DE4321476C2 - Stufenloses Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben - Google Patents
Stufenloses Reibrollengetriebe mit toroidförmigen ReibscheibenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein stufenlos verstellbares
Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben nach Maßgabe des
Oberbegriffs von Anspruch 1, welches
beispielsweise als Getriebe für Kraftfahrzeuge verwendet wird.
Ein derartiges Getriebe ist aus der JP-U-3-2041 bekannt, das weiter
unten erläutert ist.
Es ist bereits bekannt, stufenlose Reibrollengetriebe mit
toroidförmigen Reibscheiben wie in Fig. 2 und 3 dargestellt,
als Getriebe für Kraftfahrzeuge zu verwenden. Bei einem
derartigen stufenlos einstellbaren Reibrollengetrieben mit
toroidförmigen Reibscheiben, wie es beispielsweise in der
japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 62-71465
offenbart ist, ist eine Antriebsscheibe 2 konzentrisch auf
einer Antriebswelle 1 abgestützt, und eine Abtriebsscheibe 4
ist an dem Ende einer Abtriebswelle 3 befestigt. Ein Gehäuse
umschließt das stufenlose Reibrollengetriebe mit toroidförmigen
Reibscheiben. Eine Stützhalterung ist auf der Innenfläche des
Gehäuses oder im Inneren des Gehäuses vorgesehen. Die
Stützhalterung ist mit Drehzapfen 5, 5 versehen, welche jeweils
um ein Gelenk schwenkbar sind und so relativ zu der
Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 3 schwenkbar und mit
diesen zusammenwirkend angeordnet sind.
Jeder der Drehzapfen 5, 5 ist aus Metall hergestellt und weist
eine ausreichend hohe Steifigkeit auf. Die Gelenke sind auf der
Außenfläche beider Enden davon angeordnet.
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 sind drehbar auf dem
Außenumfang von Verlagerungswellen 6, 6 gelagert, welche im
Mittelteil der jeweiligen Drehzapfen 5 vorgesehen sind. Jede
der Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 ist zwischen der
Antriebs- und Abtriebsscheibe 2, 4 angeordnet.
Die Innenflächen 2a, 4a der Antriebs- bzw. Abtriebsscheibe 2
bzw. 4 sind einander gegenüberliegend und einander zugewandt
angeordnet und kugelkalottenförmig konkav gestaltet, wobei die
Gelenke zentrisch angeordnet sind. Die Außenumfangsflächen 7a,
7a der Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 sind kugelförmig
konvex gestaltet und befinden sich mit den Innenflächen 2a, 4a
in Kontakt.
Eine Mitnehmer-Anpreßeinheit 8 ist zwischen der Antriebswelle 1
und der Antriebsscheibe 2 angeordnet. Die Mitnehmer-
Anpreßeinheit 8 drückt die Antriebsscheibe 2 elastisch gegen
die Abtriebsscheibe 4. Die Mitnehmer-Anpreßeinheit 8 setzt sich
zusammen aus einer Mitnehmerscheibe 9, welche zusammen mit der
Antriebswelle 1 rotiert, und einer Mehrzahl von Rollen 11, 11
(beispielsweise vier), welche in einem Käfig 10 gehalten
werden. Eine Mitnehmerfläche 12, welche in Außenumfangsrichtung
konkav und konvex ausgestaltet ist, ist auf einer Fläche der
Mitnehmerscheibe 9 ausgebildet (die rechte Fläche in Fig. 2 und
3). Darüber hinaus ist eine ähnliche Mitnehmerfläche 13 auf
einer Außenfläche der Antriebsscheibe 2 ausgebildet (die linke
Fläche gemäß Fig. 2 und 3). Weiter sind eine Mehrzahl von
Rollen 11, 11 um ihre relativ zu der Antriebswelle 1 radial
verlaufende Achsen drehbar, wobei die Antriebswelle 1 zentrisch
angeordnet ist.
Aufgrund der Drehung der Antriebswelle 1, welche einen Teil des
oben beschriebenen, stufenlosen Reibrollengetriebes mit
toroidförmigen Reibscheiben bildet, dreht sich auch die
Mitnehmerscheibe 9. Dann preßt eine Mitnehmerfläche 12 eine
Mehrzahl von Rollen 11, 11 gegen eine Mitnehmerfläche 13,
welche auf der Außenfläche der Antriebsscheibe 2 geformt ist.
Im Ergebnis wird die Antriebsscheibe 2 gegen die Mehrzahl von
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 gepreßt. Gleichzeitig
rotiert die Antriebsscheibe 2, wenn das Paar von
Mitnehmerflächen 12, 13 in Eingriff mit der Mehrzahl von Rollen
11, 11 gelangt. Dann wird die Drehbewegung der Antriebsscheibe
2 auf die Abtriebsscheibe 4 mittels der Mehrzahl von
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 übertragen. Die
Abtriebswelle 3 ist an dieser Abtriebsscheibe 4 befestigt und
wird dadurch gedreht.
Für den Fall, daß das Drehzahl-Übersetzungsverhältnis zwischen
der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 3 geändert werden
soll, wenn eine erste Untersetzung zwischen der Antriebswelle 1
und der Abtriebswelle 3 wie in Fig. 2 gezeigt verwirklicht
werden soll, werden die Drehzapfen 5, 5 um die Gelenke
geschwenkt. Die Verlagerungswellen 6, 6 werden derart
geschwenkt, daß die Umfangsflächen 7a, 7a der
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 in Kontakt mit einem
näher im Bereich der Mitte liegenden Teil der Innenfläche 2a
der Antriebsscheibe 2 gebracht werden, während die
Leistungsübertragungs-Reibrollen gleichzeitig mit der
Innenfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 in einen Bereich gebracht
werden, der näher am Außenumfang liegt.
Wenn umgekehrt eine Übersetzung erfolgen soll, werden die
Drehzapfen 5, 5 wie in Fig. 3 gezeigt geschwenkt. Die
Verlagerungswellen 6, 6 werden derart geschwenkt, daß die
Umfangsflächen 7a, 7a der Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7
in Kontakt mit einem näher beim Außenumfang der Innenfläche 2a
der Antriebsscheibe 2 liegenden Bereich gebracht werden,
während die Leistungsübertragungs-Reibrollen gleichzeitig in
Kontakt mit einem näher im Bereich der Mitte der Innenfläche 4a
der Antriebsscheibe 4 liegenden Bereich gebracht werden.
Die Neigungswinkel der Verlagerungswellen 6, 6 werden in eine
Stellung gebracht, welche zwischen der in der in Fig. 2 und der
in Fig. 3 gezeigten Stellung liegt, wodurch ein mittleres
Übersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnis des Getriebes bei
der Übertragung zwischen der Antriebswelle 1 und der
Abtriebswelle 3 eingestellt wird.
Um die übertragbare Leistung zu erhöhen, welche mittels des
stufenlosen Reibrollengetriebes mit toroidförmigen Reibscheiben
übertragen werden kann, wie es gemäß obiger Beschreibung
konstruiert ist und arbeitet, wird gemäß der japanischen
Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2-163549 eine Anordnung
vorgeschlagen, bei welcher ein Paar von stufenlosen
Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben wie in
Fig. 2 und 3 gezeigt, vorgesehen sind, um in Tandemanordnung
gemeinsam in die gleiche Richtung Leistung zu übertragen. Fig.
4 zeigt eine Konstruktion, bei welcher ein Paar von stufenlosen
Reibrollengetrieben mit toroidförmigen Reibscheiben in
Tandemanordnung vorgesehen sind.
Ein Nadellager 22 ist zwischen der Innenumfangsfläche von einem
Ende (dem linken Ende in Fig. 4) einer kreisrunden
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 und der Außenumfangsfläche
von einem Ende der Antriebswelle 1 angeordnet. Die
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 ist konzentrisch zu der
Antriebswelle 1 angeordnet. Die Antriebswelle 1 und die
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 sind unabhängig voneinander
drehbar.
Ein Paar von Antriebsscheiben 2, 2, welche im Abstand
zueinander angeordnet sind, sind auf dem Außenumfang der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 angeordnet. Paßfederartige
Kugel-Mitnehmer 15, 15 sind zwischen den Außenumfangskanten der
Antriebsscheiben 2, 2 und einer Außenumfangsfläche 14a der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 angeordnet. Die
Antriebsscheiben 2, 2 sind derart auf der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 abgestützt, so daß es
unmöglich ist, um diese Drehmomentübertragungs-Hohlwelle herum
zu rotieren, es aber möglich ist, daß die Antriebsscheiben in
Axialrichtung auf der Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14
verschiebbar sind (gemäß Fig. 4 in linke und rechte Richtung).
Darüber hinaus sind die Innenflächen 2a, 2a der
Antriebsscheiben 2, 2 jeweils konkav mit einem
kugelkalottenförmigen Querschnitt ausgestaltet.
Darüber hinaus sind ein Paar von Abtriebsscheiben 4, 4 derart
zwischen dem Paar von Antriebsscheiben 2, 2 angeordnet, daß sie
um die Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 drehbar sind und in
Axialrichtung davon verschiebbar. Die Innenflächen 4a, 4a (die
Innenflächen der Scheiben 2, 4 bilden die seitlichen Flächen
der Scheiben 2, 4 aus, welche gegenüberliegend und einander
zugewandt gemäß dieser Beschreibung angeordnet sind) sind
konkav gestaltet und weisen einen kugelkalottenförmigen
Querschnitt auf.
Ein Abtriebs-Stirnrad 18 ist zwischen den Abtriebsscheiben 4, 4
angeordnet. Dieses Abtriebs-Stirnrad 18 ist an der
Außenumfangsfläche eines Mittelteils einer zylindrischen Hülse
19 befestigt. Diese Hülse 19 ist derart auf der
Außenumfangsfläche eines Mittelteils der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 gelagert, so daß die Hülse
19 um die Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 rotieren kann und
um einen kleinen Betrag in Axialrichtung davon verschiebbar
ist. Darüber hinaus befindet sich das Paar von Abtriebsscheiben
4, 4 mittels einer kugelgelagerten Keilwellen-
Mitnehmereinrichtung mit der Außenumfangsfläche von beiden
Enden der Hülse 19 im Eingriff.
Die Mitnehmerscheibe 9 ist drehbar auf einem Ende der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 mittels eines
Axialkugellagers 16 gelagert. Diese Mitnehmerscheibe 9 ist
mittels einer Flanschscheibe 17 mit der Antriebswelle 1
verbunden und so mit dieser gemeinsam drehbar. Weiter sind eine
Mehrzahl von Rollen 11 drehbar mittels eines Käfigs 10 gehalten
und zwischen der Mitnehmerfläche 12 und der Mitnehmerfläche 13
angeordnet. Die Mitnehmerfläche 12 ist auf der Innenfläche
(rechte Fläche in Fig. 4) der Mitnehmerscheibe 9 ausgebildet.
Die Mitnehmerfläche 13 ist auf der Außenfläche von einer
Antriebsscheibe 2 ausgebildet (in Fig. 4 links). Auf diese
Weise wird eine Mitnehmer-Anpreßeinheit 8 zum Anpressen der
einen Antriebsscheibe 2 in einer Richtung von der
Mitnehmerscheibe 9 weg längs der Axialrichtung der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 geschaffen.
Daneben sind ein Anschlag 20 und eine Tellerfeder 21 zwischen
der Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 und der anderen
Antriebsscheibe 2 (der rechten in Fig. 4) vorgesehen, welche
der Mitnehmer-Anpreßeinheit 8 nicht zugewandt ist. Auf diese
Weise wird eine Anschlageinrichtung ausgebildet, welche die
Antriebsscheibe 2 darin beschränkt, sich in einer Richtung von
der Mitnehmer-Anpreßeinheit 8 wegzubewegen.
Darüber hinaus sind die Drehzapfen 5 und die Mehrzahl von
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7 zwischen den Innenflächen
2a, 2a des Paars von Antriebsscheiben 2, 2 und den Innenflächen
4a, 4a des Paars von Abtriebsscheiben 4, 4 vorgesehen. Die
Drehzapfen werden um die Gelenke geschwenkt, welche in
Schwenkstellung relativ zu der Drehmomentübertragungs-Hohlwelle
14 gebracht werden. Die Leistungsübertragungs-Reibrollen 7
weisen eine kugelförmig konvex gestaltete Außenumfangsfläche 7a
auf und sind drehbar auf den Verlagerungswellen 6 gelagert,
welche von den Drehzapfen 5 gehalten werden. Dann werden die
Außenumfangsflächen 7a der Leistungsübertragungs-Reibrollen 7
in Kontakt mit den Innenflächen 2a, 4a der Antriebs- bzw.
Abtriebsscheiben 2, 4 mittels einer von der Mitnehmer-
Anpreßeinheit 8 auf gebrachten Anpreßkraft gebracht.
Aufgrund dieser Konstruktion, bei welcher das Paar von
stufenlosen Reibrollengetrieben mit toroidförmigen Reibscheiben
wie oben beschrieben konstruiert ist, wird ein mittels der
einzigen Antriebswelle eingegebenes Drehmoment auf die eine
Antriebsscheibe 2 mittels einer Flanschscheibe 17, der
Mitnehmerscheibe 9 und der Mitnehmer-Anpreßeinheit 8
übertragen. Die Antriebsscheibe 2 rotiert zusammen mit der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14. Aufgrund der Rotation der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 dreht sich die
Antriebsscheibe 2 mit dieser. Mit der Rotation der
Drehmomentübertragungs-Hohlwelle 14 dreht sich die andere
Antriebsscheibe 2 synchron mit der oben genannten, einen
Antriebsscheibe 2.
Die Drehbewegung des Paars von Antriebsscheiben 2, 2, welche
synchron zueinander mittels der Drehmomentübertragungs-
Hohlwelle 14 rotieren, werden jeweils mittels der Mehrzahl von
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7 auf das Paar von
Abtriebsscheiben 4, 4 übertragen. Die Hülse 19, welche sich mit
den beiden Abtriebsscheiben 4, 4 in Form einer
Klauenkupplungsverbindung im Eingriff befindet, wird dadurch
gedreht. Infolge der Drehbewegung dieser zylindrischen Hülse 19
und damit des Abtriebs-Stirnrads 18 wird diese Drehbewegung
nach außen übertragen.
Wenn dieses Getriebe in ein Kraftfahrzeug mit Frontmotor und
Heckantrieb integriert wird, ist es von Vorteil, wenn
- (1) das hintere Ende der Kurbelwelle des Motors und das vordere Ende der Kardanwelle im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind; und
- (2) die einzelnen Komponenten des Getriebes im wesentlichen gleichmäßig um die oben beschriebene gerade Linie herum angeordnet sind.
Andererseits ist das Paar von stufenlosen Reibrollengetrieben
mit toroidförmigen Reibscheiben in Tandemanordnung angeordnet.
Im Falle dieser Konstruktion ist es unmöglich, sofern keine
Änderung vorgenommen wird, die Antriebswelle 1, welche mit der
Kurbelwelle verbunden ist, und die Abtriebswelle, welche mit
der Kardanwelle verbunden ist, auf der gleichen Linie
anzuordnen. Das heißt, die Abgriffswelle, auf welcher ein
Zahnrad angeordnet ist, welches mit dem Abtriebszahnrad kämmt,
ist auf jeden Fall seitlich versetzt bezogen auf die
Verlängerungslinie der Antriebswelle 1 um einen solchen Abstand
angeordnet, welcher der Summe des Radius des Abtriebszahnrads
18 und eines Radius des oben erwähnten Abgriffszahnrads
entspricht. Infolgedessen, wenn die Abgriffswelle direkt als
Abtriebswelle verwendet wird, ist es unmöglich, das hintere
Ende der Kurbelwelle des Motors und das Vorderende der
Kardanwelle auf der gleichen, geraden Linie anzuordnen. Aus
diesem Grund ist es aus der japanischen
Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 3-2041 bekannt, die
Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle konzentrisch zueinander
anzuordnen. Gleichzeitig ist das Vorderende dieser
Abtriebswelle mittels des Zahnrads mit dem Hinterende der
Abgriffswelle verbunden. Wie mehr im einzelnen anhand von Fig.
5 veranschaulicht ist, sind zwei Abschnitte der Abgriffswellen
23, 23 parallel zu der Antriebswelle 1 seitlich versetzt Seite
an Seite verlaufend angeordnet. Gleichzeitig sind die Zahnräder
24, 24 mit den Vorderenden der Abgriffswellen 23, 23 verbunden,
wobei die Zahnräder 24, 24 mit dem Abtriebs-Stirnrad 18 kämmen.
Andererseits sind die Zahnräder 25, 25 mit den Hinterenden der
Abgriffswellen 23, 23 verbunden und kämmen mit einem Zahnrad
27, welches mit dem Vorderende der Abtriebswelle 26 verbunden
ist. Mittels der oben beschriebenen Konstruktion kann das
Drehmoment zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle
26 übertragen werden, welche konzentrisch zueinander angeordnet
sind.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Konstruktion ist jedoch das
Hinterende des Getriebes mit dem aus den Zahnrädern 25, 27
bestehenden Getriebemechanismus versehen. Dadurch erhöht sich
das Gewicht im hinteren Abschnitt des Getriebes ungewünscht
stark. Wenn das Getriebe in das Fahrzeug montiert wird, wird
das Vorderende dieses Getriebes mit dem Hinterende des Motors
verbunden. Infolgedessen dient das Hinterende des Getriebes als
freies Ende. Wenn das Gewicht dieses hinteren Endabschnitts des
Getriebes jedoch ungewünscht stark ansteigt, steigen auch
Vibrationen und die Geräuschentwicklung während des Betriebs
des Motors, welche auf das Getriebe einwirken, ungewünscht
stark an. Darüber hinaus ist es bei der in Fig. 5 gezeigten
Konstruktion schwierig, die Zentren der Antriebsscheiben 2, 2
und der Abtriebsscheiben 4, 4 konzentrisch zu den Zentren der
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 anzuordnen. Ein
geeigneter Getriebewirkungsgrad kann damit möglicherweise nicht
erzielt werden.
Das heißt, die Rollen 11, 11 drücken auf die Außenfläche der
Abtriebsscheiben 4, 4 bei Betätigen des Getriebes. In diesem
Moment bewegen sich die Antriebsscheibe 2 und die
Abtriebsscheibe 4, welche gemäß Fig. 5 auf der linken Seite
angeordnet sind, etwas bezogen auf die gleiche Figur nach
links. Infolgedessen weichen die Krümmungen der Innenflächen
2a, 4a der beiden Scheiben 2, 4 etwas von der Krümmungsmitte
der Leistungsübertragungs-Reibrollen 7 ab, deren Außenfläche 7a
in Kontakt mit den beiden Innenflächen 2a, 4a kommen. Dies
verschlechtert den Kontaktzustand zwischen den Flächen 2a, 4a
und 7a. Dies verschlechtert auch den Wirkungsgrad des Getriebes
hinsichtlich der Leistungsübertragung zwischen der
Antriebsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 4.
Darüber hinaus ist es erforderlich, daß die Antriebsscheibe 2
als wesentlicher Bestandteil des stufenlosen
Reibrollengetriebes mit den toroidförmigen Reibscheiben sich
nicht relativ um den Wellenteil drehen kann, welcher diese
Antriebsscheibe stützt, jedoch gleichzeitig so auf diesen
Wellenteil abgestützt sein muß, daß die Antriebsscheibe in
Axialrichtung verschiebbar ist. Zu diesem Zweck sind
keilwellenartige Mitnehmernuten 125 wie in Fig. 7 gezeigt
vorgesehen, welche über die gesamte Länge der
Innenumfangsfläche der Antriebsscheibe 2 ausgebildet sind,
welche in das herkömmliche stufenlose Reibrollengetriebe mit
toroidförmigen Reibscheiben, wie es in Fig. 4 gezeigt ist,
integriert ist.
Wenn die keilwellenartigen Mitnehmernuten 125, wie oben
beschrieben, über die gesamte Länge des Innenumfangs der
Antriebsscheibe 2 ausgebildet sind, ist deren Herstellung
einfach zu verwirklichen. Aus diesem Grund sind dann die
Herstellungskosten der Antriebsscheibe nicht übermäßig hoch.
Jedoch ist es andererseits eine Zielsetzung der Erfindung, ein
stufenloses Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben
zu schaffen (vgl. Fig. 1, welche ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt), wobei die erzeugten Vibrationen und Geräusche
beim Betrieb gering sind. Im Fall eines solchen Getriebes, wie
in Fig. 8 gezeigt ist, sind die keilwellenartigen
Mitnehmernuten 125 nicht über die gesamte Länge der
Innenumfangsfläche der Antriebsscheibe 2 ausgebildet, sondern
erstrecken sich nur über einen Teilbereich davon in
Axialrichtung. Darüber hinaus ist es erforderlich, daß der
Außendurchmesser R der jeweiligen keilwellenartigen
Mitnehmernut 125 größer als ein Innendurchmesser r (R < r) der
sich durch die Antriebsscheibe 2 erstreckenden Zentralöffnung
93 ist.
Die Herstellung der in Fig. 8 dargestellten Antriebsscheibe 2
ist schwierig. Dadurch, daß gefordert wird, daß die
Herstellungskosten zum Herstellen der Antriebsscheibe 2 nicht
erhöht werden, ergibt sich ein weiteres Problem.
Aufgabe der Erfindung ist, ein stufenloses
Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben zu schaffen,
das geringe Vibrationen und eine geringe Geräuschentwicklung
aufweist, wobei die Gewichts-Balance hinsichtlich der
Integration des Getriebes in ein Kraftfahrzeug verbessert ist.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein stufenlos verstellbares
Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben nach der Lehre von Anspruch 1 erreicht.
Bei dem so konstruierten stufenlosen Reibrollengetriebe mit
toroidförmigen Reibscheiben werden aufgrund einer Rotation der
Antriebswelle der äußere Rotationszylinder und das Paar von
Mitnehmerscheiben, welche an den beiden Enden des äußeren
Rotationszylinders abgestützt sind, mittels des
Antriebszahnrads und des angetriebenen Zahnrads in Rotation
versetzt. Die Drehbewegung der Mitnehmerscheiben wird mittels
einer Mehrzahl von Rollen auf das Paar von Antriebsscheiben
übertragen, welche auf beiden Enden des inneren
Rotationszylinders abgestützt sind.
Das Paar von Antriebsscheiben wird derart auf den beiden Enden
des inneren Rotationszylinders abgestützt, daß nur eine
Verschiebung in Axialrichtung möglich ist. Die beiden
Antriebsscheiben rotieren so synchron zueinander. Darüber
hinaus wird eine Radialkraft und eine Axialkraft, welche auf
den äußeren Rotationszylinder aufgebracht wird, von der
Trennwand mittels Kugellagern aufgenommen. Die Position des
äußeren Rotationszylinders weicht daher weder in Axialrichtung,
noch in Radialrichtung von der Sollposition ab.
Aufgrund der Wirkung der Mitnehmer-Anpreßeinheit, welche die
oben beschriebenen Rollen enthält, rotiert das Paar von
Antriebsscheiben zusammen mit dem inneren Rotationszylinder um
die Abtriebswelle, während eine Mehrzahl von
Leistungsübertragungs-Reibrollen auf diese drückt. Im Ergebnis
dreht die Mehrzahl von Leistungsübertragungs-Reibrollen sich um
die jeweilige Verlagerungswelle, während deren Umfangsflächen
gegen die Innenflächen der Antriebsscheiben und
Abtriebsscheiben drücken. Die Drehbewegungen des Paars von
Antriebsscheiben wird auf das Paar von Abtriebsscheiben
übertragen, welche an der Außenumfangsfläche der Abtriebswelle
fixiert sind. Die Abtriebswelle wird dadurch gedreht.
Die Abtriebsscheiben verbleiben in ihren vorbestimmten
Positionen auf der Außenumfangsfläche der Abtriebswelle fixiert
und bewegen sich daher nicht. Demgemäß weicht die axiale
Position von der jeder der Abtriebsscheiben nicht von einer
gewünschten Position ab, auch wenn das Paar von
Antriebsscheiben gegen die Abtriebsscheiben aufgrund der
Mehrzahl von Leistungsübertragungs-Reibrollen drückt.
Infolgedessen können die Drehmomente mit einem hohen
Wirkungsgrad zwischen den Antriebsscheiben und Abtriebsscheiben
übertragen werden.
Wenn ein Getriebe-Übersetzungs- oder -Untersetzungsverhältnis
zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle geändert wird,
wie dies wie bei den herkömmlichen, oben beschriebenen
Vorrichtungen geschieht, werden die Drehzapfen um die Gelenke
geschwenkt. Die Neigungswinkel der Verlagerungswellen werden
dabei variiert.
Bei dem so konstruierten stufenlosen Reibrollengetriebe mit
toroidförmigen Reibscheiben können die wesentlichen Komponenten
wie Antriebs- und Abtriebsscheiben, die Drehzapfen, und die
Leistungsübertragungs-Reibrollen um die Abtriebswelle herum,
beispielsweise konzentrisch, angeordnet werden. Aus diesem
Grund kann das Vorderende der Kardanwelle mit dem hinteren Ende
der Abtriebswelle ohne die Zwischenschaltung eines
Getriebemechanismus verbunden werden. Infolgedessen erhöht sich
das Gewicht am hinteren Endteil des stufenlos verstellbaren
Reibrollengetriebes mit toroidförmigen Reibscheiben nicht. Im
Falle der Integration dieses stufenlosen Reibrollengetriebes in
ein Fahrzeug, kann so das Gewicht am hinteren und damit freien
Enden des Getriebes klein gehalten werden. Dadurch können
Vibrationen und Geräuschentwicklungen während des Betriebs
klein gehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Reibscheiben
des stufenlosen Reibrollengetriebes so ausgebildet, daß
die Innenfläche der Reibscheibe kugelkalottenförmig
konkav gestaltet ist und eine kreisringförmige Gesamtgestalt,
sowie keilwellenartige Mitnehmernuten aufweist, welche über
einen Teilbereich der Innenumfangsfläche einer Zentralöffnung
in Axialrichtung verlaufend ausgebildet sind, wobei die Scheibe
versehen ist mit: einer ringförmigen Ausnehmung, welche in der
Seitenfläche eines Scheibenkörpers konzentrisch zu der
Zentralöffnung ausgebildet ist; und einem Ringelement mit einem
Außenumfangsteil, welcher fest in die ringförmige Ausnehmung
eingepaßt ist und dessen Innendurchmesser größer als ein
Innendurchmesser der Zentralöffnung ist, wobei das Ringelement
in das Innere der ringförmigen Ausnehmung eingepaßt wurde,
während die keilwellenartigen Mitnehmernuten bereits in der
Innenumfangsfläche des Ringelements ausgebildet waren, und die
Scheibe und das Ringelement nach dessen Einpassen so eine
Einheit bilden. Bei der so konstruierten Scheibe für das
stufenlose Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben
gemäß der Erfindung können die keilwellenartigen Mitnehmernuten
in einem Bereich der Innenumfangsfläche der Scheiben
ausgebildet sein, dessen Durchmesser größer als der der
Zentralöffnung ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt, welcher ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Seitenansicht, welche eine grundsätzliche
Konstruktion eines stufenlos verstellbaren
Reibrollengetriebes mit toroidförmigen Reibscheiben
bei einer Stellung maximaler Untersetzung zeigt;
Fig. 3 eine Seitenansicht der gleichen Konstruktion wie in
Fig. 2 in einer Stellung maximaler Übersetzung;
Fig. 4 einen Schnitt eines ersten Beispiels einer
herkömmlichen Konstruktion;
Fig. 5 einen Schnitt eines zweiten Beispiels einer
herkömmlichen Konstruktion;
Fig. 6 einen Schnitt eines halben Teils, worin ein
Ausführungsbeispiel der auf die Antriebsscheibe
angewandten Erfindung gezeigt ist;
Fig. 7 einen Schnitt eines halben Teils einer herkömmlichen
Antriebsscheibe; und
Fig. 8 einen Schnitt einer Hälfte der Antriebsscheibe,
welche für die Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das nicht
dargestellte Gehäuse umschließt die Maschinenelemente eines
stufenlos verstellbaren Reibrollengetriebes mit toroidförmigen
Reibscheiben. Eine feste Trennwand 28 ist im Inneren des
Gehäuses vorgesehen. Gemäß dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist diese Trennwand 28 als eine Doppelwand
ausgebildet. Eine kreisrunde Durchgangsöffnung 29 ist in einem
Teil der Trennwand 28 geformt.
Die Antriebswelle 1 ist derart auf einem nicht dargestellten
Wälzlager gelagert, daß sie sich nur relativ zu dem Gehäuse
drehen kann (also nicht in Axialrichtung verschiebbar ist). Ein
Antriebszahnrad 30 ist in einem mittleren Bereich der
Antriebswelle 1 an dieser befestigt. Weiter ist eine
Abtriebswelle 31 ebenfalls derart auf einem nicht dargestellten
Wälzlager parallel zu der Antriebswelle 1 so gelagert, daß sie
nur in dem Gehäuse rotieren kann (sich nicht in Axialrichtung
verschieben kann). Ein mittlerer Abschnitt der Abtriebswelle 31
durchdringt den Mittelteil der Durchgangsöffnung 29.
Ein Paar von Abtriebsscheiben 4, 4 weisen Innenflächen 4a, 4a
auf, welche mit einem konkaven, kugelkalottenförmigen
Querschnitt in Axialrichtung versehen sind. Die
Abtriebsscheiben 4, 4, welche im Abstand zueinander angeordnet
sind, sind an derartigen Stellen bezogen auf die Trennwand 28
befestigt, daß diese in einem Mittelteil zwischen den
Innenflächen 4a, 4a angeordnet ist, wobei die beiden
Innenflächen 4a, 4a einander zugewandt sind.
Weiter ist der innere Rotationszylinder 32 drehbar auf einem
Paar von Nadellagern 33, 33 auf der Außenumfangsfläche des
Mittelteils der Abtriebswelle 31 zwischen der Durchgangsöffnung
29 und dem Paar von Abtriebsscheiben 4, 4 gelagert. Ein Paar
von Antriebsscheiben 2, 2 sind derart an beiden Enden des
inneren Rotationszylinders 32 abgestützt, daß sie nur in deren
Axialrichtung (gemäß Fig. 1 nach links oder rechts) auf dem
inneren Rotationszylinder 32 verschiebbar sind.
Keilwellenartige Mitnehmerrippen 35, 35 sind jeweils auf den
Außenumfangsflächen beider Enden des inneren Rotationszylinders
32 ausgebildet. Ringelemente 38, 38 sind auf ihrer
Innenumfangsfläche mit keilwellenartigen Mitnehmernuten 37, 37
versehen, welche im Inneren von ringförmigen Ausnehmungen 36,
36 angeordnet sind, welche in einem Endteil der Außenfläche der
Antriebsscheiben 2, 2 mehr im Bereich des Innenumfangs
angeordnet sind. Stahlkugeln 39, 39 sind zwischen den
keilwellenartigen Mitnehmerrippen 35, 35 und den
keilwellenartigen Mitnehmernuten 37, 37 angeordnet.
Kugelgelagerte Keilwellen 40, 40 sind zwischen beiden Enden des
inneren Rotationszylinders 32 und den jeweils zugehörigen
Antriebsscheiben 2, 2 angeordnet. Aus diesem Grund können die
Antriebsscheiben 2, 2 leicht in Axialrichtungen des inneren
Rotationszylinders 32 verschoben werden, aber können nicht
relativ zu dem inneren Rotationszylinder 32 rotieren. Das
heißt, das Paar von Antriebsscheiben 2, 2 rotiert synchron
zueinander mittels des inneren Rotationszylinders 32.
Darüber hinaus sind Nadellager 34, 34 zwischen der
Innenumfangsfläche der Antriebsscheiben 2, 2 und der
Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 31 angeordnet. Die
Antriebsscheiben 2, 2 und die Abtriebswelle 31 sind dabei
relativ zueinander drehbar.
Ein äußerer Rotationszylinder 41 ist mittels Nadellagern 42, 42
auf dem Außenumfang des inneren Rotationszylinders 32 gelagert.
Dieser äußere Rotationszylinder 41 ist einwärts bezogen auf die
Durchgangsöffnung 29 zwischen dem Paar von Antriebsscheiben 2,
2 angeordnet.
Ein angetriebenes Zahnrad 43 kämmt mit dem Antriebszahnrad 30,
welches bereits weiter oben beschrieben wurde, wobei das
angetriebene Zahnrad 43 einstückig mit der Außenumfangsfläche
des Mittelteils des äußeren Rotationszylinders 41 verbunden
ist. Dieses angetriebene Zahnrad ist im Inneren der als
Doppelwand ausgebildeten Trennwand drehbar. Innere Lagerringe
45, 45 der Schrägkugellager 44, 44 sind fest auf den
Außenumfang des äußeren Rotationszylinders 41 an derartigen
Stellen gepaßt, daß das angetriebene Zahnrad 43 in der Mitte
zwischen diesen beiden Lagern angeordnet ist. Darüber hinaus
sind die äußeren Lagerringe 46, 46 der Kugellager 44, 44 fest
in abgestufte Aufnahmeabschnitte 47, 47 eingepaßt, welche an
den Innenumfangskanten der Durchgangsöffnung 29 ausgebildet
sind. Im Ergebnis werden sowohl eine radiale Last, als auch
eine axiale Schubkraft, welche auf den äußeren
Rotationszylinder 41 einwirken, von dem Paar von Kugellagern
44, 44 aufgenommen.
Ein Paar von Mitnehmerscheiben 9, 9 sind derart auf beiden
Enden des äußeren Rotationszylinders 41 abgestützt, daß sie nur
in Axialrichtung bezogen auf den äußeren Rotationszylinder 41
verschiebbar sind. Genauer gesagt, sind keilwellenartige
Mitnehmerrippen 48, 48 auf der Außenumfangsfläche auf beiden
Enden des äußeren Rotationszylinders 41 ausgebildet und
befinden sich mit keilwellenartigen Mitnehmernuten 49, 49 im
Eingriff, welche in der Innenumfangsfläche der
Mitnehmerscheiben 9, 9 ausgebildet sind. Infolgedessen sind die
Mitnehmerscheiben 9, 9 in Axialrichtung auf dem äußeren
Rotationszylinder 41 verschiebbar, aber es ist keine
Relativdrehung relativ zu dem äußeren Rotationszylinder 41
möglich. Das heißt, das Paar von Mitnehmerscheiben 9, 9 rotiert
synchron zueinander aufgrund des äußeren Rotationszylinders 41.
Weiter können die Mitnehmerflächen 12, 13 in Umfangsrichtung
gesehen konkav und dann konvex auf ihrer einen Fläche der
Mitnehmerscheiben 9, 9 geformt sein, sowie auf der anderen
Fläche des Paars von Antriebsscheiben 2, 2. Gleichermaßen sind
eine Mehrzahl von Rollen 11, 11 in Radialrichtung zwischen den
beiden Mitnehmerflächen 12, 13 angeordnet. Eine Mitnehmer-
Anpreßeinheit 8 wird auf diese Weise ausgebildet. Darüber
hinaus ist ein Paar von Tellerfedern 50, 50 vorgesehen, welche
als elastische Elemente dienen, und ein Paar von Axial-
Nadellagern 51, 51 sind zwischen den inneren Lagerringen 45, 45
fest auf den Außenumfang des äußeren Rotationszylinders 41
gepaßt und wälzen mit ihrer anderen Seite auf den
Mitnehmerscheiben 9, 9. Eine Oberfläche der Mitnehmerscheiben
9, 9 ist mit ihrer Außenfläche gegen die Antriebsscheibe 2, 2
gepreßt.
Darüber hinaus ist eine Mehrzahl von Drehzapfen 5, 5 um nicht
dargestellte Gelenke schwenkbar, welche in Schwenkposition
relativ zu der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 31
angeordnet sind. Die Schwenkzapfen 5, 5 sind zwischen dem Paar
von Antriebsscheiben 2, 2 und Abtriebsscheiben 4, 4 auf dem
Außenumfang der Abtriebswelle 31 angeordnet. Weiter sind eine
Mehrzahl von Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 mit einer
kugelförmig konvexen Außenumfangsfläche 7a drehbar auf
Verlagerungswellen 6, 6 angeordnet, welche von den Drehzapfen
5, 5 gehalten werden. Gleichzeitig sind die
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 zwischen den Antriebs-
und Abtriebsscheiben 2, 4 angeordnet.
Bei dem so konstruierten, stufenlosen Reibrollengetriebe mit
toroidförmigen Reibflächen werden durch die Rotation der
Antriebswelle 1 der äußere Rotationszylinder 41 und das Paar
von Mitnehmerscheiben 9, 9, welche auf beiden Enden des äußeren
Rotationszylinders 41 abgestützt sind, mittels des
Antriebszahnrads 30 und des angetriebenen Zahnrads 43 gedreht u
Die Rotation der Mitnehmerscheiben 9, 9 wird auf das Paar von
Antriebsscheiben 2, 2 mittels der Mehrzahl von Rollen 11, 11
übertragen, wobei die Antriebsscheiben 2, 2 auf beiden Enden
des inneren Rotationszylinders 32 abgestützt sind. Die
Antriebsscheiben des Paars von Antriebsscheiben 2, 2 sind
derart auf beiden Enden des inneren Rotationszylinders 32
abgestützt, daß sie nur in Axialrichtung verschoben werden
können. Die Antriebsscheiben 2, 2 drehen sich daher synchron
zueinander.
Dabei wird der äußere Rotationszylinder 41 mit Hilfe der
Trennwand 28 aufgrund des Paars von Kugellagern 44, 44
festgehalten. Als Antriebszahnrad 30 und als angetriebenes
Zahnrad 43 können daher schrägverzahnte Zahnräder,
beispielsweise schrägverzahnte Stirnräder, verwendet werden.
Sogar wenn bei dieser Anordnung eine Axialkraft auf den äußeren
Rotationszylinder 41 aufgebracht wird, verändert der äußere
Rotationszylinder 41 seine Lage in Axialrichtung nicht.
Infolgedessen werden die Drehmomente von dem Paar von
Mitnehmerscheiben 9, 9 auf das Paar von Antriebsscheiben 2, 2
unter den gleichen Bedingungen übertragen. Es wird keine große
Torsionsspannung auf den inneren Rotationszylinder 32 aufgrund
einer Differenz zwischen den Drehmomenten, wie sie von den
beiden Antriebsscheiben 2, 2 übertragen werden, aufgebracht.
Wie oben beschrieben, drehen sich die Antriebsscheiben 2, 2 um
die Abtriebswelle 31 zusammen mit dem inneren Rotationszylinder
32. Die Antriebsscheiben 2, 2 werden gedreht, während sie von
der Mehrzahl von Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 mittels
der Mitnehmer-Anpreßeinheiten 8, 8 angepreßt werden, welche die
Mehrzahl von Rollen 11, 11 beinhaltet. Im Ergebnis rotiert die
Mehrzahl von Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 um die
Verlagerungsrollen 6, 6, während deren Umfangsflächen 7a, 7a
gegen die Innenflächen 2a, 4a der Antriebsscheiben 2, 2 und der
Abtriebsscheiben 4, 4 gepreßt werden. Infolgedessen werden die
Drehbewegungen des Paars von Antriebsscheiben 2, 2 zu dem Paar
von Abtriebsscheiben 4, 4 übertragen, welche an der
Außenumfangsfläche der Abtriebswelle 31 befestigt sind, wodurch
die Abtriebswelle 31 gedreht wird.
Die Abtriebsscheiben 4, 4 verbleiben fest in vorbestimmten
Positionen bezogen auf die äußere Umfangsfläche der
Abtriebswelle 31 und bewegen sich daher nicht. Auch wenn das
Paar von Antriebsscheiben 2, 2 mittels der Mehrzahl von
Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7 gegen die
Abtriebsscheiben 4, 4 angepreßt werden, weichen die
Axialrichtungs-Positionen der Antriebsscheiben 2, 2 nicht von
den gewünschten Positionen ab. Infolgedessen können die
Drehmomente immer mit hohem Wirkungsgrad zwischen den
Antriebsscheiben 2, 2 und den Abtriebsscheiben 4, 4 übertragen
werden.
Wenn das Getriebe-Übersetzungsverhältnis zwischen der
Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 31 wie im Fall des oben
diskutierten Stands der Technik geändert werden soll, werden
die Drehzapfen 5, 5 um ihre Gelenke geschwenkt. Die
Schwenkwinkel der Verlagerungswellen 6, 6 werden dabei
verändert, um die Kontaktstellen zwischen den Umfangsflächen
7a, 7a der Leistungsübertragungs-Reibrollen, welche schwenkbar
auf den Verlagerungswellen 6, 6 gelagert sind, und den
Innenflächen 2a, 4a der Antriebsscheiben 2, 2 bzw. der
Abtriebsscheiben 4, 4 zu ändern.
Im Fall des so konstruierten stufenlosen Reibrollengetriebes
mit toroidförmigen Reibscheiben können die wesentlichen
Elemente wie die Antriebs- und Abtriebsscheiben 2, 4, die
Drehzapfen 5, 5, und die Leistungsübertragungs-Reibrollen 7, 7,
koaxial um den Außenumfang der Abtriebswelle 31 angeordnet
werden. Aus diesem Grund kann wie bei der in Fig. 5 gezeigten,
herkömmlichen Ausführungsform das Vorderende einer Kardanwelle
mit dem Hinterende der Abtriebswelle 31 ohne die
Zwischenschaltung eines Getriebemechanismus verbunden werden.
Infolgedessen erhöht sich das Gewicht des hinteren Endteils des
stufenlosen Reibrollengetriebes mit toroidförmigen Reibscheiben
nicht. Im Falle des Einbaus dieses stufenlosen
Reibrollengetriebes in ein Kraftfahrzeug kann daher das Gewicht
des hinteren Endes, welches das freie Ende bildet, auf einem
geringen Wert gehalten werden. Vibrationen und
Geräuschentwicklung, welche während des Betriebs auftreten,
können auf einem niedrigen Wert gehalten werden.
Das heißt, wenn ein Kraftfahrzeug-Getriebe entsprechend dem
erfindungsgemäßen, stufenlosen Reibrollengetriebe mit
toroidförmigen Reibscheiben konstruiert ist, verläuft die
Abtriebswelle 31 längs der Verbindungslinie zwischen einer
Kurbelwelle des Motors und einer Kardanwelle, mit welcher das
Getriebe abtriebsseitig verbunden ist, wodurch so ein
Antriebssystem ausgebildet wird. Demzufolge ist die
Antriebswelle 1 seitlich versetzt zu der Verlängerung der
Kurbelwelle angeordnet. Aus diesem Grund wird das
Antriebsdrehmoment von der Kurbelwelle auf die Antriebswelle 1
mittels eines Getriebemechanismus übertragen, welcher an dem
Vorderende des stufenlosen Reibrollengetriebes mit
toroidförmigen Reibscheiben angeordnet, d. h. in der Nähe des
Verbindungsteils für die Verbindung zwischen dem Motor und dem
Getriebe.
Auch wenn das Gewicht am Vorderende in der Nähe des
Verbindungsteils zwischen dem Motor und dem Getriebe sich um
einen gewissen Betrag erhöht, besteht für das Getriebe nicht
die Möglichkeit großer Vibrationen oder der Erzeugung von
Geräuschen während des Betriebs des Motors.
Das stufenlose Reibrollengetriebe mit toroidförmigen
Reibscheiben ist konstruiert und arbeitet wie oben beschrieben.
Es ist so möglich, ein praktisches Kraftfahrzeuggetriebe zu
verwirklichen, wobei die Vibrationen und Geräusche, welche
während des Betriebs auftreten, klein gehalten werden.
Als nächstes wird ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert,
wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Diejenigen Teile, welche bereits
bei dem obigen Ausführungsbeispiel erläutert werden, werden an
dieser Stelle nicht erneut erläutert.
Wie Fig. 6 zeigt, sind die Antriebsscheiben 2, 2 als
Kombination eines Scheibenkörpers 102 und eines Ringelements 38
konstruiert. Ein Zentralteil der Seitenfläche des
Scheibenkörpers 102 dieser Komponenten weist eine ringförmige
Ausnehmung 36 auf, welche rings des gesamten Umfangs und
konzentrisch zu einer Zentralöffnung 93 ausgebildet ist, durch
welche die Abtriebswelle 31 in den Scheibenkörper 102
eingesetzt ist. Das Ringelement 38 weist einen Außenumfangsteil
auf, welcher fest in die ringförmige Ausnehmung 36 eingepaßt
werden kann. Das Ringelement 38 weist auch einen
Innendurchmesser auf, welcher kleiner als der Durchmesser der
Zentralöffnung 93 ist. Die oben erwähnten, keilwellenartigen
Mitnehmernuten 37 wurden im voraus vor dem Einpassen des
Ringelements 38 in die ringförmige Ausnehmung 36 hergestellt.
Dann wird das ringförmige Element 38 mit seiner
Innenumfangsfläche, welche mit den keilwellenartigen
Mitnehmernuten 37 versehen ist, in die ringförmige Ausnehmung
36 eingepaßt, wodurch eine Verbindung zwischen dem
Scheibenkörper 102 und dem Ringelement 38 entsteht. Auf diese
Weise wird die Antriebsscheibe 2 ausgebildet.
Einige Teile der Antriebsscheiben 2, 2, welche wie oben
beschrieben konstruiert sind, werden auf beiden Enden des
inneren Rotationszylinders 32 angeordnet. In diesem montierten
Zustand sind kugelgelagerte Keilwellen 15, 15 zwischen beiden
Enden des inneren Rotationszylinders 32 und den
Antriebsscheiben 2, 2 mit dazwischen befindliche Kugeln 39, 39
ausgebildet, welche zwischen den keilwellenartigen
Mitnehmerrippen 35, 35 und den keilwellenartigen Mitnehmer
nuten 37, 37 eingebracht sind. Infolgedessen können die
Antriebsscheiben 2, 2 leicht in Axialrichtung des inneren
Rotationszylinders 32 verschoben werden, können sich aber nicht
relativ zu dem inneren Rotationszylinder 32 drehen. Das heißt,
das Paar von Antriebsscheiben 2, 2 rotiert synchron zueinander
aufgrund des inneren Rotationszylinders 32.
Das stufenlose Reibrollengetriebe mit toroidförmigen
Reibscheiben ist wie oben beschrieben konstruiert und wirkt wie
oben beschrieben. Das gleiche Getriebe kann deshalb mit
geringen Kosten und ohne großen Arbeitsaufwand hergestellt
werden. Dennoch ist es so möglich, ein stufenloses
Reibrollengetriebe mit toroidförmigen Reibscheiben zu schaffen,
bei welchem nur eine geringe Geräuschentwicklung und geringe
Vibrationen während des Betriebs auftreten.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die
Erfindung auf die Antriebsscheiben angewendet. Es ist
selbstverständlich auch möglich, die Erfindung auf die
Abtriebsscheiben anzuwenden, d. h. die Abtriebsscheiben wie in
den Fig. 6 und 8 gezeigt zu gestalten, wenn es sich als
erforderlich erweisen sollte, um eine Modifikation der
Konstruktion des stufenlosen Reibrollengetriebes mit
toroidförmigen Reibscheiben zu verwirklichen.
Claims (8)
1. Stufenlos einstellbares Reibrollengetriebe mit toroidför
migen Reibscheiben, das aufweist:
zwei koaxial zueinander angeordnete Reibradeinheiten, die je weils eine Antriebsscheibe (2) und eine Abtriebsscheibe (4) aufweisen;
eine zwischen den beiden Reibradeinheiten angeordnete Zahn radübertragungseinheit mit einem Zahnrad (43), das koaxial zu den Reibradeinheiten angeordnet ist; und
jeweils eine Mitnahmevorrichtung, die jeweils zwischen dem Zahnrad (43) und der dazu benachbarten Antriebsscheibe (2) der jeweiligen Reibradeinheit angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zahnrad (43) drehbar an einer festen Trennwand, die im Inneren des Gehäuses des Getriebes vorgesehen ist, abge stützt ist, und
jede Mitnahmevorrichtung eine Mitnehmerscheibe (9) aufweist, die auf einem mit dem Zahnrad (43) verbundenen äußeren Rota tionszylinder (41), aber axial bewegbar zu diesem, abgestützt ist, wobei zwischen dem Zahnrad (43) und der jeweiligen Mit nehmerscheibe (9) ein Federelement angeordnet ist, das die jeweilige Mitnehmerscheibe (9) in Richtung der jeweiligen Reibradeinheit drückt.
zwei koaxial zueinander angeordnete Reibradeinheiten, die je weils eine Antriebsscheibe (2) und eine Abtriebsscheibe (4) aufweisen;
eine zwischen den beiden Reibradeinheiten angeordnete Zahn radübertragungseinheit mit einem Zahnrad (43), das koaxial zu den Reibradeinheiten angeordnet ist; und
jeweils eine Mitnahmevorrichtung, die jeweils zwischen dem Zahnrad (43) und der dazu benachbarten Antriebsscheibe (2) der jeweiligen Reibradeinheit angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zahnrad (43) drehbar an einer festen Trennwand, die im Inneren des Gehäuses des Getriebes vorgesehen ist, abge stützt ist, und
jede Mitnahmevorrichtung eine Mitnehmerscheibe (9) aufweist, die auf einem mit dem Zahnrad (43) verbundenen äußeren Rota tionszylinder (41), aber axial bewegbar zu diesem, abgestützt ist, wobei zwischen dem Zahnrad (43) und der jeweiligen Mit nehmerscheibe (9) ein Federelement angeordnet ist, das die jeweilige Mitnehmerscheibe (9) in Richtung der jeweiligen Reibradeinheit drückt.
2. Reibrollengetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine drehbar in dem Gehäuse gelagerte Antriebswelle (1), an
der ein Antriebszahnrad (30) befestigt ist, und durch eine
parallel zu der Antriebswelle (1) im Inneren des Gehäuses
verlaufende Abtriebswelle (31), die sich durch eine Durch
gangsöffnung (29) in der festen Trennwand (28) zentral hin
durch erstreckt.
3. Reibrollengetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Innenflächen (4a) der an der
Abtriebswelle (31) befestigten Abtriebsscheiben (4) kugelka
lottenförmig konkav gestaltet sind und die Antriebsscheiben
(2) an den Enden eines inneren Rotationszylinders (31) axial
bewegbar abgestützt sind, wobei der innere Rotationszylinder
(32) zwischen der Abtriebswelle (31) und dem äußeren Rota
tionszylinder (41) innerhalb der Durchgangsöffnung (29) ange
ordnet und an der Abtriebswelle (31) und dem äußeren Rota
tionszylinder (41) drehbar gelagert ist.
4. Reibrollengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Rotationszy
linder (41) und der Trennwand (28) eine Kugellagerung (44)
vorgesehen ist, um auf den äußeren Rotationszylinder (41)
aufgebracht Axialkräfte und Radialkräfte aufzunehmen.
5. Reibrollengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß das angetrieben Zahnrad (43) an der
Außenumfangsfläche eines Mittelteiles des äußeren Rotations
zylinders (41) angebracht ist und mit dem Antriebszahnrad
(30) kämmt.
6. Reibrollengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der jeweils einan
der gegenüberliegenden Flächen der Mitnehmerscheiben (9) und
der Außenflächen der Antriebsscheiben (2) als in Umfangsrich
tung konkav und konvex gestaltete Mitnehmerfläche (12, 13)
ausgebildet ist, eine Mehrzahl von sich in Radialrichtung er
streckenden Rollen (11) zwischen den einander gegenüberlie
genden Flächen (12, 13) angeordnet ist, und die Federelemente
(50) als Tellerfedern ausgebildet sind, die zwischen einem an
dem äußeren Rotationszylinder (41) befestigten Teil und der
jeweiligen Mitnehmerscheibe (9) angeordnet sind.
7. Reibrollengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ge
kennzeichnet durch eine Mehrzahl von Schwenkgelenken zum
Schwenken von Drehzapfen (5), um diese relativ zu der An
triebswelle (1) und der Abtriebswelle (31) verschwenken zu
können, und einer Mehrzahl von mit kugelförmig konvexen Um
fangsflächen versehene Leistungsübertragungs-Reibrollen (7),
welche drehbar auf Verlagerungswellen (6) gelagert sind, wel
che von den Drehzapfen (5) festgehalten werden, wobei die
Leistungsübertragungs-Reibrollen (7) jeweils zwischen der An
triebsscheibe (2) und der Abtriebsscheibe (4) angeordnet
sind.
8. Reibrollengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Reibscheiben (2, 4) jeweils ei
ne in Axialrichtung verlaufende Zentralöffnung aufweisen, die
mit keilwellenartigen Mitnehmernuten versehen sind, wobei die
Scheibe versehen ist mit:
einer ringförmigen Ausnehmung (36), welche in der Seitenflä che des Scheibenkörpers konzentrisch zu der Zentralöffnung (93) ausgebildet ist; und
einem Ringelement (38) mit einem Außenumfangsteil, welcher fest in die ringförmige Ausnehmung (36) eingepaßt ist, und dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Zentralöffnung (93), wobei das Ringelement (38) in das Innere der ringförmigen Ausnehmung (36) eingepaßt ist, wäh rend die keilwellenartigen Mitnehmernuten (37) in der Innen umfangsfläche des Ringelementes (38) ausgebildet sind.
einer ringförmigen Ausnehmung (36), welche in der Seitenflä che des Scheibenkörpers konzentrisch zu der Zentralöffnung (93) ausgebildet ist; und
einem Ringelement (38) mit einem Außenumfangsteil, welcher fest in die ringförmige Ausnehmung (36) eingepaßt ist, und dessen Innendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Zentralöffnung (93), wobei das Ringelement (38) in das Innere der ringförmigen Ausnehmung (36) eingepaßt ist, wäh rend die keilwellenartigen Mitnehmernuten (37) in der Innen umfangsfläche des Ringelementes (38) ausgebildet sind.
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