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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Fig. 1 ist ein Schnitt einer ersten Ausführungsform;
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Fig. 2 ist ein Schnitt einer zweiten Ausführungsform;
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Fig. 3 ist ein Schnitt eines Verschiebesteuerteils der
zweiten Ausführungsform;
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Fig. 4 ist ein Schnitt einer dritten Ausführungsform;
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Fig. 5 ist ein Schnitt einer vierten Ausführungsform;
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Fig. 6(a) ist ein Längsschnitt einer
Phaseneinstellvorrichtung (gemäß einer fünften Ausführungsform) eines
Unrund- bzw. Exzenterzahnrades, das teilweise gegenüber der vierten
Ausführungsform modifiziert ist;
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Fig. 6(b) ist ein Teilschnitt derselben, allerdings
durch den Kreisumfang;
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Fig. 7 ist ein Schnitt einer sechsten Ausführungsform,
die gegenüber der vierten Ausführungsform modifiziert ist; und
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Fig. 8 ist ein Schnitt einer siebenten Ausführungsform.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.