DE112007000437T5

DE112007000437T5 - CVT, das einen Riemen verwendet und Antriebsverfahren

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Publication number: DE112007000437T5
Application number: DE112007000437T
Authority: DE
Inventors: Young Shin An
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2009-01-08
Also published as: WO2007100210A1; CN101375086B; CN101375086A; GB2448837B; KR100749279B1; US20100222166A1; JP5192399B2; US7951027B2; GB0813050D0; JP2009528497A; GB2448837A

Abstract

Kontinuierlich einstellbares Getriebe mit einem Riemen, umfassend:
einen antreibenden Abschnitt (1), aufweisend einen Hauptzylinder (13), welcher einen Raum aufweist, in den Öl (5) gefüllt werden kann, und der als eine Riemenscheibe arbeitet, die um eine Drehwelle (12) des Hohlröhrentyps drehbar ist, die an einer Fläche derart ausgebildet ist, dass sie einen Durchlass für das Öl (5) aufweist, und eine Antriebswelle (11), die an der anderen Fläche ausgebildet ist, um eine Zuführung der Kraft zu ermöglichen, wobei die Drehwelle (12) des Hohlröhrentyps und die Antriebswelle (11) als Zentralwelle dienen, mehrere Hilfszylinder (14), die an einer Umfangsfläche des Hauptzylinders (13) angeordnet sind und sich aufgrund der Zentrifugalkraft, die von der Drehung der Antriebswelle (11) erzeugt wird, in radiale Richtung ausdehnen, wobei die Hilfszylinder (14) jeweils an ihrem distalen Ende mit Riemennuten (19) zum Anordnen von Riemen (6) ausgebildet sind, und zwei lineare Führungshülsen (15), die mittels Verbindungsstücken (16), die an beiden...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierlich verstellbares Getriebe (continuously variable transmission – CVT), das einen Riemen verwendet, insbesondere ein CVT, das einen Riemen verwendet, wobei Kraft übertragen wird, indem der Riemen zwischen einem Hilfszylinder eines angetriebenen Abschnitts und einem Hauptzylinder eines antreibenden Abschnitts angeordnet ist, welche beide die Form eines radialen Drehkörpers aufweisen, wobei aufgrund der beschränkten Länge des Riemens ein umgekehrt proportionales Verhältnis zwischen dem Hilfszylinder als einem Drehkörper des angetriebenen Abschnitts und dem Hauptzylinder als einem Drehkörper des antreibenden Abschnitts gebildet wird.
Stand der Technik
Allgemein wird ein CVT seinen Anwendungsmöglichkeiten entsprechend auf dem Gebiet der Fahrzeugherstellung und anderen industriellen Gebieten in Bereichen eingesetzt, in denen ein Hebezug, ein Förderband zum Transportieren von Gegenständen, eine Seilwinde, ein Aufzug, eine Rolltreppe u. ä. verwendet werden. Allerdings brachte das CVT des Stands der Technik zahlreiche Probleme mit sich, da seine Struktur relativ komplex ist und es dazu aufgebaut ist, im Widerspruch zu seiner Bezeichnung als kontinuierlich verstellbares Getriebe die Kraft über mehrere Stufen zu übertragen, weshalb das Getriebe äußerst eingeschränkt ist, und nicht dazu in der Lage ist, die Übertragung seinem Verwendungszweck entsprechend durchzuführen, und sich die Wahrscheinlichkeit von Fehlern während der Anwendung aufgrund seines komplizierten Aufbaus erhöht.
Ein Automatikgetriebe für Fahrzeuge weist ebenfalls mehrere Probleme auf, indem es hier zu einem übermäßigen Kraftverlust kommt, und indem die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers aufgrund der Verwendung eines Drehmomentwandlers anstelle einer Kupplung zunimmt, wobei der Stoß, der während der mehrstufigen Übertragung auftritt, ein schlechtes Fahrgefühl erzeugt, der unnötige Kraftverlust den Kraftstoffverbrauch erhöht, die hohe Anzahl der Bauteile die Herstellungskosten in die Höhe treiben, Wartung und Reparatur im Fall eines Fehlers äußerst schwierig sind, und die Belastung durch Wartungskosten stark zunimmt. Insbesondere weist ein solches Automatikgetriebe das Problem auf, dass sein Aufbau sehr kompliziert ist und dass es aufgrund der Vielzahl an Bauteilen sehr schwer ist, wodurch sich der Kraftstoffverbrauch erhöht usw.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Die vorliegende Erfindung wurde daher unter Berücksichtigung der genannten Problems des Stands der Technik getätigt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein CVT bereitzustellen, das ein ausgezeichnetes Fahrgefühl schafft, da es derart konstruiert ist, dass sein Durchmesser nicht stufenweise, sondern progressiv entsprechend der Variation der Zentrifugalkraft variiert, die aufgrund der Drehzahl erzeugt wird, das ein ausgezeichnetes Fahrgefühl schafft, da bei der Kraftübertragung kein Stoßen auftritt, und das einem hohen Gewicht standhalten kann, da der Zylinderseite, deren Durchmesser mit der Zentrifugalkraft zunimmt, Öl zuge führt wird, indem es derart konstruiert ist, dass die Kraft mittels eines Riemens übertragen wird, der zwischen einem antreibenden Abschnitt, dessen Durchmesser sich mit der Zentrifugalkraft frei verändert, und einem angetriebenen Abschnitt umgekehrt proportional zum antreibenden Abschnitt.
Technische Lösung
Um die genannte Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein kontinuierlich verstellbares Getriebe bereit, das Folgendes umfasst:
Einen Antriebsabschnitt, aufweisend einen Hauptzylinder mit einem Raum, in den Öl gefüllt werden kann, und der als eine Riemenscheibe arbeitet, die um eine Drehwelle des Hohlröhrentyps drehbar ist, die an einer Fläche so ausgebildet ist, dass sie einen Durchlass für das Öl aufweist, und eine Antriebswelle, die an der anderen Fläche ausgebildet ist, um eine Zuführung der Kraft dadurch zu ermöglichen, wobei die Drehwelle des Hohlröhrentyps und die Antriebswelle als Zentralwelle dienen, mehrere Hilfszylinder, die an einer Umfangsfläche des Hauptzylinders angeordnet sind und sich aufgrund der Zentrifugalkraft, die von der Drehung der Antriebswelle erzeugt wird, in radiale Richtung ausdehnen, wobei die Hilfszylinder jeweils an ihrem distalen Ende mit Riemennuten zum Anordnen von Riemen ausgebildet sind, und zwei lineare Führungshülsen, die mittels Verbindungsstücken 16, die an beiden Seiten des Hilfszylinders 14 angeordnet sind, miteinander in Eingriff stehen, und die derart konstruiert sind, dass sie sich linear auf der Antriebswelle 11 und der Drehwelle bewegen;
einen angetriebenen Abschnitt, der einen Aufbau aufweist, der mit dem des antreibenden Abschnitts identisch ist, und der an einer Position mit einem bestimmten Abstand zum Antriebsabschnitt angeordnet ist;
Riemen, die an den Riemennuten angeordnet sind, welche an den Hilfszylindern des antreibenden Abschnitts 1 ausgebildet sind, und an den Riemennuten, die an den Hilfszylindern des angetriebenen Abschnitts ausgebildet sind, um die Kraft des antreibenden Abschnitts auf den angetriebenen Abschnitt zu übertragen; und
einen Ölregulierungsabschnitt, der an seinen beiden distalen Enden mit der Drehwelle des antreibenden Abschnitts und der Drehwelle des angetriebenen Abschnitts in Eingriff steht, und dazu dient, das Öl, das sich im Hauptzylinder des antreibenden Abschnitts befindet, und das Öl, das sich im Hauptzylinder des angetriebenen Abschnitts befindet, zu regulieren.
Vorteilhafte Wirkungen
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher zu erwarten, dass sich die Lebensdauer des Motors verlängert, da es möglich ist, ein angenehmes Fahrgefühl und eine relativ gleichförmige Drehung des Motors aufrechtzuerhalten, indem die Kraftübertragung progressiv durchgeführt wird, um so die Stöße während der Kraftübertragung zu beseitigen.
Außerdem ist es möglich, an mehreren Riemennuten mehrere Riemen anzuordnen, weshalb eine Anwendung auf verschiedene Fahrzeug zu erwarten ist, dank der relativ hohen Kraftübertragung und des breiten Übertragungsbereichs.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Gesamtaufbau eines CVT gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Teilquerschnittansicht von hydraulischen Hilfszylindern des angetriebenen Abschnitts und des antreibenden Abschnitts, die mit Öl gefüllt sind, entlang einer horizontalen Linie;
3 ist eine Teilquerschnittansicht, die einen Innenabschnitt eines Ölregulierungsabschnitts des CVT gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist eine Querschnittansicht, die in veranschaulichender Weise den Betrieb des Ölregulierungsabschnitts des CVT gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine Querschnittansicht, die in veranschaulichender Weise die Regulierung der Elastizität einer Druckfeder zeigt, die den Ölregulierungsabschnitt des CVT gemäß der vorliegenden Erfindung ausmacht;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die das Eingriffsverhältnis eines Hauptzylinders und eines Hilfszylinders gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
7 ist eine veranschaulichende Ansicht, die den Betrieb des Riemenantriebs der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ausführung der Erfindung
Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren die bevorzugte Ausführungsform des CVT gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Aufbau wie oben beschrieben detailliert beschrieben werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Gesamtaufbaus eines CVT gemäß der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Teilquerschnittansicht von hydraulischen Hilfszylindern des angetriebenen Abschnitts und des antreibenden Abschnitts, die mit Öl gefüllt sind, entlang einer horizontalen Linie.
Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der CVT der vorliegenden Erfindung einen zylinderförmigen Hauptzylinder 13 mit einem Innenraum, der mit dem Öl 5 gefüllt ist, und eine Antriebswelle 11, die in der Mitte des Zylinders angeordnet ist und dazu dient, die Kraft zuzuführen.
Außerdem ist auf der anderen Seite des Hauptzylinders 13 eine Drehwelle des Hohlröhrentyps 12 angeordnet, um einen Durchlass für das Öl 5 zu schaffen.
Entsprechend ist der Hauptzylinder 13 an einer Seite mit der Antriebswelle 11 und an der gegenüberliegenden Seite mit der Drehwelle 12 versehen, und ist derart aufgebaut, dass er von der Kraft, die von der Antriebswelle 11 zugeführt wird, in Drehung versetzt wird.
Ferner sind mehrere Hilfszylinder 14 an der Umfangsfläche des Hauptzylinders 13 angeordnet, derart, dass sie sich aufgrund der Zentrifugalkraft, die von der Drehung der Antriebswelle 11 erzeugt wird, in Radialrichtung hin und her bewegen können, wobei ferner für mehrere Stufen je nach der Stärke der Zentrifugalkraft ein zusätzlicher Sekundär- oder Tertiärstufenzylinder 14 an der Umfangsfläche angeordnet sein kann.
Wie in 2 gezeigt, ist im Inneren des Hilfszylinders 14 am antreibenden Abschnitt 1 ein Ausgleichsgewicht 143 angeordnet, damit die Zentrifugalkraft wirksam angewandt werden kann.
Außerdem sind an einem distalen Ende des Hilfszylinders 14 mehrere Riemennuten 19 ausgebildet, damit der Riemen 6 stabil sitzen kann.
Außerdem sind jeweils an der Antriebswelle 11 und an der Drehwelle 12 Linearführungshülsen 15 angeordnet, die über ein Verbindungsstück 16, das an beiden Seiten des Hilfszylinders 14 angeordnet ist, miteinander in Eingriff stehen.
An den beiden Enden des Verbindungsstücks 16 ist jeweils ein Gelenk 17 ausgebildet.
Wenn sich der Hilfszylinder 14 also durch die Zentrifugalkraft in Radialrichtung ausdehnt, erweitern sich die Verbindungsstücke 16, die an den beiden Seiten des Hilfszylinders 14 mit Hilfe des Gelenks 17 in Eingriff stehen, in vertikaler Richtung der Drehwelle 12 oder der Antriebswelle 11, und die Linearführungshülsen 15, die mit Hilfe des Gelenks 17 mit dem distalen Ende der anderen Seite des Verbindungsstücks 16 in Eingriff stehen, werden linear auf der Antriebswelle 11 und der Drehwelle 12 zur nahegelegenen Seite des Hauptzylinders 13 bewegt.
Die Linearführungshülse 15 und das Verbindungsstück 16 sind dazu angeordnet, das separate Ausdehnen der Hilfszylinder in unterschiedlicher Länge zu verhindern, da die Zentrifugalkraft an einigen bestimmten Zylindern der Vielzahl von Hilfszylindern erzeugt wird, wenn sich die Hilfszylinder 14 durch die Zentrifugalkraft in Radialrichtung nach außen ausdehnen. Auf diese Weise dienen sie dazu, die Hilfszylinder mit Hilfe der vorbestimmten Kraft auf eine vorbestimmte Länge auszudehnen, um auf diese Weise eine präzise Kreisform zu definieren.
Der antreibende Abschnitt 1 weist den oben beschriebenen Aufbau mit direkter Kraftübertragung auf, wobei ein angetriebener Abschnitt 2 mit einem Aufbau, der mit demjenigen des antreibenden Abschnitts 1 identisch ist, an einer Position in einem vorbestimmten Abstand von dem antreibenden Abschnitt angeordnet ist, und ein Riemen 6 zwischen den Riemennuten 19 des Hilfszylinders 14 des antreibenden Abschnitts 1 und den Riemennuten 29 der Hilfszylinder 24 des angetriebenen Abschnitts 2 vorgesehen ist, derart, dass die Kraft auf den angetriebenen Abschnitt 2 übertragen werden kann.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist der angetriebene Abschnitt 2 in der Regel derart aufgebaut, dass er Verbindungsstücke 26, Gelenke 27, Linearführungshülsen 25, Hilfszylinder 24, Hauptzylinder 23 usw. aufweist, nur nicht das Ausgleichsgewicht 143, das im Inneren des Hilfszylinders 14 des antreibenden Abschnitts 1 angeordnet ist.
Damit soll erreicht werden, dass der Durchmesser des Hilfszylinders 24 durch die elastische Rückstellkraft einer Druckfeder 33 bestimmt wird, die an der Innenseite eines Ölregulierungsabschnitts 3 angeordnet ist, und dass der Durchmesser des Drehkörpers nicht von der Zentrifugalkraft bestimmt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung sind mehrere Riemennuten 19, 29 zum Anordnen mehrerer Riemen ausgebildet, weshalb auch eine relativ hohe Kraft problemlos übertragen werden kann, wobei V-förmige Riemen verwendet werden, um eine hohe Reibungskraft zu erzielen.
Die Form der Riemennuten 19, 29 kann entsprechend den Bedingungen für das Antriebsmittel geringfügig variiert werden.
Ferner sind die Drehwelle 12 des antreibenden Abschnitts 1 und die Drehwelle 22 des angetriebenen Abschnitts 2 jeweils mit einem Anschlussstück 4 versehen, wobei ein Regulierungsabschnitt 3 für Öl 5 mit Hilfe der Anschlussstücke 4 zwischen den Drehwellen 12, 22 angeordnet ist, um das Volumen des Öls zu regulieren, das sich im Innenraum des antreibenden Abschnitts 1 und des angetriebenen Abschnitts 2 befindet.
3 ist eine Teilquerschnittansicht, die das Innere des Ölregulierungsabschnitts der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt, ist der Ölregulierungsabschnitt 3 derart aufgebaut, dass ein Sicherungsrohr 31, bei dem es sich um einen Grundkörper des Ölregulierungsabschnitts 3 handelt, mit Hilfe von Anschlussstücken 4 an seinen beiden Enden mit der Drehwelle 12 des antreibenden Abschnitts 1 und mit der Drehwelle 22 des angetriebenen Abschnitts 2 verbunden ist.
Dabei ist der Ölregulierungsabschnitt 3 derart aufgebaut, dass der Innendurchmesser des Mittelabschnitts des Sicherungsrohres 31 größer ist als der Innendurchmesser des distalen Endes des Sicherungsrohres 31, derart, dass an den beiden distalen Enden des Sicherungsrohres 31 Rastklauenabschnitte 36 ausgebildet sind, die der Dicke des Sicherungsrohres 31 entsprechen, wobei am Seitenabschnitt des Ölregulierungsabschnitts 3 eine viereckige Elastizitätsregulierungsnut 37 ausgebildet ist, die um eine vorbestimmte Länge in Längsrichtung eindringt.
Ferner sind an der Innenseite des Sicherungsrohres 31 ein Elastizitätsregulierungsring 35 und ein Druckring 34 angeordnet, derart, dass sie von dem Rastklauenabschnitt nicht auf eine der beiden Seiten verschoben werden können, und eine weitere Druckfeder 33 ist elastisch zwischen dem Elastizitätsregulierungsring 35 und dem Druckring 35 angeordnet.
Der oben beschriebene Elastizitätsregulierungsring 35 ist in der Mitte mit einer Durchgangsbohrung ausgebildet, derart, dass das Öl 5 frei zum antreibenden Abschnitt 1 hin und zurück strömen kann, und der Druckring 34 weist eine Form auf, die an den Innendurchmesser des Sicherungsrohres 31 angepasst ist, derart, dass das Öl 5 zum angetriebenen Abschnitt 2 hin und zurück strömen kann.
Außerdem ist der Elastizitätsregulierungsring 35 an der Seite mit einem Regulierungshebel 32 versehen, der durch den Elastizitätsregulierungsnutabschnitt 37 hindurchtretend außerhalb des Elastizitätsregulierungsabschnitts 3 ausgebildet ist.
Der Betrieb des Elastizitätsregulierungsrings 35 und des Regulierungshebels 32 soll nun im Zusammenhang mit 5 beschrieben werden.
Das Sicherungsrohr 31 ist eine Sicherungswelle, die sich nicht drehen kann, und die Drehwelle 22 des antreibenden Abschnitts 1 und des angetriebenen Abschnitts 2 ist eine Welle, die sich drehen kann. Bezüglich des Anschlussstückes 4 zum Verbinden der Sicherungswelle und der Drehwelle sollte daher ein Anschlussstück 4 verwendet werden, das diesen beson deren Bedingungen entspricht. Daher wurden mehrere Anschlussstücke 4 entwickelt, die den besonderen Bedingungen entsprechen, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Entsprechend wird es ohne andere beschreibende Begriffe als ein Anschlussstück 4 dargestellt.
4 ist eine Teilquerschnittansicht, die veranschaulichend den Betrieb des Ölregulierungsabschnitts der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 4 gezeigt, wirkt das Öl 5, das von dem antreibenden Abschnitt 1 zugeführt wird, zwar nicht auf die Druckfeder 33 ein, doch wird der Druckring 34 durch das Öl 5, das von dem angetriebenen Abschnitt 2 zugeführt wird, in die Richtung geschoben, die durch den Pfeil I angezeigt ist, und die Druckfeder 33, die im Inneren des Sicherungsrohres 31 angeordnet ist, wird durch den Druckring 34 zusammengedrückt, der durch den Druck des Öls 5 zum antreibenden Abschnitt 1 hin geschoben wird, und das Öl vom angetriebenen Abschnitt 2 wird in dem Volumen, das dem zusammengedrückten Volumen der Druckfeder 33 entspricht, ins Innere des Sicherungsrohres 31 gefüllt.
Wenn die Zentrifugalkraft im antreibenden Abschnitt 1 abnimmt, wird die Druckfeder 34 zudem durch die Rückstellkraft der zusammengedrückten Druckfeder 33 in eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils I geschoben, und der Druckring 33 wird zu der Rastklaue 36 bewegt, die am Innendurchmesser des angetriebenen Abschnitts 2 im Sicherungsrohr 31 ausgebildet ist.
Dabei wird das Öl 5 im Inneren des Sicherungsrohres 31 sofort zum angetriebenen Abschnitt 2 getrieben.
5 ist eine veranschaulichende Querschnittansicht, die die Regulierung der Elastizität der Druckfeder zeigt, die den Ölregulierungsabschnitt der vorliegenden Erfindung ausmacht. Wie in 5 gezeigt, wird, wenn der Regulierungshebel 32 in Richtung des Pfeils II gezogen wird, der Elastizitätsregulierungsring 35, der an der Innenseite des Sicherungsrohres 31 angeordnet ist, in dieselbe Richtung wie der Regulierungshebel 32 bewegt, und die Druckfeder 33, die an der Innenseite des Sicherungsrohres 31 elastisch abgestützt ist, wird zusammengedrückt.
Da der Elastizitätsregulierungsring 35 hohl ausgebildet ist, wirkt er nicht auf das Öl 5 im Sicherungsrohr 31 ein, sondern drückt nur die Druckfeder 33 zusammen.
Da die Bewegungsänderung des Öls 5 am angetriebenen Abschnitt 2 abnimmt, indem die elastische Rückstellkraft aufgrund der zusammengedrückten Einstellung der Druckfeder 33 reduziert wird, wird durch das Verhältnis zwischen der Bewegung des Öls 5, gezeigt in 7, und dem angetriebenen Abschnitt 2 die Minimierung des Durchmessers des Drehkörpers am angetriebenen Abschnitt 2 verhindert, weshalb es möglich ist, den Antrieb auf kontinuierlich niedriger Stufe durchzuführen.
Da der Bewegungsbereich des Elastizitätsregulierungsrings 35 auf A beschränkt ist, fließt das Öl 5 im Inneren, wie in 3 gezeigt, nicht aus, wobei, um das Ausfließen des Öls 5 zu verhindern, eine Dichtung bevorzugt wird, die aus einem Kunstharzmaterial hergestellt ist.
Wenn die andere Seite des Regulierungshebels 32 derart aufgebaut ist, dass sie von einem Schalter gesteuert wird, der am Fahrersitz angeordnet ist, ist es möglich, die Elastizität der Druckfeder 33 so einzustellen, dass sie den jeweiligen Fahrbedingungen entspricht.
Das Sicherungsrohr 31 des Ölregulierungsabschnitts 3 ist mit einer Ölinjektionsöffnung und einer Auslassöffnung zum Auslassen der Luft aus dem Inneren ausgebildet, die jedoch hier aus Gründen der Verständlichkeit und Vereinfachung der Figuren nicht im Einzelnen dargestellt sind.
Das Verhältnis zwischen dem Ölregulierungsabschnitt 3 und der Zentrifugalkraft soll an späterer Stelle unter Bezugnahme auf 7 detailliert beschrieben werden.
6 ist eine perspektivische Teilansicht, die das Eingriffsverhältnis zwischen dem Hauptzylinder und dem Hilfszylinder zeigt, wobei an der Umfangsfläche des Hauptzylinders 13 des antreibenden Abschnitts 1 und des angetriebenen Abschnitts 2 mehrere Hilfszylinder 14 angeordnet sind.
Außerdem sind in beiden Seitenrichtungen elliptische hydraulische Hilfszylinder 141 angebracht, und an der Umfangsfläche in Umfangsrichtung sind mehrere rechteckige nicht-hydraulische Hilfszylinder 142 in gleichmäßigem Abstand angebracht, derart, dass eine maximale Anzahl von Hilfszylindern 14 an der Umfangsfläche des Hauptzylinders angeordnet sein kann.
Dabei ist der hydraulische Hilfszylinder 141 derart aufgebaut, dass das Öl 5 hineingelangen kann, und er schweren Belastungen standhalten kann, während der nicht-hydraulische Hilfszylinder 142 an der Unterseite mit einer Durchgangsbohrung 18 ausgebildet ist, um Luft frei in den Hilfszy linder hinein- und wieder herausströmen zu lassen, wodurch nicht-hydraulischen Zylinder 142 unterstützt wird.
7 ist eine veranschaulichende Ansicht, die den Betrieb des Riemenantriebs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Motorkraft auf die Antriebswelle 11 übertragen wird, und der Hauptzylinder 13 durch die Drehung der Antriebswelle 11 in Bezug auf die Antriebswelle 11 und die Drehwelle 12 in Drehung versetzt wird.
Die Hilfszylinder 14, die an der Umfangsfläche des Hauptzylinders 13 angebracht sind, werden von der Zentrifugalkraft, die von der Drehung erzeugt wird, in radialer Richtung ausgedehnt, und bilden auf diese Weise einen Drehkörper.
Von den Hilfszylindern 14 können sich Zylinder 14 der sekundären und tertiären Stufe entsprechend der Stärke der Zentrifugalkraft weiter nach außen ausdehnen, wobei die ausgedehnten Hilfszylinder 14 einen Drehkörper bilden, der einen mit steigender Zentrifugalkraft zunehmenden Durchmesser aufweist.
Der Drehkörper dient als eine Riemenscheibe für den antreibenden Abschnitt 1.
Der angetriebene Abschnitt 2 weist einen identischen Aufbau auf wie der antriebende Abschnitt 1, und ist von diesem antreibenden Abschnitt 1 beabstandet angeordnet, wobei die Zylinder 24 des angetriebenen Abschnitts 2 den Drehkörper bilden, um auf diese Weise als eine Riemenscheibe für den angetriebenen Abschnitt 2 zu dienen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist der Riemen 6 zwischen den Riemennuten 19, 29 angebracht, die an den distalen Enden der jeweiligen Hilfszylinder 14, 24 des antreibenden Abschnitts 1 und des angetriebenen Abschnitts 2 ausgebildet sind, und übertragen auf diese Weise die Kraft des antreibenden Abschnitts 1 auf den angetriebenen Abschnitt 2, wobei die zugeführte Kraft von der angetriebenen Welle 21 des angetriebenen Abschnitts 2 abgegeben wird.
Wenn der antreibende Abschnitt 1 eine stärkere Zentrifugalkraft erzeugt und auf diese Weise einen Drehkörper mit größerem Durchmesser bildet, bildet aufgrund der begrenzten Länge des Riemens 6 der angetriebene Abschnitt 2 einen Drehkörper kleineren Durchmessers in einem umgekehrt proportionalen Verhältnis zum Durchmesser des Drehkörpers des antreibenden Abschnitts 1.
Wenn also der Durchmesser des Drehkörpers des angetriebenen Abschnitts 2 abnimmt, wird das sich im Zwischenraum befindende Öl 5 mit einem proportional reduzierten Volumen durch die Drehwelle 22, die mit dem angetriebenen Abschnitt 2 verbunden ist, in das Sicherungsrohr 31 des Ölregulierungsabschnitts 3 aus 3 getrieben, wobei der Druckring 34, der an der Innenseite des Sicherungsrohres 31 des Ölregulierungsabschnitts 3 angebracht ist, durch den Öldruck verschoben wird.
Sodann drückt der Druckring 34, der durch den Öldruck ins Innere des Ölregulierungsabschnitts 3 geschoben wird, die Druckfeder 33 zusammen, und lässt dadurch das Öl 5, das sich darin befindet, durch die Drehwelle 12 des antreibenden Abschnitts 1 in den Innenraum des hydraulischen Hilfszylinders 141 strömen, der sich vom Hauptzylinder 13 aus ausdehnt, so dass der Innenraum des hydraulischen Hilfszylinders 141 mit Öl 5 gefüllt wird.
Bei relativ geringer Zentrifugalkraft wird die elastische Rückstellkraft der Druckfeder 33, die in dem Sicherungsrohr 31 des Ölregulierungsabschnitts 3 zusammengedrückt ist, größer als die Zentrifugalkraft, weshalb die Druckfeder 33 in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt und dabei den Druckring 34 zum angetriebenen Abschnitt 2 schiebt, woraufhin das Öl 5 im angetriebenen Abschnitt 2 sie wieder zum Hauptzylinder 23 des angetriebenen Abschnitts 2 schiebt, und sich der hydraulische Hilfszylinder 241 vom Hauptzylinder 23 entsprechend dem Volumen des einströmenden Öls 5 ausdehnt, und auf diese Weise einen Drehkörper mit erhöhtem Durchmesser bildet.
Mit zunehmendem Durchmesser des Drehkörpers des angetriebenen Abschnitts 2 wird der Durchmesser des Drehkörpers des antreibenden Abschnitts 1 kleiner.
Ist eine große Anzahl von Hilfszylindern 14, 24 an den Hauptzylindern 13, 23 des antreibenden Abschnitts 1 und des angetriebenen Abschnitts 2 angebracht, bilden sie einen annähernd runden Drehkörper, der daher vom Riemen 6 reibungsloser gedreht werden kann. Allerdings wird die Anzahl der Hilfszylinder vorzugsweise unter Berücksichtigung der Herstellungskosten und der Größe der Hauptzylinder 13, 23 ausgewählt.
Wie oben beschrieben, ist das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Drehkörpers des antreibenden Abschnitts und des angetriebenen Abschnitts 2 progressiv ausgebildet, weshalb der stoßfreie Antrieb bei der Kraftübertragung erfolgen kann.
Gewerbliche Anwendung
Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung erwartet, dass sich die Lebensdauer des Motors verlängert, da es möglich ist, ein angenehmes Fahrgefühl und eine relativ gleichförmige Drehung des Motors aufrechtzuerhalten, indem die Kraftübertragung progressiv durchgeführt wird, um so die Stöße während der Kraftübertragung zu beseitigen.
Außerdem ist es möglich, an den Riemennuten mehrere Riemen anzubringen, weshalb dank der relativ hohen Kraftübertragung und des breiten Übertragungsbereichs eine Anwendung auf verschiedene Fahrzeug zu erwarten ist.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierlich einstellbares Getriebe mit einem Riemen, umfassend: einen Antriebsabschnitt, aufweisend einen Hauptzylinder mit einem Raum, in den Öl gefüllt werden kann, und der als eine Riemenscheibe dienen kann, mehrere Hilfszylinder, die an einer Umfangsfläche des Hauptzylinders angeordnet sind und sich aufgrund der Zentrifugalkraft, die von der Drehung der Antriebswelle erzeugt wird, in radialer Richtung ausdehnen, wobei die Hilfszylinder jeweils an ihrem distalen Ende mit Riemennuten zum Anordnen von Riemen ausgebildet sind; einen angetriebenen Abschnitt, der eine zum antreibenden Abschnitt identische Struktur aufweist und in einem bestimmten Abstand von dem antreibenden Abschnitt angeordnet ist; Riemen, die an den Riemennuten der Hilfszylinder des antreibenden Abschnitts angeordnet sind, und Riemen, die an den Riemennuten der Hilfszylinder des angetriebenen Abschnitts angeordnet sind, um die Kraft des antreibenden Abschnitts auf den angetriebenen Abschnitt zu übertragen.

Claims

Kontinuierlich einstellbares Getriebe mit einem Riemen, umfassend: einen antreibenden Abschnitt (1), aufweisend einen Hauptzylinder (13), welcher einen Raum aufweist, in den Öl (5) gefüllt werden kann, und der als eine Riemenscheibe arbeitet, die um eine Drehwelle (12) des Hohlröhrentyps drehbar ist, die an einer Fläche derart ausgebildet ist, dass sie einen Durchlass für das Öl (5) aufweist, und eine Antriebswelle (11), die an der anderen Fläche ausgebildet ist, um eine Zuführung der Kraft zu ermöglichen, wobei die Drehwelle (12) des Hohlröhrentyps und die Antriebswelle (11) als Zentralwelle dienen, mehrere Hilfszylinder (14), die an einer Umfangsfläche des Hauptzylinders (13) angeordnet sind und sich aufgrund der Zentrifugalkraft, die von der Drehung der Antriebswelle (11) erzeugt wird, in radiale Richtung ausdehnen, wobei die Hilfszylinder (14) jeweils an ihrem distalen Ende mit Riemennuten (19) zum Anordnen von Riemen (6) ausgebildet sind, und zwei lineare Führungshülsen (15), die mittels Verbindungsstücken (16), die an beiden Seiten des Hilfszylinders (14 angeordnet sind, miteinander in Eingriff stehen, und die derart konstruiert sind, dass sie sich linear auf der Antriebswelle (11) und der Drehwelle (12) bewegen; einen angetriebenen Abschnitt (2), der eine Struktur aufweist, die zu derjenigen des antreibenden Abschnitts (1) identisch ist, und der in einem bestimmten Abstand vom antreibenden Abschnitt (1) angeordnet ist; Riemen (6), die an den Riemennuten (19), welche an den Hilfszylindern (14) des antreibenden Abschnitts (1) ausgebildet sind, und an den Riemennuten (29) angeordnet sind, welche an den Hilfszylindern (24) des angetriebenen Abschnitts (2) ausgebildet sind, um die Kraft des antrei benden Abschnitts (1) auf den angetriebenen Abschnitt (2) zu übertragen; und einen Ölregulierungsabschnitt (3), der an seinen beiden distalen Enden mit der Drehwelle (12) des antreibenden Abschnitts (1) und mit der Drehwelle (22) des angetriebenen Abschnitts (2) in Eingriff steht, um das Öl (5) zu regulieren, das sich im Hauptzylinder (13) des antreibenden Abschnitts (1) befindet, und das Öl (5), das sich im angetriebenen Abschnitt (2) befindet.
Kontinuierlich verstellbares Getriebe mit einem Riemen nach Anspruch 1, wobei an einem distalen Ende des Hilfszylinders (14) des antreibenden Abschnitts (1) ein Ausgleichsgewicht (143) vorgesehen ist, um die von der Antriebswelle (11) erzeugte Zentrifugalkraft zu erhöhen.
Kontinuierlich verstellbares Getriebe mit einem Riemen nach Anspruch 1, wobei mehrere Riemennuten (19) am Hilfszylinder (14) ausgebildet sind, damit mehrere Riemen (6) daran angeordnet sein können.
Kontinuierlich verstellbares Getriebe mit einem Riemen nach Anspruch 1, wobei die Hilfszylinder (14), die an der Umfangsfläche des Hauptzylinders (13) angeordnet sind, Hilfszylinder des Hydrauliktyps (141) umfassen, die sich durch den Druck des Öls, das sich in einem Innenraum derselben befindet, in mehreren Stufen vorspringend ausdehnen, sowie Hilfszylinder des Nichthydrauliktyps (142), die jeweils an ihrer Unterseite mit einer Durchgangsbohrung (18) ausgebildet sind, welche ein freies Ein- und Ausströmen von Luft zulässt.
Kontinuierlich verstellbares Getriebe mit einem Riemen nach Anspruch 1, wobei sich alle Hilfszylinder (14, 24), die sich in Radial richtung vom Hauptzylinder (13, 23) ausdehnen, von der gleichzeitigen Kraftanwendung mittels der Verbindungsstücke (16, 26) und der Linearführungshülsen (15, 25), die an deren Seitenabschnitten damit in Eingriff stehen, um eine identische Länge ausdehnen.
Kontinuierlich verstellbares Getriebe mit einem Riemen nach Anspruch 1, wobei der Ölregulierungsabschnitt (3) das Öl (5), das sich im antreibenden Abschnitt (1) und im angetriebenen Abschnitt (2) befindet, mittels einer Druckfeder (33), die in seinem Inneren angeordnet ist, und einem Druckring (34), der zwischen dem angetriebenen Abschnitt (2) und der Druckfeder (33) angeordnet ist, regulieren kann.
Kontinuierlich verstellbares Getriebe mit einem Riemen nach Anspruch 6, wobei die Elastizität der Druckfeder (33) durch einen Elastizitätsregulierungsring (35) und einen Regulierungshebel (32) regulierbar ist.
Antriebsverfahren eines kontinuierlich einstellbaren Getriebes mit einem Riemen, wobei: das einstellbare Getriebe einen antreibenden Abschnitt (14) und einen angetriebenen Abschnitt (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der antreibende Abschnitt (14) um eine Drehwelle (11), die sich mittels einer direkten Übertragung von Kraft dreht, und einer Drehwelle (12), die im Inneren einen Durchlass aufweist, durch den Öl (5) ein- und ausströmen kann, als Zentralwelle gedreht wird, wobei der antreibende Abschnitt (1) von der radialen Ausdehnung mehrerer Hilfszylinder (14), die an einer Umfangsfläche eines Hauptzylinders (13) angeordnet sind, aufgrund von Zentrifugalkraft, die durch die Drehung der Drehwelle (11) erzeugt wird, in Form eines Drehkörpers ausgebildet wird, und dass der angetriebene Abschnitt (2) einen Aufbau aufweist, der identisch mit demjenigen des antreibenden Abschnitts (1) ist, und in einem bestimmten Abstand vom antreibenden Abschnitt (1) angeordnet ist, um auf diese Weise derart ausgedehnt zu werden, dass er einen Drehkörper des radialen Typs von im Wesentlichen kreisförmiger Form bildet, wobei der angetriebene Abschnitt als eine Riemenscheibe dient.
Antriebsverfahren nach Anspruch 8, wobei das Öl (5), das sich im antreibenden Abschnitt (1) und im angetriebenen Abschnitt (2) befindet, von einer Druckfeder (33) und einem Druckring (34) reguliert werden kann, die in einem Sicherungsrohr (31) eines Ölregulierungsabschnitts (3) angeordnet sind, wobei das Sicherungsrohr an seinen beiden Enden in Eingriff mit der Drehwelle (12) des antreibenden Abschnitts (1) und mit einer Drehwelle (22) des angetriebenen Abschnitts (2) steht.
Antriebsverfahren nach Anspruch 8, wobei der Durchmesser des Hilfszylinders (14) des antreibenden Abschnitts (1) und des Hilfszylinders (24) des angetriebenen Abschnitts (2) entsprechend der Zentrifugalkraft frei variiert werden, und aufgrund der beschränkten Länge des Riemens (6) ein umgekehrt proportionales Verhältnis zueinander aufweisen.