ab­ triebseinrichtung gleich wie bei dem üblichen, zuvor beschriebenen Toroidgetriebe.

Da bei dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe nach der Erfindung die Drehbewe­ gung, die von dem Paar von Eingangsscheiben auf das Paar von Abtriebsscheiben ü­ bertragen wird, unabhängig abgenommen wird, kann der Neigungswinkel einer verschwenkbaren Welle sich von dem Neigungswinkel der anderen verschwenkbaren Welle unterscheiden, wenn die Vorderräder durch die über eine Abtriebsscheibe abge­ nommene Drehbewegung angetrieben werden, die von der anderen Abtriebsscheibe abgenommen wird. Somit lässt sich das Fahrzeug mit Vierradantrieb antreiben, während eine Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Vorderräder und der Hinterrä­ der vorhanden ist, wenn eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs verändert werden soll, so dass hierfür ein Abgleich geschaffen werden kann.

Da nur eine Eingangswelle eingesetzt wird, ist die Anzahl von Lagern, die zur drehbaren Lagerung der Elemente erforderlich sind, kleiner als in dem Fall, wenn zwei stufenlos verstellbare Toroidgetriebe in parallel geschalteter Anordnung vorgesehen sind. Auch ist der Leistungsübertragungsverlust geringer.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach­ stehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer speziellen Konstruktion,

Fig. 3 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zusammenhangs zwischen einem Vorderrad-Lenkwinkel und einer Verschiebung einer Welle,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Teils IV von Fig. 2, um eine Ausführungs­ variante einer Abtriebswellen-Lagereinheit zu verdeutlichen,

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungs­ form nach der Erfindung,

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Grundkonstruktion eines stufenlos . verstellbaren Toroidgetriebes im Zustand einer maximalen Übersetzung ins Langsame,

Fig. 7 eine ähnliche Seitenansicht der Auslegung nach Fig. 6 in einem Zustand mit maximaler Übersetzung ins Schnelle,

Fig. 8 eine Schnittansicht einer üblichen Konstruktion, und

Fig. 9A und 9B Beispiele zum Einbau des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes in ein Fahrzeug mit Vierradantrieb.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung. Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht, und Fig. 2 ist eine Schnittansicht zur Ver­ deutlichung einer speziellen Auslegungsform. Gleich oder ähnliche Teile in diesen Figu­ ren sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Ein Paar von Eingangsscheiben 23a und 23b ist drehbeweglich an gegenüber liegenden Umfangsenden einer Eingangswelle 22 gelagert. Die Ebenen der Eingangsscheiben 23a und 23b, die axial einander zugewandt sind, bilden eingangsseitige, konkave Flächen 24a und 24b, welche einen bogenförmigen bzw. gekrümmten Querschnitt haben.

Ein Paar von hohlen Abtriebswellen 25a und 25b ist drehbeweglich bezüglich der Ein­ gangswelle 22 an Zwischenabschnitten der Eingangswelle 22 gelagert. Die Abtriebs­ scheiben 26a und 26b sind fest mit den äußeren Enden der Abtriebswellen 25a und 25b verbunden. Die Flächen der Abtriebsscheiben 26a und 26b, welche axial den eingangs­ seitigen, konkaven Flächen 24a und 24b zugewandt sind, bilden abtriebsseitige, konka­ ve Flächen 27a und 27b, welche im Querschnitt bogenförmig bzw. gekrümmt ausgebil­ det sind wie die eingangsseitigen, konkaven Flächen 24a und 24b.

Eine Mehrzahl von Zapfen bzw. Drehlagern 28a, welche um eine Drehachse in eine Schwenkstellung relativ zu der Eingangswelle 22 schwenkbar sind, ist zwischen einer Eingangsscheibe 23a und einer Abtriebsscheibe 26a vorgesehen, und eine Mehrzahl von Zapfen bzw. Drehlagern 28b, welche um eine Drehachse in eine Schwenkstellung relativ zur Eingangswelle 22 schwenkbar sind, ist zwischen der anderen Eingangsschei­ be 23b und der Abtriebsscheibe 26b vorgesehen.

Angetriebene bzw. Leistungsübertragungswälzkörper 30a und 30b sind mit Hilfe von verschiebbaren Wellen 29a und 29b drehbar gelagert, welche fest mit den Ebenen ver­ bunden sind, die den Eingangswellen 22 an den Abschnitten der Zapfen 28a und 28b zugewandt sind. Die Umfangsflächen der Leistungsübertragungswälzkörper 30a und 30b bilden sphärische, konvexe Flächen, welche im Wesentlichen gleiche Krümmungs­ radien wie die eingangsseitigen, konkaven Flächen 24a und 24b und die abtriebsseiti­ gen, konkaven Flächen 27a und 27b jeweils haben. Die Leistungsübertragungswälzkör­ per 30a und 30b sind zwischen den Eingangsscheiben 23a und 23b und den Abtriebs­ scheiben 26a und 26b derart gehalten, dass die Abtriebsscheiben 26a und 26b eine Drehbewegung ausführen, wenn die Eingangsscheiben 23a und 23b sich jeweils dre­ hen.

Zahnräder 31a und 31b, die an einem äußeren Umfang von Zwischenabschnitten der Abtriebswellen 25a und 25b befestigt sind, und Zahnräder 33a und 33b, welche an ei­ nem Paar von Übertragungswellen 32a und 32b befestigt sind, sind in Eingriff, um eine Abtriebseinrichtung zum unabhängigen Abnehmen der Drehbewegungen der beiden Abtriebsscheiben 26a und 26b zu bilden.

Die Drehbewegung einer der Übertragungswelle 32a des Paars von Übertragungswellen 32a und 32b wird aus einem Getriebegehäuse 38 heraus zum Antrieb der Vorderräder (oder Hinterräder) über ein Differentialgetriebe eingesetzt, während die Drehbewegung der anderen Übertragungswelle 32b auf eine Abnahmewelle 37 über Zahnräder 34, 35 und 36 übertragen wird und über das Getriebegehäuse 38 mittels einer Abnahmewelle 37 abgegeben wird. Hiermit werden die Hinterräder (oder Vorderräder) über Differential­ getriebeeinrichtungen angetrieben.

Die Arbeitsweise bei der Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der einzi­ gen Eingangswelle 22 und den beiden Übertragungswellen 32a und 32b, welche die Abtriebseinrichtungen bei dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe nach der Erfin­ dung bilden, ist gleich wie bei dem üblichen und zuvor beschriebenen Toroidgetriebe.

Insbesondere lässt sich das Geschwindigkeits- bzw. Drehzahlübersetzungs- bzw. Un­ tersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 22 und einer Übertragungswelle 32a dadurch verändern, dass die Leistungsübertragungswälzkörper 30a, welcher von einem Zapfen 28a gelagert wird, verschwenkt werden, und das Übersetzungsverhältnis zwi­ schen der Eingangswelle 22 und der anderen Übertragungswelle 32b lässt sich dadurch verändern, dass die Leistungsübertragungswälzkörper 30b verschwenkt werden, welche mittels des anderen Zapfen 28b gelagert werden.

Bei dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe nach der Erfindung werden die Drehbe­ wegungen, die auf das Paar von Abtriebsscheiben 26a und 26b von dem Paar von Ein­ gangsscheiben 23a und 23b übertragen werden, die fest mit der einzigen Eingangswelle 22 verbunden sind, unabhängig ausgetragen, und die Vorderräder werden durch die über eine Abtriebsscheibe 26a abgenommene Drehbewegung und die Übertragungs­ welle 32a angetrieben, während die Hinterräder durch die über die andere Abtriebs­ scheibe 26b abgenommene Drehbewegung und die Übertragungswelle 32b angetrieben werden.

Auf diese Weise wird das Fahrzeug mit Vierradantrieb angetrieben.

Bei einem derartigen Antrieb für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb kann der Neigungswin­ kel der verschwenkbaren Welle 29a, welche an einem Zapfen 28a angebracht ist, und der Neigungswinkel der verschwenkbaren Welle 29b, welche an dem anderen Zapfen 28b angebracht ist, sich voneinander unterscheiden, so dass das Fahrzeug mit Vierrad­ antrieb angetrieben werden kann, währenddem eine Differenz zwischen den Drehge­ schwindigkeiten der Vorderräder und der Hinterräder vorhanden ist, wenn das Fahrzeug seine Fahrtrichtung ändert, so dass hierfür ein Ausgleich geschaffen wird.

Wenn insbesondere die Fahrtrichtung des Fahrzeugs geändert werden soll, ist die Drehgeschwindigkeit des relativ zur Kurvenrichtung innen liegenden Rades kleiner als jene des außen liegendes Rades, und die Drehgeschwindigkeit der Hinterräder ist klei­ ner als jene der Vorderräder. Die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten der äußeren Räder und der inneren Räder kann durch Differentialgetriebeeinrichtungen ausgeglichen werden; um aber die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Vorderräder und der Hinterräder auszugleichen, wurde bei dem üblichen Fahrzeug mit Vierradantrieb eine Differentialeinrichtung eingesetzt, welche als ein Mitteldifferential bezeichnet wird, oder es wurde eine Viskofluidkupplung zusätzlich zu einem Getriebe andererseits vorgesehen. Wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe nach der Er­ findung eingesetzt wird, lässt sich die Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten allein durch das Getriebe abgleichen.

Wenn, wie in Fig. 3 gezeigt ist, ein Lenkwinkel an den Vorderrädern sich wie mit einer durchgezogenen Linie a verdeutlicht, verändert, wird der Neigungswinkel des einen Leistungsübertragungswälzkörpers 30a zur Übertragung der Drehkraft von der Brenn­ kraftmaschine auf die Vorderräder geringfügig im Vergleich zu dem Direktantrieb ver­ kleinert, welcher mit einer gebrochenen Linie b in Fig. 3 verdeutlicht ist. Hierdurch wird die Drehgeschwindigkeit der Vorderräder etwas höher als jene bei Geradeausfahrt ge­ macht. Der Neigungswinkel des anderen Leistungsübertragungswälzkörpers 30b zur Übertragung der Drehkraft der Brennkraftmaschine auf die Hinterräder wird geringfügig im Vergleich zu der Geradeausfahrt vergrößert, wie dies mit einer gebrochenen Linie c verdeutlicht ist, um die Drehgeschwindigkeit der Hinterräder etwas kleiner als jene bei der Geradeausfahrt zu machen.

Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise kann dadurch erzielt werden, dass zwei stu­ fenlos verstellbare Toroidgetriebe parallel vorgesehen werden, wie dies in den Fig. 6 und 7 verdeutlicht ist. In diesem Fall sind aber zwei Eingangswellen 1 erforderlich. Da­ her ist die Anzahl der erforderlichen Lager größer, die Konstruktion ist kompliziert und der Leistungsübertragungsverlust nimmt zu. Da bei dem stufenlos verstellbaren Toroid­ getriebe nach der Erfindung die Eingangswelle 22 nur einmal vorgesehen ist, ist die An­ zahl von Lagern, die zur drehbeweglichen Lagerung der Elemente einschließlich der Eingangswelle 22 erforderlich sind, kleiner und ein Leistungsübertragungsverlust lässt sich beträchtlich reduzieren.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante der Lagerung zum drehbeweglichen Lagern des Paars von Abtriebswellen 25a und 25b. Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Kon­ struktion sind unabhängige Schrägkugellager 39 Rückseite an Rückseite kombiniert, um eine Scheibe 43 (siehe Fig. 2, welche aber in Fig. 1 weggelassen ist) zwischen den Enden der äußeren Ringe 42 zu halten, so dass sowohl axiale als auch radiale Belas­ tungen aufgenommen werden, die an den Abtriebswellen 25a und 25b wirken. Bei der in Fig. 4 gezeigten Konstruktion wird ein Satz von Schrägkugellagern von einem äußeren Ring 40 und zwei inneren Ringen 41 gebildet. Der äußere Ring 40 ist im Inneren pas­ send in das Getriebegehäuse 38 (Fig. 2) eingesetzt, und die inneren Ringe 41 passen extern zu den Enden der Abtriebswellen 25a und 25b.

Wie auch immer das Paar von Abtriebswellen 25a und 25b ausgelegt und gelagert ist, werden die Axialbelastungen, die von den Leistungsübertragungswälzkörpern 30a und 30b auf die Abtriebsscheiben 26a und 26b beim Arbeiten des Getriebes wirken, durch die Schrägkugellager aufgenommen und nicht zu anderen Bereichen übertragen. Da­ her ist es nicht erforderlich, dass die Steifigkeit der Teile, welche die axialen Belastungen aufnehmen, die an den Abtriebsscheiben 26a und 26b anliegen, sehr hoch ist, wodurch sich das Gesamtgewicht der Vorrichtung reduzieren lässt.

Fig. 5 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung. Bei der ers­ ten bevorzugten Ausführungsform ist das Paar von Eingangsscheiben 23a und 23b fest mit den gegenüberliegenden Enden der Eingangswelle 22 verbunden, und das Paar von Abtriebswellen 25a und 25b und die Abtriebsscheiben 26a und 26b sind über den Zwi­ schenbereich der Eingangswelle 22 drehbeweglich gelagert. Bei der vorliegenden be­ vorzugten Ausführungsform ist das Paar von Eingangsscheiben 23a und 23b fest mit dem Zwischenbereich der Eingangswelle 22 verbunden, und das Paar von Abtriebswel­ len 25a und 25b und die Abtriebsscheiben 26a und 26b sind an den gegenüberliegen­ den Enden der Eingangswelle 22 drehbar gelagert.

Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform werden die Axialbelastungen, wel­ che von den Abtriebsscheiben 26a und 26b auf das Paar von Ausgangswellen 25a und 25b einwirken, auf die einzige Eingangswelle 22 über ein Paar von Lagern 44 aufge­ nommen, welche zwischen den Abtriebswellen 25a und 25b und der Eingangswelle 22 vorgesehen sind. Diese Lager nehmen die Belastungen auf. Die weiteren Konstrukti­ onseinzelheiten und die Arbeitsweise sind gleich wie bei der ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsform, und gleiche oder ähnliche Teile sind mit denselben Bezugszeichen verse­ hen. Eine nähere Erläuterung kann aus Übersichtlichkeitsgründen daher entfallen.

Bei einem Fahrzeug mit einem ständigen Vierradantrieb kann eine sogenannte Differen­ tialsperre zur Verknüpfung der Vorderräder und der Hinterräder vorgesehen sein, um das Fahrzeug aus dem Schlamm herauszubewegen oder ihn auf einer verschneiten Straße eine Antriebsmöglichkeit zu verschaffen. Bei dem stufenlos verstellbaren Toroid­ getriebe nach der Erfindung kann man diese Differentialsperrfunktion dadurch erhalten, dass man eine Kupplung vorsieht, welche über einen externen Befehl eingerückt und ausgerückt wird. Diese Kupplung ist zwischen den Enden des Paars von Übertragungs­ wellen 32a und 32b vorgesehen (bei A in Fig. 1).

Die Abtriebseinrichtung zum unabhängigen Abnehmen der Drehkräfte der Abtriebswel­ len 25a und 25b kann eine Zahnradgetriebeübertragungseinrichtung sein, wie dies in der Zeichnung verdeutlicht ist, oder es kann sich um eine andere Getriebeeinrichtung, wie einen Zahnriementrieb oder einen Kettentrieb handeln. Wenn das stufenlos verstell­ bare Toroidgetriebe nach der Erfindung als eine Gangschalteinrichtung eines Fahrzeugs mit einer vorne liegenden Brennkraftmaschine und einem Vorderradantrieb eingesetzt wird, kann das Differentialgetriebe entfallen.

Bei dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe nach der Erfindung lässt sich ein Fahr­ zeug mit einem ständigen Vierradantrieb und ein Fahrzeug mit einer vorne liegenden Brennkraftmaschine und einem Vorderradantrieb gleichmäßig antreiben, ohne dass man komplizierte Einrichtungen, wie ein Mitteldifferential oder Differentialgetriebe benötigt, und daher lassen sich Leistungsübertragungsverluste beträchtlich senken. Somit erhält man ein Fahrzeug mit ständigem Vierradantrieb oder ein Fahrzeug mit einer vorne lie­ genden Brennkraftmaschine und einem Vorderradantrieb mit einem hohen Leistungs­ vermögen in Verbindung mit geringen Herstellungskosten.

Claims (4)

1. Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb mit:
einer Eingangswelle (22);
einem Paar von Eingangsscheiben (23a, 23b), welche drehfest mit der Eingangs­ welle (22) verbunden sind und von denen jede eine im Querschnitt konkav ge­ krümmte Eingangsfläche (24a, 24b) an einem axialen Ende aufweist;
einem Paar von Abtriebsscheiben (26a, 26b), welche jeweils eine im Querschnitt konkav gekrümmte Fläche (27a, 27b) an einem axialen Ende aufweisen und welche drehbar um die Eingangswelle angeordnet sind, wobei die konkav gekrümmten Flä­ chen (27a, 27b) der Abtriebsscheiben den konkav gekrümmten Flächen (24a, 24b) der Antriebsscheiben zugewandt sind;
einer Mehrzahl von ersten Zapfen (28a), welche in Axialrichtung der Eingangswelle (22) zwischen einer der Eingangsscheiben (23a, 23b) und einer der Abtriebsscheiben (26a, 26b) und relativ zur Eingangswelle (22) verschwenkbar angeordnet sind;
einer Mehrzahl von zweiten Zapfen (28b), welche in Axialrichtung der Eingangswelle (22) zwischen jeweils der anderen Eingangsscheibe (23a, 23b) und der anderen Ab­ triebsscheibe (26a, 26b) und relativ zur Eingangswelle (22) verschwenkbar angeord­ net sind;
einer Mehrzahl von Leistungsübertragungswälzkörpern (30a, 30b), welche jeweils sphärisch konvexe Umfänge haben und durch verschwenkbare Wellen (29a, 29b) drehbeweglich gelagert sind, welche Wellen durch erste und zweite Drehlager (28a, 28b) gelagert sind und zwischen jeweils einer der Eingangsscheiben (23a, 23b) und der Abtriebsscheiben (26a, 26b) gehalten sind, und
Abtriebseinrichtungen (32a, 32b) zur unabhängigen Abnahme der Drehbewegungen der beiden Abtriebsscheiben (26a, 26b),
dadurch gekennzeichnet,
dass Vorderräder durch eine der Abtriebsscheiben (26a, 26b) und Hinterräder durch die andere der Abtriebsscheiben (26a, 26b) drehbar sind, wobei Drehgeschwindig­ keiten der Räder unabhängig voneinander steuerbar sind.

2. Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Eingangsscheiben (23a, 23b) jeweils eine Andrückeinrichtung zugeordnet ist, die zwischen der jeweiligen Eingangsscheibe (23a, 23b) und der Ein­ gangswelle (22) angeordnet ist, wobei jede der Andrückeinrichtungen die Eingangs­ scheibe (23a, 23b), der sie zugeordnet ist, in Richtung der jeweils zugewandten Ab­ triebsscheibe (26a, 26b) drückt.

3. Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebseinrichtung (32a, 32b) wenigstens zwei Zahnräder (31a, 31b) auf­ weist, wobei mit jedem dieser Zahnräder eine der Abtriebsscheiben (26a, 26b) ver­ bunden ist, und die Zahnräder (31a, 31b) durch entsprechende Lager (39) in einem Teil eines Getriebegehäuses (38), welches zwischen den Abtriebsscheiben (26a, 26b) angeordnet ist, unabhängig voneinander drehbar gelagert sind.

4. Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Enden des Paars von Abtriebseinrichtung (32a, 32b) eine Kupp­ lung (A) als Differentialsperre vorgesehen ist.