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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Zentrifugalgewichte aufweisendes
Keilriemen-Automatikgetriebe für
ein Fahrzeug, das an einem Fahrzeug wie etwa einem Kraftrad angebracht
ist, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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In
der verwandten Technik umfasst zum Beispiel ein an einem Kraftrad
angebrachtes Keilriemen-Automatikgetriebe einen Keilriemen, der
sich zwischen einer Antriebsriemenscheibe, die am Ende einer Kurbelwelle
eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und einer Abtriebsriemenscheibe,
die an einer Abtriebswelle vorgesehen ist, die mit einer Hinterachse 12 durch
ein Enduntersetzungsgetriebe gekoppelt ist, erstreckt und um diese
herumgelegt ist.
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Wenn
die Drehzahl des Verbrennungsmotors in Bezug auf die Antriebsriemenscheibe
zunimmt, nähert
sich eine bewegliche Riemenscheibe, die durch eine Gewichtsrolle
unter Druck gesetzt wird, die sich unter der Zentrifugalkraft radial
auswärts
bewegt, einem festen Riemenscheibenstück an, während, in Bezug auf die Abtriebsriemenscheibe,
ein bewegliches Riemenscheibenstück,
das durch eine Feder vorgespannt ist, sich von dem festen Riemenscheibenstück gegen
die Federkraft wegbewegt. Somit wird der Wickelradius des Keilriemens der
Riemenscheibe und der Abtriebsriemenscheibe automatisch verändert, und
das Gangverhältnis nimmt
ab.
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Zum
Beispiel ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho
59-113353 ein Keilriemen-Automatikgetriebe
gezeigt, wo im mittleren Drehzahlbereich, zwischen einem niederen
Drehzahlbereich, wo das Gangverhältnis
auf das Maximum gelegt ist, und einem Hochdrehzahlbereich, wo das
Gangverhältnis
auf ein Minimum gelegt ist, ein mittleres Gangverhältnis erhalten
wird, das einen Wert zwischen den zwei Gangverhältnissen hat.
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In
der vierten Ausführung
der in dieser japanischen Patentoffenlegungsschrift offenbarten
Getriebevorrichtung sind ein Paar von Schrägflächen, auf denen ein Gewicht
abrollt, an einer Rückseite
eines rechten Riemenscheibenelements einer Antriebsriemenscheibe
vorgesehen. Die Anschlagoberfläche
einer des Paars von Schrägflächen ist
radial weiter einwärts
angeordnet als die Anschlagfläche der
anderen Schrägfläche, und
das Gewicht kommt im mittleren Drehzahlbereich in Kontakt mit der
Anschlagoberfläche
der anderen Schrägfläche. Somit wird
die radiale Bewegung verhindert, und das mittlere Gangverhältnis wird
eingestellt.
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Allgemein
wird in einer Antriebsriemenscheibe eines Keilriemen-Automatikgetriebes
die bewegliche Riemenscheibe durch die Federkraft einer zylinderförmigen Druckschraubenfeder
zu einem festen Riemenscheibenstück
hin vorgespannt, und in dem Fall einer Änderung des Wickelradius des
Keilriemens bewegt sich das bewegliche Riemenscheibenstück in der
axialen Richtung gegen oder gespannt durch die Federkraft. Auch
ist innerhalb der Feder eine Federführung vorgesehen, und die Federführung verhindert,
dass die Feder zusammenfällt
oder sich verbiegt.
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Das
rechte Riemenscheibenelement des in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
offenbarten Getriebes bewegt sich im Hochdrehzahlbereich weiter
in der axialen Richtung durch das Gewicht, das auf der anderen Schrägfläche abrollt,
und daher ist eine Lücke
in der axialen Richtung zwischen dem Gewicht, das in Kontakt mit
der Anschlagoberfläche der
anderen Schrägfläche kommt
und an einer Bewegung in der radialen Richtung gehindert wird, und dem
rechten Riemenscheibenelement angeordnet. Aufgrund von Motorvibrationen,
etc. gibt es daher eine Relativbewegung in der axialen Richtung
zwischen dem rechten Riemenscheibenelement und dem Gewicht, und
eine Abdeckung, die das rechte Riemenscheibenelement und das Gewicht
zwischen sich aufnimmt, und das Gewicht kollidieren, wodurch Verschleiß entsteht,
und es wird verhindert, dass sich das Gewicht glattgängig in
der radialen Richtung bewegt, und daher wird möglicherweise eine Schwierigkeit
bei der glatten Übertragung
hervorgerufen.
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In
Bezug auf die Antriebsriemenscheibe, infolge von Reibung mit einer
Federführung,
die teilweise in Kontakt mit dem Innenumfang der Feder kommt, um
ihre Funktion zu erfüllen,
wenn sich die Feder ausdehnt oder zusammenzieht, oder infolge einer
mangelnden glattgängigen
Federkontraktion aufgrund des Kontakts der Feder gegen eine Spitze der
Federführung
während
der Federkontraktion, könnte
verhindert werden, dass sich das bewegliche Riemenscheibenstück glattgängig bewegt,
und das Getriebe nicht glattgängig
arbeiten kann.
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Die
WO 97/04250 A offenbart ein Keilriemengetriebe gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Dort sind die leichteren und schweren Zentrifugalgewichte
Hebelgewichte. Die
JP
59054849 A , die
DE 2045732
A und die US-A-3362242 offenbaren massive Kugeln als Zentrifugalgewichte
gleichen Durchmessers. Die EP-A-0404472 und die EP-A-0730108 offenbaren
hohlzylindrische Rollen ohne unterschiedliche Gewichte.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Keilriemen-Automatikgetriebe
für Fahrzeuge
des gattungsgemäßen Typs
bereitzustellen, das zu einer glatten Übertragung in der Lage ist
und eine einfache Einstellung der durch die Zentrifugalgewichte
ausgeübten
Druckkraft erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Keilriemen-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug
erreicht, worin ein Wickelradius eines Keilriemens, der um eine
Antriebsriemenscheibe, die an einer Antriebswelle eines Motors vorgesehen
ist, und eine Abtriebsriemenscheibe, die an der Abtriebswelle vorgesehen ist,
herumgelegt ist, um ein Drehmoment der Antriebswelle auf die Abtriebswelle
zu übertragen,
auf der Basis einer in einer radialen Richtung entlang zweier Führungsoberflächen gehenden
Bewegung einer Mehrzahl von Zentrifugalgewichten verändert wird,
die zwischen einer riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche, die
an einem beweglichen Riemenscheibenstück der Antriebsriemenscheibe
vorgesehen ist, und einer nockenseitigen Führungsoberfläche, die
an einer Nockenplatte vorgesehen ist, angeordnet sind, wobei ein
maximales Gangverhältnis
in einem Niederdrehzahlbereich und ein minimales Gangverhältnis in
einem Hochdrehzahlbereich eingestellt werden, und einige der Mehrzahl
von Zentrifugalgewichten bei einer schnelleren Geschwindigkeit als
einer vorgeschriebenen Drehzahl im Mitteldrehzahlbereich an einer
Bewegung in einer radialen Richtung tatsächlich gehindert werden, um
hierdurch im Mitteldrehzahlbereich ein mittleres Gangverhältnis einzustellen,
worin einige der Zentrifugalgewichte leichter sind die restlichen
der Zentrifugalgewichte, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifugalgewichte
Gewichte vom Rollentyp sind, die sich zwischen der Nockenplatte
und dem beweglichen Riemenscheibenstück der Antriebsriemenscheibe
bewegen, wobei sie die gleichen Außendurchmesser und unterschiedliche
Innendurchmesser aufweisen.
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Daher
wird im Hochdrehzahlbereich des Motors tatsächlich verhindert, dass sich
einige der Zentrifugalgewichte in der radialen Richtung bewegen und
sich niemals in der radialen Richtung entlang beiden Führungsoberflächen bewegen,
und so ein Zwischenraum zwischen einigen der Zentrifugalgewichte und
einer riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche oder
einer nockenseitigen Führungsoberfläche entsteht.
In diesem Zustand werden Vibrationen des Motors, etc. auf die Antriebsriemenscheibe übertragen
und bewirken, dass sich das antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück, die
Nockenplatte und einige der Zentrifugalgewichte relativ zueinander bewegen,
und einige der Zentrifugalgewichte manchmal mit der riemenscheibenseitigen
Führungsoberfläche und
der nockenseitigen Führungsoberfläche kollidieren.
Jedoch ist das Gewicht einiger der Zentrifugalgewichte leichter
als das der restlichen Zentrifugalgewichte, so dass die durch die
Kollision hervorgerufene Energie abnimmt und der Verschleiß jeweils
der riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche, der
nockenseitigen Führungsoberfläche und
der Zentrifugalgewichte abnimmt. Da die durch die Kollision verursachte
Energie klein ist, ist das Geräusch aufgrund
der Kollisionen geringer, und das Geräusch wird reduziert.
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Im
Ergebnis wird ein Verschleiß jeweils
der riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche, der
nockenseitigen Führungsoberfläche und
des Zentrifugalgewichts reduziert, und daher kann sich das Zentrifugalgewicht
glattgängig
in der radialen Richtung bewegen, und eine glatte Übertragung
ist möglich. Auch
wird ein Verschleiß dieser
Teile reduziert, und die Übertragungscharakteristiken,
die für
eine lange Dauer eingestellt worden sind, können erhalten bleiben. Darüber hinaus
wird das Geräusch
aufgrund der Kollision der Zentrifugalgewichte reduziert.
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Da
die Gewichtsdifferenz zwischen den Zentrifugalgewichten durch unterschiedliche
Innendurchmesser erreicht wird, kann die von den Zentrifugalgewichten
ausgeübte
Druckkraft leicht eingestellt werden, indem die Zentrifugalgewichte
mit unterschiedlichen Innendurchmessern ausgetauscht werden, ohne
die Form und die Dimensionen der zugeordneten Führungsoberflächen zu
modifizieren.
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Bevorzugt
sind eine Anschlagoberfläche,
die an dem beweglichen Riemenscheibenstück vorgesehen ist, die tatsächlich verhindert,
dass einige der Zentrifugalgewichte sich in der radialen Richtung
bewegen, oder eine Anschlagoberfläche, die an der Nockenplatte
vorgesehen ist, abgeschrägt,
so dass eine Druckkraft zum Schieben einiger der Mehrzahl von Zentrifugalgewichten
gegen die Nockenplatte auf der Basis des Kontakts einiger der Mehrzahl
von Zentrifugalgewichten gegen die Anschlagoberfläche erzeugt
wird.
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Daher
wird im Hochdrehzahlbereich des Motors verhindert, dass sich einige der
Zentrifugalgewichte in der radialen Richtung bewegen und sich niemals
in der radialen Richtung entlang den zwei Führungsoberflächen bewegen.
Daher wird ein Zwischenraum zwischen dem Teil des Zentrifugalgewichts
und einer riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche oder
einer nockenseitigen Führungsoberfläche gebildet.
Wenn im obigen Zustand Motorvibration, etc. auf die Antriebsriemenscheibe übertragen wird
und eine Kraft, die eine Relativbewegung zwischen dem antriebsseitigen
beweglichen Riemenscheibenstück
und der Nockenplatte und einigen der Zentrifugalgewichte hervorgerufen
wird, wirkt, werden einige der Zentrifugalgewichte durch eine durch Kontakt
der schrägen
Anschlagoberfläche
erzeugte Druckkraft gegen die Nockenplatte gedrückt, und Kollisionen mit der
riemenscheibenseitigen und der nockenseitigen Führungsoberfläche werden
reduziert. Daher werden ein Verschleiß der riemenscheibenseitigen
Führungsoberfläche, der
nockenseitigen Führungsoberfläche und
der Zentrifugalgewichte vermindert, und die durch die Kollision
hervorgerufenen Geräuschen
werden ebenfalls unterdrückt.
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Im
Ergebnis wird das Auftreten von Kollisionen der Zentrifugalgewichte
vermieden und wird der Verschleiß der riemenscheibenseitigen
Führungsoberfläche, der
nockenseitigen Führungsoberfläche und
des Zentrifugalgewichts aufgrund der Kollision reduziert, so dass
sich das Zentrifugalgewicht in der radialen Richtung glattgängig bewegen
kann und die Übertragung
glattgängig
erfolgen kann. Da der Verschleiß dieser
Komponenten reduziert ist, können auch
die Übertragungscharakteristiken über eine
lange Dauer beibehalten werden. Ferner kann das durch die Kollision
des Zentrifugalgewichts hervorgerufene Geräusch reduziert werden.
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Bevorzugt
wird der Wickelradius des Keilriemens um die Antriebsriemenscheibe
und die Abtriebsriemenscheibe geändert,
indem das bewegliche Riemenscheibenstück der Antriebsriemenscheibe
gegen die Kraft einer Feder in Antwort darauf bewegt wird, dass
das bewegliche Riemenscheibenstück
der Antriebsriemenscheibe durch die Zentrifugalkraft der Zentrifugalgewichte
bewegt wird, wobei die Feder eine zylindrische Schraubenfeder ist,
und eine Außenumfangsoberfläche einer
Spitze einer zylindrischen Federführung, die innerhalb der Feder angeordnet
ist, eine verjüngte
Form hat, wobei der Außendurchmesser
zum Ende hin kleiner wird.
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Hier
ist ein Zwischenraum, der an seinem Ende weiter wird, zwischen einem
Umfang der Feder und einem Außenumfang
des Endes der Federführung
gebildet. Wenn daher die Geschwindigkeit geändert wird und sich das bewegliche
Riemenscheibenstück
der Abtriebsriemenscheibe bewegt, da ein bewegliches Riemenscheibenstück der Antriebsriemenscheibe
durch die Zentrifugalkraft bewegt wird, und die Feder zusammengedrückt wird,
wird ein zur Spirale gewickelter Drahtstab beim Kontaktieren mit dem
Ende der Federführung
nicht mitgenommen.
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Im
Ergebnis kann sich das bewegliche Riemenscheibenstück der Abtriebsriemenscheibe
glattgängig
bewegen und erlaubt eine glatte Übertragung. Da
nur das Ende der Federführung
eine verjüngte Form
hat, kann verhindert werden, dass die Feder kollabiert oder sich
an irgend einem anderen Teil der Federführung als an deren Ende biegt,
und daher geht die Funktion der Federführung nicht verloren.
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Bevorzugt
ist die Federführung
aus Kunstharz mit selbstschmierenden Eigenschaften hergestellt.
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Wenn
daher die Feder einen Gleitkontakt mit der Federführung herstellt,
wird die Reibkraft der Feder durch die schmierenden Eigenschaften
der Federführung
selbst kleingehalten. Im Ergebnis kann die Feder glattgängig gestreckt
und zusammengedrückt
werden, und daher kann die Übertragung
glattgängig
erfolgen.
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Nun
werden Ausführungen
der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 1 bis 10 beschrieben.
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1 ist
eine linke Seitenansicht eines hinteren Teils des Kraftrads, an
dem ein Keilriemen-Automatikgetriebe der vorliegenden Erfindung
angebracht ist;
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2 ist
eine schematische Querschnittszeichnung entlang Linie II-II in 1.
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3 ist
ein Diagramm entlang Pfeilen III in 2, wobei
der Deckel des Getriebegehäuses
entfernt ist;
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4 ist
ein Diagramm einer Rückseite
des antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstücks;
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5 ist
eine Querschnittszeichnung entlang Linie V-V in 4;
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6 ist
eine Querschnittszeichnung entlange Linie VI-VI in 4;
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7 ist
eine vergrößerte Ansicht
wesentlicher Abschnitte von 5, wobei
die Zeichnung die Druckkraft gegen die Nockenplatte beschreibt;
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8 ist
ein vergrößerter Querschnitt
der Abtriebsriemenscheibe;
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9 ist
eine vergrößerte Zeichnung
der Federführung;
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10 ist
eine Zeichnung, die die Betriebscharakteristiken des Keilriemen-Automatikgetriebes beschreibt.
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1 zeigt
einen hinteren Teil eines Kraftrads 1 vom Rollertyp, ausgestattet
mit einem Keilriemen-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug der vorliegenden
Erfindung. Eine unter einem Fahrzeugrahmen 2 angeordnete
Antriebseinheit 3 umfasst einen Verbrennungsmotor 4 als
Motor, und ein Getriebe 6 (siehe 3) überträgt die Kraft
von dem Verbrennungsmotor 4 auf ein Hinterrad 5.
Das Getriebe 6 ist im Getriebegehäuse 7 untergebracht.
Ein Aufhängungsbeschlag
(in der Zeichnung nicht gezeigt), der über dem Kurbelgehäuse 11 (siehe 2)
in einem vorstehenden Zustand vorgesehen ist, eines Aufhängungsbeschlags 9 sowie
der Verbrennungsmotor 4, der über und vor dem Getriebegehäuse 7 der
Antriebseinheit in einem vorstehenden Zustand vorgesehen ist, sind
beide so angebracht, dass sie um eine Schwenkwelle 8 herum
schwenkbar sind, die durch ein Paar linker und rechter Beschläge gehalten
wird, die über
einem geneigten Teil vorgesehen sind, das sich über und diagonal zu dem hinteren
Teil des Fahrzeugrahmens 2 erstreckt. Da der hintere Teil
der Antriebseinheit 3 über
einen Stoßdämpfer 10 vom. Fahrzeugrahmen 2 abgestützt wird,
kann sich die Antriebseinheit 3 in der vertikalen Richtung
zum Fahrzeugrahmen 2 hin- und herbewegen, mit der Schwenkwelle 8 als
ihrer Mitte.
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Wie
in 2 und 3 gezeigt, ist das Getriebegehäuse 7 aufgebaut
aus einem linken Kurbelgehäuse 11L des
Kurbelgehäuses 11,
das links und rechts geteilt ist und integral mit dem Gehäusekörper 7a ausgebildet
ist, und einem Deckel 7b, der an der linken Seite am Gehäusekörper 7a angebracht
ist. Es ist auch an der linken Seite eines Kraftrads 1 angeordnet,
während
es sich vom Kurbelgehäuse 11 des Verbrennungsmotors 4 in
die Nähe
der Hinterachse 12 erstreckt. An dem Deckel 7b ist
ein Deckel 13 mit einer Abschirmung angebracht, und ein
Keilriemen 67 wird durch die Luft gekühlt, die von der Abschirmung
eingesaugt und durch ein Gebläse
geblasen wird, das an der Rückseite
eines antriebsseitigen festen Riemenscheibenstücks angeordnet ist, das ein Bauteil
einer Antriebsriemenscheibe des Automatikgetriebes 35 ist,
was später
beschrieben wird.
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Der
Verbrennungsmotor 4 ist ein wassergekühlter Einzylinder-Viertakt-SOHC
(einzelne oben liegende Nockenwelle)-Verbrennungsmotor. Ein Zylinder 14,
dessen Axiallinie leicht diagonal aufwärts und zur Front des Kraftrads 1 hin
orientiert ist, und ein Zylinder 15 liegen aufeinander
und sind durch Bolzen verbunden. Eine Kurbelwelle 19, die
durch linke und rechte Kurbelgehäuse 11L, 11R über jeweilige
Kugellager 17, 18 drehbar gelagert ist, ist über eine
Pleuelstange mit einem Kolben 20 verbunden, der in den Zylinder 14 hin
und her verschiebbar eingesetzt ist. Die Kurbelwelle 19 wird
durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 20 drehend angetrieben.
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Eine
Einlassöffnung,
die über
ein Einlassrohr mit einem Vergaser 22 verbunden ist, und
eine Auslassöffnung,
die mit einem Auspuffrohr verbunden ist, sind an dem Zylinderkopf 15 angeordnet.
In einer Ventilkammer, die aus einem Zylinderkopf 15 und
einem Zylinderkopfdeckel 16 gebildet ist, der mit dem Zylinderkopf 15 mit
Bolzen verbunden ist, ist eine Nockenwelle 23, die aus
einem Einlassnocken und einem Auslassnocken gebildet ist, um jeweils
das Einlassventil und das Auslassventil über Kipphebel zum Öffnen anzutreiben,
in dem Zylinderkopf 15 drehbar gelagert. Ein Luftansaugrohr 24,
das Luft zuführt,
die von einem Luftfilter über
eine Blattventilvorrichtung als Sekundärabluft abgenommen wird, ist
mit der Auslassöffnung
verbunden. Ein Luftmengensteuerventil 25, das die Sekundärabluftmenge
steuert, ist in dem Luftansaugrohr 24 vorgesehen, und die
Bezugszahl 26 ist eine Zündkerze, die so angebracht
ist, dass sie in die Brennkammer 27 vorsteht.
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Ein
Nockenantriebsritzel 28 und ein Ritzel 29 für eine Ölpumpe und
eine Wasserpumpe sind einem Teil der Kurbelwelle 19, der
zur rechten Seite von einem Kugellager 18 vorsteht, in
der Nähe
des Kugellagers 18 keilvernutet. Das Nockenantriebsritzel 28 ist
mit dem mit der Nockenwelle 23 keilvernuteten Nockenabtriebsritzel 30 über eine
Steuerkette 31 verbunden, die zwischen den zwei Ritzeln 28 und 30 herumgelegt
ist, und treibt dieses an. Die Nockenwelle 23 wird mit
der halben Drehzahl der Kurbelwelle 19 gedreht. Ein Pumpenantriebsritzel 29 ist
mit einem Pumpenabtriebsritzel, das mit der Pumpenwelle keilvernutet
ist, über
eine Kette verbunden und treibt dieses an. Ein Starterabtriebszahnrad 33,
das mit einem Startermotor 32 verbunden und von diesem
angetrieben ist, und eine Lichtmaschine 34 sind an der
rechten Seite des rechten Endteils der Kurbelwelle 19 vorgesehen.
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Das
Getriebe 6 ist mit einem Keilriemen-Automatikgetriebe 36,
einer Zentrifugal-Anfahrkupplung und einem Enduntersetzungsgetriebe 37 versehen. Die
Antriebsriemenscheibe 38 des Keilriemen-Automatikgetriebes 35 ist
am linken Ende der Kurbelwelle 19 angeordnet, das sich
zur linken Seite eines Kugellagers 17 erstreckt. Eine Antriebsriemenscheibe 38 ist
versehen mit einem antriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 39,
das nahe dem linken Ende der Kurbelwelle 19 als Antriebswelle
keilvernutet ist, einem antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstück, das
an der rechten Seite des antriebsseitigen festen Riemenscheibenstücks 39 angeordnet
ist, einer Nockenplatte 41, die auf die Kurbelwelle 19 aufgesetzt
und an der rechten Seite des beweglichen Riemenscheibenstücks 40 angeordnet
ist, sowie Gewichtsrollen 42 und 43 als einer
Mehrzahl von Zentrifugalgewichten, die zwischen dem antriebsseitigen beweglichen
Riemenscheibenstück 40 und
der Nockenplatte 41 angeordnet sind.
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Die
Nockenplatte ist in der axialen Richtung der Kurbelwelle 19 mit
einer Buchse 44 befestigt, die an dem antriebsseitigen
festen Riemenscheibenstück 39 und
dem Außenumfang
der Kurbelwelle 19 verbunden ist, so dass die Nockenplatte 41,
das antriebsseitige feste Riemenscheibenstück 39 und die Buchse 44 sich
integral mit der Kurbelwelle 19 drehen. Das antriebsseitige
bewegliche Riemenscheibenstück 40 ist
auf den Außenumfang
einer Gleithülse 45 aufgesetzt,
die auf einen Außenumfang
der Kurbelwelle 19 in einer axialen Richtung der Kurbelwelle 19 gleitend
eingesetzt ist, und ist integral mit der Gleithülse 45 in einer axialen
Richtung durch einen Rastring befestigt. Ein an der Nockenplatte 41 befestigtes
Eingriffsstück 46 sitzt
auf einem Vorsprungsstück 40a,
das an einer Rückseite
des antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstücks 40 gegenüber einer
Kontaktoberfläche
eines Keilriemens 67 ausgebildet ist, welcher später beschrieben wird,
in einem solchen Zustand, dass es in der axialen Richtung verschiebbar
und in der Drehrichtung fest ist, was bedeutet, dass sich das antriebsseitige bewegliche
Riemenscheibenstück 40 in
der axialen Richtung der Kurbelwelle 19 bewegen und sich
zusammen mit der Nockenplatte 41 drehen kann.
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Wie
in 4 bis 6 gezeigt, sind an der Rückseite
der antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibe 40, 6 riemenscheibenseitige
Führungsoberflächen 40b, 40c zum
Führen
einer Mehrzahl von Gewichtsrollen 42, 43 ausgebildet,
die sich in einer radialen Richtung der Kurbelwelle 19 erstrecken
und aus gekrümmten
Oberflächen
oder schrägen
Oberflächen
besteht, die nach unten zur Nockenplatte 41 geneigt sind,
da diese radial auswärts
relativ zur Planoberfläche
verläuft,
die rechtwinklig zur Rotationsachsenlinie L der Kurbelwelle 19 ist
(nachfolgend auch als orthogonale Planoberfläche bezeichnet), und in einer
senkrechten Richtung des antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstücks 40 ausgebildet
ist, um einen radialen Zwischenraum einzuhalten. Auch sind an beiden
Seiten in einer Umfangsrichtung jeder riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40b, 40c ein
Paar von Rippen 40d, 40e ausgebildet, mit einem
etwas breiteren Abstand als der Länge einer Gewichtsrolle 42, 43 in
einer axialen Richtung. An der Oberfläche der Nockenplatte 41 an
dem antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstück 40 ist
eine nockenseitige Führungsoberfläche 41a mit
einer Kreisoberfläche
ausgebildet, die nach unten zu dem antriebsseitigen beweglichen
Riemenscheibenstück 40 geneigt
ist, da dieses radial auswärts
relativ zu der orthogonalen Planoberfläche verläuft. Jede Gewichtsrolle 42, 43 ist
in einer radialen Richtung der Kurbelwelle 19 bewegbar
aufgenommen, kommt in Kontakt mit beiden riemenscheibenseitigen
Führungsoberflächen 40b, 40c sowie
der nockenseitigen Führungsoberfläche 41a in
einer Nut A, die durch die riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40b, 40c sowie
ein Paar von Rippen 40d, 42e, die zwischen jeder
riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40b, 40c und
der nockenseitigen Führungsoberfläche 41a angeordnet
sind, gebildet ist.
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Die
6 riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40b, 40c umfassen
3 Paar von Führungsoberflächen, bestehend
aus einer ersten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40b und
einer zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40c,
die unterschiedliche Formen haben. An der Rückseite des antriebsseitigen
beweglichen Riemenscheibenstücks 40 ist
ein zylindrischer Abschnitt 40f mit zylindrischer Form
an der Außenposition
in einer radialen Richtung der riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40b, 40c angeordnet,
die zur Seite der Nockenplatte 41 hin vorsteht. Innerhalb
des zylindrischen Abschnitts 40f, entsprechend den ersten und
zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40b, 40c sind
vorgesehen eine erste Anschlagoberfläche 40g, um zu verhindern,
dass sich eine erste Gewichtsrolle 42 in der radialen Richtung auswärts bewegt,
was später
beschrieben wird, sowie eine zweite Anschlagoberfläche 40h,
die tatsächlich
verhindert, dass sich eine zweite Gewichtsrolle 43 in der
radialen Richtung auswärts
bewegt, was später
beschrieben wird. Die zweite Anschlagoberfläche 40h ist in der
radialen Richtung weiter einwärts angeordnet
als die erste Anschlagoberfläche 40g. Dementsprechend
ist die Länge
der zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40c in
der radialen Richtung kürzer
als die erste riemenscheibenseitige Führungsoberfläche 40b in
der radialen Richtung, jedoch teilweise weiter einwärts als
die Position, wo der zweite Anschlag angeordnet ist, wobei die Formen
jeder Führungsoberfläche der
ersten und zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40b, 40c ähnlich sind.
Die ersten und zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40b, 40c sind
in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet, und die 3 ersten
riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40b sind
mit einem gleichmäßigen Abstand
vorgesehen, und die 3 zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40c sind
ebenfalls mit einem gleichmäßigen Abstand
vorgesehen.
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6
Gewichtsrollen 42, 43 mit ähnlichen Formen umfassen zwei
Typen von Gewichtsrollen, nämlich
3 erste Gewichtsrollen 42 und 3 zweite Gewichtsrollen 43,
wobei das Gewicht der zweiten Gewichtsrollen geringer ist als das
der ersten Gewichtsrollen 42. Die ersten Gewichtsrollen 42 sind
so angeordnet, dass sie von der ersten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 42b geführt werden,
und die zweiten Gewichtsrollen 43 sind so angeordnet, dass
sie von der zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40c geführt werden.
In 5, die einen Querschnitt eines Teils davon zeigt,
sind die ersten, zweiten Gewichtsrollen 42, 43 mit
zylindrischen Abschnitten 42a, 43a ähnlicher
Außendurchmesser
und unterschiedlicher Innendurchmesser versehen. Die Umfangsoberflächen der
zylindrischen Abschnitte 42a, 43a und die Enden
derselben in der Nähe
des Außenumfangs
sind mit einem Deckel 42b, 43b abgedeckt, der
aus Kunstharz hergestellt ist. Daher wird verhindert, dass das antriebsseitige
bewegliche Riemenscheibenstück 40 und
die zylindrischen Abschnitte 42a, 43a, die beide
aus Metall hergestellt sind, miteinander in Kontakt kommen, so dass
jede Gewichtsrolle 42, 43 glattgängig rotieren
kann.
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Als
nächstes
werden die beiden Anschlagoberflächen 40g, 40g beschrieben.
Die erste Anschlagoberfläche 40g umfasst
eine flache Oberfläche
angenähert
rechtwinklig zur orthogonalen Planoberfläche und verhindert, dass sich
die erste Gewichtsrolle 42 in einer radialen Richtung im
Hochdrehzahlbereich dreht, wo die Drehgeschwindigkeit höher ist,
so dass ein minimales Gangverhältnis
eingestellt ist. Die zweite Anschlagoberfläche 40h umfasst eine
schräge
Planoberfläche,
die die orthogonale Planoberfläche
kreuzt, unter Bildung eines spitzen Winkels θ kleiner als 90° an der Außenseite
der radialen Richtung, so dass der Abstand von der Drehachsenlinie
L zum Ende des zylindrischen Abschnitts 40f entlang der
Achsrichtung der Kurbelwelle 19 weiter zunimmt.
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Der
Winkel θ ist
so gelegt, dass im Hochdrehzahlbereich verhindert wird, dass die
zweite Gewichtsrolle 43 in Kontakt der zweiten riemenscheibenseitigen
Führungsoberfläche 40c kommt,
nachdem sie in Kontakt mit der zweiten Anschlagoberfläche 40h in
einen Zustand gekommen ist, wo die Drehzahl des Verbrennungsmotors 4 die
zugewiesene minimale Drehzahl im Mitteldrehzahlbereich erreicht,
wo das mittlere Gangverhältnis
eingestellt ist, wie später
beschrieben wird. Auch ist der Winkel θ so eingestellt, dass er bei
der Übertragung
im Hochdrehzahlbereich tatsächlich
nicht teilnimmt, wo das minimale Gangverhältnis eingestellt ist, d.h.,
um die Kraftkomponente so klein wie möglich zu machen, die auf der
Zentrifugalkraft der zweiten Gewichtsrolle 43 beruht, indem
sie in Kontakt mit der zweiten Anschlagoberfläche 40h kommt, die
sich in der axialen Richtung zu dem antriebsseitigen beweglichen
Riemenscheibenstück 40 hin
bewegt, so dass die erste Gewichtsrolle 42 die Bewegung
des antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstücks 40 in
der axialen Richtung infolge einer Bewegung der ersten Gewichtsrolle 42 in
der radialen Richtung auf der ersten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40b nicht
beeinflusst.
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Da
die zweite Anschlagoberfläche 40h geneigt
ist, wie in 7 gezeigt, wenn die zweite Gewichtsrolle 43 in
Kontakt mit der zweiten Anschlagoberfläche 40h kommt, wird
der Schwerpunkt der zweiten Gewichtsrolle 43 C1 um einen
bestimmten Abstand d in der axialen Richtung der Kurbelwelle 19 von
der Kontaktlinie C2 der zweiten Gewichtsrolle 43 und der
zweiten Anschlagoberfläche 40h näher an der
Nockenplatte 41 angeordnet. Da in 7 die Zentrifugalkraft
F auf die zweite Gewichtsrolle 43 einwirkt und ein Moment
M in einer Gegenuhrzeigerrichtung wirkt, rollt und bewegt sich die
zweite Gewichtsrolle 43 leicht in einer radialen Richtung
und kommt in Kontakt mit der Nockenplatte 41, und danach
wird auch die zweite Gewichtsrolle 43 durch das Moment M
gegen die Nockenplatte 41 gedrückt. Die zweite Gewichtsrolle 43 wird
infolge der Kraftkomponente Ft der Zentrifugalkraft F zu der Nockenplatte 41 hin,
die durch die zweite Gewichtsrolle 43 hervorgerufen wird,
die in Kontakt mit der zweiten Anschlagoberfläche 40h kommt, auch
gegen die Nockenplatte 41 gedrückt. Auch wenn im Hochdrehzahlbereich
Vibrationen des Verbrennungsmotors 4 eine Vibration der Antriebsriemenscheibe 38 in
der axialen Richtung der Kurbelwelle 19 hervorrufen, verhindert
infolgedessen ein Zwischenraum in der axialen Richtung zwischen
der zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40c und
der zweiten Gewichtsrolle 43 die Relativbewegung des antriebsseitigen
beweglichen Riemenscheibenstücks 40,
der Nockenplatte 41 und der zweiten Gewichtsrolle 43 in
der axialen Richtung, so dass verhindert werden kann, dass die zweite
Gewichtsrolle 43 mit der zweiten riemenscheibenseitigen
Führungsoberfläche 40c und
der Nockenplatte 41 kollidiert.
-
Hier
beschreibt „die
Bewegung der zweiten Gewichtsrolle in der radialen Richtung wird
durch die zweite Anschlagoberfläche 42h tatsächlich verhindert" den Zustand der
Verhinderung, wo die Bewegung der zweiten Gewichtsrolle 43 in
der axialen Richtung, nachdem sie in Kontakt mit der zweiten Anschlagoberfläche 40h gekommen
ist, verhindert wird, aber die Möglichkeit
einer leichten Bewegung in der radialen Richtung auf ein solches
Ausmaß besteht, dass
sie die Bewegung des antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstücks 40 in
der axialen Richtung nicht beeinflusst.
-
Wie
in 2 gezeigt, ist die Abtriebsriemenscheibe 48 des
Automatikgetriebes 35 am linken Ende der Abtriebswelle 47 angebracht,
die an einer hinteren Position des Gehäusekörpers 7a des Getriebegehäuses 7 angeordnet
und in einer breiten Richtung eines Kraftrads 1 orientiert
ist. Wie in 8 gezeigt, umfasst die Abtriebsriemenscheibe 48 ein
antriebsseitiges festes Riemenscheibenstück 52, das fest integral
an einer Innenhülse 51 befestigt
ist, die durch ein Lagerpaar 40 und 50 an der
Abtriebswelle 47 drehbar gelagert ist, ein abtriebsseitiges
bewegliches Riemenscheibenstück 54,
das integral an einer Außenhülse 53 befestigt
ist, die auf einem Außenumfang
der Innenhülse 51 in
der axialen Richtung und der Drehrichtung der Abtriebswelle 47 verschiebbar aufgesetzt
ist, sowie eine Feder 55, die aus einer zylindrischen Druckschraubenfeder
gebildet ist, die durch ihre Federkraft das abtriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 54 gegen
das abtriebsseitige feste Riemenscheibenstück 52 spannt.
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Eine
Nockennut 57, die eine Relativbewegung des abtriebsseitigen
beweglichen Riemenscheibenstücks 54 in
der axialen Richtung in Bezug auf das abtriebsseitige feste Riemenscheibenstück 52 erlaubt,
ist an der Außenhülse 53 vorgesehen.
Die Nockennut 57 besteht aus einem schrägen Abschnitt, der erlaubt,
dass sich das abtriebsseitige feste Riemenscheibenstück 52 und
das abtriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 54 in einer Drehrichtung
und einer Axialrichtung in dem Zustand bewegen, indem die Differenz
der Drehzahl zwischen dem abtriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 52 und
dem abtriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstück 54 größer ist
als ein vorbestimmter Wert. Fett ist in die Nockennut 58 dort
eingefüllt,
wo sich das abtriebsseitige feste Riemenscheibenstück 52 und
das abtriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 54 unter Normalbedingung
integral drehen können.
Eine Öldichtung 58 ist
an den zwei Enden des Innenumfangs der Außenhülse 53 angebracht, die
den Außenumfang
der Innenhülse 51 kontaktieren
und darauf gleiten. Eine Nockennut 57 ist auch in öldichter
Weise durch einen Dichtungsdeckel 60 abgedeckt, der eine
zylindrische Form hat, der auf einen Außenumfang der Außenhülse 53 über einen O-Ring 59 aufgesetzt
ist. Ein Federlagerabschnitt 60a, mit dem das rechte Ende
der Feder 55 in Kontakt kommt, ist am rechten Ende des
Dichtungsdeckels 60 angeordnet, und der Federlagerabschnitt 60a kommt
mit dem abtriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstück 54 in
Kontakt.
-
In
Bezug auf die Abtriebswelle 47 umfasst eine Zentrifugalanfahrkupplung 36,
die am linken Ende vorgesehen ist, das weiter links angeordnet ist als
das abtriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 54, eine Kupplungsaußenverzahnung 61,
die in einer axialen Richtung fest mit der Abtriebswelle 47 verbunden
ist, und sich integral mit der Abtriebswelle 47 dreht,
sowie eine Antriebsplatte 62, die an der Innenhülse 51 an
der Innenseite des Kupplungsaußenelements 61 fest
ist und sich integral damit dreht. In einem Zustand, in dem sich
die Innenhülse 51 schneller
als eine vorbestimmte erste Drehzahl n1, später erwähnt, dreht, schwingt ein Kupplungsschuh 63,
der an einer Antriebsplatte 62 schwenkbar gelagert ist,
und bewegt sich zur Außenseite
in der radialen Richtung durch eine Zentrifugalkraft gegen die Federkraft
der Kupplungsfeder 64. Dann kommt ein Reibelement 65,
das am Außenumfang
des Kupplungsschuhs 63 vorgesehen ist, in Kontakt mit der
Innenumfangsfläche
des Kupplungsaußenelements 61,
und die Anfahrkupplung 36 wird eingerückt.
-
Eine
Feder 55 ist von einer Federführung 66 geführt, die
aus selbstschmierendem Kunstharz wie etwa Nylon hergestellt ist
und an der Innenseite angeordnet ist, um während des Ausdehnens und Zusammendrückens ihre
zylindrische Form zu behalten, und daher wird die Linearität der Federkraft
sichergestellt. Eine Federführung 66 umfasst
einen Flanschabschnitt 66a, der einen Federanschluss bildet,
mit dem das linke Ende der Feder 55 in Kontakt kommt, sowie
einen zylindrischen Abschnitt 66b, der innerhalb der Feder 55 angeordnet
ist und sich in einer axialen Richtung der Feder 55 erstreckt.
Die Federführung 66 ist
von einem Flanschabschnitt 66a abgestützt, der in einen Innenumfang
eines an der Antriebsplatte 62 vorgesehenen Rastabschnitts
eingesetzt ist, und einen Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 66b,
der in den Dichtungsdeckel 60 eingesetzt ist.
-
Wie
in 9 gezeigt, umfasst ein zylindrischer Abschnitt 66b der
Federführung 66 mit ähnlichem
Innendurchmesser entlang seiner Axiallinie eine Element 66c ähnlichen
Durchmessers mit ähnlichem
Außendurchmesser,
einen ersten verjüngten Abschnitt 66d,
der eine verjüngte
Form hat, wobei ein Durchmesser an dem Ende abnimmt, und einen zweiten
verjüngten
Abschnitt 66e mit einem Durchmesser, der am Ende abnimmt
und schräger
ist als der erste verjüngte
Abschnitt 66d, in der Reihenfolge beginnend von dem Flanschabschnitt 66a zum
Ende entlang der Axiallinie.
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Die
Längen
des im Durchmesser ähnlichen Abschnitts 66c,
des ersten verjüngten
Abschnitts 66d und des zweiten verjüngten Abschnitts 66e in
der axialen Richtung sind auf eine geeignete Länge eingestellt. Die Länge des
im Durchmesser ähnlichen
Abschnitts 66c, der in Kontakt mit einem Innenumfang der
Feder 55 kommt, ist am Dicksten und ist am Steifsten, ist
auf eine Länge
eingestellt, die in der Lage ist, die Feder 55 in einem
stabilen Zustand zu stützen,
während
eine Auslenkung der Feder 55 in der radialen Richtung aufgrund
von Vibrationen vermieden wird. An dem ersten verjüngte Abschnitt 66d ist
ein kleiner Zwischenraum zwischen dem Innenumfang der Feder 55 ausgebildet,
um vor einer Reibkraft zu schützen,
durch Kontakt mit der Feder 55 hervorgerufen wird, um ein
glatten Ausdehnen zu ermöglichen,
um ein Kollabieren oder Verbiegen der Feder 55 zu verhindern,
indem die Neigung der Verjüngung
gering gemacht wird. Der zweite verjüngte Abschnitt 66e mit
der steilen Steigung benachbart dem Ende bildet einen relativ großen Zwischenraum zwischen
dem Innenumfang der Feder 55, so dass eine die Feder 55 bildende
Spiraldrahtstange sich nicht am Ende der Federführung 66 verfängt, wenn die
Feder 55 zusammengedrückt
wird. Ein Dichtungsdeckel 60, der in einen Innenumfang
der Federführung 66 eingesetzt
ist, ist auf einem Innenumfang des ersten verjüngten Abschnitts 66d und
des zweiten verjüngten
Abschnitts 66e in dem Zustand angeordnet, wo das abtriebsseitige
bewegliche Riemenscheibenstück 54 dem
abtriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 52 sehr nahe ist.
-
Mit
der Antriebsriemenscheibe 38 und der Abtriebsriemenscheibe 48,
die wie oben beschrieben ausgebildet sind, nehmen das feste Riemenscheibenstück 39, 52 und
das bewegliche Riemenscheibenstück 40, 54 den
um beide Riemenscheiben 38, 48 herumgelegten Keilriemen 67 zwischen
der Kontaktoberfläche
des Keilriemens 67, der an deren gegenüberliegenden Seiten angeordnet
ist, in einer Kegelform jeweils zwischen sich auf.
-
In
Bezug auf 2 und 3, ist die
Abtriebswelle 47 mit einer hinteren Welle 12 durch
eine Serie von Zahnrädern
gekoppelt, die ein Enduntersetzungsgetriebe 37 bilden und
die hintere Welle 12 antreibt. Ein großes Zahnrad 69 mit
großem
Durchmesser und ein kleines Zahnrad 70 mit kleinem Durchmesser
sind an der mittleren Welle 68 vorgesehen, wobei das Zahnrad 71 mit
kleinerem Durchmesser an der Abtriebswelle 47 mit dem großen Zahnrad 69 an
der mittleren Welle 68 kämmt, und das kleine Zahnrad 70 an
der mittleren Welle 68 mit dem großen Zahnrad 72 an
der hinteren Welle 12 kämmt.
Die Drehung der Abtriebswelle 47 wird zweistufig untersetzt und
auf die hintere Welle 12 durch das Enduntersetzungsgetriebe 37 übertragen,
das wie oben beschrieben ausgebildet ist.
-
Als
nächstes
wird der Übertragungsbetrieb dieses
Automatikgetriebes 35 in Bezug auf die 5, 8 und 10 beschrieben.
Wenn der Verbrennungsmotor 4 arbeitet und die Drehzahl
der Kurbelwelle 19 nicht größer als eine erste Drehzahl
N1 ist, wird die Anschlagkupplung 36 ausgerückt, und
daher wird die Abtriebswelle 48 gestoppt und das Kraftrad 1 ist
in einem stationären
Zustand. Hier ist an der Abtriebsriemenscheibe 38 aufgrund
der Spannung des Keilriemens 67 das antriebsseitige bewegliche
Riemenscheibenstück 40 am
weitesten Punkt in einer radialen Richtung der Kurbelwelle 19 von
dem antriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 40 entfernt, und
hier wird der Wickelradius des Keilriemens 67 am kleinsten,
während
an der Abtriebsriemenscheibe 48 das abtriebsseitige bewegliche
Riemenscheibenstück 54 zu
dem abtriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 52 hin vorgespannt
wird und ihm am nächsten
kommt, und daher der Wickelradius des Keilriemens 67 am
größten, und
die Drehkraft der Kurbelwelle 19 mit dem größten Gangverhältnis auf die
Abtriebsriemenscheibe 48 übertragen wird.
-
Wenn
die Drehzahl größer wird
als die erste Drehzahl N1, bewegt sich der Kupplungsschuh 63 durch
die Zentrifugalkraft hin und her und kommt mit dem Kupplungsaußenelement 61 in
Kontakt. Dann beginnt die Anfahrkupplung 36 einzurücken, die
Abtriebswelle 47 beginnt sich zu drehen, und das Kraftrad
fährt los.
Die Anfahrkupplung 36 wird in einen vollständig eingerückten Zustand
gebracht, und die Drehkraft der Kurbelwelle 19 wird mit
dem größten Gangverhältnis auf
die Abtriebsriemenscheibe 47 übertragen. Mit zunehmender
Drehzahl nimmt die Zentrifugalkraft der ersten Gewichtsrolle 42 und
der zweiten Gewichtsrolle 43 der Antriebsriemenscheibe 38 zu.
Während
jedoch die Zentrifugalkraft nicht größer als die zweite Drehzahl
N2 ist, ist die Kraftkomponente zum Bewegen des antriebsseitigen
beweglichen Riemenscheibenstücks 40, 39 in
der axialen Richtung zu dem antriebsseitigen festen Riemenscheibenstück hin nicht
größer als
die Spannung des Keilriemens 67, der das antriebsseitige
bewegliche Riemenscheibenstück 40 von
dem antriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 39 nach außen bewegt. Daher
bleiben die erste Gewichtsrolle 42 und die zweite Gewichtsrolle 43 in
der Normalposition zwischen den entsprechenden ersten und zweiten
riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40b, 40c und
der nockenseitigen Führungsoberfläche 41a (Position
Q1, R1, in 5 gezeigt). Dort wird der Wickelradius
des Keilriemens 67 an der Antriebsriemenscheibe 38 minimal
(Position P1, in 5 gezeigt), und der Wickelradius
des Keilriemens 67 an der Abtriebsriemenscheibe 48 wird
maximal (Position P1, in 8 gezeigt), und das Gangverhältnis bleibt beim
Maximum. Das maximale Gangverhältnis
wird im Niederdrehzahlbereich beibehalten, wo die Drehzahl bis zur
zweiten Drehzahl N2 zunimmt, und bei diesem Gangverhältnis wird
die Drehkraft der Kurbelwelle 19 auf die Abtriebswelle 47 übertragen,
und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändert sich proportional zur
Drehzahl.
-
Wenn
die Drehzahl größer wird
als die zweite Drehzahl N2, wird die Kraftkomponente der Zentrifugalkraft
der ersten und zweiten Gewichtsrolle 42 und 43,
die das antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 40 zu
dem antriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 39 in einer axialen
Richtung bewegt, größer als
die Spannung des Keilriemens 67. Dort werden an der Antriebsriemenscheibe 38 die
ersten und zweiten Gewichtsrollen 42 und 43 durch
die entsprechenden ersten und zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40b und 40c und
die nockenseitige Führungsoberfläche 41a geführt und
drehen und bewegen sich in der axialen Richtung. Das antriebsseitige
bewegliche Riemenscheibenstück 40 bewegt
sich in einer axialen Richtung und nähert sich dem antriebsseitigen
festen Riemenscheibenstück 39a an,
und der Wickelradius des Keilriemens 67 wird größer. An
der Abtriebsriemenscheibe 48 bewegt sich, entgegen der
Federkraft der Feder 55, das abtriebsseitige bewegliche
Riemenscheibenstück 54 in
einer axialen Richtung und bewegt sich von dem abtriebsseitigen
festen Riemenscheibenstück 52 weg,
während
die Feder 55 zusammengedrückt wird. Der Wickelradius
des Keilriemens 67 wird kleiner und die Geschwindigkeit
wird automatisch verändert.
-
Wenn
die Drehzahl die minimale vorgeschriebene Drehzahl erreicht, wo
das mittlere Gangverhältnis
eingestellt wird, kommt die zweite Gewichtsrolle 43 in
Kontakt mit der zweiten Anschlagoberfläche 40h, und deren
Bewegung in der radialen Richtung wird tatsächlich verhindert (Positon
R2, in 5 gezeigt), wobei die Kraftkomponente der Zentrifugalkraft
der ersten Gewichtsrolle 42, die antriebsseitige bewegliche
Riemenscheibenstück 40 in
der axialen Richtung bewegt, nicht größer ist als die Spannung des
Keilriemens 67, der das antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 40 von
dem antriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 39 wegbewegt. Daher
bleiben das antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 40 und
die erste Gewichtsrolle 42 in der gegenwärtigen Position
(Position Q2, in 5 gezeigt). Hier wird der Wickelradius des
Keilriemens 67 um die Antriebsriemenscheibe 48 größer (Position
P2, in 5 gezeigt), wird der Wickelradius des Keilriemens 67 um
die Abtriebsriemenscheibe 48 kleiner (Position P2, in 8 gezeigt),
und das mittlere Gangverhältnis,
das kleiner ist als das maximale Gangverhältnis, wird eingestellt. Auch
wird im Mitteldrehzahlbereich, wo die Drehzahl bis zur dritten Drehzahl
N3 ansteigt, das mittlere Gangverhältnis beibehalten, und unter
diesem mittleren Gangverhältnis
wird die Drehkraft der Kurbelwellen 19 auf die Abtriebswelle 47 übertragen,
und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändert sich entsprechend der
Drehzahl.
-
Wenn
die Drehzahl zunimmt und die dritte Drehzahl N3 überschreitet, wird eine Kraftkomponente
der Zentrifugalkraft der ersten Gewichtsrolle 42, die das
antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 40 zu dem antriebsseitigen
festen Riemenscheibenstück 39 hin
bewegt, größer als
die Spannung des Keilriemens 67. An der Antriebsriemenscheibe 38 wird
die erste Gewichtsrolle 42 durch die entsprechende erste
riemenscheibenseitige Führungsoberfläche 40b und
die nockenseitige Führungsoberfläche 41 geführt und
rollt und bewegt sich in der radialen Richtung, und daher bewegt
sich das antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück in einer
axialen Richtung und nähert
sich dem antriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 39 an,
und der Wickelradius des Keilriemens 67 wird größer. An
der Abtriebsriemenscheibe 48 bewegt sich das abtriebsseitige
bewegliche Riemenscheibenstück 54 in
der axialen Richtung entgegen der Federkraft der Feder 55,
während
die Feder 55 zusammengedrückt wird, und wenn der Wickelradius
des Keilriemens 67 kleiner wird, kann das Getriebe automatisch
betätigt
werden.
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Hierbei
nimmt die zweite Gewichtsrolle 43 bei der Bewegung des
antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstücks 40 in der axialen
Richtung nicht teil und rollt ein wenig über die schräge zweite Anschlagoberfläche 40h in
der radialen Richtung, und wird durch die Kraft, die durch ein Moment
M auf der Basis der Zentrifugalkraft und eine Kraftkomponente Ft
der Zentrifugalkraft in Richtung zu der Nockenplatte hin auf die
Nockenplatte 41 gedrückt.
-
Wenn
die erste Gewichtsrolle 42 in Kontakt mit der ersten Anschlagoberfläche 40g kommt,
und eine Bewegung in der radialen Richtung verhindert wird (Position
Q3, in 5 gezeigt), bleibt das antriebsseitige bewegliche
Riemenscheibenstück 40 in der
Position, und der Wickelradius des Keilriemens um die Antriebsriemenscheibe 38 wird
maximal (Position P3, in 5 gezeigt), und der Wickelradius
des Keilriemens 67 und die Abtriebsriemenscheibe 48 werden
minimal (Position P3, in 8 gezeigt), und es wird ein
minimaler Gang, der kleiner ist als das mittlere Gangverhältnis, eingestellt.
Die zweite Gewichtsrolle 43 wird, nach leichter Bewegung
in der radialen Richtung, auf die Nockenplatte 41 gedrückt (Position
P3, in 5 gezeigt). In dem folgenden Hochdrehzahlbereich
wird das minimale Gangverhältnis
beibehalten, und mit diesem Gangverhältnis wird die Drehkraft der
Kurbelwelle 19 auf die Abtriebswelle 47 übertragen,
und die Fahrzeuggeschwindigkeit ändert
sich entsprechend der Drehzahl.
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Es
folgt eine Beschreibung der betriebsmäßigen Effekte der Ausführung mit
der oben beschriebenen Konfiguration.
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Im
Hochdrehzahlbereich des Verbrennungsmotors in dem Zustand, wo die
zweite Gewichtsrolle 43 in Kontakt mit dem zweiten Anschlag
kommt und tatsächlich
an einer Bewegung in der radialen Richtung gehindert wird, werden,
wenn ein Zwischenraum zwischen der zweiten Gewichtsrolle 43 und der zweiten
riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche ausgebildet
ist, Vibrationen des Verbrennungsmotors, etc., zum Beispiel eine
Vibration der Kurbelwelle in der axialen Richtung aufgrund der Verbrennung und
der Verbrennungsenergie um den oberen Totpunkt des Kolbens 20 des
Verbrennungsmotors 4 herum, auf die Antriebsriemenscheibe 38 übertragen und
verursachen eine Relativbewegung zwischen dem antriebsseitigen beweglichen
Riemenscheibenstück 40,
der Nockenplatte 41 und der zweiten Gewichtsrolle 43 in
der axialen Richtung der Kurbelwelle 19, und die zweite
Gewichtsrolle 43 kann mit der zweiten riemenscheibenseitigen
Führungsoberfläche 40c des
antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstücks 40 und der nockenseitigen
Führungsoberfläche 41a kollidieren.
Da das Gewicht der zweiten Gewichtsrolle 43 leichter ist
als das Gewicht der ersten Gewichtsrolle 42, ist die Kollisionsenergie
gering. Daher kann ein Verschleiß der zweiten riemenscheibenseitigen
Führungsoberfläche 40c,
der nockenseitigen Führungsoberfläche 41a und
der zweiten Gewichtsrolle 43 reduziert werden. Da die Kollisionsenergie
gering ist, ist ferner ein Aufprallgeräusch aufgrund der Kollision
gering, und so kann das Geräusch
reduziert werden.
-
Im
Ergebnis wird der Verschleiß der
zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40c, der
nockenseitigen Führungsoberfläche 41a und
der zweiten Gewichtsrolle 43 reduziert. Die zweite Gewichtsrolle 43 kann
sich glattgängig
in der radialen Richtung bewegen, und daher kann die Übertragung glattgängig erfolgen.
Da der Verschleiß reduziert
ist, können
die eingestellten Übertragungscharakteristika über eine
lange Dauer hinweg erhalten bleiben, und Geräusch aufgrund der Kollision
der zweiten Gewichtsrolle 43 kann reduziert werden.
-
Da
ferner das Gewicht der zweiten Gewichtsrolle 43 geringer
ist als das der ersten Gewichtsrolle 42, wird das Auftreten
von Verschleiß und
Geräusch aufgrund
der Kollision der zweiten Gewichtsrolle 43 gegen die zweite
riemenscheibenseitige Führungsoberfläche 40c und
die nockenseitige Führungsoberfläche 41a reduziert.
Wenn darüber
hinaus Vibrationen des Verbrennungsmotors 1, etc. auf die
Antriebsriemenscheibe 38 übertragen werden und eine Kraft wirkt,
die eine Relativbewegung zwischen dem antriebsseitigen beweglichen
Riemenscheibenstück 40, der
Nockenplatte 41 und dem Zentrifugalgewicht in der axialen
Richtung der Kurbelwelle 19 hervorruft, kann zusätzlich eine
Relativbewegung der zweiten Gewichtsrolle 43 in der axialen
Richtung der Kurbelwelle 19 vermieden werden, weil die
zweite Gewichtsrolle 43 auf die Nockenplatte 41 durch
eine Druckkraft gedrückt
wird, die infolge davon erzeugt wird, dass sie in Kontakt mit der
schrägen
zweiten Anschlagoberfläche 40h kommt,
d.h. eine Kraft, die durch ein Moment M aufgrund der Zentrifugalkraft, die
an der zweiten Gewichtsrolle erzeugt wird, und einer Kraftkomponente
Ft in Richtung zu der Nockenplatte 41 hin erzeugt wird.
Daher können
Kollisionen der zweiten Gewichtsrolle 43 gegen die zweite
riemenscheibenseitige Führungsoberfläche 40c und
die nockenseitige Führungsoberfläche 41a reduziert werden,
und das Auftreten von Verschleiß der
zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40c,
der nockenseitigen Führungsoberfläche 41a und
der zweiten Gewichtsrolle 43 aufgrund der Kollision kann
vermieden werden. Auch kann das Auftreten von Geräusch aufgrund
der Kollision gesenkt werden.
-
Im
Ergebnis kann das Auftreten von Kollisionen in der zweiten Gewichtsrolle 42 vermieden
werden, kann Verschleiß der
zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberfläche 40c,
der nockenseitigen Führungsoberfläche 41a und
der zweiten Gewichtsrolle 43 weiter reduziert werden, und
daher kann sich die zweite Gewichtsrolle 43 in der radialen
Richtung glattgängig
bewegen, um eine glatte Übertragung
zu ermöglichen.
Auch weil der Verschleiß dieser
Teile reduziert ist, können
die eingestellten Übertragungscharakteristika über eine
lange Dauer hinweg beibehalten werden. Ferner kann ein Geräusch aufgrund der
Kollisionen der zweiten Gewichtsrolle 43 weiter reduziert
werden.
-
Ein
Zwischenraum, der am Ende weiter wird, ist zwischen dem Außenumfang
des zweiten verjüngten
Abschnitts 66e des verjüngten Abschnitts 66b der zylindrischen
Federführung,
die innerhalb der Feder 55 der Abtriebsriemenscheibe 48 angeordnet
ist, die aus einer zylindrischen Schraubenfeder besteht, und dem
Innenumfang der Federführung 55 ausgebildet. Wenn
daher die Geschwindigkeit verändert
wird, bewegt sich das antriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 54 in
einer axialen Richtung, wenn sich das abtriebsseitige bewegliche
Riemenscheibenstück 54 in
der axialen Richtung bewegt, und zwar durch die Zentrifugalkraft,
die auf die ersten und zweiten Gewichtsrollen 42 und 43 wirkt,
und die Feder 55 wird zusammengedrückt, und der spiralig gewickelte
Drahtstab verfängt
sich nicht am Ende der Federführung,
wenn er damit in Kontakt kommt.
-
Im
Ergebnis kann sich das abtriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 54 in
einer axialen Richtung glattgängig
bewegen, was eine glatte Übertragung
ermöglicht.
Da nur das Ende der Federführung
eine verjüngte
Form hat, kann verhindert werden, dass die Feder kollabiert oder
sich wegen anderen Teilen der Federführung 66 als an diesem
Ende verbiegt, und daher geht die Funktion der Federführung nicht
verloren. Insbesondere ist an dem ersten verjüngten Abschnitt 66 mit
einer geringeren Steigung im Vergleich zum verjüngten Abschnitt 66e,
ein leichter Zwischenraum zwischen dem ersten verjüngten Abschnitt
und dem Innenumfang der Feder 55 gebildet, so dass durch
die Reibkraft, die durch den Kontakt mit der Feder 55 erzeugt
wird, nicht verhindert wird, dass sich die Feder 55 glattgängig ausdehnt
und komprimiert, und verhindert wird, dass sie kollabiert und sich
verbiegt, indem die Verjüngungsschräge leicht
gemacht wird.
-
Zusätzlich ist
in dem Zustand, wo das abtriebsseitige bewegliche Riemenscheibenstück 54 dem
abtriebsseitigen festen Riemenscheibenstück 52 sehr nahe ist,
der Dichtungsdeckel 60, der mit dem Innenumfang der Federführung 66 kämmt, in dem
Innenumfang des ersten verjüngten
Abschnitts 66d und des zweiten verjüngten Abschnitts 66e angeordnet.
Trotz der Tatsache, dass die Federführung 66 durch die
Verjüngung
dünner
wird, werden die beiden verjüngten
Abschnitte 66d und 66e der Vibrationen kaum verlagert,
da deren Festigkeit durch die Steifigkeit des Dichtungsdeckels 60 verstärkt wird, und
daher kann die Federführung 66 effizient
funktionieren.
-
Die
Federführung 66 ist
aus selbstschmierendem Kunstharz hergestellt. Reibkraft gegen die Feder 55 wird
durch die Selbstschmierung der Federführung 66 in dem Fall
kleingehalten, wo die Feder 55 in Kontakt mit der Federführung 66 kommt
und darauf gleitet. Daher kann die Feder 55 glattgängig ausgedehnt
und zusammengedrückt
werden, was eine glattgängige Übertragung
ermöglicht.
-
Es
folgt eine Beschreibung der Ausführung mit
einer modifizierten Konfiguration eines Teils der Konfiguration
der oben erwähnten
Ausführung.
-
In
der vorangehenden Ausführung
ist das Gewicht der zweiten Gewichtsrolle 43 leichter als
das der ersten Gewichtsrolle 42, und die zweite Anschlagoberfläche 40h ist
geneigt, so dass eine Druckkraft zum Drücken der zweiten Gewichtsrolle 46 auf
die Nockenplatte 41 durch Kontakt der zweiten Gewichtsrolle 43 gegen
die zweite Anschlagoberfläche 40h erzeugt
wird. Das Gewicht der zweiten Gewichtsrolle 43 kann auch
leichter gemacht werden als das der ersten Gewichtsrolle 42,
und die zweite Anschlagoberfläche 40h kann
als Planoberfläche
vorgesehen werden, die entgegen der orthogonalen Planoberfläche radial
auswärts
geht, wie auch die erste Anschlagoberfläche 40g. Das Gewicht
der zweiten Gewichtsrolle 43 kann auch gleich jener der ersten
Gewichtsrolle 42 sein, und die zweite Anschlagoberfläche 40h kann
geneigt sein, so dass die Druckkraft zum Pressen der zweiten Gewichtsrolle 46 auf
die Nockenplatte 41 durch den Kontakt der zweiten Gewichtsrolle 43 gegen
die zweite Anschlagoberfläche 40 erzeugt
wird. In jedem Fall werden der Verschleiß der zweiten riemenscheibenseitigen
Führungsoberfläche 40c,
der nockenseitigen Führungsoberfläche 41a und
der zweiten Gewichtsrolle 43 aufgrund von Kollision einer
zweiten Gewichtsrolle 43 vermieden, und die zweite Gewichtsrolle 43 kann sich
glattgängig
in der radialen Richtung bewegen, um hierdurch eine glatte Übertragung
zu ermöglichen.
Auch aufgrund der Verschleißminderung
dieser Elemente können
die eingestellten Übertragungseigenschaften über eine
lange Dauer beibehalten werden, und ferner kann ein Geräusch aufgrund der
Kollision der zweiten Gewichtsrolle 43 vermieden werden.
-
In
der oben beschriebenen Ausführung
sind eine Mehrzahl von Führungsoberflächen, die
mit Abstand in der Umfangsrichtung angeordnet sind, um die Bewegung
der ersten und zweiten Gewichtsrollen 42 und 43 in
der radialen Richtung zu führen,
als erste und zweite riemenscheibenseitige Führungsoberflächen 40b und 40c an
dem antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstück 40 vorgesehen.
Jedoch kann eine Führungsoberfläche entsprechend
diesen ersten und zweiten riemenscheibenseitigen Führungsoberflächen 40b und 40c auch
an der Nockenplatte 41 vorgesehen sein, wobei die Führungsoberfläche aus
einer Kreisoberfläche
besteht, die an einer Rückseite
des antriebsseitigen beweglichen Riemenscheibenstücks 40 vorgesehen
sein kann. In diesem Fall können
die ersten und zweiten Anschlagoberflächen 40g und 40h auch
auf der Nockenplatte 41 vorgesehen sein Die als ebene Oberfläche angeordnete zweite
Anschlagoberfläche 40h kann
auch als Kreisoberfläche
mit ähnlicher
Steigung angeordnet sein.
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In
der oben beschriebenen Ausführung
gibt es zwei Typen für
jede der Führungsoberflächen 40b und 40c mit
unterschiedlichen Formen, und Gewichtsrollen 42 und 43 mit
unterschiedlichen Gewichten. Diese Führungsoberflächen und
Gewichtsrollen können
jeweils mit 3 Typen vorgesehen sein, und in diesem Fall können mehr
als 2 mittlere Gangverhältnisse
eingestellt werden. Zusätzlich
ist die Anzahl der Mehrzahl von Führungsoberflächen, die
mit Abstand in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, nicht auf 6
beschränkt,
und kann auf eine geeignete Anzahl gelegt werden. Wenn zum Beispiel
3 Typen von Führungsoberflächen vorhanden
sind, können
9 Führungsoberflächen vorgesehen
sein. Auch ist es möglich,
eine andere Antriebsquelle als einen Verbrennungsmotor 4 als
Motor vorzusehen.
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Die
Erfindung sieht ein Keilriemen-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug
vor, das zu einer glatten Übertragung
in der Lage ist.
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Um
dies zu erreichen, ist ein Keilriemen-Automatikgetriebe für ein Fahrzeug
mit einer Antriebsriemenscheibe 38 und einer Abtriebsriemenscheibe 48 versehen,
wobei eine Mehrzahl von Zentrifugalgewichten 42 und 43,
die zwischen einem beweglichen Riemenscheibenstück 40, einer Antriebsriemenscheibe 38 und
einer Nockenplatte 41 angeordnet sind, in einer radialen
Richtung der Zentrifugalkraft bewegt werden, wobei der Wickelradius
des Keilriemens 67, der um die Antriebsriemenscheibe 38 und die
Abtriebsriemenscheibe 48 herumgelegt ist, verändert wird,
wobei ein maximales Gangverhältnis
im Niederdrehzahlbereich und ein minimales Gangverhältnis im
Hochdrehzahlbereich eingestellt werden, wobei die Bewegung in der
radialen Richtung des Zentrifugalgewichts 43, eines der
Mehrzahl von Zentrifugalgewichten 42 und 43, durch
die Anschlagoberfläche 40h bei
der Drehzahl im mittleren Drehzahlbereich tatsächlich verhindert wird, und
das mittlere Gangverhältnis
eingestellt wird. Das Zentrifugalgewicht 43 ist leichter
gemacht als das restliche Zentrifugalgewicht 42, und die
Anschlagoberfläche 40h ist geneigt,
und daher wird eine Druckkraft erzeugt, die das Zentrifugalgewicht 43 gegen
die Nockenplatte 41 drückt.