DE19949770A1

DE19949770A1 - Stufenloses Getriebe des Ringtyps

Info

Publication number: DE19949770A1
Application number: DE19949770A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Machida; Takashi Imanishi; Kouji Ishikawa
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2019-10-16
Also published as: JPH11303961A; US6375595B1; DE19949770C2

Abstract

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Übertragung eines großen Drehmoments zwischen Ausgangsseitenscheiben und einer Hülle zu ermöglichen, während eine Dicke der Hülle aufrechterhalten wird. Dazu sind konvexe Abschnitte auf Außenflächen der Ausgangsseitenscheiben ausgebildet und konkave Abschnitte sind auf Kantenabschnitten beider axialer Enden der Hülle ausgebildet. Durch Einpassen der konvexen Abschnitte in die konkaven Abschnitte sind synchrone Drehungen des Paares von Ausgangsseitenscheiben und eine Übertragung einer Drehung von den Ausgangsseitenscheiben auf ein Ausgangsritzel erreichbar.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Ein erfindungsgemäßes stufenloses Getriebe des Ringtyps kann beispielsweise als Drehzahländerungseinheit eines Getrie bes eines Kraftfahrzeugs bzw. verschiedener industrieller Ma schinen verwendet werden.

Stand der Technik

Es wurde untersucht, daß ein stufenloses Getriebe des Ringtyps, welches in Fig. 7 und 8 schematisch dargestellt ist, als Getriebe eines Kraftfahrzeugs verwendet wird. Bei spielsweise ist, wie in der japanischen Gebrauchsmuster- Offenlegungsschrift Nr. 62-71 465 offenbart, bei einem derar tigen stufenlosen Getriebe des Ringtyps eine Eingangsseiten scheibe 2 koaxial mit einer Eingangswelle 1 gelagert, und eine Ausgangsseitenscheibe 4 ist an einem Ende einer Ausgangswelle 3 befestigt, welche koaxial mit der Eingangswelle 1 angeordnet ist. Innerhalb eines Gehäuses, welches das stufenlose Getriebe des Ringtyps enthält, sind Zapfen 6 vorgesehen, welche um Drehwellen 5 schwenkbar sind, welche bei Positionen angeordnet sind, welche bezüglich der Eingangswelle 1 und der Ausgangs welle 3 verdreht sind.

Das heißt, daß jeder Zapfen 6 an seinen beiden Endaußen flächen mit den Drehwellen 5 in Koaxialität miteinander verse hen ist. Ferner lagern Mittelabschnitte der Zapfen 6 proximale Enden von Verschiebungswellen 7, so daß Neigungswinkel der Verschiebungswellen 7 durch Schwenken bzw. Schwingen der Zap fen 6 um die Drehwellen 5 eingestellt werden können. Lei stungswalzen 8 sind drehbar um die Verschiebungswellen 7 angeordnet, welche durch die Zapfen 6 gelagert sind. Die Lei stungswalzen 8 sind zwischen gegenüberliegenden Innenflächen 2a und 4a der Eingangsseitenscheibe 2 und der Ausgangsseiten scheibe 4 eingesetzt. Die Innenflächen 2a, 4a weisen konkave Oberflächen auf, welche durch Drehen von Bögen mit Mitten auf der Drehwelle 5 erhalten werden. Umfangsoberflächen 8a der Leistungswalzen 8 mit sphärischen konvexen Gestalten stoßen gegen die Innenflächen 2a, 4a.

Eine Druckvorrichtung 9 eines Lastnockentyps ist zwischen der Eingangswelle 1 und der Eingangsseitenscheibe 2 angeord net, so daß die Eingangsseitenscheibe 2 durch die Druckvor richtung 10 elastisch zu der Ausgangsseitenscheibe 4 hin ge drängt werden kann. Die Druckvorrichtung 9 umfaßt eine Lastnocke (Nockenscheibe) 10, welche gemeinsam mit der Ein gangswelle 1 gedreht wird, und eine Vielzahl (beispielsweise vier) von Walzen 12, welche durch eine Halterung 11 drehbar gehalten werden. Eine Seitenfläche (rechte Seitenfläche in Fig. 7 und 8) der Lastnocke 10 ist als Nockenfläche 13 mit einer Unebenheit bzw. Wellung, welche längs einer Umfangsrich tung verläuft, aufgebaut, und eine Außenfläche (linke Seiten fläche in Fig. 7 und 8) der Eingangsseitenscheibe 2 weist eine ähnliche Nockenfläche 14 auf. Die Vielzahl von Walzen 12 ist drehbar zur Drehung um Achsen gelagert, welche radial be züglich der Mittellinie der Eingangswelle 1 verlaufen.

Bei Verwendung des stufenlosen Getriebes des Ringtyps mit dem oben erwähnten Aufbau wird, wenn die Lastnocke 10 gedreht wird, wenn die Eingangswelle 1 gedreht wird, die Vielzahl von Walzen 12 durch die Nockenfläche 13 gegen die Nockenfläche 14 gedrängt, welche auf der Außenfläche der Eingangsseitenscheibe 2 ausgebildet ist. Es ist ein Ergebnis, daß die Eingangssei tenscheibe 2 gegen die Vielzahl von Leistungswalzen 8 gedrängt wird und zur gleichen Zeit wegen des Reibungseingriffs zwi schen den Nockenflächen 13, 14 und der Vielzahl von Walzen 12 die Eingangsseitenscheibe 2 gedreht wird. Eine Drehung der Eingangsseitenscheibe 2 wird durch die Vielzahl von Leistungs walzen 8 auf die Ausgangsseitenscheibe 4 übertragen, wodurch die Ausgangswelle 3 gedreht wird, welche an der Ausgangssei tenscheibe 4 befestigt ist.

In einem Fall, bei welchem ein Übersetzungsverhältnis (ein Drehzahländerungs-Verhältnis) zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3 geändert wird, wenn eine Verzögerung zwi schen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3 bewirkt wird, werden die Zapfen 6 um die Drehwellen 5 in vorbestimmten Richtungen geschwenkt bzw. geschwungen, wodurch die Verschie bungswellen 7 geneigt werden, so daß die Umfangsflächen 8a der Leistungswalzen 8 gegen einen Abschnitt der Innenfläche 2a der Eingangsseitenscheibe 2 nahe bei der Mitte bzw. einen Ab schnitt der Innenfläche 4a der Ausgangsseitenscheibe 4 nahe bei deren Außenumfang stoßen, wie in Fig. 7 dargestellt. Dem gegenüber werden, wenn eine Beschleunigung bewirkt wird, die Zapfen 6 um die Drehwellen 5 in entgegengesetzte Richtungen geschwenkt, wodurch die Verschiebungswellen 7 geneigt werden, so daß die Umfangsflächen 8a der Leistungswalzen 8 gegen einen Abschnitt der Innenfläche 2a der Eingangsseitenscheibe 2 nahe bei deren Außenumfang bzw. einen Abschnitt der Innenfläche 4a der Ausgangsseitenscheibe 4 nahe bei der Mitte stoßen, wie in Fig. 8 dargestellt. Wenn die Neigungswinkel der Verschiebungs wellen 7 bei einem Zwischenwert zwischen Fig. 7 und Fig. 8 ausgewählt werden, kann ein Zwischen-Drehzahländerungs- Verhältnis erhalten werden.

Fig. 9 und 10 stellen ein Beispiel eines konkreteren stufenlosen Getriebes des Ringtyps dar, welches in der japani schen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 1-173 552 be schrieben ist. Eine Eingangsseitenscheibe 2 und eine Ausgangs seitenscheibe 4 sind jeweils über Nadellager 16 drehbar um ei ne zylindrische Eingangswelle 15 gelagert. Das heißt, daß Durchgangslöcher 17 mit einem kreisförmigen Querschnitt in Mittelabschnitten der Eingangsseitenscheibe 2 und der Aus gangsseitenscheibe 4 ausgebildet sind, so daß diese durch In nen- und Außenflächen der Scheiben 2, 4 axial (in einer Links- und-rechts-Richtung in Fig. 9) hindurchtreten. Die Nadellager 16 sind zwischen Innenumfangsflächen der Durchgangslöcher 17 und einer Außenumfangsfläche eines Zwischenabschnitts der Ein gangswelle 15 angeordnet. Ferner nehmen Sperrillen 18, welche in Innenumfangsflächen der Durchgangslöcher nahe bei Innenflä chen ausgebildet sind, Sperringe 19 auf, um zu verhindern, daß sich die Nadellager 16 von den Durchgangslöchern 17 zu den In nenflächen 2a, 4a der Scheiben 2, 4 hin entfernen. Eine Lastnocke 10 befindet sich in Keilnutverbindung mit einem Ende (linkes Ende in Fig. 9) der Eingangswelle 15, so daß durch ei nen Flansch 20 verhindert wird, daß sich die Lastnocke von der Eingangsseitenscheibe weg verschiebt. Die Lastnocke 10 und Walzen 12 bilden eine Druckvorrichtung 9 zum Drehen der Ein gangsseitenscheibe 2, während die Eingangsseitenscheibe in Re aktion auf eine Drehung der Ausgangswelle 15 zu der Ausgangs seitenscheibe 4 hin gedrängt wird. Ein Ausgangsritzel 21 ist mit der Ausgangsseitenscheibe 4 über Paßfedern 22 verbunden, so daß die Ausgangsseitenscheibe 4 und das Ausgangsritzel 21 in einer synchronen Weise gedreht werden.

Beide Enden eines Paares von Zapfen 6 sind durch ein Paar von Lagerscheiben 23 für eine schwankende Bewegung und eine axiale Verschiebungsbewegung (in einer Vorne-und-hinten- Richtung in Fig. 9 und einer Links-und-rechts-Richtung in Fig. 10) gelagert. Kreisförmige Löcher 24, welche in einem Zwi schenabschnitt der Zapfen 6 ausgebildet sind, lagern Verschie bungswellen 7. Die Verschiebungswellen 7 weisen Lagerwellenab schnitte 25 und Drehwellenabschnitte 26 auf, welche parallel zueinander und exzentrisch gegeneinander sind. Die Lagerwel lenabschnitte 25 sind über Radialnadellager 27 drehbar inner halb der kreisförmigen Löcher 24 gelagert. Ferner sind Leistungswalzen 8 über weitere Radialnadellager 28 drehbar um die Drehwellenabschnitte 26 gelagert.

Nebenbei bemerkt ist das Paar von Verschiebungswellen 7 an Positionen angeordnet, welche bezüglich der Eingangswelle 15 diametral gegenüberliegend sind. Ferner sind Richtungen, längs welcher die Drehwellenabschnitte 26 der Verschiebungswellen 7 bezüglich der Lagerwellenabschnitte 25 exzentrisch sind, die gleichen bezüglich der Drehrichtungen der Eingangsseiten- und Ausgangsseitenscheibe 2, 4 (entgegengesetzte Richtungen in Fig. 10). Ferner sind die Exzentrizitätsrichtungen im wesent lichen senkrecht zu der Verlaufsrichtung der Eingangswelle 15. Demgemäß sind die Leistungswalzen 8 für eine geringfügige Ver schiebung längs der Verlaufsrichtung der Eingangswelle 15 ge lagert. Es ist ein Ergebnis, daß wegen einer elastischen Ver formung von Bauelementen, welche durch eine große Last, welche auf die Bauelemente in dem Drehkraftübertragungs-Zustand wirkt, verursacht wird, die Verschiebung, selbst wenn die Lei stungswalzen 8 eine Neigung zum Verschieben zu der Axialrich tung (Links-und-rechts-Richtung in Fig. 9 und Vorne-und- hinten-Richtung in Fig. 10) der Eingangswelle 15 hin aufwei sen, ohne Ausüben einer übermäßigen Kraft auf die Bauelemente aufgenommen werden kann.

Ferner sind zwischen den Außenflächen der Leistungswalzen 8 und den Innenflächen der Zwischenabschnitte der Zapfen 6 Druckkugellager 29 und Drucknadellager 30 geordnet von den Au ßenflächen der Leistungswalzen 8 ausgehend angeordnet. Die Druckkugellager 29 ermöglichen Drehungen der Leistungswalzen 8, während eine Schublast, welche auf die Leistungswalzen 8 wirkt, aufgenommen wird. Die Drucknadellager 30 ermöglichen es, daß die Drehwellenabschnitte 26 und Außenlaufringe 31, welche. Teile des Druckkugellagers 29 bilden, um die Lagerwel lenabschnitte 25 geschwenkt werden, während eine Schublast aufgenommen wird, welche von den Leistungswalzen 8 ausgehend auf die Außenlaufringe 31 wirkt.

Ferner sind Antriebsstangen 32 mit einem Ende (linke Enden in Fig. 10) der Zapfen 6 verbunden, und Antriebskolben 33 sind an den Außenumfangsflächen von Zwischenabschnitten der An triebsstangen 32 befestigt. Die Antriebskolben 33 sind inner halb von Antriebszylindern 34 in einer öldichten Weise ange bracht.

In dem Fall des stufenlosen Getriebes des Ringtyps mit dem oben erwähnten Aufbau wird die Drehung der Eingangswelle 15 über die Druckvorrichtung 9 auf die Eingangsscheibe 2 übertra gen. Die Drehung der Eingangsseitenscheibe 2 wird über das Paar von Leistungswalzen 8 auf die Ausgangsseitenscheibe 4 übertragen, und die Drehung der Ausgangsseitenscheibe 4 wird durch das Ausgangsritzel 21 aufgenommen. Wenn das Überset zungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 15 und dem Aus gangsritzel 21 geändert wird, wird das Paar von Antriebskolben 33 in entgegengesetzten Richtungen verschoben. In Reaktion auf die Verschiebung der Antriebskolben 33 wird das Paar von Zap fen 6 in entgegengesetzten Richtungen verschoben, mit dem Er gebnis, daß beispielsweise die (in Fig. 10) untere Leistungs walze 8 in Fig. 10 nach links verschoben wird. Es ist ein Er gebnis, daß Richtungen von Tangentialkräften, welche auf Be rührbereiche zwischen den Umfangsflächen 8a der Leistungswal zen 8 und der Innenflächen 2a, 4a der Eingangs- und Ausgangs seitenscheiben 2, 4 wirken, geändert werden. In Reaktion auf die Änderung von Kraftrichtungen werden die Zapfen 6 in entge gengesetzten Richtungen um die Drehwellen 5 geschwenkt, welche durch die Lagerscheiben 23 drehbar gelagert sind. Es ist ein Ergebnis, daß, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, die Berühr bereiche zwischen den Umfangsflächen 8a der Leistungswalzen 8 und der Innenflächen 2a, 4a geändert werden, wodurch das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 15 und dem Aus gangsritzel 21 geändert wird.

Nebenbei bemerkt werden, wenn die Drehkraft zwischen der Eingangswelle 15 und dem Ausgangsritzel 21 in dieser Weise übertragen wird, in Reaktion auf die elastische Verformung der Bauelemente die Leistungswalzen 8 in der Axialrichtung der Eingangswelle 15 verschoben, und die Verschiebungswellen 7, welche die Leistungswalzen 8 drehbar lagern, werden geringfü gig um die Drehwellenabschnitte 25 gedreht. Es ist ein Ergeb nis einer derartigen Drehung, daß Außenflächen der Außen laufringe 31 der Druckkugellager 29 und Innenflächen der Zap fen 6 relativ zueinander verschoben werden. Aufgrund der Tat sache, daß die Drucknadellager 30 zwischen derartigen Außen flächen und Innenflächen angeordnet sind, ist eine Kraft, wel che zum Bewirken einer derartigen Relativverschiebung erfor derlich ist, gering. Demgemäß wird eine Kraft zum Ändern der Neigungswinkel der Verschiebungswellen 7 gering.

Ferner ist es, wie in Fig. 11 und 12 dargestellt, be reits bekannt, eine Anordnung eines sogenannten Doppelhohl raum-Typs vorzuschlagen, bei welchem zwei Eingangsseitenschei ben 2A, 2B, welche einer ersten und einer zweiten Außenscheibe entsprechen, und zwei Ausgangsscheiben 4, welche einer ersten und einer zweiten Innenscheibe entsprechen, um eine Eingangs welle 15a vorgesehen sind und die zwei Eingangsseitenscheiben 2A, 2B und die zwei Ausgangsseitenscheiben 4 parallel bezüg lich einer Leistungsübertragungsrichtung angeordnet sind. Bei der in Fig. 11 und 12 dargestellten Anordnung ist ein Aus gangsritzel 21a um einen Zwischenabschnitt der Eingangswellen 15a zur Drehung bezüglich der Eingangswelle 15a gelagert, und die Ausgangsseitenscheiben 4 befinden sich in Keilnutverbin dung mit beiden Enden einer zylindrischen Hülle 45, welche auf der Mitte des Ausgangsritzels 21a vorgesehen ist. Nadellager 16 sind zwischen Innenumfangsflächen von Durchgangslöchern 17 vorgesehen, welche in den Ausgangsseitenscheiben 4 und einer Außenumfangsfläche der Eingangswelle 15a ausgebildet sind, so daß die Ausgangsseitenscheiben 4 um die Eingangswelle 15a zur Drehung und axialen Verschiebungsbewegung bezüglich der Ein gangswelle 15a gelagert sind. Ferner sind die Eingangsseiten scheiben 2A, 2B auf beiden Enden der Eingangswelle 15a zur Drehung mit der Eingangswelle 15a zusammen gelagert. Die Ein gangswelle 15a wird durch eine Antriebswelle 35 über eine Druckvorrichtung 9 eines Lastnockentyps drehangetrieben. Ne benbei bemerkt ist ein Radiallager 36, wie etwa ein Gleitlager oder ein Nadellager, zwischen einer Außenumfangsfläche eines Leitendabschnitts (rechter Abschnitt in Fig. 11 und 12) der Antriebswelle 35 und einer Innenumfangsfläche eines proximalen Endes (linkes Ende in Fig. 11 und 12) der Antriebswelle 15a angeordnet. Demgemäß befinden sich die Antriebswelle 35 und die Eingangswelle 15a in einer koaxialen Beziehung und sind für eine geringfügige Verschiebung in einer Drehrichtung ange ordnet.

Eine Hinterfläche (rechte Fläche in Fig. 11 und 12) ei ner der Eingangsseitenscheiben (der rechten in Fig. 11 und 12) 2A stößt über eine kegelförmige Blattfeder 38 mit einer großen Elastizität gegen eine Lastmutter 37, wodurch eine axiale Verschiebung (Links-und-rechts-Richtung in Fig. 11 und 12) der Eingangsseitenscheibe relativ zu der Eingangswelle 15a im wesentlichen verhindert wird. Demgegenüber ist die Ein gangsseitenscheibe 2B, welche der Lastnocke 10 gegenüberliegt, auf der Eingangswelle 15a über eine Kugel-Keilnut 39 für eine axiale Verschiebungsbewegung gelagert. Eine kegelförmige Blattfeder 41 ist zwischen einer Außenfläche (linke Fläche in Fig. 11 und 12) der Eingangsseitenscheibe 2B und einem Sperrstufenabschnitt angeordnet, welcher auf der Außenumfangs fläche des Zwischenabschnitts der Eingangswelle 15a ausgebil det ist. Die kegelförmige Blattfeder 41 weist eine Elastizität auf, welche kleiner als diejenige der Blattfeder 38 ist, und dient zum Ausüben eines Vordrucks auf Berührbereiche zwischen den Innenflächen 2a, 4a der Scheiben 2A, 2B, 4 und den Um fangsflächen 8a der Leistungswalzen 8.

Ferner ist das Ausgangsritzel 21a durch eine Trennwand 42 innerhalb des Gehäuses über ein Paar von Kugellagern 43 eines Schrägtyps gelagert, während eine axiale Verschiebung des Aus gangsritzels verhindert wird. Nebenbei sei bemerkt, daß der Grund, warum das in Fig. 11 und 12 dargestellte stufenlose Ringtyp-Getriebe eines Doppelhohlraumtyps einen bzw. beide der Eingangsseitenscheiben 2A, 2B gegenüber der Lastnocke 10 auf der Eingangswelle 15a zur axialen Verschiebungsbewegung über die Kugel-Keilnute 39 lagert, darin besteht, daß die beiden Scheiben 2A, 2B in der Axialrichtung bezüglich der Eingangs welle 15a in Reaktion auf eine elastische Verformung von Bau elementen, welche durch den Betrieb der Druckvorrichtung 9 verursacht wird, während die Drehungen der beiden Scheiben 2A, 2B synchronisiert werden, verschoben werden können.

Wenn das oben erwähnte stufenlose Ringtyp-Getriebe eines Doppelhohlraumtyps betrieben wird, wird die Drehung der An triebswelle 35 auf die andere (die linke in Fig. 11) Eingangs seitenscheibe 2B über die Druckvorrichtung 9 übertragen, und anschließend wird die Drehung auf eine Eingangsseitenscheibe 2A über die Eingangswelle 15A übertragen, mit dem Ergebnis, daß die beiden Eingangsseitenscheiben 2A, 2B synchron gedreht werden. Die Drehung der beiden Eingangsseitenscheiben 2A, 2B wird auf das Paar von Ausgangsseitenscheiben 4 über die Viel zahl (zwei, zwei (insgesamt vier) bei dem dargestellten Bei spiel) von Leistungswalzen 8 übertragen. Es ist ein Ergebnis, daß die Hülle 45, deren beide Enden sich in Keilnutverbindung mit den Ausgangsseitenscheiben 4 befinden, gedreht wird, so daß auch das Ausgangsritzel 21a, welches an der Außenumfangs fläche des Zwischenabschnitts der Hülle 45 befestigt ist, ge dreht wird. In dieser Weise kann bei dem stufenlosen Ringtyp- Getriebe eines Doppelhohlraumtyps, da die Übertragung einer Drehung von der Antriebswelle 35 auf das Ausgangsritzel 21a durch zwei parallele Systeme bewirkt wird, ein großes Drehmo ment übertragen werden. Ferner kann durch Ändern der Neigungs winkel der Leistungswalzen 8, welche zwischen den Scheiben 2A, 2B angeordnet sind, in einer synchronen Weise das Überset zungsverhältnis zwischen den Eingangsseitenscheiben 2A, 2B und den Ausgangsseitenscheiben 4 geändert werden.

Im Fall der herkömmlichen Anordnung, welche in Fig. 11 und 12 dargestellt ist, wird, da das Paar von Ausgangsseiten scheiben 4 sich in Keilnutverbindung mit beiden Enden der Hül le 45 befindet, an welcher das Ausgangsritzel 21a befestigt ist, eine Dicke beider Enden der Hülle 45 unvermeidlich gerin ger. Daher wird, solange die Dicke der Hülle 45 nicht vergrö ßert wird, eine Torsionssteifigkeit der beiden Enden vermin dert, mit dem Ergebnis, daß es schwierig ist, ein großes Drehmoment zwischen den Ausgangsseitenscheiben 4 und der Hülle 45 zu übertragen. Eine Erhöhung der Dicke der Hülle 45 ist nicht zu bevorzugen, da es schwierig ist, das stufenlose Ge triebe des Ringtyps kompakt und leichtgewichtig zu machen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die oben erwähn ten Umstände.

Wie bei herkömmlichen stufenlosen Ringtyp-Getrieben eines Doppelhohlraumtyps, wie in Fig. 11 und 12 dargestellt, um faßt ein erfindungsgemäßes stufenloses Getriebe des Ringtyps eine erste und eine zweite Außenscheibe, welche koaxial mit einander gelagert und in der Lage sind, synchron in einer der artigen Weise gedreht zu werden, daß Innenflächen der Scheiben einander gegenüberliegen, eine erste Innenscheibe, welche koa xial mit der ersten und zweiten Außenscheibe gelagert und in der Lage ist, unabhängig von der ersten und der zweiten Außen scheibe gedreht zu werden, und eine Innenfläche aufweist, wel che der Innenfläche der ersten Außenscheibe gegenüberliegt, eine zweite Innenscheibe, welche koaxial mit der ersten Innen scheibe gelagert und in der Lage ist, synchron mit der ersten Innenscheibe gedreht zu werden, und eine Innenfläche aufweist, welche der Innenfläche der zweiten Außenscheibe gegenüber liegt, eine Vielzahl erster Drehwellen, welche zwischen der ersten Außenscheibe und der ersten Innenscheibe bei verdrehten Positionen angeordnet sind, wo sich die Drehwellen nicht mit einer Zentralachse dieser Scheiben überschneiden, sondern in Richtungen verlaufen, welche senkrecht zu der Mittelachse sind, eine Vielzahl erster Zapfen, welche um die ersten Dreh wellen schwenkbar sind, erste Verschiebungswellen, welche von Innenflächen der ersten Zapfen hervorstehen, eine Vielzahl von ersten Leistungswalzen, welche drehbar um die ersten Verschie bungswellen gelagert und zwischen der Innenfläche der ersten Außenscheibe und der Innenfläche der ersten Innenscheibe ein gesetzt sind, eine Vielzahl zweiter Drehwellen, welche zwi schen der zweiten Außenscheibe und der zweiten Innenscheibe bei verdrehten Positionen angeordnet sind, wo die Drehwellen sich nicht mit einer Mittelachse dieser Scheiben überschnei den, sondern in Richtungen verlaufen, welche senkrecht zu der Mittelachse sind, eine Vielzahl zweiter Zapfen, welche um die zweiten Drehwellen schwenkbar sind, zweite Verschiebungswel len, welche von Innenflächen der zweiten Zapfen hervorstehen, und eine Vielzahl zweiter Leistungswalzen, welche drehbar um die zweiten Verschiebungswellen gelagert und zwischen der In nenfläche der zweiten Außenscheibe und der Innenfläche der zweiten Innenscheibe eingesetzt sind; und die erste und die zweite Außenscheibe auf beiden Endabschnitten einer zylindri schen Hülle zur Drehung sind in Synchronizität mit der Hülle gelagert.

Insbesondere sind bei dem erfindungsgemäßen stufenlosen Getriebe des Ringtyps konkave Abschnitte bzw. konvexe Ab schnitte auf den gegenüberliegenden Außenflächen der ersten und der zweiten Innenscheibe ausgebildet, und konvexe Ab schnitte bzw. konkave Abschnitte sind auf Kantenabschnitten der axialen beiden Enden der Hülle ausgebildet. Und dadurch, daß die konkaven Abschnitte bzw. die konvexen Abschnitte, wel che auf den gegenüberliegenden Außenflächen der ersten und der zweiten Scheibe ausgebildet sind, mit den konvexen Abschnitten bzw. den konkaven Abschnitten, welche auf den Kantenabschnit ten der axialen beiden Enden der Hülle ausgebildet sind, in Eingriff gebracht werden, können synchrone Drehungen der er sten und der zweiten Innenscheibe und eine Übertragung einer Drehkraft zwischen der ersten und der zweiten Innenscheibe und der Hülle erreicht werden.

Die Funktion des stufenlosen Getriebes des Ringtyps der vorliegenden Erfindung, welches die oben erwähnten Anordnungen zum Übertragen der Drehkraft von der ersten und der zweiten Außenscheibe auf die erste und die zweite Innenscheibe über die zwei Systeme aufweist, und die Funktion zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses zwischen der ersten und der zweiten Außenscheibe und der ersten und der zweiten Innenscheibe sind die gleichen wie diejenigen bei dem herkömmlichen stufenlosen Ringtyp-Getriebe eines Doppelhohlraumtyps, wie in Fig. 11 und 12 dargestellt.

Insbesondere wird in dem Fall des stufenlosen Getriebes des Ringtyps der vorliegenden Erfindung, da die Anordnung zum synchronen Drehen der ersten und der zweiten Innenscheibe und der Hülle durch den Eingriff zwischen den axialen konkaven und konvexen Abschnitten erhalten wird, wegen des Eingriffs eine Dicke von Abschnitten der Hülle bei den Eingriffsbereichen zwischen der Hülle und der ersten und der zweiten Innenscheibe nicht vermindert. Daher kann, ohne die Dicke der Hülle besonders zu erhöhen, ein großes Drehmoment übertragen werden, wäh rend eine angemessene Beständigkeit der Hülle aufrechterhalten wird.

Die weiteren Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfin dung sind aus der folgenden Erläuterung zu ersehen, welche Ausführungsbeispiele davon mit Bezug auf die beigefügte Zeich nung betrachtet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht, welche ein er stes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht eines Paares von Aus gangsseitenscheiben, welche in das erste Ausführungsbeispiel aufzunehmen sind;

Fig. 3 ist eine End-Perspektivansicht einer Hülle;

Fig. 4 ist eine Perspektivansicht einer Ausgangsseiten scheibe, welche in ein zweites Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung einzufügen ist;

Fig. 5 ist eine End-Perspektivansicht einer Hülle;

Fig. 6 ist eine teilweise Schnittansicht, welche ein drit tes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht, welche einen fundamentalen Aufbau eines herkömmlichen stufenlosen Getriebes des Ringtyps bei einem Zustand maximaler Verzögerung darstellt;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht, welche das stufenlose Ge triebe des Ringtyps bei einem Zustand maximaler Beschleunigung darstellt;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht, welche ein erstes Beispiel eines konkreten Aufbaus eines stufenlosen Getriebes des Ring typs darstellt;

Fig. 10 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie 10-10 in Fig. 9;

Fig. 11 ist eine teilweise Schnittansicht, welche ein zweites Beispiel eines konkreten Aufbaus eines stufenlosen Ge triebes des Ringtyps darstellt; und

Fig. 12 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie 12-12 in Fig. 11.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 bis 3 stellen ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Nebenbei bemerkt ist die vorlie gende Erfindung gekennzeichnet durch Eingriffsabschnitte zwi schen einem Paar von Außenscheiben (einer ersten und einer zweiten Innenscheibe) 4 und beiden axialen Endabschnitten ei ner Hülle 45 mit einer Außenumfangsfläche des Zwischenab schnitts davon, an welcher ein Ausgangsritzel 21a befestigt ist. Aufgrund der Tatsache, daß die weiteren Anordnungen und Funktionen die gleichen wie diejenigen bei der zuvor erwähnten Technik sind, dargestellt in Fig. 11 und 12, wird eine Er läuterung und Darstellung der gleichen bzw. ähnlicher Teile weggelassen bzw. vereinfacht, und die kennzeichnenden Ab schnitte der vorliegenden Erfindung werden hauptsächlich im folgenden beschrieben.

Sektorförmige konvexe Abschnitte 47, wie in Fig. 2 darge stellt, sind auf gegenüberliegenden Flächen des Paares von Ausgangsseitenscheiben 4 an zwei diametral gegenüberliegenden Positionen im Hinblick auf Durchgangslöcher 17 ausgebildet, welche in den Mitten der Ausgangsseitenscheiben 4 ausgebildet sind. Die konvexen Abschnitte 47 sind auf einem Kreis um das Durchgangsloch 17 herum angeordnet. Demgegenüber sind gekerbte konkave Abschnitte, wie in Fig. 3 dargestellt, in Kanten bei der axialer Enden der Hülle 45 an zwei diametral gegenüberlie genden Positionen ausgebildet. Breitenausdehnungen W₄₈ der kon kaven Abschnitte 48 sind gleich zu Breitenausdehnungen W₄₇ der konvexen Abschnitte 47 oder geringfügig größer als diese (W₄₈ ≧ W₄₇), so daß die konvexen Abschnitte 47 in die konkaven Ab schnitte 48 ohne ein Spiel eingepaßt werden können. Nebenbei bemerkt können, da die konkaven Abschnitte 48 und die konvexen Abschnitte 47 jeweils in einem Zustand, bei welchem die konka ven Abschnitte 48 und die konvexen Abschnitte 47 ineinander eingepaßt sind, diametral gegenüberliegend sind, die Ausgangs seitenscheiben 4 und die Hülle 45 koaxial miteinander angeord net werden.

Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die oben erwähnten Aus gangsseitenscheiben 4 und eine Hülle 45 derart angeordnet, daß die konvexen Abschnitte 47 in die konkaven Abschnitte 48 ohne ein Spiel eingepaßt sind, wodurch ein stufenloses Ringtyp- Getriebe eines Doppelhohlraumtyps gebildet wird. Bei dem An ordnungszustand und bei einem Fahrzustand werden die Ausgangs seitenscheiben 4 zu beiden Endkanten der Hülle 45 hin jeweils durch eine Vielzahl von Leistungswalzen 8 (Fig. 11) gedrängt. Demgemäß wird der Eingriff zwischen den konkaven Abschnitten 48 und den konvexen Abschnitten 47 nicht versehentlich gelöst, so daß synchrone Drehungen des Paares von Ausgangsseitenschei ben 4 und eine Übertragung einer Drehkraft zwischen dem Paar von Ausgangsseitenscheiben 4 und der Hülle 45 erreicht werden können.

Im Fall des stufenlosen Getriebes des Ringtyps der vorlie genden Erfindung mit dem oben erwähnten Aufbau wird, da die Struktur zum Drehen des Paares von Ausgangsseitenscheiben 4 und der Hülle 45 in einer synchronen Weise durch den Eingriff zwischen den konvexen Abschnitten 47, welche axial hervorste hen, und den konkaven Abschnitten 48, welche axial retardiert sind, erhalten wird, wegen des Eingriffs eine Dicke von Ab schnitten der Hülle 45 bei den Eingriffsbereichen zwischen der Hülle und dem Paar von Ausgangsseitenscheiben 4 an beiden axialen Enden nicht vermindert. Daher kann, ohne die Dicke der Hülle 45 besonders zu erhöhen, ein großes Drehmoment übertra gen werden, während eine angemessene Beständigkeit der Hülle 45 aufrechterhalten wird.

Nebenbei bemerkt können im Fall des stufenlosen Getriebes des Ringtyps der vorliegenden Erfindung, da die Ausgangssei tenscheiben 4 symmetrisch bezüglich der Hülle 45 verschoben werden können, Kugellager 43 zum Lagern der Hülle 45 diametra le Positionen der Ausgangsseitenscheiben 4 nicht regulieren. Aufgrund der Tatsache jedoch, daß während des Betriebs des stufenlosen Getriebes des Ringtyps die Ausgangsseitenscheiben 4 in der diametralen Richtung mittels Nadellagern 16 zwischen den Ausgangsseitenscheiben und einer Außenumfangsfläche einer Eingangswelle 15a angeordnet sind, werden die Ausgangsseiten scheiben 4 nicht in der diametralen Richtung abgelenkt.

Ferner ist es zu bevorzugen, daß ein Außendurchmesser D₄₇ jedes konvexen Abschnitts 47 um das 1,2- bis 2,5-fache größer als ein Innendurchmesser R₁₇ jedes der Durchgangslöcher 17 ist, welche in den Mitten der Ausgangsseitenscheiben 4 ausgebildet sind {D₄₇ = (1,2 bis 2,5)R₁₇}. Wenn der Außendurchmesser D₄₇ kleiner als ein derartiger Wert ist (D₄₇ < 1,2 R₁₇), ist es schwierig, eine Festigkeit der konvexen Abschnitte 47 zu ge währleisten. Demgegenüber ist es, wenn der Außendurchmesser D₄₇ des konvexen Abschnitts 47 einen derartigen Wert übersteigt (D₄₇ < 2,5 R₁₇), zum Verhindern einer Störung zwischen den kon vexen Abschnitten 47 und Außenlaufringen, welche die Kugella ger 43 bilden, erforderlich, daß Außendurchmesser der Kugella ger 43 übermäßig erhöht werden, wodurch eine Kompaktheit und eine Gewichtsverminderung des stufenlosen Getriebes des Ring typs erschwert werden. Ferner ist es zu bevorzugen, daß eine axiale Höhe H₄₇ des konkaven Abschnitts 47 größer als 1/20 und kleiner als 1/4 einer axialen Länge L₄ der Ausgangsseitenschei be 4 {H₄₇ = (1/20 bis 1/4)L₄} ist. Wenn die Höhe H₄₇ des konve xen Abschnitts 47 kleiner als ein derartiger Wert ist {H₄₇ < (1/20)L₄} ist, ist es schwierig, eine Festigkeit der Eingriffs abschnitte zwischen den konvexen Abschnitten 47 und den konka ven Abschnitten 48 zu gewährleisten. Demgegenüber werden, wenn die Höhe H₄₇ des konvexen Abschnitts 47 größer als ein derarti ger Wert ist {H₄₇ < (1/4)L₄}, axiale Längen der Eingriffsab schnitte zwischen den konvexen Abschnitten 47 und den konkaven Abschnitten 48 zu groß, wodurch nicht nur eine Kompaktheit und eine Gewichtsverminderung des stufenlosen Getriebes des Ring typs erschwert werden, sondern auch eine Aufrechterhaltung ei ner Torsionssteifigkeit der Eingriffsabschnitte zwischen den konvexen Abschnitten 47 und den konkaven Abschnitten 48 er schwert werden. Nebenbei bemerkt ist eine Ausdehnungsbeziehung zwischen derartigen Teilen auch bei einem zweiten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung, welches im folgenden be schrieben wird, die gleiche.

Fig. 4 und 5 stellen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Bei diesem zweiten Ausfüh rungsbeispiel ist ein teilweise unterbrochener ringförmiger Vorsprung 49, wie in Fig. 4 dargestellt, auf der Außenfläche jeder Ausgangsseitenscheibe 4 ausgebildet, und zwei diametral gegenüberliegende unzusammenhängende Bereiche des Vorsprungs 49 bilden konkave Abschnitte 48a. Demgegenüber sind konvexe Abschnitte 47a auf Kanten beider axialer Enden der Hülle 45 an zwei diametral gegenüberliegenden Positionen ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist auch eine Breitenausdehnung W_48a jedes konkaven Abschnitts 48a derart ausgewählt, daß diese gleich einer Breitenausdehnung W_47a jedes konvexen Abschnitts 47a oder geringfügig größer als diese ist (W_48a ≧ W_47a), so daß die konvexen Abschnitte 47a in die konkaven Abschnitte 48a oh ne ein Spiel eingepaßt werden können. Das zweite Ausführungs beispiel ist das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel, außer, daß die konkaven Abschnitte und die konvexen Abschnitte umgekehrt ausgebildet sind.

Nebenbei bemerkt sind bei dem oben erwähnten Ausführungs beispiel die konvexen Abschnitte 47a und die konkaven Ab schnitte 48a diametral gegenüberliegend. Um eine Übertragung der Drehkraft zwischen den Ausgangsseitenscheiben 4 und der Hülle 45 zu stabilisieren, ist es erforderlich, daß eine Viel zahl konvexer Abschnitte 47a und eine Vielzahl konkaver Ab schnitte 48a in gleichen Abständen längs einer Umfangsrichtung vorgesehen sind. Wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann, wenn die konvexen Abschnitte 47a und die konkaven Ab schnitte 48a an zwei diametral gegenüberliegenden Positionen vorgesehen sind, eine Struktur zum stabilen Übertragen der Drehung mit geringen Kosten durch eine relativ einfache Ar beitsweise erreicht werden. Falls jedoch die Kosten steigen, können drei oder mehr (beispielsweise drei oder vier) konvexe Abschnitte 47a und konkave Abschnitte 48a in gleichen Abstän den längs einer Umfangsrichtung vorgesehen werden.

Fig. 6 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung dar. Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist, um die Hülle 45 durch die Trennwand 42 zu lagern, das Paar von Kugellagern 43 eines Schrägtyps in der Vorderanordnungsweise (DF-Weise) angeordnet, und die Ra dialnadellager 50 sind zwischen der Innenumfangsfläche der Hülle 45 und der Außenumfangsfläche der Eingangswelle 15a angeordnet, um ein Abfallen der Hülle 45 zu verhindern. Im Ge gensatz dazu ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel zum La gern der Hülle 45 durch die Trennwand 42 ein Paar von Kugella gern 43 eines Schrägtyps in einer Hinteranordnungsweise (DB- Weise) angeordnet, und die Radialnadellager 50 sind weggelas sen. Die weiteren Bauweisen und Funktionen sind die gleichen wie diejenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Aufgrund der Tatsache, daß die vorliegende Erfindung die oben erwähnte Anordnung aufweist, so daß, selbst wenn die Dic ke der Hülle nicht besonders erhöht wird, ein großes Drehmo ment übertragen werden kann, während eine angemessene Bestän digkeit der Hülle gewährleistet wird, kann ein kompaktes und leichtgewichtiges stufenloses Getriebe des Ringtyps vorgesehen werden.

Viele sehr verschiedene Ausführungsbeispiele der vorlie genden Erfindung können entworfen werden, ohne von Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Es sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die spezifischen Aus führungsbeispiele, welche in der Beschreibung beschrieben wer den, beschränkt ist, außer, wie dies in den beigefügten An sprüchen definiert ist.

Claims

1. Stufenloses Getriebe des Ringtyps, umfassend:
eine erste und eine zweite Außenscheibe, welche koaxial miteinander gelagert und in der Lage sind, synchron in einer derartigen Weise gedreht zu werden, daß Innenflächen der Scheiben einander gegenüberliegen;
eine erste Innenscheibe, welche koaxial mit der ersten und der zweiten Außenscheibe gelagert und in der Lage ist, unab hängig von der ersten und zweiten Außenscheibe gedreht zu wer den, und eine Innenfläche aufweist, welche der Innenfläche der ersten Außenscheibe gegenüberliegt;
eine zweite Innenscheibe, welche koaxial mit der ersten Innenscheibe gelagert und in der Lage ist, synchron mit der ersten Innenscheibe gedreht zu werden, und eine Innenfläche aufweist, welche der Innenfläche der zweiten Außenscheibe ge genüberliegt;
eine Vielzahl von ersten Drehwellen, welche zwischen der ersten Außenscheibe und der ersten Innenscheibe bei verdrehten Positionen angeordnet sind, wo die Drehwellen sich nicht mit einer Mittelachse der Scheiben überschneiden, sondern in Rich tungen verlaufen, welche senkrecht zu der Mittelachse sind; eine Vielzahl von ersten Zapfen, welche um die ersten Drehzapfen schwenkbar sind;
erste Verschiebungswellen, welche von Innenflächen der er sten Zapfen hervorstehen;
eine Vielzahl von ersten Leistungswalzen, welche drehbar um die ersten Verschiebungswellen gelagert und zwischen der Innenfläche der ersten Außenscheibe und der Innenfläche der ersten Innenscheibe eingesetzt sind;
eine Vielzahl von zweiten Drehwellen, welche zwischen der zweiten Außenscheibe und der zweiten Innenscheibe bei verdreh ten Positionen angeordnet sind, wo die Drehwellen sich nicht mit einer Mittelachse der Scheiben überkreuzen, sondern in Richtungen verlaufen, welche senkrecht zu der Mittelachse sind;
eine Vielzahl von zweiten Zapfen, welche um die zweiten Drehwellen schwenkbar sind;
zweite Verschiebungswellen, welche von Innenflächen der zweiten Zapfen hervorstehen; und
eine Vielzahl von zweiten Leistungsrollen, welche drehbar um die zweiten Verschiebungswellen angeordnet und zwischen der Innenfläche der zweiten Außenscheibe und der Innenfläche der zweiten Innenscheibe angeordnet sind; und wobei die erste und die zweite Außenscheibe auf beiden Endabschnitten einer zylin drischen Hülle für eine Drehung in Synchronizität mit der Hül le gelagert sind; wobei ferner
konkave Abschnitte bzw. konvexe Abschnitte auf den gegen überliegenden Außenflächen der ersten und zweiten Innenschei ben und konvexe Abschnitte bzw. konkave Abschnitte auf Kanten abschnitten der axialen beiden Enden der Hülle ausgebildet sind, so daß dadurch, daß die konkaven Abschnitte bzw. die konvexen Abschnitte, welche auf den gegenüberliegenden Außen flächen der ersten und zweiten Scheibe ausgebildet sind, wobei die konvexen Abschnitte bzw. die konkaven Abschnitte auf den Kantenabschnitten der axialen beiden Enden der Hülle ausgebil det sind, in Eingriff gebracht werden, synchrone Drehungen der ersten und zweiten Innenscheibe und eine Übertragung einer Drehkraft zwischen der ersten und zweiten Innenscheibe und der Hülle erreicht werden.