DE60005746T2

DE60005746T2 - Riemen für stufenlos regelbares Getriebe

Info

Publication number: DE60005746T2
Application number: DE60005746T
Authority: DE
Inventors: Hideaki 1-4-1 Chuo Aoyama; Takamichi 1-4-1 Chuo Shimada
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: EP1061285A1; US6565469B1; EP1061285B1; DE60005746D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Riemen für ein kontinuierlich veränderbares Getriebe, umfassend Metallringanordnungen, welche jeweils eine Mehrzahl von geschichteten, endlosen Metallringen aufweisen, und eine Mehrzahl von Metallelementen, welche jeweils Ringschlitze aufweisen, in welche die Metallringanordnungen eingesetzt sind, wobei der Riemen um eine Antriebsriemenscheibe und eine angetriebene Riemenscheibe herum gelegt ist, um eine Antriebskraft zwischen den beiden Riemenscheiben zu übertragen.
Beschreibung des betreffenden Fachgebiets
8A bis 8C zeigen ein kontinuierlich veränderbares Getriebe und zeigen die Form einer druckseitigen Sehne (Sehne zwischen einer auslaufenden Seite einer Antriebsriemenscheibe 6 und einer einlaufenden Seite einer angetriebenen Riemenscheibe 11) eines Metallriemens 15, welcher um die Antriebsriemenscheibe 6 und die angetriebene Riemenscheibe 11 herum gelegt ist. 8A zeigt einen idealen Zustand, in welchem die druckseitige Sehne gerade ist. In diesem Zustand kann die Druckkraft zwischen den Metallelementen 32 höchsteffizient übertragen werden, eine von Sattelflächen von Ringschlitzen der Metallelemente 32 auf innere Umfangsflächen der Metallringanordnungen 31, 31 wirkende Belastung wird gering und eine Ermüdung der Metallringanordnungen 31, 31 wird reduziert und deren Lebensdauer erhöht. 8B zeigt einen Zustand, in welchem die druckseitige Sehne leicht nach außen gekrümmt ist (radial nach außen geschwollen). Da die innere Umfangsfläche der Metallringanordnungen 31, 31 mit den Sattelflächen der Ringschlitze unter geeignetem Flächendruck in Kontakt kommt, ist es in diesem Zustand möglich, die Position der Metallelemente 32 in einer Rollrichtung zu stabilisieren, ohne die Haltbarkeit der Metallringanordnungen 31, 31 zu verringern.
Im Gegensatz zu den obigen Zuständen zeigt 8C einen Zustand, in welchem die druckseitige Sehne leicht nach innen gekrümmt ist (radial nach innen geschwollen). Da die inneren Umfangsflächen der Metallringanordnungen 31, 31 von den Sattelflächen (radial innere Kanten) der Ringschlitze der Metallelemente 32 fließen und mit radial äußeren Kanten der Ringschlitze in Kontakt kommen, wird in diesem Zustand die Lebensdauer der Metallringanordnungen 31, 31 verkürzt, die Metallelemente 32 werden bezüglich der Metallringanordnungen 31, 31 gerollt und die Haltung der Metallelemente 32 wird instabil und es tritt das Problem auf, dass Schwingungen und Geräusche erzeugt werden.
Ferner ist es bekannt, die Dicke von Abschnitten von Hauptflächen der Metallelemente zu erhöhen, um Kontaktabschnitte auszubilden und benachbarte Metallelemente zum Übertragen der Druckkraft über die Kontaktabschnitte zum Anschlag gegeneinander zu bringen, wie dies in den japanischen Gebrauchsmusteranmeldungs-Veröffentlichungen Nr. 5-37067 und 5-5310 sowie auch in der japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. 5-64254 offenbart ist.
Gemäß der japanischen Gebrauchsmuster-Anmeldungsveröffentlichung Nr. 5-37067 sind drei Abschnitte eines Körpers eines Metallelements und zwei Abschnitte eines Ohrs dicker als andere Abschnitte hergestellt, um einen Kontaktabschnitt auszubilden und ein den Körper und das Ohr miteinander verbindender Nacken ist elastisch vorgesehen, so dass selbst dann, wenn eine Antriebsriemenscheibe und eine angetriebene Riemenscheibe in der axialen Richtung abweichen oder unausgerichtet sind, die Kraft in einer Richtung senkrecht zur Achse der Riemenscheibe übertragen werden kann, wodurch die Kraftübertragungseffizienz gesteigert wird.
Gemäß der japanischen Gebrauchsmuster-Anmeldungsveröffentlichung Nr. 5-5310 sind die Druckspannung eines Kontaktabschnitts eines Körpers, der an einer radial äußeren Seite einer Blockierkante eines Metallelements angeordnet ist, und die Druckspannung eines Kontaktabschnitts eines Ohrs so gesetzt, dass sie im Wesentlichen einander gleich sind, so dass eine Schwankung der Position des Metallelements, wenn letzteres die Druckkraft überträgt, verhindert wird, wodurch die Kraftübertragungseffizienz gesteigert wird.
Ferner sind gemäß der japanischen Patent-Veröffentlichtung Nr. 5-64254 zwei Abschnitte eines Körpers eines Metallelements, ein Abschnitt eines Nackens und zwei Abschnitte eines Ohrs dicker als andere Abschnitte ausgebildet, um einen zweiseitigen, symmetrischen Kontaktabschnitt auszubilden. Die Verlagerungscharakteristiken zwischen den Metallelementen aufgrund einer Druckkraft und der Nachgiebigkeitswert einer druckseitigen Sehne eines Metallriemens sind so vorgesehen, dass sie annähernd miteinander in Einklang stehen, wodurch das Metallelement selbst mit stabilen, geradlinigen Eigenschaften und mit Verlagerungscharakteristiken ausgestattetwird, welche Versatzgraden angemessen sind.
In der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungs-Veröffentlichung Nr. 5-37067 und der japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. 5-64254 ist jedoch die Form des Metallelements zum Absorbieren des Versatzes ausgelegt und die radiale Krümmung des Metallriemens der druckseitigen Sehne wird überhaupt nicht berücksichtigt. Ferner zielt die japanische Gebrauchsmusteranmeldungs-Veröffentlichung Nr. 5-5310 darauf ab, die druckseitige Sehne des Metallriemens geradlinig zu halten, und es tritt das Problem auf, dass der exzellente Zustand (siehe 8B) des Metallriemens, in welchem die druckseitige Sehne leicht nach außen gekrümmt ist, nicht ermöglicht werden kann und die Flexibilität der Konstruktion des Kontaktabschnitts des Metallelements beschränkt wird.
US-A-4 826 473 zeigt einen Riemen, welcher Kontaktflächen an einer Hauptfläche des Metallelements aufweist, um eine Druckbelastung in der Längsrichtung des Riemens zu übertragen.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Angesichts der oben beschriebenen Umstände kam es zur vorliegenden Erfindung und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geeignete gekrümmte Form einer druckseitigen Sehne eines Metallriemens durch geeignete Positionierung des Kontaktabschnitts, an welchem die Metallelemente in Kontakt miteinander kommen, zu erhalten.
Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung ein Riemen für ein kontinuierlich veränderbares Getriebe bereitgestellt, welches umfasst: Metallringanordnungen, welche jeweils eine Mehrzahl von geschichteten, endlosen Metallringen umfassen, und eine Mehrzahl von Metallelementen, welche jeweils Ringschlitze aufweisen, in welche die Metallringanordnungen eingesetzt sind. Der Riemen ist um eine Antriebsriemenscheibe und eine angetriebene Riemenscheibe herum gelegt, um eine Antriebskraft zwischen den beiden Riemenscheiben zu übertragen. Eine Hauptfläche jedes der Metallelemente ist an Abschnitten der Metallelemente ausgebildet, mit Kontaktflächen zum Übertragen einer Druckbelastung in der Längsrichtung, wobei die radiale Position des Schwerpunktes der Kontaktflächen zwischen die Mitte der in den Ringschlitz eingesetzten Metallringanordnung in der Dickenrichtung und die radial äußere Kante des Ringschlitzes gesetzt ist.
Da die radiale Position des Schwerpunktes der an Abschnitten der Hauptfläche der Metallelemente ausgebildeten Kontaktflächen zwischen die Mitte der in den Ringschlitz eingesetzten Metallringanordnung in der Dickenrichtung und die radial äußere Kante des Ringschlitzes gesetzt ist, kann bei der obigen Struktur eine druckseitige Sehne des Metallriemens eine geradlinige Form oder eine leicht nach außen gekrümmte Form annehmen und es ist möglich, die Lebensdauer der Metallringanordnungen zu verlängern, Geräusche und Schwingungen zu reduzieren und die Kraftübertragungseffizienz zu steigern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 ist eine schematische Ansicht eines Kraftübertragungssystems eines Fahrzeugs, in welchem ein kontinuierlich veränderbares Getriebe eingebaut ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Metallriemens der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Vorderansicht eines Metallelements.
4 ist eine Ansicht entlang der Richtung eines Pfeils 4 in 3, wobei die Ansicht die Metallelemente zeigt, während kein Übertragungsdrehmoment wirkt.
5 ist eine Ansicht ähnlich 4, zum Erklären eines Betriebs bei wirkendem Übertragungsdrehmoment.
6 und 7 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Vorderansicht eines Metallelements der zweiten Ausführungsform.
7 ist eine Ansicht gemäß 5 zum Erklären eines Betriebs, welcher einen Zustand zeigt, in welchem das Übertragungsdrehmoment wirkt.
8A bis 8C sind Ansichten zum Erläutern von Krümmungsformen der druckseitigen Sehne des Metallriemens.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung sind die Längsrichtung, die laterale Richtung und die radiale Richtung eines Metallelements, welche in den Ausführungsformen verwendet werden, in 2 definiert. Die radiale Richtung ist definiert als die radiale Richtung einer Riemenscheibe, gegen welche das Metallelement anschlägt, die radial innere Position meint eine Position, welche der Drehachse der Riemenscheibe näher ist, und die radial äußere Position meint eine Position, welche von der Drehachse der Riemenscheibe weiter entfernt ist. Die laterale Richtung ist definiert als die Richtung entlang der Drehachse der Riemenscheibe und die Längsrichtung ist definiert als die Richtung entlang der Bewegungsrichtung, wenn die Metallelemente eines Fahrzeugs sich nach vorn bewegen.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt schematisch die Struktur eines kontinuierlich veränderbaren Getriebes vom Metallriementyp T, welches in einem Auto eingebaut ist. Eine mit einer Kurbelwelle 1 eines Motors E über einen Dämpfer 2 verbundene Eingangswelle 3 ist mit einer Antriebswelle 5 des kontinuierlich veränderbaren Getriebes vom Metallriementyp T über eine Startkupplung 4 verbunden. Eine an der Antriebswelle 5 vorgesehene Antriebsriemenscheibe 6 enthält eine an der Antriebswelle 5 befestigte stationäre Riemenscheibenhälfte 7 und eine bewegliche Riemenscheibenhälfte 8, welche mit der stationären Riemenscheibenhälfte 7 verbunden oder von dieser getrennt werden kann. Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 8 wird in Richtung der stationären Riemenscheibenhälfte 7 durch an einer Ölkammer 9 wirkenden hydraulischen Druck vorgespannt.
Eine an einer angetriebenen Welle 10 vorgesehene und parallel zur Antriebswelle 5 angeordnete, angetriebene Riemenscheibe 11 umfasst eine an der angetriebenen Welle 10 befestigte stationäre Riemenscheibenhälfte 12 und eine bewegliche Riemenscheibenhälfte 13, welche mit der stationären Riemenscheibenhälfte 12 verbunden und von dieser getrennt werden kann. Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 13 wird durch an einer Ölkammer 14 wirkenden hydraulischen Druck in Richtung der stationären Riemenscheibenhälfte 12 vorgespannt. Ein Metallriemen 15 (siehe 2) ist sowohl um die Antriebsriemenscheibe 6 als auch die angetriebene Riemenscheibe 11 herumgelegt. Der Metallriemen 15 umfasst eine Mehrzahl von Metallelementen 32, welche durch ein Paar linker und rechter Metallringanordnungen 31 , 31 getragen werden. Jede der Metallringanordnung 31, 31 umfasst zwölf Metallringe 33, welche aufeinandergeschichtet sind.
Ein Vorwärtsantriebsrad 16 und ein Rückwärtsantriebsrad 17 werden durch die angetriebene Welle 10 relativ drehbar getragen. Das Vorwärtsantriebsrad 16 und das Rückwärtsantriebsrad 17 können mittels eines Selektors 18 wahlweise mit der angetriebenen Welle 10 verbunden werden. Ein angetriebenes Rad für vorwärts 20, welches mit dem Vorwärtsantriebsrad 16 kämmt, und ein angetriebenes Rad für rückwärts 22, welches mit dem Rückwärtsantriebsrad 17 über ein Rückwärts-Leerlaufrad 21 kämmt, sind an einer Ausgangswelle 19 befestigt, welche parallel zur angetriebenen Welle 10 angeordnet ist.
Die Rotation der Ausgangswelle 19 wird über ein letztes Antriebsrad 23 und ein letztes angetriebenes Rad 24 in ein Differentialgetriebe 25 eingeführt und wird von dort über linke und rechte Achsen 26, 26 zu angetriebenen Rädern W, W übertragen.
Die Antriebskraft des Motors E wird zur angetriebenen Welle 10 durch eine Kurbelwelle 1, den Dämpfer 2, die Eingangswelle 3, die Startkupplung 4, die Antriebswelle 5, die Antriebsriemenscheibe 6, den Metallriemen 15 und die angetriebene Riemenscheibe 11 übertragen. Wenn der Vorwärtslaufbereich ausgewählt ist, so wird die Antriebskraft der angetriebenen Welle 10 zur Ausgangswelle 19 über das Vorwärtsantriebsrad 16 und das angetriebene Rad für vorwärts 20 übertragen, wodurch es dem Fahrzeug ermöglicht wird, sich vorwärts zu bewegen. Wenn ein Rückwärtslaufbereich ausgewählt ist, so wird die Antriebskraft der angetriebenen Welle 10 zur Ausgangswelle 19 durch das Rückwärtsantriebsrad 17, das Rückwärts, Leerlaufrad 21 und durch das angetriebene Rad für rückwärts 22 übertragen, wodurch es dem Fahrzeug ermöglicht wird, sich rückwärts zu bewegen.
In diesem Zustand wird ein hydraulischer Druck, welcher an der Ölkammer 9 der Antriebsriemenscheibe 6 des kontinuierlich veränderbaren Getriebes vom Metallriementyp T und an der Ölkammer 14 der angetriebenen Riemenscheibe 11 wirkt, durch eine Hydraulikdrucksteuer/Regeleinheit U₂, welche durch einen Befehl von einer elektronischen Steuer/Regeleinheit U₁ betrieben wird, gesteuert/geregelt, wodurch das Änderungsübersetzungsverhältnis in einer stufenlosen Weise eingestellt wird. Das bedeutet, dass, wenn der hydraulische Druck, der an der Ölkammer 14 der angetriebenen Riemenscheibe 11 wirkt, relativ zum hydraulischen Druck, der an der Ölkammer 9 der Antriebsriemenscheibe 6 wirkt, erhöht wird, die Breite der Rille der angetriebenen Riemenscheibe 11 reduziert und ihr effektiver Radius erhöht wird und dementsprechend die Breite der Rille der Antriebsriemenscheibe 6 erhöht und ihr effektiver Radius reduziert wird. Daher wird das Änderungsübersetzungsverhältnis des kontinuierlich veränderbare Getriebes vom Metallriementyp T in Richtung NIEDRIG in stufenloser Weise variiert. Wird andererseits der hydraulische Druck, der an der Ölkammer 9 der Antriebsriemenscheibe 6 wirkt, relativ zum hydraulischen Druck, der an der Ölkammer 14 der angetriebenen Riemenscheibe 11 wirkt, erhöht, so wird die Breite der Rille der Antriebsriemenscheibe 6 reduziert und ihr effektiver Radius erhöht und dementsprechend wird die Breite der Rille der angetriebenen Riemenscheibe 11 erhöht und ihr effektiver Radius wird reduziert. Daher wird das Änderungsübersetzungsverhältnis des kontinuierlich veränderbaren Getriebes vom Metallringtyp T in Richtung HOCH (engl.: OD) in einer stufenlosen Weise verändert.
Wie in den 2 bis 4 gezeigt, enthält jedes der aus einer gestanzten Metallplatte gebildeten Metallelemente 32 einen im Wesentlichen trapezförmigen Elementkörper 34, einen Nacken 36, welcher zwischen einem Paar linker und rechter Ringschlitze 35, 35, in die die Metallringanordnungen 31, 31 eingesetzt sind, positioniert ist, und ein im Wesentlichen dreieckiges Ohr 37, das mit einem oberen Abschnitt des Elementkörpers 34 verbunden ist. Der Elementkörper 34 ist an seinen lateral entgegen gesetzten Enden mit einem Paar von Riemenscheiben-Anstoßflächen 39, 39 ausgebildet, welche im Stande sind, gegen V-Flächen der Antriebsriemenscheibe 6 und der angetriebenen Riemenscheibe 11 anzustoßen. Jedes Element 32 ist an seinen vorderen und hinteren Positionen in der Richtung der Bewegung mit einem Paar vorderer und hinterer Hauptflächen 40f, 40r versehen, welche die Bewegungsrichtung im rechten Winkel schneiden und parallel zueinander sind. Die vordere Hauptfläche 40f in der Bewegungsrichtung ist an ihrem unteren Abschnitt mit einer geneigten Fläche 42 durch eine in der lateralen Richtung verlaufende Blockierkante 41 ausgebildet. Ein Vorsprung 43f und eine Ausnehmung 43r, welche in der Lage sind, aneinander gepasst zu werden, sind an vorderen und hinteren Flächen des Ohrs 37 ausgebildet, um einander benachbarte Metallelemente 32, 32 in der Längsrichtung zu koppeln.
Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, wird die vordere Hauptfläche 40f in der Bewegungsrichtung beim Formen des Metallelements 32 durch Stanzen gleichzeitig mit drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R ausgebildet, welche von ihrem Umfangsrand leicht vorstehen. Der Betrag des Vorstehens einer jeden der Kontaktflächen T_C, T_L und T_R wird auf einen solchen Wert gesetzt, dass die Kontaktflächen T_C, T_L und T_R gedrückt werden, wenn ein Drehmoment übertragen wird und die Paare vorderer und hinterer Hauptflächen 40f und 40r in engen Kontakt miteinander gebracht werden (z. B. ungefähr 5 bis 10 μm). Die mittlere Kontaktfläche T_C ist an einem lateral mittleren Abschnitt des Metallelements 32 ausgebildet, ein radial inneres Ende der Kontaktfläche T_C fällt mit der Blockierkante 41 zusammen und ihr radial äußeres Ende ist in derselben Höhe angeordnet wie die Sattelflächen 44, 44 der Ringschlitze 35, 35. Die linken und rechten Kontaktflächen T_L und T_R sind symmetrisch an linken und rechten gegenüberliegenden Enden des Ohrs 37 des Metallelements 32 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schwerpunkt P der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R auf eine Mittellinie L, in der Dickenrichtung der Metallringanordnungen 31, 31 gesetzt.
Wenn angenommen wird, dass die Masse der Kontaktflächen T_C, T_L und T_R gleichmäßig verteilt sind, so ist der Schwerpunkt P der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R ein Punkt, welcher dem Massenmittelpunkt entspricht und der Schwerpunkt P wird auch als Schwerpunktszentrum bezeichnet. Wird die laterale Richtung durch eine X-Achse und die radiale Richtung durch eine Y-Achse bezeichnet, so erhält man die X-Koordinate Xp des Schwerpunkts P durch die folgende Gleichung: Xp = ∫xdA/A
Die Y-Koordinate Yp erhält man durch die folgende Gleichung: Yp = ∫ydA/A,wobei x und y die X-Koordinate bzw. die Y-Koordinate mit der sehr kleinen Fläche dA an den Kontaktflächen T_C, T_L und T_R sind und A die Gesamtfläche der Kontaktflächen T_C, T_L und T_R ist.
Da die drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R bilateral symmetrisch bezüglich einer Mittellinie C des Metallelements 32 angeordnet sind, liegt bei der vorliegenden Ausführungsform der Schwerpunkt P stets auf der Mittellinie C. Sind die Größen und radialen Positionen der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R verändert, so ist die Position des Schwerpunkts P in der radialen Richtung (Richtung der Y-Koordinate) auf der Mittellinie C verändert.
4 zeigt die Metallelemente, wenn keine Druckkraft zwischen benachbarten Metallelementen 32 wirkt und die drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R eines der benachbarten Metallelemente 32 schlagen gegen das andere Metallelement 32.
Da angenommen wird, dass die Druckkraft F zwischen den Metallelementen 32 entlang der Mittellinie L₁ (siehe 3) in der Dickenrichtung der Metallringanordnungen 31, 31 wirkt, verläuft die Druckkraft F, wie in 5 gezeigt, durch den Schwerpunkt P der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R. Wenn die Druckkraft F auf den Schwerpunkt P wirkt, so ist eine durch die Druckkraft F verursachte Druckbelastung über das gesamte Gebiet der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R gleichmäßig und eine Druckspannung der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R ist gemäß der oben beschriebenen Definition des Schwerpunkts P ebenfalls gleichmäßig, wodurch das Paar vorderer und hinterer Hauptflächen 40f, 40r benachbarter Metallelemente 32, 32 in engen Kontakt miteinander gebracht wird. Da in der druckseitigen Sehne des Metallriemens 15, an welchem die Druckkraft F wirkt, benachbarte Metallelemente 32, 32 parallel aneinander gehalten werden, wird als ein Ergebnis die druckseitige Sehne geradlinig, wie in 8A gezeigt, und es wird nicht nur möglich, die Antriebskraft von der Antriebsriemenscheibe 6 zur angetriebenen Riemenscheibe 11 höchsteffizient zu übertragen, sondern es wird auch möglich, Belastungen, welche die inneren Umfangsflächen der Metallringanordnung 31, 31 von den Ringschlitzen 35, 35 des Metallelements 32 aufnehmen, zu reduzieren und die Lebensdauer der Metallringanordnungen 31, 31 zu verlängern.
Die 6 und 7 zeigen ein Metallelement 32 einer zweiten Ausführungsform. Ein Ohr 37 des Metallelements 32 ist in der lateralen Richtung länglich und zwei Kontaktflächen T_L und T_R sind in ihrer Größe vergrößert. Als ein Ergebnis bewegt sich der Schwerpunkt P des Metallelements 32 der zweiten Ausführungsform verglichen mit dem der ersten Ausführungsform radial nach außen und ist auf einer Linie L₂ entlang radial äußerer Kanten der Ringschlitze 35, 35 positioniert. Da die Druckkraft F radial innen vom Schwerpunkt P des Metallelements 32 wirkt, wird bei der vorliegenden Ausführungsform bei der druckseitigen Sehne des Metallriemens 15 eine Druckbeanspruchung, welche auf die radial innen positionierte, erste Kontaktfläche T_C wirkt, größer als die Druckbelastung, welche auf die radial außen positionierten zwei Kontaktflächen T_L und T_R wirkt, und die eine Kontaktfläche T_C, welche radial innen angeordnet ist, wird stark komprimiert und deformiert, so dass die vorderen und hinteren Hauptflächen 40f und 40r der benachbarten Metallelement 32, 32 in engen Kontakt miteinander gebracht werden. Andererseits werden die zwei Kontaktflächen T_L und T_R, welche radial außen positioniert sind, nicht vollständig komprimiert und deformiert und deshalb werden die vorderen und hinteren Hauptflächen 40f und 40r von benachbarten Metallelementen 32, 32 nicht in engen Kontakt miteinander gebracht.
Der Zustand des Metallelements 32, wenn die Druckkraft F nicht auf ihn wirkt, ist derselbe wie der der in 4 gezeigten ersten Ausführungsform (die Dicken der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R sind in hervorgehobener Weise gezeigt).
Bei der obigen Struktur wird die druckseitige Sehne, wie in 8B gezeigt, leicht nach außen gekrümmt (steht radial nach außen vor) und die inneren Umfangsflächen der Metallringanordnungen 31, 31 kommen bei geeignetem Flächendruck in Kontakt mit den Sattelflächen 44, 44 der Ringschlitze 35, 35. Es ist daher möglich, die Position des Metallelements 32 in der Rollrichtung zu stabilisieren und die Erzeugung von Geräuschen und Schwingungen zu verhindern, ohne die Haltbarkeit der Metallringanordnungen 31, 31 zu senken.
Wenn der Schwerpunkt P der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R radial innen von der Mittellinie L₁ in der Dickenrichtung der Metallringanordnungen 31, 31 positioniert ist, so ist die druckseitige Sehne, wie in 8C gezeigt, nachteilig nach innen gekrümmt (radial nach innen vorstehend), und zwar durch die Druckkraft, welche entlang der Mittellinie L₁ in der Dickenrichtung der Metallringanordnungen 31, 31 wirkt. Als ein Ergebnis gleiten die inneren Umfangsflächen der Metallringanordnungen 31, 31 von den Sattelflächen 44, 44 des Metallelements 32 und kommen in Kontakt mit radial äußeren Kanten der Ringschlitze 35, 36. Dadurch wird die Lebensdauer der Metallringanordnungen 31, 31 wesentlich verkürzt und das Metallelement 32 rollt und seine Position wird instabil und folglich werden Schwingungen und Geräusche erzeugt.
Wenn der Schwerpunkt P der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R radial außerhalb der Linie L₂ entlang der radial äußeren Kanten der Ringschlitze 35, 35 positioniert ist, so wird die druckseitige Sehne in nachteiliger Weise mehr nach außen gekrümmt als in dem in 8B gezeigten Zustand. Als ein Ergebnis ist die Übertragungseffizienz der Antriebskraft wesentlich verringert, die inneren Umfangsflächen der Metallringanordnungen 31, 31 empfangen starke Belastungen von den Sattelflächen 44, 44 der Ringschlitze 35, 35 der Metallelemente 32 und deren Haltbarkeit verkürzt sich.
Ist der Schwerpunkt P der drei Kontaktflächen T_C, T_L und T_R zwischen der in 3 gezeigten Position und der in 4 gezeigten Position, d. h. zwischen der Mittellinie L, der Dickenrichtung der Metallringanordnungen 31, 31 und der Linie L₂ entlang der radial äußeren Kanten der Ringschlitze 35, 35, positioniert, so kann daher die druckseitige Sehne des Metallriemens 15 eine geradlinige Form oder eine leicht nach außen gekrümmte Form annehmen und es ist möglich, die Lebensdauer der Metallringanordnungen 31, 31 zu verlängern, Geräusche und Schwingungen zu reduzieren und die Kraftübertragungseffizienz zu steigern.
Obwohl in den Ausführungsformen offenbart ist, dass die Kontaktflächen T_C, T_L und T_R an der vorderen Hauptfläche 40f des Metallelements 32 in der Bewegungsrichtung ausgebildet sind, können diese Kontaktflächen T_C, T_L und T_R an der hinteren Hauptfläche 40r, des Metallelements 32 in der Bewegungsrichtung oder sowohl an der vorderen als auch an der hinteren Hauptfläche 40f und 40r ausgebildet sein. Ferner ist die Anzahl der Kontaktflächen T_C, T_L und T_R nicht auf die drei in den Ausführungsformen beschränkt und die Anzahl und deren Form kann willkürlich verändert werden.
Periphere Kanten der Kontaktflächen T_C, T_L und T_R können auch keinen Winkel aufweisen und können sanft ansteigen, wie durch gestrichelte Linien in 4 gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne ihren Sinn oder ihre essentiellen Merkmale zu verlassen. Die vorliegend offenbarten Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als illustrativ und nicht beschränkend anzusehen, wobei der Umfang der Erfindung vielmehr durch die beigefügten Ansprüche als durch die vorstehende Beschreibung angegeben ist, und alle Veränderungen, welche innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, sind daher darin einzuschließen.

Claims

Riemen (15) für ein stufenloses Getriebe, umfassend eine Mehrzahl von Metalringanordnungen (31), wobei jede Metalringanordnung eine Mehrzahl von laminierten, endlosen Metallringen aufweist, und eine Mehrzahl von Metallelementen (32), wobei jedes Ringschlitze (35) aufweist, in welche die Metallringanordnungen eingesetzt sind, wobei der Riemen um eine Antriebsriemenscheibe (6) und eine angetriebene Riemenscheibe (11) herumgelegt ist, um eine Antriebskraft von der Antriebsriemenscheibe auf die angetriebene Riemenscheibe zu übertragen, wobei eine Hauptfläche (40f, 40r) jedes der Metallelemente (32) Kontaktflächen (T_C, T_L, T_R) umfasst, die an dieser ausgebildet sind, um eine Druckbelastung in der Längsrichtung zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Position des Schwerpunkts (P) der Kontaktflächen (T_C, T_L, T_R) zwischen dem Zentrum in der Dickenrichtung der in den Ringschlitz eingesetzten Metallringanordnung (31) und der radial äußeren Kante (L₂) des Ringschlitzes liegt.
Riemen für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Schwerpunkt (P) der Kontaktflächen sich in radialer Richtung im Zentrum der Kontaktflächen befindet.
Riemen für ein stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Schwerpunkt (P) der Kontaktflächen sich an der radial äußeren Kante (L₂) des Ringschlitzes in dem Metallelement befindet.