-
Die vorliegende Erfindung ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe, das als Übersetzungseinheit in Automatikgetrieben für Kraftwagen eingesetzt wird.
-
Der Einsatz von stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben, etwa derart, wie in
und
gezeigt, für Kraftwagengetriebe wird verschiedentlich untersucht. Bei derartigen Getrieben wird, wie etwa in der
japanischen Gebrauchsmusteroffenlegung S62-71465 offenbart, eine Antriebsscheibe
2 mit der Antriebswelle
1 koaxial gehalten, und am Ende einer mit der Antriebswelle
1 koaxial vorgesehenen Abtriebswelle
3 ist eine Abtriebsscheibe
4 montiert. In dem Gehäuse
5 (s.
, Erläuterung weiter unten) zur Aufnahme des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes sind die Zapfen
7,
7 vorgesehen, die eine schwenkende Bewegung ausführen, wobei die verdreht zu Antriebswelle
1 und Abtriebswelle
3 vorgesehenen Achsen
6,
6 das Zentrum dieser Bewegung bilden.
-
Diese Achsen 6, 6 sind an den Außenflächen der beiden Endkanten der Zapfen 7, 7 mit diesen koaxial so angeordnet, daß auf je einen Zapfen 7, 7 ein Paar Achsen 6, 6 entfällt. Die Mittelachse der Achsen 6, 6 ist dabei verdreht zu den Mittelachsen der Scheiben 2 und 4 ausgerichtet, d. h. die Mittelachsen der Achsen 6, 6 verlaufen in etwa senkrecht zu Mittelachsen der Scheiben 2 und 4, kreuzen diese jedoch nicht. In der Mitte der Zapfen 7, 7 wird die Fußhälfte der Verschiebungsachsen 8, 8 gehalten, wobei der Neigungswinkel der Verschiebungsachsen 8, 8 durch die Schwenkbewegung der Zapfen 7, 7 um die Achsen 6, 6 frei eingestellt werden kann. Um die Kopfhälfte der von den Zapfen 7, 7 gehaltenen Verschiebungsachsen 8, 8 sind Antriebsrollen 9, 9 vorgesehen, die hier so gehalten werden, daß sie sich frei drehen können. Dabei werden die Antriebsrollen 9, 9 einzeln zwischen den Innenflächen 2a, 4a der Antriebsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 4 gehalten.
-
Die sich einander gegenüberliegenden Innenflächen 2a, 4a der Antriebsscheibe 2 und der Abtriebsscheibe 4 sind im Querschnitt konkav gestaltet, d. h. in Form eines Kreisbogens mit der Achse 6 als Zentrum oder in Gestalt einer Kurve, die durch, Drehung einer einem solches Kreisbogen ähnlichen Kurve erhalten wird. Diese Innenflächen 2a und 4a grenzen dabei an den sphärisch-konvex gestalteten Außenseiten 9a, 9a der Antriebsrollen 9, 9 an. Schließlich ist zwischen Antriebswelle 1 und Antriebsscheibe 2 eine Nockenvorrichtung 10 vorgesehen, durch welche die Antriebsscheibe 2 elastisch zur Abtriebsscheibe 4 hin gedruckt wird und frei in eine Drehbewegung versetzt werden kann.
-
Beim Einsatz eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, das so aufgebaut ist, wie oben beschrieben, wird die Antriebsscheibe 2 mit der Drehung der Antriebswelle 1 durch die Nockenvorrichtung 10 unter Anpressung an die Antriebsrollen 9, 9 gedreht. Die Drehung der Antriebsscheibe 2 wird demnach über die Antriebsrollen 9, 9 auf die Abtriebsscheibe 4 übertragen und somit die an der Abtriebsscheibe 4 montierte Abtriebswelle 3 gedreht.
-
Wenn nun die Drehgeschwindigkeit zwischen Antriebswelle 1 und Abtriebswelle 3 verändert wird, werden im Falle einer Geschwindigkeitsverminderung die Zapfen 7, 7 um die Achsen 6, 6 geschwenkt und hierdurch die Antriebsrollen 9, 9 so bewegt, daß ihre Außenseiten 9a, 9a jeweils an den mittleren Bereich der Innenfläche 2a der Antriebsscheibe 2 und zugleich an den Außenrandbereich der Innenfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 angrenzt und somit die Verschiebungsachsen 8, 8 geneigt werden (s. ).
-
Bei einer Geschwindigkeitszunahme wiederum werden die Zapfen 7, 7 so bewegt, daß die Außenseiten 9a, 9a der Antriebsrollen 9, 9 an den Außenrandbereich der Innenfläche 2a der Antriebsscheibe 2 und zugleich jeweils an den mittleren Bereich der Innenfläche 4a der Abtriebsscheibe 4 angrenzt und somit die Verschiebungsachsen 8, 8 geneigt werden (s. ). Wenn der Neigungswinkel der Verschiebungsachsen 8, 8 so bemessen wird, daß er eine mittlere Position zwischen und einnimmt, wird ein mittleres Übersetzungsverhältnis (1:1) zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle 3 erzielt.
-
und zeigen eine konkrete Weiterentwicklung eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes, wie es auf den Microfiches der Gebrauchsmusteranmeldung S63-69293 (Gebrauchsmusteroffenlegung H1-173552) gezeigt wird. Hier werden die Antriebsscheibe 2 und die Abtriebsscheibe 4 frei drehbar von der zylindrischen Antriebswelle 11 gestützt und zwischen dem Ende der Antriebswelle 11 und der Antriebsscheibe 2 ist eine Nockenvorrichtung 10 vorgesehen. Die Abtriebsscheibe 4 ist hier jedoch mit Abtriebszahnrad 12 verbunden und dreht sich mit diesem synchron.
-
Die Achsen 6, 6 sind an den beiden Enden der paarweise ausgeführten Zapfen 7, 7 mit diesen koaxial angeordnet und werden an einem Paar Stützplatten 13, 13 so gehalten, daß sie in Schwenkrichtung und axial (in in Richtung von Vorder- zu Hinterseite, in von links nach rechts) frei verschoben werden können. Die Fußhälfte der Verschiebungsachsen 8, 8 wird jeweils im mittleren Bereich der Zapfen 7, 7 gehalten, wobei Fuß- und Kopfhälfte der Verschiebungsachsen 8, 8 exzentrisch zueinander gestaltet sind. Die Fußhälfte wird dabei frei drehbar im mittleren Bereich der Zapfen 7, 7 gehalten und die Kopfhälfte stützt die Antriebsrollen 9, 9 frei drehbar.
-
Die paarweise ausgeführten Verschiebungsachsen 8, 8 sind an einer Position um 180° rückseitig zur Antriebswelle 11 vorgesehen. Die Richtung der exzentrischen Ausrichtung von Kopf- und Fußhälfte der Verschiebungsachsen 8, 8 stimmt mit dem Drehsinn der Antriebs- und Abtriebsscheiben 2 und 4 überein (in von rechts nach links), außerdem steht sie in etwa senkrecht zur Ausrichtung der Antriebswelle 11. Daher können die Antriebsrollen 9, 9 im Sinn der Ausrichtung der Antriebswelle 11 etwas verschoben werden.
-
Zwischen der Außenfläche der Antriebsrollen 9, 9 und den Innenflächen im mittleren Bereich der Zapfen 7, 7 sind, ausgehend von der Außenfläche der Antriebsrollen 9, 9, nacheinander Axial-Rillenkugellager 14, 14 und Nadellager 15, 15 vorgesehen, wobei die Axial-Rillenkugellager 14, 14 die auf die Antriebsrollen 9, 9 in Schubrichtung wirkende Last aufnehmen und somit die Drehung der Antriebsrollen 9, 9 zulassen. Die Nadellager 15, 15 nehmen die von den Antriebsrollen I, I kommende Schublast auf die Außenringe 16, 16 der Axial-Rillenkugellager 14, 14 auf und lassen so eine Schwenkbewegung der Kopfhälften der Verschiebungsachsen 8, 8 und der vorgenannten Außenringe 16, 16 um die Fußhälften der Verschiebungsachsen 8, 8 zu. Im übrigen sind die Zapfen 7, 7 über hydraulische Aktuatoren 17, 17 axial zu den Achsen 6, 6 verschiebbar.
-
Ferner ist an der Spitze. eines Stützpfostens 19, der die Aufgabe hat, die das eine Ende der Zapfen 7, 7 (in am rechten Rand) abstützende Stützplatte 13 an der Innenfläche des Gehäuses 5 abzustützen, eine Öldüse 20 vorgesehen. In einem Teil dieser Düse 20 sind, den Innenflächen 2a und 4a der Antriebs- und Abtriebsscheibe 2 und 4 gegenüberliegend (in auf der Vorder- bzw. Rückseite), Düsenbohrungen (hier nicht gezeigt) vorgesehen. Während des Betriebs des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes wird aus diesen Düsenbohrungen Schmieröl (Schmieröl für Verbindungen mit Vortriebskräften,) auf die Innenflächen 2a und 4a der Antriebs- und Abtriebsscheibe 2 und 4 gespritzt, wodurch die Kontaktflächen (Bereich mit Vortriebskräften, kraftschlüssiger Bereich,) zwischen den Innenflächen 2a und 4a und den Außenflächen 9a, 9a der Antriebsrollen 9, 9 geschmiert werden.
-
Im Falle von stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben des eben geschilderten Aufbaus wird die Drehung der Antriebswelle 11 vermittelt durch die Nockenvorrichtung 10 auf die Antriebsscheibe 2 übertragen, deren Drehbewegung dann wiederum über das Antriebsrollenpaar 9, 9 auf die Abtriebsscheibe 4 übertragen wird. Die Drehung der Abtriebsscheibe 4 wird dann von dem Abtriebszahnrad 12 aufgenommen.
-
Zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der Drehung zwischen Antriebswelle 11 und Abtriebszahnrad 12 werden die ein Paar bildenden Zapfen 7, 7 durch die Aktuatoren 17, 17 jeweils in Gegenrichtung zueinander verschoben, beispielsweise in die unteren Antriebsrollen 9, 9 nach rechts und die oberen Antriebsrollen nach links. Hierdurch wird der Sinn der tangentialen Kraft verändert, die auf die Kontaktfläche zwischen den Außenflächen 9a, 9a der Antriebsrollen 9, 9 und den Innenflächen 2a und 4a der Antriebs- und Abtriebsscheiben 2 und 4 wirkt. Mit dieser Veränderung vollführen die Zapfen 7, 7 eine Schwenkbewegung um die an den Halteplatten 13, 13 gelagerten Achsen 6, 6 jeweils im Gegensinn zueinander. Hierdurch verändert sich schließlich wie bereits in und gezeigt, die Kontaktfläche zwischen den Außenflächen 9a, 9a der Antriebsrollen 9, 9 und den Innenflächen 2a und 4a der Antriebs- und Abtriebsscheiben 2 und 4 und das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 11 und dem Abtriebszahnrad 12 wird entsprechend geändert.
-
Bei der Kraftübertragung durch stufenlos verstellbare Toroidgetriebe werden die Antriebsrollen 9, 9 aufgrund der elastischen Veränderung der beteiligten Bauteile axial zur Antriebswelle 11 verschoben und die Verschiebungsachsen 8, 8, welche die Antriebsrollen 9, 9 halten, erfahren dabei eine geringe Drehbewegung, deren Zentrum von der Fußhälfte der Verschiebungsachsen 8, 8 dargestellt wird. Durch diese Drehbewegung wird eine relative Verschiebung zwischen den Außenflächen der Außenringe 16, 16 der Axial-Rillenkugellager 14, 14 und den Innenflächen der Zapfen 7, 7 bewirkt. Da zwischen den besagten Außen- und Innenflächen die Nadellager 15, 15 vorgesehen sind, ist die für diese relative Bewegung erforderliche Kraft gering.
-
In dem oben beschriebenen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe erfolgt die Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle 11 und dem Abtriebszahnrad 12 über die zwei Antriebsrollen 9, 9. Daher ist die auf die Fläche bezogene Kraft, die zwischen den Außenflächen 9a, 9a der Antriebsrollen 9, 9 einerseits und den Innenflächen 2a und 4a der Antriebs- und Abtriebsscheiben 2 und 4 andererseits wirkt, recht groß, weshalb der übertragbaren Kraft Grenzen gesetzt sind. Angesichts dieser Sachlage wurde mit dem Ziel, die durch stufenlos verstellbare Toroidgetriebe übertragbare Kraft zu vergrößern, versucht, die Anzahl der Antriebsrollen 9, 9 zu erhöhen.
-
Ein Beispiel für eine mit diesem Ziel vorgenommene Erhöhung der Anzahl der Antriebsrollen
9,
9 ist aus der
japanischen Offenlegungsschrift H3-74667 (A) bekannt, wo drei Antriebsrollen
9,
9 zwischen den eine Einheit bildenden Antriebs- und Abtriebsscheiben
2 und
4 vorgesehen sind und die Kraftübertragung über diese Antriebsrollen
9,
9 läuft. Bei dieser aus der zitierten Schrift bekannten Konstruktion sind, wie
zeigt, auf einem festen Rahmen
21 an drei Stellen, die den Kreisumfang des Rahmens
21 in drei gleich große Abschnitte teilen, um 120° gebogene Stützwinkel
22,
22 vorgesehen, wobei deren Mittelteil auf dem Rahmen
21 drehbar gelagert ist. Zwischen einander benachbarten Stützwinkeln
22,
22 wird jeweils einer der Zapfen
7,
7 schwenkbar und axial verschiebbar gehalten.
-
Die Zapfen 7, 7 sind jeweils über hydraulische Aktuatoren 17, 17 axial zur Achse 6 verschiebbar, die an den beiden Zapfenendkanten jeweils koaxial zu den Zapfen vorgesehen sind. Die diese Aktuatoren 17, 17 konstituierenden Hydraulikzylinder 23, 23 sind über ein Steuerventil 24 mit dem Auslaß einer Pumpe 25 verbunden, welche die Quelle für das Hydrauliköl darstellt. Das Steuerventil 24 verfügt hier über, jeweils axial (in von links nach rechts) verschiebbar, eine Hülse 26 und einen Umschaltbolzen 27.
-
Wenn der Neigungswinkel der an den Zapfen 7, 7 durch die Verschiebungsachsen 8, 8 drehbaren Antriebsrollen 9, 9 verändert wird, wird die Hülse 26 durch einen Steuermotor 28 axial bewegt (in von links nach rechts). Infolgedessen wird den Hydraulikzylindern 23, 23 das von der Pumpe 25 geförderte Hydrauliköl über entsprechende Zuleitungen zugeführt. Hierdurch bewegen sich die in den Hydraulikzylindern 23, 23 aufgenommenen Antriebskolben 29, 29, die dazu dienen, die Zapfen 7, 7 axial zu verschieben, im gleichen Sinn wie die Drehbewegung der Antriebs- und Abtriebsscheiben 2 und 4 (s. bis ). Das mit der Verschiebung der Antriebskolben 29, 29 aus den Hydraulikzylindern 23, 23 herausgetriebene Öl wird dann über entsprechende Leitungen, zu denen auch das Steuerventil 24 zählt und die hier zum Teil nicht gezeigt werden, zu einem Öltank 30 zurückgefördert.
-
Die mit der Hydrauliköleinleitung in den Zylinder einhergehende Verschiebung des Antriebskolbens 29 wird über eine Nocke 31 und ein Verbindungsstück 32 an den Umschaltbolzen 27 übertragen, der entsprechend axial verschoben wird. Folglich wird, nachdem der Antriebskolben 29 um ein vorgegebenes Stück verschoben worden ist, der Leitungsweg im Steuerventil 24 gesperrt und die Zufuhr von Hydrauliköl in die Hydraulikzylinder 23, 23 unterbrochen. Die Strecke, um die die Zapfen 7, 7 axial verschoben werden, entspricht daher genau der Strecke, um die die Hülse 26 durch den Steuermotor 28 verschoben wird.
-
Im Falle von mit drei Rollen ausgerüsteten stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben, in denen, wie in gezeigt, zwischen den einander gegenüberliegenden Innenflächen 2a und 4a eines aus Antriebsscheibe 2 und Abtriebsscheibe 4 gebildeten Scheibenpaars jeweils drei Zapfen 7, 7 und Antriebsrollen 9, 9 vorgesehen sind, sind die Bereiche mit Vortriebskräften nur schwer zu schmieren, denn die Öldüsen 20, wie sie in mit zwei Rollen ausgerüsteten stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben verwendet werden, in denen, wie in und gezeigt, zwischen den einander gegenüberliegenden Innenflächen 2a und 4a eines aus Antriebsscheibe 2 und Abtriebsscheibe 4 gebildeten Scheibenpaars jeweils zwei Zapfen 7, 7 und Antriebsrollen 9, 9 vorgesehen sind, lassen sich in die in gezeigte Konstruktion nicht einbauen.
-
Um mit drei Rollen ausgerüstete stufenlos verstellbare Toroidgetriebe möglich zu machen, muß daher ein Ölzuführungsmechanismus angewendet werden, der sich gänzlich von dem in mit zwei Relief ausgerüsteten stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben verwendeten Mechanismus unterscheidet.
-
Aus der
US 2,971,390 A ist ein weiteres Toroidgetriebe bekannt. Das Toroidgetriebe weist einen Rahmen auf, wobei innerhalb des Rahmens sich eine Ölleitung erstreckt. An dem Rahmen sind die nicht näher bezeichneten Zapfen angeordnet. Die Ölleitung innerhalb des Rahmens ist mit einer weiteren Ölleitung innerhalb der Zapfen verbunden. Diese weitere Ölleitung mündet in eine Tülle, wodurch das Schmiermittel direkt auf die Antriebsrolle gespritzt werden kann. Die mit dem schwenkbeweglichen Zapfen verbundene Tülle bildet die Düse zum Ausspritzen des Schmieröls. Solche Konstruktion den Zapfen ist sehr kompliziert und daher auch aufwendig.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe mit drei Rollen und einfacherer Konstruktion eines Schmiersystems zu bilden, das eine ausreichende Schmierung der Kontaktflächen sicherstellt.
-
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist durch das erfindungsgemäße stufenlos verstellbare Toroidgetriebe gelöst. Das erfindungsgemäße stufenlos verstellbare Toroidgetriebe verfügt wie ein herkömmliches stufenlos verstellbares Toroidgetriebe mit drei Rollen (wie in ) über:
- – ein Gehäuse,
- – eine in diesem Gehäuse drehbar gehaltene Antriebswelle,
- – eine auf dieser Antriebswelle aufsitzende, mit dieser drehbare Antriebsscheibe,
- – eine Abtriebsscheibe, die, bei einander gegenüberliegenden Innenflächen der Antriebsscheibe und dieser Abtriebsscheibe, in bezug auf die Antriebsscheibe koaxial angeordnet ist und sich von der Antriebsscheibe unabhängig drehen kann,
- – zwischen Antriebs- und Abtriebsscheibe vorgesehene Zapfen, die eine Schwenkbewegung um zu den Mittelachsen von Antriebs- und Abtriebsscheibe verdreht angeordneten Achsen ausführen können, wobei auf ein aus Antriebs- und Abtriebsscheibe gebildetes Scheibenpaar drei Zapfen kommen,
- – aus der Innenfläche dieser Zapfen hervorragende Verschiebungsachsen, und
- – mehrere Antriebsrollen, die zwischen den Innenflächen der Antriebs- und der Abtriebsscheibe so gehalten werden, daß sie sich um diese Verschiebungsachsen drehen können, wobei auf jeden der Zapfen eine Antriebsrolle kommt.
-
In erfindungsgemäßen stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben ist insbesondere zwischen den Innenflächen von Antriebs- und Abtriebsscheibe ein im Gehäuse befestigter Rahmen so vorgesehen, daß ein Teil dieses Rahmens zwischen auf einem Kreis, dessen Mittelpunkt von der vorgenannten Antriebswelle gebildet wird, einander benachbarten Antriebsrollen angeordnet ist. Dieser Teil des Rahmens ist dabei mit einer Düse zum Ausspritzen von Schmieröl zur Schmierung der Auflageflächen zwischen den Außenflächen der Antriebsrollen und den Innenflächen der vorgenannten Scheiben versehen, und in die als Hohlrohr ausgebildete Antriebswelle eingeleitetes Schmieröl kann der vorgenannten Düse zugeführt werden.
-
Die durch das erfindungsgemäße stufenlos verstellbare Toroidgetriebe vorgenommene Übertragung von Kraft von den Antriebsscheiben über mehrere Antriebsrollen auf die Abtriebsscheiben erfolgt wie in den oben geschilderten herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben. Durch die vorliegende Erfindung wird insbesondere in stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben mit drei Rollen, in denen bislang nur schwer ein geeigneter Ort für die Öldüse zur Schmierung der zwischen den Innenflächen vorgenannter Scheiben und den Außenflächen der Antriebsrollen gebildeten Kontaktflächen von der Antriebswelle aus über den Rahmen ausfindig gemacht werden konnte, eine ausreichende Schmierung der Kontaktflächen sichergestellt.
-
Die bis zeigen ein Beispiel für eine Ausführungsform der Erfindung. Das hier gezeigte Beispiel demonstriert die Verwendung des erfindungsgemäßen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 33 für die Übersetzung in einem Automatikgetriebe eines vierrädrigen Kraftwagens mit einem Motor, der ein für einen PKW übliches, großes Drehmoment erzeugt. Aus diesem Grund sind jeweils zwischen der ersten Antriebsscheibe 34 und der ersten Antriebsscheibe 35 des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 33 drei erste Antriebsrollen 36, 36 und zwischen der zweiten Antriebsscheibe 37 und der zweiten Abtriebsscheibe 38 drei zweite Antriebsrollen 39 vorgesehen. Das Getriebe ist somit so aufgebaut, daß die Kraft über insgesamt 6 Antriebsrollen 36, 39 übertragen wird.
-
Auf der vordersten Stufe in bezug auf den Kraftfluß ist, als Baueinheit zur Bildung eines automatischen Kraftwagengetriebes, als Anfahrkupplung ein Drehmomentwandler 40 vorgesehen, mit dessen Abtriebseinheit die Vorderhälfte 11a der zum stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe 33 gehörigen Antriebswelle 11 verbunden ist. Die Vorderhälfte 11a wird durch den Drehmomentwandler 40 entsprechend der Drehung eines hier nicht gezeigten Fahrmotors gedreht. An dem hinteren Ende der Vorderhälfte 11a wird die Hinterhälfte 11b der Antriebswelle 11, vermittelt über ein Paar Radialnadellager 41a, 41b koaxial so gehalten, daß beide Hälften relativ zueinander frei drehbar sind.
-
Zwischen der Vorderhälfte 11a und der Hinterhälfte 11b ist, in bezug auf den Kraftfluß seriell eine Einheit 42 zur Umschaltung zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt vorgesehen. Die als Planetengetriebe aufgebaute Einheit 42 zur Umschaltung zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt verfügt über eine Kupplung zur Vorwärtsfahrt 43 und eine Kupplung zur Rückwärtsfahrt 44, die beide als Mehrscheibenkupplungen (naß) ausgeführt sind. Durch entsprechende Anwahl der geeigneten Kupplung schaltet die Umschalteinheit 42 zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt um. Da die Konstruktion und die Funktionsweise von Einheiten zur Umschaltung zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt mit Planetengetriebe bereits bekannt sind, wird hier, da es die vorliegende Erfindung nicht betrifft, auf eine genauere Erläuterung verzichtet.
-
In Richtung des Kraftflusses schließt sich an die Einheit 42 zur Umschaltung zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 33 an, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Das Obersetzungsverhältnis zwischen der Antriebssektion dieses stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 33 (d. h. dem an den Abtrieb der Umschalteinheit 42 anschließende Teil) und dessen Abtriebssektion (d. h. der an die Antriebswellen 45 und 46 für die Vorder- bzw. Hinterräder anschließende Teil) wird kontinuierlich verändert. Das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 33 sitzt dabei auf der Antriebswellenhinterhälfte 11b auf. Daher werden in der Nähe des vorderen und hinteren Endes der Antriebswellenhinterhälfte 11b die erste und zweite Antriebsscheibe 34 und 37 so gehalten, daß sich ihre im Querschnitt konkaven Innenflächen 2a, 2a gegenüberliegen und sie sich koaxial und synchron frei drehen. Daher ist die vorderseitig (in links) vorgesehene erste Antriebsscheibe 34 am Fuß eines zur Umschalteinheit 42 gehörigen Trägers 47 keilverzahnt, zugleich wird eine Bewegung der Scheibe nach vorne unterbunden. Die hinterseitig (in rechts) vorgesehene zweite Antriebsscheibe 37 wird, vermittelt über eine Keilnabe 48, am hinteren Ende der Antriebswellenhinterhälfte 11b gehalten und kann von der hydraulischen Anpreß-Einheit 49 frei zur ersten Antriebsscheibe 34 hin gedrückt werden.
-
Außerdem ist um den Mittelabschnitt der Antriebswellenhinterhälfte 11b ein Stützzylinder 50 mit der Hinterhälfte 11b koaxial vorgesehen. Dieser Stützzylinder 50 wird an seinen beiden Enden durch die Innenkanten von Verankerungen 51, 51 gehalten. Diese Verankerungen 51, 51 werden mit ihren Außenkanten an den weiter unten ausführlicher beschriebenen Halteringen 52, 52 gestützt und sind dort befestigt. Sie bilden erste und zweite Stützrahmen 53, 54, welche die weiter unten zu besprechenden ersten und zweiten Schwenkrahmen 55, 56 schwenkbar halten. Zwischen der Außenfläche des Mittelabschnitts der Antriebswellenhinterhälfte 11b und den Innenseiten beider Endkanten des Stützzylinders 50 sind jeweils Radialnadellager 57, 57 vorgesehen, wodurch die Hinterhälfte 11b in dem Stützzylinder 50 so gehalten wird, daß sie sich einerseits drehen und andererseits axial verschoben werden kann.
-
Auf dem Stützzylinder 50 wiederum werden die erste und zweite Abtriebsscheibe 35 und 38 jeweils durch Radialnadellager 58, 58 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenflächen der ersten und zweiten Abtriebsscheibe 35 und 38 ist ein Nadellager 59 vorgesehen, das die zwischen der ersten und zweiten Abtriebsscheibe 35 und 38 wirkende Schublast aufnimmt und die Drehung beider Scheiben 35, 38 relativ zueinander ermöglicht.
-
Um die Endbereiche des Stützzylinders 50 zu halten und festzustellen, sind auf den Innenflächen von als Zylinder mit kleinem Durchmesser gestalteten Halteringen 60, 60, die auf den Innenflächen (Zentrum) der Verankerungen 51, 51 vorgesehen sind, als Vertiefungen über den gesamten Innenumfang laufende Rillen 61, 61 ausgebildet. In einem Teil der Verankerungen 51, 51 ist, der Innenseite von Stützen 62, 62 zwischen den einander im Kreissinn benachbarten ersten Antriebsrollen 36, 36 (bzw. zweiten Antriebsrollen 39) zugewandt, eine Ölleitungen 64 (s. ) vorgesehen. Die nach außen weisende Öffnung dieser Ölleitung 64 ist mit einem Stopfen 63 verschlossen. Seitlich an den Stützen 62, 62 ist, den Innenflächen 2a, 4a der Scheiben 34, 35, 37 und 38 gegenüberliegend, der Unterrand der Düsen 65, 65, deren Oberrand mit der Ölleitung 64 verbunden ist, geöffnet.
-
An den Innenflächen der beiden Enden des Stützzylinders 50 sind Sperrscheiben 66, 66 befestigt deren Innenumfang der Außenfläche des Mittelabschnitts der Antriebswellenhinterhälfte 11b gegenüberliegt und dieser Außenfläche angenähert ist, so daß die beiden Enden des zylindrischen Hohlraums 67 zwischen der Außenfläche der Antriebswellenhinterhälfte 11b und der Innenfläche des Stützzylinders 50 nahezu verschlossen sind. Die Antriebswellenhinterhälfte 11b ist im übrigen als Hohlrohr ausgebildet, in dessen Mitte eine Ölleitung 68 vorgesehen ist, die an einem Ende an ein Mittel zur Ölförderung, beispielsweise dem Auslaß einer hier nicht gezeigten Ölpumpe, angeschlossen ist. Im Mittelabschnitt der Antriebswellenhinterhälfte 11 sind außerdem mehrere Ölzuleitungsbohrungen 69, 69 ausgebildet, über welche die Ölleitung 68 mit dem zylindrischen Hohlraum 67 verbunden ist. An den beiden Enden des Stützzylinders 50 sind, örtlich mit den Rillen 61, 61 übereinstimmend, voneinander getrennte Ölzuleitungsbohrungen 70, 70 ausgebildet.
-
An der Außenseite der ersten Abtriebsscheibe 35 ist ein Abtriebszahnrad 71 für die Vorderräder befestigt, welches, vermittelt durch ein mitlaufendes Zahnrad 73 für die Vorderräder, mit der Antriebswelle 45 für die Vorderräder verbunden ist, die somit durch die erste Abtriebsscheibe 35 drehbar ist. Die Drehung der Antriebswelle 45 für die Vorderräder wird dann, vermittelt durch ein Differentialgetriebe 74 für die Vorderräder, auf die nicht gezeigten Vorderräder übertragen. Außerdem ist an der Außenseite der zweiten Abtriebsscheibe 38 ein Abtriebszahnrad 75 für die Hinterräder befestigt, welches, vermittelt durch ein mitlaufendes Zahnrad 76 für die Hinterräder, mit der Antriebswelle 45 für die Hinterräder verbunden ist, die somit durch die zweite Abtriebsscheibe 38 drehbar ist. Die Drehung der Antriebswelle 45 für die Hinterräder wird dann, vermittelt durch ein hier nicht gezeigtes Differentialgetriebe für die Hinterräder, auf die ebenfalls nicht gezeigten Hinterräder übertragen. Außerdem ist an der Außenseite der zweiten Abtriebsscheibe 38 ein Abtriebszahnrad 75 für die Hinterräder befestigt, welches, vermittelt durch ein mitlaufendes Zahnrad 76 für die Hinterräder, mit der Antriebswelle 45 für die Hinterräder verbunden ist, die somit durch die zweite Abtriebsscheibe 38 drehbar ist. Die Drehung der Antriebswelle 45 für die Hinterräder wird dann, vermittelt durch ein hier nicht gezeigtes Differentialgetriebe für die Hinterräder, auf die ebenfalls nicht gezeigten Hinterräder übertragen.
-
Weiterhin sind zwischen den Innenflächen 2a und 4a der ersten Antriebsscheibe 34 und der ersten Abtriebsscheibe 35 drei erste Antriebsrollen 36, 36 und zwischen den Innenflächen 2a und 4a der zweiten Antriebsscheibe 37 und der zweiten Abtriebsscheibe 38 drei zweite Antriebsrollen 39 vorgesehen. Diese Antriebsrollen 36 und 39 werden jeweils an den Innenseiten von ersten Zapfen 77 und zweiten Zapfen 78 drehbar gehalten. Die ersten und zweiten Zapfen 77, 78 führen eine Schwenkbewegung um erste bzw. zweite Achsen 79 (die letzteren werden in der Abbildung nicht gezeigt) aus, wobei diese Achsen 79 an den beiden Enden der Zapfen koaxial vorgesehen und verdreht zu den Mittelachsen der Scheiben 34, 35, 37 und 38 angeordnet sind, d. h. sie sich mit den Mittelachsen der Scheiben 34, 35, 37 und 38 zwar nicht kreuzen, senkrecht oder nahezu senkrecht zu diesen ausgerichtet sind. Weiterhin sind die Zapfen 77 und 78 jeweils in einem ersten bzw. zweiten Schwenkrahmen 53, 54 durch Radialnadellager 80, 80 frei schwenkbar gelagert.
-
Der Mittelabschnitt des ersten bzw. zweiten Schwenkrahmens 53, 54 wird an den jeweils zum ersten bzw. zweiten Stützrahmen 55, 56 gehörenden Halteringen 52, 52 so gehalten, daß eine Schwenkbewegung um zu den Mittelachsen der Scheiben 34, 37, 35 und 38 parallele Stützachsen 81, 81 möglich ist. Zwischen diesen Stützachsen 81, 81 und den Halteringen 52, 52 einerseits und dem ersten bzw. zweiten Schwenkrahmen 53, 54 andererseits sind jeweils Radiallager und Drucklager, beispielsweise Nadellager, vorgesehen, damit der erste bzw. zweite Schwenkrahmen 53, 54 unbehindert schwenken kann. Der erste bzw. zweite Stützrahmen 55, 56 werden jeweils durch ein Paar parallel zueinander angeordneter Halteringe 52, 52 gebildet, die über die Außenkanten dreier, zu den Verankerungen 51, 51 gehörenden Stützen 62, 62 miteinander verbunden sind. Die Stützachsen 81, 81 halten den ersten bzw. zweiten Stützrahmen 55, 56 in bezug auf den Kreisumfang der Halteringe 52, 52 im Mittelbereich der Stützen 62, 62 zwischen jeweils einem Paar Halteringe 52, 52. Der erste und zweite Schwenkrahmen 53, 54 werden daher zwischen zwei im Kreissinn einander benachbarten Stützen 62, 62 schwenkbar gehalten.
-
Der erste und zweite können durch Hydraulikzylinder 82a, 82b, die zwischen den Kanten der Schwenkrahmen 53, 54 und den Halteringen 52, 52 vorgesehen sind, geschwenkt werden. Die Hydraulikzylinder 82a, 82b sind hierbei jeweils an einem der Halteringe 52, 52 so angeordnet, daß ihre Position mit den beiden Kanten der Schwenkrahmen 53, 54 übereinstimmt. An jeweils den beiden Kanten der Schwenkrahmen 53, 54 sind dort, wo sich eine örtliche Übereinstimmung mit den Hydraulikzylindern 82a, 82b ergibt, parallel zu den Stützachsen 81, 81 jeweils Stangen 83a, 88b so befestigt und abgestützt, daß sie die beiden Kanten des ersten bzw. zweiten Schwenkrahmens 53, 54 durchstoßen. Weiterhin stehen die in die Hydraulikzylinder 82a, 82b eingeführten Kolben 84a, 84b mit den an den beiden Kanten der Schwenkrahmen 53, 54 befestigten Stangen 83a, 83b in Eingriff.
-
Da der erste und zweite Schwenkrahmen 53, 54 durch die Kolben 84a, 84b verschoben werden können, gleichgültig, ob diese Kolben 84a, 84b eine geradlinige Bewegung oder die Kanten des ersten oder zweiten Schwenkrahmens 53, 54 eine Bewegung auf einem Kreisbogen ausführen, werden die Stangen 83a, 83b an den beiden Kanten des ersten und zweiten Schwenkrahmens 53, 54 so gehalten, daß sie im rechten Winkel zur Bewegung der Kolben 84a, 84b etwas verschoben werden können. In dem hier gezeigten Beispiel sind die Enden der Stangen 83a, 83b mit etwas Spiel in längere, in bezug auf die Halteringe 52, 52 radiale Bohrungen 85, 85 eingeführt, die in besagten Halteringen 52, 52 vorgesehen sind. Hierbei sind die Bohrungen 85, 85 breiter als die Durchmesser der Stangen 83a, 83b ausgeführt, so daß sie, wie oben ausgeführt, eine Bewegung im rechten Winkel zu den Kolben 84a, 84b ausführen können.
-
Von den an den einzelnen Schwenkrahmen 53, 54 als jeweils zwei Paare vorgesehenen Hydraulikzylindern 82a, 82b (d. h. je 4 Zylinder pro Schwenkrahmen und insgesamt 24 Zylinder in dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe 33 insgesamt) wird bei einer Geschwindigkeitsveränderung einer der beiden zu den Schwenkrahmen 53, 54 längs an einem Ende der Rahmen vorgesehenen Hydraulikzylinder 82a (82b) gedehnt und zugleich der andere Hydraulikzylinder 82b (82a) gestaucht, wodurch die Schwenkrahmen 53, 54 über eine vorgegebene Strecke eine Schwenkbewegung in vorgegebener Richtung ausführen.
-
An den Halteringen 52, 52 wird ein Steuerventil 24a zur Steuerung der Zufuhr von Hydrauliköl zu den Hydraulikzylindern 82a, 82b gehalten. Wenn die ersten bzw. zweiten Schwenkrahmen 53, 54 aufgrund der Versorgung der Hydraulikzylinder 82a, 82b mit Hydrauliköl eine Schwenkbewegung ausführen, wird durch die an den Zapfen 77, 78 (die in dem ersten bzw. zweiten Schwenkrahmen 53, 54 gehalten werden) außenseitig vorgesehene Nockenfläche 86 der Umschaltbolzen 27a des Steuerventils 24a, vermittelt durch einen zu Steuerventil 24a gehörigen schwimmenden Kolben 87, verschoben und das Steuerventil 24a folglich umgestellt. Eine Hülse 26a, die gemeinsam mit dem Umschaltbolzen 27a zu Steuerventil 24a gehört, wird durch den Steuermotor 28a in eine geeignete Stellung verschoben, damit bei einer Geschwindigkeitsänderung das erforderliche Übersetzungsverhältnis erreicht wird. In dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe 33 werden insgesamt zwei dieser Steuerventile 24a und Steuermotoren 28a vorgesehen, jeweils einmal in einem ersten Hohlraum 88, der von der ersten Antriebsscheibe 34 und der ersten Abtriebsscheibe 35 gebildet wird und diese umfallt, und einmal in einem zweiten Hohlraum 89, der von der zweiten Antriebsscheibe 37 und der zweiten Abtriebsscheibe 38 gebildet wird und diese umfaßt. Das Steuerventil 24a in dem ersten Hohlraum 88 und das Steuerventil 24a in dem zweiten Hohlraum 89 werden über die zugehörigen Steuermotoren 28a im ersten bzw. zweiten Hohlraum 88 bzw. 89 auf Grundlage von Befehlen aus einer hier nicht gezeigten, einen Mikrocomputer beinhaltenden Steuervorrichtung miteinander synchron (Fahrt geradeaus) oder unabhängig voneinander (Kurvenfahrt) gesteuert.
-
Die beschriebene Anordnung bewirkt, daß der erste und zweite Schwenkrahmen 53, 54 bei einer Geschwindigkeitsveränderung aufgrund der Hydraulikölzufuhr zu den Hydraulikzylindern 82a, 82b um eine vorgegebene Strecke in vorgegebener Richtung um die Stützachsen 81, 81 geschwenkt werden. Hierdurch werden die von den Schwenkrahmen 53, 54 gehaltenen ersten und zweiten Zapfen 77, 78 in etwa in Richtung der ersten und zweiten Achsen 79 verschoben (In der Praxis führen sie eine Bewegung auf einem Kreisbogen um die Stützachsen 81, 81 aus). Hierdurch verändert sich, wie in dem in und gezeigten Beispiel der Sinn der auf die Kontaktflächen zwischen den Außenflächen 9a, 9a der Antriebsrollen 36, 39 und den Innenflächen 2a, 4a der Scheiben 34, 37, 35 und 38 wirkenden Tangentialkraft. Mit der Richtungsänderung dieser Kraft werden die ersten und zweiten Zapfen 77, 78 jeweils in Gegenrichtung zueinander um die an den ersten und zweiten Schwenkrahmen 53, 54 drehbar gelagerten ersten und zweiten Achsen 79 geschwenkt, wodurch sich die Auflagestellung der Außenflächen 9a, 9a der Antriebsrollen 36, 39 auf den Innenflächen 2a und 4a wie in und gezeigt verändert und das Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten und zweiten Antriebsscheibe 34, 37 und der ersten und zweiten Abtriebsscheibe 35, 38 geändert wird.
-
In dem hier gezeigten Beispiel sind die Verschiebungsachsen 8a, 8a, welche die ersten und zweiten Antriebsrollen 36, 39 an den ersten und zweiten Zapfen 77, 78 halten, geradlinig ausgeführt, d. h. ihre Fußhälfte ist, relativ zu der jeweiligen Kopfhälfte, im wesentlichen nicht exzentrisch angeordnet. Stattdessen ist der Kopf der Verschiebungsachsen 8a, 8a versetzt zum Zentrum der zu den Axial-Rillenkugellagern 14a, 14a gehörigen Außenringe 16a, 16a eingeführt. Die ersten und zweiten Antriebsrollen 36, 39 sind als einstückig runde Körper ohne durchgehende Bohrung ausgeführt, und da ein schräger Kontaktwinkel zu den Axial-Rillenkugellagern 14a, 14a vorgesehen ist, nehmen sie nicht nur die auf die Axial-Rillenkugellager 14a, 14a wirkende Schublast, sondern auch die Radiallast auf. Auch in dieser Anordnung können die ersten und zweiten Antriebsrollen 36, 39 drehbar an der vorgegebenen Position und in bezug auf die Achsen der Scheiben 34, 37, 35 und 38 um eine gewisse Strecke axial verschiebbar gehalten werden.
-
Während des Betriebs eines automatischen Kraftwagengetriebes mit einem erfindungsgemäßen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe der hier gezeigten Konstruktion werden, bei sich zueinander synchron mit der Hinterhälfte 11b der Antriebswelle 11 drehender erster und zweiter Antriebsscheibe 34 bzw. 37, die Antriebswelle 45 für die Vorderräder durch die von der ersten Antriebsscheibe 34 über die ersten Antriebsrollen 36, 36 auf die erste Abtriebsscheibe 35 übertragene Kraft, und die Antriebswelle 46 für die Hinterräder durch die von der zweiten Antriebsscheibe 37 über die zweiten Antriebsrollen 39 auf die zweite Abtriebsscheibe 38 übertragene Kraft gedreht.
-
Um die Effizienz der Kraftübertragung zwischen erster und zweiter Antriebsscheibe 34, 37 einerseits und erster und zweiter Abtriebsscheibe 35, 38 andererseits zu sichern, ist durch Veränderung des Öldrucks in den zur hydraulischen Anpreß-Einheit 49 gehörenden Hydraulikkammern eine Feineinstellung des Anpreßdrucks zwischen den Außenflächen 9a, 9a der Antriebsrollen 36, 39 und den Innenflächen 2a und 4a der Scheiben 34, 37, 35 und 38 auf einfache Weise möglich. Bei Getriebevorrichtungen in Kraftwagen mit ständigem Vierradantrieb können, je nach Fahrbedingungen, Divergenzen zwischen den auf die Vorder- und Hinterräder verteilten Drehmomenten entstehen, bei dem hier gezeigten Beispiel kann jedoch stets eine optimale, den jeweiligen Bedingungen entsprechende Anpressung erreicht werden, da diese durch die hydraulische Anpreß-Einheit 49 eingestellt wird.
-
Wenn bei Geradeausfahrt des Kraftwagens die Drehgeschwindigkeiten der Antriebswelle 45 für die Vorderräder und der Antriebswelle 46 für die Hinterräder in Übereinstimmung gebracht werden, um identische Drehgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder zu erzielen, werden, entsprechend der Hydraulikölzufuhr in die Hydraulikzylinder 82a, 82b, jeweils die Schwenkwinkel der ersten und zweiten Schwenkrahmen 53, 54 um die Stützachsen 81, 81 und die Neigungswinkel der ersten und zweiten Zapfen 77, 78 um die Stützachsen 79 in Übereinstimmung gebracht. Dann wird das Übersetzungsverhältnis zwischen erster Antriebs- und erster Abtriebsscheibe (34, 35) mit dem Übersetzungsverhältnis zwischen zweiter Antriebs- und zweiter Abtriebsscheibe (37, 38) in Übereinstimmung gebracht. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Abtrieb des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 33 und den Vorder- und Hinterrädern wird mittels des gesamten Systems, das ein Differentialgetriebe beinhaltet, in Übereinstimmung gebracht.
-
Wenn hingegen die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 46 für die Hinterräder langsamer als die der Antriebswelle 45 für die Vorderräder eingestellt werden soll, um bei einer Kurvenfahrt die Drehgeschwindigkeit der Hinterräder relativ zu der Drehgeschwindigkeit der Vorderräder zu verlangsamen, werden die Neigungswinkel der ersten Zapfen 77, 77 anders eingestellt als die der zweiten Zapfen 78. Konkret wird hierzu das Untersetzungsverhältnis zwischen der zweiten Antriebs- und der zweiten Abtriebsscheibe (37, 38) größer eingestellt als das Untersetzungsverhältnis zwischen der ersten Antriebs- und der ersten Abtriebsscheibe (34, 35). Hierdurch wird auch ohne ein Zentraldifferential ein stabiles Fahrverhalten ohne übermäßige Reibung zwischen den Vorder- und Hinterrädern auf der Fahrbahn erreicht.
-
Ih allen Fällen wirkt beim Betrieb des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes ausgehend von den ersten und zweiten Antriebsrollen 36, 39 über die ersten und zweiten Zapfen 77, 78 auf die ersten und zweiten Schwenkrahmen 53, 54 eine starke Last, die zu den Scheiben 34, 37, 35 und 38 diametral nach außen gerichtet ist. Diese Last wird von den Stützachsen 81, 81 an die Halteringe 52, 52, welche den ersten bzw. zweiten Stützrahmen 55, 56 bilden, übertragen. Hier heben sich die Belastungen gegenseitig auf, weshalb die Steifheit und Festigkeit des Gehäuses zur Aufnahme des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes nicht unbedingt hoch bemessen werden muß, wenn die Halteringe 52, 52 mit einer ausreichenden Steifigkeit ausgeführt werden. Somit ist eine kompakte und leichte Ausführung des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes möglich.
-
Während des Betriebs des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes wird der Ölleitung 68 in der Hinterhälfte 11b der Antriebswelle 11 Schmieröl zugeführt, das über die Ölzuleitungsbohrungen 69, 69 in den innenseitig im Stützzylinder 50 gebildeten zylindrischen Hohlraum 67 eingespeist und dann von diesem Hohlraum 67 aus den Ölzuleitungsbohrungen 70, 70, den Rillen 61, 61 und der Ölleitung 64 zugeführt wird. Das in die Ölleitung 64 eingeleitete Schmieröl wird dann über die untere Öffnung der Öldüse 65, 65 auf die Innenflächen 2a und 4a der Scheiben 34, 35, 37 und 38 gespritzt. Das an den Innenflächen 2a und 4a anhaftende Schmieröl wird auf die Kontaktflächen zwischen den Außenflächen 9a, 9a der Antriebsrollen 36, 39 und den Innenflächen 2a und 4a der Scheiben 34, 35, 37 und 38 mitgenommen und schmiert dann diese Kontaktflächen.
-
Das hier gezeigte Beispiel demonstriert die Verwendung des erfindungsgemäßen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes für die Übersetzung in einem Automatikgetriebe eines vierrädrigen Kraftwagens mit einem Motor, der ein für einen PKW übliches, großes Drehmoment erzeugt. Charakteristisch für die vorliegende Erfindung ist jedoch die Art der Ölzuleitung in stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben mit drei Rollen, erfindungsgemäße stufenlos verstellbare Toroidgetriebe können daher auch als Getriebeeinheiten für Automatikgetriebe in üblichen Krafträdern (Zweiräder) eingesetzt werden. In diesem Fall werden zwei Abtriebsscheiben miteinander synchron drehbar verbunden und der Abtrieb beider Abtriebsscheiben von einer einzigen Abtriebswelle abgenommen. Bei der Verwendung als Getriebeeinheiten für Automatikgetriebe in Kleinkraftwagen, bei denen ein weniger großes Drehmoment auftritt, ist eine Konstruktion des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes als ”single cavity”-Getriebe mit jeweils einer Antriebs- und einer Abtriebsscheibe möglich. Auch die Konstruktion zur Bewegung der Zapfen bei einer Übersetzungsänderung ist nicht auf die Verwendung von Schwenkrahmen eingeschränkt, weshalb auch die in gezeigte Konstruktion mit Parallelbewegung möglich ist. Auch die Anpreß-Einheit, die in dem gezeigten Beispiel dazu dient, die Anpressung auf den Flächen mit Vortriebskräften sicherzustellen, muß, beispielsweise im Falle von Automatikgetrieben für Krafträder (Zweiräder) nicht hydraulisch ausgeführt werden, vielmehr kann hier auch eine herkömmlich aufgebaute Nockenvorrichtung verwendet werden, die auf mechanischem Weg Andruckkraft erzeugt.
-
Die vorliegende Erfindung schafft aufgrund der oben beschriebenen Konstruktions- und Funktionsweise eine Konstruktion zur effektiven Schmierung von drei Rollen ausgerüsteten stufenlos verstellbaren Toroidgetrieben, bei denen zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebsscheibe, die gemeinsam ein Paar bilden, drei Antriebsrollen vorgesehen sind. Damit fördern sie die Realisierung von stufenlos verstellbares Toroidgetrieben des genannten Typs.
-
Einfache Erläuterung der beigefügten Zeichnungen
-
zeigt als Querschnitt wichtige Teile eines Beispiels für erfindungsgemäße Ausführungsformen,
-
zeigt einen Querschnitt entlang der Geraden A-A in ,
-
zeigt einen Querschnitt entlang der Geraden B-B in ,
-
zeigt in etwa den gleichen Ausschnitt wie , jedoch als Schnitt in der Ebene, die die Mittelachsen der an den ersten Zapfen vorgesehenen ersten Achsen enthält,
-
zeigt als Querschnitt eine Vergrößerung des mittleren Teils von ,
-
zeigt als Seitenansicht Grundzüge des Aufbaus eines herkömmlichen stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes bei maximaler Untersetzung,
-
zeigt die gleiche Seitenansicht, jedoch bei maximaler Geschwindigkeitserhöhung,
-
zeigt als Querschnitt ein Beispiel für eine bekannte konkrete Konstruktion,
-
zeigt einen Querschnitt entlang der Geraden C-C in ,
-
zeigt eine Vorderansicht auf ein erstes Beispiel für eine bekannte Konstruktion, die eine Vergrößerung der übertragbaren Kraft ermöglicht (teilweise aufgeschnitten).
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebswelle
- 2
- Antriebsscheibe
- 2a
- Innenfläche
- 3
- Abtriebswelle
- 4
- Abtriebsscheibe
- 4a
- Innenfläche
- 5
- Gehäuse
- 6
- Achse
- 7
- Zapfen
- 8, 8a
- Verschiebungsachse
- 9
- Antriebsrolle
- 9a
- Außenfläche
- 10
- Nockenvorrichtung
- 11
- Antriebswelle
- 11a
- Vorderhälfte
- 11b
- Hinterhälfte
- 12
- Abtriebszahnrad
- 13
- Stützplatte
- 14, 14a
- Axial-Rillenkugellager
- 15
- Nadellager
- 16, 16a
- Außenring
- 17
- Aktuator
- 19
- Stützpfosten
- 20
- Öldüse
- 21
- Rahmen
- 22
- Stützwinkel
- 23
- Hydraulikzylinder
- 24, 24a
- Steuerventil
- 25
- Pumpe
- 26, 26a
- Hülse
- 27, 27a
- Umschaltbolzen
- 28, 28a
- Steuermotor
- 29
- Antriebskolben
- 30
- Öltank
- 31
- Nocke
- 32
- Verbindungsstück
- 33
- stufenlos verstellbares Toroidgetriebe
- 34
- erste Antriebsscheibe
- 35
- erste Abtriebsscheibe
- 36
- erste Antriebsrolle
- 37
- zweite Antriebsscheibe
- 38
- zweite Abtriebsscheibe
- 39
- zweite Antriebsrolle
- 40
- Drehmomentwandler
- 41a, 41b
- Radialnadellager
- 42
- Einheit zur Umschaltung zwischen Vor- und Rückwärtsfahrt
- 43
- Kupplung für Vorwärtsfahrt
- 44
- Kupplung für Rückwärtsfahrt
- 45
- Antriebswelle für die Vorderräder
- 46
- Antriebswelle für die Hinterräder
- 47
- Träger
- 48
- Keilnabe
- 49
- Anpreß-Einheit
- 50
- Stützzylinder
- 51
- Verankerung
- 52
- Haltering
- 53
- erster Schwenkrahmen
- 54
- zweiter Schwenkrahmen
- 55
- erster Stützrahmen
- 56
- zweiter Stützrahmen
- 57
- Radialnadellager
- 58
- Radialnadellager
- 59
- Nadellager
- 60
- Haltering
- 61
- Rille
- 62
- Stütze
- 63
- Stopfen
- 64
- Ölleitung
- 65
- Düse
- 66
- Sperrscheibe
- 67
- zylindrischer Hohlraum
- 68
- Ölleitung
- 69
- Ölzuleitungsbohrung
- 70
- Ölzuleitungsbohrung
- 71
- Abtriebszahnrad für die Vorderräder
- 73
- mitlaufendes Zahnrad für die Vorderräder
- 74
- Differentialgetriebe für die Vorderräder
- 75
- Abtriebszahnrad für die Hinterräder
- 76
- mitlaufendes Zahnrad für die Hinterräder
- 77
- erster Zapfen
- 78
- zweiter Zapfen
- 79
- erste Achse
- 80
- Radialnadellager
- 81
- Stützachse
- 82a, 82b
- Hydraulikzylinder
- 83a, 83b
- Stange
- 84a, 84b
- Kolben
- 85
- lange Bohrung
- 86
- Nockenfläche
- 87
- schwimmender Kolben
- 88
- erster Hohlraum
- 89
- zweiter Hohlraum
