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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Riemen für ein stufenlos veränderliches
Getriebe, welcher beispielsweise in einem stufenlos veränderlichen
Riemengetriebe eines Kraftfahrzeugs verwendet wird. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Riemen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ein solcher Riemen ist aus der
EP-A-1 267 091 bekannt.
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2. Betreffendes Fachgebiet
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Ein
in einem stufenlos veränderlichen
Riemengetriebe verwendeter Riemen ist dadurch gebildet, dass eine
Anzahl von Elementen durch einen Ring in endloser Form gehalten
werden. Wie beispielsweise in
10(a) gezeigt
ist, umfasst ein Element
140 einen Laschenabschnitt
142,
einen Halsabschnitt
143 und einen Rumpfabschnitt
144.
Dickwandige Abschnitte
142a,
144a sind an dem
Laschenabschnitt
142 bzw. dem Rumpfabschnitt
144 ausgebildet.
Die Schwingung des Riemens wird durch den Kontakt der dickwandigen
Abschnitte
142a,
144a mit dem an einer Vorderseite
derselben angeordneten Element
140 verhindert (siehe beispielsweise
JP 5-37067 Y2 (1993)).
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In
dem Riemen 107 mit der oben beschriebenen Struktur ist
jedoch der Kontakt des Elements 140 mit dem Element 140,
das an dessen Vorderseite angeordnet ist, durch die dickwandigen
Abschnitte 142a, 144a beschränkt, die an dem Laschenabschnitt 142 und
dem Rumpfabschnitt 144 ausgebildet sind. Wie in 10(b) gezeigt ist, kann daher die Festigkeit eines
schubseitigen Sehnenab schnitts N des Riemens 107 in einer
Riemenvorbewegungsrichtung nicht im ausreichenden Maße sichergestellt werden
und eine Vibration des Riemens wird erzeugt. Ferner wird bei hoher
Riemenumlaufgeschwindigkeit das Kippen des Elements 140 an
einem Ausgang einer Antriebsriemenscheibe erzeugt, indem eine äußere Seite
des Elements 140 schneller vorgeschoben wird. Wenn die
dickwandigen Abschnitte 142a, 144a an dem Laschenabschnitt 142 und
dem Rumpfabschnitt 144 ausgebildet sind, so ist es unmöglich, die
Vibration des Riemens zu verhindern, welche durch das Kippen des
Elements 140, erzeugt bei hoher Riemenumlaufgeschwindigkeit,
verursacht wird. Ferner kann auch an einem Wickelabschnitt des Riemens 107,
wenn das Element 140 in eine Lage gezwungen wird, in welcher
die V-Fläche
orthogonal zur Riemenscheibe steht, in dem Fall, dass ein Plattendickenunterschied
innerhalb eines Verriegelungskantenabschnitts 145 des Rumpfabschnitts 145 erzeugt
wird, der Verriegelungskantenabschnitt 145 nicht stabil
in Kontakt mit einer Rückseite
des Elements 140 an der Vorderseite gebracht werden und es
besteht eine Möglichkeit
eines beschleunigten Verschleißes
der V-Fläche.
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Wie
ferner in 8(a) gezeigt ist, kann aufgrund
der Tatsache, dass an dem Halsabschnitt kein Kontaktpunkt vorhanden
ist, der effektive Radius dT für
das Biegemoment nicht auf einen ausreichenden Wert gebracht werden.
Daher wird das Kippen des Rumpfabschnitts hauptsächlich durch das Biegemoment
des Halsabschnitts verhindert, wobei ein Abschnitt in der Mitte
des Rumpfabschnitts und des Blockierkantenabschnitts als Zentrum
wirkt, und somit ist es schwierig, das Kippen des Rumpfabschnitts vollständig zu
verhindern.
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Ein
Riemen für
ein stufenlos veränderliches Getriebe
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist in der
EP-A-1
267 091 offenbart und umfasst einen Metallring sowie eine
Anzahl von Metallelementen, die durch den Metallring gehalten werden,
wobei jedes der Metallelemente einen linken und einen rechten Blockierkantenabschnitt,
einen Rumpfabschnitt, einen Kopfabschnitt und einen Halsabschnitt,
der den Rumpfabschnitt und den Kopfabschnitt verbindet, aufweist.
Die Metallelemente des bekannten Riemens weisen über den gesamten Laschenabschnitt,
Halsabschnitt und oberen Teil des Blockierkantenabschnitts hinweg
konstante Plattendicke auf, während
ein unterer Teil des Blockierkantenabschnitts mit allmählich reduzierter
Plattendicke ausgebildet ist.
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Ferner
offenbart die
US-A-4,610,648 einen Riemen
für ein
stufenlos veränderliches
Getriebe, umfassend einen Metallring und Metallelemente, wobei die
Metallelemente mit einer konstanten Plattendicke über die
gesamten Laschenabschnitte und den gesamten Halsabschnitt hinweg
sowie mit allmählich reduzierter
Plattendicke zur unteren Kante des Blockierkantenabschnitts hin
ausgebildet sind.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die
Erfindung ist in Anbetracht eines solchen Problems ausgeführt worden
und es ist ihre Aufgabe, einen Riemen für ein stufenlos veränderliches
Getriebe bereitzustellen, der eine Festigkeit in einem schubseitigen
Sehnenabschnitt in einer Riemenvorwärtsbewegungsrichtung durch
Begrenzung des Kippens eines Metallelements ausreichend sicherstellt.
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Um
das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, stellt die vorliegende
Erfindung einen Riemen gemäß Anspruch
1 bereit. Ein solcher Riemen für
ein stufenlos veränderliches
Getriebe gemäß der Erfindung
(zum Beispiel ein Metall-V-Riemen 7 gemäß einer Ausführungsform)
umfasst einen Metallring in endloser Form (zum Beispiel einen Ring 50 gemäß der Ausführungsform)
und eine Anzahl von Metallelementen (zum Beispiel Elemente 40 gemäß der Ausführungsform),
die durch den Metallring gehalten und in einer Umfangsrichtung des
Metallrings ausgerichtet sind, wobei das Metallelement umfasst: einen
linken und einen rechten Blockierkantenabschnitt, welche eine in
Kontakt mit einer Antriebsriemenscheibe und einer Abtriebsriemenscheibe
zu bringende V-Fläche umfassen
und um welche der Metallring herum geführt ist, einen Rumpfabschnitt, der
an einer inneren peripheren Seite des Metallrings angeordnet ist,
einen Kopfabschnitt, der an einer äußeren peripheren Seite des
Me tallrings angeordnet ist und einen zur linken und rechten Seite
verlaufenden Laschenabschnitt aufweist, so dass diese dem Verriegelungskantenabschnitt
gegenüberliegen,
sowie einen Halsabschnitt, der integral den Rumpfabschnitt und den
Kopfabschnitt miteinander verbindet, und wobei die vorderen Flächen des
Laschenabschnitts, des Halsabschnitts und des Blockierkantenabschnitts
des Metallelements mit Kontaktabschnitten ausgebildet sind, die
in der Lage sind, die benachbarten Metallelemente in Kontakt miteinander zu
bringen, wobei die Plattendicke der Kontaktabschnitte dicker ist
als die anderer Abschnitte.
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In
einem solchen Riemen für
ein stufenlos veränderliches
Getriebe ist es bevorzugt, dass die Plattendicke des Kontaktabschnitts
des Laschenabschnitts und des Kontaktabschnitts des Halsabschnitts
mit im Wesentlichen einander gleichen Größen ausgebildet sind und dass
die Plattendicke des Kontaktabschnitts des Blockierkantenabschnitts
dünner
ausgebildet ist als die Plattendicke der Kontaktabschnitte des Laschenabschnitts
und des Halsabschnitts.
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Ferner
ist es bevorzugt, dass ein oberes Ende des an dem Laschenabschnitt
ausgebildeten Kontaktabschnitts an einer oberen Seite eines unteren
Endes des an dem Laschenabschnitt ausgebildeten Kontaktabschnitts
angeordnet ist.
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Wenn
der Riemen für
ein stufenlos veränderliches
Getriebe gemäß der Erfindung
in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, so kann durch die an
dem Laschenabschnitt, dem Halsabschnitt und dem Blockierkantenabschnitt
ausgebildeten Kontaktabschnitte eine Festigkeit des Riemens für ein stufenlos
veränderliches
Getriebe an einem schubseitigen Sehnenabschnitt im ausreichenden
Maße gewährleistet
werden. Selbst wenn ferner das Metallelement am Aufwickelabschnitt
in eine Position orthogonal zur Riemenscheibe gezogen wird, kann
ein ungleichmäßiger Verschleiß an der
V-Fläche
des Metallelements sicher verhindert werden, indem die Blockierkantenabschnitte
stabil in Kontakt miteinander gebracht werden.
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Ferner
sind die Plattendicken der Kontaktabschnitte des Laschenabschnitts
und des Halsabschnitts von im Wesentlichen gleicher Größe hergestellt
und die Plattendicke des Kontaktabschnitts des Blockierkantenabschnitts
ist dünner
als die Plattendicken der Kontaktabschnitte des Laschenabschnitts und
des Halsabschnitts. Somit kann ein Kippen des Metallelements, welches
am Ausgang der Antriebsriemenscheibe insbesondere bei hohen Riemenumlaufgeschwindigkeiten
auftritt, verhindert werden und eine Vibration des Riemens für ein stufenlos
veränderliches
Getriebe kann verhindert werden.
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Ferner
ist das obere Ende des an dem Halsabschnitt ausgebildeten Kontaktabschnitts
auf der oberen Seite des unteren Endes des an dem Laschenabschnitt
ausgebildeten Kontaktabschnitts angeordnet. Somit wird verhindert,
dass sich das Metallelement in Kipprichtung dreht, indem ein Schwenkpunkt
durch den Kontaktabschnitt des Laschenabschnitts gebildet wird.
Durch effektives Verhindern einer Biegebeanspruchung des Halsabschnitts
durch die Rotation kann ferner die Festigkeit des Riemens für ein stufenlos
veränderliches
Getriebe an dem schubseitigen Sehnenabschnitt gesteigert werden.
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Wie
in 8(b) gezeigt ist, ist ferner
der Kontaktabschnitt an einem Abschnitt des Halsabschnitts vorgesehen,
und somit kann der effektive Radius d1 für das Biegemoment auf einen
ausreichend großen
Wert gebracht werden. Somit kann das Kippen des Rumpfabschnitts
verhindert werden und die Vibration der Element-Strecke auf dem
schubseitigen Sehnenabschnitt kann wirkungsvoll verhindert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht, welche einen Gesamtaufbau eines stufenlos veränderlichen
Riemengetriebes zeigt.
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2 ist
eine Skelettansicht, welche den Gesamtaufbau des stufenlos veränderlichen
Riemengetriebes zeigt.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, welche eine Struktur eines Metall-V-Riemens
zeigt.
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4 ist
eine Rückansicht
eines den Metall-V-Riemen gemäß der Erfindung
bildenden Elements.
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5(a) illustriert eine Schnittansicht entlang einer
Linie V-V in 4 in einem Fall, dass ein gestufter
Abschnitt an einer Grenze eines Halsabschnitts und einer Sattelfläche an einer
hinteren Flächenseite
ausgebildet ist.
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5(b) illustriert eine Schnittansicht entlang einer
Linie V-V in 4 in einem Fall, dass ein gestufter
Abschnitt an der Grenze des Halsabschnitts und der Sattelfläche an einer
vorderen Flächenseite ausgebildet
ist.
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5(c) illustriert eine Schnittansicht entlang einer
Linie V-V in 4 in einem Fall, in welchem
ein Halsabschnitt und ein Blockierkantenabschnitt an der vorderen
Flächenseite
so ausgebildet sind, dass die Plattendicken derselben in verjüngter Form
dünner
werden.
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6 ist
eine Ansicht, welche einen Metall-V-Riemenmechanismus zeigt.
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7(a) illustriert eine Ansicht, welche einen wesentlichen
Abschnitt vergrößert, der
einen Betrieb des Metall-V-Riemens gemäß der Erfindung zeigt.
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7(b) illustriert eine Ansicht, welche einen Betrieb
des Metall-V-Riemens gemäß der Erfindung
zeigt und welche Zustände
eines Aufwickelabschnitts und eines schubseitigen Riemenabschnitts zeigt.
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8(a) illustriert eine Draufsicht, welche eine
Struktur eines Elements eines betreffenden Fachgebiets zeigt.
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8(b) illustriert eine Draufsicht, welche eine
Struktur des Elements gemäß der Erfindung zeigt.
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9 ist
ein Graph, welcher eine Änderungsrate
einer Spannung des Metall-V-Riemens zeigt.
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10(a) illustriert eine Ansicht, welche einen wesentlichen
Abschnitt vergrößert, der
einen Betrieb eines Metall-V-Riemens des betreffenden Fachgebiets
zeigt.
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10(b) illustriert eine Ansicht, welche einen Betrieb
eines Metall-V-Riemens des betreffenden Fachgebiets zeigt und welche
Zustände
des Aufwickelabschnitts und des schubseitigen Sehnenabschnitts zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
erläutert. 1 und 2 zeigen
einen Gesamtaufbau eines stufenlos veränderlichen Riemengetriebes 1,
welches einen Riemen für
ein stufenlos veränderliches
Getriebe (im Folgenden als „Metall-V-Riemen 7" bezeichnet) gemäß der Ausführungsform
verwendet. Das stufenlos veränderliche Riemengetriebe
(CVT) 1 umfasst eine Getriebeeingangswelle 2,
eine Getriebegegenwelle 3, einen Metall-V-Riemenmechanismus 4 sowie
einen Vorwärts-/Rückwärts-Schaltmechanismus 20 vom
Planetenradtyp. Die Getriebeeingangswelle 2 ist mit einer
Ausgangswelle einer Maschine ENG über einen Schwungraddampfer 10 verbunden.
Die Getriebegegenwelle 3 ist parallel zur Getriebeeingangswelle 2 angeordnet.
Der Metall-V-Riemenmechanismus 4 ist zwischen den beiden
Wellen 2, 3 angeordnet. Der Vorwärts-/Rückwärts-Um schaltmechanismus 20 vom Planetenradtyp
ist an der Getriebeeingangswelle 2 angeordnet. Das stufenlos
veränderliche
Riemengetriebe 1 ist mit einer Hydraulikpumpe 30,
einem Gangwechsel-Steuer-/Regelventil 60 und dergleichen
ausgestattet. Ein Arbeitsöl
von der Hydraulikpumpe 30 wird dem Gangwechsel-Steuer-/Regelventil 60 über einen Ölkanal 30c zugeführt. Das
Arbeitsöl
wird dann dem Metall-V-Riemenmechanismus 4 über (Ölkanäle 30d und 30e zugeführt, indem es
durch das Gangwechsel-Steuer-/Regelventil 60 derart gesteuert/geregelt
wird, dass es eine Gangwechsel-Steuerung/Regelung ausführt.
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Der
Metall-V-Riemenmechanismus 4 umfasst eine Antriebsriemenscheibe 5,
eine Abtriebsriemenscheibe 8 und einen Metall-V-Riemen 7.
Die Antriebsriemenscheibe 5 ist drehbar an der Getriebeeingangswelle 2 angeordnet.
Die Abtriebsriemenscheibe 8 ist so an der Getriebegegenwelle 3 angebracht,
dass sie integral mit der Getriebegegenwelle 3 dreht. Der
Metall-V-Riemen 7 ist so gewickelt, dass er zwischen den
beiden Riemenscheiben 5, 8 hängt.
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Wie
in 3 gezeigt ist, umfasst der Metall-V-Riemen 7 eine
Anzahl von verbundenen Elementen 40 sowie zwei Bündel von
Ringen 50, an welchen die Elemente 40 angebracht
sind, so dass sie in einer peripheren Richtung der Ringe 50 ausgerichtet sind.
Wie durch die 4 und 5 gezeigt
ist, ist das Element 40 in einer flachen Plattenform ausgebildet und
umfasst einen Kopfabschnitt 41, einen Halsabschnitt 43 und
einen Rumpfabschnitt 44. Der Kopfabschnitt 41 ist
mit Laschenabschnitten 42 auf der linken und auf der rechten
Seite erweitert. Der Rumpfabschnitt 44 ist in einer linken
und einer rechten Richtung erweitert. Der Halsabschnitt 43 verbindet
den Kopfabschnitt 41 und den Rumpfabschnitt 44 in
einer Auf-Ab-Richtung. Eine Vorderseite (eine Seite in Vorwärtsbewegungsrichtung
des aus der Antriebsriemenscheibe 5 herausgeschobenen Metall-V-Riemens 7)
des Kopfsabschnitts 41 steht vor, um einen Ansatzabschnitt 47 zu
bilden. Die Rückseite
des Kopfabschnitts 41 ist mit einem Ansatzloch 48 in
vertiefter Form ausgebildet. Daher sind die Elemente 40 durch
Einsetzen des Ansatzabschnitts 47 in das Ansatzloch 48 verbunden.
Die Ringe 50 sind in Ringschlitzen 49 aufgenommen,
die zwischen den auf der linken und der rechten Seite des Elements 40 ausgebildeten
Laschenabschnitten 42 und einer einen oberen Abschnitt
des Rumpfabschnitts 44 bildenden Oberseite (Sattelfläche) eines
Blockierkantenabschnitts 45 gebildet sind. V-Flächen 46 sind
sowohl an der linken als auch der rechten Seitenfläche des
Rumpfabschnitts 44 ausgebildet und die V-Flächen 46 werden
so kontaktiert, dass sie zwischen den V-Flächen 11 des Antriebs
und der Riemenscheiben 5, 6, welche später beschrieben
werden, aufgenommen werden.
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Die
Antriebsriemenscheibe 5 umfasst ein festes Riemenscheibenhalbelement 5A,
welches drehbar auf der Getriebeeingangswelle 2 angeordnet ist,
und ein bewegliches Riemenscheibenhalbelement 5B, welches
in Bezug auf das feste Riemenscheibenhalbelement 5A in
einer axialen Richtung bewegbar ist. Eine antriebsseitige Zylinderkammer 6 ist
auf einer Seite des beweglichen Riemenscheibenhalbelements 5B ausgebildet.
Durch einen von dem Gangwechsel-Steuer-/Regelventil 60 über den Ölkanal 30d zugeführten Hydraulikdruck
wird ein Schub in einer axialen Richtung (Schub in der axialen Richtung
der Antriebsriemenscheibe) erzeugt, um das bewegliche Riemenscheibenhalbelement 5B in
der axialen Richtung zu bewegen. Ein Abschnitt des festen Riemenscheibenhalbelements 5A,
welcher in Kontakt mit dem Metall-V-Riemen 7 gebracht ist,
ist mit einer V-Fläche 11 versehen
und die V-Fläche 11 ist ebenfalls
an einer Fläche
des beweglichen Riemenscheibenhalbelements 5B ausgebildet,
welches dem festen Riemenscheibenhalbelement 5A gegenüberliegt.
Ferner wird der Metall-V-Riemen 7 zwischen den V-Flächen 11 aufgenommen,
die an dem festen Riemenscheibenhalbelement 5A und dem
beweglichen Riemenscheibenhalbelement 5B ausgebildet sind.
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Die
Abtriebsriemenscheibe 8 umfasst ein festes Riemenscheibenhalbelement 8A und
ein bewegliches Riemenscheibenhalbelement 8B, welches in
Bezug auf das feste Riemenscheibenhalbelement 8A in einer
axialen Richtung bewegbar ist. Eine antriebsseitige Zylinderkammer 9 ist
auf einer Seite des beweglichen Riemenscheibenhalbelements 8B ausgebildet.
Durch einen von dem Gangwechsel-Steuer-/Regelventil 60 über den Ölkanal 30e zugeführten Hy draulikdruck
wird ein Schub in einer axialen Richtung (Schub in der axialen Richtung
der Abtriebsriemenscheibe) erzeugt, um das bewegliche Riemenscheibenhalbelement 8B in
der axialen Richtung zu bewegen. Die Abtriebsriemenscheibe 8 ist
ebenfalls mit den V-Flächen 11 ähnlich denen
der Antriebsriemenscheibe 5 ausgebildet und der Metall-V-Riemen 7 ist
zwischen den V-Flächen 11 des
festen Riemenscheibenhalbelements 8A und des beweglichen
Riemenscheibenhalbelements 8B aufgenommen.
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Auf
diese Weise kann durch Steuern/Regeln des Hydraulikdrucks (riemenscheibenseitiger Druck-Steuer-/Regel-Hydraulikdruck),
der der antriebsseitigen Zylinderkammer 6 und der abtriebsseitigen
Zylinderkammer 9 zugeführt
wird, ein Riemenscheibenschub eingestellt werden, welcher keinen Schlupf
an dem Metall-V-Riemen 7 hervorruft (bezeichnet als schlupfverhindernder
Wellenschub). Ferner können
die Riemenscheibenweiten der Antriebsriemenscheibe 5 und
der Abtriebsriemenscheibe 8 variabel eingestellt werden
und ein Schaltverhältnis
kann stufenlos (kontinuierlich) gesteuert/geregelt werden, indem
die Radien der Aufwicklung des Metall-V-Riemens 7 auf den
beiden Riemenscheiben 5, 8 kontinuierlich verändert werden.
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Der
Vorwärts-/Rückwärts-Schaltmechanismus 20 vom
Planetenradtyp ist mit einem Einzel-Ritzel-Typ-Planetenradmechanismus
ausgestattet. Der Vorwärts-/Rückwärts-Schaltmechanismus 20 vom Planetenradtyp
umfasst ein Sonnenrad 21, das mit der Getriebeeingangswelle 2 gekoppelt
ist, einen mit dem festen Riemenscheibenhalbelement 5A gekoppelten
Träger 22,
ein Ringrad 23, welches in der Lage ist, durch eine Rückwärtsbewegungsbremse 25 festgehalten
zu werden, sowie eine Vorwärtsbewegungskupplung 24,
welche in der Lage ist, das Sonnenrad 21 und das Ringrad 23 zu
verbinden. Wenn die Vorwärtsbewegungskupplung 24 im
Eingriff ist, so werden das Sonnenrad 21, der Träger 22 und
das Ringrad 23 integral mit der Getriebeeingangswelle 2 gedreht
und die Antriebsriemenscheibe 5 wird so angetrieben, dass
sie sich in der selben Richtung dreht wie die Getriebeeingangswelle 2 (Vorwärtsbewegungsrichtung).
Wenn andererseits die Rückwärtsbewegungsbremse 25 in
Eingriff ist, so wird das Ringrad 23 festgehalten und der
Träger 22 wird
so angetrieben, dass er in eine Richtung dreht, die entgegengesetzt
zu der des Sonnenrads 21 ist (Rückwärtsbewegungsrichtung).
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Energie
von der Maschine ENG, die auf die Getriebegegenwelle 3 durch Änderung
der Geschwindigkeit derselben über
den Metall-V-Riemenmechanismus 4 übertragen wird, wobei der Vorwärts-/Rückwärts-Umschaltmechanismus 20 vom Planetenradgetriebetyp
wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird über eine Startkupplung 26 und
Zahnräder 27a, 27b, 28a und 28b auf
einen Differentialmechanismus 29 übertragen und wird geteilt
an nicht dargestellte linke und rechte Räder übertragen.
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Wie
oben beschrieben, wird ferner eine Gangwechselsteuerung ausgeführt, indem
die Zufuhr von Hydraulikdruck zu den antriebsseitigen Zylinderkammern
und den abtriebsseitigen Zylinderkammern 6, 9 durch
das Gangwechsel-Steuer-/Regelventil 60 gesteuert/geregelt
wird. Das Gangwechsel-Steuer-/Regelventil 60 wird so gesteuert/geregelt,
dass es durch Gangwechsel-Steuer-/Regelsignale CDR, CDN von einer
Steuer-/Regeleinheit 70 betätigt wird. Das Gangwechsel-Steuer-/Regelventil 60 umfasst
zwei Stück
Elektromagnetventile zum Steuern/Regeln der zu der antriebsseitigen
Zylinderkammer 6 und der abtriebsseitigen Zylinderkammer 9 zugeführten Hydraulikdrücke. Die
Hydraulikdrücke in
den beiden Zylinderkammern 6, 9 werden auf Grundlage
von Gangwechsel-Steuer-/Regelsignalen CDR, CDN eingestellt, die
von der Gangwechsel-Steuer-/Regeleinheit 70 und den Elektromagnetventilen
ausgegeben werden, und somit werden die Schübe in axialer Richtung der
Antriebsriemenscheibe und der Abtriebsriemenscheibe, die auf die
Antriebsriemenscheibe und die Abtriebsriemenscheibe 5, 8 ausgeübt werden,
eingestellt. Für
die Gangwechsel-Steuerung/Regelung werden ein Maschinendrehzahlsignal
Ne, ein Maschinendrosselklappen-Öffnungsgradsignal
TH, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V, ein Antriebsriemenscheiben-Drehsignal NDR,
welches von einem antriebsseitigen Drehsignaldetektor 71 bereitgestellt
wird, sowie ein Drehsignal für
die Abtriebsriemenscheibe NDN, welches von einem abtriebsseitigen
Drehzahldetektor 72 bereitgestellt wird, erfasst und in
die Gangwechsel-Steuer-/Regeleinheit 70 eingegeben.
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In
dem Metall-V-Riemenmechanismus 40 des wie oben beschrieben
aufgebauten stufenlos veränderlichen
Riemengetriebes 1 sind die Elemente 40, die den
Metall-V-Riemen 7 bilden, miteinander in Kontakt gebracht,
um ein Drehmoment von der Antriebsriemenscheibe 5 auf die
Abtriebsriemenscheibe 8 zu übertragen. Daher bestehen Bedenken
betreffend die Erzeugung von Vibrationen an dem Metall-V-Riemen 7 durch
den Kontakt der Elemente 40 oder durch ein Kippen, oder
betreffend die Erzeugung eines ungleichmäßigen Verschleißes an den Kontaktflächen (V-Flächen 46)
zwischen der Antriebsriemenscheibe und der Abtriebsriemenscheibe 5, 8 und
dem Metall-V-Riemen 7 oder einer Verwindung an dem Metall-V-Riemen 7.
Somit ist, wie in 4 und 5 gezeigt,
das Element 40 der Ausführungsform
so gebildet, dass die Plattendicken an einem vorderen Endabschnitt
des Laschenabschnitts 42 und an mittleren Abschnitten des
Halsabschnitts 43 sowie dem Blockierkantenabschnitt 45 größer sind
als die von anderen Abschnitten, um Kontaktabschnitte 42a, 43a, 45a zu
bilden. Mit den Kontaktabschnitten 42a, 43a, 45a werden
die benachbarten Elemente 40 in Kontakt miteinander gebracht
und somit kann eine Vibration oder dergleichen des Metall-V-Riemens 7 verhindert
werden.
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Ferner
sind die Dicken der Kontaktabschnitte 42a, 43a des
Laschenabschnitts 42 und des Halsabschnitts 43 so
ausgebildet, dass sie im Wesentlichen von gleicher Größe sind.
Eine Dicke des Kontaktabschnitts 45a des Blockierkantenabschnitts 45 ist
dünner
ausgebildet als die Dicken der Kontaktabschnitte 42a, 43a.
Wie durch 5(a) gezeigt, kann daher an der
hinteren Flächenseite
des Elements 40 ein Grenzabschnitts des Halsabschnitts 43 und
der Sattelfläche
in einer stufenartigen Form ausgebildet werden. Auch kann, wie durch 5(b) gezeigt, an der vorderen Flächenseite
des Elements 40 ein Grenzabschnitt des Halsabschnitts 43 und
der Sattelfläche in
stufenartiger Form ausgebildet werden. Auch kann, wie durch 5(c) gezeigt, an der vorderen Flächenseite
des Elements 40 die Plattendicke so geformt sein, dass
sie sich in konischer Form von einem unteren Abschnitt des Halsabschnitts 43 zu
dem Blockierkantenabschnitt 45 verjüngt.
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Es
wird nun der Betrieb des in dieser Weise aufgebauten Metall-V-Riemens 7 unter
Bezugnahme auf 7 erläutert. Wie
in 6 gezeigt, wird ferner ein Abschnitt des Metall-V-Riemens 7,
der so gebunden ist, dass er an der Antriebsriemenscheibe 5 hängt, als
Wickelabschnitt M bezeichnet, und ein Abschnitt desselben, der von
der Antriebsriemenscheibe 5 herausgedrückt wird, wird als schubseitiger
Sehnenabschnitt N bezeichnet. Ferner sind in 7 die Kontaktabschnitte 42a, 43a, 45a in
der Form eines Halbrings wiedergegeben, um die Erklärung zu
erleichtern.
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Wie
durch 7 gezeigt ist, ist zunächst der Kontaktabschnitt 45a des
Blockierkantenabschnitts 45, da der Metall-V-Riemen 7 entlang
der Antriebsriemenscheibe 5 gekrümmt ist, in Kontakt mit der
Rückfläche des
Elements 40 gebracht, das sich an einer Vorderseite desselben
befindet (S3 in 7(a)). Selbst wenn die Elemente 40 in
eine orthogonale Stellung zur Antriebsriemenscheibe 5 (oder
zur Abtriebsriemenscheibe 8) gezwungen werden, werden daher
die Blockierkantenabschnitte 45 der Elemente 40 in
Kontakt miteinander gebracht, um durch diese stabil gehalten zu
werden, und Vibrationen werden nicht erzeugt. Somit kann ein ungleichmäßiger Verschleiß der V-Fläche 46 zuverlässig vermieden
werden.
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Wenn
ferner der Metall-V-Riemen 7 aus dem Wickelabschnitt M
in den schubseitigen Sehnenabschnitt N geschoben wird, so wird zunächst der
Kontaktabschnitt 43a des Halsabschnitts 43 in
Kontakt mit der Rückseite
des Elements 40 auf der vorderen Seite desselben gebracht
(S1 in 7(a)), als nächstes wird der Kontaktabschnitt 42a des
Laschenabschnitts 42 in Kontakt mit der Rückfläche des
Elements 40 auf der vorderen Seite gebracht, um in den schubseitigen
Sehnenabschnitt N einzutreten (S2 in 7(a)).
Wenn daher das Element 40 aus dem Wickelabschnitt M in
den schubseitigen Sehnenabschnitt N herausgedrückt wird, so wird ein Stoß, der auftritt,
wenn das Element 40 af der hinteren Seite in Kontakt mit
dem Element 40 auf der vorderen Seite gebracht wird, verteilt,
so dass er um das Zweifache der Kontaktabschnitte 43a, 42a des
Halsabschnitts 43 und des Laschenabschnitts 42 gemildert
wird. Somit werden Vibrationen des Metall-V-Riemens 7 durch
den Stoß beim
Inkontaktbringen der Elemente 40 miteinander nicht erzeugt.
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Wenn
ferner eine Kraft beim Herausschieben des Metall-V-Riemens 7 von
der Antriebsriemenscheibe 5 groß ist, so wird in dem schubseitigen
Sehnenabschnitt auch der dickwandige Abschnitt 45a des
Blockierkantenabschnitts 45 in Kontakt mit der Rückfläche des
Elements 40 auf der vorderen Seite gebracht und die Stabilität des Metall-V-Riemens 7 kann
vergrößert werden.
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Gemäß der Ausführungsform,
wie sie in 4 gezeigt ist, ist im Vergleich
mit dem Element 140 des betreffenden Fachgebiets der Kontaktabschnitt 43a an
dem Halsabschnitt 43 ausgebildet und daher kann die Breite
der Vibration des Metall-V-Riemens 7 reduziert werden.
Beispielsweise ist 9 ein Graph, welcher eine Variationsrate
einer Zugspannung (wenn gilt Gang: LOW, Nin: 3000 Umdrehungen pro
Minute, Tin: 10Kgfm) an einem Sehnenabschnitt N des Metall-V-Riemens 7,
der ein solches Element 40 oder 140 aufweist,
zeigt, und zwar für eine
Differenz (als „obere
und untere Plattendickendifferenz" in 9 bezeichnet)
zwischen einer Plattendicke der Kontaktabschnitte 42a, 43a des
Laschenabschnitts 42 und des Halsabschnitts 43 und einer
Plattendicke des Kontaktabschnitts 45a des Blockierkantenabschnitts 45.
Wie durch 9 gezeigt ist, kann dann, wenn
die obere und untere Plattendickendifferenz 3 μm beträgt, die Zugspannungs-Variationsrate
gemäß der Ausführungsform (G2
in 9) auf einen Wert von 1/3 der Zugspannungs-Variationsrate
des Metall-V-Riemens 107 gebracht
werden, wenn das Element 140 des betreffenden Fachgebiets
verwendet wird (G1 in 9).
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Der
Grund der Fähigkeit,
den Betrag an Zugspannungs-Variation an dem Sehnenabschnitt N des Metall-V-Riemens 7 auf
1/3 des Werts des betreffenden Fachgebiets zu beschränken, liegt
darin, dass, wie in 7 gezeigt, am
Ausgang der Antriebsriemenscheibe 5 (einer Grenze des Wickelabschnitts
M und des schubseitigen Sehnenabschnitts N) ein Kippen des Elements 40,
welches in den schubseitigen Sehnenabschnitts N gelangt, um in eine
lineare Bewegung überzutreten,
während
es nach vorn fällt,
so dass es kippt, beschränkt
werden kann, indem ein Abschnitt des Kontaktabschnitts 43a des
Halsabschnitts 43 vor dem Kontaktabschnitt 42a des
Laschenabschnitts 42 in Kontakt mit der Rückfläche des Elements 40 gebracht
werden kann. Insbesondere dann, wenn sich der Metall-V-Riemen 7 bei
hoher Riemenumlaufgeschwindigkeit befindet, kann eine Vibration,
die durch Kippen hervorgerufen wird, weil eine Außenseite
des Elements 40 am Ausgang der Antriebsriemenscheibe 5 sich
schneller vorwärts
bewegt, verhindert werden.
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Wie
durch 4 gezeigt ist, ist ferner in dem Fall des Elements 40 gemäß der Ausführungsform ein
oberes Ende des Kontaktabschnitts 43a des Halsabschnitts 43 so
ausgebildet, dass es an einer oberen Seite eines unteren Endes des
Kontaktabschnitts 42a des Laschenabschnitts 42 angeordnet ist.
Daher wird ein Zwischenraum zwischen den Halsabschnitten 43 der
einander benachbarten Elemente 40 auf Null gebracht und
daher wird die Steifigkeit des Halsabschnitts 43 weiter
gesteigert und ein Vibrationsverhinderungseffekt wird gesteigert.
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Ferner
kann ein mittlerer Abschnitt des Rumpfabschnitts 44 und
des Kontaktabschnitts 43a des Halsabschnitts 43 kontinuierlich
ausgebildet sein und alle Wirkungen der Ausführungsform können erzielt
werden.
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Die
prinzipiellen Wirkungen, die durch die oben erläuterte Ausführungsform der Erfindung erzielt
werden, werden wie folgt zusammengefasst:
Zunächst werden
die Elemente 40 miteinander an den Kontaktabschnitten 42a an
den linken und rechten symmetrischen Abschnitten, die an dem Laschenabschnitt 42 ausgebildet
sind, dem Kontaktabschnitt 43a, der an dem Halsabschnitt 43 ausgebildet ist,
und dem Kontaktabschnitt 45a, der an dem mittleren Abschnitt
des Blockierkantenabschnitts 45 des Rumpfabschnitts 45 ausgebildet
ist, in Kontakt gebracht. Daher kann ein Kippen mit Zentrum am Blockierkantenabschnitt 45 am
schubseitigen Sehnenabschnitt N des Metall-V-Riemens 7 durch
den Kontaktabschnitt 43a des Halsabschnitts 43 wirkungsvoll verhindert
werden. Daher kann die Steifigkeit des Metall-V-Riemens 7 in
einer Riemenvorbewegungsrichtung an dem schubseitigen Sehnenabschnitt
N ausreichend verlängert
werden. Auch an dem Wickelabschnitt M können ferner selbst dann, wenn
das Element 40 in eine Stellung orthogonal zur Riemenscheibe 5, 8 gezwungen
wird, die Blockierkantenabschnitte 45 durch die Kontaktabschnitte 45a stabil
in Kontakt miteinander gebracht werden und daher kann ein ungleichmäßiger Verschleiß der V-Fläche 46 des
Elements 40 zuverlässig
verhindert werden.
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Zweitens
ist in Bezug auf die Abschnitte, die mit den Kontaktabschnitten 42a, 43a, 45a gebildet sind,
die Plattendicken des Laschenabschnitts 42 und des Halsabschnitts 43 im
Wesentlichen gleich und die Plattendicke des Blockierkantenabschnitts 45 ist
dünner
als die Plattendicken des Laschenabschnitts 42 und des
Halsabschnitts 43. Daher wird an dem Ausgang der Antriebsriemenscheibe 5 das
Element 40, welches aus dem Wickelabschnitt M in den schubseitigen
Sehnenabschnitt N eintritt und in eine lineare Bewegung gebracht
wird, wobei es nach vorn fällt,
so dass es kippt, durch einen Abschnitt des an dem Halsabschnitt 43 ausgebildeten
Kontaktabschnitts 43a in Kontakt mit der hinteren Fläche des Elements 40 auf
der Vorderseite gebracht, und zwar vor dem an dem Laschenabschnitt 42 ausgebildeten Kontaktabschnitt 42a.
Somit kann zusätzlich
zum ersten Effekt das Kippen der Elemente 40 verhindert werden
und eine Vibration, die durch am Ausgang der Antriebsriemenscheibe 5 bei
hoher Riemenumlaufgeschwindigkeit erzeugtes Kippen verursacht wird,
kann verhindert werden.
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Da
drittens ferner das obere Ende des an dem Halsabschnitt 43 ausgebildeten
Kontaktabschnitts 43a an der oberen Seite des an dem Laschenabschnitts 42 ausgebildeten
unteren Endabschnitts 42a angeordnet ist, kann daher die
Stei figkeit des schubseitigen Sehnenabschnitts N des Metall-V-Riemens 7 vergrößert werden.
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Ein
Riemen (Metall-V-Riemen) weist eine Anzahl von Elementen auf, die
durch einen Ring in endloser Form gehalten sind und in einer Umfangsrichtung
des Rings angeordnet sind. Das Element umfasst einen Kopfabschnitt,
einen Halsabschnitt und einen Rumpfabschnitt. Der Rumpfabschnitt
weist eine V-Fläche
auf, die in Kontakt mit einer Antriebsriemenscheibe und einer Abtriebsriemenscheibe
angebracht ist, sowie einen linken und einen rechten Blockierkantenabschnitt,
die mit dem Ring umwickelt sind und an einer inneren peripheren
Seite des Rings angeordnet sind. Der Kopfabschnitt ist an einer äußeren peripheren
Seite des Rings angeordnet und weist einen Laschenabschnitt auf,
der sich zur linken und zur rechten Seite hin erstreckt, so dass
er dem Blockierkantenabschnitt gegenüberliegt. Der Halsabschnitt
verbindet integral den Rumpfabschnitt und den Kopfabschnitt. Vorderseiten
des Laschenabschnitts, des Halsabschnitts und des Blockierkantenabschnitts
des Elements sind mit Kontaktabschnitten ausgebildet, die in der
Lage sind, die benachbarten Elemente in Kontakt miteinander zu bringen.