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Schwenkrollengetriebe Die Erfindung betrifft ein Schwenkrollengetriebe
mit koaxial gegenüberstehenden Toroidscheiben, die durch eine drehmomentabhängige
Kurvenanordnung, mit den Schwenkrollen im Eingriff gehalten werden, wobei die Schwenkrollen
auf Schwenkwellen angeordnet sind, die durch einen steuerbaren hydraulischen Druck
in Richtung ihrer Achsen verschiebbar sind, so daß die Schwenkbewegung zur Veränderung
des Übersetzungsverhältnisses durch die hydraulische Steuerung eingeleitet wird.
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Schwenkrollengetriebe, bei denen die Toroidscheiben relativ zueinander
in axialer Richtung bewegt und gegen die Schwenkrollen in Abhängigkeit von dem jeweils
übertragenen Drehmoment angepreßt werden, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Die relative axiale Verschiebung bzw. Belastung der Toroidscheiben erfolgt bei einem
dieser bekannten Schwenkrollengetriebe durch eine koaxial zu den Toroidscheiben
angeordnete und mit Druckfedern zusammenarbeitende drehmomentabhängige Kurvenanordnung.
Bei dieser Anordnung besteht je-
doch die Gefahr, daß bei plötzlicher Änderung
des übersetzungsverhältnisses oder plötzlichem Drehmomentabfall ein Durchrutschen
der Schwenkrollen oder auch ein Prellen oder Rattern im Getriebe auftritt, was darauf
zurückzuführen ist, daß bei einem solchen Betriebszustand die Belastungskräfte auf
die Schwenkrollen sehr schnell gleichmäßig abnehmen, wobei die kraftschlüssige Verbindung
zwischen den Schwenkrollen und Toroidscheiben auf Grund von Trägheitseinflüssen
vorübergehend unterbrochen wird.
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Zur axialen Verstellung bzw. Belastung der Toroidscheiben ist ferner
bei einem anderen bekannten Schwenkrollengetriebe eine hydraulische Einrichtung
vorgesehen, die die Toroidscheiben gegen die Schwenkrollen drückt. Die Anordnung
ist hier jedoch so getroffen, daß die von der hydraulischen Einrichtung ausgeübte
Kraft ausschließlich von dem an der Eingangswelle des Getriebes angreifenden Drehmoment
abhängig ist. Das jeweilige übersetzungsverhältnis des Getriebes wird hierbei nicht
berücksichtigt. Bei dieser Anordnung besteht daher auch die Möglichkeit, daß schnelle
Änderungen des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes zu einem Durchrutschen der
Schwenkrollen bzw. einem Schlupf zwischen den Schwenkrollen und den Toroidscheiben
führen. Dies hat wiederum einen erhöhten Verschleiß des Getriebes und eine Verschlechterung
des Wirkungsgrades des Getriebes zur Folge.
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Bei einem stufenlos verstellbaren Getriebe mit zwischen axial verschiebbaren
Kegelscheibenpaaren laufenden Zugmittelsträngen ist es zwar bekannt, auf die entsprechenden
umlaufenden Teile außer einer drehmomentabhängigen axialen Anpreßkraft auch eine
von dem eingestellten Übersetzungsverhältnis abhängige hydraulische Anpreßkraft
aufzubringen. Diese Anordnung ist jedoch nicht ohne weiteres auf Schwenkrollengetriebe
übertragbar.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Schwenkrollengetriebe
außer einer drehmomentabhängigen Anpreßkraft auch eine von dem jeweilig eingestellten
Übersetzungsverhältnis abhängige hydraulische Anpreßkraft auf die Toroidscheibe
aufzubringen, derart, daß das Getriebe bei Änderungen des Drehmomentes und des Übersetzungsverhältnisses
geschmeidig und ohne Schlupf arbeitet.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein von
dem hydraulischen Steuerkreislauf abgeleiteter hydraulischer Druck über ein durch
die Schwenkbewegung der Schwenkwelle gesteuertes Ventil auf einen axialen Kolben
geleitet wird, welcher über die drehmomentabhängige X urvenanordnung eine Anpreßkraft
auf die Toroidscheibe ausübt, welche gegenüber dem steuerbaren Flüssigkeitsdruck
an den Schwenkwellen um so mehr zunimmt, je größer das Drehzahlverhältnis
zwischen der getriebenen Welle und der treibenden Welle ist. Durch diese Anordnung
wird eine einwandfreie schlupflose Kraftübertragung zwischen den Toroidscheiben
und den Schwenkrollen bei jedem übertragbaren Drehmoment und jedem einstellbaren
Übersetzungsverhältnis
gewährleistet. Der axiale Anpreßdruck der
Toroidscheibe ist variabel und vergrößert sich, wenn das Drehmomentverhältnis zwischen
der angetriebenen Welle und der treibenden Welle erhöht wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden
Zeichnungen im einzelnen beschrieben, in denen F ig. 1 ein Axialschnitt durch
ein Toroidgetriebe gemäß der Erfindung ist; F i g. 2 ist eine Schnittdarstellung
entsprechend der Schnittlinie 2-2 in F i g. 1;
F ig.3 ist ein Teilschnitt
entlang der Schnittlinie 3-3 in F i g. 2; F i g. 4 ist ein
Querschnitt entlang der Linie 4-4 in F i g. 1, wobei der Stützteilkäfig zwecks
klarerer Darstellung weggelassen ist; F i g. 5 ist ein Abwicklungsausschnitt
entlang der Linie 5-5 in F i g. 1;
F i g. 6 ist ein Axialschnitt
durch ein Toroidgetriebe mit einer anderen Ausführungsform einer drehmomentabhängigen
Kurvenanordnung; F i g. 7 ist ein Ausschnitt einer Abwicklung entsprechend
der Linie 7-7 in F i g. 6;
F i g. 8 ist ein vergrößerter Axialschnitt
einer weiteren Kurvenanordnung entsprechend einem Schnitt durch eine radiale Ebene
entlang der Linie 8-8 in Fig. 9;
F i g. 9 ist eine Darstellung
entsprechend der Schnittlinie 9-9 in F i g. 8;
F i g. 10 ist
eine Darstellung eines Kurvenbauteils entsprechend der Linie 10-10 in F i
g. 9, in der eine Schleifscheibe in einer Sfellung zum Schleifen der Kurvenscheibenaussparung
dargestellt ist; F i g. 11 ist ein Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform
eines Toroidgetriebes; F i g. 12 ist eine Schnittdarstellung entlang der
Schnittlinie 12-12 in F i g. 11;
F i g. 13 ist eine ähnliche Darstellung
wie F i g. 12, jedoch mit einer weiteren Abänderung; F i g. 14 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie 14-14 in F i g. 13.
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Obwohl das dargestellte Getriebe besonders zum
Einbau in Automobile
ausgelegt worden ist, besitzt es allgemeine Anwendungsmöglichkeiten.
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In F i g. 1 bis 5 enthält das Getriebe 10 koaxiale
Leistungseingangs- und -ausgangswellen 12 bzw. 14, toroidförmige Leistungseingangs-
und -ausgangsscheiben 16 und 18, die koaxial an den Wellen 12 bzw.
14 befestigt und antriebsmäßig mit ihnen verbunden sind, sowie eine Anzahl von unter
Abständen stehenden Schwenkrollen 20, die zwischen den toroidförmigen Flächen der
Scheiben 16 und 18 angeordnet sind und mit diesen im Antriebseingriff
stehen. Vorzugsweise sind entsprechend der Darstellung drei Rollen 20 zwischen den
Toroidbauteilen 16 und 18 vorgesehen. Wenigstens einer der Toroidscheiben
16 und 18 ist axial bezüglich der anderen beweglich. Zu diesem Zweck
ist die Scheibe 16 auf der Eingangswelle 20 axial verschiebbar gelagert.
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Die Eingangstoroidscheibe 16 besitzt eine ringwulstförmige
Oberfläche 22, die vorzugsweise dadurch entsteht, indem ein im wesentlichen kreisförmiger
Bogen um die gemeinsame Achse der Eingangs- und Ausgangswellen 12 und 14 gedreht
wird. Der Mittelpunkt des Bogens, der zur toroidförmigen Oberfläche 22 führt, erzeugt
dabei einen Kreis 24. Die Ausgangsscheibe 18 besitzt eine gleichartige Toroidfläche
26,
die der Eingangsfläche 22 gegenübersteht und im wesentlichen den gleichen
Toroidmittelpunkts-Bahnkreis 24 aufweist.
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Die Wellen 12 und 14 sind in Lagern 30 und 32
geführt,
die in einem mehrteiligen Gehäuse sitzen, das aus Endteilen 34 und 36 und
einem Zwischenteil 38
besteht, das an den Endteilen befestigt ist. Das Gehäusezwischenstück
38 ist ein Y-förmiger Rahmen, zwischen dem die drei Rollen 20 angeordnet
sind und Lager 40 und 42 für die Enden der Wellen 12 und 14 aufweist.
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Jede Rolle 20 läuft auf Lagern 44 und 46 auf einem Drehzapfen 48,
wobei die Lager die Rollen gegen radiale Belastungen und gegen radial von dem Zapfen
48 nach außen wirkende Druckkräfte abstützt. Die Achse der Drehzapfen 48 liegt im
wesentlichen radial bezüglich der Getriebeachse. Eine Tellerfeder 49 liegt zwischen
dem Innenring des Lagers 46 und einem Vorsprung auf dem Zapfen 48, so daß der Axialdruck
auf der Rolle 20 über das Lager 46 die Feder 49 zusammendrückt, um zwischen
den Lagern 44 und 46 verteilt zu werden. Da die Feder 49 sich zwischen dem Lager
46 und dem Zapfen 48 befindet, dient sie zur Begrenzung der Druckbelastung des Lagers
46, wobei das Lager 46 nur eine wesentlich geringere Belastung als das Lager 44
aufnehmen k
Jeder Drehzapfen 48 sitzt auf einer Schwenkwelle 50, um
eine Rollenbewegung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses um die Achse der
Schwenkwelle und relativ zu den Toroidflächen 22 und 26
ausführen zu können.
Jede Rolle 20 ist bezüglich der Getriebeachse auf der radial nach innen liegenden
Seite der zugeordneten Schwenkwelle 50 angeordnet. Die Achse der Schwenkwellen
50 liegt im wesentals Tangente an dem Toroid-Mittelpunktsbahnkreis 24 sowie
in einer senkrecht zur Getriebeachse verlaufenden Ebene. Damit sind die Schwenkwellen
50
wie auch die Rollen 20 am Umfang unter Abständen um die Getriebeachse angeordnet,
wobei für jede Rolle eine besondere Schwenkwelle 50 vorgesehen ist.
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Die Schwenkwellen. 50 sind in Kugellagern 52
innerhalb
des Gehäuseabschnittes 38 gelagert. Jeder Drehzapfen 48 besitzt eine Endplatte
54 mit einer im wesentlichen halbzylindrischen Vertiefung 56, die einer entsprechenden
Vertiefung 58 in der Oberfläche eines vergrößerten Mittelabschnittes der
zugeordneten Schwenkwelle 50 gegenübersteht. In den gegenüberstehenden Vertiefungen
56 und 58 befindet sich ein Stift 60, so daß die entsprechende
Rolle durch den Stift 60 auf der Welle 50 gehaltert ist, um eine Bewegung
zur Verändung des übersetzungsverhältnisses zusammen mit und um die Achse
der Welle 50 auszuführen.
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Die Stifte 60 ermöglichen ferner eine begrenzte Schwenkbewegung
der zugeordneten Rolle 20 um die Stiftachse, um den Anpreßdruck der Rolle an die
Toroidflächen 22 und 26 auszugleichen.
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Die Schwenkwellen 50 können eine begrenzte Bewegung entlang
ihren Achsen ausführen, und die zugeordnete Rollenendplatte 54 besitzt nach unten
weisende Vorsprünge 62, die innerhalb eines querverlaufenden Schlitzes 64
in der Welle 50 so aufgenommen sind, daß die Bewegung einer Welle
50 entlang ihrer Achse eine entsprechende Bewegung der Rolle 20 in dieser
Richtung nach sich zieht. Da der Schlitz 64 auf jeder Schwenkwelle 50 rechtwinklig
zu dem benachbarten Stift 60 vorgesehen ist, so stört der Eingriff
zwischen
den Schlitzen 64 und den Vorsprüngen 62 nicht die begrenzte Schwenkbewegung
des Rollendrehzapfens um die Achse des Stiftes 60, wenn der Anpreßdruck der
Rolle 20 an die Toroidflächen 22 und 26 ausgeglichen werden muß.
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Die Schwenkwellen 50 besitzen eine Feder 66, die sie
in Richtung ihrer Achsen gegen eine steuerbare Kraft drückt, die vom anderen Ende
der Welle über einen Hebel 68 und ein Drucklager 70 wirkt, wobei ein
derartiger Hebel 68 für jede Welle 50 vorgesehen ist. Ein steuerbarer,
vorzugsweise hydraulischer Druck wird am anderen Ende des Hebels 68 über
einen Kolben 72 zugeführt, wobei jeder Hebel 68 schwenkbar zwischen
seinen Enden an einem Gelenk 74 gelagert ist. Die Wirkungsweise des Hebels
68 dient nur zur Verstärkung der hydraulischen Druckkraft des Kolbens
72 gegen die zugeordnete Schwenkwelle 50.
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Die Drehrichtung des Getriebes ist derart, daß sich entsprechend F
i g. 2 das toroidförmige Eingangsbauteil 16 im Uhrzeigersinn dreht
und damit die von den Toroidteilen 16 und 18 auf die untere Rolle
20 wirkenden Zugkräfte F in Richtung nach links wirken. Eine Unausgeglichenheit
der auf eine Rolle wirkenden Zugkräfte und der Kräfte längs und auf der zugeordneten
Schwenkwelle 50 führt zu einer Bewegung der Rolle und der Schwenkwelle
50 entlang der Achse der Welle. Eine derartige Bewegung einer Rolle 20 auf
der Achse der Schwenkwelle 50 führt zu einer Präzessions- oder Schwenkbewegung
der Rolle mit und um die Achse der Schwenkwelle 50 in eine Übersetzungsverhältnisstellung,
in der sich die Kräfte wiederum in ausgeglichenem Zustand befinden.
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Wie dem Fachmann bekannt ist, läßt sich eine Präzession der Rollen
zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses auch durch Schwenken der Rollen um
eine Achse herbeiführen, die durch eine oder parallel zu einer Linie durch die Berührungspunkte
der Rolle mit den toroidförmigen Bauteilen 16 und 18 läuft. Wie ebenfalls
in der vorgenannten Patentschrift ausgeführt ist, verursachen die von den toroidförmigen
Bauteilen 16 und 18 auf die Rollen ausgeübten Zugkräfte ein Drehmoment
an der Rolle um ihre Schwenkachse, die von der hydraulischen Steuerkraft ausgeglichen
werden kann, falls eine derartige Rollenschwenkachse von einer Linie durch die Rollenberührungspunkte
mit den toroidförmigen Bauteilen versetzt ist. Es liegt daher im Bereich dieser
Erfindung, eine derartige Rollenneigung bzw. Schwenkung anzuwenden, um eine Präzession
der Rollen zur Änderung des übersetzungsverhältnisses einzuleiten, anstatt daß jede
Rolle entlang der Achse ihrer Schwenkwelle 50 verschoben wird.
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Der Druck zur Steuerung der Übersetzungsverhältnisstellung der Rollen
20 wird von einer Pumpe 80
einer Leitung 82 zugeführt. Ein Überdruckventil
84 dient zur Begrenzung des Ausgangsdruckes der Pumpe 80, während ein steuerbares
Ableitungsventil 46 bei seinem öffnen dazu dient, Flüssigkeit von der Pumpenausgangsleitung
82 zurück zur Eingangsleitung 88 der Pumpe zurückzuleiten. Auf diese
Weise läßt sich der Ausgangsdruck der Pumpe 80 je nach dem Schließen oder
öffnen des Anzapfventiles erhöhen oder verringern.
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Der Steuerdruck der Ausgangsleitung 82 der Pumpe
80 steht mit einer Leitung 90 zu einem Zylinder 92 1 für jeden
Kolben 72 in Verbindung, wobei für jede Rolle 20 eine Leitung 90 vorgesehen
ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß der jedem Zylinder 92 zugeführte
Steuerdruck gegen seinen Kolben 72 wirkt, wodurch der Kolben durch den Hebel
68 auf die zugeordnete Schwenkwelle 50 wirkt, um der Feder
66
und den Zugkräften F auf der zugeordneten Rolle entgegenzuwirken. Eine
Feder 94 hält den Kolben 72,
den Hebel 68 und die Welle 50 miteinander
in Berührung. Durch die Anordnung bewegt sich jede Rolle 20 automatisch und unabhängig
von anderen Rollen in eine Übersetzungsverhältnisstellung, in der die auf die Rolle
wirkenden Zugkräfte, die hydraulische Steuerkraft und die Kräfte der Federn
66 und 94 im Gleichgewicht sind. Die Größe der Kräfte der Federn
66 und 94 und der zugeordneten Schwenkwelle 50
ist klein im Vergleich
zu der hydraulischen Steuerkraft und der Zugkräfte. Da der Bewegungsbereich jeder
Schwenkwelle 50 entlang ihrer Achse nur gering ist, sind die Kräfte der Federn
66 und 94 im wesentlichen konstant.
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Das von dem Steuerdruckhebel 68 entfernte Ende der Schwenkwelle
50 besitzt eine Dämpfungsvorrichtung 95, um Präzession induzierende
Bewegungen der zugeordneten Rolle zu dämpfen. Zu diesem Zweck besitzt jedes Wellenende
einen kolbenähnlichen Bauteil 96, der innerhalb eines zylindrischen Raumes
97
verschiebbar ist und in dem sich eine Dämpfungsflüssigkeit, beispielsweise
hochviskoses Silikonöl, befindet. Dichtungen 98 dienen zur Abdichtung des
Silikonöls innerhalb des Raumes 97, während der Kolben 96 eine sehr
kleine durch ihn hindurch verlaufende öffnung 99 aufweist. Mit diesem Aufbau
dient jede Vorrichtung 96 zur Dämpfung von Schwingungen der zugeordneten
Rolle in einer Richtung parallel zur Achse der Schwenkwelle 50. Die Einzelheiten
dieser Anordnung bilden jedoch keinen Teil der vorliegenden Erfindung.
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Es läßt sich erkennen, daß die Lager 30 und 31
der Eingangs-
und Ausgangswelle axiale Druckbelastungen wie auch radiale Belastungen aufnehmen
können. Ein ringförmiger Kolben 100 liegt koaxial zur Eingangswelle 12 zwischen
dem äußeren Laufring des Lagers 30 in dem Endabschnitt 34. Der Kolben
100 ist innerhalb des Endabschnittes 34 eingepaßt, um einen ringförmigen
zylindrischen Raum 102 zu bilden, dem ein von dem gesteuerten Druck innerhalb der
Ausgangsleitung 72 der Pumpe 80 abgeleiteter Flüssigkeitsdruck zugeführt
wird. Der ringförmige Zylinderraum 102 ist mit Dichtungen 104 abgedichtet.
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Der Flüssigkeitsdruck hinter dem Kolben 100
wird von der Leitung
82 über eine Leitung 106, ferner über einen geeigneten Druckverstärker
108, eine Leitung 110 und ein Absperrventil 112 aufrechterhalten.
Das Absperrventil 112 öffnet ganz, wenn eine Flüssigkeit unter Druck in den zylindrischen
Raum 102 fließt, so daß ein geringer Strömungswiderstand entsteht. Wenn jedoch die
Flüssigkeit aus dem Raum 112 herauszuffießen versucht, schließt das Ab-
sperrventil
bis auf einen begrenzten Umleitkanal 113,
wodurch der Druck auf den Kolben
100 langsam abnehmen, jedoch relativ schnell ansteigen kann. Der Druckverstärker
dient zur Erzeugung eines Druckes innerhalb der Leitung 110, der proportional
oder höher dem Druck in der Leitung 106 und der Leitung 82 ist. Der
Druckverstärker kann jeden üblichen Aufbau besitzen und dient nur zur Verringerung
der erforderlichen Größe des Kolbens 100.
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Die Druckversorgungsleitung 110 enthält ferner eine Drosselstelle
114 und ein veränderbares Ablaßventil 116, so daß das Proportionalitätsverhältnis
des
Druckes in der Leitung 82 und in der Leitung 112 stromabwärts
von der Drosselstelle 114 durch öffnen oder Schließen des Ventils 116 verändert
werden kann. Zu diesem Zweck ist das Ventil 116 mit einer Zahnstange
118 verbunden, in der ein Ritzel 120 kämmt. Das Ritzel sitzt auf einer Welle
122, die mit einer der Schwenkwellen 50 verbunden ist, um gemeinsam mit ihr
zu rotieren. Der dem Kolben 100 zugeführte Flüssigkeitsdruck wird somit von
dem Steuerdruck innerhalb der Leitung 82 abgeleitet, wobei jedoch das Verhältnis
des auf den Kolben 100
wirkenden Druckes zu dem Steuerdruck von der Einstellung
des Ventils 116 abhängt.
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. Zwischen der Eingangswelle 112 und der relativ beweglichen
toroidförmigen Scheibe 16 ist eine Kurvenanordnung 130 vorgesehen.
Die Anordnung 130
enthält ein ringförmiges Nockenglied 132, das auf
einem Ansatz 134 auf der Eingangswelle 12 mit Hilfe einer Anzahl von Kugeln
136 verkeilt ist, die in gegenüberstehenden halbkugelförmigen Vertiefungen
innerhalb des Vorsprungs und innerhalb des Nockengliedes aufgenommen sind. Die Vorrichtung
130 enthält ferner ein ringförmiges Nockenglied 138 auf der Eingangstoroidscheibe,
wobei dieser Abschnitt eine Anzahl (vorzugsweise drei) von umfangsmäßig unter Abständen
stehenden V-förmigen Aussparungen 140 enthält, die jeweils einen V-förmigen Bodenabschnitt
aufweisen und einer entsprechenden V-förmigen Aussparung 142 auf dem Nockenglied
132 gegenüberstehen. Ein Stützteil 144, das entsprechend F i g. 1
in Form einer Kugel vorliegt, ist innerhalb eines gegenüberstehenden Paares von
Aussparungen 140 und 142 aufgenommen. Außerdem ist ein Käfig 146 entsprechend
F i g. 5 für die Stützteile 144 vorgesehen.
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Wie oben erwähnt, ist die Toroidscheibe 16 in Axialrichtung
bezüglich der Scheibe 18 beweglich. Eine Tellerfeder 148 wirkt gegen die
Kurvenanordnung 130, um die bewegliche Scheibe 16 in Axialrichtung
an die Scheibe 18 zu drücken und die dazwischen befindlichen Rollen 20 anzupressen.
Die Feder 148 bewirkt dabei den einleitenden Anpreßdruck oder die Vorlast der Rollen
20 gegen Toroidscheiben 16 und 18. Wenn auf der Eingangswelle 12 ein
Drehmoment wirkt, rotiert das Kurvenscheibenbauteil 132 bezüglich des Kurvenscheibenabschnittes
138 der Toroidscheibe 16, um dabei die Stützteile 144 dazwischen festzukeilen
-und das Drehmoment dadurch zu übertragen, daß die Toroidscheiben 16 und
18 in Richtung aufeinander gegen die Rollen 20 gedrückt werden. Die axiale
Reaktionskraft des Kurvenscheibenbauteils 132 wird über den Ansatz 134 der
Eingangswelle über die Feder 146, über das Lager 30,
den Kolben
100 und den Flüssigkeitsdruck innerhalb des Raums 102 auf den Gehäuseendabschnitt
34 -übertragen.
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Wenn man annimmt, daß der Kolben 100 an dem benachbarten Gehäuseendabschnitt
34 anliegt, dann belastet-die Kurven- und Stätzteilvorrichtung 130 die Toroidscheiben
in Axialrichtung gegen die Rollen mit einer dem Eingangsmoment proportionalen Kraft.
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Tatsächlich ist die Vorrichtung jedoch so ausgelegt, daß unter stetigen
Bedingungen die von dem Kolben 100 ausgeübte Axialkraft größer ist als die
von der Vorrichtung 130. Aus diesem Grunde liegt der Kolben 100 nicht
an, und die von den Toroidscheiben 16 und 18 gegen die Rollen 20 wirkende
Kraft ist gleich der von dem Kolben 100. Falls das Eingangsmoment jetzt plötzlich
ansteigen sollte, so spricht die Kurvenanordnung 130 augenblicklich an, um
ein proportionales Ansteigen der Axialbelastung der Rollen 20 zwischen den Toroidscheiben
16 und 18 herbeizuführen. Auf diese Weise vergrößert die Vorrichtung
130 automatisch und schnell die axiale Belastung der Toroidscheiben
16 und 18 gegen die Rollen 20, um ein Durchratschen der Rollen als
Folge des erhöhten Drehmomentes zu verhindern. Die stationäre oder stetige axiale
Belastung der Rollen wird jedoch von dem hydraulischen Druck an dem Kolben
100 bestimmt.
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Falls das Eingangsmoment plötzlich abfallen sollte, sucht die Kurvenanordnung
100 selbst den Axialdruck auf den Rollen 20 zu entlasten. Jedoch verhindert
der hydraulisch belastete Kolben 100, daß die Vorrichtung 130 in dieser
Weise die Rollen 20 entlastet. Dies ist wichtig, um ein Durchratschen der Rollen
zu verhindern, da als Folge von Trägheitswirkungen die Zugkräfte auf den Rollen
nicht so schnell wie das Eingangsmoment abnehmen.
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Der Ausdruck »Stellung mit großem übersetzungsverhältnis« der Rollen
soll sich auf Rollenstellungen beziehen, in denen eine relativ hohe Geschwindigkeit,
jedoch ein niedriges Drehmoment an der Ausgangswelle 14 vorliegt, während eine »Stellung
entsprechend einem niedrigen übersetzungsverhältnis« der Rollen solche Rollenstellungen
kennzeichnen soll, bei denen an der Ausgangswelle eine relativ geiinge Geschwindigkeit,
jedoch ein hohes Drehmoment erscheint.
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Bei der Stellung der Rollen 20 entsprechend einem niedrigen übersetzungsverhältnis
in F i g. 1 wird die Rolle 20 im Uhrzeigersinn in ihre äußerste Stellung
gedreht, während die Rolle bei der Stellung entsprechend einem hohen übersetzungsverhältnis
in die extreme Stellung im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Bei der Stellung einer
Rolle entsprechend einem niedrigen übersetzungsverhältnis ist der Anpreßdruck der
Toroidscheibe16 gegen eine Rolle 20 unter einem wesentlich größeren Winkel zur Getriebeachse
wirksam, als bei der Rollenstellung entsprechend einem hohen übersetzungsverhältnis.
Bei geringen übersetzungsverhältnissen erzeugt ein Axialdruck gegen die Rollen 20
einen größeren Anpreßdruck der Toroidscheiben 16 und 17 gegen die
Rollen als bei der Stellung mit hohem übersetzungsverhältnis.
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Um diese Veränderung im Winkel des Anpreßdruckes der Toroidscheibe
16 gegen die Rollen zu kompensieren, wenn die übersetzungsverhältnis-Rollenstellung
verändert wird, verändert man die Stellung des Ventils 116 zur Steuerung
des Druckes hinter dem Kolben 100 mit den Veränderungen der Rollenstellungen.
Aus diesem Grunde arbeitet die Verbindung einschließlich der Zahnstange
18, des Ritzels 120, der Welle 122, des Ventils 116 zur Schwenkwelle
50 einer der Rollen 20 derart, daß, wenn die Rollen sich in ihren Stellungen
entsprechend hohem übersetzungsverhältnis befinden, das Ventil 116 in seiner
kleinsten öffnungsstellung steht, und wenn sich die Rollen in einer Stellung entsprechend
einem niedrigen übersetzungsverhältnis befinden steht das Ventil 116 in der
maximal offenen Stellung. Das Verhältnis der axialen Druckkraft auf den Kolben
100 zum Steuerdruck innerhalb der Leitung 82
ist somit hoch, wenn die
Rollen 20 sich in Stellungen entsprechend einem hohen übersetzungsverhältnis befinden,
und ist niedrig, wenn die Rollen sich in Stellungen entsprechend einem niedrigen
übersetzungsverhältnis befinden. An dieser Stelle sei
daran erinnert,
daß jede Rolle sich selbsttätig in eine übersetzungsverhältnis-Stellung bewegt,
in der außer für die kleinen und im wesentlichen konstanten Kräfte der Federn
66 und 94 die hydraulische Steuerdruckkraft auf der Schwenkwelle die Zugkräfte
auf der Rolle ausgleicht.
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Da unter stationären Bedingungen der auf den Kolben 100 ausgeübte
Druck größer ist als die axiale Drehmomentreaktionskraft, die von der Vorrichtung
100 erzeugt wird, liegen die Rollkörper 144 normalerweise an den Bodenteilen
der entsprechenden V-förmigen Aussparungen entsprechend F i g. 5. Falls das
Bodenteil der V-förmigen Aussparungen 140 und 142 mit einem spitzen Scheitelteil
ausgestattet ist, so wird infolge der Lage der Rollkörper 144 neben den Bodenteilen
der Aussparungen eine plötzliche Drehmomentveränderung dazu führen, daß die Rollkörper
144 von einer Seite auf die andere der Aussparungen rattern. Um ein derartiges Prellen
oder Rattern zu vermeiden, ist das Bodenteil der Aussparung an der Stelle
150 abgerundet, wobei der Radius der Kurve größer ist als der Radius des
Abschnittes des Rollkörpers 144, der mit der Bodenfläche im Eingriff steht. Vorzugsweise
ist der Kurvenradius jedes runden Bodenteils mehrmals größer als die Oberfläche
des mit dem Bodenteil in Eingriff kommenden Rollkörpers.
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Um unabhängig von Herstellungstoleranzen in Ab-
messungen der
Schwenkrollen und Toroidscheiben eine Gleichmäßigkeit des Druckes der Toroidscheiben
16 und 18 gegen die Rollen sicherzustellen, sind drei Rollen vorgesehen,
und zusätzlich kann eine der Scheiben, z. B. entsprechend der Darstellung die Scheibe
1.6, eine beschränkte Schwenkbewegung be-
züglich der Eingangswelle
12 ausführen. Zu diesem Zweck ist die Eingangsscheibe 16 so gehaltert, daß
sie auf den Rollkörper 144 eine Schwenkbewegung ausführen kann. Um diese Neigungsfreiheit
der Toroidscheibe 16 zu erleichtern, sind gummiartige Dichtrin-e
152 zwischen der Scheibe und der Eingangswelle 12 vorgesehen, und die Vorrichtung
130
ist so ausgelegt, daß eine Linie 153 durch die Berührungspunkte
eines jeden Rollkörpers 144 mit dem Kurvenscheibenbauteil 132 und dem Kurvenscheibenabschnitt
138 die entsprechenden Linien für die anderen Rollkörper 144 auf der übertragungsachse,
vorzugsweise an der Stelle 154, annähernd in der Mitte zwischen den Toroidscheiben
16 und 18,
schneidet. Mit dieser Neigungsfreiheit der Eingangstoroidscheibe
16 schwenkt oder neigt sich die Scheibe automatisch auf den Rollkörper 144
relativ zur Welle 12, um einen gleichmäßigen Anpreßdruck an den drei Schwenkrollen
20 zu gewährleisten. Wie bereits beschrieben, gewährleistet zusätzlich jeder Rollenhaltestift
60 eine beschränkte Schwenkbewegang der Schwenkrolle um den Stift, um den
Kontaktdruck der beiden Toroidscheiben 16 und 18 an den Schwenkrollen
auszugleichen.
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Es leuchtet ein, daß die Rollkörper 144 zwei Funktionen erfüllen.
Zunächst bewirken sie eine axiale Belastung der Toroidscheiben 16 und
18 geg gen die Schwenkrollen bei ansteigendem Dreh-Moment. Zweitens ermöglichen
sie der Toroidscheibe 16 eine Neigungsfreiheit, um einen gleichmäßigen Kontaktdruck
an den Schwenkrollen 20 sicherzu- i stellen.
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Es läßt sich auch erkennen, daß infolge der Lagerung der Welle 12
in einem Lager 30, das von dem Kolben 100 gehaltert wird, der Kolben
notwendigerweise eine begrenzte radiale Bewegungsmöglichkeit innerhalb eines zylindrischen
Raums 102 besitzt, wodurch das Lager und der Kolben eine biegsame Halterang für
die Welle 12 bilden. Die Biegsamkeit der Halterung für die Welle 12 ermöglicht,
daß diese und die Eingangstoroidscheibe 16 sich leicht verstellen können,
um die Kontaktdrücke der Toroidscheibe 16
an den Rollen 20 auszugleichen.
Diese Verstellmöglichkeit der Toroidscheibe 16 liegt zusätzlich zu der von
den Stützteilen 144 bereits gewährleisteten Bewegungsmög,lichkeit vor.
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Man erkennt leicht, daß die Rollkörper 144 in den F i g. 1
bis 5 die Belastung auf Grund der Drehmomentes gleichmäßig zwischen sich
verteilen müssen. Die F i g. 6 und 7 erläutern ein Toroidgetriebe
mit einer anderen Kurvenanordnung zur axialen Belastung der Toroidscheiben in Richtung
auf die übertragungsrollen in Abhängigkeit von einer Erhöhung des Eingangsmomentes,
wobei die Last automatisch gleichmäßig zwischen den Rollkörpern verteilt werden
soll. Das Getriebe nach F i g. 6 und 7
unterscheidet sich außerdem
von dem nach F i g. 1
bis 5 dadurch, daß sowohl auf der Ausgangsseite
wie auch in der Eingangsseite des Getriebes eine Belastungsvorrichtung mit Kurvenanordnungen
vorgesehen ist. Im übrigen aber ist das Getriebe nach F i g. 6 und
7 dem nach F i g. 1 bis 5 gleich, und der Klarheit halber sind
die in F i g. 6 und 7 mit den in F ig. 1 bis 5 übereinstimmenden
Teile mit den gleichen Bezugsziffern, jedoch mit dem Zusatz a versehen.
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In F i g. 6 und 7 enthält die Kurvenanordnung 130a zwischen
der Eingangswelle 12a und der Toroidscheibe 16a eine - Anzahl von umfangsmäßig unter
Abständen liegenden, im allgemeinen konisch ausgebildeten Rollkörper 140a. Zweckmäßigerweise
ist jedes Stützteil 144a zwischen einem sich gegenüberstehenden Paar V-förmiger
Aussparungen 140a und 142a in dem Kurvenscheibenbauteil 132a und in dem Abschnitt
138a der Toroidscheibe aufgenommen. Wie aus der Darstellung hervorgeht, ist jedes
Stützteill44a ein Kegelstumpf, wobei der gedachte Scheitel auf der Getriebeachse
liegt, so daß zwischen dem Konus und dem K-urvenscheibenbauteil 132a und dem Abschnitt
138a eine reine Rollbewegung stattfindet. Die konischen Rollkörper 144 a
sind
unter gleichen Umfangsabständen jeweils in einem gegenüberstehenden Paar V-förmiger
Kurvenaussparungen 140a und 142a durch einen schwimmenden Käfig146a gehalten, der
mit seinen Abschnitten160 an den inneren und äußeren Grundflächen der konischen
Rollkörper144a anliegt. Wie bei den V-förmigen Aussparungen140 und 142 ist der Boden
jeder Aussparung 140a und 142a an der Stelle150a abgerundet, wobei der runde Bodenteil
einen Radius besitzt, der wesentlich größer als der Radius des Oberflächenabschnittes
des Rollkörpers 144a ist, die mit dem abgerundeten Bodenteil in Eingriff kommen
kann.
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Bei einem derartigen Aufbau der Vorrichtung 130 a wird
jeder konische Rollkörper 144 a mit einer Kraft radial nach außen gedrückt,
die proportional der von dem Rollkörper übertragenen Belastung ist. Wenn demzufolge
ein Rollkörper144a mehr als seinen Lastanteil überträgt, verschiebt es sich zur
Lastverrin erung radial nach außen. Diese radial ,9 nach außen gerichtete Verschiebung
eines Rollkörpers
144 a verschiebt den schwimmenden
Käfig 146 a derart, daß sich die beiden anderen Stützteile radial nach innen
bewegen und so die auf sie wirkenden Kräfte erhöhen. Auf diese Weise verschiebt
sich der schwimmende Käfig 146a selbsttätig in Radialrichtung, um die Stützteile
144a in der Stellung zu halten, in der sie gleiche Lastanteile, übertragen. Anstatt
den Käfig 146a mit den Rollkörpern 144a zum Lastausgleich zwischen den Kegelteilen
schwimmend
zur Ausführung einer Radialbewegung zu lagern, könnte der
Käfig z. B. auf der benachbarten Welle 12a gegen eine Radialbewegung geführt,
und das Kurvenscheibenbauteil 132 a könnte zur Ausführung einer Radialbewegung
gelagert werden, um die Last auf den Stätzteilen auszugleichen.
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Entsprechend der Darstellung ist eine Kurvenaussparung 142a in dem
Kurvenscheibenabschnitt 138a bei Blickrichtung in einer radialen Ebene konvex ausgeführt,
um eine Schwenkbewegung bzw. eine Neigung der Toroidscheibe 16a um die konischen
Stützteile 144a zu ermöglichen und damit einen gleichmäßigen Anpreßdruck der Eingangsscheibe
16 a an den Rollen 20 a zu gewährleisten. Ferner ist die Achse der
konischen Rollkörper 144a vorzugsweise zur Getriebeachse geneigt ausgeführt, so
daß eine Normale zu den Berührungsflächen bzw. -linien der konischen Rollkörper
144a und dem Kurvenscheibenabschnitt 138 a die Getriebeachse an dem gleichen
Punkt 154a schneidet, wie die entsprechenden Normalen für die anderen konischen
Rollkörper 144 a.
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Falls ein Automobil beispielsweise über eine holprige Straße fährt,
ist das Ausgangsdrehmoment seines Getriebes plötzlich auftretenden Veränderungen
ausgesetzt. Wenn die hinteren Räder des Fahrzeuges beispielsweise auf einen größeren
Höcker auf der Straße auffahren, verlassen sie für einen Augenblick die Straße,
und wenn sie wieder auf die Straße aufschlagen, wirkt ein plötzlicher starker Drehmomentimpuls
auf die Ausgangsseite des Getriebes. Deshalb ist es zweckmäßig, in der Anwendung
auf Automobilgetriebe eine zweite Kurvenanordnung an die Ausgangsseite des Getriebes
zuzufügen, um die axiale Belastung der übertragungsrollen zwischen den Toroidflächen
zu erhöhen, falls ein plötzlicher Anstieg in der Ausgangsbelastung auftritt.
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F i g. 6 erläutert eine solche zweite Kurvenanordnung
162 in der Ausgangsseite des Getriebes. Es ist klar, daß das Getriebe nach
F i g. 1 bis 5 ebenfalls mit einer zweiten Kurvenanordnung an der
Ausgangsseite ausgestattet werden kann. Die Vorrichtung 162 ist vorzugsweise
wie die Vorrichtung 130 a
C, im
ausgeführt, indem sie konische
Rollkörper 164 besitzt, die innerhalb eines schwimmenden Käfigs 165
zwischen
den Karventeilen 166 und 168 angeordnet sind. Wie der Käfig
146 a besitzt der Käfig 165 Ab-
schnitte 169, die an den radial liegenden
inneren und äußeren Grundflächen der konischen Rollkörper 164 anliegen, um die von
den Rollkörpern übertragenen Lasten auszugleichen. Die Kurventeile 166 und
168
besitzen V-förmige Aussparungen, die den V-förmigen Aussparungen 140 a
und 142 a in der Vorrichtung 130 entsprechen. Zur Herbeiführung einer
reinen Rollbewegung auf den K-urvenscheibenflächen liegt der Scheitel der konischen
Rollkörper 164 wie der der konischen Rollkörper 144 a auf der Getriebeachse. Da
eine Schwenkbewegung oder eine Neigung der Toroidscheibe 18 a nicht erforderlich
ist, liegen die Umrisse der Aussparungen in beiden Kurventeilen 166 und
168 und die Seiten der Rollkörper 164 geüau in Ebenen, welche die Getriebeachse
enthalten. Zusätzlich verläuft die Achse eines jeden Rollkörpers 164 senkrecht zur
Getriebeachse. anstatt wie die Achse des Rollkörpers 144 a geneigt zu liegen.
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Das Kurventeil 166 ist an einer Zwischenwelle 170
mit
Kugeln 172 festgekeilt, die in gegenüberstehenden halbkugelförmigen Vertiefungen
in dem. Kurventeil und in einem Flansch auf der Welle vorgesehen sind. Das Kurventeil
168 ist in gleicher Weise auf der Ausgangswelle 114a aufgekeilt. Die Toroidscheibe
18 a ist an der Zwischenwelle 170 befestigt, die ihrerseits mittels
einer Hülse 140 verschiebbar in dem benachbarten hohlen Ende der Ausgangswelle
14 a gelagert ist.
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Durch die zusätzliche Vorrichtung 162 an der Ausgangsseite
des Getriebes fährt eine plötzliche Er-
höhung des Ausgangsdrehmomentes zur
Erhöhung der aufeinander zu gerichteten axialen Belastung der Toroidscheiben
16 a und 18 a, um ein Durchrutschen der Rollen 20 a unter derartigen
Betriebsbedingungen zu verhindern.
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Anstatt der kugelförmigen Rollkörper 144 nach F i g. 1 bis
5 oder der konischen Teile 144 a und 164 nach F i g. 6 bis
7 können diese Stätzteile auch tonnenförmig ausgebildet sein. Diese Ausführungsform
ist in den F i g. 8 bis 10 dargestellt. Der Übersieht halber sind
die Bauteile der F i g. 8 bis 10 mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch
mit dem Zusatz b
versehen, wobei zum Zwecke der Erläuterung die tonnenförmigen
Rollkörper der F i g. 8 bis 10 an die Stelle der konischen Teile 164
in F i g. 6 bis 7 treten. Es ist klar, daß die Bauteile 144 und 144
a auch tonnenförmig ausgeführt sein können.
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ln der abgeänderten Ausführung nach F i g. 8
bis 10 sind
die umfangsmäßig unter Abständen liegenden tonnenförmigen Rollkörper zwischen Kurventeilen
166 b und 168 b einer Vorrichtung 162 b
angeordnet, wobei die
Kurventeile gegenüberstehende V-förmige Kurvenaussparungen 140 b und 142
b aufweisen, zwischen denen die Rollkörper liegen. Das Profil der Aussparungen
140 b ist vorzugsweise so ausgebildet, daß ihr Bodenteil oder Scheitel
eine Linie ist, die radial bezüglich der Getriebeachse verläuft, und von der Linie
erzeugt wird, wenn sich diese parallel zu sich selbst bewegt. Wie schematisch in
F i g. 10 eingezeichnet ist, kann die Aussparung 140 b
durch
eine Schleifscheibe 176 hergestellt werden, wenn ihre Achse 178 sich
radal einwärts in Richtung auf die Getriebeachse bewegt, wobei die Schleifscheibenachse
178 unter einem Abstand von der Getriebeachse und rechtwinklig zu ihr steht.
Die Linien 179 zeigen die Verbindungsstellen der Kurvenaussparungen140b,
Jede Aussparung142b in dem Kurventeill68b ist vorzugsweise in der gleichen Weise
wie die Aussparungen 140 b ausgeführt.
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Bei normalen Betriebsbedingungen liegen die Rollkörper 164
b von den Bodenteilen der Aussparungen entsprechend -F i g. 9 versetzt.
Wenn die Aussparangen 140 b und 142 b in oben beschriebener Weise
ausgeführt sind und wenn die Rollkörper 164 b bezüglich des Bodenteils der
entsprechenden Aussparungen versetzt bzw. verschoben sind, dann verjüngen sich die
Seiten der Aussparungen 140 b und 142 b der Kurventeile in einer die
übertragungsachse und eine Achse eines Rollkörpers 164 b einschließenden
Ebene
rad,ial nach außen, wie dies in F i g. 8 deutlich wird.
Als Folge dieser nach außen gehenden Verjüngung besitzt der Axialdruck der Kurventeile
166b und 168 b an den tonnenfönnigen Rollkörpern
164 b eine Komponente, die die Rollkörper 164 b radial nach
innen drückt. Die Rollkörper 164 b werden durch einen schwimmenden
Käfig 165b umfangsmäßig unter Abständen gehalten. Der Käfig 165 b
besitzt Abschnitte 169 b, die an den Enden der Rollkörper
164 b so anliegen, daß, falls einer der Rollkörper 164b mehr als seinen
Lastanteil überträgt, es sich nach außen-radial verschiebt, um die auf ihm wirkende
Last zu verringern; gleichzeitig verschiebt sich der schwimmende Käfig
165 b zusammen mit dem einen Stützteil, um die anderen Stützteile radial
nach außen zu bewegen und die auf ihnen liegenden Lasten zu erhöhen. Der schwimmende
Käfig 165 b verschiebt somit automatisch die Rollkörper 164 b derart,
daß sie gleichmäßige Lastenanteile aufnehmen.
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In den bisher beschriebenen Ausführungsformen bewirkt der Kolben
100, daß die Toroidscheiben 16
und 18 eine Axialkraft gegen
die Rollen 20 ausüben, wobei diese Axialkraft von dem hydraulischen Steuerdruck
abgeleitet wird, der auf jede Rolle zur Steuerung seiner übersetzungsverhältnisstellung
wirkt. Da der Anpreßdruck zwischen den Schwenkrollen und den Toroidscheiben nicht
nur von der Größe der Axialkraft, sondern auch von der Rollenstellung für das Übersetzungsverhältnis
abhängt, ist das Ventil 116 derart bewegbar, daß das Proportionalitätsverhältnis
der Axialkraft zum hydraulischen Steuerdruck ansteigt, wenn die Rollenstellungen
ein höheres übersetzungsverhältnis annehmen.
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Anstatt, daß die Kraft verwendet wird, die von dem hydraulischen Steuerdruck
abgeleitet ist, um die Toroidscheiben axial gegen die Schwenkrollen zu drücken,
kann eine derartige Kraft direkt an jeder Rolle aufgebracht werden, und zwar entlang
der Achse ihres Drehzapfens, um sie mit den Toroidscheiben in Berührung zu bringen.
Wenn diese letztere Art der Belastung der Rollen bezüglich der Toroidscheibe gewählt
wird, so hängt der Anpreßdruck zwischen den Rollen und den Toroidscheiben nur von
der Größe der Belastungskraft ab, unabhän-gig von der übertragungsverhältnisstellung
der Rolle. Eine derartige Anordnung ist in den F i g. 11 bis 12 daxgestellt.
Zum besseren Verständnis sind die Bauteile der F i g. 11 und 12, die denen
der F i g. 1 bis 5
entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch
mit dem Zusatz c versehen. F i g. 11 stellt das Getriebe im Axialschnitt
dar, das im wesentlichen ähnlich wie in F ig. 1 und 6 ausgeführt ist,
jedoch mit der Ausnahme, daß der axiale Belastungskolben 100
(s. F i
g. 1) oder 100 a (s. F i g. 6) in der Anordnung nach
F i g. 11 fehlt, da er nicht benötigt wird, und beide Toroidscheiben
16 e, 18 c starr bezüglich jeder Neigungsbewegung relativ zur Getriebeachse
gelagert sind. Wie in der Anordnung nach F i g. 6 ist auch in dem Getriebe
nach F i g. 11 bis 12 sowohl an' der Eingangs- als auch an der Ausgangsseite
des Getriebes eine Kurvenanordnung vorgesehen. Die Kurvenanordnung 130 c
nach F i g. 11 auf der Eingangsseite des Getriebes und die Vorrichtung 162c
an der Ausgangsseite sind gleich wie die Kurven-C anordnung 162 in F i
g. 6 ausgeführt. Die Eingangs-Seite des Getriebes enthält eine Zwischenwelle
179,
die starr an der Toroidscheibe 16c befestigt ist. Die Zwischenwelle
179 ist der Zwischenwelle 170 gleichwertig, die zuvor in Verbindung
mit F i g. 6 beschrieben worden ist.
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Bei dem Getriebe nach F i g. 11 und 12 wird jede Rolle 20 c
und ihr Drehzapfen 48 c einwärts in Richtung auf die Getriebeachse in einer Richtung
längs der Achse des Zapfens durch eine Kraft gedrückt, die von dem hydraulischen
Steuerdruck abgeleitet wird, der die übersetzungsverhältnisstellung jeder Schwenkrolle
steuert. Aus diesem Grund ist die Schwenkwelle 50 c jeder Schwenkrolle mit
einem Stift 180 versehen, der in ihr verschiebbar ist. Der vergrößerte Mittelabschnitt
der Schwenkwelle 50 c besitzt einen Schlitz 182; ein Kurvenscheibenbauteil
184 ist schwenkbar innerhalb des Schlitzes durch ein Schwenkbarteil 186 gehaltert,
das an einem Ende des Schlitzes liegt. Die Außenseite des Bauteils 184 besitzt eine
geneigte Kurvenfläche 188, die von einer Kurve.nfolgerolle 190 berührt
wird, welche in einem gegabelten Abschnitt des Stiftes 180 geführt ist; der
Stift besitzt ebenfalls Rollen 192, die an dem Bodenteil des Schlitzes
182 anliegen.
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Der Stift 60 c, der jede Schwenkrolle 20 c mit der Schwenkwelle
50 c verbindet, ist innerhalb der sich gegenüberstehenden Vertiefungen
in dem Drehzapfen 48c und in dem Kurvenscheibenbauteill84 auf der Schwenkwelle aufgenommen.
Der Drehzapfen 48 c besitzt Vorsprünge 62 c, die in einem querverlaufenden
Schlitz 64 c in dem Kurvenscheibenbauteil 184 aufgenommen sind.
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Der Hebel 68 c übt über die Drucklager 70 c auf den
Stift 180, der innerhalb der zugeordneten Schwenkwelle 50 c verschiebbar
ist, eine steuerbare hydraulische Druckkraft aus. Dieser Stift 180 übt über
sein Kurvenfolgeteil 190 eine Kraft auf die Kurvenfläche 188 aus.
Wegen der Neigung der Kurvehfläche 188 in Richtung auf die Achse der zugeordneten
Schwenkwelle 50 c besitzt die Kraft eine parallel zur Achse
der Schwenkwelle 50 c verlaufende Komponente, um die Zugkräfte auf der zugeordneten
Rolle auszugleichen. Die Rollen 192 dienen einzig zur Halterung des Stiftes
180 gegen die von der Kurvenscheibe 184 wirkenden Last. Jedes Kurvenfolgeteil
190 versucht das Kurvenscheibenelement 184 um seinen Drehpunkt
186 zu schwenken, um eine nach innen gerichtete Kraft gegen die und im wesentlichen
parallel zur Achse des zugeordneten Rollendrehzapfens 48c aufzubringen, um dabei
jede Schwenkrolle nach innen gegen die Toroidscheiben zu pressen. Auf Grund der
Anwesenheit der Stifte 60c bringt jede Schwenkrolle20c automatisch die gleiche Anpreßkraft
gegen beide, Toroidscheiben 16c und 18 c auf. Diese Rollenanpreßkraft wird
offensichtlich von dem hydraulischen Steuerdruck abgeleitet, der durch den Hebel
68 c über das Kurvenfolgeteil 190 auf die Welle 50
c wirkt, um die Rollenstellung für das übersetzungsverhältnis zu steuern. Das
Proportionalitätsverhältnis der abgeleiteten Kraft und der Steuerkraft für das übersetzungsverhältnis
hängt offensichtlich von der Neigung der Kurvenfläche188 ab. Da diese die Schwenkrollen
20c gegen die Toroidscheiben 16c und 18c drückende Kraft parallel zur Rollenachse
aufgebracht wird, ist das Verhältnis der Kraft und dem tatsächlichen Kontaktdruck
zwischen den Rollen und den Toroidscheiben eine Konstante, die von der Übersetzungsverhältnisstellung
der Schwenkrollen unabhängig ist. Dementsprechend erübrigen sich bei der Ausführungsform
nach den F i g. 11 und 12 nicht nur
der axial belastete Kolben
100, sondern auch Einrichtungen, wie beispielsweise das Ventil
116, um die Proportionalität zwischen dem steuerbaren hydraulischen Druck
und der hydraulischen Druckbelastung der Schwenkrollen gegen die Toroidscheiben
zu verändern.
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Die Feder 194 dient einzig dazu, um den Stift 180
und das zugehörige
Drucklager 70 c mit dem Hebel 68c in Berührung zu halten. Auch das rechte
Ende (bezüglich F i g. 10) der Schwenkwellen 50 c besitzt
vorzugsweise eine Dämpfungsvorrichtung 95 c sowie eine den entsprechenden
Bauteilen in F i g. 2 ähnliche Feder 94 c.
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In F i g. 11 und 12 ist eine, mechanische Anordnung aus Kurvenscheibe
und Folgeteil zur Belastung jeder Rolle in Richtung längs ihrer Drehzapfenachse
auf die toroidförmigen Oberflächen zu vorgesehen. F i g. 13 und 14 erläutern
eine Anordnung zur hy-
draulischen Steuerung dieser Funktion. Das Getriebe
nach den F i g. 13 und 14 gleicht im übrigen dem entsprechend den F i
g. 11 und 12. Zum besseren Verständnis sind die Teile in den F i
g. 13 und 14 wiederum mit den gleichen -Bezugszeichen wie die Teile in F
i g. 11 und 12, jedoch mit einem zusätzlichen d versehen. Jede Rollenschwenkwelle
50 d be-
sitzt in F i g. 13 und 14 eine Bohrung 200 an dem Ende,
an dem der steuerbare hydraulische Druck direkt über die Leitung 90 d durch
eine feststehende Platte 202 mit einem rohrförmigen Abschnitt 204 zugeführt wird,
der in die Bohrung 200 derart verläuft, daß die Welle 50 d sich in
Axialrichtung relativ zu der rohrfön-nigen Verlängerung bewegen kann. Der Mittelabschmitt
der Schwenkwellen 50d ist vergrößert und besitzt eine relativ große Querbohrung
206, die auf die Bohrung 200 trifft. Ein Kolben 208
sitzt verschiebbar
in der Querbohrung 206, und jede Rolle 20 d ist mit ihrer Schwenkwelle
50 d über Ansätze 62 d verbunden, die in einem querverlaufenden
Schlitz 64d in dem Kolben aufgenommen sind sowie auch durch den Stift
60 d, der innerhalb gegenüberliegender Vertiefungen in dem Rollendrehzapfen
48d und dem Kolben aufgenommen wird. Ein oder mehrere Führungsstifte 210
dienen zur Verhinderung einer Drehbewegung der Kolben 208 in ihre Achse.
g
Das rechte Ende (entsprechend F i g. 13) jeder Schwenkwelle
50d besitzt vorzugsweise eine Bremszylindervorrichtung 95 d, die den
gleichwirkenden Teilen in F i g. 2 entspricht.
-
Jeder Kolben 208 besitzt einen Ansatz 212, um den radial nach
außen gerichteten Hub unter der Wirkung der Vorspannfeder 148, 148 a oder
148 c in
F i g. 1, 6 bzw. 11 zu begrenzen. Anstatt einer derartigen
Vorspannfeder könnten die Kolben 208 je-
weils mit einer eigenen, nicht dargestellten
Vorspannfeder versehen werden, die zwischen dem Kolben und der Grundfläche der Bohrung
206 unter Druck steht.
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Bei der in F i g. 13 und 14 dargestellten Anordnung übt der
hydraulische Steuerdruck auf jede Rollenschwenkwelle 50 d eine axiale
Steuerkraft aus, die proportional der Größe des Druckes und der Fläche 200 ist,
während die Kraft, die die Schwenkrollen 20 d nach innen gegen die Toroidflächen
drückt, proportional der Größe des Druckes und der Fläche des Kolbens
208 ist. Es leuchtet daher ein, daß die Kraft zur Belastung der Schwenkrollen
20 d
in Richtung auf die Toroidflächen von demjenigen hydraulischen
Steuerdruck abgeleitet und ihm proportional ist, der die übersetzungsverhältnisstellung
der Schwenkrollen steuert.
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Es ist unwesentlich, daß die Achse des Kolbens 208 entsprechend
der Darstellung rechtwinklig zur Achse der entsprechenden Schwenkwelle.
50 d angeordnet ist. Falls erforderlich, kami der Kolben 208 etwas
in Richtung auf -die Achse der Schwenkwelle 50 d geneigt sein um die
Seitenbelastung des Kolbens in Richtung aui die Wand seiner Zylinderbohrung
206 auf einen Kleinstwert zu bringen.