DE10015677C2

DE10015677C2 - Axiallastmessvorrichtung zum Messen der Axiallast einer Lastnockenvorrichtung für ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe und Verfahren zum Zusammenbau eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes

Info

Publication number: DE10015677C2
Application number: DE10015677A
Authority: DE
Inventors: Kouji Ishikawa; Kiyotaka Hirata; Mitsuo Kumagae
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: DE10015677A1; JP3982104B2; US6332857B1; JP2000283255A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axiallastmessvorrichtung zum Messen der Axiallast einer Lastnockenvorrichtung für ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe und ein Verfahren zum Zusammenbau eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes.

Ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebes, wie es in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, wird beispielsweise als Getriebe für ein Fahrzeug verwendet. Ein derartiges stufenlos verstellbares Toroidgetriebe ist beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmusterver öffentlichung Nr. Sho. 62-71465 offenbart.

Weiterhin zeigen die Fig. 13 bis 16 ein konkreteres Beispiel eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, welches in der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Hei. 1-173552 veröffentlicht wurde.

Beim Zusammenbau des wie oben aufgebauten stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes werden herkömmlicher Weise die Bauteile desselben der Reihe nach im innenseitigen Abschnitt eines Gehäuses 53 (vgl. Fig. 14) zusammengebaut, indem der Hauptkörper dieses stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes aufgenommen werden soll. Daher kann nur nach dem Zusammenbau sämtlicher Bauteile in dem Gehäuse 53 festgestellt werden, ob die Bauteile relativ zueinander innerhalb der geschätzten Toleranzen sind und somit korrekt funktionieren.

Um andererseits in der Lage zu sein, die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des stufenlos verstellbaren Getriebes zu gewährleisten, muß die Lagebeziehung zwischen den Bauteilen desselben mit hoher Genauigkeit eingehalten werden. Um beispielsweise in der Lage zu sein, die oben erwähnte Leistungsfähigkeit und Lebensdauer zu gewährleisten, ist es wichtig, dass die Lastnockenvorrichtung 9 einen vorgegebenen Betrag an Axiallast bei Drehung der Nockenscheibe 10 erzeugt. Wenn beispielsweise die erzeugte Axiallast übermäßig klein ist, sind die Drücke auf die Kontaktabschnitte zwischen den Innenflächen 2a, 4a der eingangsseitigen Scheiben 2A, 2B und der Umfangsflächen 8a, 8a der Antriebsrollkörper 8, 8 zu klein, was ein Durchrutschen bei diesen Kontaktabschnitten bewirkt. Dies führt wiederum beim stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe dazu, dass es schlupft. Somit kann keine Leistungsübertragung stattfinden. Wenn andererseits die obige Axiallast übermäßig groß ist, sind die auf die Kontaktabschnitte wirkenden Drücke übermäßig groß, woraus eine verkürzte Rolllebens dauer der jeweiligen Oberflächen 2a, 4a und 8a, 8a resultiert.

Wenn angesichts der obigen Ausführungen die von der Lastnockenvorrichtung 9 erzeugte Axiallast in Abhängigkeit von den geschätzten Dimensionsfehlern und Formfehlern der Bauteile des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes vom vorgegebe nen Wert desselben abweicht, muß das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe wieder auseinandergebaut und dann erneut zusammengebaut werden, um eine derartige Abweichung bei der Axiallast durch Verwendung anderer, nicht fehlerhafter Teile anstelle der fehlerhaften Bauteile zu verringern.

Wenn das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe auf diese Weise zusammengebaut wird, wird die Herstellung des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes aufwendig. Somit ist es unmöglich, die Herstellkosten desselben zu senken.

Toroidgetriebe mit Lastnockenvorrichtungen, deren Aufbau der herkömmlichen Toroidgetriebe ähnelt, wie sie vorangehend mit Bezug auf die Fig. 11 bis 16 beschrieben sind, sind beispielsweise auch aus den Druckschriften DE 198 34 958 A1, DE 42 14 977 C2 sowie DE 197 05 521 A1 bekannt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Axiallastmessvorrichtung zum Messen der Axiallast einer Lastnockenvorrichtung für ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe bzw. ein Verfahren zum Zusammenbau eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes zu schaffen, wobei das Toroidgetriebe bei geringen Herstellkosten eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist.

Bezüglich eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Axiallastmessvorrichtung zum Messen der Axiallast einer Lastnockeneinrichtung für ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Zusammenbau eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes mit den Merkmalen des Anspruchs 2.

Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht der Hauptabschnitte eines ersten Ausführungsbei spiels eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, in einem Zustand, bei dem eine Eingangswelle und eine Lastnockenvorrichtung miteinander kombi niert sind und eine durch die Lastnockenvorrichtung erzeugte Axiallast gemes sen wird;

Fig. 2 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen einem auf die Nockenscheibe der Lastnockenvorrichtung wirkendem Moment und der durch die Lastnockenvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel erzeugten Axiallast;

Fig. 3 zeigt entsprechend zur Fig. 1 eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungs beispiels eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes;

Fig. 4 zeigt entsprechend Fig. 2 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Moment und der Axiallast beim zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht der Hauptabschnitte des Aufbaus beim zweiten Ausführungsbeispiel, wobei ein anfänglicher Zustand desselben beim Messen von Änderungen der Elastizität einer Tellerfeder zur Vorspannung, die in Abhängigkeit von der Verschiebung des Sockelabschnittes der inneren Fläche einer eingangsseitigen Scheibe verursacht werden, dargestellt ist;

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht des Hauptabschnittes des Aufbaus des zweiten Ausführungsbeispiels, wobei ein Endzustand desselben bei der obigen Mes sung dargestellt ist;

Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Betrag der Verschiebung des Sockel- oder Bodenabschnittes der inneren Fläche der ein gangsseitigen Scheibe und der Elastizität der Tellerfeder für die Vorspannung;

Fig. 8 zeigt entsprechend der Fig. 1 eine Schnittansicht eines dritten Ausführungs beispiels eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes;

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus des Hauptabschnittes des dritten Ausführungsbeispiels, wobei ein Zustand bei der Messung von Änderungen der Elastizität einer Tellerfeder für die Vorspannung, die in Abhängigkeit von der Verschiebung des Bodenabschnittes der inneren Oberfläche einer eingangsseitigen Scheibe verursacht ist, dargestellt ist;

Fig. 10 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Verschiebungs betrag des Bodenabschnittes der inneren Oberfläche der eingangsseitigen Scheibe und der Elastizität der Tellerfeder zur Vorspannung gemäß dem drit ten Ausführungsbeispiel;

Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht des grundsätzlichen Aufbaus eines herkömmlichen, stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, wobei ein Zustand desselben darge stellt ist, bei dem es bei maximaler Verzögerung betrieben wird;

Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht des obigen herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, wobei ein Zustand desselben dargestellt ist, in dem es mit der maximalen Beschleunigung betrieben wird;

Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht des konkreten Aufbaus eines herkömmlichen, stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes;

Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht entlang der Pfeilmarkierung A-A der Fig. 13;

Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht eines zweiten Beispiels eines konkreten Aufbaus eines herkömmlichen, stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes; und

Fig. 16 zeigt eine Schnittansicht eines dritten Beispiels eines konkreten Aufbaus eines herkömmlichen, stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes in Verbindung mit einer Vorrichtung zur Messung der Axiallast der Lastnockenvorrichtung. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dadurch charakterisiert, dass ein Aufbau, wie er durch Zusammenbau einer eingangsseitigen Scheibe 2A und einer Lastnockenvorrichtung 9 an die Eingangswelle 15a eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes erhalten wird, als eine Einheit ausgebildet ist. Somit kann man vorab die Axiallast messen, die durch die Lastnockenvorrichtung 9 erzeugt wird. Die Anordnungen und Funktionen der übrigen Abschnitte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind ähnlich denen der zuvor beschriebenen, herkömmlichen, stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes. Auf die doppelte Erläuterung und Beschreibung derselben wird aus Gründen der Einfachheit verzichtet. Bei der folgenden Beschreibung wird hauptsächlich der charakteristische Abschnitt des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert.

An einem Endabschnitt (der untere Abschnitt in Fig. 1) der Eingangswelle 15a ist ein Flanschabschnitt 17a befestigt. An der Innenfläche des Flanschabschnittes 17a ist eine innere Lauffläche 54 eines Laufrings eines Schrägkugellagers ausgebildet. Am radial innenliegenden Umfangsabschnitt der kreisringförmigen Nockenscheibe 10, deren Innenfläche als eine antriebsseitige Nockenfläche 13 ausgebildet ist, ist eine äußere Lauffläche 55 eines Laufrings eines Schrägkugellagers ausgebildet. Zwischen der Lauffläche 55 des äußeren Laufrings und der Lauffläche 54 des inneren Laufrings ist eine Vielzahl von Kugeln 56, 56 rollbar angeordnet, um so ein Schrägkugellager 57 zu bilden. Dadurch ist die Nockenscheibe 10 an der inneren Fläche des Flanschabschnittes 17a so gelagert, dass sie bezüglich der Eingangswelle 15a drehbar ist.

Die eingangsseitige Scheibe 2A ist über eine Kugelverzahnung 40 am Umfang der Eingangswelle 15a gehalten. Dadurch ist die eingangsseitige Scheibe 2A an der Eingangswelle 15a so gelagert, dass sie sich nicht nur in axialer Richtung der Eingangswelle 15a verschieben, sondern sich auch synchron mit der Eingangswelle 15a drehen kann. Um das Herausfallen der Kugeln 48, 48, welche die Kugelverzahnung 40 bilden, zu verhindern, ist ein scheibenseitiger Haltering 58 am Abschnitt nahe dem inneren Ende (in Fig. 1 dem Abschnitt nahe dem oberen Ende) einer innendurchmes serseitigen Kugelverzahnungsnut 46 vorgesehen, die in der inneren Umfangsfläche der eingangsseitigen Scheibe 2A ausgebildet ist. Am Abschnitt nahe des äußeren Endes (in Fig. 1 der Abschnitt nahe dem unteren Ende) einer außendurchmesserseitigen Kugelverzahnungsnut 47, die in der äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle 15a vorgesehen ist, ist jeweils ein wellenseitiger Haltering 59 befestigt. Somit werden die Kugeln 48, 48 durch die Halteringe 58, 59 daran gehindert, aus den Kugelverzahnungs nuten 46, 47 herauszufallen.

Außerdem ist die äußere, gegenüber der antriebsseitigen Nockenfläche 13 gelegene Fläche der beiden inneren und äußeren Flächen der eingangsseitigen Scheibe 2A als eine abtriebsseitige Nockenfläche 14 ausgebildet. Die innere Fläche 2a der eingangs seitigen Scheibe 2A, die an der gegenüberliegenden Seite relativ zur antriebsseitigen Nockenfläche 14 in axialer Richtung der eingangsseitigen Scheibe 2A angeordnet ist, ist als eine konkave Fläche mit einem bogenförmigen Abschnitt ausgebildet. Zwischen der antriebsseitigen Nockenfläche 13 und der abtriebsseitigen Nockenfläche 14 ist eine Mehrzahl von Rollkörpern 12, 12 angeordnet, um so die Lastnockenvorrichtung 9 zu bilden. Die jeweiligen Rollkörper 12, 12 sind durch einen Halter 11, der in seiner Gesamtheit so ausgebildet ist, dass er Kreisringform aufweist, drehbar gehalten.

Um die Axiallast zu messen, die durch die wie oben aufgebaute Lastnockenvorrichtung 9 erzeugt wird, ist ein Antriebselement 60 vorgesehen, das zum Antrieb und zur Drehung der Nockenscheibe 10 verwendet wird. Das Antriebselement 60 umfasst einen Elektromotor 61, der nicht nur in der Lage ist, das auf die Nockenscheibe 10 wirkende Drehmoment zu steuern, sondern auch die Drehrichtung der Nockenscheibe 10 umzuschalten. Zur Messung ist weiter ein Übertragungsring 64 vorgesehen, der in Eingriff mit vorspringenden Teilen 63, 63 gebracht werden kann, die an der Rückfläche (in Fig. 1 der unteren Fläche) der Nockenscheibe 10 vorgesehen sind, um dadurch die Ausgangsleistung des Elektromotors 61 an die Nockenscheibe 10 zu übertragen. Das Ausgangsmoment des elektrischen Motors 61 kann durch einen Drehmomentsensor 62 gemessen werden. Die innere Endfläche (in Fig. 1 die obere Endfläche) der eingangs seitigen Scheibe 2A stößt gegen ein festes Futter 65, um so die eingangsseitige Scheibe 2A daran zu hindern, sich in eine Richtung zu verschieben, in der sie sich von der Nockenscheibe 10 trennt. Des weiteren ist ein Futter 66 an der bodenseitigen oder sockelseitigen End- oder Stirnfläche (in Fig. 1 die untere Fläche) der Eingangswelle 15a angebracht, wobei eine auf das Futter 66 wirkende Axiallast durch einen Kraftaufnehmer 67 erfasst werden kann, der aus einem Sensor besteht. Dank dieses Aufbaus kann eine auf die eingangsseitige Scheibe 2A wirkende Axiallast erfasst werden. Im Gegensatz zur gezeigten Ausführung kann die Endfläche der Eingangswelle 15a gegen ein festes Futter stoßen und die innere Endfläche der eingangsseitigen Scheibe 2A kann gegen ein bewegliches Futter stoßen, wobei die auf die eingangsseitige Scheibe 2A wirkende Axiallast durch einen Sensor als ein Kraftaufnehmer gemessen werden kann, der sich im Eingriff mit diesem beweglichen Futter befindet.

Um unter Verwendung der wie oben aufgebauten Axiallastmessvorrichtung die von der Lastnockenvorrichtung 9 zu erzeugende Axiallast zu messen, wird der Elektromotor 61 elektrisch betätigt, um dann die Nockenscheibe 10 über den Übertragungsring 64 zu drehen. Bei diesem Vorgang wird durch Steuerung des Betrags der auf den Elektromo tor 61 wirkenden, elektrischen Leistung und durch Steuerung der Richtung dieser Energiezufuhr die Stärke des auf die Nockenscheibe 10 wirkenden Drehmoments allmählich verändert und die Richtung des Drehmoments umgeschaltet. Basierend auf der Drehung der Nockenscheibe 10 wird die eingangsseitige Scheibe 2A durch die Lastnockenvorrichtung 9 so gegen das feste Futter 65 gedrückt, wie dies durch die durchgezogenen Pfeillinien in Fig. 1 gezeigt ist. Als Reaktion auf diese Andrückkraft neigen die Nockenscheibe 10 und die Eingangswelle 15a, wie durch die gestrichelten Pfeillinien in Fig. 1 dargestellt ist, dazu, sich in eine Richtung zu verschieben, in der sie sich vom festen Futter 65 entfernen, so dass die bodenseitige oder sockelseitige Endfläche der Eingangswelle 15a gegen den Kraftaufnehmer 67 über das Futter 66 gedrückt wird. Auf diese Weise kann die Intensität der Kraft, mit der die sockelseitige Stirnfläche der Eingangswelle 15a gegen den Kraftaufnehmer 67 drückt, so gesteuert werden, dass sie der Axiallast entspricht, die durch die Lastnockenvorrichtung 9 erzeugt wird.

Durch die Verbindung des erfassten Wertes des Drehmomentsensors 62 mit dem erfassten Wert des Kraftaufnehmers 67 können die Eigenschaften der durch die Lastnockenvorrichtung 9 zu erzeugenden Axiallast bestimmt werden. Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Charakteristik der durch die Lastnockenvorrichtung 9 zu erzeugenden Axiallast. In Fig. 2 zeigt eine Strichlinie den theoretischen Wert der Beziehung zwischen dem auf die Lastnockenvorrichtung 9 wirkenden Eingangsmoment und der durch die Lastnockenvorrichtung 9 erzeugten Axiallast. Eine durchgezogene Linie zeigt den tatsächlich gemessenen Wert. Die Abweichung des gemessenen Werts vom theoreti schen Wert basiert auf einer an sich bekannten Hysterese. Sie kann unmöglich vollständig vermieden werden.

Wenn die durch die Lastnockenvorrichtung 9 erzeugte Axiallast auf diese Weise gemessen wird und als Ergebnis dessen festgestellt wird, dass die Leistung der Lastnockenvorrichtung 9 eine erwartete Leistung ist (also keine Abweichung zwischen dem gemessenen Wert und einem Sollwert festgestellt wird, die problematisch sein könnte), werden andere Bauteile, wie beispielsweise die ausgangsseitigen Scheiben 4, 4, das Ausgangszahnrad 18a und die andere eingangsseitige Scheibe 2A an der Außenfläche der Eingangswelle 15a zusammengebaut. Andere Bauteile, wie die Zapfen 6, 6 und die Antriebsrollkörper 8, 8 werden des Weiteren mit diesen zusammen gebaut, wodurch es möglich ist, ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe herzustellen, wie es beispielsweise in den Fig. 15 und 16 gezeigt ist.

Wenn, wie oben beschrieben wurde, bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die durch die Lastnockenvorrichtung 9 erzeugte Axiallast in Abhängigkeit von den geschätzten Fehlern in den Abmessungen und Formfehlern der Bauteile des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe stark von ihrem Sollwert abweicht, kann eine solche Abweichung festgestellt werden, bevor diese Bauteile in das Gehäuse 53 eingebaut werden (Fig. 14). Somit kann, ohne dass ein aufwendiger Vorgang zum Auseinanderbau und nochmaligem Zusammenbau des gesamten stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes nötig ist, die erforderliche Beziehung zwischen den Bauteilen des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes mit hoher Genauigkeit erzielt werden, um somit die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes zu gewährleisten.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen jeweils ein zweites Ausführungsbeispiel des stufenlos verstellba ren Toroidgetriebes in Verbindung mit einer Vorrichtung zur Messung der Axiallast der Lastnockenvorrichtung desselben und ein Verfahren zum Zusammenbau des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen einer Eingangswelle 15a und einer eingangsseitigen Scheibe 2A eine Tellerfeder 41 angeordnet, die zum Aufbringen einer Vorspannung derart verwendet wird, dass sie parallel zur Lastnockenvorrichtung 9 angeordnet ist. Wenn daher die Lastnockenvorrich tung 9 sich nicht im Betrieb befindet und damit keine Axiallast erzeugt, wirkt eine Axiallast entsprechend der Vorspannung der Tellerfeder 41 auf die eingangsseitige Scheibe 2A. Folglich wirkt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Axiallast auf die eingangsseitige Scheibe 2A, wie in der Fig. 4 gezeigt ist. In Fig. 4 zeigt eine Strichlinie theoretische Werte, wohingegen eine durchgezogene Linie die Werte darstellt, die durch einen Kraftaufnehmer 67 gemessen sind.

Wenn die Tellerfeder 41 auf die obige Weise angeordnet ist, ist es wichtig, damit das stufenlos verstellbare Getriebe seine Funktion erfüllen kann, dass die Vorspannung der Tellerfeder 41 auf einen geeigneten Wert festgesetzt ist, wenn diese zwischen die Eingangswelle 15a und der eingangsseitigen Scheibe 2A eingesetzt ist. Somit wird, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, die Elastizität der Tellerfeder 41 in dem Zustand gemessen, in dem sie zwischen die Eingangswelle 15a und die eingangsseitige Scheibe 2A eingebaut wird. Zunächst wird in dem in Fig. 5 gezeigten Zustand, in dem die Tellerfeder 41 entspannt ist, die eingangsseitige Scheibe 2A durch ein Spannfutter 68 in Richtung einer Nockenscheibe 10 gedrückt. Während der Verschiebungsbetrag der eingangssei tigen Scheibe 2A durch einen Verschiebungssensor 69 gemessen wird, wird eine auf die Eingangswelle 15a wirkende Axiallast durch einen Kraftaufnehmer 67 gemessen. Der Verschiebungssensor 69 misst den Verschiebungsbetrag der Innenfläche 2a der eingangsseitigen Scheibe 2A an einer Stelle, welche die geringste Dicke aufweist.

Der Andrückvorgang durch das Spannfutter 68 wird ausgeführt, bis die Rollkörper 12, 12, welche die Lastnockenvorrichtung 9 bilden, in ihre Kontaktposition mit den Bodenabschnitten einer antriebsseitigen Nockenfläche 13 und abtriebsseitigen Nockenfläche 14 gelangen und darüber hinaus fortgesetzt (also eine Zeitspanne, die etwas größer ist als bis zum Kontakt mit den Bodenabschnitten). Aufgrund des obigen Messvorgangs kann die Beziehung zwischen dem Verschiebebetrag der eingangsseitigen Scheibe 2A (der durch den Verschiebesensor 69 gemessene Wert) und der auf die Eingangswelle 15a wirkende Axiallast (der durch den Kraftaufnehmer 67 gemessene Wert), wie in Fig. 7 gezeigt, erhalten werden. In der Beziehung zwischen dem Verschiebebetrag und der Axiallast, die in Fig. 7 gezeigt ist, bezeichnet ein Bereich a einen Bereich, in dem sich die Spannung der Tellerfeder 41 ändert, wohingegen ein Bereich b einen Bereich darstellt, in dem sich die eingangsseitige Scheibe 2A elastisch verformt, nachdem die Rollkörper 12, 12 in Kontakt mit den Bodenabschnitten der antriebsseitigen Nockenfläche 13 und der abtriebsseitigen Nockenfläche 14 gelangen. Wenn daher die Lastnockenvorrichtung 9 nicht im Betrieb ist, werden die Abmessungen der jeweiligen Teile so eingestellt, dass die Spannung der Tellerfeder 41 in den Bereich a gelegt werden kann. Anhand der Lage eines Randpunktes (eines Übergangspunktes) zwischen den Bereichen a und b kann ein Abstand L zwischen dem Nutgrund der Innenfläche 2a und der bodenseitigen der sockelseitigen Endfläche der Eingangswelle 15a festgelegt werden. Bis auf die Verwendung der Tellerfeder 41 gleicht das zweite Ausführungsbeispiel dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Auf eine doppelte Beschreibung desselben wird daher verzichtet.

Fig. 8 bis 10 zeigen jeweils ein drittes Ausführungsbeispiel des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwischen einer Eingangswelle 15a und einer eingangsseitigen Scheibe 2A eine Tellerfeder 41 zum Aufbringen einer Vorspannung und ein Axialnadelrollenlager 42 so angeordnet, dass sie in Reihe zur Lastnockenvorrichtung 9 angeordnet sind. Beim vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel wird beim Messen der durch die Lastnockenvorrichtung 9 erzeugten Axiallast, wie in Fig. 8 gezeigt, eine Nockenscheibe 10 angetrieben und gedreht, während die innere Stirnfläche der eingangsseitigen Scheibe 2A an einem festen Futter 65 anliegt, und eine auf die bodenseitige Endfläche (in Fig. 8 ist dies die unter Endfläche) der Eingangswelle 15a wirkende Axiallast wird durch einen Kraftaufnehmer 67 gemessen.

Wenn die Spannung der Tellerfeder 41 in einem Zustand gemessen wird, in dem sie zwischen die Eingangswelle 15a und die eingangsseitige Scheibe 2A, wie in Fig. 9 gezeigt, eingebaut ist, während die innere Endfläche der eingangsseitigen Scheibe 2A durch ein Spannfutter 68 in Richtung der Nockenscheibe 10 gedrückt wird, wird eine auf die bodenseitige Endfläche (in Fig. 8 ist das die untere Endfläche) wirkende Axiallast der Eingangswelle 15a durch den Kraftaufnehmer 67 gemessen. Gleichzeitig wird der Verschiebungsbetrag der inneren Fläche 2a der eingangsseitigen Scheibe 2A an der Stelle gemäß der Dicke durch einen Verschiebungssensor 69 gemessen. Aufgrund dieses Vorgangs kann eine Beziehung zwischen dem Verschiebungsbetrag der inneren Fläche 2a und der Axiallast erhalten werden, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist. In Fig. 10 bezeichnet ein Bereich, in dem die Last unabhängig von der Verschiebung der inneren Fläche 2a nicht steigt (die Eingangswelle 15a ist von der Last frei) einen Bereich, in dem sich die Rollkörper 12, 12, welche die Lastnockenvorrichtung 9 bilden, in Richtung der Bodenabschnitte der antriebsseitigen und abtriebsseitigen Nockenflächen 13 und 14 bewegen. Ein Punkt α stellt einen Punkt dar, bei dem die Tellerfeder 41 vollständig zusammengedrückt ist. Im zusammengebauten Zustand des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes wird die von der Tellerfeder 41 abhängige Axiallast auf einen Wert festgelegt, der einem Punkt β unter dem Punkt α entspricht. Dies entspricht einer Last, bei der die innere Fläche 2a der eingangsseitigen Scheibe 2A (an der Stelle der geringsten Dicke) einen Abstand L mit vorgegebenem Wert zur bodenseitigen Endfläche der Eingangswelle 15a erreicht. Außerdem wird geprüft, ob sich diese Last innerhalb eines bestimmten Bereichs befindet oder nicht. Die restlichen Anordnungen und Funktionen des vorliegenden Ausführungsbeispiels ähneln denen des zuvor beschrie benen ersten Ausführungsbeispiels. Somit kann auf die doppelte Beschreibung verzichtet werden.

Da eine Lastnockenvorrichtung für ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe, eine Axiallast-Messvorrichtung zum Messen der Axiallast einer derartigen Lastnockenvorrich tung und ein Verfahren zum Zusammenbau eines stufenlos verstellbaren Toroidgetrie bes auf die oben beschriebene Weise aufgebaut sind und funktionieren, kann der Zusammenbau des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes mit verbesserter Effizienz ausgeführt werden. Dies macht es möglich, die Herstellkosten eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes zu verringern.

Claims

1. Axiallastmessvorrichtung zum Messen der Axiallast einer Lastnockenvorrichtung (9) für ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe, wobei
die Lastnockenvorrichtung (9) umfasst:
eine Eingangswelle (15a), die einen Flanschabschnitt (17a) an ihrem einen End abschnitt aufweist;
eine kreisringförmige Nockenscheibe (10), die an der inneren Fläche des Flanschabschnittes (17a) der Eingangswelle (15a) gehalten ist, wobei die kreis ringförmige Nockenscheibe (10) an ihrer Innenfläche eine antriebsseitige Nockenfläche (13) aufweist;
eine eingangsseitige Scheibe (2A) mit einer äußeren Fläche und einer inneren Fläche (2a), wobei die eingangsseitige Scheibe (2A) durch die Eingangswelle (15a) derart gehalten ist, dass sie in axialer Richtung der Eingangswelle (15a) be züglich der Eingangswelle (15a) verschiebbar, und synchron mit der Eingangswelle (15a) drehbar ist, wobei die äußere Fläche gegenüber der antriebsseitigen No ckenfläche (13) der Nockenscheibe (10) angeordnet, und als eine abtriebsseitige Nockenfläche (14) ausgebildet ist, und die innere Fläche (2a) an der entgegenge setzten Seite der äußeren Fläche in axialer Richtung der eingangsseitigen Schei be (2A) angeordnet, und als eine konkave Fläche mit einem bogenförmigen Ab schnitt ausgebildet ist;
eine Mehrzahl von Rollkörpern (12), die jeweils durch die und zwischen der an triebsseitigen Nockenfläche (13) und der abtriebsseitigen Nockenfläche (14) gehalten sind; und
einen Halter (11) zum Halten der Rollkörper (12) auf frei drehbare Weise,
wobei die Axiallastmessvorrichtung umfasst:
ein Antriebselement (60) zum drehbaren Antreiben der Nockenscheibe (10);
ein Halteelement (65) zur Verhinderung einer Verschiebung der eingangsseitigen Scheibe (2A) in eine Richtung, in der sich die eingangsseitige Scheibe (2A) weg von der Nockenscheibe (10) bewegt;
einen Sensor (67) zum Messen einer Axiallast, die aufgrund der Drehung der durch das Antriebselement (60) angetriebenen Nockenscheibe (10) auf die ein gangsseitige Scheibe (2A) wirkt,
wobei der Sensor (67) die Axiallast der Lastnockenvorrichtung (9), welche die antriebsseitige Nockenfläche (13), die abtriebsseitige Nockenfläche (14) und die Rollkörper (12) in einem Zustand umfasst, in dem die Eingangswelle (15a), die Nockenscheibe (10), die eingangsseitige Scheibe (2A), die Rollkörper (12) und der Halter (11) zuvor so zusammengebaut worden sind, dass sie eine Lagebezie hung aufweisen, wie sie nach dem Zusammenbau des stufenlos verstellbaren To roidgetriebes vorliegt, misst, bevor sie tatsächlich zum stufenlos verstellbaren To roidgetriebe zusammengebaut werden.

2. Verfahren zum Zusammenbau eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, wo bei das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe umfasst:
eine Eingangswelle (15a), die einen Flanschabschnitt (17a) an ihrem einen Ende aufweist;
eine kreisringförmige Nockenscheibe (10), die an der Innenfläche des Flanschab schnittes (17a) der Eingangswelle (15a) gehalten ist, wobei die kreisringförmige Nockenscheibe (10) an ihrer inneren Fläche eine antriebsseitige Nockenfläche (13) aufweist;
eine eingangsseitige Scheibe (2A) mit einer äußeren Fläche und mit einer inneren Fläche (2a), wobei die eingangsseitige Scheibe (2A) auf der Eingangswelle (15a) so gehalten ist, dass sie in axialer Richtung der Eingangswelle (15a) bezüglich der Eingangswelle (15a) verschiebbar, und synchron mit der Eingangswelle (15a) drehbar ist, wobei die äußere Fläche gegenüber der antriebsseitigen Nockenflä che (13) der Nockenscheibe (10) angeordnet, und als eine abtriebsseitige No ckenfläche (14) ausgebildet ist, und die innere Fläche (2a) an der entgegenge setzten Seite zur äußeren Fläche in axialer Richtung der eingangsseitigen Schei be (2A) angeordnet, und als eine konkave Fläche mit einem bogenförmigen Ab schnitt ausgebildet ist;
eine Mehrzahl von Rollkörpern (12), die jeweils durch und zwischen der antriebs seitigen Nockenfläche (13) und der abtriebsseitigen Nockenfläche (14) gehalten sind; und
einen Halter (11) zum Halten der Rollkörper (12) auf frei drehbare Weise,
wobei das Verfahren zum Zusammenbau die Schritte aufweist:
vorheriger Zusammenbau der Eingangswelle (15a), der Nockenscheibe (10), der eingangsseitigen Scheibe (2A), der Rollkörper (12) und des Halters (11), die se parat voneinander gefertigte Teile sind, auf eine solche Weise, dass sie eine La gebeziehung aufweisen, wie sie nach der Beendigung des Zusammenbaus des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes vorliegt, bevor sie tatsächlich zum stufen los verstellbaren Toroidgetriebes zusammengebaut werden, wodurch eine Last nockenvorrichtung (9) gebildet wird;
Messen der aufgrund der Relativdrehung zwischen der Nockenscheibe (10) und der eingangsseitigen Scheibe (2A) der Lastnockenvorrichtung (9) erzeugten Axial last; und danach
Kombinieren der Lastnockenvorrichtung (9) mit anderen Bauteilen des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, wodurch der Zusammenbau des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes vervollständigt wird.

3. Verfahren zum Zusammenbau eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, nach Anspruch 2, wobei der Zusammenbau den folgenden Schritt aufweist:
Bereitstellen eines Schrägkugellagers (57) auf einer Eingangswelle (15a), wobei das Schrägkugellager (57) drehbar die Nockenscheibe (10) lagert und einen Lauf ring mit einer inneren Lauffläche (54), die an der Innenfläche des Flanschab schnittes (17a) ausgebildet ist, einen Laufring mit einer äußeren Lauffläche (55), die an dem radial innenliegenden Umfangskantenabschnitt der Nockenscheibe (10) ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von Kugeln (56) aufweist, die jeweils zwi schen der inneren Lauffläche (54) und der äußeren Lauffläche (55) auf frei dreh bare Weise angeordnet sind.

4. Verfahren zum Zusammenbau des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Zusammenbau des weiteren den folgenden Schritt aufweist:
Bereitstellen einer Kugelverzahnung (40) zwischen der Eingangswelle (15a) und der eingangsseitigen Scheibe (2A).

5. Verfahren zum Zusammenbau des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Zusammenbau des weiteren den folgenden Schritt aufweist:
Bereitstellen einer Tellerfeder (41) zwischen der Eingangswelle (15a) und der eingangsseitigen Scheibe (2A) in axialer Richtung der Eingangswelle (15a), um eine Vorspannung aufzubringen.

6. Verfahren zum Zusammenbau des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, nach zumindest einen der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Zusammenbau des weiteren den folgenden Schritt umfasst:
Bereitstellen eines Axialnadelrollenlagers (42) zwischen der Eingangswelle (15a) und der eingangsseitigen Scheibe (2A).