DE102005010092B4 - Hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe - Google Patents

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Abstract

Hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT), in welchem eine Hydraulikpumpe (P) vom Taumelplattentyp und ein Hydraulikmotor (M) vom Taumelplattentyp über einen geschlossenen Hydraulikkreislauf (50, 56, 57) verbunden und derart eingerichtet sind, dass die Kapazität der Hydraulikpumpe (P) und/oder die Kapazität des Hydraulikmotors (M) veränderbar gesteuert/geregelt ist,
wobei die Eingangsumdrehung der Hydraulikpumpe (P) verschoben und als Ausgangsumdrehung des Hydraulikmotors (M) ausgegeben wird;
wobei die Hydraulikpumpe (P) umfasst:
– ein Pumpentaumelplattenelement (21),
– einen Pumpenzylinder (22), der gegenüber dem Pumpentaumelplattenelement (21) angeordnet ist, sowie
– eine Mehrzahl von Pumpenkolben (23), welche in einer Mehrzahl von Pumpenkolbenlöchern (22a) angeordnet sind, die sich axial in dem Pumpenzylinder (22) erstrecken und in einer die Rotationsmittelachse des Pumpenzylinders (22) ringförmig umlaufenden Anordnung angeordnet sind, wobei die Pumpenkolben (23) verschiebbar sind und ihre Enden jeweils eine Fläche (21a) des Pumpentaumelplattenelements (21) berühren;
wobei der Hydraulikmotor (M) umfasst:
– einen Motorzylinder...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT), welches derart konstruiert ist, dass eine Hydraulikpumpe vom Taumelplattentyp und ein Hydraulikmotor vom Taumelplattentyp über einen geschlossenen Hydraulikkreislauf verbunden sind und so eingerichtet sind, dass die Kapazität der Hydraulikpumpe oder/und die Kapazität des Hydraulikmotors veränderbar gesteuert/geregelt ist, wobei die Eingangsrotation der Hydraulikpumpe verschoben und als Ausgangsrotation des Hydraulikmotors ausgegeben wird.
  • Für ein solches hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe sind Konstruktionen verschiedenen Typs bekannt und verwirklicht. Beispielsweise wurde von der Anmelderin ein hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe vorgeschlagen, welches in der JP 2002 310061 A ; offenbart ist. Das in der JP 2002 310061 A offenbarte kontinuierlich veränderbare Getriebe ist unter Verwendung einer Hydraulikpumpe vom Taumelplattentyp und eines Hydraulikmotors vom Taumelplattentyp konstruiert, wobei ein Pumpenzylinder und ein Motorzylinder an einer Ausgangswelle angeordnet sind, derart, dass sie integral mit der Ausgangswelle rotieren und einen Ausgangsrotor bilden. Die pumpenseitige Endfläche des Ausgangsrotors berührt einen Flansch, der an der Ausgangswelle ausgebildet ist, wodurch die Bewegung zu der Pumpenseite reguliert wird und eine Positionierung in dieser Richtung durchgeführt wird. Andererseits wird die Bewegung in umgekehrter Richtung durch eine zylindrische Hülse reguliert, welche zwischen der motorseitigen Endfläche des Ausgangsrotors und der seitlichen Endfläche eines gewinkelten Kontaktlagers angeordnet ist, das die Ausgangswelle lagert, so dass die Ausgangswelle gedreht werden kann. Auf diese Weise wird die axiale Positionierung durchgeführt. Die Ausgangswelle wird in den zylindrischen Raum der Hülse eingeführt, die Hülse wird an der Ausgangswelle angebracht und in diesem Teil deckt die Hülse den Außenumfang der Ausgangswelle ab.
  • Bei einem solchen kontinuierlich veränderbaren Getriebe ist die Schmierung von jedem Teil von Bedeutung und insbesondere ist die Schmierung einer Taumelplattenfläche, an der das Ende eines Kolbens anliegt, sehr wichtig. In dem kontinuierlich veränderbaren Getriebe sind daher ein axial verlaufendes Schmierölzuführungsloch in der Ausgangswelle ausgebildet, ein Schmierölauslassloch ist ausgebildet, welches radial durch die Ausgangswelle von dem Schmierölzuführloch zum Außenumfang der Ausgangswelle verläuft, und Schmieröl wird von dem Schmierölzuführloch über das Schmierölauslassloch zum Außenumfang der Ausgangswelle ausgelassen, um ein an der Ausgangswelle bereitgestelltes Element sowie ein im Außenumfangsbereich der Ausgangswelle bereitgestelltes Element zu schmieren.
  • Das in der JP 2002 310061 A offenbarte kontinuierlich veränderbare Getriebe weist jedoch das Problem auf, dass die Hülse verhindert, dass Schmieröl, welches über das Schmierölauslassloch zum Außenumfang der Ausgangswelle wie oben beschrieben ausgelassen wird, auf geeignete Weise an einer gewünschten Stelle zugeführt wird, da die den Außenumfang der Ausgangswelle abdeckende zylindrische Hülse zur Positionierung des Ausgangsrotors angeordnet ist. In dieser Konstruktion kann zwar auch ein Schmierölauslassloch in der Hülse bereitgestellt werden, um Schmieröl zuzuführen, dies macht es jedoch erforderlich, dass das Schmierölauslassloch der Ausgangswelle und das Schmierölauslassloch der Hülse positioniert werden und somit entsteht das Problem, dass Arbeitsaufwand zur Positionierung notwendig ist. Wenn in diesem Fall ein Raum für ein Ölreservoir an der Innenfläche der Hülse ausgebildet wird, so wird die Positionierung nicht benötigt, es entsteht jedoch das Problem, dass die Form der Hülse komplex wird und eine Erhöhung der Kosten auftritt.
  • In dem kontinuierlich veränderbaren Getriebe verläuft ferner ein Teil, in welchem die Hülse an der Ausgangswelle angebracht ist, durch ein in der Mitte des Motortaumelplattenelements ausgebildetes Durchgangsloch und das Motortaumelplattenelement ist mit einer senkrecht zur Mittelachse der Ausgangswelle in der Mitte angeordneten Schwingachse eingerichtet, so dass das Taumelplattenelement geschwungen werden kann. In der oben erwähnten Konstruktion, in welcher der Teil, in dem die Hülse angebracht ist, durch das Durchgangsloch des Motortaumelplattenelements hindurch verläuft, tritt auch das Problem auf, dass das Motortaumelplattenelement und die Hülse sich gegenseitig stören, wenn das Element geschwungen wird, und der Schwenkwinkel ist begrenzt.
  • Die Erfindung beabsichtigt, solche Probleme zu lösen und hat zur Aufgabe, ein hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe bereitzustellen mit einer Konfiguration, in welcher ein Rotor an einer Ausgangswelle positioniert und gehalten werden kann, ohne eine Hülse bereitzustellen.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, sind gemäß der Erfindung eine Hydraulikpumpe vom Taumelplattentyp und ein Hydraulikmotor vom Taumelplattentyp über einen geschlossenen Hydraulikkreislauf verbunden und so ein kontinuierlich veränderbares Getriebe ist derart eingerichtet, dass die Kapazität der Hydraulikpumpe und/oder die Kapazität des Hydraulikmotors veränderbar gesteuert/geregelt werden kann, wobei die Eingangsumdrehung der Hydraulikpumpe verschoben und als Ausgangsumdrehung des Hydraulikmotors ausgegeben wird. Die Hydraulikpumpe umfasst ein Pumpentaumelplattenelement, einen Pumpenzylinder, der gegenüber dem Pumpentaumelplattenelement angeordnet ist, sowie einer Mehrzahl von Pumpenkolben, welche in einer Mehrzahl von Pumpenkolbenlöchern angeordnet sind, die sich axial in dem Pumpenzylinder in einer seine Rotationsmittelachse ringförmig umlaufenden Anordnung erstrecken, so dass jeder Pumpenkolben verschiebbar ist und das Ende jedes Pumpenkolbens jeweils die Fläche des Pumpentaumelplattenelements berührt. Der Hydraulikmotor umfasst ferner einen Motorzylinder, der integral mit dem Pumpenzylinder rotiert, mehrere Motorkolben, welche in mehreren von Motorkolbenlöchern angeordnet sind, die sich axial in dem Motorzylinder in einer seine Rotationsmittelachse umlaufenden ringförmigen Anordnung erstrecken, derart, dass die mehreren Motorkolben verschiebbar sind, sowie mit einem Motortaumelplattenelement, welches gegenüber dem Motorzylinder angeordnet ist und eine Motortaumelplattenfläche aufweist, welche von den Enden der Motorkolben berührt wird. Außerdem sind der Pumpenzylinder und der Motorzylinder so miteinander verbunden, dass sie einen Ausgangsrotor bilden und an der Ausgangswelle angeordnet sind, wobei eine seitliche Endfläche des Ausgangsrotors in axialer Richtung in Kontakt mit einem an der Ausgangswelle ausgebildeten Regulierabschnitt ist und die andere seitliche Endfläche in Kontakt mit einem an der Ausgangswelle angebrachten Anbringungselement ist und der Ausgangsrotor an der Ausgangswelle angebracht und axial positioniert ist.
  • Vorzugsweise sind der Pumpenzylinder und der Motorzylinder über ein Verteilungsventil verbunden, so dass zwischen ihnen ein geschlossener Hydraulikkreislauf gebildet ist und sie einen Ausgangsrotor bilden, und die seitliche Endfläche auf der Seite des Pumpenzylinders des Ausgangsrotors ist im Kontakt mit dem Regulierabschnitt, die seitliche Endfläche auf der Seite des Motorzylinders ist im Kontakt mit dem Anbringungselement und der Ausgangsrotor ist an der Ausgangswelle angebracht und axial positioniert.
  • Außerdem kann das hydrostatische kontinuierlich veränderbare Getriebe derart ausgebildet sein, dass das Pumpentaumelplattenelement vom Typ mit festem Taumelplattenwinkel ist und an der Ausgangswelle derart angeordnet ist, dass das Pumpentaumelplattenelement drehbar ist, wobei das Pumpentaumelplattenelement durch eine Maschine gedreht ist und den die Taumelplattenseite berührenden Pumpenkolben in dem Kolbenloch axial hin- und herbewegt, und dass das Motortaumelplattenelement vom variabel schwingenden Typ ist, wobei die Ausgangswelle durch ein in dem Zentrum des Motortaumelplattenelements ausgebildetes Loch hindurch verläuft und das Motortaumelplattenelement derart eingerichtet ist, dass es in der Mitte mit einer senkrecht zur Mittelachse der Ausgangswelle verlaufenden Schwingachse schwingen (taumeln) kann.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Anbringungselement ringförmig ausgebildet ist, in eine am Außenumfang der Ausgangswelle ausgebildete Ringnut eingesetzt ist und an der Ausgangswelle angebracht ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Anbringungselement in mehrere Teile unterteilt ist und das in mehrere Teile unterteilte Anbringungselement vom Außenrand her abgedeckt ist und durch ein ringförmiges Halteelement gehalten ist, das an der Ausgangswelle in einem Zustand angebracht ist, in dem das in mehrere Teile unterteilte Anbringungselement in die Ringnut eingesetzt ist.
  • Wie oben beschrieben, ist in dem kontinuierlich veränderbaren Getriebe gemäß der Erfindung eine seitliche Endfläche des Ausgangsrotors in axialer Richtung in Kontakt mit dem an der Ausgangswelle ausgebildeten Regulierabschnitt, wobei die andere seitliche Endfläche in Kontakt mit dem an der Ausgangswelle angebrachten Anbringungselement ist und der Ausgangsrotor ist an der Ausgangswelle angebracht und axial positioniert. Auf diese Weise ist die Verwendung einer Hülse wie beim herkömmlichen Typ nicht notwendig, die Konfiguration ist einfach und Schmieröl, welches über das Schmierölzuführloch in der Ausgangswelle dem Außenumfang der Ausgangswelle zugeführt wird, kann den Elementen im Umfangsbereich problemlos zugeführt werden.
  • Da ferner keine Hülse vorgesehen ist, kann der Neigungswinkel des Motortaumelplattenelements in einer Konfiguration, in der die Ausgangswelle durch das in der Mitte des Motortaumelplattenelements ausgebildete Durchgangsloch verläuft, auf einen großen Wert gesetzt werden und das Motortaumelplattenelement ist derart eingerichtet, dass das Motortaumelplattenelement mit einer senkrecht zur Mittelachse der Ausgangswelle in der Mitte verlaufenden Schwingachse schwingen kann.
  • Ferner kann der Rotor durch das in einfacher Bauweise ausgebildete Anbringungselement sicher positioniert und gehalten werden, indem das Anbringungselement ringförmig ausgebildet ist, das Anbringungselement in die Ringnut der Ausgangswelle eingesetzt ist, das ringförmige Anbringungselement in mehrere Teile unterteilt ist, das unterteilte ringförmige Anbringungselement in die Ringnut eingesetzt ist und durch das ringförmige Halteelement abgedeckt und gehalten ist.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
  • 1 zeigt eine Schnittansicht, welche die Struktur eines hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 zeigt eine Außenansicht, welche ein Motorrad zeigt, das das oben genannte hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe aufweist.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht, welche die Struktur des Kraftübertragungswegs der das oben genannte hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe aufweisenden Antriebseinheit zeigt.
  • 4 ist eine Schnittansicht, welche die Struktur des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes zeigt.
  • 5 ist eine Schnittansicht, welche in einem Ausschnitt das oben genannte hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe in vergrößerter Form zeigt.
  • 6 ist eine Schnittansicht, welche in einem Ausschnitt das oben genannte hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe in vergrößerter Form zeigt.
  • 7 zeigt eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, welche das zum Positionieren des Rotors des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes verwendete Splintelement zeigt.
  • 8 ist eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, welche den zum Positionieren des Rotors des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes verwendeten Haltering zeigen.
  • 9 ist eine Vorderansicht und eine Schnittansicht, welche den zum Positionieren des Rotors des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes verwendeten Sicherungsring zeigen.
  • 10 ist eine Schnittansicht, welche das Motorservosystem des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes zeigt.
  • 11 ist eine Schnittansicht, welche die Strukturen der hydraulischen Pumpe und der Kupplungsvorrichtung des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes zeigt.
  • 12 ist eine Schnittansicht, welche die Strukturen der Getriebeausgangswelle und des Ausgangsrotors des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes zeigt.
  • 13 ist eine Schnittansicht, welche die Strukturen der Getriebeausgangswelle und des Ausgangsrotors des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes zeigt.
  • 14 ist eine Schnittansicht, welche die Strukturen der Getriebeausgangswelle und des Ausgangsrotors des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes zeigt.
  • 15 ist eine Schnittansicht, welche die Struktur des Blockiermechanismus des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes zeigt.
  • 16 ist eine Schnittansicht entlang der mit Pfeilen versehenen Linie Y-Y in 15, welche die Struktur des oben genannten Blockiermechanismus in seiner normalen Position zeigt.
  • 17 ist eine Schnittansicht entlang der mit Pfeilen versehenen Linie Y-Y von 15, welche die Struktur des oben genannten Blockiermechanismus in seiner Blockierposition zeigt.
  • 18 ist eine Darstellung des Hydraulikkreislaufs, welche die Fluidweganordnung des oben genannten hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes zeigt.
  • 2 zeigt ein äußeres Gesamterscheinungsbild eines Motorrads, welches ein hydrostatisches kontinuierlich veränderliches Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist. In 2 ist die innere Struktur des Motorrads teilweise freigelegt, indem ein Seitenabdeckelement entfernt ist. Das Motorrad 100 umfasst: einen Hauptrahmen 110; eine Vordergabel 120, welche um einen Schaft drehbar angebracht ist, der vertikal und schräg am vorderen Ende des Hauptrahmens 110 verläuft; ein Vorderrad 101, welches drehbar am unteren Ende der Vordergabel 120 angebracht ist; einen Schwenkarm 130, welcher um eine horizontal hinter dem Hauptrahmen 110 verlaufende Schwenkverbindungswelle 130a schwenkbar angebracht ist und welcher vertikal schwingend angebracht ist; sowie ein Hinterrad 102, welches drehbar an dem hinteren Ende des Schwenkarms 130 angebracht ist.
  • Am Hauptrahmen 110 angebracht sind: ein Kraftstofftank 111; ein Fahrersitz 112; ein Hauptständer 113a und ein Nebenständer 113b zum Halten des Fahrzeugs in einer aufrechten Position, während es steht; ein Vorderlicht 114, um etwa bei einer Nachtfahrt nach vorn zu leuchten; ein Kühler 115 zum Kühlen von Maschinenkühlwasser; eine Antriebseinheit PU zum Erzeugen einer Drehantriebskraft für das Hinterrad 102. Eine Lenkstange 121 (Steuerungslenkstange), welche durch einen Fahrer gelenkt wird; ein Rückspiegel 122 für die Sicht nach hinten usw. sind an der Vordergabel 120 angebracht. Eine Antriebswelle zum Übertragen der durch die Antriebseinheit PU erzeugten Drehantriebskraft auf das Hinterrad in einer später angegebenen Weise befindet sich innerhalb des Schwenkarms 130.
  • In diesem Motorrad 100 verwendet die Antriebseinheit PU ein hydrostatisches kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT) gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Antriebseinheit wird im Folgenden erläutert. Zunächst zeigt 3 die allgemeine Struktur der Antriebseinheit PU, welche umfasst: eine eine Drehantriebskraft erzeugende Maschine E; ein hydrostatisches kontinuierlich veränderliches Getriebe CVT, welches seine Ausgangsdrehzahl kontinuierlich verändert; sowie eine Getrieberadanordnung GT, welche die Richtung der Ausgangsdrehung dieses hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes CVT ändert und diese überträgt.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist die Maschine E aus einer V-Zylinder-Maschine mit einer V-Reihe und einem in V-Form verlaufenden Zylinder 1, welcher sich nach in Längsrichtung und diagonal nach oben erstreckt, gebildet. Diese Maschine E weist einen Kolben 2 in dem mit einem Einlassventil 1a und einem Auslassventil 1b in dessen Kopf vorgesehenen Zylinder 1 auf. In der Maschine E werden das Einlassventil 1a und das Auslassventil 1b zu einer vorbestimmten Zeit geöffnet/geschlossen, um eine Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in dem Zylinder 1 einzuleiten, so dass der Kolben 2 sich hin und her bewegt. Die Hin und Herbewegung des Kolbens 2 wird über eine Verbindungsstange 2a auf den Kurbelabschnitt 3a übertragen, um eine Kurbelwelle 3 zu drehen. Ein Eingangsantriebsrad 4 mit einem Dämpfer 4a ist an einem Ende der Kurbelwelle 3 angebracht und die Drehantriebskraft der Kurbelwelle 3 wird auf das Eingangsantriebsrad 4 übertragen.
  • Ein Antriebskettenrad 8a ist an der Kurbelwelle 3 angebracht und die Drehantriebskraft wird über eine Kette 8b auf ein angetriebenes Kettenrad 8c übertragen, welches an Pumpenantriebswellen 9a und 9b angebracht ist. Eine Ölpumpe OP und eine Wasserpumpe WP sind, wie gezeigt ist, an den Pumpenantriebswellen 9a und 9b angeordnet und werden durch die Maschine E angetrieben. Das aus der Ölpumpe OP ausgelassene Hydraulikfluid wird, wie später beschrieben wird, als Nachfüllfluid oder als Schmiermittel für das hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe CVT zugeführt und wird, wie in 2 gezeigt ist, durch einen Fluidkühler 116 hinter und unterhalb der Antriebseinheit PU gekühlt und durch einen Fluidfilter 117 gefiltert. Das aus der Wasserpumpe WP ausgelassene Kühlwasser wird dazu verwendet, die Maschine E zu kühlen und das durch die Maschine E erwärmte Kühlwasser wird durch den Kühler 115 gekühlt.
  • Das hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe CVT enthält eine Hydraulikpumpe P vom Taumelplatten-Kolbentyp sowie einen Hydraulikmotor M vom Taumelplatten-Kolbentyp. Ein angetriebenes Eingangsrad 5, welches mit dem Pumpengehäuse der Hydraulikpumpe P vom Taumelplatten-Kolbentyp gekoppelt ist, kämmt mit dem oben genannten Eingangsantriebsrad 4, so dass die Drehantriebskraft der Maschine E auf das angetriebene Eingangsrad 5 zum Drehen des Pumpengehäuses übertragen wird. Die Hydraulikpumpe P ist hier vom Typ mit fester Kapazität mit einem konstanten Taumelplattenwinkel und der Hydraulikmotor M ist vom Typ mit variabler Kapazität mit einem variablen Taumelplattenwinkel und weist ein Motorservosystem SV auf, um den Motortaumelplattenwinkel einzustellen. Die durch dieses hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe CVT kontinuierlich veränderte Ausgangsdrehzahl wird an eine Getriebeausgangswelle 6 ausgegeben (Details des hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes CVT werden im Detail später beschrieben).
  • Die Getriebeausgangswelle 6 ist mit der Getrieberadanordnung GT derart verbunden, dass eine Drehung der Getriebeausgangswelle 6 von „vorwärts” zu „neutral” oder andersherum geschaltet wird oder durch die Getrieberadanordnung GT verlangsamt wird. Die Getrieberadanordnung GT weist eine Gegenwelle 10 und eine erste Ausgangsantriebswelle 15 auf, welche parallel zur Getriebeausgangswelle 6 verlaufen, und umfasst: ein erstes Rad 11, welches mit der Getriebeausgangswelle 6 gekoppelt ist; ein zweites Rad 12, welches an der Gegenwelle 10 derart angebracht ist, dass es axial bewegbar ist und sich integral mit der Gegenwelle 10 dreht; ein drittes Rad 13, welches mit der Gegenwelle 10 gekoppelt ist; sowie ein viertes Rad 14, welches stets mit dem dritten Rad 13 kämmt und welches mit der ersten Ausgangsantriebswelle 15 gekoppelt ist. Wenn das zweite Rad 12 gemäß einer Schaltbetätigung des Fahrers sich axial auf der Gegenwelle 10 bewegt und mit dem ersten Rad 11 in Eingriff gebracht wird, so befindet sich das zweite Rad in der Vorwärtsstellung und wenn es aus dem Eingriff mit dem ersten Rad 11 gelöst wird, so befindet sich das zweite Rad in der Neutralstellung.
  • Weiterhin ist ein Ausgangsantriebskegelrad 15a an einem Ende der ersten Ausgangsantriebswelle 15 angebracht und Drehantriebskraft wird von einem angetriebenen Ausgangskegelrad 16a, welches mit diesem Ausgangsantriebskegelrad 15a im Eingriff ist, auf eine zweite Ausgangsantriebswelle 16 übertragen. Die zweite Ausgangsantriebswelle 16 ist durch ein Universalgelenk 17 mit einer Antriebswelle 18 verbunden. Wie oben erwähnt, ist die Antriebswelle 18 durch den Schwenkarm 130 geführt und mit dem Hinterrad 102 verbunden, so dass die Drehantriebskraft auf das Hinterrad 102 übertragen wird, um dieses anzutreiben. Das Universalgelenk 17 liegt koaxial zur Schwenkverbindungswelle 130a des Schwenkarms 130 für den Hauptrahmen 110.
  • Als nächstes wird das oben genannte hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe CVT unter Bezugnahme auf die 1 sowie 4 bis 6 beschrieben. Das hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe CVT enthält eine Hydraulikpumpe vom Taumelplattenkolbentyp und einen Hydraulikmotor vom Taumelplattenkolbentyp, wobei die Getriebeausgangswelle 6 durch das Zentrum des hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebes CVT verläuft. Die Getriebeausgangswelle 6 ist an dem Getriebegehäuse HSG über Kugellager 7a, 7b und 7c drehbar gehalten.
  • Die Hydraulikpumpe P ist aufgebaut aus: einem Pumpengehäuse 20, welches an der Getriebeausgangswelle 6 koaxial in relativ drehbarer Weise angeordnet ist; einem Pumpentaumelplattenelement 21, welches innerhalb des Pumpengehäuses 20 in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Rotationsmittelachse des Pumpengehäuses 20 geneigt angeordnet ist; einem Pumpenzylinder 22, welcher gegenüber dem Pumpentaumelplattenelement 21 angeordnet ist; und einer Mehrzahl von Pumpenkolben 23, welche verschiebbar innerhalb einer Mehrzahl von Pumpenkolbenlöchern 22a angeordnet sind, die in axialer Richtung in einem Muster in der Art eines Rings um die Mittelachse des Pumpenzylinders 22 herum angeordnet sind. Das Pumpengehäuse 20 ist drehbar an der Getriebeausgangswelle 6 und dem Pumpenzylinder 22 mittels Lager 7b und 22c gehalten und ist drehbar an dem Getriebegehäuse HSG mittels eines Lagers 7a gehalten. Das Pumpentaumelplattenelement 21 ist in dem Pumpengehäuse mittels Lager 21a und 21b derart angeordnet, dass es sich um die oben genannte, in dem vorbestimmten Winkel geneigte Welle dreht. Mit anderen Worten ist der Pumpenzylinder 22 mittels des Lagers 22c in relativ drehbarer Weise am Pumpengehäuse 20 koaxial gehalten.
  • Das angetriebene Eingangsrad 5 ist mit einem Bolzen 5a am äußeren Umfangsrand des Pumpengehäuses 20 befestigt. Das äußere Ende des Pumpenkolbens 23 steht nach außen vor und berührt die Fläche 21a des Pumpentaumelplattenelements 21 und sein inneres Ende innerhalb des Pumpenkolbenlochs 22a ist einem Ventilkörper 51 eines Verteilungsventils 50 (welches später beschrieben wird) zugewandt und bildet eine Pumpfluidkammer 23a in dem Pumpenkolbenloch 22a. Eine Pumpöffnung 22b, welche als Pumpauslass/-einlassanschluss dient, ist am Ende jedes Pumpenkolbenlochs 22a gebildet. Wenn, wie oben erwähnt, das angetriebene Eingangsrad 5 gedreht wird, so wird das Pumpengehäuse 20 gedreht und das darin angeordnete Pumpentaumelplattenelement 21 schwingt mit der Drehung des Pumpengehäuses 20. Der Pumpenkolben 23 bewegt sich innerhalb des Pumpenkolbenlochs 22a während des Schwingens der Taumelplatte 21a hin und her, um Hydraulikfluid aus der Pumpfluidkammer 23 auszulassen oder Hydraulikfluid in die Pumpfluidkammer 23 einzusaugen.
  • Ein pumpenseitiges exzentrisches Element 20a ist mit dem rechten Ende des Pumpengehäuses 20 gekoppelt, wie dies in der Figur durch einen Bolzen 5b gezeigt ist. Die Innenwand 20b des pumpenseitigen exzentrischen Elements 20 ist zylindrisch und zur Rotationsachse des Pumpengehäuses 20 exzentrisch. Da das pumpenseitige exzentrische Element 20a mit einer exzentrischen Innenwand 20b eine vom Pumpengehäuse 20 getrennte Einheit ist, ist es einfach herzustellen.
  • Der Hydraulikmotor M ist aufgebaut aus: einem Motorgehäuse 30 (gebildet aus einer Mehrzahl von Gehäusen 30a und 30b), welches mit dem Getriebegehäuse HSG verbunden und an diesem befestigt ist; einem Motorschwingelement 35, welches verschiebbar an einer sphärischen Stützfläche 30c gehalten ist, die an der Innenfläche des Motorgehäuses 30 (Gehäuse 30b) ausgebildet ist, und derart gehalten ist, dass das Schwingungszentrum O sich im rechten Winkel zur Mittelachse der Getriebeausgangswelle 6 (senkrecht zur Blattebene) in der Mitte derart erstreckt, dass das Motorschwingelement 35 schwingen kann; einem Motortaumelplattenelement 31, welches drehbar durch Lager 31a und 31b innerhalb des Motorschwingelements 35 gehalten ist; einem gegenüber dem Motortaumelplattenelement 31 angeordneten Motorzylinder 32; sowie einer Mehrzahl von Motorkolben 33, welche verschiebbar innerhalb einer Mehrzahl von Motorkolbenlöchern 32a angeordnet sind, die axial in einem ringartigen Muster ausgebildet sind, dass die Mittelachse des Motorzylinders 32 umgibt. Der Motorzylinder 32 ist drehbar durch das Motorgehäuse 30 über ein Lager 32c an seinem äußeren Umfangsrand gehalten.
  • In dem Hydraulikmotor M ist ein Blockiermechanismus 90 (siehe 15 bis 17) am linken Ende des Motorgehäuses 30 (wie in der Figur sichtbar) vorgesehen und ein motorseitiges exzentrisches Element 91 als Bestandteil dieses Blockiermechanismus 90 befindet sich in Kontakt mit dem Ende des Motorgehäuses 30b. Eine zylindrische Innenfläche 91a, welche an dem motorseitigen exzentrischen Element 91 ausgebildet ist, schwingt zwischen einer Blockierposition und einer normalen Position, wobei die Innenfläche in der Blockierposition koaxial mit dem Motorzylinder 32 ist und in der Normalposition exzentrisch zur Rotationsachse des Motorzylinders 32 ist (der Blockiermechanismus 90 wird später beschrieben).
  • Das äußere Ende des Motorkolbens 33 steht nach außen vor und ist im Eingriff mit der Taumelplattenfläche 31a des Motortaumelplattenelements 31 und sein inneres Ende innerhalb des Kolbenlochs 32a ist dem Ventilkörper 51 gegenübergestellt und bildet in dem Motorkolbenloch 32a eine Motorfluidkammer 33a. Eine Motoröffnung 32b, welche als Motorauslass/einlassanschluss dient, ist am Ende eines jeden Motorkolbenlochs 32a gebildet. Ein Arm 35a, welcher durch das an der Seite des Außenumfangs hervorstehende Ende des Motorschwingelements 35 gebildet ist, ragt radial nach außen und ist mit einem Motorservosystem SV verbunden. Das Motorservosystem SV steuert/regelt eine seitliche Bewegung des Arms 35a gemäß der Ansicht in 1, um die Schwingung des Motorschwingelements 35 um das Schwingungszentrum O im Zentrum zu steuern/regeln. Wenn das Motorschwingelement 35 auf diese Weise schwingt, so schwingt zur selben Zeit auch das darin drehbar gehaltene Motortaumelplattenelement 31 und sein Taumelplattenwinkel ändert sich.
  • Das Verteilungsventil 50 liegt zwischen dem Pumpenzylinder 22 und dem Motorzylinder 32. 5 und 6 zeigen diesen Teil in einer vergrößerten Form. Der Ventilkörper 51 des Verteilungsventils 50 ist integral zwischen dem Pumpenzylinder 22 und dem Motorzylinder 32 durch Hartlöten angebracht und außerdem ist der Motorzylinder 32 an der Getriebeausgangswelle 6 verzahnt. Somit drehen sich Pumpenzylinder 22, Verteilungsventil 50, Motorzylinder 32 und Getriebeausgangswelle 6 gemeinsam.
  • Der Pumpenzylinder 22, das Verteilungsventil 50 (sein Ventilkörper 51) und der Motorzylinder 32, welche integral auf diese Weise miteinander verbunden sind, werden als Ausgangsrotor bezeichnet. Als nächstes wird beschrieben, wie dieser Ausgangsrotor an der Getriebeausgangswelle an einer vorbestimmten Position in seiner axialen Richtung positioniert und befestigt ist. Für diese Positionierung ist am Umfang der Getriebeausgangswelle 6 ein flanschartiger, vorstehender Regulierabschnitt 6f ausgebildet und die laterale Positionierung des Ausgangsrotors wird dadurch ausgeführt, dass die linke Endfläche des Pumpenzylinders 22 den Regulierabschnitt 6f berührt. Andererseits wird die Positionierung des Ausgangsrotors in rechter Richtung durch ein an der Getriebeausgangswelle 6 angebrachtes Anbringungselement (Passteil) 80 durchgeführt, welches der rechten Endseite des Motorzylinders 32 gegenübergestellt ist.
  • Wie in den 12 bis 14 illustriert ist, werden zur Anbringung des Anbringungselement 80 eine erste Anbringungsnut (Passnut) 6g und eine zweite Anbringungsnut 6h, welche beide ringförmig sind, in der Getriebeausgangswelle 6 hergestellt. Ein Paar Splintelemente 81, welche, wie in 7 gezeigt, jeweils halbkreisförmig sind, sind in die erste Anbringungsnut 6g eingesetzt, wobei ihre Innenränder 81a in der ersten Anbringungsnut 6g liegen. Dann wird ein in 8 gezeigter Haltering 82 darauf derart angebracht, dass eine Seitenplatte 82b des Halterings 82 die Seite des Splintelements 81 berührt und eine Außenrandplatte 82a die äußere Randfläche 81b des Splintelements 81 abdeckt, um das Splintelement 81 in diesem Zustand zu halten. Zusätzlich wird ein in 9 gezeigter Schnappring 83 in die zweite Anbringungsnut 6h eingesetzt, um den Haltering 82 in seinem Zustand zu halten. Als Folge davon berührt die rechte Endfläche des Motorzylinders 32 das Anbringungselement 80 zur Positionierung auf der rechten Seite. Wie aus der oben genannten Struktur verständlich ist, ist der Ausgangsrotor sandwichartig zwischen dem Regulierabschnitt 6f und dem Anbringungselement 80 aufgenommen und seine Position ist an der Getriebeausgangswelle 6 festgelegt.
  • Als nächstes wird das Verteilungsventil beschrieben. Wie in 5 und 6 illustriert ist, sind in dem Ventilkörper 51 als Bestandteil des Verteilungsventils 50 zwei Reihen von pumpenseitigen Schieberlöchern 51a und motorseitigen Schieberlöchern 51b vorgesehen, welche in radialer Richtung verlaufen und in gleichmäßigen Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Ein pumpenseitiger Schieber 53 und ein motorseitiger Schieber 55 sind verschiebbar in das pumpenseitige Schieberloch 51a bzw. das motorseitige Schieberloch 51b eingesetzt.
  • Das pumpenseitige Schieberloch 51a ist so gebildet, dass es zu dem Pumpenkolbenloch 22a passt und eine Mehrzahl von pumpenseitigen Verbindungskanälen 51c, welche die zugeordnete Pumpenöffnung 22b (Pumpenfluidkammer 23a) und das pumpenseitige Schieberloch 51a verbinden, sind in dem Ventilkörper 51 ausgebildet. Das motorseitige Schieberloch 51b ist so gebildet, dass es zu dem Motorkolbenloch 32a passt und eine Mehrzahl von motorseitigen Verbindungskanälen 51d, welche die zugeordnete Motoröffnung 32b (Motorfluidkammer 33a) und das motorseitige Schieberloch 51b verbinden, sind in dem Ventilkörper 51 ausgebildet.
  • Ferner ist in dem Verteilungsventil 50 ein pumpenseitiger Nockenring 52 in einer solchen Position vorgesehen, dass er das äußere periphere Ende des pumpenseitigen Schiebers 53 umgibt, und ein motorseitiger Nockenring 54 ist in einer solchen Position vorgesehen, dass er das äußere periphere Ende des motorseitigen Schiebers 55 umgibt. Der pumpenseitige Nockenring 52 ist an der Innenfläche des pumpenseitigen exzentrischen Elements 20a angebracht, das mit dem Ende des Pumpengehäuses 20 durch den Bolzen 5b innerhalb der Innenfläche 20b, die exzentrisch zur Rotationsmittelachse des Pumpengehäuses 20 ist, verbunden ist, und ist drehbar am Pumpengehäuse 20 getragen. Der motorseitige Nockenring 54 ist an der Innenfläche 91a eines motorseitigen exzentrischen Elements 91 angebracht, welches in Kontakt mit dem Ende des Motorgehäuses 30 ist. Das periphere Ende des pumpenseitigen Schiebers 53 ist an der inneren Umfangsfläche des pumpenseitigen Nockenrings 52 in relativ drehbarer Weise gehalten und das peripheres Ende des motorseitigen Schiebers 55 ist an der inneren Umfangsfläche des motorseitigen Nockenrings 54 in relativ drehbarer Weise gehalten.
  • Ein innerer Kanal 56 ist zwischen der inneren Fläche des Ventilkörpers 51 und der äußeren peripheren Fläche der Getriebeausgangswelle 6 ausgebildet und die inneren Enden des pumpenseitigen Schieberlochs 51a und des motorseitigen Schieberlochs 51b stehen miteinander über diesen inneren Kanal 56 in Verbindung. Ferner ist in dem Ventilkörper 51 ein äußerer Kanal 57 ausgebildet, um das pumpenseitige Schieberloch 51a und das motorseitige Schieberloch 51b zu verbinden.
  • Es wird nun beschrieben, wie das genannte Verteilungsventil 50 funktioniert. Wenn die Antriebskraft der Maschine E auf das angetriebene Eingangsrad 5 zum Drehen des Pumpengehäuses 20 übertragen wird, so schwingt mit dieser Drehung das Pumpentaumelplattenelement 21. Der mit der Taumelplattenfläche 21a des Pumpentaumelplattenelements 21 in Kontakt stehende Pumpenkolben 23 bewegt sich in dem Pumpenkolbenloch 22a entsprechend der Schwingung des Pumpentaumelplattenelements 21 axial hin und her. Wenn sich der Pumpenkolben 23 einwärts bewegt, so wird Hydraulikfluid aus der Pumpenfluidkammer 23a durch die Pumpenöffnung 22b ausgelassen und bei einer Auswärtsbewegung wird Hydraulikfluid in die Pumpenkammer 23a durch die Pumpenöffnung 22b eingelassen.
  • In diesem Moment wird der pumpenseitige Nockenring 52, welcher an der inneren Umfangsfläche 20b des mit dem Ende des Pumpengehäuses 20 in Verbindung stehenden pumpenseitigen exzentrischen Elements 20a angebracht ist, zusammen mit dem Pumpengehäuse 20 gedreht. Da jedoch der pumpenseitige Nockenring 52 bezüglich des Drehzentrums des Pumpengehäuses 20 exzentrisch ist, bewegt sich der pumpenseitige Schieber 53 mit der Drehung des pumpenseitigen Nockenrings 52 in dem pumpenseitigen Schieberloch 51a radial hin und her. Wenn sich der pumpenseitige Schieber 53 auf diese Weise hin und her bewegt und sich aus seiner in 5 und 6 gezeigten Position in eine weiter innen liegende Position bewegt, so treten der pumpenseitige Verbindungskanal 51c und der äußere Kanal 57 miteinander durch die Schiebernut 53a in Verbindung. Wenn sich der pumpenseitige Schieber 53 von seiner in 5 und 6 gezeigten Position in eine weiter außen liegende Position bewegt, so treten der pumpenseitige Kanal 51c und der innere Kanal 56 miteinander in Verbindung.
  • Wenn das Taumelplattenelement 21 mit der Rotation des Pumpengehäuses 20 schwingt und der Pumpenkolben 23 sich von seiner äußersten Position (als „unterer Totpunkt” bezeichnet) zu seiner innersten Position (als „oberer Totpunkt” bezeichnet) hin und her bewegt, so bewegt der pumpenseitige Nockenring 52 den pumpenseitigen Schieber 53 in radialer Richtung hin und her. Wenn sich demnach der Pumpenkolben 23 nach Maßgabe der Drehung des Pumpenzylinders 22 von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt bewegt und das Hydraulikfluid in der Pumpenfluidkammer 23a durch die Pumpenöffnung 22b ausgelassen wird, so fließt dieses Hydraulikfluid durch den pumpenseitigen Verbindungskanal 51c und wird in den äußeren Kanal 57 geschickt. Bewegt sich andererseits der Pumpenkolben 23 nach Maßgabe der Drehung des Pumpengehäuses 20 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt, so fließt das Hydraulikfluid in dem inneren Kanal 56 durch den pumpenseitigen Verbindungskanal 51c und die Pumpenöffnung 22b in die Pumpenfluidkammer 23a. Daher ist es verständlich, dass dann, wenn das Pumpengehäuse 20 sich dreht, das aus der Hydraulikpumpe P ausgelassene Hydraulikfluid dem äußeren Kanal 57 zugeführt wird und Hydraulikfluid aus dem inneren Kanal 56 in die Hydraulikpumpe eingezogen wird.
  • Da andererseits der Motornockenring 54, welcher an der inneren Umfangsfläche 91a des motorseitigen exzentrischen Elements 91 angebracht ist, das mit dem Ende des Motorgehäuses 30 in Kontakt ist, bezüglich des Rotationszentrums des Motorzylinders 32 (Ausgangsrotor und Getriebeausgangswelle 6) exzentrisch ist, bewegt sich der motorseitige Schieber 55 dann, wenn das motorseitige exzentrische Element 91 in seiner Normalposition ist, in dem motorseitigen Schieberloch 51b mit der Drehung des Motorzylinders 32 radial hin und her. Wenn sich der motorseitige Schieber 55 auf diese Weise hin und her bewegt und sich aus seiner in 5 und 6 gezeigten Position zu einer weiter innen liegenden Position bewegt, so treten der motorseitige Verbindungskanal 51d und der äußere Kanal 57 miteinander durch die Schiebernut 55a in Verbindung. Wenn sich der motorseitige Schieber 55 aus seiner in 5 und 6 gezeigten Position zu einer weiter außen liegenden Position hin bewegt, so treten der motorseitige Kanal 51d und der innere Kanal 56 miteinander in Verbindung. Der Fall, dass sich das motorseitige exzentrische Element 91 in seiner Verriegelungsposition befindet, wird später beschrieben und die hier gegebene Erläuterung basiert auf der Annahme, dass es sich in seiner Normalposition befindet.
  • Wie beschrieben, wird das aus der Hydraulikpumpe P ausgelassene Hydraulikfluid in den äußeren Kanal 57 geschickt. Dieses Hydraulikfluid strömt von dem motorseitigen Verbindungskanal 51d durch die Motoröffnung 32b in die Motorfluidkammer 33a und der Motorkolben 33 wird axial nach außen gedrückt. Das äußere Ende des Motorkolbens 33, welches diese axial nach außen gerichtete Druckkraft empfängt, ist bei einer Schwingung des Motorschwingelements 35 in Kontakt mit einem Teil zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt des Motortaumelplattenelements 31. Der Motorzylinder 32 wird derart gedreht, dass diese axial nach außen gerichtete Druckkraft den Motorkolben 33 entlang des Motortaumelplattenelements 31 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt.
  • Wenn sich der Motorkolben 33 entsprechend der Drehung des Motorzylinders zwischen seiner äußersten Position (als „unterer Totpunkt” bezeichnet) und seiner innersten Position (als „oberer Totpunkt” bezeichnet) hin und her bewegt, so bewegt der motorseitige Nockenring 54 den motorseitigen Schieber 55 in radialer Richtung hin und her. Wenn sich der Motorzylinder 32 auf diese Weise dreht und der Motorkolben 33 sich entsprechend der Drehung des Motorzylinders vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt entlang des Motortaumelplattenelements 31 bewegt, so wird der Motorkolben 33 nach innen gedrückt und das Hydraulikfluid in der Motorfluidkammer 33a strömt von der Motoröffnung 32b und dann durch den motorseitigen Verbindungskanal 51d, um in den inneren Kanal 56 geschickt zu werden. Das somit in den inneren Kanal 56 geschickte Hydraulikfluid strömt durch den pumpenseitigen Verbindungskanal 51c und die Pumpenöffnung 22b in die Pumpenfluidkammer 23a.
  • Aus der vorangehenden Beschreibung ist verständlich, dass dann, wenn das Pumpengehäuse 20 aufgrund der Drehantriebskraft der Maschine E dreht, Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe P in den äußeren Kanal 57 ausgelassen wird und zu dem Hydraulikmotor M geschickt wird, um den Motorzylinder 32 zu drehen. Das Hydraulikfluid, welches den Motorzylinder 32 in Drehung versetzt hat, wird in den inneren Kanal 56 geschickt und durch den inneren Kanal 56 in die Hydraulikpumpe eingebracht. Ein geschlossener Hydraulikkreislauf, welcher die Hydraulikpumpe P und den Hydraulikmotor M auf diese Weise verbindet, ist durch das Verteilungsventil 50 gebildet und das mit einer Drehung der Hydraulikpumpe P aus der Hydraulikpumpe P ausgelassene Hydraulikfluid wird durch den geschlossenen Hydraulikkreislauf in den Hydraulikmotor M geschickt, um den Motor anzutreiben (zu drehen). Nach dem Antreiben des Hydraulikmotors M wird das ausgelassene Hydraulikfluid durch den geschlossenen Hydraulikkreislauf zurück in die Hydraulikpumpe P geschickt.
  • Wenn in diesem Fall die Hydraulikpumpe durch die Maschine E angetrieben wird und die Drehantriebskraft des Hydraulikmotors M auf die Räder übertragen wird, um das Fahrzeug anzutreiben, so dient der äußere Kanal 57 als ein Hochdruckfluidweg und der innere Kanal 56 dient als ein Niederdruckfluidweg. Andererseits wird jedoch bei einer Fahrt auf einer abfallenden Straße oder in einer Situation, in der die Radantriebskraft auf den Hydraulikmotor M übertragen wird, Drehantriebskraft der Hydraulikpumpe P auf die Maschine E übertragen und es findet eine Maschinenbremsung statt, wobei der innere Kanal 56 als ein Hochdruckfluidweg und der äußere Kanal 57 als ein Niederdruckfluidweg dienen.
  • Da zu diesem Zeitpunkt der Pumpenzylinder 22 und der Motorzylinder 32 mit der Getriebeausgangswelle 6 verbunden sind und sich zusammendrehen, dreht sich der Pumpenzylinder 22 ebenfalls mit der Drehung 32, wie oben erwähnt, und die relative Drehzahl des Pumpengehäuses 20 und des Pumpenzylinders 22 nimmt ab. Die Relation zwischen der Drehzahl Ni des Pumpengehäuses 20 und der Drehzahl No der Getriebeausgangswelle 6 (nämlich die Drehzahl des Pumpenzylinders 22 und des Motorzylinders 32) wird durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt, wobei Vp die Pumpenkapazität und Vm die Motorkapazität repräsentieren: Vp·(Ni – No) = Vm·No (1)
  • Die Motorkapazität Vm kann durch Steuern/Regeln der Schwingung des Motorschwingelements 35 über das Motorservosystem SV kontinuierlich variiert werden. Mit anderen Worten, wenn die Drehzahl Ni des Pumpentaumelplattenelements 21 in der obigen Gleichung (1) konstant ist, so wird die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 6 durch kontinuierliches Verändern der Motorkapazität Vm kontinuierlich verändert. Somit ist ersichtlich, dass die Schaltsteuerung durch Schwingen des Motorschwingelements 35 durch das Motorservosystem SV zum Verändern der Motorkapazität Vm durchgeführt wird.
  • Wenn dabei der Schwingungswinkel des Motorschwingelements 35 reduziert wird, so wird die Motorkapazität Vm reduziert und wenn die Pumpenkapazität Vp konstant ist und die Drehzahl Ni des Pumpentaumelplattenelements 21 in der oben genannten Gleichung (1) konstant ist, so wird die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 6 vergrößert, so dass sie sich der Drehzahl Ni des Pumpentaumelplattenelements 21 annähert. Tatsächlich wird eine kontinuierliche Verschiebung zur höchsten Getriebestellung durchgeführt. Wenn der Winkel der Motortaumelplatte Null ist, wenn nämlich die Taumelplatte aufrecht steht, so ist theoretisch das Getriebeverhältnis (oberstes Getriebeverhältnis) Ni = No, was zu einem hydraulischen Sperrzustand führt, in welchem das Pumpengehäuse 20 sich zusammen mit dem Pumpenzylinder 22, dem Motorzylinder 32 und der Getriebeausgangswelle 6 dreht, was zu einer mechanischen Kraftübertragung führt.
  • Eine kontinuierliche Variation der Motorkapazität, wie sie oben erwähnt wurde, wird durch Schwingen des Motorschwingelements 35 zur Veränderung des Winkels der Motortaumelplatte durchgeführt. Das Servomotorsystem SV, welches das Motorschwingelement 35 schwingt, wird nachfolgend hauptsächlich unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
  • Das Motorservosystem SV weist eine Kugelschraubwelle 41 auf, welche sich in der Nähe des Arms 35a des Motorschwingelements 35 befindet, sich parallel zur Getriebeausgangswelle 6 erstreckt und mittels Lager 40a und 40b drehbar am Getriebegehäuse HSG gehalten ist, sowie eine Kugelmutter 40, welche mit einem am Außenumfang dieser Kugelschraubwelle 41 vorgesehenen Außengewinde 41a in Eingriff steht, auf. Am Innenumfang der Kugelmutter 40 ist ein Innenkugelgewinde durch eine Vielzahl von durch einen Käfig spiralförmig gehaltenen Kugeln ausgebildet und dieses Kugelinnengewinde steht in Eingriff mit dem Außengewinde 41a. Die Kugelmutter 40 ist mit dem Arm 35a des Motorschwingelements 35 verbunden und wenn sich die Kugelschraubwelle 41 dreht, so bewegt sich die Kugelmutter 40 auf der Kugelschraubwelle 41 nach links oder nach rechts, wodurch ein Schwingen des Motorschwingelements 35 bewirkt wird.
  • Um die Kugelschraubwelle 41 auf diese Weise zu drehen, ist an der äußeren Seitenfläche des Getriebegehäuses HSG ein Taumelplattensteuer-/Regelmotor (Elektromotor) 47 angebracht. Eine Zwischenwelle 43 verläuft parallel zur Antriebswelle 46 dieses Taumelplattensteuer-/Regelmotors 47 und ein Zwischengetriebeelement mit Rädern 44 und 45 ist drehbar an dieser Zwischenwelle 43 angebracht. Ein Rad 46a ist an der Spitze der Antriebswelle 46 des Taumelplattensteuer-/Regelmotors 47 gebildet und kämmt mit dem Rad 45. Andererseits ist ein Rad 42 mit einem Wellenteil 41b als hervorstehender Abschnitt des linken Teils der Kugelschraubwelle 41 verbunden und dieses Rad 42 kämmt mit dem Rad 44.
  • Wenn daher die Antriebswelle 46 nach Maßgabe einer Drehsteuerung/-regelung des Taumelplattensteuer/-regelmotors 47 gedreht wird, so wird diese Drehung auf das Rad 45 übertragen und danach überträgt das Rad 44, welches sich zusammen mit dem Rad 45 dreht, diese Drehung auf das Rad 42, um die Kugelschraubwelle 41 zu drehen. Wenn sich die Kugelschraubwelle 41 dreht, so bewegt sich die Kugelmutter 40 auf der Welle 41 seitlich und somit wird eine Steuerung/Regelung der Schwingung das Motorschwingelements 35 durchgeführt. Da die Drehung des Taumelplattensteuer/-regelmotors 47 durch die Räder 46a, 45, 44 und 42 auf die Kugelschraubwelle 41 auf eine solche Weise übertragen wird, kann das Übertragungsverhältnis durch geeignetes Einstellen des Getriebeverhältnisses dieser Räder frei eingestellt werden.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist der Taumelplattensteuer/-regelmotor 47 nach außen hin freigelegt, und zwar in der Nähe der hinteren Seite des Bodens eines hinteren Zylinders 1 der V-Zylindermaschine E. Der Zylinder 1 ist mit dem Getriebegehäuse HSG vereinigt und der Taumelplattensteuer/-regelmotor 47 befindet sich in dem Raum zwischen dem hinteren Zylinder 1 und dem Getriebegehäuse HSG. Da sich der Taumelplattensteuer/-regelmotor 47 in dem Raum zwischen dem hinteren Zylinder 1 und dem Getriebegehäuse HSG befindet, wird der Raum effektiv ausgenutzt: Der Motor ist abseits der Schwenkverbindungsachse 130a des Schwenkarms 130 angeordnet und somit besteht keine Beschränkung für die Form des Schwenkarms, um ein Stören mit dem Schwenkarm 130 zu vermeiden. Ferner ist der Taumelplattensteuer/-regelmotor 47, während das Fahrzeug fährt, gegen Wasserspritzer von der Unterseite der Fahrzeugkarosserie, gegen von oben kommende Regentropfen, gegen Staub und dergleichen geschützt. Ferner ist der Taumelplattensteuer/-regelmotor 47 etwas nach links der Mittellinie CL in der Links-Rechts-Richtung der Fahrzeugkarosserie versetzt, so dass während einer Fahrt des Fahrzeugs ein Luftstrom von vorn den Taumelplattensteuer/-regelmotor 47 effektiv trifft, um diesen effektiv zu kühlen.
  • In dem oben genannten hydraulischen kontinuierlich veränderlichen Getriebe CVT wird dann, wenn der innere Kanal 56 und der äußere Kanal 57 verbunden sind, kein Hochdruckfluid erzeugt und die Kraftübertragung zwischen der Hydraulikpumpe P und dem Hydraulikmotor M ist abgeschaltet. Mit anderen Worten wird die Kupplung dadurch gesteuert/geregelt, dass der Verbindungswinkel zwischen dem inneren Kanal 56 und dem äußeren Kanal 57 gesteuert/geregelt wird. Für eine Steuerung/Regelung der Kupplung ist das hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe CVT mit einer Kupplungsvorrichtung CL ausgerüstet. Die Kupplungsvorrichtung CL wird nachfolgend unter zusätzlicher Bezugnahme auf 11 bis 14 beschrieben.
  • Die Kupplungsvorrichtung CL ist gebildet aus: einem Rotor 60, welcher mit dem Ende des Pumpengehäuses 20 durch einen Bolzen 60b verbunden ist; Gewichten 61 (Kugeln oder Rollen), welche in einer Mehrzahl von radial und schräg an der Innenfläche des Rotors 60 verlaufenden Aufnahmekanälen aufgenommen sind; einem scheibenartigen Druckaufnehmer 62 mit einem den Aufnahmekanälen 60a zugewandten Arm 62a; einer Feder 63, welche den Druckaufnehmer 62 derart vorspannt, dass der Arm 62a das Gewicht 61 in die Aufnahmekanäle 60a presst; und einem Ventilschieber 70, der in einer Verrieglungsaufnahme 62c an einem Ende des Druckaufnehmers 62 verriegelt ist.
  • Der Rotor 60 weist ein Durchgangsloch 60c mit der Rotationsmittelachse als Zentrum auf und der zylindrische Abschnitt 62b des Druckaufnehmers 62 ist beweglich in das Durchgangsloch 60c eingeführt und der Druckaufnehmer 62 ist axial bewegbar. Wenn somit das Pumpengehäuse 20 stillsteht und sich der Rotor 60 nicht dreht, so bewirkt die durch die Feder 63 auf den Druckaufnehmer 62 gegebene Vorspannkraft, dass der Arm 62a das Gewicht 61 in den Aufnahmekanal 60a presst. Da sich der Aufnahmekanal 60a, wie gezeigt, schräg erstreckt, wird das Gewicht 61 radial nach innen gedrückt und der Druckaufnehmer 62 wird nach links bewegt, wie dies in 1 und 11 gezeigt ist.
  • Wenn das Pumpengehäuse 20 in diesem Zustand gedreht wird und der Rotor 60 gedreht wird, so wird das Gewicht 61 in dem Aufnahmekanal 60a durch eine Zentrifugalkraft radial nach außen gedrückt. Wenn das Gewicht 61 durch eine Zentrifugalkraft auf diese Weise radial nach außen gedrückt wird, so bewegt sich das Gewicht 61 schräg nach rechts entlang des Aufnahmekanals 60a und drückt den Arm 62a nach rechts und der Druckaufnehmer 62 bewegt sich gegen die Vorspannung der Feder 63 nach rechts. Der Betrag der Rechtsbewegung des Druckaufnehmers 62 ändert sich in Abhängigkeit von der auf das Gewicht 61 wirkenden Zentrifugalkraft, d. h. in Abhängigkeit von der Drehzahl des Pumpengehäuses 20. Wenn die Drehzahl oberhalb eines vorbestimmten Werts liegt, so bewegt sich der Druckaufnehmer 62 nach rechts in die in 4 gezeigte Position. Der Ventilschieber 70, welcher an der sich somit axial in lateraler Richtung bewegenden Verriegelungsaufnahme 62c des Druckaufnehmers 62 verriegelt ist, ist in das Schieberloch 6d eingesetzt, welches zum Ende der Kraftübertragungswelle 6 hin offen ist und sich axial erstreckt. Der Ventilschieber 70 bewegt sich also zusammen mit dem Druckaufnehmer 62 axial in lateraler Richtung.
  • Daraus ist verständlich, dass der Rotor 60, das Gewicht 61 und der Druckaufnehmer 62 ein Reglersystem bilden, welches eine axiale Reglerkraft entsprechend der Eingangsdrehzahl der Hydraulikpumpe P erzeugt, und zwar unter Verwendung der mit der Drehung des Pumpengehäuses 20 auf das Gewicht 61 einwirkenden Zentrifugalkraft.
  • Andererseits enthält die Getriebeausgangswelle 6, in welcher das Spulenloch 6 ausgebildet ist, wie im Detail in 5, 6 und 11 bis 14 illustriert ist: einen inneren Abzweigungsfluidweg 6a, welcher von dem inneren Kanal 56 aus abzweigt und in Verbindung mit dem Schieberloch 6d steht, sowie äußere Abzweigungsfluidwege 6b und 6c, welche durch einen von dem äußeren Kanal 57 abzweigenden Verbindungskanal 57a mit dem Schieberloch 6d verbunden sind. 5 und 12 entsprechend 1, wobei gezeigt ist, dass der Druckaufnehmer 62 sich nach links bewegt hat und der Ventilschieber 70 sich nach links bewegt hat. In diesem Zustand sind der innere Abzweigungsfluidweg 6a und der äußere Abzweigungsfluidweg 6c durch die rechte Nut 72 des Ventilschiebers 70 verbunden und der innere Kanal 56 und der äußere Kanal 57 sind verbunden. Andererseits entsprechen 6 und 14 der 4, in welcher gezeigt ist, dass der Druckaufnehmer 62 sich nach rechts bewegt hat und der Ventilschieber 70 sich nach rechts bewegt hat. In diesem Zustand sind der innere Abzweigungsfluidweg 6a und der äußere Abzweigungsfluidweg 6c durch eine mittlere Erhebung 73 des Ventilschiebers 70 getrennt und der innere Kanal 56 und der äußere Kanal 57 sind ebenfalls getrennt. 13 zeigt, dass der Ventilschieber 70 sich in einer Zwischenposition befindet.
  • Wenn das Pumpengehäuse 20 stillsteht oder sich nicht dreht, so bewegt sich der Ventilschieber 70, wie oben erwähnt, nach links und somit sind der innere Abzweigungsfluidweg 6a und der äußere Abzweigungsfluidweg 6c verbunden und eine Kraftübertragung zwischen der Hydraulikpumpe P und dem Hydraulikmotor M ist gestoppt und die Kupplung ist gelöst. Wenn das Pumpengehäuse 20 in diesem Zustand gedreht wird, so bewegt sich der Druckaufnehmer 62 durch die auf das Gewicht 61 wirkende Zentrifugalkraft abhängig von der Drehzahl des Pumpengehäuses 20 allmählich nach rechts und der Ventilschieber 70 bewegt sich ebenfalls nach rechts. In der Folge trennt die mittlere Erhebung 73 des Ventilschiebers 70 allmählich den inneren Abzweigungsfluidweg 6a und den äußeren Abzweigungsfluidweg 6c und bringt die Kupplung allmählich in Eingriff.
  • Wenn bei dem hydrostatischen kontinuierlich veränderlichen Getriebe CVT gemäß dieser Ausführungsform die Maschine E das Pumpengehäuse 20 dreht und die Maschinendrehzahl gering ist (Leerlauf), so bewegt sich der Ventilschieber 70 nach links und die Kupplung ist gelöst. Wenn die Maschinendrehzahl ansteigt, so wird die Kupplung allmählich in Eingriff gebracht.
  • Der Ventilschieber 70 ist so konstruiert, dass die Beziehung zwischen dem Außendurchmesser d1 ihrer mittleren Erhebung 73 und de Außendurchmesser d2 ihrer linken Erhebung 74 gegeben ist durch: d1 < d2. Wenn sich daher der Ventilschieber 70 nach rechts bewegt und die Kupplung in Eingriff gelangt, so drückt der Fluiddruck in dem äußeren Kanal 57, welcher an der linken Nut 45 des Ventilschiebers 70 wirkt, den Ventilschieber 70 nach links. Diese nach links gerichtete Druckkraft ist abhängig von der Größe des auf die linke Nut 75 wirkenden Fluiddrucks und der Druckaufnahmeflächendifferenz, welche der Differenz zwischen den oben genannten Außendurchmessern d1 und d2 zuordenbar ist. Wenn diese Druckaufnahmeflächendifferenz konstant ist, so entspricht der Fluiddruck an der linken Nut 75 einem Fluiddruck in dem äußeren Kanal 57, welcher in Abhängigkeit von der Antriebskraft variiert: umso größer die Antriebskraft ist, umso höher ist der Fluiddruck. Dies entspricht einem Fluiddruckbereitstellungsmittel, wie es in den Ansprüchen definiert ist.
  • Wie hieraus verständlich ist, wird eine Kupplungssteuerung/-regelung durch Bewegung des Ventilschiebers 70 durchgeführt, und zwar gemäß der Balance (Fgov = Fp + Fspg) zwischen der Reglerkraft (Fgov), welche durch eine an dem Gewicht 61 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Pumpengehäuses 20 wirkenden Zentrifugalkraft erzeugt wird, der Vorspannkraft der Feder 63 (Fspg) und der Presskraft (Fp), welche durch den an der linken Nut 75 des Ventilschiebers 70 wirkenden Fluiddruck erzeugt wird. Konkret wird die Kupplung derart gesteuert/geregelt, dass sie bei einer hohen Drehzahl des Pumpengehäuses 20 in Eingriff gebracht wird und bei einem hohen Fluiddruck in dem äußeren Kanal 57 gelöst wird (wenn die von der Hydraulikpumpe P zum Hydraulikmotor M übertragene Antriebskraft zunimmt).
  • Ein Zwischenzustand zwischen dem Kupplungseingriffszustand und dem gelösten Zustand der Kupplung, oder ein teilweiser Kupplungseingriffszustand, ist in 13 gezeigt. In diesem Zustand ist das rechte Ende 73a der mittleren Erhebung 73 des Ventilschiebers 70 zum Teil verbunden mit dem äußeren Abzweigungsfluidweg 6b, sodass der innere Kanal 56 und der äußere Kanal 57 zum Teil miteinander verbunden sind (teilweiser Kupplungseingriff). In diesem teilweisen Kupplungseingriffszustand werden der innere Kanal 56 und der äußere Kanal 57 durch eine leichte axiale Bewegung des Ventilschiebers 70 verbunden oder getrennt. Die axiale Bewegung des Ventilschiebers 70 wird jedoch zwischen der Reglerkraft (Ggov), der Vorspannkraft und der Druckkraft durch Fluiddruck in der oben beschriebenen Weise ausbalanciert, so dass dann, wenn eine plötzliche Drosselklappenbetätigung die Druckkraft des Fluiddrucks schnell erhöhen sollte, der Ventilschieber 70 in Richtung eines Lösens der Kupplung reagieren würde und der innere Kanal 56 und der äußere Kanal 57 würden wiederholt verbunden und getrennt werden, was eine stabile Übertragung von Antriebskraft erschwert.
  • Aus diesem Grund ist ein Puffermechanismus vorgesehen, um eine zu empfindliche Bewegung des Ventilschiebers 70 zu verhindern und den Kupplungsbetrieb zu stabilisieren. Dieser Puffermechanismus wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 11 sowie auch auf 1 und 4 beschrieben. Wie illustriert ist, ist eine Nut 76 zur Bildung der variablen Fluidkammer links der linken Erhebung 74 des Ventilschiebers 70 vorgesehen und ein Führungsteil 71 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der der linken Erhebung 74, ist links der Nut 76 zur Bildung der variablen Fluidkammer vorgesehen. Der Führungsteil 71 ist in ein im linken Ende des Schieberlochs 6d vorgesehenes Führungselement 77 eingesetzt und eine variable Fluidkammer 78a ist am Außenumfang der Nut 76 zur Bildung der variablen Fluidkammer gebildet und durch das Schieberloch 6d, das Führungselement 77 und die linke Erhebung 74 umgeben.
  • Ferner ist in dem Ventilschieber 70 ein axial verlaufendes Fluidreservoir-Bildungsloch 70e ausgebildet und das rechte Ende des Fluidreservoir-Bildungsloch 70e ist geöffnet, wobei dort ein Modulationsventil 150 angeordnet ist, und sein linkes Ende ist geschlossen, wobei dort eine Mündung 70d ausgebildet ist. Demzufolge ist das Fluidreservoir-Bildungsloch 70e durch das Modulatorventil 150 geschlossen, so dass ein Fluidreservoirkammer 78b gebildet ist. In dem Ventilschieber 70 ist ein Verbindungsloch 70c ausgebildet, welches die Nut 76 zur Bildung der variablen Fluidkammer und das Fluidreservoir-Bildungsloch 70e verbindet, und die variable Fluidkammer 78a und die Fluidreservoirkammer 78b sind miteinander durch das Verbindungsloch 70c verbunden.
  • Die variable Fluidkammer 78a und die Fluidreservoirkammer 78b, welche auf diese Weise durch das Verbindungsloch 70c verbunden sind, bilden einen Puffermechanismus. Wie dieser funktioniert, wird im Folgenden beschrieben. Wenn sich der Ventilschieber 70 in axialer Richtung nach links bewegt, so nimmt die Kapazität der variablen Fluidkammer 78a ab, da das Führungselement 77 in dem Schieberloch 6d befestigt ist und somit wird das Hydraulikfluid in der Fluidkammer durch die linke Erhebung 74 komprimiert. Da zu diesem Zeitpunkt die Kapazität der Fluidreservoirkammer 78b nicht verändert werden kann, wirkt diese Komprimierungskraft der Bewegung des Ventilschiebers 70 entgegen, um die Bewegung zurückzuhalten und zu verlangsamen. Wenn sich der Ventilschieber 70 andererseits in axialer Richtung nach rechts bewegt, so nimmt die Kapazität der variablen Fluidkammer 78a zu, durch ein Einstellen (Reduzieren) des Durchmessers des Verbindungslochs 70c wirkt jedoch eine Widerstandskraft der Kraft zum Vergrößern der Kapazität entgegen, um die Bewegung des Ventilschiebers 70 zurückzuhalten und zu verlangsamen.
  • Obwohl das linke Ende des Fluidreservoir-Bildungslochs 70e geschlossen ist, weist es doch eine Mündung 70d auf. Durch die Mündung 70d strömt Fluid und die Größe der oben genannten Widerstandskraft wird durch die Mündung 70d gesteuert. Die Mündung 70d ist zur Verriegelungsverbindung zwischen der Verriegelungsaufnahme 62c des Druckaufnehmers 62 und dem linken Ende des Ventilschiebers 70 hin offen, so dass die Verriegelungsverbindung mit durch die Mündung 70d ausgelassenem Fluid geschmiert wird.
  • In diesem Puffermechanismus ist ein Modulatorventil 150 vorgesehen, um die variable Fluidkammer 78a und die Fluidreservoirkammer 78b mit Hydraulikfluid zu füllen, und dieses wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 12 bis 14 beschrieben. Die rechte Nut 72 des Ventilschiebers 70 weist ein Verbindungsloch 70a auf, welches mit dem Modulatorventil 150 in Verbindung steht, und Hydraulikfluid in der rechten Nut 72 strömt durch das Verbindungsloch 70a in das Modulatorventil 150. Das Modulatorventil ist aus einem so genannten „Reduzierventil” gebildet und Hydraulikfluid in der rechten Nut 72 wird der Fluidreservoirkammer 78b zugeführt, um den Fluiddruck in der Reservoirkammer 78b bei einem durch das Modulatorventil 150 eingestellten, vorbestimmten niedrigen Wert zu halten. Somit werden die variable Fluidkammer 78a und die Fluidreservoirkammer 78b stets mit Hydraulikfluid gefüllt, dessen vorbestimmter niedriger Druck durch das Modulatorventil 150 eingestellt wird.
  • Das Fluid in der Fluidreservoirkammer 78b wird hier stetig über die Mündung 70d ausgelassen, somit wird durch das Modulatorventil 150 so viel Nachfüllfluid zugeführt wie ausgelassen wird. Da dieses Nachfüllfluid aus der rechten Nut 72 kommt und die rechte Nut 72 in Abhängigkeit vom Kupplungseingriffszustand mit dem Niederdruckfluidweg 56 und dem Hochdruckfluidweg 57 in Verbindung steht, wird Hydraulikfluid in dem Niederdruckfluidweg 56 und den Hochdruckfluidweg 57, d. h. Hydraulikfluid in dem geschlossenen Hydraulikkreislauf als Nachfüllfluid verwendet. Somit wird ein Hydraulikfluid stetig in der zum nachgefüllten Menge aus dem geschlossenen Hydraulikkreislauf ausgelassen und durch frisches Hydraulikfluid ersetzt (dieses Hydraulikfluidaustauschsystem wird später beschrieben), wodurch ein Anstieg der Temperatur des Hydraulikfluids in dem geschlossenen Kreislauf verhindert wird.
  • Ferner weist der Ventilschieber 70 ein Auslassloch 70b auf, welches von der Fluidreservoirkammer 78b (dem Fluidreservoirkammer-Bildungsloch 70e) zur Außenfläche der linken Erhebung 74 verläuft, und die Getriebeausgangswelle 6 weist ein Auslassloch 6e auf, welches von dem Schieberloch 6d zur Außenseite hin verläuft. Wenn der Ventilschieber 70 sich in einer Position teilweisen Kupplungseingriffs befindet, wie dies in 13 gezeigt ist, so sind die Auslasslöcher 70b und 6e über eine Außenumfangsnut 70f des Ventilschiebers 70 verbunden. Folglich wird in dem teilweisen Kupplungseingriffszustand Hydraulikfluid in der Fluidreservoirkammer 78b durch die Auslasslöcher 70b und 6e nach außen ausgelassen.
  • Wie oben beschrieben wurde, sind der innere Kanal 56 und der äußere Kanal 57 in dem teilweisen Kupplungseingriffszustand teilweise verbunden und in dem geschossenen Hydraulikkreislauf strömt Hydraulikfluid durch diesen teilweise verbundenen Bereich von dem Hochdruckfluidweg zum Niederdruckfluidweg, so dass die Temperatur des Hydraulikfluids in dem geschlossenen Hydraulikkreislauf schnell ansteigt. Wenn jedoch Hydraulikfluid in der Fluidreservoirkammer 78b durch die Auslasslöcher 70e und 6e in dem teilweisen Kupplungseingriffszustand zur Außenseite hin ausgelassen wird, wird so viel Nachfüllfluid durch das Modulatorventil 150 zugeführt, wie ausgelassen wurde. Da das Nachfüllfluid von der rechten Nut 72 kommt und die rechte Nut 72 eintsprechend einem Kupplungseingriffszustand mit dem Niederdruckfluidweg 56 und dem Hochdruckfluidweg 57 in Verbindung steht, wird Hydraulikfluid in dem geschlossenen Hydraulikkreislauf als Hydraulikfluid in dem Niederdruckfluidweg 56 und dem Hochdruckfluidweg 57, d. h. als Nachfüllfluid, verwendet. Somit wird zum Nachfüllen benötigtes Hydraulikfluid stetig aus dem geschlossenen Hydraulikkreislauf in der nachgefüllten Menge ausgelassen und mit frischem Hydraulikfluid ersetzt (dieses Hydraulikfluidaustauschsystem wird später beschrieben, wodurch effektiv ein Anstieg der Temperatur des Hydraulikfluids in dem geschlossenen Kreislauf, insbesondere im teilweisen Kupplungseingriffszustand, verhindert wird.
  • Das oben genannte hydrostatische kontinuierlich veränderliche Getriebe CVT weist einen Blockiermechanismus 90 auf, in welchem dann, wenn das Übersetzungsverhältnis gleich 1,0 ist oder die Eingangsdrehzahl der Hydraulikpumpe P und die Ausgangsdrehzahl des Hydraulikmotors M gleich sind, der geschlossene Hydraulikkreislauf geschlossen wird, um einen Blockierzustand zu erzeugen. Der Blockiermechanismus 90 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 15 bis 17 beschrieben. Wie bereits erwähnt, weist der Blockiermechanismus 90 ein motorseitiges exzentrisches Element 91 auf, welches mit einem Ende des Motorgehäuses 30a in Kontakt ist. Das motorseitige exzentrische Element 91 ist insgesamt ringförmig und der motorseitige Nockenring 54 ist an seiner Innenfläche 91a angebracht. Eine Halterung 91a ist am oberen Ende des motorseitigen exzentrischen Elements 91 gebildet und die Halterung 91a ist mit dem Motorgehäuse 30a über einen Halterungsstift 92 verbunden, sodass das motorseitige exzentrische Element 91 in bezug auf das Motorgehäuse 30a um den Halterungsstift 92 schwingen kann.
  • Damit das motorseitige exzentrische Element 91 schwingen kann, ist am Motorgehäuse 30b unterhalb des motorseitigen exzentrischen Elements 91 ein Blockierbetätiger LA montiert. Der Blockierbetätiger LA ist zusammengesetzt aus: einem am Motorgehäuse 30b befestigten Zylinder 96, einem verschiebbar in dem Zylinderloch des Zylinders 96 eingesetzten Kolben 94, einem Abdeckelement 95, welches an dem Zylinder 96 derart angebracht ist, dass es das Zylinderloch abdeckt, sowie einer Feder 97, welche den Kolben 94 in Richtung zu dem Abdeckelement 95 hin vorspannt. Das Innere des Zylinderlochs ist in zwei Teile unterteilt: eine Blockier-Hydraulikfluidkammer 96a und eine Blockieraufhebungskammer 96b, wobei eine Feder 97 in der Blockieraufhebungskammer 96b angeordnet ist. Ein Ende des Kolbens 94 steht nach außen aus dem Zylinder 96 vor und der vorstehende Abschnitt 94a ist über einen Verbindungsstift 93 mit einem Kopplungsteil 91b gekoppelt, welches unterhalb des motorseitigen exzentrischen Elements 91 ausgebildet ist.
  • Wenn in diesem Blockiermechanismus 90 der Fluiddruck in der Blockier-Hydraulikfluidkammer 96a reduziert wird, so bewegt die Vorspannkraft der Feder 97 in der Blockieraufhebungskammer 96b den Kolben 94 zu dem Abdeckelement 95. Wie in 16 gezeigt ist, berührt in diesem Moment das Kopplungsteil 91b die äußere Endfläche 96c des Zylinders 96 und in diesem Zustand liegt das Zentrum C2 der inneren Umfangsfläche 91a des motorseitigen exzentrischen Elements 91 exzentrisch zum Zentrum C1 der Getriebeausgangswelle 6 und des Ausgangsrotors (Motorzylinder 32) und das motorseitige exzentrische Element 91 befindet sich in seiner Normalposition.
  • Wird andererseits der Blockier-Hydraulikfluidkammer 96a Blockierarbeitsfluiddruck zugeführt, so bewegt dieser Fluiddruck den Kolben 94 (in der Abbildung) nach rechts gegen die Vorspannung der Feder 97 und somit steht der Vorsprung 94a weiter vor. Dadurch wird das motorseitige exzentrische Element 91 um den Halterungsstift 95 herum (in der Figur) entgegen dem Uhrzeigersinn geschwungen und, wie in 17 gezeigt ist, eine an einer Seite des motorseitigen exzentrischen Elements 91 ausgebildete Kontaktfläche 91c berührt eine Kontaktfläche 98a eines integral mit dem Motorgehäuse 30a ausgebildeten Positioniervorsprungs 98. In diesem Zustand fällt das Zentrum C2 der inneren Umfangsfläche 91a des motorseitigen exzentrischen Elements 91 mit dem Zentrum C1 der Getriebeausgangswelle 6 und des Ausgangsrotors (Motorzylinder 32) zusammen und das motorseitige exzentrische Element 91 befindet sich in seiner Blockierposition.
  • Wie aus den Strukturen des beschriebenen Hydraulikmotors M und des beschriebenen Verteilungsventils 50 verständlich ist, fällt dann, wenn das motorseitige exzentrische Element 91 sich in seiner Blockierposition befindet, das Zentrum des in dessen innerer Umfangsfläche 91a eingesetzten motorseitigen Nockenrings 54 mit dem Rotationszentrum des Motorzylinders 32 zusammen und selbst dann, wenn sich der Motorzylinder 32 dreht, bewegt sich der motorseitige Schieber 55 nicht hin und her und die Hochdruckfluidzuführung zum Motorkolben 33 wird gestoppt. Zu diesem Zeitpunkt besteht eine Verbindung mit dem Niederdruckfluidweg 56. Somit wird ein Druckverlust oder ein Auslaufen von Hydraulikfluid in den Motorkolben 33 reduziert. Ein mechanischer Energieverlust in Lagern usw. wird reduziert, da an den Motorkolben 33 kein hoher Druck angelegt ist, und ein Verschiebungswiderstand des pumpenseitigen Schiebers 53 wird reduziert, was zu einer Verbesserung der Kraftübertragungseffizienz führt.
  • Als nächstes wird ein Nachfüllsystem, welches das geschlossene Hydrauliksystem mit Hydraulikfluid nachfüllt, unter Bezugnahme auf die 12 bis 14 und 18 beschrieben. Wie in 18 gezeigt ist, wird die Hydraulikfluidnachfüllung durch eine Ölpumpe OP durchgeführt (siehe 3). Fluid, welches aus der durch die Maschine E angetriebenen Ölpumpe OP ausgelassen wird, strömt durch einen Fluidweg in dem Getriebegehäuse HSG in einen Fluidweg 160, welcher sich axial in der Getriebeausgangswelle 6 erstreckt. Ein Ende des Fluidwegs 160 ist mit einem Fluidweg 161 verbunden, welcher radial in der Getriebeausgangswelle 6 verläuft und zum Außenumfang hin geöffnet ist. Der Fluidweg 161 führt ferner zu Fluidwegen 162a, 162b und 162c, welche axial in dem Ausgangsrotor (Motorzylinder 32, Ventilkörper 51 und Pumpenzylinder 22) verlaufen, und in einem Ende des Fluidwegs 162c ist eine Mündung 164 vorgesehen, welche mit der Außenumgebung in Verbindung steht, so dass das Innere des Getriebes mit Hydraulikfluid geschmiert wird, welches aus der Mündung 164 ausströmt.
  • Der Pumpenzylinder 22 enthält ein erstes Rückschlagventil 170a zum Zuführen von Nachfüllfluid in den äußeren Kanal 57 und ein erstes Überdruckventil 175a zum Ablassen von Hydraulikfluid, wenn der Fluiddruck in dem äußeren Kanal 57 einen vorbestimmten Wert überschreitet, wie in 12 bis 14 gezeigt ist. Ferner enthält er außerdem ein zweites Rückschlagventil 170b zum Zuführen von Nachfüllfluid in den inneren Kanal 56 und ein zweites Überdruckventil 175b zum Ablassen von Hydraulikfluid, wenn der Fluiddruck in dem äußeren Kanal 57 einen vorbestimmten hohen Druck überschreitet, wobei diese Ventile von ähnlicher Struktur wie die oben genannten Ventile sind, obwohl diese nicht in 12 bis 14 gezeigt sind.
  • Wie illustriert ist, enthält der Pumpenzylinder 22 einen Fluidweg 163a, welcher den Fluidweg 162c und das erste Rückschlagventil 170a verbindet, so dass Hydraulikfluid, welches von der Ölpumpe OP zugeführt wird, als Nachfüllfluid durch das erste Rückschlagventil 170a dem äußeren Fluidweg 57 je nach Bedarf zugeführt wird (wenn Hydraulikfluid aus dem geschlossenen Hydraulikkreislauf ausläuft). Es sind eine Mehrzahl von Fluidwegen 162a, 162b und 162c vorgesehen. Der Pumpenzylinder 22 enthält einen Fluidweg 163b, welcher den Fluidweg 162c und das zweite Rückschlagventil 170b verbindet, so dass von der Ölpumpe OP zugeführtes Hydraulikfluid als Nachfüllung durch das zweite Rückschlagventil 170b dem inneren Fluidweg 56 je nach Bedarf zugeführt wird (wenn Hydraulikfluid aus dem geschlossenen Hydraulikkreislauf ausläuft).
  • Wenn andererseits der Fluiddruck in dem äußeren Kanal 57 einen durch ein Vorspannmittel gesetzten Wert überschreitet, so wird aus dem ersten Überdruckventil 175a abgelassenes Hydraulikfluid in einen Rückführfluidweg 165a ausgelassen, welcher in dem Pumpenzylinder 22 ausgebildet ist. Der Rückführfluidweg 165a ist ringförmig in der Außenumfangsfläche der Getriebeausgangswelle 6 ausgebildet und steht mit einem ringförmigen Fluidweg 166 in Verbindung, welcher mit dem Pumpenzylinder 22 in Eingriff ist und von diesem umgeben wird. Der Fluidweg 166 ist durch den Fluidweg 163a mit dem Fluidweg 162c verbunden, woraus deutlich wird, dass aus dem ersten Überdruckventil 175a abgelassenes Hydraulikfluid in einen Nachfüllfluid-Zuführungsfluidweg ausgelassen wird, welchem Fluid von der Ölpumpe OP zugeführt wird. Ferner wird Hydraulikfluid, welches aus dem zweiten Überdruckventil 175b abgelassen wird, von dem Rückführfluidweg 165b in den Fluidweg 162c, d. h. über den ringförmigen Fluidweg 166 und den Fluidweg 163b in den Nachfüllfluid-Zuführungsfluidweg, ausgelassen, obwohl dies nicht gezeigt ist.
  • Da auf diese Weise von dem ersten und dem zweiten Überdruckventil 175a und 175b abgelassenes Hydraulikfluid durch die Rückführungsfluidwege 165a und 165b strömt, um in den Nachfüllfluid-Zuführfluidweg 162c ausgelassen zu werden, kehrt abgelassenes Fluid nicht in den geschlossenen Hydraulikkreislauf zurück und die Temperatur von Fluid in dem geschlossenen Hydraulikkreislauf steigt nicht an. Der Fluiddruck in dem Nachfüllfluid-Zuführfluidweg 162c bleibt stabil, so dass Hydraulikfluid in dem Hochdruckfluidweg auf effiziente Weise abgelassen wird.
  • Der Nachfüllfluid-Zuführfluidweg erstreckt sich von der Getriebeausgangswelle 6 in den Ausgangsrotor, das erste und das zweite Überdruckventil 175a und 175b und die Rückführfluidwege 165a, 165b befinden sich in dem Pumpenzylinder 22 (Ausgangsrotor) und die Rückführfluidwege 165a und 165b sind mit dem Nachfüllfluid-Zuführfluidweg 162c in dem Pumpenzylinder 22 verbunden, so dass die Rückführfluidwege 165a und 165b verkürzt werden können, um es dem Pumpenzylinder 22 zu ermöglichen, die Hochdruck-Überdruckstruktur in einer kompakten Weise unterzubringen. Im Übrigen sind die Rückführfluidwege 165a und 165b mit dem Nachfüllfluid-Zuführfluidweg 162c (und 163a und 163b) durch den ringförmigen Fluidweg 166 verbunden, welcher sich an der Außenumfangsfläche der Getriebeausgangswelle 6 in Umfangsrichtung in einem Bereich erstreckt, in welchem die Getriebeausgangswelle 6 mit dem Pumpenzylinder 22 verunden ist, und die Fluidwegverbindungsstruktur in diesem Teil ist einfach gestaltet.
  • Die vorstehende Beschreibung war auf eine Ausführungsform als Motorrad gerichtet, welches ein kontinuierlich veränderliches Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Motorräder beschränkt, sondern kann auf verschiedene Antriebsübertragungsmechanismen, wie etwa für Fahrzeuge, einschließlich Fahrzeugen mit vier Rädern und Autos sowie Maschinen für allgemeine Zwecke, eingesetzt werden.
  • Zur Lösung der Aufgabe, einen Rotor ohne die Bereitstellung einer Hülse an einer Ausgangswelle zu positionieren und zu halten, wird ein hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe bereitgestellt, welches gebildet ist aus einer Hydraulikpumpe (P) festgelegter Kapazität und einem Hydraulikmotor (M) variabler Kapazität, welche über einen geschlossenen Hydraulikkreislauf verbunden sind. In diesem Getriebe sind ein Pumpenzylinder (22) und ein Motorzylinder (23) über ein Verteilungsventil (50) verbunden, so dass sie einen Ausgangsrotor bilden, wobei der Ausgangsrotor an einer Getriebeausgangswelle (6) angeordnet ist, wobei eine seitliche Endfläche in axialer Richtung des Ausgangsrotors einen Regulierabschnitt (6f) berührt, der an der Getriebeausgangswelle (6) ausgebildet ist, und wobei die andere seitliche Endfläche ein Anbringungselement (80) berührt, welches an der Getriebeausgangswelle (6) angebracht ist und wobei der Ausgangsrotor an der Getriebeausgangswelle (6) axial positioniert und angebracht ist.
    • CVT
    hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe
    P
    Hydraulikpumpe
    M
    Hydraulikmotor
    6
    Getriebeausgangswelle
    6f
    Regulierabschnitt
    6g, 6h
    erste und zweite Anbringungsnuten
    21
    Pumpentaumelplattenelement
    22
    Pumpenzylinder
    22a
    Pumpenkolbenloch
    23
    Pumpenkolben
    31
    Motortaumelplattenelement
    32
    Motorzylinder
    32a
    Motorkolbenloch
    33
    Motorkolben
    50
    Verteilungsventil
    80
    Anbringungselement
    81
    Splintelement
    82
    Haltering
    83
    Schnappring

Claims (5)

  1. Hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT), in welchem eine Hydraulikpumpe (P) vom Taumelplattentyp und ein Hydraulikmotor (M) vom Taumelplattentyp über einen geschlossenen Hydraulikkreislauf (50, 56, 57) verbunden und derart eingerichtet sind, dass die Kapazität der Hydraulikpumpe (P) und/oder die Kapazität des Hydraulikmotors (M) veränderbar gesteuert/geregelt ist, wobei die Eingangsumdrehung der Hydraulikpumpe (P) verschoben und als Ausgangsumdrehung des Hydraulikmotors (M) ausgegeben wird; wobei die Hydraulikpumpe (P) umfasst: – ein Pumpentaumelplattenelement (21), – einen Pumpenzylinder (22), der gegenüber dem Pumpentaumelplattenelement (21) angeordnet ist, sowie – eine Mehrzahl von Pumpenkolben (23), welche in einer Mehrzahl von Pumpenkolbenlöchern (22a) angeordnet sind, die sich axial in dem Pumpenzylinder (22) erstrecken und in einer die Rotationsmittelachse des Pumpenzylinders (22) ringförmig umlaufenden Anordnung angeordnet sind, wobei die Pumpenkolben (23) verschiebbar sind und ihre Enden jeweils eine Fläche (21a) des Pumpentaumelplattenelements (21) berühren; wobei der Hydraulikmotor (M) umfasst: – einen Motorzylinder (32), der integral mit dem Pumpenzylinder (22) rotiert, – eine Mehrzahl von Motorkolben (33), welche in einer Mehrzahl von Motorkolbenlöchern (32a) angeordnet sind, die sich axial in dem Motorzylinder (32) erstrecken und in einer die Rotationsmittelachse des Motorzylinders (32) ringförmig umlaufenden Anordnung angeordnet sind, wobei die Motorkolben (33) verschiebbar sind, sowie – ein Motortaumelplattenelement (31), welches gegenüber dem Motorzylinder (32) angeordnet ist und eine Motortaumelplattenfläche (31a) aufweist, welche von den Enden der Motorkolben (33) berührt wird; wobei der Pumpenzylinder (22) und der Motorzylinder (32) so miteinander verbunden sind, dass sie einen Ausgangsrotor bilden, und sie an einer Ausgangswelle (6) angeordnet sind; und wobei eine seitliche Endfläche des Ausgangsrotors in axialer Richtung in Kontakt mit einem an der Ausgangswelle (6) ausgebildeten Regulierabschnitt (6f) ist und die andere seitliche Endfläche in Kontakt mit einem an der Ausgangswelle (6) angebrachten Anbringungselement (80) ist und der Ausgangsrotor an der Ausgangswelle (6) angebracht und axial positioniert ist.
  2. Hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenzylinder (22) und der Motorzylinder (32) über ein den geschlossenen Hydraulikkreislauf (50, 56, 57) bildendes Verteilungsventil (50) verbunden sind und den Ausgangsrotor bilden, wobei die seitliche Endfläche des Ausgangsrotors auf der Seite des Pumpenzylinders (22) im Kontakt mit dem Regulierabschnitt (6f) ist, wobei die seitliche Endfläche auf der Seite des Motorzylinders (32) im Kontakt mit dem Anbringungselement (80) ist und wobei der Ausgangsrotor an der Ausgangswelle (6) angebracht und axial positioniert ist.
  3. Hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpentaumelplattenelement (21) vom Typ mit festem Taumelplattenwinkel ist und an der Ausgangswelle (6) drehbar angeordnet ist, wobei das Pumpentaumelplattenelement (21) durch eine Maschine (E) gedreht ist und die die Taumelplattenfläche (21a) berührenden Pumpenkolben (23) in den Kolbenlöchern (22a) axial hin- und herbewegt; wobei das Motortaumelplattenelement (31) vom variabel schwingenden Typ ist, wobei die Ausgangswelle (6) durch ein in dem Zentrum des Motortaumelplattenelements (31) ausgebildetes Durchgangsloch hindurch verläuft und das Motortaumelplattenelement (31) derart eingerichtet ist, dass es in der Mitte mit einer senkrecht zur Mittelachse der Ausgangswelle (6) verlaufenden Schwingachse schwingen kann.
  4. Hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbringungselement (80) ringförmig ausgebildet ist, in eine am Außenumfang der Ausgangswelle (6) ausgebildete Ringnut (6g) eingesetzt ist und an der Ausgangswelle (6) angebracht ist.
  5. Hydrostatisches kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das Anbringungselement (80) in mehrere Teile unterteilt ist und das in mehrere Teile unterteilte Anbringungselement (80) vom Außenrand her abgedeckt und durch ein ringförmiges Halteelement (82) gehalten ist, welches an der Ausgangswelle (6) in einem Zustand angebracht ist, in dem das in mehrere Teile unterteilte Anbringungselement (80) in die Ringnut (6g) eingesetzt ist.
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