DE69301875T2 - Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe - Google Patents

Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe

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DE69301875T2
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    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe mit einem Riemen, der auf einer Primär- und einer Sekundärriemenscheibe zum Laufen gebracht wird, die jeweils aus zwei Kegelscheiben bestehen, und insbesondere eine Verschiebesteuereinheit für ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe, das zweckmäßig in einem Kraftfahrzeug anzuordnen ist, zum Verschieben der Primär- und der Sekundärriemenscheibe.
  • In den letzten Jahren ist durch die Forderungen nach Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und des Fahrkomforts ein automatisches Getriebe für ein Kraftfahrzeug bekannt geworden, das mit dem stufenlos regelbaren Keilriemengetriebe ausgerüstet ist.
  • Wir haben beispielsweise, wie es heute dem Stand der Technik entspricht, stufenlos regelbare Keilriemengetriebe in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen 13 853/1987, 159 847/1987, 159 848/1987 und 154 848/1990 vorgeschlagen. Die stufenlos regelbaren Keilriemengetriebe ändern die Drehzahlen dadurch, daß mechanische Stellglieder, z.B. Kugelspindeleinheiten, als Stellglieder zum Bewegen der beweglichen Kegelscheiben der Primär- und der Sekundärriemenscheibe in axialen Richtungen verwendet werden, daß die beiden Kegelscheiben mit druckregulierenden Nocken- bzw. Exzentermechanismen ausgerüstet sind, um Riemenspannkräfte entsprechend einem Kraftüber tragungsdrehmoment wirken zu lassen, daß das Primär- und das Sekundärstellglied durch Kraftübertragungseinheiten, z.B. durch Zahnräder, in Verbindung gebracht werden und daß eine Verschiebesteuereinrichtung mit den Kraftübertragungseinheiten verbunden wird, um das Primär- und das Sekundärstellglied relativ zueinander in Drehbewegung zu versetzen.
  • Insbesondere bei dem stufenlos regelbaren Keilriemengetriebe, das in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 159 847/1987 (JP-A-62 159 847) beschrieben ist, ist die Primärkugelspindeleinheit so beschaffen, daß ihr Außengewindeabschnitt in der beweglichen Kegelscheibe der Primärriemenscheibe ausgebildet ist; der Außengewindeabschnitt ist über den Träger des Planetenradgetriebemechanismus mit dem Außengewindeabschnitt der Sekundärkugelspindeleinheit verbunden; die Primärkugelspindeleinheit ist so beschaffen, daß ihr Innengewindeabschnitt über das Glocken- bzw. Innenzahnrad des Planetenradgetriebemechanismus mit dem Innengewindeabschnitt der Sekundärkugelspindeleinheit verbunden ist; und der Verschiebesteuermechanismus ist mit dem Sonnenrad des Planetenradgetriebemechanismus verbunden.
  • Infolgedessen dreht sich im nichtverschobenen Zustand die primäre Kugelspindeleinheit zusammen mit der Riemenscheibe, und die Drehbewegungen des Außengewindeabschnitts und des Innengewindeabschnitts der Kugelspindeleinheit werden über die einzelnen Elemente der Planetenradgetriebemechanismen auf den Außengewindeabschnitt und den Innengewindeabschnitt der Sekundärkugelspindeleinheit übertragen, um dadurch einen vorbestimmten verschobenen Zustand beizubehalten. Durch Drehung des Sonnenrades des Planetenradgetriebemechanismus aufgrund der Betätigung der Verschiebesteuereinrichtung werden außerdem die Primär- und die Sekundärkugelspindeleinheit relativ zueinander gedreht, um einen gewünschten Verschiebewert einzustellen.
  • Wenn bei einem stufenlos regelbaren Keilriemengetriebe die Primärriemenscheibe und die Sekundärriemenscheibe im 1:1- Verhältnis zueinander stehen, d.h. wenn sie sich mit gleichen Drehzahlen drehen, dann sind folglich die Sekundärriemenscheibe und die Kugelspindeleinheit im gleichen Drehzahlzustand wie die Primärseite, so daß mehrere Axiallager, die zum Aufnehmen der Axialkraft der Riemenscheibe durch die Welle angeordnet sind, sich wie einstückig drehen. Wenn die Primärriemenscheibe und die Sekundärriemenscheibe nicht im 1:1-Verhältnis stehen, sind ihre relativen Drehbewegungen geringer, um die Belastungskapazität der Lager mehr zu verringern als die des Aufbaus, bei dem die Kugelspindeleinheit so beschaffen ist, daß ihr Außengewindeabschnitt oder ihr Innengewindeabschnitt an einer Drehbewegung gehindert wird.
  • Das oben beschriebene stufenlos regelbare Keilriemengetriebe hat eine geringere Belastungskapazität der Axiallager als der Aufbau, bei dem das mechanische Stellglied, z.B. die Kugelspindeleinheit, sich nicht zusammen mit der Primär- und der Sekundärriemenscheibe dreht. Auf der Sekundärseite müssen die Axiallager, die zum Aufnehmen der Axialkraft der Riemenscheiben durch die Welle angeordnet sind, eine Kapazität haben, die größer ist als die zum Aufnehmen der relativen Drehbelastung. Dadurch fällt bei dem stufenlos regelbaren Getriebe der Kraftübertragungswirkungsgrad auf ein Naß ab, die dem Spinverlust der Lager entspricht, und es ist ein großes Lagervolumen erforderlich, das dem kompakten Aufbau entgegensteht. Da außerdem sowohl die Primär- als auch die Sekundärkugelspindeleinheit immer in einem verbundenen Zustand sind, um die Drehbewegung zu übertragen, ist es nicht möglich, zwischen den beiden Kugelspindeleinheiten eine nichtlineare Übertragungseinrichtung anzuordnen. Infolgedessen kann bei keinem Drehmomentverhältnis die vom Riemen vorgegebene Hubdifferenz zwischen der beweglichen Primärkegelscheibe und der beweglichen Sekundärkegelscheibe von den Bewegungen der Kugelspindeleinheiten aufgenommen werden. In dem oben erwähnten stufenlos regelbaren Getriebe führt deshalb der druckregulierende Nokkenmechanismus einen großen Hub durch, so daß die Drehmomentschwankung entsteht und die Lebensdauer und Leistung des druckregulierenden Nockenmechanismus verschlechtert werden, wenn das positive und das negative Drehmoment bei einer Motorbremsung auf eine negative Drehmomentübertragung umgeschaltet werden.
  • Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe bereitzustellen, das geeignet ist, die oben beschriebenen Probleme dadurch zu lösen, daß sowohl das primäre als auch das sekundäre mechanische Stellglied zusammen mit der Primär- und der Sekundärriemenscheibe in Drehbewegung versetzt werden, um die Axiallager in Drehbewegung zu versetzen, die zum Aufnehmen der Axialkräfte der Riemenscheiben durch die Wellen angeordnet sind, und zwar alle zusammen in einem nichtverschobenen Zustand, um dadurch den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern und einen kompakten Aufbau zu erreichen, und daß eine nichtlineare Übertragungseinrichtung zwischen den beiden mechanischen Stellgliedern angeordnet ist, um den Hub der beweglichen Kegelscheibe durch den Hub der mechanischen Stellglieder auszugleichen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
  • Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird die Drehbewegung der Primärriemenscheibe 5 über den Riemen B auf die Sekundärriemenscheibe 6 übertragen. Im nichtverschobenen Zustand werden außerdem die Drehbewegungen der Riemenscheiben 5 und 6 von den einen Teilen 22 und 45, die mit den beweglichen Kegelscheiben 7 und 33 einstückig sind, auf die ersten Elemente C&sub1; und C&sub2; der Planetenradgetriebemechanismen 66 und 71 und ferner über die zweiten Elemente R&sub1; und R&sub2; auf die anderen Teile 23 und 46 übertragen. Zu dieser Zeit drehen sich die einen und die anderen Teile mit der gleichen Drehzahl, und die mechanischen Stellglieder 21 und 50 werden ohne die relativen Drehbewegungen des ersten und des zweiten Teiles in vorbestimmten Positionen gehalten, so daß die Primär- und die Sekundärriemenscheibe 5 und 6 ihre vorbestimmten effektiven Durchmesser beibehalten. Aufgrund der Druckregulierungsmechanismen 11 und 43 werden die Axialkräfte, die die Riemenspannkräfte auf die Riemenscheiben 5 und 6 wirken lassen, über die mechanischen Steliglieder 21 und 590 und die Axiallager 26, 32, 55 und 53, die sich alle zusammen drehen, von den Wellen 2 und 3 aufgenommen.
  • Wenn sich die Verschiebesteuereinrichtung M dreht, werden die dritten Elemente S&sub1; und S&sub2; des Primär- und Sekundärplanetenradgetriebemechanismus 66 und 71 gedreht, um die ersten Teile 22 und 36 und die zweiten Teile 23 und 46 der mechanischen Stellglieder 21 und 50 zu drehen, so daß die beweglichen Kegelscheiben 7 und 33 bewegt werden, um die effektiven Durchmesser der Riemenscheiben 5 und 6 zu ändern. Zu dieser Zeit wird die Drehbewegung der Verschiebesteuereinrichtung M beispielsweise über die nichtlineare Kraftübertragungseinrichtung 64 auf das dritte Element S&sub3; eines Planetenradgetriebemechanismus 71 übertragen, so daß die Bewegungshübe der Primär- und der Sekundärriemenscheibe 5 und 6 den nichtlinearen Hub, der vom Riemen B vorgegeben wird, ausgleichen können.
  • Im übrigen sind die oben angegebenen Bezugszeichen als Bezug auf die Zeichnungen (insbesondere Fig. 1) vorgesehen, sollten jedoch nicht als Einschränkung des erfindungsgemäßen Aufbaus verstanden werden.
  • Fig. 1 ist ein Schnitt einer ersten Ausführungsform;
  • Fig. 2 ist ein Schnitt einer zweiten Ausführungsform;
  • Fig. 3 ist ein Schnitt eines Verschiebesteuerteils der zweiten Ausführungsform;
  • Fig. 4 ist ein Schnitt einer dritten Ausführungsform;
  • Fig. 5 ist ein Schnitt einer vierten Ausführungsform;
  • Fig. 6(a) ist ein Längsschnitt einer Phaseneinstellvorrichtung (gemäß einer fünften Ausführungsform) eines Unrund- bzw. Exzenterzahnrades, das teilweise gegenüber der vierten Ausführungsform modifiziert ist;
  • Fig. 6(b) ist ein Teilschnitt derselben, allerdings durch den Kreisumfang;
  • Fig. 7 ist ein Schnitt einer sechsten Ausführungsform, die gegenüber der vierten Ausführungsform modifiziert ist; und
  • Fig. 8 ist ein Schnitt einer siebenten Ausführungsform.
  • Ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ist, wie in Fig. 1 dargestellt, mit einer Primärwelle 2, die mit einem Motor in Verbindung steht, und einer Sekundärwelle 3, die mit Rädern in Verbindung steht, ausgestattet. Eine Primärriemenscheibe 5 ist auf der Primärwelle 2 angeordnet, während eine Sekundärriemenscheibe 6 auf der Sekundärwelle 3 angeordnet ist. Ein Endlosband B läuft auf diesen Riemenscheiben 5 und 6. Die Primärriemenscheibe 5 besteht aus einer beweglichen Kegelscheibe 7 und einer feststehenden Kegelscheibe 9, die relativ zueinander axial beweglich sind. Die feststehende Kegelscheibe 9 ist so beschaffen, daß ihre Nabe 9a drehbar und gleitfähig auf der Welle 2 angeordnet ist, und die bewegliche Kegelscheibe 7 ist so beschaffen, daß ihre Nabe 7a lediglich mittels einer Kugelverzahnung 10 gleitfähig angeordnet ist. Aus der Rückseite der feststehenden Kegelwelle 9 erstreckt sich außerdem ein Ringflansch 9b, auf dem ein Radialrollenlager 8 angeordnet ist, wobei dieses in einem (nicht dargestellten) Gehäuse gelagert ist. Im Flansch 9b auf der Rückseite der feststehenden Kegelscheibe 9 ist ein druckregulierender Nockenmechanismus 11 angeordnet. Dieser druckregulierende Nockenmechanismus 11 besteht aus einer beweglichen Laufbahn 12, die auf der Rückseite der feststehenden Kegelscheibe ausgebildet ist, und einer feststehenden Laufbahn 13 und mehreren Kegelrollen 15, die auf der Welle 2 angeordnet sind. Die gegenüberliegenden Endflächen der beiden Laufbahnen 12 und 13 sind gewellt, um die Rollen 15 zwischen sich zu halten, so daß eine Axialkraft, die auf die Kegelscheibe wirken soll, aufgrund des Drehmoments entsteht, das zwischen den beiden Laufbahnen 12 und 13 übertragen wird.
  • Andererseits ist der führende Endabschnitt der Welle 2 mit einer abgestuften Verdickung 2a ausgebildet und ist mittels eines Lager 20 im Gehäuse gelagert. Zwischen der Verdikkung 2a und der Flanschrückseite der beweglichen Kegelscheibe 7 ist eine Kugelspindeleinheit 21 angeordnet, die ein mechanisches Stellglied bildet. Die Kugelspindeleinheit 21 besteht aus einem Außengewindeabschnitt 22, der ein erstes Teil bildet, einem Innengewindeabschnitt 23, der ein zweites Teil bildet, und mehreren Kugeln 25, die zwischen diesen beiden Teilen angeordnet sind. Der Außengewindeabschnitt 22 ist mit der Nabe 7a der beweglichen Kegelscheibe 7 einstückig. Am vorderen Endabschnitt der feststehenden Kegelscheibennabe 9a ist ein Zahnrad 24 fest angeordnet, das in eine Kugelverzahnung eingepaßt ist, und der Innengewindeabschnitt 23 ist mit einem Zahnrad 26 mit einem großen Durchmesser einstückig ausgerüstet. Ein Axiallager 31 ist zwischen den beiden Zahnrädern 24 und 26 angeordnet, und ein Axiallager 32 ist zwischen dem Zahnrad 24 und der Verdickung 2a angeordnet. Aufgrund der Kraft, die durch den Riemen B ständig in der Ausfahrrichtung der beweglichen Kegelscheibe 7 wirkt, sind das Zahnrad 24, das zwischen der beweglichen Kegelscheibe 7 und der Verdickung 2a der Welle 2 gehalten wird, und das Zahnrad 26, das mit dem Innengewindeabschnitt einstückig ausgeführt ist, lediglich in vorbestimmten Positionen drehbar gelagert, während sie an einer Axialbewegung gehindert werden.
  • Andererseits ist die Sekundärriemenscheibe 6 mit zwei Kegelscheiben 33 und 35 ausgestattet, wobei die Nabe 35a der feststehenden Kegelscheibe 35 drehbar und gleitfähig auf der Welle 3 angeordnet ist, wogegen die Nabe 33a der beweglichen Kegelscheibe 33 mittels einer Kugelverzahnung 36 lediglich gleitfähig angeordnet ist. Wie bei der Primärriemenscheibe 5 erstreckt sich außerdem aus der mit einem Flansch versehenen Rückseite der feststehenden Kegelscheibe 35 ein Ringflansch 35b, auf dem ein Radialrollenlager 34 angeordnet ist. Dieses Radialrollenlager 34 ist in einem (nicht dargestellten) Gehäuse gelagert. Im Flansch 35b auf der Rückseite der feststehenden Kegelscheibe 35 sind außerdem angeordnet: eine feststehende Laufbahn 39, die mit einer Mutter 38 am vorderen Ende der Welle 3 befestigt ist, eine bewegliche Laufbahn 40, die an der feststehenden Kegelscheibe 35 befestigt ist, und ein druckregulierender Nockenmechanismus 43, der aus Rollen 41 besteht, die zwischen den gewellten Endflächen dieser beiden Laufbahnen angeordnet sind. Die Nabe 33a auf der Flanschrückseite der beweglichen Kegelscheibe 33 ist an ihrem Außenumfang mit einem Außengewindeabschnitt 45 ausgebildet, der mittels mehrerer Kugeln 48 mit einem Innengewindeabschnitt 46 verschraubt ist, um eine Kugelspindeleinheit 50 zu bilden, die als mechanisches Stellglied wirkt. Außerdem ist der Innengewindeabschnitt 46 einstückig mit einem Zahnrad 51 ausgebildet, das die gleiche Zahnanzahl hat wie das Zahnrad des Innengewindeabschnitts 23 auf der oben beschriebenen Primärseite. Am vorderen Endabschnitt der feststehenden Kegelscheibennabe 35a ist ein Zahnrad 52 befestigt, das in der Kugelverzahnung angeordnet ist. Dieses Zahnrad 52 hat die gleiche Zahnanzahl wie das Zahnrad 24, das zusammen mit den primärseitigen Innengewindeabschnitt 22 drehbar ist. Die Welle 3 ist einstückig mit der abgestuften Verdickung 3a ausgebildet. Ein Axiallager 53 ist zwischen der Verdickung 3a und dem Zahnrad 52 angeordnet, und ein Axiallager 55 ist zwischen den beiden Zahnrädern 51 und 52 angeordnet. Die Welle ist am Basisende, wo sich die Verdickung 3a befindet im (nicht dargestellten) Gehäuse mittels eines Axiallagers 54 gelagert. Infolgedessen sind das Zahnrad 52 und das Zahnrad 51, die mit dem Innengewindeabschnitt 45 einstückig sind, durch die Axialkraft des druckregulierenden Nockenmechanismus 43 in axial vorbestimmten Positionen positioniert.
  • Eine Verschiebeeinheit 56 ist so angeordnet, daß sie ein Dreieck mit der Primär- und der Sekundärwelle 2 und 3 bildet. Die Verschiebeeinheit 58 ist mit einer Primär- und einer Sekundärgegenwelle 57 und 59 ausgestattet, die parallel angeordnet sind. Diese Wellen 57 und 59 sind einzeln mittels Lager 60 im Gehäuse gelagert. Auf diesen Wellen 57 und 59 sind jeweils Unrundzahnräder 61 und 62 befestigt, die miteinander in Eingriff stehen, um eine nichtlineare Kraftübertragungseinrichtung 64 zu bilden. An einem Ende der Primärgegenwelle 57 ist außerdem ein Zahnrad 63 mit einem großen Durchmesser befestigt, das mit einem Zahnrad 65 mit einem kleinen Durchmesser auf der Abtriebswelle eines Verschiebemotors M kämmt.
  • Die Primärgegenwelle 57 ist mit einem Planetenradgetriebemechanismus 66 ausgerüstet. Dieser Getriebemechanismus 66 besteht aus: einem Innenzahnrad R&sub1; (das ein zweites Element bildet), das mittels eines Nadellagers drehbar auf der Gegenwelle 57 gelagert ist; einem Träger C&sub1; (der ein erstes Element bildet), der mittels eines Nadellagers drehbar auf der Welle 57 gelagert ist; einem Sonnenrad S&sub1; (das ein drittes Element bildet), das auf der Welle 57 ausgebildet ist; und einem Planetenrad P&sub1;, das vom Träger C&sub1; getragen wird und mit dem Innenzahnrad R&sub1; und dem Sonnenrad S&sub1; in Eingriff steht. Andererseits ist ein becher- bzw. glockenförmiges Teil 67, das das Innenzahnrad R&sub1; bildet, an seinem Außenumfang mit einem Zahnrad 67a ausgebildet, das mit dem Zahnrad 26 in Eingriff steht, das mit dem Innengewindeabschnitt 23 einstückig ist. Außerdem ist ein angeflanschtes Teil 70, das den Planetenradzapfen trägt, der als der Träger C&sub1; wirkt, an seinem äußeren Umfang mit einem Zahnrad 70a ausgebildet, das mit dem Zahnrad 24 in Eingriff steht, das zusammen mit dem Außengewindeabschnitt 22 drehbar ist.
  • Andererseits ist die Sekundärgegenwelle 59 mit einem Planetenradgetriebemechanismus 71 entsprechend dem oben erwähnten angeordnet. Dieser Planetenradgetriebemechanismus 71 besteht aus: einem Innenzahnrad R&sub2; (das ein zweites Teil bildet), das drehbar auf der Gegenwelle 59 gelagert ist; einem Träger C&sub2; (der ein erstes Element bildet), der drehbar auf der Welle 59 gelagert ist; einem Sonnenrad S&sub2; (das ein drittes Element bildet), das auf der Welle 59 ausgebildet ist, und einem Planetenrad P&sub2;. Andererseits ist ein glockenförmiges Teil 72, das das Innenzahnrad R&sub2; bildet, an seinem äußeren Umfang mit einem Zahnrad 72a entsprechend dem oben erwähnten Zahnrad 67a ausgebildet, und dieses Zahnrad 72a steht mit dem Zahnrad 51 in Eingriff, das mit dem Innengewindeabschnitt 46 einstükkig ist. Außerdem ist ein Flanschteil 75, das einen Planetenradzapfen trägt, der als der Träger C&sub2; wirkt, an seinen äußeren Umfang mit einem Zahnrad 75a entsprechend dem oben erwähnten Zahnrad 70a ausgebildet. Dieses Zahnrad 75a steht mit dem Zahnrad 52 in Eingriff, das zusammen mit dem Außengewindeabschnitt 45 drehbar ist.
  • Im übrigen sind die oben erwähnten Primär- und Sekundärplanetenradgetriebemechanismen 66 und 71 und die Zahnräder 24, 26, 70a, 67a, 51, 52, 75a und 72a so eingestellt, daß die Außengewindeabschnitte 22 und 45 und die Innengewindeabschnitte 23 und 46 der Kugelspindeleinheiten 21 und 50 sich mit gleicher Drehzahl drehen können.
  • Bei dem derartigen erfindungsgemäßen Aufbau wird die Drehbewegung der Primärwelle 2 aufgrund der Motorausgangsleistung auf die feststehende Laufbahn 13 des druckregulierenden Nockenmechanismus 11 und ferner über die Rollen 15 und die bewegliche Laufbahn 12 auf die Kegelscheibe 9 der Primärriemenscheibe 5 übertragen. Zu dieser Zeit wirkt die Axialkraft, die dem Eingangsdrehmoment entspricht, das auf die Welle 2 wirkt, auf die Rückseite der Kegelscheibe 9 aufgrund der relativen Drehbewegung zwischen der feststehenden Laufbahn 13 und der beweglichen Laufbahn 12 des druckregulierenden Nockenmechanismus 11. Außerdem wird das Drehmoment der Riemenscheibe 5, die sich wie einstückig mittels der Kugelverzahnung 10 dreht, über den Riemen B auf die Sekundärriemenscheibe 6 und ferner über den druckregulierenden Nockenmechanismus 43 auf die Sekundärwelle 3 übertragen. Zu dieser Zeit wirkt aufgrund des druckregulierenden Nockenmechanismus 43 die Axialkraft, die dem Ausgangsdrehmoment entspricht, das auf die Sekundärwelle 3 übertragen wird, auf die Kegelscheibe 35.
  • Andererseits wird die Drehbewegung der Primärriemenscheibe 5 auf den Außengewindeabschnitt 22, der mit der beweglichen Kegelscheibe 7 der Riemenscheibe 5 einstückig ist, und ferner auf den Träger C&sub1; des Planetenradgetriebemechanismus 66 über das Zahnrad 24, das sich zusammen mit dem Außengewindeabschnitt 22 dreht, und das Zahnrad 70a, das mit dem Zahnrad 24 in Eingriff steht, übertragen. Außerdem wird die Drehbewegung des Trägers C&sub1; über das Planetenrad P&sub1; auf das Innenzahnrad R&sub1; und ferner über die Zahnräder 67a und 26 auf den Innengewinde abschnitt 23 übertragen. Ebenso wird die Drehbewegung der Sekundärriemenscheibe 6 auf den Außengewindeabschnitt 45, der mit der beweglichen Kegelscheibe 33 der Riemenscheibe 16 einstückig ist, und ferner auf den Träger C&sub2; des Planetenradgetriebemechanismus 71 über das Zahnrad 52, das sich einstückig mit dem Außengewindeabschnitt 45 dreht, und das Zahnrad 75a, das mit dem Zahnrad 52 in Eingriff steht, übertragen. Außerdem wird die Drehbewegung des Trägers C&sub2; über das Planetenrad P&sub2; auf das Innenzahnrad R&sub2; und ferner über die Zahnräder 72a und 51 auf den Innengewindeabschnitt 46 übertragen.
  • Zu dieser Zeit sind die einzelnen Planetenradgetriebemechanismen und ihre Zahnräder so eingestellt, daß die Außengewindeabschnitte und die Innengewindeabschnitte sich mit der gleichen Drehzahl drehen. Wenn keine Verschiebung durch den Verschiebemotor M erfolgt, drehen sich daher die Primär- und die Sekundärkugelspindeleinheit 21 und 50 zusammen mit der Primär- und der Sekundärriemenscheibe 5 und 6, ohne irgendeine relative Drehbewegung zwischen ihren Außen- und Innengewindeabschnitten, um einen vorbestimmten Drehmomentverhältniszustand zu erhalten. Da sich außerdem die Kugelspindeleinheiten 21 und 50 gemeinsam drehen, drehen sich die Axiallager 31, 32, 55 und 53, die für die Wellen 2 und 3 angeordnet sind, um die Axialkraft aufzunehmen, die auf die Riemenscheiben wirkt, gemeinsam. Zu dieser Zeit wird außerdem das Drehmoment, das durch die Kraft verursacht wird, die den Riemen B spannt, auf die Sonnenräder S&sub1; und S&sub2; der Primär- und Sekundärplanetenradgetriebemechanismen 66 und 71 ausgeübt. Die Wellen 57 und 59 mit diesen Sonnenrädern S&sub1; und S&sub2; sind jedoch miteinander über die Unrundzahnräder 61 und 62 verbunden, so daß sich das oben erwähnte Drehmoment aufhebt. Infolgedessen werden die Gegenwellen 57 und 59 nicht durch irgendeine starke Kraft, sondern lediglich durch die Haltekraft des Verschiebemotors M oder dgl. in einem vorbestimmten nichtdrehenden Zustand gehalten. Wenn der Verschiebemotor M durch ein Niederdrücken des Gaspedals durch den Fahrer in einer Beschleunigungsrichtung betätigt wird, wird die Primärgegenwelle 57 durch die Zahnräder 65 und 63, die einen Untersetzungsgetriebemechanismus bilden, in einer vorbestimmten Richtung gedreht, und die Sekundärgegenwelle 59 wird durch die Unrundzahnräder 61 und 62 in der entgegengesetzten Richtung gedreht. Dann werden die Sonnenräder S&sub1; und S&sub2;, die auf diesen Gegenwellen 57 und 59 ausgebildet sind, auch in Drehung versetzt, um die relative Drehzahl der Träger C&sub1; und C&sub2; und der Innenzahnräder R&sub1; und R&sub2; der Planetenradgetriebemechanismen 66 und 61 zu ändern. Daraufhin werden die Außen- und die Innengewindeabschnitte der einzelnen Kugelspindeleinheiten 21 und 50 relativ zueinander in Drehung versetzt, so daß die Primärkugelspindeleinheit 21 ausgefahren wird, während die Sekundärkugelspindeleinheit 50 eingezogen wird, wobei das stufenlos regelbare Getriebe 1 sich in Beschleunigungsrichtung verschiebt. Wenn der Verschiebemotor sich in der entgegengesetzten Richtung dreht, werden die Außen- und die Innengewindeabschnitte der einzelnen Kugelspindeleinheiten ebenso relativ zueinander in Drehung versetzt, so daß die Primärkugelspindeleinheit 21 eingezogen wird, während die Sekundärkugelspindeleinheit 50 ausgefahren wird, wodurch das stufenlose Getriebe in Verlangsamungsrichtung verschoben wird.
  • Zu dieser Zeit wird die Primärkugelspindeleinheit 21 durch den Verschiebemotor M über die einzelnen Rundzahnräder in relative Drehung versetzt, so daß sie sich relativ zum Drehwinkel des Motors M linear ändert, wogegen die Sekundärkugelspindeleinheit 50 über die Unrundzahnräder 61 und 62 so in relative Drehung versetzt wird, daß sie sich relativ zum Drehwinkel des Motors M nichtlinear ändert. Infolgedessen durchläuft die bewegliche Kegelscheibe 33 der Sekundärriemenscheibe 6 relativ zur beweglichen Kegelscheibe 7 der Primärriemenscheibe 5 die einzelnen Drehmomentverhältnisse nichtlinear, so daß die nichtlinearen Hübe der beiden beweglichen Kegelscheiben 7 und 33, die vom Riemen B reguliert werden, in Übereinstimmung gebracht werden. Da die Drehmomente in den entgegengesetzten Richtungen auf die beiden Gegenwellen 57 und 59 wirken, wie oben beschrieben, braucht die Verschiebekraft des Verschiebemotors M nur so gering zu sein, wie die Differenz zwischen den Riemenspannkräften der beiden Riemenscheiben 5 und 6, so daß sie als Antwort auf die einzelnen Laufsignale schnell und genau gesteuert werden kann. Gleichzeitig wirkt keine übermäßige Spannkraft auf den Riemen B, so daß sich die Lebensdauer und der Übertragungswirkungsgrad des Riemens nicht verschlechtern kann. Außerdem drehen sich die Axiallager 31, 32, 55 und 53 relativ zueinander aufgrund der relativen Drehung der Außengewindeabschnitte 22 und 45 und der Innengewindeabschnitte 23 und 46 der Kugelspindeleinheiten 21 und 50, jedoch nur in einem geringen Maße und für eine Zeitdauer, die kürzer ist als die der gesamten Kraftübertragung.
  • Obwohl die vorstehende Beschreibung sich auf die positive Drehmomentübertragung vom Motor auf die Räder bezieht, kann auch eine negative Drehmomentübertragung von den Rädern auf den Motor während einer Motorbremsung erfolgen. Bei dieser negativen Kraftübertragung kann die Kraft ebenso durch die Axialkräfte, die dem Kraftübertragungsdrehmoment entsprechen, übertragen werden, so daß die Sekundärseite die Antriebsseite ist, während die Primärseite die Abtriebsseite ist. Beim Übergang von der positiven zur negativen Drehmomentübertragung oder umgekehrt führt die Differenz der Drehrichtungen unmittelbar zu einem Leerlaufzustand bei den druckregulierenden Nockenmechanismen 11 und 43. Da jedoch die Riemenscheiben 5 und 6 aufgrund der nichtlineare Kraftübertragungseinrichtung 64 die Riemenausgleichseigenschaften aufweisen, tritt der Leerlaufzustand so kurz auf, daß die Riemenspannkraft immer beibehalten werden kann.
  • Als nächstes wird die zweite Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 2 und 3 beschrieben. Im übrigen sind die gleichen Teile wie die der vorstehenden Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
  • In der vorstehenden Ausführungsform sind die Zahnräder 24 und 52 zusammen mit den Außengewindeabschnitten 22 und 45 auf den feststehenden Kegelscheibennaben 9a und 35a befestigt. In dieser Ausführungsform sind dagegen die beweglichen Kegelscheiben 7 und 23, die mit den Außengewindeabschnitten 22 und einstückig sind, auf ihrer Rückseite mit Flanschen 7b und 33b ausgebildet, die wiederum mit Breitzahnrädern 24 und 52 ausgebildet sind.
  • Im übrigen ist beim Planetenradgetriebemechanismus 66&sub2; (oder 71&sub2;) dieser Ausführungsform das Teil, das mit dem Außengewindeabschnitt 22 (oder 45) über die Zahnräder 24 und 67a (oder 52 und 72a) verbunden ist, ein Innenzahnrad R&sub1;' (oder R&sub2;'), und das Teil, das mit dem Innengewindeabschnitt 23 (oder 46) über die Zahnräder 26 und 70a (oder 51 und 75a) verbunden ist, ist ein Träger C&sub1;' (oder C&sub2;'). Bei dieser Ausführungsform ist deshalb das erste Element das Innenzahnrad, während das zweite Element der Träger ist, die Vorgänge sind jedoch denen der ersten Ausführungsform gleich.
  • Außerdem ist die nichtlineare Übertragungseinrichtung 64 gemäß dieser Ausführungsform über eine untersetzungseinheit mit den Sonnenrädern S&sub1; und S&sub2; verbunden. Insbesondere ist die Primärgegenwelle 57 einstückig mit einem größeren Zahnrad 90 ausgebildet, und es ist ein Unrundzahnrad 61 an ihr befestigt, und eine Buchse 92, auf der ein kleineres Zahnrad 92a befestigt ist, ist drehbar auf der Nabe des Sonnenrades S&sub1; des Planetenradgetriebemechanismus 66 gelagert. Andererseits ist die Sekundärgegenwelle 59 einstückig mit einem größeren Zahnrad 93 ausgebildet, und auf ihr ist ein Unrundzahnrad 62 befestigt, und eine Buchse 95, auf der ein kleineres Zahnrad 95a befestigt ist, ist drehbar auf der Nabe des Sonnenrades S&sub2; des Planetenradgetriebemechanismus 71 gelagert. Außerdem stehen diese beiden Unrundzahnräder 61 und 62 miteinander in Eingriff, und die größeren Zahnräder 90 und 93 und die kleineren Zahnräder 92a und 95a stehen miteinander in Eingriff.
  • Wie in Fig. 3 ausführlich dargestellt, steht außerdem das größere Zahnrad 93 der Sekundärwelle 59 über einen Untersetzungsgetriebezug 96 mit dem Verschiebemotor M in Verbindung. Insbesondere sind die beiden Wellen 97 und 99, die im Gehäuse 100 gelagert sind, jeweils mit größeren und kleineren Zahnrädern 97a und 97b und 99a und 99b ausgestattet. Das größere Zahnrad 97a der Primärwelle 97 steht mit dem kleineren Zahnrad 103, das auf der Motorabtriebswelle befestigt ist, in Eingriff, und das kleinere Zahnrad 99b der Sekundärwelle 99 steht mit dem größeren Zahnrad der Gegenwelle 59 in Eingriff.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau gemäß dieser Ausführungsform wird das Drehmoment des Verschiebemotors M durch den Untersetzungsgetriebezug 96 drastisch erhöht und vom Zahnrad 93 auf die Sekundärgegenwelle 59 übertragen und durch das kleinere Zahnrad 92a drastisch verlangsamt und auf das Sonnenrad S&sub2; des Primärplanetenradgetriebemechanismus 66 übertragen. Infolgedessen werden der Außengewindeabschnitt 22 und der Innengewindeabschnitt 23 der Primärkugelspindeleinheit 21 relativ zueinander in Drehbewegung versetzt, um den effektiven Durchmesser der Riemenscheibe 5 zu ändern. Andererseits erfolgt die Drehung der Sekundärgegenwelle 59 durch die Unrundzahnräder 62 und 61 nichtlinear und wird durch die Primärgegenwelle 57, das größere Zahnrad 90 und das kleinere Zahnrad 95a drastisch verlangsamt, bis sie auf das Sonnenrad 82 des Sekundärplanetenradgetriebemechanismus 71 übertragen wird. Infolgedessen drehen sich der Außengewindeabschnitt 45 und der Innengewindeabschnitt 46 der Sekundärkugelspindeleinheit 50 relativ zueinander, um den vom Riemen B vorgegebenen nichtlinearen Hub aufgrund der oben erwähnten nichtlinearen Drehung auszugleichen, um dadurch den effektiven Durchmesser der Riemenscheibe 6 zu verändern.
  • Bedingt durch die Konstruktion, werden zu dieser Zeit die Drehungen der Unrundzahnräder 61 und 62 auf eine Umdrehung oder weniger eingeschränkt, werden jedoch relativ zueinander durch die größeren Zahnräder 90 und 93 und die kleineren Zahnräder 92a und 95a drastisch verlangsamt und auf die Sonnenräder S&sub1; und S&sub2; übertragen. Infolgedessen führen die Sonnenräder S&sub1; und S&sub2; trotz einer oder weniger als einer Umdrehung der Gegenwellen 57 und 59 viele Umdrehungen durch, so daß die Kugelspindeleinheiten 21 und 50 viele Umdrehungen durchführen können, um bei einer vorbestimmten Verschiebung einen vorbestimmten Hub zu erreichen.
  • Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Im übrigen unterscheidet sich diese Ausführungsform von der zweiten Ausführungsform lediglich im Planetenradgetriebemechanismus, der nachstehend ausführlich beschrieben wird. Außerdem haben die Primärseite und die Sekundärseite den gleichen Aufbau, und nur die Primärseite wird nachstehend beschrieben.
  • Beim Planetenradgetriebemechanismus 66&sub4; (oder 71&sub4;) besteht ein Planetenrad P&sub3;, das auf einem Zapfen 101 des Trägers C&sub3; gelagert ist, aus einem größeren Zahnrad 102 und einem kleineren Zahnrad 103. Außerdem steht ein erstes Sonnenrad S&sub3; mit dem kleineren Zahnrad 103 in Eingriff, während ein zweites Sonnenrad S&sub4; mit dem größeren Zahnrad 102 in Eingriff steht, und der Träger C&sub3; ist drehbar auf der Welle gelagert. Das erste Sonnenrad S&sub3; ist außerdem drehbar auf der Welle 57 gelagert und ist einstückig mit dem Zahnrad 67a ausgebildet, das mit dem Zahnrad 26 in Eingriff steht, das mit dem Innengewindeabschnitt 23 einstückig ist. Anderseits ist das zweite Sonnenrad S&sub4; einstückig mit der Buchse 92 mit dem kleineren Zahnrad 92a ausgebildet, das über das größere Zahnrad 93 mit der nichtlinearen Übertragungseinrichtung 64 verbunden ist. Außerdem ist der Flansch, der den Träger C&sub3; bildet, an seinem äußeren Umfang mit dem Zahnrad 70a ausgebildet, das mit dem Zahnrad 24 in Eingriff steht, das mit der beweglichen Kegelscheibe 7 einstückig ist. Der Planetenradgetriebemechanismus 66&sub4; ist also so beschaffen, daß sein Träger C&sub3; das erste Element, sein erstes Sonnenrad 53 das zweite Element und sein zweites Sonnenrad 54 das dritte Element bildet.
  • Bei dem derartigen Aufbau gemäß dieser Ausführungsform wird die Drehung der Riemenscheibe 5 auf den Träger C&sub3; über das Zahnrad 24, das mit der beweglichen Kegelscheibe 7 einstückig ist, und das Zahnrad 70a und weiter vom ersten Sonnenrad S&sub3; über die Zahnräder 67a und 26 auf den Innengewindeabschnitt 23 übertragen, da das zweite Sonnenrad S&sub4; in einem feststehenden Zustand gehalten wird. In einem nichtverschobenen Zustand wird das zweite Sonnenrad S&sub4; im feststehenden Zustand gehalten, so daß sich der Außengewindeabschnitt 22 und der Innengewindeabschnitt 23 mit der gleichen Drehzahl drehen, um die Riemenscheibe 5 in einer vorbestimmten Verschiebeposition zu halten.
  • Wenn das zweite Sonnenrad S&sub4; sich aufgrund der Drehbewegung des Verschiebemotors dreht, werden der Außengewindeabschnitt 22 und der Innengewindeabschnitt 23 relativ zueinander durch das erste Sonnenrad S&sub3; und den Träger C&sub3; gedreht, so daß die Kugelspindeleinheit 21 ausgefahren oder eingezogen wird, um das Drehmomentverhältnis zu ändern.
  • Nachstehend wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Im übrigen beschränkt sich auch die Beschreibung dieser Ausführungsform auf die Primärverschiebesteuereinheit.
  • Ein Planetenradgetriebemechanisrnus 66&sub5; (oder 71&sub5;) besteht aus: einem Träger C&sub5; (der ein erstes Element bildet), der mit dem Außengewindeabschnitt 22 über Zahnräder 24 und 70a verbunden ist; einem Innenzahnrad R&sub5; (das ein zweites Element bildet), das mit dem Innengewindeabschnitt 23 über Zahnräder 26 und 67a verbunden ist; und einem Sonnenrad S&sub5;, das auf der Gegenwelle 57 ausgebildet ist. Der Träger C&sub5; hat eine Nabe 105, die drehbar auf der Welle 57 gelagert ist, und das Innenzahnrad R&sub5; hat einen Zylinderabschnitt 106. Zwischen der Nabe 105 und dem Zylinderabschnitt 106 sind zwei Reihen von Kugellagern 107 angeordnet, die Kräfte in radialer Richtung und in axialer Richtung abfangen können.
  • Während des nichtverschobenen Zustands läßt die Kugelspindeleinheit 21 ihren Außengewindeabschnitt 22 und ihren Innengewindeabschnitt 23 mittels des Planetenradgetriebemechanismus 66&sub5; mit der gleichen Drehzahl drehen wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Zu dieser Zeit werden die Getriebe-Axialschubkräfte und die Radialkräfte, die einzeln auf den Getriebezug vom Außengewindeabschnitt 22 über die Zahnräder 24 und 70a auf den Träger C&sub5; und über den Getriebezug vom Innengewindeabschnitt 23 über die Zahnräder 26 und 67a auf das Innenzahnrad R&sub5; wirken, teilweise durch das Lager 107 ausgeglichen.
  • Andererseits sind die Unrundzahnräder 61 und 62, die die nichtlineare Kraftübertragungseinrichtung 64 bilden, drehbar auf den Gegenwellen 57 bzw. 59 gelagert. Ein Rundzahnrad 109 ist einstückig mit dem primären Unrundzahnrad 61 verbunden, und ein Rundzahnrad 110a ist einstückig mit dem sekundären Unrundzahnrad 62 über eine Nabe 110 verbunden. Außerdem ist ein Zahnrad 111 einstückig mit der Primärgegenwelle 57 verbunden, und eine Getriebeinheit 112, die aus einem größeren Zahnrad 112a und einem kleineren Zahnrad 112b besteht, ist drehbar auf der Primärgegenwelle 57 gelagert. Auf der Sekundärgegenwelle 59 ist andererseits ein kleineres Zahnrad 113 befestigt. Eine Getriebeeinheit 115, die aus einem kleineren Zahnrad 115a und aus einem größeren Zahnrad 115b besteht, ist drehbar auf der Sekundärgegenwelle 59 gelagert.
  • Infolgedessen wird die Drehbewegung der nichtlinearen Übertragungseinrichtung 64 in zwei Stufen verlangsamt und auf die Primär- und die Sekundärgegenwelle 57 und 59 übertragen. Insbesondere wird die Drehbewegung des Unrundzahnrades 61 über das größere Zahnrad 109, das kleinere Zahnrad 115a und das größere Zahnrad 115b der Getriebeinheit 115 und das Zahnrad 111 auf die Primärgegenwelle 57 übertragen. Andererseits wird die Drehbewegung des Unrundzahnrades 62 über das größere Zahnrad 110a, das kleinere Zahnrad 112b und das größere Zahnrad 112a der Getriebeinheit 112 und das kleinere Zahnrad 113 auf die Sekundärgegenwelle 59 übertragen.
  • Infolgedessen werden durch die Drehbewegung der Unrundzahnräder 61 und 62 innerhalb einer Umdrehung viele Umdrehungen des Sonnenrades S&sub5; bewirkt, um einen ausreichenden Hub der Kugelspindeleinheiten 21 und 50 zu bewirken.
  • Als nächstes wird die fünfte Ausführungsform, die geringfügig gegenüber der vierten in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform modifiziert worden ist, mit Bezug auf Fig. 6(a) und 6(b) beschrieben.
  • Das Unrundzahnrad 61 und das Rundzahnrad 109 sind in der vierten Ausführungsform einstückig miteinander verbunden, sind jedoch so verbunden, daß ihre relativen Positionen an diese Ausführungsform angepaßt sind. Insbesondere ist das Unrundzahnrad 61 auf der Nabe 109a des Rundzahnrades 109 so angeordnet, daß durch einen Anschlagring 117 verhindert wird, daß es herausrutscht. Außerdem ist das Rundzahnrad 109 auf einer Seite mit zwei konischen Löchern 109b und 109c ausgebildet, und Stifte 119 und 120 mit kegeligen Flächen a und b an ihren vorderen Enden werden in die Seite des Unrundzahnrades 61 geschoben, und zwar mit einen Abstand, der geringfügig kleiner ist als zwischen den konischen Löchern.
  • Durch Drehen der beiden Stifte 119 und 120, um die Vorsprünge der kegeligen Flächen a und b anzupassen, werden die angepaßten Tiefen der kegeligen Flächen a und b in die konischen Löcher 109b und 109c hineingepaßt, um die Phase des Unrundzahnrades 61 relativ zum Rundzahnrad 109 einzustellen. Infolgedessen können die relativen Positionen der Primärkugelspindeleinheit 21 und der Sekundärkugelspindeleinheit 50 so eingestellt werden, daß die Spannung oder dgl. des Riemens B eingestellt wird.
  • Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform, die gegenüber der vierten Ausführungsform weiter modifiziert worden ist, mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben. In dieser Ausführungsform sind auch die gleichen Teile wie die in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Beschrieben wird lediglich die Primärseite, während die Sekundärseite, die den gleichen Aufbau hat, nicht beschrieben wird.
  • Die Nabe 9a der feststehenden Kegelscheibe 9 ist geringfügig länger ausgeführt, um die Nabe 7a der beweglichen Kegelscheibe und die Nabe 24a des Zahnrades 24 mittels der Kugelverzahnung 10 gleitfähig zu tragen. Auf der Zahnradnabe 24a ist ein Zahnrad 26 drehbar gelagert, das mit dem Innengewindeabschnitt 23 wie einstückig drehbar gekoppelt ist. Außerdem sind die Zahnräder 24 und 26 durch die Axiallager 32 und 31 zwischen die Endflächen der Wellenverdickung 2a und den Innengewindeabschnitt 23 eingeklemmt, so daß sie in vorbestimmten axialen Positionen gehalten werden.
  • Andererseits besteht der Planetenradgetriebemechanismus 66&sub7; (oder 71&sub7;) aus: einem Träger C&sub7; (der ein erstes Element bildet), der über das Zahnrad 70a mit dem Zahnrad 24 verbunden ist, das sich zusammen mit den Außengewindeabschnitt 22 dreht; einem Innenzahnrad R&sub7; (das ein zweites Element bildet), das über das Zahnrad 67a mit dem Zahnrad 26 verbunden ist, das sich zusammen mit dem Innengewindeabschnitt 23 dreht; und einem Sonnenrad S&sub7; (das ein drittes Element bildet), das auf der Gegenwelle 57 ausgebildet ist. Außerdem ist das Zahnrad 70a über die lange Nabe 105 mit dem Träger C&sub7; verbunden, und das Zahnrad 67a ist über den Zylinderabschnitt 106 mit dem Innenzahnrad R&sub7; verbunden. Das Lager 107 ist zwischen der gleichen Nabe 105 und dem gleichen Zylinderabschnitt 106 wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen angeordnet, und die Nabe 105 ist mittels des Lagers 120 im Gehäuse gelagert.
  • Infolgedessen werden, wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, die Getriebe-Axialschubkräfte und die Radialkräfte der beiden Getriebezüge der Außengewindeabschnitte und der Innengewindeabschnitte durch das Lager 107 ausgeglichen, und der Planetenradgetriebemechanismus 66&sub7; ist mittels des Lagers 120 stabil gelagert.
  • Nachstehend wird eine siebente Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 8 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird auch nur die Primärseite beschrieben, während die Sekundärseite, die den gleichen Aufbau hat, nicht beschrieben wird.
  • In dieser Ausführungsform ist ein Planetenradgetriebemechanismus 66&sub8; (oder 71&sub8;) zusammen mit einer Spindeleinheit 21' oder 50' auf der Rückseite der beweglichen Kegelscheibe 33 angeordnet. Außerdem ist der Durchmesser der Spindeleinheit 21' begrenzt, weil der Planetenradgetriebemechanismus direkt gegenüber angeordnet ist, und die Spindeleinheit besteht aus Vorschubspindeln mit dreieckigen, quadratischen oder trapezförmigen Gewindeprofilen.
  • Der Planetenradgetriebemechanismus 66&sub8; besteht aus einem ersten Innenzahnrad R&sub8; (oder einem ersten Element), einem zweiten Innenzahnrad R&sub9; (oder einem zweiten Element), einem ersten Sonnenrad S&sub8; (oder einem dritten Element), einem zweiten Sonnenrad S&sub9; und einem Träger C&sub8;, der ein erstes und ein zweites Planetenrad P&sub8; und P&sub9; trägt. Außerdem ist das erste Innenzahnrad R&sub8; mit der Zahnradnabe 24a gekoppelt, die über die Kugelverzahnung 10 und die feststehende Kegelscheibennabe 9a einstückig mit dem Außengewindeabschnitt 22 verbunden ist, und das zweite Innenzahnrad R&sub9; ist mit dem Innengewindeabschnitt 23 verbunden. Außerdem ist das Sekundärsonnenrad S&sub9; mittels Nadellager drehbar auf dem Innengewindeabschnitt 23 gelagert und ist mit einem vorbestimmten Winkel einstückig mit einem Schneckenrad 130 ausgebildet. Eine Schnecke 131, die als Einrichtung zum Einstellen der Riemenspannung oder dgl. dient, steht mit dem Schneckenrad 130 in Eingriff. Das erste Sonnenrad S&sub8; ist drehbar auf der Nabe des zweiten Sonnenrades S&sub9; gelagert und ist einstückig mit einem größeren Zahnrad 132 verbunden. Außerdem steht das erste Planetenrad P&sub8; des Trägers C&sub8; mit dem ersten Innenzahnrad R&sub8; und dem ersten Sonnenrad S&sub8; in Eingriff, und das zweite Planetenrad P&sub9; steht mit dem zweiten Innenzahnrad R&sub9; und dem zweiten Sonnenrad S&sub9; in Eingriff.
  • Andererseits sind die Unrundzahnräder 61 und 62 jeweils mit der Primär- bzw. der Sekundärgegenwelle 57 und 59 gekoppelt, auf der die Untersetzungsgetriebeinheiten 115 und 112 drehbar gelagert sind. Außerdem ist eine Untersetzungsgetriebeinheit 133, die aus einem größeren Zahnrad 133a und einem kleineren Zahnrad 133b besteht, drehbar auf der Primärgegenwelle 57 gelagert, auf der das größere Zahnrad 109 befestigt ist. Eine Untersetzungsgetriebeinheit 135, die aus einem größeren Zahnrad 135a und einem kleineren Zahnrad 135b besteht, ist drehbar auf der Sekundärgegenwelle 59 gelagert, auf der das größere Zahnrad 110a befestigt ist.
  • Bei einem derartigen Aufbau gemäß dieser Ausführungsform wird die Drehbewegung des Außengewindeabschnitts, der zusammen mit der Riemenscheibe 5 drehbar ist, über die Nabe 24a auf das erste Innenzahnrad R&sub8; und weiter auf das zweite Innenzahnrad R&sub9; übertragen, das zusammen mit dem Träger C&sub8; drehbar ist, da das erste und das zweite Sonnenrades S&sub8; und S&sub9; in feststehenden Zustand gehalten werden, so daß der Innengewindeabschnitt 23 sich zusammen mit dem Außengewindeabschnitt 22 während des nichtverschobenen Zustands dreht.
  • Wenn die Unrundzahnräder 61 und 62 durch Betätigung der Verschiebesteuereinrichtung gedreht werden, wird die Drehbewegung des Zahnrades 61 durch das größere Zahnrad 109 und die Untersetzungsgetriebeinheiten 115 und 133 drastisch verlangsamt und auf das größere Zahnrad 132 übertragen, um das erste Sonnenrad S&sub8; in Drehung zu versetzen, so daß das erste und das zweite Innenzahnrad R&sub8; und R&sub9; sich relativ zueinander drehen. Infolgedessen drehen sich der Außengewindeabschnitt 22 und der Innengewindeabschnitt 23 relativ zueinander, um die Spindeleinheit 21' in axialer Richtung zu verstellen. Ebenso wird die Drehbewegung des Unrundzahnrades 62 durch das größere Zahnrad 110a und die Untersetzungsgetriebeinheiten 122 und 135 auf das erste Sonnenrad des Sekundärplanetenradgetriebemechanismus 718 übertragen.
  • Wenn die Schnecke 131, die als die Regulierungseinrichtung wirkt, gedreht wird, dreht sich das zweite Sonnenrad S&sub9;, um die Primärspindeleinheit 21' lediglich so zu verstellen, daß die bewegliche Primärkegelscheibe 7 bewegt werden kann, um die Riemenspannung und die Riemenlauflinie einzustellen. Wenn sich die Sekundärschnecke 131' dreht, kann sich die bewegliche Sekundärkegelscheibe 33 bewegen. Somit können die optimale Riemenspannung und Riemenlauflinie erreicht werden, indem nämlich diese beiden Schnecken 131 und 131' zweckmäßig gedreht werden.
  • In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist das mechanische Stellglied als die Kugelspindeleinheit oder die Spindeleinheit ausgeführt, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, das mechanische Stellglied kann eine andere Einheit zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Axialbewegung sein, z.B. eine Spindeleinheit, die aus trapezförmigen und rechteckigen Gewindeprofilen besteht und statischen Druck verwendet, oder ein Nockenmechanismus.
  • In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die nichtlineare Kraftübertragungseinheit verwendet, um den vom Riemen vorgegebenen nichtlinearen Hub der beiden beweglichen Kegelscheiben auszugleichen, kann jedoch beseitigt werden durch Krümmung der Kontaktflächen der Kegelscheiben, die in Berührung mit den Riemen zu bringen sind.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind erfindungsgemäß das primäre und das sekundären Stellglied so beschaffen, daß ihre ersten und zweiten Teile mit den vorbestimmten Elementen des Planetenradgetriebemechanismus verbunden sind und sich zusammen mit den Riemenscheiben drehen. Infolgedessen drehen sich die Axiallager, die zum Aufnehmen der Axialkräfte der Primär- und der Sekundärriemenscheiben auf den Wellen entsprechend angeordnet sind, zusammen im nichtverschobenen Zustand, so daß die Lager keinen Spinverlust haben, um den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern, und weniger Platz benötigen, um den Aufbau kompakter zu machen und ihn in Axialrichtung zu verkürzen.
  • Um den Verschiebevorgang durchzuführen, können die dritten Elemente des primären und des sekundären Planetenradgetriebes von der Verschiebesteuereinrichtung gedreht werden und sind miteinander verbunden, um das Drehmoment aufzuheben, das seitens der Primärriemenscheibe und der Sekundärriemenscheibe wirkt. Infolgedessen kann die Verschiebesteuereinrichtung durch eine geringe Kraft unterbrochen oder angehalten werden, um ein vorbestimmtes Drehmomentverhältnis beizubehalten, und kann schnell und genau durch eine geringe Kraft betätigt werden, um die Verschiebung zu steuern.
  • Da außerdem die beiden dritten Teile über die nichtlineare Übertragungseinrichtung verbunden sind, können die primäre und die sekundäre Riemenscheibe entsprechend dem vom Riemen bestimmt vorgegebenen nichtlinearen Hub bewegt werden, so daß die Riemenspannkraft unabhängig vom Drehmomentverhältnis auf einen optimalen Wert gehalten werden kann. Gleichzeitig kann die Drehmomentschwankung während des Anderns der Drehmomentübertragungsrichtung verringert werden, um den Übertragungsstoß zu verringern und die Lebensdauer des stufenlos regelbaren Getriebes zu verlängern.

Claims (2)

1. Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe (1) mit: einer Primärriemenscheibe (5) und einer Sekundärriemenscheibe (6), die einzeln zwei Kegelscheiben (7, 9; 33, 35) aufweisen, die auf Wellen (2, 3) lagern und relativ zueinander axial beweglich ausgeführt sind, wobei die eine Kegelscheibe (7, 33) axial beweglich, die andere (9, 35) feststehend ist; einem Riemen (B), der veranlaßt wird, auf den beiden Riemenscheiben zu laufen; einem primären und einem sekundären mechanischen Stellglied (21 bzw. 50), die einzeln erste Teile (22, 45) und zweite Teile (23, 46) aufweisen, zum Bewegen der beweglichen Kegelscheiben (7, 33) der beiden Riemenscheiben (5, 6) aufgrund der relativen Drehbewegungen der beiden Teile (22, 23; 45, 46); und Druckregulierungsmechanismen (11, 43) zum Ausüben einer Axialkraft entsprechend einem Übertragungsdrehmoment auf mindestens eine der Riemenscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß
die Primärriemenscheibe (5) so angeordnet ist, daß ihre bewegliche Kegelscheibe (7) axial beweglich, aber relativ drehunbeweglich mit der feststehenden Kegelscheibe (9) verbunden ist und ihre eine (7), nämlich die bewegliche oder die feststehende Kegelscheibe drehbar zusammen mit dem einen (22), nämlich dem ersten oder dem zweiten Teil des primären mechanischen Stellguedes (21) verbunden ist,
die Sekundärriemenscheibe (6) so angeordnet ist, daß seine bewegliche Kegelscheibe (33) axial beweglich, aber relativ drehunbeweglich mit der feststehenden Kegelscheibe (35) verbunden ist und ihre eine (33), nämlich die bewegliche oder die feststehende Kegelscheibe drehbar zusammen mit dem einen (45), nämlich dem ersten oder dem zweiten Teil des sekundären mechanischen Steligliedes (50) verbunden ist,
ein Primär- und ein Sekundärplanetenradgetriebemechanismus (66 bzw. 71) angeordnet sind, die einzeln erste Elemente (C&sub1;, C&sub2;), zweite Elementen (R&sub1;, R&sub2;) und dritte Elemente (S&sub1;, S&sub2;) aufweisen, wobei beide Planetenradgetriebemechanismen (66, 71) so angeordnet sind, daß ihre dritten Elemente (S&sub1;, S&sub2;) mit einer Verschiebesteuereinrichtung (M) verbunden sind, die die entsprechenden Drehgeschwindigkeiten der dritten Elemente steuert,
der Primärplanetenradgetriebemechanismus (66) so angeordnet ist, daß sein erstes Element (C&sub1;) mit dem einen (22), nämlich dem ersten oder dem zweiten Teil des primären mechanischen Stellgliedes verbunden ist und sein zweites Element (R&sub1;) mit dem anderen Teil (23) des mechanischen Stellglieds (21) verbunden ist, so daß das erste und das zweite Teil (22 bzw. 23) des mechanischen Stellgliedes sich mit der gleichen Drehzahl drehen können, wenn der Planetenradgetriebemechanismus (66) so angeordnet ist, daß das dritte Element (S&sub1;) im nichtdrehenden Zustand ist,
der Sekundärplanetenradgetriebemechanismus (71) so angeordnet ist, daß sein erstes Element (C&sub2;) mit dem einen (45), nämlich dem ersten oder dem zweiten Teil des sekundären mechanischen Stellgliedes verbunden ist und sein zweites Element (R&sub2;) mit dem anderen Teil (46) des mechanischen Stellgliedes (50) verbunden ist, so daß das erste und das zweite Teil (45 bzw. 46) des mechanischen Stellgliedes sich mit der gleichen Drehzahl drehen können, wenn der Planetenradgetriebemechanismus (71) so angeordnet ist, daß sein drittes Element (S&sub2;) im nichtdrehenden Zustand ist, und
der Primärplanetenradgetriebemechanismus (66) und der Sekundärplanetenradgetriebemechanismus (71) so angeordnet sind, daß ihre dritten Elemente (S&sub1;, S&sub2;) miteinander verbunden sind.
2. Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe (1) nach Anspruch 1, wobei der Primärplanetenradgetriebemechanismus (66) und der Sekundärplanetenradgetriebemechanismus (71) so angeordnet sind, daß ihre dritten Elemente (S&sub1;, S&sub2;) über eine nichtlineare Kraftübertragungseinrichtung (64) miteinander verbunden sind.
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