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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein stufenlos verstellbares Getriebe
der toroidalen Bauart gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Als
ein Getriebe für
ein Fahrzeug wird in manchen Fällen
ein solches stufenlos regelbares Getriebe der torodialen Bauart
nach
3 und
4 verwendet. Bei einem solchen
Getriebe, wie es beispielsweise in der
ungeprüften
japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. Sho. 62-71465 (
JP-U-62-71465 )
gezeigt ist, dient eine eingangsseitige Scheibe
2 als erste
Scheibe, die konzentrisch mit einer Eingangswelle
1 gelagert ist,
und an einem Endabschnitt einer Abgabewelle
3, die konzentrisch
mit der Eingangswelle
1 angeordnet ist, ist eine ausgangsseitige
Scheibe
4 befestigt, die als zweite Scheibe verwendet wird.
In einem inneren Bereich eines Gehäuses, in dem das stufenlos
regelbare Getriebe des Toroidtyps untergebracht ist, sind Zapfen
6,
6 angeordnet,
welche entsprechend um ihre zugeordnete Schwenkachsen
5,
5 verschwenkbar
sind, wobei diese Schwenkachsen
5,
5 an Stellen
angeordnet sind, die bezüglich
Eingangs- und Ausgangswellen
1 und
3 verdreht
sind.
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Jeder
der Zapfen 6 weist einen Tragplattenabschnitt 7 und,
siehe 5, in beiden Endabschnitten des Tragplattenabschnitts 7 in
dessen Längsrichtung
(in 5 in Richtung nach rechts und links) ein paar
von gebogenen Wandabschnitten 8, 8 in einer solchen
Weise auf, dass sie in Richtung zur Innenfläche (in 5 die untere
Seite) des Tragplattenabschnitts 7 gebogen sind. Die Schwenkwellen 5, 5 sind
entsprechend an Außenflächen der
gebogenen Wandbereiche 8, 8 angeordnet (die Flächen der
gebogenen Wandbereiche 8, 8, die gegenüberliegend
zum Tragplattenabschnitt 7 angeordnet sind) und zwar in
einer solchen Weise, dass die Schwenkwellen 5, 5 konzentrisch
zueinander sind. Weiterhin ist in dem mittleren Abschnitt des Tragplattenabschnitts 7 ein
Kreisloch 10 gebildet, das zur Lagerung eines Basishalbabschnitts
einer Verstellwelle 9 dient, wie weiter unten beschrieben
wird.
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In
dem Kreisloch 10, das in dem Zwischenabschnitt des Tragplattenabschnitts 7 gebildet
ist, welcher jeden Zapfen 6 mit obiger Struktur bildet,
ist der Basishalbabschnitt der Verstellwelle 9 gelagert.
Durch Verschwenken der entsprechenden Zapfen 6, 6 um
ihre zugeordneten Schwenkwellen 5, 5 als Mitte,
können
die Neigungswinkel der Verstellwellen 9, die in den mittleren
Bereichen der Zapfen 6, 6 gelagert sind, justiert
werden. An den Verstellwellen 9 und deren entsprechenden
Basishalbabschnitten gelagert durch die zugeordneten Zapfen 6, 6 und
speziell an Umfängen
von führenden
Halbabschnitten der Verstellwelle 9, die von den Innenflächen der
Zapfen 6, 6 vorstehen, sind Kraftrollen 11 in
einer solchen Weise gelagert, dass sie gedreht werden können. Weiterhin
sind diese Kraftrollen 11 gehalten durch und zwischen eingangsseitiger
und ausgangsseitiger Scheibe 2, 4.
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Eingangsseitige
und ausgangsseitige Scheiben 2, 4 weisen entsprechend
Innenflächen 2a, 4a auf,
die einander gegenüberliegend
angeordnet sind. Abschnitte jeder der Innenflächen 2a, 4a sind
als konkave Flächen
ausgebildet, die durch Drehen eines Bogens mit der Schwenkwelle 5 als
Mitte oder einer gekrümmten Linie ähnlich einem
Bogen geformt sind. Die Umfangsflächen 11a, 11a sind
jede mit einer sphärischen,
konvexen Fläche
ausgebildet und entsprechend mit den Innenflächen 2a, 4a in
Kontakt.
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Zwischen
Eingangswelle 1 und eingangsseitiger Scheibe 2 ist
eine Druckeinrichtung 12 eines Lastnockentyps angeordnet
und die eingangsseitige Scheibe 2 wird elastisch in Richtung
der ausgangsseitigen Scheibe 4 durch die Druckeinrichtung 12 verschoben.
Die Druckeinrichtung 12 weist eine Nockenplatte 13 auf, die
zusammen mit der Eingangswelle 1 drehbar ist, und eine
Vielzahl von (beispielsweise vier) Rollen 15, 15, die
entsprechend durch einen Halter 14 gehalten sind. Auf einer
Seitenfläche
(in 3 und 4 die linke Seitenfläche) der
Nockenplatte 13 ist eine Nockenfläche 15 gebildet, die
eine unebene Oberfläche
(konkav und konvex geformt) umfasst, welche sich in Umfangsrichtung
der Nockenplatte 13 erstreckt. Auf der Außenfläche (in 3 und 4 die
rechte Seitenfläche)
der eingangsseitigen Scheibe 2 ist ebenfalls eine ähnliche
Nockenfläche 17 gebildet.
Die Vielzahl der Rollen 15, 15 sind in einer solchen
Weise gelagert, dass sie um ihre entsprechenden Achsen drehbar sind,
welche sich in radialer Richtung bezüglich einer Mitte der Eingangswelle 1 erstrecken.
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Wird
das variabel regelbare Getriebe des Toroidtyps mit der obigen Struktur
verwendet, wird, wenn die Nockenplatte 13 sich dreht bei
Drehung der Eingangswelle 1, die Nockenfläche 16 die
Vielzahl von Rollen 15, 15 gegen die Nockenfläche 17 auf
der Außenfläche der
eingangsseitigen Scheibe 2 drücken. Als Ergebnis wird nicht
nur die eingangsseitige Scheibe 2 gegen die Vielzahl der
Kraftrollen 11, 11 gedrückt, sondern auch aufgrund
des beidseitigen Druckkontakts zwischen dem Paar von Nockenflächen 16, 17 und
der Vielzahl von Rollen 15, 15 die eingangsseitige
Scheibe 2 gedreht. Diese Drehbewegung der eingangsseitigen
Scheibe 2 wird durch die Kraftrollen 11, 11 auf
die ausgangsseitige Scheibe 4 übertragen, wodurch die Ausgangswelle 3 dreht, die
an der ausgangsseitigen Scheibe 4 befestigt ist.
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Nun
kann die Drehgeschwindigkeit der Eingangs- und Ausgangswellen 1 und 3 auf
zwei Arten geändert
werden. Zuerst können
zur Durchführung
einer Verzögerung
zwischen Eingangs- und Ausgangswellen 1 und 3,
die Zapfen 6, 6 entsprechend um ihre zugeordneten
Schwenkwellen 5, 5 verschwenkt werden, um dadurch
die entsprechenden Verstellwellen 9, 9 in einer
solchen Weise zu neigen, siehe 3, dass
die Umfangsflächen 11a, 11a der
Kraftrollen 11, 11 entsprechen in Kontakt sind
mit Bereichen der Innenfläche 2a der eingangsseitigen
Scheibe 2 nahe der Mitte und mit einem Bereich der Innenfläche 4a der
ausgangsseitigen Scheibe 4 nahe des Umfangs.
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Um
andererseits eine Beschleunigung zwischen Eingangs- und Ausgangswellen 1 und 3 zu
erzeugen, können
die Zapfen 6, 6 entsprechend verschwenkt werden,
um die Verstellwellen 9, 9 in einer solchen Weise zu
neigen, siehe 4, dass die Umfangsflächen 11a, 11a der
Kraftrollen 11, 11 entsprechend mit einem Bereich
der Innenfläche 2a der
eingangsseitigen Scheibe 2 nahe am Außenumfang und einem Bereich
der Innenfläche 4a der
ausgangsseitigen Scheibe 4 nahe deren Mitte in Kontakt
sind. Wenn die Neigungswinkel der Verstellwellen 9, 9 zwischen
den Winkeln nach 3 und 4 eingestellt
sind, ergibt sich ein mittleres Übertragungsverhältnis zwischen
Eingangs- und Ausgangswellen 1 und 3.
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6 und
7 zeigen
entsprechend ein bekanntes stufenlos regelbares Getriebe des Toroidtyps
im Detail, wie es in der
ungeprüften japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung Hei 1-173552 (
JP-1-U-173552 ) gezeigt ist.
Bei diesem Getriebe sind eingangsseitige und ausgangsseitige Scheiben
2 und
4 entsprechend
durch ihnen zugeordnete Nadelrollenlager
19 und
19 am
Umfang einer kreisförmigen,
röhrenförmigen Eingangswelle
18 in
einer solchen Weise gelagert, dass sie sowohl drehbar als auch in
axialer Richtung verstellbar sind. Eine Nockenplatte
13,
die zur Bildung einer Druckeinrichtung
12 eines Lastnockentyps
verwendet wird, ist mit einer Außenfläche des Endabschnitts (in
6 der
linke Endabschnitt) der Eingangswelle
18 keilverzahnt und
ein Kragenbereich
20 verhindert eine Bewegung der Nockenplatte
13 in
einer solchen Richtung, um sich von der eingangsseitigen Scheibe
2 zu
trennen. Weiterhin ist ein Ausgabezahnrad
21 mit der ausgangsseitigen
Scheibe
4 mittels Keilen
22 und
22 verbunden,
so dass die ausgangsseitige Scheibe
4 und das Ausgabezahnrad
21 miteinander
synchronisiert gedreht werden können.
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Die
beiden Endbereiche eines Paares von Zapfen 6 und 6,
von denen jeder eine Struktur nach 5 aufweist,
sind entsprechend auf einem Paar von Lagerplatten 23 und 23 in
einer solchen Weise gelagert, dass sie sowohl verschwenkbar als
auch in axialer Richtung verstellbar sind (in 6 in
Richtung nach vorne und nach hinten und in 7 in Richtung
nach rechts und nach links). Weiterhin ist ein Paar von Schwenkwellen 9 angeordnet,
von denen jede einen Basishalbabschnitt und einen führenden
Halbabschnitt aufweist, die in einer solchen Weise geformt sind,
dass sie zueinander parallel aber exzentrisch zueinander angeordnet
sind. Der Basishalbabschnitt einer jeden Verstellwelle 9 ist
drehbar in einem Kreisloch 10 gelagert, der in dem Zwischenabschnitt
einer jeden der beiden Tragplattenabschnitte 7 und 7 ausgebildet
ist, die entsprechend deren zugeordnete Zapfen 6 und 6 bilden.
An Umfängen
der führenden
Halbabschnitte der Verstellwellen 9, die von den Innenflächen der
Tragplattenabschnitte 7 vorstehen, sind entsprechend Kraftrollen 11 in
einer solchen Weise gelagert, dass sie drehbar sind.
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Das
Paar von Verstellwellen 9 und 9, die entsprechend
auf dem Paar von Zapfen 6 und 6 angeordnet sind,
sind an Stellen angeordnet, die 180° gegenüberliegend bezüglich der
Eingangswelle 18 sind. Auch sind die Richtungen, in denen
die führenden
Halbabschnitte der Verstellwellen 9 und 9 exzentrisch
bezüglich
der Basishalbabschnitte sind, in gleicher Richtung, in 7 in
umgekehrter Richtung nach rechts und links, bezüglich zur Drehrichtung der
eingangsseitigen und ausgangsseitigen Scheiben 2 und 2 eingestellt.
Die Exzentrizitätsrichtung
ist als eine Richtung eingestellt, die nahezu unter rechten Winkeln
zur Anordnungsrichtung (Axialrichtung) der Eingangswelle 18 ist.
Daher sind die Kraftrollen 11 und 11 in einer
solchen Weise gelagert, dass sie leicht in Anordnungsrichtung der
Eingangswelle 18 verstellbar sind. Als Ergebnis können die
Verstellungen, selbst in einem solchen Fall, in dem die Kraftrollen 11 und 11 in
Axialrichtung der Eingangswelle 18 verschoben werden, aufgrund
einer elastischen Verformung von Bauteilen aufgrund einer Belastung,
die durch die Druckeinrichtung 12 erzeugt wird, der Kraftrollen
absorbiert werden, ohne dass unverhältnismäßige Kräfte auf die entsprechenden
Bauteile ausgeübt
werden.
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Zwischen
den Außenflächen der
Kraftrollen 11, 11 und den Innenflächen der
Zwischenbereiche der Tragplattenabschnitte 7, die die Zapfen 6, 6 bilden,
sind Druckkugellager 24 angeordnet, welche Druckrolllager bilden,
und Drucknadelrollenlager 25, in einer Anordnung beginnend
von den Außenflächen der
Kraftrollen 11. Von diesen beiden Lagerarten tragen die
Druckkugellager 24 Druckrichtungsbelastungen, die auf die
Kraftrollen 11 ausgeübt
werden, und erlauben eine Drehbewegung von diesen. Jedes der Druckkugellager 24 weist eine
Vielzahl von Kugeln 26, 26, einen kreisringförmigen Käfig 27 zum
Halten der Kugeln 26, 26 in einer solchen Weise,
dass diese drehbar sind, und eine kreisringförmige äußere Laufbahn 28 auf.
Die innere Laufbahn eines jeden Druckkugellagers ist auf der Außenseite
der Kraftrolle 11 geformt, während die äußere Lauffläche auf der Innenfläche eines
jeden äußeren Rings 28 gebildet
ist.
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Die
Drucknadelrollenlager 25 werden gehalten durch und sind
angeordnet zwischen den Innenflächen der
Tragplattenabschnitte 7, die die Zapfen 6, 6 bilden,
und den Außenflächen der äußeren Laufringe 28.
Die auf diese Weise aufgebauten Drucknadelrollenlager 25 erlauben,
während
die Druckbelastungen, die auf die Außenlaufflächen 28 durch die
Kraftrollen 11 ausgeübt
werden, aufgenommen werden, das Kraftrollen 11 und Außenlaufflächen 28 um
die Basishalbabschnitte der entsprechenden Verstellwellen 9 verschwenkt
und verschoben werden können.
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Zwei
Antriebsstangen 29 sind entsprechend mit seitlichen Endabschnitten
(in 7 die linken Endabschnitte) der zugeordneten Zapfen 6, 6 gekoppelt
und zwei Antriebskolben 30 sind entsprechend zu äußeren Umfangsflächen der
Mittelbereiche der Antriebsstangen 29 befestigt. Weiterhin
sind die Antriebskolben 30 in ihren zugeordneten Antriebszylindern 31 in öldichter
Weise eingepasst.
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Bei
dem kontinuierlich regelbaren Getriebe des Toroidtyps mit obiger
Struktur wird die Drehbewegung der Eingangswelle 18 durch
die Druckeinrichtung 12 auf die eingangsseitige Scheibe 2 übertragen.
Die Drehung der eingangsseitigen Scheibe 2 wird durch das
Paar von Kraftrollen 11 und 11 auf die ausgangsseitige Scheibe 4 übertragen,
wäh rend
die Drehung der ausgangsseitigen Scheibe 4 von dem Ausgangszahnrad 21 aufgenommen
wird.
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Zur Änderung
der Drehgeschwindigkeitsübersetzung
zwischen Eingangswelle 18 und Ausgangszahnrad 21 kann
das Paar von Antriebskolben 30 und 30 in entgegengesetzte
Richtungen verstellt werden. Werden diese Kolben 30 verschoben,
werden die Zapfen 6 und 6 in entgegengesetzte
Richtungen verstellt, wodurch beispielsweise die Kraftrolle 11 im
unteren Teil nach 7 nach rechts in 7 und
die Kraftrolle 11 im oberen Teil nach 7 nach
links in 7 verstellt wird. Dies ändert die
Richtung der tangential gerichteten Kraft, die auf die Kontaktbereiche
zwischen den Umfangsflächen 11a, 11a der
Kraftrollen 11, 11 und den Innenflächen 2a, 4a der
eingangsseitigen und ausgangsseitigen Scheiben 2, 4 ausgeübt wird.
Wird die Richtung einer solchen tangential gerichteten Kraft geändert, werden
die Zapfen 6, 6 in entgegengesetzte Richtungen
um deren zugehörige
Schwenkwellen 5, 5 verschwenkt, die durch die
entsprechenden Tragplatten 23, 23 verschwenkbar gelagert
sind.
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Als
Ergebnis, siehe auch 3 und 4, werden
die Kontaktpositionen zwischen Umfangsflächen 11a, 11a der
Kraftrollen 11, 11 und den Innenflächen 2a, 4a der
eingangsseitigen und ausgangsseitigen Scheibe 2, 4 geändert, so
dass das Drehzahlverhältnis
zwischen Eingangswelle 18 und Ausgabezahnrad 21 geändert wird.
Wird in einem solchen Fall das zwischen Eingangswelle 18 und
Ausgabezahnrad 21 übertragene Drehmoment
variiert und ändern
sich die Größen der
elastischen Deformation der entsprechenden Bauteile, werden die
Kraftrollen 11, 11 und die äußere Laufbahn 28,
die an diesen Kraftrollen 11 angebracht ist, sich etwas
um die Basishalbabschnitte der zugeordneten Verstellwellen 9 drehen.
Da Drucknadelrollenlager 25 zwischen den Außenflächen der
Außenlaufringen 28 und
den Innenflächen
der Tragplattenabschnitte 7, die die Zapfen 6 bilden,
angeordnet sind, kann die Drehbewegung der Kraftrollen 11 und
der Außenlaufbahn 28 sanft
aufgenommen werden. Dadurch kann die Kraft vermindert werden, die
zur Veränderung
der Neigungswinkel der Verstellwellen 9, 9 notwendig
ist.
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Ist
das stufenlos regelbare Getriebe des Toroidtyps mit oben beschriebenem
Aufbau in Tätigkeit,
werden auf die Kraftrollen 11, die auf Innenseiten der
entsprechenden Zapfen 6, 6 drehbar gelagert sind,
Druckkräfte
von den Innenflächen 2a, 4a der
eingangsseitigen und ausgangsseitigen Scheiben 2, 4 ausgeübt. Dabei werden
die Druckkräfte
durch die Druckkugellager 24 und die Drucknadelrollenlager 25 auf
die Innenflächen der
Tragplattenabschnitte 7 übertragen, die die zugeordneten
Zapfen 6 bilden. Ist daher das Getriebe in Tätigkeit,
wie übertrieben
durch die Kettenlinie in 5 dargestellt ist, werden die
Zapfen 6, 6 elastisch verformt, auch wenn dies
nur geringfügig
erfolgt, in einer Richtung, in der die Innenseiten entsprechend
konkavförmige Flächen aufweisen.
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Nimmt
die Größe einer
solchen elastischen Verformung zu, werden die Druckbelastungen,
die auf die Kugeln 26, 26 als Rollkörper der
Druckkugellager 24 sowie auf die Nadelrollen der Drucknadelrollenlager 25 ausgeübt werden,
ungleichmäßig variieren.
Das heißt,
als Ergebnis einer großen
elastischen Verformung der Zapfen 6 wird der Abstand zwischen
den Innenflächen
der Zapfen 6 und den Außenflächen der Kraftrollen 11 ungleichmäßig variieren.
Diese ungleichmäßige Variation
des Abstandes vermindert die Druckbelastung, die auf die Rollkörper in
dem Bereich ausgeübt
wird, wo der Abstand zwischen diesen inneren und äußeren Flächen zunimmt,
aber erhöht
die Druckbelastung, die auf die Rollkörper ausgeübt wird, die in den Bereichen
angeordnet sind, wo der Abstand zwischen diesen inneren und äußeren Flächen abnimmt.
Als Ergebnis wird eine erhebliche Druckbelastung auf die spezifischen
Rollkörper
ausgeübt,
welche den Kontaktdruck zwischen dem spezifischen Rollkörper und
den Laufflächen
in Kontakt mit den Rollflächen
der spezifischen Rollkörper
erheblich erhöht.
Dies führt
zu erheblich verkürzten
Lebenszeiten der spezifischen Rollflächen und der mit diesen in Kontakt
stehenden Laufbahn.
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Um
solche verkürzten
Lebenszeiten der Rollflächen
der spezifischen Rollkörper
und der mit diesen in Kontakt stehenden Laufbahnen verursacht durch
die oben genannte erhebliche Druckbelastung zu vermindern, wird
in der
JP-A-7-229546 (
japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
Nr. Hei. 7-229546 ), auf der der Oberbegriff des Patentanspruchs
1 beruht, eine Technologie offenbart, bei der, siehe auch
8,
eine Querschnittsform des Tragplattenabschnitts
7, der
die Zapfen
6 bildet, als gleichschenkeliges Trapezoid ausgebildet,
bei dem die innere Oberflächenseite
(in Figur obere Seite) als lange Seite und dessen äußere Oberflächenseite
(in
8 untere Seite) als kurze Seite gewählt ist.
Ist die Länge
der langen Seite der Außenflächenseite
gleich 2R, entspricht die Länge
der kurzen Seite der inneren Oberflächenseite 2·R/√3 und der Abstand zwischen
langer und kurzer Seite, d. h. die Länge einer die beiden Seiten
verbindenden Linie ist R·√
2/3.
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Im
Falle eines Tragplattenabschnitts 7 mit einem Querschnitt
eines gleichschenkligen Trapozoids ist der Querschnittskoeffizient
Z = 0,188·R3 und die Querschnittsfläche S beträgt 1.29 R2.
Als Verhältnis
des Querschnittskoeffizienten Z und der Querschnittsfläche S, d.
h. für
Z/S ergibt sich 0,146R. Dieser numerische Wert (0.146R) ist größer als
für einen
Querschnitt eines Tragplattenabschnitts mit halbkreisförmiger oder
rechteckförmiger
Gestalt. Hat daher der Tragplattenabschnitt 7 eine solche
Querschnittsform nach 7 besteht die Möglichkeit,
dass selbst bei relativ kleiner Querschnittsfläche, d. h. mit anderen Worten,
auch wenn der Tragplattenabschnitt 7 relativ leicht ist,
ein ausreichender Querschnittskoeffizient erhalten werden kann,
durch den es ermöglicht
ist, einen Zapfen 6 mit großer Biegefestigkeit zu erhalten.
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Bei
der in der oben genannten
JP-U-7-229546 gezeigten
Technologie ist von Vorteil, dass die elastische Verformung des
Zapfens
6 unter den begrenzten Bedingungen kontrolliert
werden kann. Es wurde allerdings bei weiteren Untersuchungen festgestellt,
dass die erwünschten
Lebenszeiten der Rollflächen
und Laufbahnen nicht dadurch gesichert sind, dass die Größe der elastischen
Verformung der Zapfen
6 reduziert wird.
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Das
heißt,
selbst wenn die Verformung des Tragplattenabschnitts 7,
der den Zapfen 6 bildet, perfekt verhindert werden kann,
d. h., dieser Tragplattenabschnitt 7 kann vollständig gegen
Verformungen geschützt werden,
ist es unvermeidbar, dass die äußere Laufbahn 28,
die gegenüberliegend
zur Innenfläche
des Tragplattenabschnitts 7 angeordnet ist und das Druckkugellager 24 bildet,
ungleichmäßig elastisch
verformt wird bezüglich
der Umfangsrichtung. Der Grund dafür ist folgender. Ist das stufenlos
regelbare Getriebe des Toroidtyps in Tätigkeit, werden auf die Kraftrollen 11,
welche entsprechend als innere Laufbahn der Druckkugellager 24 dienen,
große
Druck- und Radialbelastungen auf und von zwei diametral gegenüberliegenden
Positionen der Bereiche der Kraftrollen 11 ausgeübt, die
deren Kontaktbereiche mit entsprechend inneren Oberflächen 2a, 4a der
Eingangsseite in ausgangsseitigen Scheiben 2, 4 sind.
Aus diesem Grund sind die Drucklasten, die von den Kraftrollen 11 auf
die Vielzahl von Kugeln 26, 26 ausgeübt werden,
die die Druckkugellager 24 bilden, ungleichmäßig in Umfangsrichtung.
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Andererseits
kann die Dicke der äußeren Laufbahn 28 in
deren Axialrichtung nicht soweit zunehmen, wenn es erwünscht ist,
das Gewicht der äußeren Laufbahn 28 zu
sen ken. Ist daher das stufenlos regelbare Getriebe in Tätigkeit,
tendiert die äußere Laufbahn 28 zur
ungleichmäßigen elastischen
Verformung in Umfangsrichtung. Als Ergebnis und abhängig von
der Festigkeit des Tragplattenabschnitts 7 besteht die
Gefahr, dass der Kontaktdruck zwischen den Rollflächen der
spezifischen Kugeln 26, 26 und deren umfassender
Laufbahn außergewöhnlich anwächst. Im
Folgenden wird diese Gefahr unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Dabei
zeigen 2A bis 2D in
typischer Weise die Beziehung zwischen dem Tragplattenabschnitt 7 des Zapfens 6 und
der äußeren Laufbahn 28,
die das Druckkugellager 24 bildet, wobei das Drucknadelrollenlager 25 (6 und 7),
das zwischen diesen beiden Bauteilen 27 und 28 angeordnet
ist, weggelassen wurde.
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In
einem solchen Zustand, da keine Druckbelastung auf die Kraftrolle 11 oder
eine Druckbelastung gleichmäßig auf
die Kraftrolle 11 in deren Umfangsrichtung ausgeübt wird,
wo weder der Tragplattenabschnitt 7 noch die äußere Laufbahn 28 verformt
wird, siehe 2A, sind Innenfläche des
Tragplattenabschnitts 7 und Außenfläche der äußeren Laufbahn 28 parallel
zueinander. Wird andererseits eine Druckbelastung von der Kraftrolle 11 auf
die Kugeln 26, 26 ungleichmäßig in Umfangsrichtung übertragen,
wird die äußere Laufbahn 28 elastisch
in einer solchen Weise verformt, wie es in den 2B, 2C und 2D dargestellt
ist.
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Ist
die äußere Laufbahn 28 in
einer solchen Weise elastisch verformt, ergibt sich bei einer Festigkeit des
Tragplattenabschnitts 7, die hoch ist, siehe 2B,
eine Tendenz, dass nur die äußere Laufbahn 28 elastisch
verformt wird, aber der Tragplattenabschnitt 7 nicht elastisch
verformt wird oder der Verformungsbetrag dieses Abschnitts sehr
gering im Vergleich zur Verformung der äußeren Laufbahn 28 ist.
In diesem Fall wird ein Flächendruck
des Kontaktabschnitts zwischen innerer Laufbahn gebildet auf der äußeren Fläche der
Kraftrolle 11 und der äußeren Laufbahn
gebildet durch die Innenfläche
der äußeren Laufbahn 28 zum
Teil außergewöhnlich hoch,
wodurch die Gefahr erhöht
wird, dass die Rolllebensdauer der Rollfläche sowie der damit in Kontakt
stehenden Laufbahn erheblich vermindert wird.
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Werden
die Druckbelastungen durch die Kraftrolle 11 auf die Kugeln 26, 26 ungleichmäßig in Umfangsrichtung,
kann es erwartet werden, um den Flächendruck des Kontaktabschnitts
zwischen den Rollflächen
der Kugeln 26, 26 und deren zugehörigen Lauf bahn
gleichmäßig zu machen,
um dadurch die erwünschte Rolllebensdauer
der Rollflächen
und Laufbahnen zu sichern, eine solche Technik anzuwenden, bei der,
siehe 2C oder 2D, der
Tragplattenabschnitt 7 und äußere Laufbahn 28 beide
elastisch verformt werden. Ist beispielsweise die Druckbelastung
ausgeübt
auf die äußere Laufbahn 28 in
den beiden Seitenabschnitten des Tragplattenabschnitts 7 in
dessen Breitenrichtung (in 2 in Richtung
nach rechts und links) groß und
gering in einem mittleren Abschnitt, kann durch Reduzieren der Steifigkeit
des Tragplattenabschnitts 7 in Richtung der beiden Seitenabschnitte,
um dadurch den Tragplattenabschnitt 7 in Richtung Außenlauffläche 28 in
einer solchen Weise elastisch zu verformen, siehe 2C,
dass die oben genannte Rolllebensdauer gesichert werden kann. Ist
die Druckbelastung ausgeübt
auf äußere Laufbahnfläche 28 groß in mittleren
Abschnitten des Tragplattenabschnitts 7, in dessen Breitenrichtung
und gering in der Breitenrichtung der Endabschnitte kann durch Reduzieren
der Steifigkeit des Tragplattenabschnitts 7 in der Breitenrichtung
des Zentralabschnitts, um dadurch den tragbaren Abschnitt 7 zur äußeren Laufbahn 28 in
einer solchen Weise elastisch zu verformen, wie dies in 2D dargestellt
ist, die oben genannte Rolllebensdauer gesichert werden.
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Dabei
muss die oben erwähnte
elastische Verformung des Tragplattenabschnitts 7 und der äußeren Laufbahn 28 nicht
nur in Breitenrichtungen des Tragplattenabschnitts 7 sondern
auch in dessen Längsrichtung überprüft werden.
Das heißt,
bei Tätigkeit
des stufenlos regelbaren Getriebes des Toroidtyps wird der Tragplattenabschnitt 7,
wie durch die unterbrochene Linie in 5 dargestellt
und vorher diskutiert wurde, in einer Richtung elastisch verformt,
wobei der längsgerichtete
Zentralabschnitt der Innenseite des Tragplattenabschnitts 7 eine
konkavförmige
Gestalt aufweist. Daher muss, um eine gleichmäßige Oberflächendruckbelastung der Kontaktabschnitte
zwischen den Rollflächen
der Kugeln 26, 26 und deren zugehörigen Laufbahn
zu erhalten, die elastische Verformung des Tragplattenabschnitts 7 in
Längsrichtung
ebenfalls in Betracht gezogen werden.
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Gemäß vorliegender
Erfindung sollen die bei dem oben beschriebenen bekannten stufenlos
regelbaren Getrieben beschriebenen Nachteile ausgeräumt werden.
Demgemäß ist es
Aufgabe vorliegender Erfindung, ein stufenlos regelbares Getriebe
vom Toroidtyp bereitzustellen, bei dem die Relation zwischen Querschnittsform
des Tragplattenabschnitts, der ein Zapfen bildet, und der Länge spezifiziert
ist und der Tragplattenab schnitt in angemessener Weise elastisch
verformbar ist, um so gleichförmige
Flächen
drücke
wie möglich in
den Kontaktabschnitten zwischen den Rollflächen der entsprechenden Kugeln 26, 26,
die das Druckkugellager 24 bilden, und deren zugeordneten
Laufflächen
zu erhalten.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein stufenlos regelbares
Getriebe des Toroidtyps gemäß Patentanspruch
1 vorgeschlagen.
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Dabei
ist jeder der Zapfen in folgender Weise aufgebaut. Ein Paar von
gebogenen Wandabschnitten sind entsprechend in Längsrichtung zweier Endabschnitte
des Tragplattenabschnitts in einer solchen Weise gebildet, dass
sie in Richtung zur Innenseite des Tragplattenabschnitts gebogen
sind. Die Schwenkwellen sind entsprechend an Außenseiten des Paares von gebogenen
Wandabschnitten in einer solchen Weise angeordnet, dass sie konzentrisch
zueinander sind.
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Bei
dem stufenlos verstellbaren Getriebe gemäß Erfindung wird eine Querschnittsfläche des
Tragplattenabschnitts als S, die Länge des Bereichs des Tragplattenabschnitts,
der zwischen den entsprechenden Innenseiten des Paares von umgebogenen
Wandabschnitten ist als L und der Querschnittskoeffizient des Tragplattenabschnitts
als Z ausgedrückt,
wobei ein Verhältnis
(S·L)/Z
im Bereich von 10 bis 35 und bevorzugt im Bereich von 15 bis 30
liegt.
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Im
Falle eines stufenlos regelbaren Getriebes des Toroidtyps mit einem
solchen erfindungsgemäßen Aufbau
ist dessen Tätigkeit ähnlich wie
bei bekannten Getrieben, wobei die Drehkraft zwischen ersten und zweiten
Schalten übertragen
und das Verhältnis
der Drehgeschwindigkeit der beiden Scheiben justiert werden kann.
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Gemäß einem
Hauptaspekt der Erfindung ist das Verhältnis (S·L)/Z des Produkts S·L von
Querschnittsfläche
S des Tragplattenabschnitts, der den zugeordneten Zapfen bildet,
und Länge
L des Tragplattenabschnitts zum Querschnittskoeffizienten Z des
Tragplattenabschnitts in einem entsprechenden Bereich, wodurch die
Rolllebensdauer der entsprechenden Bauteile des Druckrolllagers,
welches die Rollbewegung der Kraftrollen ermöglicht, sicher gestellt ist.
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Im
Falle eines stufenlos verstellbaren Getriebes des Toroidtyps gemäß Erfindung
und mit dem spezifischen Verhältnis
(S·L)/Z
im Bereich von 10 bis 35 und insbesondere im Bereich von 15 bis
30 kann der Tragplattenabschnitt gemäß einer Druckbelastung plastisch
verformt werden, welche auf die äußere Laufbahn
ausgeübt
wird, die das Druckrollenlager bildet. Dadurch wird verhindert,
dass die entsprechenden Rollkörper
weit voneinander im Flächendruck
des Kontaktabschnitts bezüglich
der inneren Laufbahn abweichen, die auf der Außenfläche der Kraftrolle gebildet
ist, und der äußeren Laufbahn,
die auf der Innenfläche
des äußeren Laufrings
gebildet ist. Dadurch ist es ermöglicht,
die Rolllebensdauern der entsprechenden Rollkörper sowie von innerer und äußerer Laufbahn
sicherzustellen.
-
Zusätzlich ist
ein Bereich des Tragplattenabschnitts in beiden Richtungen in konkaver
Weise so umgebogen, dass Endabschnitte in beiden Richtungen von
der Innenseite des Tragplattenabschnitts weggebogen sind. Dadurch
wird die Dauerhaftigkeit des Druckkugellagers 24 ausreichend
gesichert.
-
Es
zeigen:
-
1A und 1B einen
grundlegenden Aufbau eines Zapfens in Seitenansicht in 1A und
als Querschnitt entlang der Linie X-X in 1A in 1B;
-
2A bis 2D Querschnitte
eines Zapfens mit 2A, B, C und D aus der gleichen
Richtung wie 1B;
-
3 eine
Seitenansicht eines grundlegenden Aufbaus eines bekannten stufenlos
regelbaren Getriebes des Toroidtyps zur Darstellung eines Zustands,
in dem eine maximale Verzögerung
erfolgt;
-
4 eine
Seitenansicht der vorgenannten Struktur in einem Zustand, in dem
eine maximale Beschleunigung erfolgt;
-
5 einen
Querschnitt einer bestimmten Form eines Zapfens;
-
6 einen
Querschnitt eines Beispiels einer bekannten Struktur;
-
7 einen
Querschnitt entlang der Linie Y-Y nach 6, und
-
8 einen
Querschnitt ähnlich
zu 1(B) zur Darstellung eines Beispiels
einer bevorzugten Querschnittsform des Zapfens.
-
Im
Folgenden wird eine Beschreibung eines Tests gegeben, der durch
die Erfinder vorliegender Anmeldung zur Bestätigung der entsprechenden Effekte
der Erfindung durchgeführt
wurde. Gemäß der Erfindung sind
Form und Abmessungen des Tragplattenabschnitts 7, der den
Zapfen 6 bildet, um in ein stufenlos verstellbares Getriebe
des Toroidtyps eingebaut zu werden, verbessert worden, um dadurch
die Rolllebensdauern der entsprechenden Bauteile des Druckkugellagers 24,
siehe 6 und 7, zu sichern, dass zwischen
der Innenfläche
des Tragplattenabschnitts 7 und den Kraftrollen 11 angeordnet
ist. Aufbau und Tätigkeit
der übrigen Teile
der Erfindung sind ähnlich
denen der bekannten Strukturen, siehe beispielsweise die oben erwähnten 6 und 7.
Folglich wird eine doppelte Darstellung und Beschreibung von diesen
Teilen weggelassen und sich auf die Hauptbereiche der Erfindung
beschränkt.
-
Bei
dem Aufbau des Zapfens
6, der in dem entsprechenden Test
verwendet wird, siehe auch
1A, sind
in den beiden Endabschnitten des Tragplattenabschnitts
7 in
dessen Längsrichtung
(in
1A in Richtung nach links und rechts), ein Paar
von gebogenen Wandabschnitten
8,
8 in einer solchen
Weise gebildet, dass sie entsprechend zur Innenseitenfläche (in
1A zur
Oberseite) des Tragplattenabschnitts
7 gebogen sind. Die
entsprechenden Außenflächen der
beiden gebogenen Wandabschnitte
8,
8 tragen Schwenkwellen
5,
5 in
einer solchen Weise, dass sie konzentrisch zueinander sind. Die
Querschnittsform des Tragplattenabschnitts
7 ist ein gleichschenkliges
Trapezoid, dessen Innenseite (in
1B Oberseite)
eine lange Seite
32 mit einer Länge a, dessen Unterseite (in
1B untere
Seite) eine kurze Seite
33 mit einer Länge b und dessen Höhe h ist.
Bei dem Test wurden Länge
a der langen Seite
32 des gleichschenkligen Trapezoids,
Länge b
der kurzen Seite
33 und Höhe h sowie Länge L (siehe
1A)
des Tragplattenabschnitts selbst in verschiedenster Weise miteinander
kombiniert, siehe folgende Tabelle 1. Für jede solcher Kombinationen
wurden Zapfen
6 in ein stufenlos verstellbares Getriebe
des Toroidtyps vom sogenannten Einzelhohlraumtyp eingesetzt nach
6 und
7 mit
einer einzelnen eingangsseitigen Scheibe
2 und einer einzelnen
ausgangsseitigen Scheibe
4 und die Lebensdauer des Druckkugellagers
24 wurde überprüft. Tabelle 1
| | | a
(mm) | b
(mm) | h
(mm) | L
(mm) |
| Ausführungsbeispiele | 1 | 60 | 30 | 15 | 70 |
| 2 | 60 | 40 | 20 | 80 |
| 3 | 60 | 50 | 30 | 80 |
| 4 | 80 | 40 | 30 | 90 |
| 5 | 80 | 50 | 30 | 170 |
| 6 | 80 | 70 | 60 | 100 |
| Vergleichsbeispiele | 1 | 60 | 40 | 10 | 80 |
| 2 | 60 | 40 | 50 | 80 |
| 3 | 80 | 50 | 30 | 180 |
| 4 | 80 | 70 | 60 | 90 |
-
In
dem Fall, unter den Bedingungen nach Tabelle 1, wo Querschnittsfläche S des
Tragplattenabschnitts
7, ein sekundäres Querschnittsmoment lx um
den Schwerpunkt, diell Position des Schwerpunkts e, ein Querschnittskoeffizient
Z und das Verhältnis
(S·L)/Z
des Produkts S·L
von Querschnittsfläche
S und Länge L
zum Querschnittskoeffizienten Z entsprechend berechnet wurden, ergaben
sich die numerischen Werte nach Tabelle 2. Eine entsprechende allgemeine
technische Information zu diesen Größen wird beispielsweise unter www.misumiamerica.com/technical/index.htm
bezüglich
Position des Schwerpunkts gemessen von der kleineren Basis eines
gleichschenkligen Trapezoids gegeben. Tabelle 2
| | | S
(mm2) | lx
(mm4) | e
(mm) | Z
= (lx/e) mm3 | S·L/Z |
| Ausführungsbeispiele | 1 | 675 | 12187.5 | 7.5 | 1625 | 29.1 |
| 2 | 1000 | 32888.9 | 10 | 3288.9 | 24.3 |
| 3 | 1650 | 123409 | 15 | 8227.3 | 16.0 |
| 4 | 1800 | 130000 | 15 | 8666.7 | 18.7 |
| 5 | 1950 | 143654 | 15 | 9576.9 | 34,6 |
| 6 | 4500 | 1348000 | 30 | 44933.3 | 10.0 |
| Vergleichsbeispiele | 1 | 500 | 4111.1 | 5 | 822.22 | 48.6 |
| 2 | 2500 | 513889 | 25 | 20555.56 | 9.7 |
| 3 | 1950 | 143654 | 15 | 9576.9 | 36.7 |
| 4 | 4500 | 1348000 | 30 | 44933.3 | 9.0 |
-
Die
Testbedingungen waren wie folgt:
- Drehgeschwindigkeit der
Eingangswelle 18:4000 min–1
- Eingangsdrehmoment: 370 Nm (entspricht 3,7 kgm)
- verwendetes Öl:
syntetisches Schmieröl
- Öltemperatur:
100°.
-
Es
sei angemerkt, dass diese Testbedingungen ausgehend vom Eingangsdrehmoment
sehr schwerwiegend für
ein stufenlos verstellbares Getriebe des Turoidtyps mit einer einzigen
Kavität
ist, wobei diese Bedingungen einem Beschleunigungstest entsprechen.
Das heißt,
ein solches Getriebe zur Übertragung
von einem großen
Drehmoment, wie oben erwähnt,
ist im Allgemeinen vom Zweikammertyp, wobei eingangsseitig und ausgangsseitig
jeweils zwei Scheiben parallel zueinander in Leistungsübertragungsrichtung
angeordnet sind.
-
Die
durch den Test unter diesen Bedingungen erhaltenen Ergebnisse sind
in der nächsten
Tabelle 3 dargestellt. Es sei noch angemerkt, dass der Test nach
Ablauf von 100 Stunden beendet war. In Tabelle 3 zeigen die Lebensdauern
von 100 Stunden und mehr, dass keine Beschädigung bei den Bauteilen des
Druckkugellagers
24 am Ende der Testzeit festgestellt wurde.
Der Ausdruck „Schuppenbildung
des äußeren Laufrings” soll aussagen,
dass eine Schuppenbildung an dem äußeren Laufring, der von der
Innenseite des Außenrings
28 gebildet
ist, als Teil des Druckkugellagers
24 aufgetreten ist.
Weiterhin zeigen die Buchstaben B bis D, die zur Beschreibung der
verformten Zustände
des Außenrings
28 verwendet
werden, elastische Verformungszustände des Außenrings
28 und des
Tragplattenabschnitts
7 des Zapfens
6 entsprechend
zu jedem der Zustände
nach dem oben genannten
2B bis
2D. Tabelle 3
| | | Verformungsgröße des Zapfens 6 | Verformter
Zustand des Außenrings 28 | Lebensdauer (h) | Vorliegen
oder Fehlen einer Beschädigung des
Druckkugellagers 24 |
| Ausführungsbeispiele | 1 | mittelmäßig | C | 100
h oder mehr | fehlt |
| 2 | mittelmäßig | C | 100
h oder mehr | fehlt |
| 3 | mittelmäßig | C | 100
h oder mehr | fehlt |
| 4 | mittelmäßig | C | 100
h oder mehr | fehlt |
| 5 | mittelmäßig | D | 71 | Schuppenbildung
Außenring |
| 6 | mittelmäßig | B | 84 | Schuppenbildung
Außenring |
| Vergleichsbeispiele | 1 | groß (5 mm oder
mehr) | D | 8 | Schuppenbildung
Außenring |
| 2 | klein
(1 mm oder weniger) | B | 23 | Schuppenbildung
Außenring |
| 3 | groß (5 mm oder
mehr) | D | 12 | Schuppenbildung
Außenring |
| 4 | klein
(1 mm oder weniger) | B | 19 | Schuppenbildung
Außenring |
-
Tabelle
3 zeigt die Ergebnisse des unter den oben genannten Bedingungen
durchgeführten
Tests und aus der Tabelle ergeben sich folgende Tatsachen.
-
Zuerst
gehören
die Ausführungsbeispiele
1 bis 4 entsprechend zur Erfindung und bei diesen ist das Verhältnis (S·L)/Z des
Produkts von S·L
von Querschnittsfläche
S und Länge
L zum Querschnittskoeffizienten Z im Bereich von 16,0 bis 29,1.
Bei diesen wird der Tragplattenabschnitt 7 des Zapfens 6,
der den äußeren Laufring 28 bildet,
der das Druckkugellager 24 abstützt, siehe 2C,
in gleicher Richtung wie die elastische Verformung der Kraftrolle 11 verformt,
die bei Tätigkeit
eines stufenlos regelbaren Getriebes des Turoidtyps auftritt. Die
Lastverteilung der Vielzahl von Kugeln 26, 26,
die das Druckkugellager 24 bilden, ist nahezu gleichmäßig, wo
durch das Auftreten einer übermäßigen Belastung
einer spezifischen Kugel 26, 26 verhindert ist. Als
Ergebnis zeigen alle Ausführungsbeispiele
1 bis 4 selbst nach einer Zeit von 100 Stunden keine Schuppenbildung.
Dies zeigt, dass bei dem obigen Verhältnis (S·L)/Z im Bereich von 15 bis
30 die Lebensdauer des Druckkugellagers 24 ausreichend
gesichert werden kann.
-
In
dem Ausführungsbeispiel
5, bei dem die Länge
des Tragplattenabschnitts 7 des Zapfens 6 groß und das
Verhältnis
des Produkts S·L
von Querschnittsfläche
S und Länge
L zum Querschnittskoeffizienten Z geringfügig größer (34, 6) siehe 2D,
ist, liegt die Tendenz vor, dass der Tragplattenabschnitt 7 des
Zapfens 6 verformt wird. Dies führt dazu, dass der äußere Laufring 28,
der das Druckkugelllager 24 bildet, ebenfalls elastisch
in die gleiche Richtung verformt wird, wodurch sich eine etwas ungleichmäßige Lastverteilung
bezüglich
der Vielzahl von Kugeln 26, 26 ergibt, die das
Druckkugellager 24 bilden. Es ergab sich, dass nach einem Zeitablauf
von 71 Stunden ein Schuppenbildungsphänomen an der äußeren Lauffläche auftrat,
die auf der Innenseite des äußeren Laufrings 28 gebildet
ist.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel
6, bei dem die Steifigkeit des Tragplattenabschnitts 7 des
Zapfens 6 erhöht
ist, ist das Verhältnis
(S·L)/Z
des Produkts S·L
von Querschnittsfläche
S und Länge
L zum Querschnittskoeffizienten Z leicht vermindert (10,0) und folglich,
siehe 2B, wurde eine Tendenz festgestellt,
dass der äußere Laufring 28,
der das Druckkugellager 24 bildet, elastisch verformt wird.
Allerdings wird auch bei diesem Fall der Tragplattenabschnitt 7 nur
zu einem geringen Grad elastisch verformt. Daher ist die Lastverteilung
bezüglich
der Vielzahl von Kugeln 26, 26, die das Druckkugellager 24 bilden,
relativ ungleichmäßig. Als
Ergebnis trat nach einer Zeit von 84 Stunden ein Schuppenbildungsphänomen an
der äußeren Laufbahnfläche auf,
die von der Innenseite des äußeren Laufrings 28 geformt
ist.
-
Allerdings
ist bei den Ausführungsbeispielen
5 und 6 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 1 bis 4, die später diskutiert
werden, die Lebensdauer des Druckkugellagers 24 um ein
Dreifaches oder mehr verlängert.
Dies zeigt, dass bei einem Verhältnis
(S·L)/Z
in dem angegebenen Bereich von 10 bis 35 die Lebensdauer des Druckkugellagers 24 gegenüber dem
bekannter Druckkugellager 24 erhöht ist.
-
Andererseits
ist im Fall der Vergleichsbeispiele 1 und 3, bei denen das Verhältnis (S·L)/Z des
Produkts S·L
von Querschnittsfläche
S und Länge
L zum Querschnittskoeffizienten Z groß und insbesondere 48,6 und 36,7
ist, der Tragplattenabschnitt 7, der Zapfen 6 bildet,
siehe auch 2D, leicht in einer Richtung
elastisch verformbar, wo der in beiden Richtungen liegende Mittelabschnitt
der Innenfläche
des Tragplattenabschnitts 7 eine konkave Oberfläche aufweist
und der Wert der elastischen Verformung ist groß. Dadurch wird die Tendenz verstärkt, dass
der Außenring 28,
der das Druckkugellager 24 bildet, ebenfalls erheblich
in der gleichen Richtung elastisch verformt und folglich die Lastverteilung
bezüglich
der Vielzahl von Bällen 26, 26 außergewöhnlich ungleichmäßig wird.
Als Ergebnis tritt nach einer Zeit von 8 und 12 Stunden ein Schuppenbildungsphänomen bei
der äußeren Lauffläche auf,
die auf der Innenseite des äußeren Laufrings 28 gebildet
ist.
-
Im
Fall der Vergleichsbeispiele 2 und 4, bei denen das Verhältnis (S·L)/Z des
Produkts S·L
von Querschnittsfläche
S und Länge
L zum Querschnittskoeffizienten Z klein ist, insbesondere 9,7 und
9,0, gilt, da die Steifigkeit des Tragplattenabschnitts 7,
der Zapfen 6 bildet, hoch ist, dass der Tragplattenabschnitt 7 leicht
verformt ist. Ist dabei das stufenlos regelbare Getriebe in Tätigkeit,
wird, wenn der äußere Laufring 28,
der das Druckkugellager 24 bildet, in einer solchen Weise
elastisch verformt ist, wie es in 2B dargestellt
ist, aufgrund der durch die Belastung hervorgerufenen Druckbelastung,
die an zwei in Durchmesserrichtung gegenüberliegenden Seitenpositionen
der Kraftrolle 11 auftreten, die Lastverteilung bezüglich der
Vielzahl von Kugeln 26, 26, die das Druckkugellager 24 bilden,
außergewöhnlich ungleichmäßig. Als
Ergebnis tritt nach 23 bzw. 19 Stunden das Schuppenbildungsphänomen bei
der äußeren Lauffläche auf,
die durch die Innenseite des äußeren Laufrings 28 gebildet
ist.
-
Aus
dem Vorangehenden ergibt sich eindeutig, dass durch Spezifizierung
des Verhältnisses
(S·L)/Z des
Produkts S·L
von Querschnittsfläche
S und Länge
L zum Querschnittskoeffizienten Z in einem Bereich von 10 bis 35
und bevorzugt in einem Bereich von 15 bis 30 ein Zapfen 6 erhalten
wird, der einen ausreichenden Querschnittskoeffizienten und eine
große
Biegesteifigkeit aufweist, während
er relativ leichtgewichtig ist. Durch elastische Verformung des
Zapfens 6 in angemessener Weise kann die Lastverteilung
bezüglich
der Kugeln 26, 26, die das Druckkugellager 24 bilden,
was zur Lagerung der Kraftrolle 11 verwendet wird, gleichmäßig gemacht
werden. Folglich wird die Dauerhaftigkeit des Druckkugellagers 24 erhöht.
-
Da
das stufenlos regelbare Getriebe des Toroidtyps gemäß vorliegender
Erfindung in oben beschriebener Weise aufgebaut und eingesetzt werden
kann, ergibt sich ein entsprechendes Getriebe mit einem geringen
Gewicht und ausgezeichneter Dauerhaftigkeit.