DE3342745A1

DE3342745A1 - Stufenloses keilriemengetriebe

Info

Publication number: DE3342745A1
Application number: DE19833342745
Authority: DE
Inventors: Shiro Anjo Aichi Sakakibara
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1982-11-27
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1984-07-05
Also published as: GB8331394D0; GB2132711B; GB2132711A; US4541821A

Description

Diese Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe, das einen Keilriemen verwendet, und insbesondere ein stufenloses Keilriemengetriebe, das für Kraftfahrzeuge geeignet ist.

Bei herkömmlichen stufenlosen Keilriemengetrieben werden die Übersetzungsverhältnisse der Gänge (oder das Untereetzungsverhältnis) sowie die Zu- und Abnahmen in der Druckkraft zum Ergreifen des Riemens bei den Riemenscheiben üblicherweise durch hydraulischen Druck gesteuert. Da diese Art einer hydraulischen Steuerung jedoch vom Zylindervolumen eines hydraulischen Servomotors und dem Minimal-Öldruck begrenzt sind, der in anderen Teilen eines hydraulischen Umlaufs erforderlich ist, war es schwierig, die Kraft zum Ergreifen des Riemens genau entsprechend den Änderungen beim übertragenen Drehmoment zu ändern. Deshalb wird, wenn das Getriebe als Kraftfahrzeugetriebe oder dergleichen verwendet wird, was große Drehmomentänderungen nach sich zieht, oft ein unzulässig hoher Berührungsdruck an den

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Reibungsflächen von Riemenscheiben und Keilriemen aufgebracht, was ihre Lebensdauer verringert und die Wirksamkeit der Kraftübertragung absenkt.

Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein stufenloses Keilriemengetriebe vorzusehen, welches in der Lage ist, genau dem Berührungsdruck zwischen den Riemenscheiben und einem Keilriemen proportional zum übertragenen Drehmoment zu steuern und hierbei die Lebensdauer der Riemenscheiben und des Keilriemens sowie den Wirkungsgrad der Kraftübertragung zu verbessern.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein stufenloses Keilriemengetriebe mit hoher Betriebssicherheit vorzusehen, welches das Übersetzungsverhältnis« selbst in einem solchen Fall festlegen kann, wenn eine Störung bei einem Servomechanismus eines beweglichen Flansches auftreten sollte. 20

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein stufenloses Keilriemengetriebe für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, mit einer elektronischen Steuerschaltung, um den Servomechanismus eines beweglichen Flansches entsprechend den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs zu steuern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein stufenloses Keilriemengetriebe vorgesehen, welches grundsätzlich die folgenden Merkmale aufweist:

- eine Eingangs- und eine Ausgangs-Riemenscheibe,die an einer Eingangs- bzw. Ausgangswelie, die zueinander parallel liegen, angebracht sind, wobei jede Riemenscheibe einen festen Flansch und einen beweglichen Flansch aufweist, der sich in Achsrichtung relativ zum festen Flansch bewegt und gemeinsam mit diesen drehbar ist,

AOIAINAL

- ein endloser Keilriemen, der um die Eingangs- und Ausgangsriemenscheibe herumgelegt ist; um zwischen diesen Kraft zu übertragen,

- ein Servomechanismus für den beweglichen Flansch,

mit einem Antriebsteil mit einem ersten oder zweiten Gewindeteil, wobei das erste Gewindeteil am beweglichen Flansch oder an einer mit dem beweglichen Flansch verbundenen Eauteil ausgebildet ist und das zweite Gewindeteil in Gewindeeingriff mit dem ersten Gewindeteil steht, um den beweglichen Flansch durch Drehung des zweiten Gewindeteils relativ sum ersten Gewindeteil in Achsrichtung zu bewegen, und einem Antriebsmechanismus für das Antriebsteil_fund

- ein Nockerimechanismus, der von Eingangs- und Ausgang swelle mindestens an einer vorgesehen ist, um die Kraft zum Ergreifen des Riemens bzw. die Riemen-Auflagekraft der ortsfesten und beweglichen Flansche proportional zum Drehmoment zu ändern, das vom Keilriemen übertragen wird.

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich, in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, die beispielsweise einige erläuternde Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen;

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Schnitts durch ein stufenloses Keilriemengetriebe, das die vorliegende Erfindung verkörpert, Fig. 2 eine Vorderansicht eines Nockenmechanismus,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, wobei jedoch ein anderes Ausführungsbeispiel des Nockenmechanismus gezeigt ist,

Fig. 4 ein Diagramm, das die Betriebsgrundlagen des Nockenmechanismus erläutert,

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei jedoch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsge-

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mäßen stufenlosen Keilriemengetriebes gezeigt

ist,
Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 5,.wobei jedoch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen stufenlosen Keilriemengetriebes ge

zeigt ist,

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 6, wobei jedoch ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen stufenlosen Keilriemengetriebes ge- !Q zeigt ist,

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich Fig. 7_r wobei jedoch ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen stufenlosen Keilriemengetriebes gezeigt ist,

Fig. 9 eine Ansicht ähnlich Fig. 8, wobei jedoch ein

sechstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen stufenlosen Keilriemengetriebes gezeigt ist,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer elektronischen Steuerschaltung, die verwendet ist, um den

Servomechanismus eines beweglichen Flansches abhängig von den Betriebsbedingungen eines Kraftfahrzeuges zu steuern, und

Fig. 11 ein Ablaufdiagramm, das die Tätigkeiten durch die elektronische Steuerschaltung der Fig.

erläutert.

Es wird nun auf die beigefügten Zeichnungen und zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen; dort ist ein stufenloses Keilriemengetriebe gezeigt, das die vorliegende Erfindung verkörpert und eine Eingangswelle Λ, eine Ausgangswelle 2, die parallel zur Eingangswelle 1 angeordnet ist, eine Eingangs-Riemenscheibe 3, die an der Eingangswelle 1 angebracht ist, und eine Ausgangs-Riemenscheibe 4 umfaßt, die an der Ausgangswelle 2 angebracht ist, einen Keilriemen 5 zur Kraftübertragung zwischen Eingangs- und Ausgangs-Riemenscheibe 3 und 4, einen Servomechanismus 6 zum Ändern des wirk-

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samen Druchmessers der Eingangs-Riemenscheibe 3, sowie einen Nockenmechanismus 8, der an der Eingangs-Riemenscheibe 3 vorgesehen ist.

Die Eingangswelle 1 ist drehbar in einem Gehäuse 10 für das stufenlose Keilriemengetriebe durch Lager 11 und 12 gelagert, und mit einem abgesetzten Abschnitt 13 und einer Längsnut bzw. einem Längssteg 14 an seinem Umfang versehen, gemeinsam mit einer Schraube bzw. einem Gewindeteil 15, das an seinem vorderen Ende mit einem Innegewinde versehen ist.

Bei dem speziellen, in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ausgangswelle 2 drehbar im Getriebegehäuse 10 über Lager 21 und 22 gelagert, welche einteilig mit einem Hülsenabschnitt eines ortsfesten Flansches ausgebildet sind, der weiter unten beschrieben wird.

Die Eingangs-Riemenscheibe 3 weist die folgenden Merkmale auf:

- ein ortsfester Flansch 3A mit einem hülsenartigen Abschnitt 33, der am einen Ende (dem rechten Ende in der Fig.) gegen den abgesetzten Abschnitt 13 der Eingangswelle über ein Spurlager 16 anliegt und am Umfang am anderen Ende mit einem Längsnutprofil 31 und einer Federnut 32 versehen ist, sowie einen Flanschabschnitt 35, der einteilig mit dem hülsenartigen Abschnitt 33 ausgebildet und an seinem Außenumfang mit Schlitzen 34 zum Messen der Drehzahl der Eingangswelle versehen ist,

- ein beweglicher Flansch 3B, der einen hülsenartigen Nabenabschnitt 38 umfaßt, der axial beweglich auf die Hülse 33 des ortsfesten Flansches.3A aufgepaßt ist und an seinem Innenumfang mit einer Federnut 3 6 versehen ist, die passend zur Federnut 32 am festen Flansch 3A ausgebildet ist, und an seinem Außenumfang mit einer ersten oder angetriebenen Schraube 37 bzw. einem ersten Gewindeteil versehen ist, und einen

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Flanschabschnitt 39, der einteilig mit dem Nabenabschnitt 38 ausgebildet ist/ und

- eine die Feder bildende Kugelanordnung 30, die in

den Federnuten 32 und 36 aufgenommen ist, um die Axialbewegung des festen und beweglichen Flansches 3A und 3B sowie die gemeinsame Drehung um deren Achse zu lassen.

Die Ausgangs-Riemenscheibe 4 weist die folgenden Merkmale auf: - ein fester Flansch 4A mit einem hülsenartigen Abschnitt 44, der an seinen Äiißenumfang mit einer Fedemut 41, einem Iängsnutprofil und einer Schraube bzw. einem Gewindeteil 43 versehen ist und einteilig mit der Susgangsvoelle 2 gebildet ist, sowie einem Flanschab-t- ■ schnitt 450, der einteilig mit dem hülsenartigen Abschnitt 44 ausgebildet ist,

- ein beweglicher Flansch 4B mit einem hülsenartigen Nabenabschnitt 47, der axial verschieblich auf die Hülse 44 des festen Flansches 4A aufgepaßt ist und an seinem Innenumfang mit einer Federnut 45 versehen ist, die passend zur Federnut 41 ausgebildet ist, sowie an seinem Außenumfang mit einer ersten oder angetriebenen Schraube 46 bzw. einem Gewindeteil, sowie einen Flanschabschnitt 48, der einteilig mit dem hülsenartigen Nabenabschnitt 47 ausgebildet ist, und - eine die Feder bildende Kugelanordnung 40, die in den Federnuten 41 und 45 aufgenommen ist, um die gemeinsame Drehung des festen und beweglichen Flansches 4A und 4B zu ermöglichen.

Der Keilriemen 5 ist mit Eingriffsflächen 51 und 52 an seinen gegenüberliegenden Seiten versehen, die Reibungsflächen bilden, die mit den V-förmigen Eingriffsflächen in Eingriff stehen, die von den festen Flanschen 3A und 4A sowie den beweglichen Flanschen 3B und 4B der Eingangs- und Ausgangs-Riemenscheibe 3 und 4 gebildet sind.

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Der Servomechanismus 6 der Eingangs-Riemenscheibe 3 ist gebildet durch die folgenden Merkmale:

- eine Hülse 62, die als Antriebsteil für den beweglichen Flansch 3B dient und mit einer zweiten Schraube oder Antriebsschraube 61 bzw. einem Gewindeteil an seinem Außenumfang für den Gewindeeingriff mit dem angetriebenen Gewindeteil 3 7 des beweglichen Flansches 3B versehen ist,

- eine elektromagnetische Naß-Lamellenbremse 63 zum Hinaufschalten, die zwischen der Hülse 6 2 und dem Gehäuse 10 vorgesehen ist,

- ein Planetengetriebesatz 64 zum Hinunterschalten, und

- eine elektromagnetische Naß-Lamellenbremse 66 zum Hinunterschalten.

Das Planetengetriebe 64 umfaßt einen Außenkranz 64R, der mit der Hülse 62 gekoppelt ist, einen Planetenträger 64C, der mit einer Nockenspur bzw. einer Steuerkurve 87 gekoppelt ist, die ein Längsnutprofil 83 an ihrem Innenumfang in Eingriff'mit den» Längsnutprof il 31 des festen Flansches aufweist und an der einen Seite näher am beweglichen Flansch gegen eine Endfläche 621 der Hülse 62 über ein Spurlager 85 anliegt und an der anderen Seite

eine Eingriffsfläche 86 des Nockenmechanismus bildet, der noch weiter unten beschrieben wird, ein Sonnenrad 64S, das drehbar von der Nockenspur bzw. Steuerkurve 87 Über ein Lager 65 getragen ist, und ein Planetenrad 64P, das in Eingriff mit dem Zahnkranz 64R und dem Sonnenrad 64S steht und vom Träger 64C drehbar getragen ist, und eine Bremse 66 zum Herunterschalten ist zwischen dem Sonnenrad 64S und dem Gehäuse 10 vorgesehen, um hierdurch das Sonnenrad 64S zu steuern. In diesem Fall ist es möglich, die Lagen der Bremse 63 zum Hinaufschalten und der Bremse 66 zum Hinunterschalten dadurch umzuschalten, daß man die Gewindegänge bzw. Innengewindegänge des Antriebs-rGewindeteils 61 der Hülse 62 und des angetriebenen Gewindeteils des beweglichen Flansches 3B in Gegenrichtung vorsieht.

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Der Servomechanismus 7 der Ausgangs-Riemenscheibe weist die folgenden Merkmale auf:

- eine Hülse 72, die als Antriebsteil dient und mit einem zweiten Gewindeteil oder Antriebsgewindeteil 71 an seinem Innenumfang versehen ist, für den Gewindeeingriff mit dem angetriebenen Gewindeteil 46 des beweglichen Flansches 4B,

- eine elektromagnetische Naß-Lamellenbremse 73 zum Hinauf schalten, um die Hülse 72 am Gehäuse 10 festzulegen,

- eine Torsionsfeder 74 zum Hinunterschalten, die mit ihren entgegengesetzten Enden fest an der Hülse 72 und dem beweglichen Flansch 4B angebracht ist, und

- ein Tragering 77, der mit einem Längssteg bzw. einem Längsnutprofil an dem Innenumfang versehen ist, zum Eingriff mit dem Längsnutprofil 42 an der Ausgangswelle, wobei der Ring mit seiner auf der Seite des beweglichen Flansches 4B gelegenen, einen Fläche gegen eine Endfläche 721 der Hülse 72 anliegt und die andere Fläche von einer Mutter 76 gehalten ist, um die Hülse 72 in axialer Richtung zu tragen.

Wie auch in Fig. 2 gezeigt, weist der Nockenmechanismus die folgenden Merkmale auf:

- eine Steuerkurve 82, die axial in ihrer Lage zwischen dem abgesetzten Abschnitt 131 der Eingangswelle 1 und einer Mutter 17 festliegt, die auf das Gewindeteil 15 am Ende der Eingangswelle aufgeschraubt ist, mit einem Längsnutprofil 81 am Innenumfang zum Eingriff mit dem Längsnutprofil 14 an der Eingangswelle,

- die andere Steuerkurve 87,

- Kegelrollen 88, die zwischen den Steuerkurven angeordnet sind, und

- ein Abdeckring 89 für die Rollen 88» Die Rollen 88 werden zwischen den Eingriffsflächen 82A und 86 der Steuerkurven 82 und 87 gehalten, um den Druck zu ändern, der den beweglichen Flansch 3B in der Zeichnung nach rechts drückt, in Abhängigkeit von einer Änderung

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· in der Drehrichtung der Eingangswelle 1 und des festen Flansches 3A.

Der Nockenmechanismus kann dem Typ nach verschieden sein, beispielsweise ein Mechanismus, der Kugellager statt

der Kegelrollen 88 verwendet, oder ein Mechanismus, der so angeordnet ist/ daß geneigte Flächen 8A und 8B unmittelbar auf die in Fig. 3 gezeigte Weise aneinander anliegen.
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Das oben beschriebene, stufenlose Keilriemengetriebe der Erfindung arbeitet auf die folgende Weise:

a) die Bremsen 63, 66 und 73 sind beim Betrieb mit normaler,Geschwindigkeit alle gelöst:

Die Drehmomentübertragung findet in der folgenden Reihenfolge statt:

Eingangswelle 1 -^ eine Steuerkurve 82 des Nockenmechanismus ~2> Kegelrollen 88 —> die andere Steuerkurve 87 —£■ Eingangs-Riemenscheibe 3 —> Keilriemen 5 --£■ Ausgangs-Riemenscheibe 4 —> Ausgangswelle 2. Das Drehmoment, das vom Keilriemen 5 übertragen wird, ist proportional zur Druckkraft, die in den Keil-

²^ riemen 5 eingeleitet und auf die andere Steuerfläche 87 aufgebracht wird, und zwar durch die bewegliche Riemenscheibe 3B und die Hülse 62, die sich in Gewindeeingriff mit der beweglichen Riemenscheibe 3B befindet, wobei man leicht die Eingangs-Riemenscheibe

^ow in Drehrichtung gemäß den Grundlagen des Nockenmechanismus bewegt. Als Ergebnis wird die Druckkraft Fc, die von den Kegelrollen in axialer Richtung aufgebracht wird, proportional zum übertragenen Drehmoment geändert, wie in Fig. 4 gezeigt, und die Druckkraft, die auf den beweglichen Flansch 3B einwirkt, der mit dem Keilriemen 5 in Eingriff steht, wird proportional zum übertragenen Drehmoment geändert. Dementsprechend werden die Oberflächendrücke an den Eingriffsflächen

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· des Keilriemens 5 und an den Eingriffsflächen des beweglichen und festen Flansches 3B und 3A geändert, um die Druckkraft an den anliegenden Flächen zu ändern. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen F1 die Druckkraft, die erforderlich ist, um den Schlupf des Keilriemens beim höchsten Untersetzungsverhältnis zu verhindern, F2 bezeichnet die Druckkraft, die erforderlich ist, um den Schlupf des Keilriemens beim kleinsten Uhtersetzungsverhältnis zu verhindern, FO bezeichnet eine Druckkraft, die aufgebracht wird, wenn herkömmliche hydraulische Servoeinrichtungen verwendet werden, und FS bezeichnet eine Druckkraft durch eine Feder. Es ist deutlich ersichtlich aus dem Diagramm der Fig. 4, daß bei dem erfin&jngsgenSßen stufenlosen Keilrienengetriebe, das den Ifocdceninschanisnus 8 verwendet, die Druckkraft proportional zum übertragenen Drehnemant geändert wird, selbst wenn das übertragene Drehmoment kleiner ist als 5 mkg, so daß es möglich ist, die Erzeugung einer unnötigen Druckkraft am Keilriemen und den Riemenscheiben zu verringern.

b) Hinaufschalten durch den Eingriff der Bremsen 63 und 73.

Die Hülsen 62 und 72 werden relativ zu den Hülsenabschnitten 38 und 47 der beweglichen Flansche verdreht, wobei der bewegliche Flansch 3B in Richtung der Erhöhung des wirksamen Durchmessers der Eingangs-Riemenscheibe 3 bewegt wird (in der Zeichnung nach rechts) und der bewegliche Flansch 4B in einer Richtung zum Verringern des wirksamen Durchmessers der Ausgangs-Riemenscheibe bewegt wird (in der Zeichnung nach rechts), um das üntersetzungsverhältnis zu verringern. Zu dem Zeitpunkt, in welchem das Untersetzung sverhältnis einen vorbestimmten steuerwert erreicht, werden die Bremsen 63 und 73 gelöst. Zu diesem Zeitpunkt ist die Torsionsfeder 74 des Servomechanismus der Ausgangs-Riemenscheibe verdreht, um Energie aufzuladen bzw. zu speichern.

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-Μ Ι c) Herunterschalten durch Eingriff der Bremse 66.

Nach dem Eingriff der Bremse 66 wird das Sonnenrad 64S des Planetengetriebesatzes 64 festgehalten, und der Zahnkranz 64R erhöht die Geschwindigkeit der Hülse 62 in Drehrichtung der Eingangswelle, wobei der bewegliche Flansch 3B in einer Richtung verlagert wird, in welcher er den wirksamen Durchmesser der Eingangs-Riemenscheibe 3 verringert (in der Zeichnung nach links). Die Torsionsfeder 74 übt bei ihrer Rückkehr einen Drehantrieb auf die Hülse 72 aus und verlagert den beweglichen Flansch 4B in einer Richtung zum Erhöhen des wirksamen Durchmessers der Ausgangs-Riemenscheibe 4 (in der Zeichnung in einer Richtung nach links). Diese Verstellung des beweglichen Flansches 3B der Eingangs-Riemenscheibe 3 wird gegen die Druckkraft des Nockenmechanismus 8 durchgeführt, der auf den beweglichen Flansch 3B einwirkt. Sobald das üntersetzungsverhältnis einen bestimmten Kontrollwert erreicht hat, wird die Bremse 66 gelöst.

Bei diesem stufenlosen Keilriemengetriebe arbeitet, wenn es schwierig wird, die Bremsen 63, 66 und 73 infolge einer Störung in den elektromagnetischen Bremsen

.25 einzurücken, das Getriebe kontinuierlich in einem üntersetzungsverhältnis weiter, welches vor dem Auftreten der Störung gewählt war. Es ist deshalb sicher und verhältnismäßig frei vor einer unbeabsichtigten Änderung des Untersetzungsverhältnisses, wie diese etwa durch eine Leckage im Öldruck im Fall eines stufenlosen Keilriemengetriebes verursacht wird, das dazu eingerichtet ist, das üntersetzungsverhältnis durch eine hydraulische Servoeinrichtung zu ändern.

Obwohl der Servomechanismus 6 mit der Bremse 63 zum Hinaufschalten, der Bremse 66 zum Hinunterschalten und dem Planetengetriebesatz 64 nur an einem Teil der Eingangs-Riemenscheibe 3 beim oben beschriebenen Ausführungsbei-

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spiel vorgesehen ist, kann auch ein ähnlicher Servomechanismus für die Ausgangs-Riemenscheibe 4 vorgesehen sein. Die Bremsen können Trockenreibungsbremsen statt der oben erwähnten naßlaufenden Bremsen sein.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen? dort ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, welches als Antriebsmechanismus, für den beweglichen Flansch 3B der Eingangs-Riemenscheibe 3 einen Servomechanismus 7A ähnlich dem Servomechanismus des beweglichen Flansches 4B der Ausgangs-Riemenscheibe 4 bei dem vo ran st eh en den, ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Der Servomechanismus 7A umfaßt eine Hülse 62, die als Antriebsteil dient, eine Naß-Lamellenbremse 78 zum Hinunterschalten, um die Hülse 62 und das Gehäuse 10 festzuhalten, und eine Torsionsfeder 79 zum Hinauf schalten, deren eines Ende an der beweglichen Riemenscheibe 3B und deren anderes Ende an der Hülse 62 befestigt ist.

Im Fall des stufenlosen Keilriemengetriebes dieses Ausführungsbeispiels werden sowohl die Bremse 78 zum Hinunterschalten als auch die Bremse 73 zum Hinaufschalten während des normalen Betriebes gelöst, und man rückt nur die Bremse 78 zum Zeitpunkt des Hinunter schal tens und

nur die Bremse 73 zum Zeitpunkt des Hinauf Schaltens ein. Die Torsionsfeder 79 des beweglichen Flanschs 3B der Eingangs-Riemenscheibe ist ständig mit einer bestimmten Verdrillung versehen, die beispielsweise zum Zeitpunkt des HinaufSchaltens erhöht und zum Zeitpunkt

des Hinunterschaltens verringert wird.

Fig. 6 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, bei dem der Nockenmechanismus 8, in der Zeichnung gesehen, an der rechten Seite der Eingangs-Riemenscheibe 3 der Eingangswelle 1 angeordnet ist. Der Nockenmechanismus 8A weist VJirkflächen an einer Fläche 19 eines kragenartigen Abschnitts 18 an der Seite der Eingangs-Rieraenscheibe und eine Endfläche 33A

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der Hülse 33 des festen Flansches 3A der Eingangs-Riemenscheibe 3 auf, zur leichten Bewegung der Eingangswelle 1 in einer Richtung vom beweglichen Flansch 3B weg, um auf den Keilriemen eine Druckkraft aufzubringen, die dem zu übertragenden Drehmoment entspricht , über ein Spurlager in Zusammenwirkung mit einem Änschlagting 101, der auf der Eingangswelle 1 aufgenutet und in Achsrichtung mittels einer Mutter 17 gesperrt ist.

Es wird nun auf Fig. 7 Bezug genommen; dort ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das einen Nockenmechanismus 8B aufweist, der an der Ausgangswelle 2 vorgesehen ist. Der Nockenmechanismus 8B ist aus einer, ersten Steuerkurve 87, die an einem Hülsenabschnitt 44 des festen Flansches 4A der Ausgangs-Riemenscheibe 4-aufgenutet ist und gegen eine Endfläche 721 der Hülse 72 über ein Spurlager 85 anliegt, einer zweiten Steuerkurve 82, die auf die Hülse 44 aufgepaßt und in ihrer Lage mittels einer Mutter 59 ge-

halten ist, die auf der Hülse 44 aufgeschraubt ist, über einen Stützring 58, der auf der Hülse 44 aufgenutet ist, und ein Spurlager 821, sowie Kegelrollen 88 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine rotierende Trommel 2A, die einteilig mit der Steuerkurve 82 gebildet ist, als ein Ausgangsteil wirksam.

Es wird nun auf Fig. 8 Bezug genommen; dort ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, wobei der Servomechanismus 7B des beweglichen Flansches

3B der Eingangs-Riemenscheibe von einer Bremse 78 zum Hinunterschalten, einer Torsionsfeder 79 zum Hinaufschalten, einem ersten oder Antriebs-Gewindeteil 87A, das am Außenumfang der zweiten Steuerkurve 87 gebildet ist, einen zweiten oder angetriebenen Gewindeteil 61 ,

das am Innenumfang der Hülse 62 gebildet und in Gewindeeingriff mit dem Antriebs-Gewindeteil 87A gehalten ist, und einem Spurlager 623 gebildet ist, das zwischen dem beweglichen Flansch 3B und einer Endfläche 622 der

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Hülse 62 auf der Seite des beweglichen Flansches angeordnet ist. Eine Bremse 78 zum Hinunters'chalten ist zwischen der Hülse 62 und dem Getriebegehäuse 10 vorgesehen und umfaßt Bremsscheiben 781, mit Reibungs-Eingriffsabschnitten 70, die am Gehäuse 10 aufgenutet sind, eine Nabentrommel 783, die mit der Hülse 62 gekoppelt ist und mit einem Längsnutprofil 782 an ihrem Außenumfang versehen ist, und Reibscheiben 784, die zwischen den Bremsscheiben 781 angeordnet und auf der Nabentrommel 783 aufgenutet sind, wobei die axiale Verschiebung der Hülse 6 2 gestattet ist. Andererseits weist der Servomechanismus 7C des beweglichen Flansches 4B der Ausgangs-Riemenscheibe einen ähnlichen Aufbau auf und umfaßt eine Bremse 73 zum Hinaufschalten, eine Feder 74 zum HinunterschaIten, eine Hülse 72, die axial verschieblich ist und eine Endfläche 722 auf der Seite des beweglichen Flansches 4B aufweist, die hiergegen über ein Spurlager 723 anliegt, sowie einen Stütz ring 77, der ein erstes oder Antriebs-Gewindeteil aufweist, das an seinem Außenumfang ausgebildet ist und mit einem zweiten, angetriebenen Gewindeteil 71 an der Hülse 72 in Eingriff steht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist, wenn die Bremse zum Hinunterschalten oder die Bremse 73 zum Hinaufschalten eingerückt ist, die Hülse 62 oder 72, die als Antriebsteil wirksam ist, axial verschoben, um einen Druck auf den beweglichen Flansch 3B oder 4B

auszuüben.
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Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen; dort ist ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, wobei ein Servomechanismus 9 des beweglichen Flansches von einem Antriebsteil 90 gebildet ist, das aus einem Paar Hülsen 91 und 92 besteht, die in Gewindeeingriff stehen, sowie einem Servomotor 93, um die Hülsen 91 und 9 2 relativ zueinander zu drehen. Die Hülse 91 liegt mit ihrem einen Ende gegen die Steuerkurve 87

ριδπ

-Κι über ein Spurlager 85 an und ist mit einem Zahnrad 94 versehen, während die Hülse 92 am einen'Ende gegen den beweglichen Flansch 3B über ein Spurlager 9 6 anliegt und am anderen Ende mit einem Zahnrad 95 versehen ist. An der Ausgangswelle des Servomotors 93 ist ein erstes Antriebszahnrad 97 angebracht, das mit dem" Zahnrad 94 kämmt, und ein zweites Antriebszahnrad 98, welches sich vom ersten Antriebszahnrad 97 in der Zähnezahl tinter scheidet und mit dem Zahnrad 95 kämmt. Die axiale Länge des Antriebsteiles 90 wird durch die Drehung des Motors 93 verändert, was die Druckkraft des beweglichen Flansches 3B verändert, um den wirksamen Durchmesser der Eingangs-Riemenscheibe 3 zu erhöhen oder zu verringern. Auf diese Weise ist es möglich, einen Antriebsmechanismus wie einen Servomotor für das Antriebsteil anstelle einer Bremse zu verwenden.

Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen; dort ist eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinrichtung 100 gezeigt, die zum Steuern des oben beschriebenen, stufenlosen Keilriemengetriebes geeignet ist, wenn dieses bei einem Kraftfahrzeug verwendet ist. In dieser Fig. ist mit ein Schalthebelschalter bezeichnet, der nahe dem Fahrersitz vorgesehen ist und in eine der Lagen P (Parken) , R: (Rückwärts), N (Neutral), D (Vorwärts) und L (Langsam) schaltbar ist, an der Stelle 90 ist ein Meßfühler zum Messen der Drehzahl der Eingangs-Riemenscheibe vorgesehen, an der Stelle 102 ein Drosselklappenmeßfühler zum Feststellen der Drosselklappenöffnung des Motors, an der Stelle 103 ist eine Verarbeitungsschaltung für die Drehzahl der Eingangs-Riemenscheibe gezeigt, um die Drehzahl der Eingangs-Riemenscheibe in eine Spannung umzuwandeln, an der Stelle 104 ist eine Verarbeitungsschaltung für die Drosselklappenöffnung vorgesehen, um die Drosselklappenöffnung in eine Spannung umzuwandeln, an der Stelle 105 bis 107 sind Eingabestellen angeordnet, an der Stelle 108 ist eine zentrale Prozessorbzw. Verarbeitungseinheit vorgesehen, an der Stelle

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-yr-

ist ein Ablesespeicher (ROM) vorgesehen, an der Stelle 110 ist ein Speicher mit wahlfreiem Zugang (RAM) vorgesehen, an der Stelle 111 ist eine Ausgabestelle vorgesehen, an der Stelle 112 ist ein Elektromagnet-Ausgangsantrieb vorgesehen, und mit 7 (66) und 63 (78) sind eine Bremse zum Hinunterschalten bzw. eine Bremse zum Hinaufschalten, wie bereits vorher erwähnt, bezeichnet.

Beim Betrieb der elektronischen Steuerschaltung 100 wird, wie im Ablaufdiagramm der Fig. 11 gezeigt, das Ausmaß der Drosselklappenöffnung durch den Drosselklappenfühler 102 in der ersten Stufe 201 abgelesen und die Schaltstellung wird durch den Schalthebelschalter 101 in der nächsten Stufe 202 gewählt. Wenn der Schalthebel auf die Stellung D oder L eingestellt ist, dann wird die Drehzahl N der Eingangs-Riemenscheibe eingelesen, (Stufe 203). Nach dem Einlesen bzw. Eingeben der Drehzahl N1 zum Hinaufschalten und der Drehzahl NO zum Hinunterschalten aus dem Ablesespeicher 109, der bestimmte Schaltpunkte entsprechend der Schaltstellung D oder L und das Ausmaß der Drosselklappenöffnung speichert (Stufe 204), werden die Werte N und N1 verglichen (Stufe 205). Wenn N>N1, dann erzeugt die zentrale Prozessoreinheit einen Ausgang, der die Bremse 63 zum Hinaufschalten eindrückt (AN), und zwar für einen bestimmten Zeitraum (beispielsweise 0,1 s ), und die Steuerung wird wieder zurückgebracht bzw. führt einen Rücksprung (Stufe 207). ifenn N£N1 ,dann werden die Werte von N und NO im Schritt 206 verglichen, und wenn NO^ N, dann erzeugt die Steuerschaltung einen Ausgang, der die beiden Bremsen in gelösten Zustand im Schritt 208 hält, und die Steuerung führt wieder einen Rücksprung durch. Wenn N0>N, dann erzeugt die Steuerschaltung einen Aus-

³^ gang (209) , der die Bremsen 73 und 66 zum Hinunterschalten einrückt (AN), und zwar für einen bestimmten Zeitraum (beispielsweise für 0,1 s ).

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-W-

Wie aus der vorangehenden Beschreibung deutlich wird, umfaßt das erfindungsgemäße, stufenlose ■Keilriemengetriebe die folgenden Merkmale:

~ eine Eingangs-Riemenscheibe und eine Ausgangs-Riemenscheibe, die an einer Eingangs- bzw. Ausgangswelle, die parallel angeordnet sind, angebracht sind, wobei jede einen festen Flansch und einen beweglichen Flansch aufweist, der axial gegenüber dem festen Flansch verschieblich und gemeinsam mit diesem wie ein Teil drehbar ist,

- ein Keilriemen, der über die Eingangs- und Ausgangs-Riemenscheibe hinwegläuft,

- ein Servomechanismus/ der für jeden beweglichen Flansch vorgesehen ist und ein Antriebsteil umfaßt, das ein erstes oder zweites Gewindeteil aufweist, wobei das erste Gewindeteil ar beweglichen Flansch oder einem mit diesera einteilig verbundenen Bauteil ausgebildet ist und aas zweite Gewindeteil in Gewindeeingriff mit dem ersten Gewindeteil steht, um den beweglichen Flansch in Achsrichtung durch Drehung des zweiten Gewindeteils relativ zum ersten Gewindeteil zu verschieben, und einen Antriebsmechanismus zum Betätigen des Antriebsteils, und

- ein Nocken- bzw. Steuerkurvenmechanismus, der von Eingangs- und Ausgangswelle mindestens an einer vorgesehen und dazu eingerichtet ist, die Druckkraft zum Ergreifen des Riemens bei den festen und beweglichen Flanschen proportional zum übertragenen Drehmoment zu ändern. Somit wird es ermöglicht, die Haltbarkeit des Keilriemens und der Riemenscheiben zu verbessern und den Wirkungsgrad der Kraftübertragung bzw. des Getriebes zu steigern. Falls übrigens eine Störung beim Servomechanismus eines beweglichen Flansches auftreten sollte, dann wird das Getriebe zuverlässig in einem gängigen übersetzungsverhältnis festgelegt. Ferner hat das Getriebe ein rasches Ansprechverhalten auf einen Schaltvorgang und kann rasch das Untersetzungsverhältnis ändern, so daß ein Abwärts-Schaltvorgang infolge eines plötzlichen Anhaltens eines Fahrzeuges augenblicklich

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¹ fertiggestellt wird, was das glatte, erneute Anfahren des Fahrzeuges sicherstellt.

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Claims

Ansprüche

1. Stufenloses Keilriemengetriebe, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- eine Eingangs-Riemenscheibe (3) und eine Ausgangs-Riemenscheibe (4) , die an einer Eingangs- bzw, Ausgangswelle (1, 2), die parallel zueinander liegen, angebracht sind, wobei von Eingangs- und Ausgangs-Riemenscheibe jede einen festen Plansch (3A, 4A) und einen beweglichen Flansch (3B, 4B) aufweist, die axial zum festen Flansch verschieblich und gemeinsam mit diesem drehnbar sind/

- ein endloser Keilriemen (5)/ der um die Eingangs- und Ausgangs-Riemenscheibe herumgelegt ist, um eine Kraftübertragung zwischen diesen herzustellen, wobei der bewegliche Flansch dazu eingerichtet ist, den endlosen Keilriemen gegen den festen Flansch anzudrücken, um eine den Riemen ergreifende Druckkraft zu erzeugen,

- eine Einrichtung (6, 7) zur Axialverschiebung der beweglichen Flansche, und

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-σι - eine Einrichtung (8) zum Ändern der den Riemen ergreifenden, gegen den Keilriemen gerichteten Druckkraft des festen und beweglichen Flansches proportional zu dem vom Keilriemen übertragenen Drehmoment.

2. Stufenloses Keilriemengetriebe nach Anspruch 1 _r dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum axialen Verschieben des beweglichen Flansches (3B, 4B) einen Servomechanismus (6, 9) umfaßt, der mit dem beweglichen Flansch verbunden ist und die folgenden Merkmale aufweist:

- ein Antriebsteil (62) piit einem ersten oder zweiten Gewindeteil (37, 61), wobei das erste Gewindeteil am beweglichen Flansch (3B) oder einem einteilig mit diesem verbundenen Bauteil gebildet ist und das zweite Gewindeteil in Gewindeeingriff mit dem ersten Gewindeteil steht, um den beweglichen Flansch durch Drehung des zweiten Gewindeteils relativ zum ersten Gewindeteil in Achsrichtung zu verschieben, und

- ein Antriebsmechanismus (z.B. Planetengetriebe 64, Bremsen 63, 66) zum Betätigen des Antriebsteils.

3. Stufenloses Keilriemengetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ändern der den Riemen ergreifenden Druckkraft einen Nocken- bzw. Steuerkurvenmechanismus (8) umfaßt, der von Eingangs- und Ausgangswelle (1, 2) an mindestens einer getragen ist.

4. Stufenloses Keilriemengetriebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus mindestens eine Bremse (63, 66) umfaßt, um die Drehung des Antriebsteils (62) zuzulassen oder zu verhindern.

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5. Stufenloses Keilriemengetriebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der.Antriebsmechanismus einen Servomotor (93) umfaßt, der zur Drehung des Antriebsteils (90) eingerichtet ist.

6. Stufenloses Keilriemengetriebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus eine Torsionsfeder (74) umfaßt, die zur Drehung des Antriebsteiles eingerichtet ist.

7. Stufenloses Keilriemengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner gekennzeichnet durch eine elektronische Steuerung bzw. Regelung (100) zum Steuern des Servomechanismus (6, 9) des beweglichen Flansches (3B, 4B) in Zuordnung zu Betriebszuständen eines Fahrzeugs, wobei die Betriebszustände die Drehzahl der Eingangswelle (1) und die Drosselklappenöffnung umfassen.

8. Stufenloses Keilriemengetriebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum axialen Verschieben des beweglichen Flansches (3B; 4B) einen Servomechanismus (8, 9) umfaßt, der mit dem beweglichen Flansch verbunden ist , ein Antriebsteil (z.B.62), das ein.erstes oder zweites Gewindeteil (z.B.37,61) umfaßt,wcbei das erste Gewindeteil an dern beweglichen Flansch oder einem mit ihm einteilig veruunoenen Bauteil gebildet ist und das zweite in Gewindeeingriff mit de ersten Gewindeteil zur axialen Verschiebung des beweglichen Flansches durch Drehung des zweiten Gewindeteils relativ zum ersten Gewindeteil steht, und einen Antriebsmechanismus zum Betätigen des Antriebsteils, und.

daß die Einrichtung zum Ändern der den Riemen ergreifenden Druckkraft einen Nocken- bzw. Steuerkurvenmechanismus (8) umfaßt, der mindestens von der Eingangs- oder Ausgang swelle (i, 2) getragen ist.

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