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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Traktionsantrieb vom Toroid-Typ.
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Stufenlos
veränderbare
Getriebe (CVT's) sind
Getriebe, die ein Drehzahlverhältnis
kontinuierlich, nicht in unstetigen Intervallen, verändern. Diese Beschaffenheit
der CVT's gibt ihnen
eine unendliche Anzahl von Drehzahlverhältnissen, was sie sehr attraktiv
für den
automatisierten gebrauch macht.
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Es
sind verschiedene Arten der CVT's
bekannt. Ein solches Beispiel ist ein CVT mit einer Riemenscheiben-/Keilriemenkraftübertragung.
Ein weiteres Beispiel ist ein CVT mit Scheiben-/Walzenkraftübertragung.
Das CVT dieser Art wird oft als ein CVT vom Toroid-Typ (T-CVT) bezeichnet,
weil es ein Drehmoment von einer drehenden Semi-Toroidscheibe zu
einer weiteren Semi-Toroidscheibe durch Traktion der Walzen durch
eine Traktionskraft überträgt. Die
zwei Semi-Toroidscheiben begrenzen einen Toroid-Hohlraum. In jedem
Toroid-Hohlraum wird es bevorzugt, zwei Traktionswalzen in gleichwinklig
beabstandeter Beziehung zum Eingreifen der Scheiben für die Übertragung
der Bewegung dazwischen zu haben. Während drei oder vier Traktionswalzen
in beabstandeter Beziehung in jedem Toroid-Hohlraum angeordnet werden
können
und eine erhöhte
Lebensdauer für
die Kontaktoberflächen,
wie die Gesamtoberfläche
erhöht
wird, geschaffen wird, werden aus Gründen der Einfachheit zwei Traktionswalzen bevorzugt.
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Die
Traktionswalzen werden jeweils durch Schwenklagerzapfen drehbar
gelagert. Die Schwenklagerzapfen sind ihrerseits gelagert, um ihre
jeweiligen Schwenkachsen zu schwenken. Zum Steuern des Schwenkens
der Schwenklagerzapfen für
eine Verhältnisänderung
ist eine hydraulische Steuereinrichtung vorgesehen. Die hydraulische
Steuereinrichtung ist in einem hydraulischen Zylinder an jedem Schwenklagerzapfen
enthalten und enthält
ein Steuervolumen, das in dem Hydraulikzylinder zwischen einem Kolben
und einem axialen Ende des Hydraulikzylinders gebildet ist. Die
Kolben innerhalb des Hydraulikzylinders sind mit den Schwenklagerzapfen entlang
ihrer Schwenkachsen durch Stangen verbunden. Der Kolben und seine
zugehörige
Stange sind dadurch um die Schwenkachse mit dem zugehörigen Schwenklagerzapfen
drehbar. Die Veränderung
des Steuervolumens veranlasst den Kolben sich relative zu dem Hydraulikzylinder
zu bewegen, und bringt eine Steuerkraft auf, um die Schwenklagerzapfen
zu verlagern. Die aufgebrachten Steuerkräfte verlagern die Schwenklagerzapfen
in die entgegengesetzten Richtungen entlang ihrer Schwenkachsen.
Als ein Ergebnis werden die Schwenklager zapfen veranlasst, infolge
der Anwesenheit von Kräften
in den sich drehenden Toroid-Scheiben
um ihre jeweiligen Schwenkachsen zu schwenken, um eine Verhältnisveränderung
zu beginnen.
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Zum
Beendigen der Verhältnisveränderung während des
Erreichens eines gewünschten
Verhältnisses
ist ein Rückkopplungsaufbau
oder eine Vorrichtung vorgesehen. Der Rückkopplungsaufbau enthält vorzugsweise
eine Quelle des hydraulischen Druckes und ein Verhältnissteuerventil
zum Steuern des Flusses des hydraulischen Fluids für das Beginnen
der Verhältnisveränderung.
Der Rückkopplungsaufbau
enthält
außerdem
eine Vorrichtung, zugehörig
mit zumindest einem Schwenklagerzapfen, um das Verhältnissteuerventil
während
der Schwenkbewegung des Schwenklagerzapfens auf ein gewünschtes
Verhältnis
einzustellen. Die Vorrichtung ist vorzugsweise ein rückgekoppelter
Nocken, der mit einem Schwenklagerzapfen verbunden ist. Der Nocken
kann mechanisch und/oder elektronisch verbunden sein, um das Verhältnissteuerventil
während des
Erreichens einer gewünschten
Drehung zu betätigen.
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In
den meisten Fällen
ist ein Rückkopplungsnocken
an dem Bodenende einer vorbestimmten Traktionswalzenanordnung, die
einen Lagerzapfen enthält,
befestigt. Der Lagerzapfen enthält
eine Rückplatte
mit einer Verlängerung,
um die sich eine Traktionswalze dreht, so dass sie einer Druckbelastung
unterworfen wird. Die Druckbelastung erhöht sich, wie sich ein Eingangsdrehmoment
erhöht.
Um solch einer Druckbelastung zu widerstehen, wird der Lagerzapfen
an zwei beabstandeten Montagesitzen gelagert. Bei einem hohen Eingangsdrehmoment wird
die Traktionswalze nach innen in den Traktionshohlraum gedrückt, was
den Lagerzapfen nach innen an einen Abschnitt zwischen den beiden
Montagesitzen zieht. In solch einem belasteten Zustand wird der Lagerzapfen
bei den zwei beabstandeten Montagesitzen als Drehpunkte gebogen.
Insbesondere bewegt sich der mittlere Abschnitt des Lagerzapfens zwischen
den beiden beabstandeten Montagesitzen nach innen in den Traktionshohlraum
in eine Richtung, die zu der Drehachse der Traktionswalze parallel
ist, während
sich die beiden verbleibenden Endabschnitte in die entgegengesetzte
Richtung bewegen. Solch eine abgelenkte Bewegung des Lagerzapfens
von der Drehachse erfordert eine entsprechende Bewegung des Rückkopplungsnockens. Der
Betrag solch einer abgelenkten Bewegung verändert sich mit den unterschiedlichen
Größen des Eingangsdrehmomentes,
was eine Veränderung
der Rückkopplungsinformation
bezüglich
derselben Winkelposition des Lagerzapfens bei den unterschiedlichen
Größen des
Eingangsdrehmomentes verursacht.
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Eine
Erfordernis für
die Entwicklung einer Verhältnissteuerung
bleibt, wobei ein Rückkopplungsnocken
eine genaue Rückkopplungsinformation über einen breiten Betriebsbereich von unterschiedlichen
Größen des
Eingangsdrehmomentes schafft.
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Verschiedene
Verhältnissteuersysteme,
die einen Rückkopplungsnocken
verwenden, sind dem Bevollmächtigten
der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen und zugeordnet worden.
Ein solches Beispiel ist in dem U.S. Patent Nr. 5,885,185, erteilt
am 23. März
1999 an Kidokoro, gezeigt. Ein werteres Beispiel ist in dem U.S.
Patent Nr. 6,086,505, erteilt am 11. Juli 200 an Sakai, erteilt.
Noch ein weiteres Beispiel ist in dem U.S. Patent Nr. 6,123,641,
erteilt am 26. September 2000, gezeigt. Ein weiteres Beispiel ist
in der U.S. Patent Application Publication No. US2001/0046920 A1,
veröffentlicht
am 29. Nov. 2001. Noch ein weiteres Beispiel ist in der European Patent
Application Publication Nr.
EP
0 882 910 B2 , veröffentlicht
am 09. Dez. 1998, gezeigt.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Verhältnissteuerung zu schaffen,
wobei ein Rückkopplungsnocken
eine genaue Rückkopplungsinformation über einen
breiten Betriebsbereich von unterschiedlichen Größen des Eingangsdrehmomentes schafft.
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Entsprechend
eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Traktionsantrieb
vom Toroid-Typ vorgesehen, der aufweist:
Toroid-Scheiben, die
einen Toroid-Hohlraum begrenzen;
Traktionswalzenanordnungen,
die Schwenklagerzapfen haben, die die Traktionswalzen, angeordnet
in dem Toroid-Hohlraum und mit den Toroid-Scheiben im Eingriff,
drehbar lagern, wobei jeder der Schwenklagerzapfen eine Schwenkachse
hat, wobei die Schwenklagerzapfen einen vorbestimmten Schwenklagerzapfen
enthalten;
ein Verhältnissteuerbauteil,
positionierbar um verschiedene Verhältnisse zwischen den Toroid-Scheiben
zu begründen;
einen
Rückkopplungsaufbau,
verbunden mit dem Verhältnissteuerbauteil
und das ein Verhältnissteuerventil
zur hydraulischen Steuerung der Traktionswalzenanordnungen enthält, und
einen Nockenstößel;
einen
Rückkopplungsnocken,
der mit dem Nockenstößel zusammenwirkt;
und
einen Leerlauf-Nockenbetätiger zwischen dem vorbestimmten
Schwenklagerzapfen, um die begrenzte, unabhängige abgelenkte Bewegung des
vorbestimmten Schwenklagerzapfens von der Schwenkachse derselben,
ohne das Erfordernis der entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens
zu gestatten.
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Weitere
Ziele und Rückkopplungsnockenorteile
der Erfindung werden durch das Lesen der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen deutlich.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Abschnittes eines T-CVT's, die zwei Traktionswalzenanordnungen
zeigt, die Schwenklagerzapfen haben, die Schwenklager zapfen lagern,
die in dem Toroid-Hohlraum, begrenzt zwischen den Toroid-Eingangs- und Toroid-Ausgangsscheiben,
angeordnet sind.
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2 ist
eine schematische Draufsicht der 1, wenn
in der Richtung des Pfeiles 2 gesehen wird, bei der überflüssige Abschnitte
weggebrochen worden sind, um ein Verhältnissteuersystem nach der
vorliegenden Erfindung zu zeigen.
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3 ist
ein vergrößerter Abschnitt
der 1, der durch die gestrichelte Kreislinie eingeschlossen
ist, und einen Querschnitt, der durch die Linie 3-3 in der 4 genommen
wurde, der ein erstes beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Leerlauf-Betätigers nach
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Querschnitt, genommen durch die Linie 4-4 in der 3.
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5 ist
ein Querschnitt, genommen durch die Linie 5-5 in der 6,
die ein zweites beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Leerlauf-Betätigers nach
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
eine Druntersicht, die die 6 in der
Richtung eines Pfeiles 6 zeigt.
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7 ist
ein Querschnitt, genommen durch die Linie 7-7 in der 8,
der eine Modifikation zeigt.
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8 ist
eine Druntersicht, die die 7 in der
Richtung des Pfeiles 8 zeigt.
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9 ist
ein Querschnitt, genommen durch die Linie 9-9 in der 10,
der ein drittes beispielhaftes Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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10 ist
ein Querschnitt, genommen durch die Linie 10-10 in der 9.
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11 ist
ein Querschnitt, genommen durch die Linie 11-11 in der 12,
die ein viertes beispielhaftes Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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12 ist
ein Querschnitt, genommen durch die Linie 12-12 in der 11.
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13 ist
eine zu der 12 ähnliche Ansicht, die eine Modifikation
zeigt.
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Ein
Doppelhohlraum-Toroidantrieb 10 eines T-CVT ist in der 1 teilweise
dargestellt. Der Doppelhohlraum-Toroidantrieb 10 enthält zwei
Außenbordscheiben,
die montiert sind, um sich im Gleichklang zu drehen, und nimmt ein
Eingangsdrehmoment auf. Der Antrieb 10 enthält außerdem zwei
Innenbordscheiben, die Rückseite-an-Rückseite
positioniert und mit einem Ausgangszahnrad gekuppelt sind, um sich
im Gleichklang zu drehen. Ein Beispiel eines Doppelhohlraum-Toroidantriebs,
der Doppel-Innenbordscheiben, Rücken-an-Rücken positioniert,
hat, ist in dem U.S. Pat. Nr. 5,902,208, erteilt am 11. Mai 1999
an Nakano, gezeigt.
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Auch
in Bezug auf die 2 ist ein Toroid-Hohlraum zwischen
jeder der Außenbordscheiben und
einer der Innenbordscheiben begrenzt, wobei nur einer von solch
einem Toroid-Hohlraum bei 12 gezeigt ist, der zwischen
der Außenbordscheibe
und der Innenbordscheibe 14 und 16 gebildet ist.
Wenn die Außenbordscheibe 14 ein
Eingangsdrehmoment aufnimmt und die Innenbordscheibe 16 ein
Ausgangsdrehmoment schafft, werden sie nachstehend jeweils als Eingangs-
und Ausgangsscheiben bezeichnet. Ein Paar von Bewegungsübertragungs-Traktionswalzen
ist in jedem Toroid-Hohlraum angeordnet. Jedes Paar der Traktionswalzen
ist zu dem anderen Paar spiegelbildlich; demzufolge ist nur ein
Paar der Walzen 18 und 20 in der 2 dargestellt.
Jedes Paar der Traktionswalzen, z. B. 18 und 20,
ist jeweils zwischen den Eingangsscheiben, z. B. 14, und
einer der Ausgangsscheiben, z. B. 16, in Kreisen von sich
in Abhängigkeit
von dem Übersetzungsverhältnis verändernden
Durchmessern im Eingriff. Die Traktionswalzen, z. B. 18 und 20 so
unterstützend,
dass sie bewegt werden können,
um eine Veränderung
in dem Verhältnis
zu initiieren. D. H., jede Walze, z. B. 18 und 20,
kann betätigt
werden, um ihren Durchmesser zu verändern und eine im Wesentlichen
normale Kraft an ihren Punkten zu schaffen, z. B. 22 und 24,
des Kontaktes mit den entsprechenden Scheiben, um ausreichend die
Traktionskräfte,
die erforderlich sind, die Veränderung
in dem Verhältnis
zu bewirken, zu tragen. Mit diesen Eingangsscheiben, z. B. 14,
die durch einen Motor kontinuierlich gedreht werden, stößt die Eingangsscheibe 14 an
die Traktionswalzen 18 und 20, was die Traktionswalzen
veranlasst, sich zu drehen. Wenn sie sich drehen, stoßen die
Traktionswalzen an und drehen die Ausgangsscheibe 16 in
eine Richtung entgegen zu der der sich drehenden Eingangsscheibe 14.
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Bezugnehmend
auf die 2 enthält der Toroidantrieb 10 in
diesem Ausführungsbeispiel
zwei Traktionswalzen 18, 20 in jedem Toroid-Hohlraum. Die
Walzen 18, 20 sind jeweils durch die Schwenklagerzapfen 26, 28 drehbar
gelagert. Wie in der 1 schematisch gezeigt ist, sind
die Schwenklagerzapfen 26, 28 ihrerseits gelagert,
um zu schwenken um ihre jeweilige Schwenkachse 30, 32. Insbesondere
ist jeder der Lagerzapfen 26, 28 an zwei benachbarten
oberen und unteren Montagesitzen durch eine obere Verbindung 27 und
eine untere Verbindung 29 gelagert. Jede der Traktionswalzen 18, 20 und
die entsprechenden Schwenklagerzapfen 26, 28 sind
Bauteile der Traktionswalzenanordnungen 34, 36.
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Die
Traktionswalzenanordnungen 34, 36 enthalten jeweils
auch zusätzlich
zu den Schwenklagerzapfen 26, 28 eine Hydraulikkolbenanordnung 38, 40.
Die Schwenklagerzapfen 26, 28 haben jeweils eine
Rückplatte 42, 44,
die die Traktionswalzen 18, 20 drehbar lagert.
Die Lager 46, 48, die jeweils zwischen der Rückplatte 42, 44 und
der Traktionswalze 18, 20 positioniert sind, gestatten
die relative Drehung zwischen der Rückplatte 42, 44 und
der Traktionswalze 18, 20. Die Rückplatten 42, 44 haben jeweils
eine Verlängerung 50, 52,
die die Traktionswalze 18, 20 in einem Lager,
nicht gezeigt, für
eine Drehung um ihre Drehachse 19 und 21 lagert.
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Die
Hydraulikkolbenanordnung 38, 40 enthält ein Gehäuse 54, 56,
das einen Zylinder 58, 60 einschließt, in dem
gleitbar ein Kolben und eine -stange 62, 64 angeordnet
sind. Der Kolben und die -stange 62, 64 teilen
den Zylinder 58, 60 in Kammern mit gleichen Flächen, die
eine erste Kammer 66, 68 und eine zweite Kammer 70, 72 enthalten.
Der Kolben und die -stange 62, 64 sind so angeordnet,
dass sich ihre Mittellinien 74, 76 im Wesentlichen
jeweils entlang der Schwenkachsen 30, 32 erstrecken.
So positioniert sind der Kolben und die -stange 62, 64 in der
Lage, um jeweils die Schwenkachse 30, 32 mit den
Schwenklagerzapfen 26, 28 zu schwenken.
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Der
Druck in der ersten und in der zweiten Kammer 66, 68; 70, 72 wird
durch ein hydraulische Steuersystem 78 hervorgerufen. Das
hydraulische Steuersystem 78 enthält eine Pumpe, nicht gezeigt, ein
Druckregelventil, nicht gezeigt, ein Verhältnissteuerventil 80 und
einen Rückkopplungsaufbau 82. Die
Pumpe ist eine herkömmliche
Pumpe, die das Fluid aus einem Reservoir, nicht gezeigt, zieht,
und das Fluid in den Druckregler liefert, von dem das Fluid zu dem
Verhältnissteuerventil 80 durch
den Zuführungskanal 84 geliefert
wird.
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Der
Druckregler liefert den Systemdruck (oder den Leitungsdruck), um
den Kanal 84, der mit dem Einlassanschluss 86 des
Verhältnissteuerventils 80 verbunden
ist, zu versorgen. Das Verhältnissteuerventil 80 hat
eine Spule 88, die in der Ventilbohrung 90 gleitbar
angeordnet ist. Die Ventilbohrung 90 ist in Fluid-Verbindung
mit dem Zuführkanal 84 über den Einlassanschluss 86.
Die Ventilbohrung 90 ist auch in mit einem ersten Steuerkanal 92 über ein
erstes Steueranschluss 94 und mit einem zweiten Steuerkanal 96 über einen
zweiten Steueranschluss 98 in Fluid-Verbindung. Die Ventilbohrung 90 ist
außerdem mit
einem ersten Ablaufkanal 100 über einen ersten Ablaufanschluss 102 und über einen
zweiten Ablaufkanal 104 über einer zweiten Ablaufanschluss 106 in Fluid-Verbindung.
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Die
Spule 88 ist mit einer Rückkopplungsverbindung 108 verbunden,
die ein Bauteil des Rückkopplungsaufbaus 82 ist.
Ein Verhältnissteuerelement 110,
in der Form z. B. eines Schrittmotors, empfängt ein Steuersignal. Das Steuersignal
ist ein Befehl, der der Schritte des Motors anzeigt, wenn ein Schrittmotor
als das Verhältnissteuerelement
verwendet. In Abhängigkeit
zu einem Steuersignal bewegt der Schrittmotor 110 die Rückkopplungsverbindung 108,
die mit einer Ausgangswelle 112 verbunden ist, um die Verhältnisänderung
in dem Toroidantrieb 10 zu initiieren. Die Rückkopplungsverbindung 108 hat
einen Endabschnitt 114, der mit einer Ausgangswelle 112 des
Verhältnissteuerelements 110 verbunden
ist, einen gegenüberliegenden
Endabschnitt 116, der mit einem Nockenstößel 118 verbunden
ist. An einem dritten Abschnitt 120 zwischen einem Endabschnitt 114 und
dem gegenüberliegenden
Endabschnitt 116 ist die Rückkopplungs verbindung 108 mit
einer Stange 122, befestigt an der Spule 88, verbunden.
Eine Rückholfeder 124 ist
betrieblich angeordnet, um die Spule 88 in einer Richtung vorzuspannen,
um die Spule zu unterstützen,
um ihren Gleichgewichtszustand anzunehmen.
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Auch
unter Bezugnahme auf die 3 und 4 enthält der Rückkopplungsaufbau 82 einen Rückkopplungsnocken 130,
der mit dem Nockenstößel 118 zusammenwirkt.
Wie bestens in der 4 in dem Ausführungsbeispiel
gesehen werden kann, ist der Rückkopplungsnocken 130 mit
einer gekrümmten,
langgestreckten Öffnung 132 gebildet,
die den Nockenstößel 118 aufnimmt.
Der Rückkopplungsaufbau 82 enthält auch
einen Leerlauf-Nockenbetätiger 140.
Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140 ist
zwischen dem Schwenklagerzapfen 26 der Traktionswalzenanordnungen 34 und
dem Rückkopplungsnocken 130 vorgesehen,
um eine begrenzte, unabhängige
abgelenkte Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 von der
Schwenkachse 30 desselben zu gestatten, ohne dass eine
entsprechende Bewegung des Rückkopplungsnockens 130 erforderlich
ist.
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In
beispielhaften Ausführungsbeispielen
enthält
der Leerlauf-Nockenbetätiger
einen Stift und eine Führung,
die den Stift aufnimmt. Entweder der Stift oder die Führung ist
an den vorbestimmten Schwenklagerzapfen befestigt und der andere
ist an dem Rückkopplungsnocken
befestigt.
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In
Fortsetzung des Bezugs auf die 3 und 4 in
dem Ausführungsbeispiel
enthält
der Leerlauf-Nockenbetätiger 140 einen
Schenkel 142, der an dem Schwenklagerzapfen 26 befestigt
ist. Der Schenkel 142 erstreckt sich von dem Schwenklagerzapfen 26 nach
außen
des Toroid-Hohlraums 12 in eine Richtung, die zu der Drehachse 19 parallel ist.
Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140 enthält auch eine
Welle 144 und ein stationäres Teil 146. Das
stationäre
Teil 146 lagert die Welle 144 für die Drehung um
eine Wellenachse, die in Anlage mit der Schwenkachse 30 ist.
In dem Ausführungsbeispiel
ist das stationäre
Teil 146 ein Ventilkörper
des Verhältnissteuerventiles 80,
obwohl es ein Teil der anderen Teile sein kann, die ein Gehäuse des
C-CVT's oder ein
Gehäuse
des hydraulischen Steuersystems sind. Die Welle 144 enthält einen
Sektorabschnitt 148, der sich unter dem Schenkel 142 erstreckt.
Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140 enthält einen
Stift 150, befestigt an dem Schenkel 142, und
eine Führung
in der Form des Sektorabschnittes 148. Der Sektorabschnitt 148 ist
mit einer langgestreckten Führungsöffnung 152 gebildet,
die den Stift 150 aufnimmt. Der Sektorabschnitt 148 ist
an dem Rückkopplungsnocken 130 derart
befestigt, dass die Drehung der Welle 144 den Nockenstößel 118 veranlasst,
sich entlang einer bestimmten Bahn zu bewegen. In dem Ausführungsbeispiel
sind der Rückkopplungsnocken 130 und
der Sektorabschnitt 148 als ein integrales Stück gebildet.
Die Geometrie der langgestreckten Führungsöffnung 152 und des
Stiftes 150 ist derart, dass der Sektorabschnitt 144 eine
begrenzte, unabhängige,
abge lenkte Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 von der
Schwenklagerachse 30 gestattet, ohne das die Erfordernis
einer entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130 besteht.
Außerdem gestattet
entsprechend dieser Geometrie der Sektorabschnitt 144 eine
abhängige
Winkelbewegung des Schwenklagerzapfens 26 um die Schwenkachse 30 mit
dem Erfordernis einer entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130.
In jeder der 3 und 4 zeigt
ein Pfeil 154 eine Richtung an, die zu der Drehachse 19 der
Traktionswalze 18 parallel ist. Der Stift 150 bewegt
sich in die Richtung, die durch den Pfeil 154 angezeigt
ist, wenn der Schwenklagerzapfen 26 von der Drehachse 30 unter
einer gedrückten
Bedingung durch die Druckbelastung abgelenkt wird, die sich erhöht, wie
sich das Eingangsdrehmoment in der Eingangsscheibe 14 (siehe 14) erhöht. Aus der vorhergehenden
Beschreibung wird es deutlich, dass der Leerlauf-Nockenbetätiger 140 eine
genaue Information bezüglich
einer Winkelverlagerung des Schwenklagerzapfens 26 über den
Betriebsbereich von unterschiedlichen Größen des Eingangsdrehmomentes
schafft.
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Zurück auf die 2 bewegt
ein Schrittmotor 110 die Rückkopplungsverbindung 108,
das Verhältnissteuerventil 80,
in Abhängigkeit
von der Bewegung der Ventilstange 122, verändert den
hydraulischen Druck in den Kanälen 92 und 96.
Wenn der Druck in den Kanälen 92 und 96 geändert wird,
bewegen sich die Traktionswalzenanordnungen 34 und 36 entlang
der Schwenkachsen 30 und 32 in die entgegengesetzten
Richtungen und schwenken dann um die Schwenkachsen 30 und 32,
was zu einer Veränderung eine Verhältnisses zwischen r1 und r0 führt, wo
r1 der Radius ist, der die Achse 156 der
Drehung der Scheiben 14 und 16 und den Kontakpunkt 22 verbindet,
und r0 der Radius ist, der die Achse 156 und den
Kontaktpunkt 24 verbindet. Wenn sich die Traktionswalzenanordnung 34 dreht,
dreht der Leerlauf-Nockenbetätiger 140 den
Rückkopplungsnocken 130,
um die Rückkopplungsverbindung 108 zu
bewegen. Diese Bewegung der Rückkopplungsverbindung 108 infolge
der Drehung des Rückkopplungsnockens 130 und
der Bewegung des Nockenstößels 118,
bringt die Ventilstange 122 in die Position zurück, was
ein Mittel für
das Verhältnissteuerventil 80 ist,
um den Druck in den Kanälen 92 und 96 wiederherzustellen,
was den Traktionswalzenanordnungen 34 und 36 gestattet,
ihre axiale Ausgangsposition bei ihren eingenommenen Winkelpositionen
wiederherzustellen.
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Aus
der vorhergehenden Beschreibung wird es deutlich, dass der Leerlauf-Nockenbetätiger 140 eine
genaue Information bezüglich
der Winkelposition des Schwenklagerzapfens 26 über den
Betriebsbereich von unterschiedlicher Größe des Eingangsdrehmomentes
schafft, um folglich eine verbesserte Verhältnissteuerung durch unveränderliches
Bewahren des Verhältnisses
bei unterschiedlichen Größen des
Eingangsdrehmomentes in Abhängigkeit
von demselben Verhältnisbefehl
zu schaffen.
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In
Bezug auf die 5 und 6 ist ein
weiteres beispielhaftes Ausführungsbeispiel
eines Leerlauf-Nockenbetätigers
allgemein durch das Bezugszeichen 140A bezeichnet. Der
Leerlauf-Nockenbetätiger 140A ist
im Wesentlichen derselbe wie der Leerlauf-Nockenbetätiger 140,
aber der vorhergehende ist in dem Aufbau vom letzteren unterschiedlich. Demzufolge
werden gleiche Bezugszeichen bei den verschiedenen Darstellungen
in den 1 bis 6 verwendet.
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In
dem Ausführungsbeispiel
enthält
der Leerlauf-Nockenbetätiger 140A eine
Welle 160, die durch ein stationäres Teil 146 für eine Drehung
um eine Wellenachse, die in Ausrichtung mit der Schwenkachse 30 ist,
gelagert ist. Als Unterschied zu dem Leerlauf-Nockenbetätiger 140 ist die
Welle 160 eine überdimensionierte
Hülse,
die einen Schwenklagerzapfen 26 mit einem Abstand, wie
durch L angezeigt ist, aufnimmt, um eine begrenzte, unabhängige, abgelenkte
Bewegung des Schwenklagerzapfens 26, ohne die Erfordernis
eine entsprechende Bewegung eines Rückkopplungsnockens 130 zu
begrenzen. Die Welle 160 enthält einen Sektorabschnitt 162. Der
Leerlauf-Noclkenbetätiger 140A enthält einen Schenkel 164,
befestigt an dem Schwenklagerzapfen 26. Wie bestens in
der 5 gesehen werden kann, erstreckt sich der Schenkel 164 unter
den Sektorabschnitt 162. Insbesondere erstreckt sich der
Schenkel 164 von dem Schwenklagerzapfen 26 nach
außen
in den Toroid-Hohlraum 12 in eine Richtung, die zu der
Drehachse 19 einer Traktionswalze 18 (siehe auch 2)
parallel ist. Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140A enthält auch
einen Stift 166, befestigt an einem Sektorabschnitt 162,
und eine Führung
in der Form eines Schenkels 164. Der Schenkel 164 ist
mit einer langgestreckten Führungsöffnung 168 gebildet, die
den stift 166 aufnimmt. Der Sektorabschnitt 162 ist
an dem Rückkopplungsnocken 130 derart
befestigt, dass die Dreung der Welle 160 einen Nockenstößel 118 veranlasst,
sich entlang einer gewünschten Bahn
zu bewegen. In dem Ausführungsbeispiel
sind der Rückkopplungsnocken 130 und
der Sektorabschnitt 162 als integrale Stücke gebildet.
Die Geometrie der langgestreckten Führungsöffnung 168 und des
Stiftes 166 ist derart, dass der Sektorabschnitt 162 eine
begrenzte, unabhängige,
abgelenkte Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 von der Schwenkachse 30 ohne
Erfordernis einer entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130 zu
gestattet. Außerdem
gestattet der Sektorabschnitt 162 die abhängige Winkelbewegung
des Schwenklagerzapfens 28 um die Schwenkachse 30 mit
Erfordernis einer entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130.
Aus der vorhergehenden Beschreibung ist es geschätzt, dass der Leerauf-Nockenbetätiger 140A eine
genaue Information bezüglich
der Winkelverlagerung des Schwenklagerzapfens 26 über den
Betriebsbereich der unterschiedlichen Größen des Eingangsdrehmomentes
schafft.
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In
Bezug auf die 3–6, um den
Abstand zwischen dem Stift 150 (oder 166) und
der langgestreckten Führungsöffnung 152 (oder 168)
der Führung 148 (oder 164)
zu minimieren, kann der Leerlauf-Nockenbetätiger 140 (oder 140A)
mit einer Feder versehen sein, die den Stift und die Führung verbindet.
Das Vorsehen solch einer Feder, um den Abstand zu minimieren, ist
beabsichtigt, um die genaue Übertragung
der Winkelbewegung des Schwenklagerzapfens 26 zu der entsprechenden Winkelbewegung
des Rückkopplungsnockens 130 zu
sichern.
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In
Bezug auf die 7 und 8 wird das Vorsehen
solch einer Feder durch Modifizieren des Leerlauf-Nockenbetätigers 140A ausgeführt. Der modifizierte
Leerlauf-Nockenbetätiger wird
nunmehr im Wesentlichen durch das Bezugszeichen 140A* bezeichnet.
Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140A* ist mit
Ausnahme des Vorsehens einer Feder 170 im Wesentlichen
derselbe wie der Leerlauf-Nockenbetätiger 140. Die Feder 170 verbindet
einen Stift 166 und einen Strebstempel 172, der
an einem Schenkel 164 befestigt ist. Der in der 8 gezeigte
Schenkel 164 ist leicht vergrößert, wenn mit seinem in der 6 gezeigten
Gegenstück
verglichen wird, um einen Montagesitz für den Strebstempel 172 zu
schaffen. Die Feder 170 spannt den Stift 166 im
Eingriff mit einer der zwei parallelen Seitenwände der langgestreckten Führungsöffnung 168 elastisch
vor.
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In
jedem der vorher beschriebenen Leerlauf-Nockenbetätiger 140, 140A und 140A* erstreckt sich
der Stift 150, 166 parallel zu der Schwenkachse 30 und
seine zusammenwirkende verlängerte
Führungsöffnung 152, 168 öffnet in
eine und die entgegengesetzte Richtungen entlang der Schwenkachse 30.
Wie es scheint, gestatten dieser Stift und die Führungsöffnungsbeziehung die axiale
Verlagerung des Schwenklagerzapfens 26 ohne entsprechende
Bewegung des Rückkopplungsnockens 130.
Falls die Not wendigkeit entsteht die Rückkopplungssteuerung an sowohl
der Zapfenwinkelverlagerung, als auch der axialen Verlagerung auszuführen, kann
das Vorsehen einer weiteren Rückkopplungsvorrichtung ausreichend
sein. Zum Verständnis
solch einer Notwendigkeit wird Bezug genommen auf das U.S. Patent
Nr. 5,885,185, erteilt am 23. März
1999 an Kidokoro et al.
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Nunmehr
in Bezug auf die 9 und 10 wird
noch ein weiteres beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Leerlauf-Nockenbetätigers im
Wesentlichen durch das Bezugszeichen 140B bezeichnet. In dem
Ausführungsbeispiel
sind ein Nockenstößel 118B und
ein Rückkopplungsnocken 130B im
Aufbau gegenüber
dem Nockenstößel 118 und
dem Rückkopplungsnocken 130,
die in den 3 und 4 dargestellt
sind, unterschiedlich. Der Nockenstößel 118B ist ein Glockenarmhebel,
der mit dem anderen Endabschnitt 116 der Verbindung 108 an
einem Ende und in Gleiteingriff mit einer Schräge 132B des Rückkopplungsnockens 130B an
dem anderen Ende verbunden ist. Beim Gebrauch solch eines Nockenstößels 118 und
des Rückkopplungsnockens 130B wird
die Zapfenwinkelverlagerung plus die axiale Verlagerung in eine
Winkelverlagerung des anderen Endabschnittes 116 der Rückkopplungsverbindung 108 umgewandelt.
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In
den 9 und 10 hat der Leerlauf-Nockenbetätiger 140B eine
große Ähnlichkeit
zu dem Leerlauf-Nockenbetätiger 140 (siehe
die 3 und 4). Demzufolge werden gleich
Bezugszeichen durch die verschiedenen Darstellungen in den 3, 4, 9 und 10 verwendet.
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Ähnlich zu
dem Leerlauf-Nockenbetätiger 140 enthält der Leerlauf-Nockenbetätiger 140B einen ersten
Stift 180 und eine erste Führung in der Form eines Schenkels 182,
der den ersten Stift aufnimmt. Als unterschiedlich von dem Leerlauf-Nockenbetätiger 140 enthält der Leerlauf-Nockenbetätiger 140B einen
zweiten Stift 184 und eine zweite Führung in der Form eines Riegels 186,
der den zweiten Stift aufnimmt, um eine begrenzte, unabhängige abgelenkte
Bewegung eines Schwenklagerzapfens 26 von einer Schwenkachse 30 derselben
ohne die Erfordernis der entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130 zu
gestatten.
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Insbesondere
enthält
der Leerlauf-Nockenbetätiger 140B als
die erste Führung
den vorerwähnten
Schenkel 182. Der Schenkel 182 ist an dem Schwenklagerzapfen 26 befestigt
und erstreckt sich nach außen
des Toroid-Hohlraumes 12 in einer Richtung parallel zu
der Drehachse 19 der Traktionswalze 18. Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140B enthält auch eine
Welle 188 und ein stationäres Teil 146. Das
stationärere
Teil 146 lagert die Welle 188 für die Drehung
um eine Wellenachse, die in Ausrichtung mit der Schwenkachse 30 ist.
Die Welle 188 ist für
eine begrenzte, axiale Bewegung entlang der Wellenachse montiert,
die in Ausrichtung mit der Schwenkachse 30 ist. Die Welle 188 enthält einen
Sektorabschnitt 190, der sich unter dem Schenkel 182 erstreckt.
In dem Ausführungsbeispiel
ist der erste Stift 180 an dem Sektorabschnitt 190 befestigt
und in der ersten Führung
in der Form des Schenkels 182 aufgenommen. Der Schenkel 182 ist
mit einer ersten langgestreckten Führungsöffnung 192 gebildet,
die den ersten Stift 180 aufnimmt. Der Sektorabschnitt 190 ist
an dem Rückkopplungsnocken 130B derart
befestigt, dass die Drehung der Welle 188 den Nockenstößel 118B veranlasst,
sich entlang einer vorbestimmten Bahn zu bewegen. In dem Ausführungsbeispiel
sind der Rückkopplungsnocken 130B und
der Sektorabschnitt 190 als ein integrales Stück gebildet.
Die Geometrie der ersten langgestreckten Führungsöffnung 192 und des
ersten Führungsstiftes 180 ist
derart, dass der Sektorabschnitt 190 die begrenzte, unabhängige abgelenkte
Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 von der Schwenkachse 30 ohne
Erfordernis einer entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130B gestattet.
Außerdem gestattet
diese Geometrie dem Sektorabschnitt 190 die abhängige Winkelbe wegung
des Schwenklagerzapfens 26 um die Schwenkachse 30 mit
Erfordernis der entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130B.
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In
dem Ausführungsbeispiel
ist die Welle 188 mit einer Rinne 194 unter dem
axialen Bodenende des Schwenklagerzapfens 26 gebildet.
Der zweite Stift 184 ist an der Welle 188 befestigt
und erstreckt sich in die Rinne 194. Der zweite Stift 184 ist
in der zweiten Führung
in der Form eines Riegels 186 aufgenommen. Der Riegel 186 ist
an dem Bodenende des Schwenklagerzapfens 26 befestigt und
in der Rinne 194 aufgenommen. Die Schräge 186 ist mit einer
zweiten langgestreckten Führungsöffnung 196 gebildet,
die den zweiten Stift 184 aufnimmt. Die Rinne 194 ist überdimensioniert,
um eine Bewegung der Schräge 186 im
Verhältnis
zu der Welle 188 zu gestatten, um eine begrenzte, unabhängige abgelenkte Bewegung
des Schwenklagerzapfens 26 von der Schwenkachse 30 ohne
die Erfordernis der entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130B zu
gestatten. Die Geometrie der zweiten langgestreckten Führungsöffnung 196 und
der zweite Stift 180 ist derart, dass der Sektorabschnitt 190 der Welle 188 solch
eine begrenzte, abgelenkte Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 ohne
die Erfordernis einer entsprechender Bewegung des Rückkopplungsnockens 130B gestattet.
Außerdem
gestattet entsprechend dieser Geometrie dem Sektorabschnitt 190 die
unabhängige
axiale Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 entlang der
Schwenkachse 30 mit Erfordernis der entsprechenden Bewegung
des Rückkopplungsnockens 130B.
In dem in den 9 und 10 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist die Welle 188 mit oberen und unteren Flanschabschnitten 198 und 200 versehen,
um die axiale Bewegung derselben zu begrenzen.
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In
Bezug auf die 11 und 12 wird
ein weiteres beispielhaftes Ausführungsbeispiel
eines Leerlauf-Nockenbetätigers
im Wesentlichen durch das Bezugszeichen 140C bezeichnet.
Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140C ist
im Wesentlichen derselbe wie der Leerlauf-Nockenbetätiger 140B,
aber der vorhergehende ist im Aufbau von dem Letzteren verschieden.
Demzufolge werden gleiche Bezugszeichen durch die verschiedenen
Darstellungen in den 9–12 verwendet.
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In
dem Ausführungsbeispiel
enthält
der Leerlauf-Nockenbetätiger 140C eine
Welle 210, die gelagert wird durch ein stationäres Teil 146 für die Drehung
um eine Wellenachse, die in Ausrichtung mit der Schwenkachse 30 ist,
sowie für
eine begrenzte axiale Bewegung entlang der Schwenkachse. Als Unterschied
zu dem Leerlauf-Nockenbetätiger 140B ist
die Welle 210 eine überdimensionierte
Hüllse,
die einen Schwenklagerzapfen 26 mit einem Abstand, der
mit L bezeichnet wird, aufnimmt, um die begrenzte, unabhängige abgelenkte
Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 von der Schwenkachse 30 ohne
die Erfordernis der entsprechenden Bewegung eines Rückkopplungsnockens 130B zu
gestatten. Die Welle 210 enthält einen Sektorabschnitt 212.
Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140C enthält einen
an dem Schwenklagerzapfen 26 befestigten Schenkel 214. Wie
bestens in der 11 gesehen werden kann, erstreckt
sich der Schenkel 214 unter dem Sektorabschnitt 212.
Insbesondere erstreckt sich der Schenkel 214 von dem Schwenklagerzapfen 26 nach
außen
des Toroid-Hohlraumes in eine Richtung parallel zu der Drehachse 19 einer
Traktionswalze 18 (siehe auch 2). Der
Leerlauf-Nockenbetätiger 140C enthält einen
ersten Stift 216, befestigt an dem Sektorabschnitt 212,
und eine erste Führung
in der Form des Schenkels 214. Der Schenkel 214 ist
mit einer ersten langgestreckten Führungsöffnung 218 gebildet,
die einen ersten Stift 216 aufnimmt. Der Sektorabschnitt 212 ist
an dem Rückkopplungsnocken 130B derart
befestigt, dass die Drehung der Welle 210 einen Nockenstößel 118B veranlasst,
sich entlang einer gewünschten
Bahn zu bewegen. In dem Ausführungsbeispiel
sind der Rückkopplungsnocken 130B und
der Sektorabschnitt 212 als ein integrales Stück gebildet.
Die Geometrie der ersten langgestreckten Führungsöffnung 218 und des
ersten Stiftes 216 ist derart, dass der Sektorabschnitt 212 die begrenzte,
unabhängige
abgelenkte Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 von der
Schwenkachse 30 ohne Erfordernis der entsprechenden Bewegung
des Rückkopplungsnockens 130B gestattet.
Außerdem gestattet
entsprechend dieser Geometrie der Sektorabschnitt 212 die
abhängige
Winkelbewegung des Schwenklagerzapfens 26 um die Schwenkachse 30 mit
Erfordernis der entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130B.
-
Als
Unterschied von dem Leerlauf-Nockenbetätiger 140B enthält der Leerlauf-Nockenbetätiger 140C einen
zweiten Stift 220 und eine zweite Führung 222, angeordnet
innerhalb der überdimensionierten
Hülse 210.
Die zweite Führung
ist eine Quernut oder ein Schlitz 222, geschnitten in die
Umfangswand des Schwenklagerzapfens 26. Diese Nut nimmt
den zweiten Stift 220 auf. Die Geometrie der zweiten Führungsnut 222 und
des zweiten Stiftes 220 ist derart, dass der Sektorabschnitt 212 der
Welle 210 solch eine begrenzte, unabhängige abgelenkte Bewegung des
Schwenklagerzapfens 26 ohne Erfordernis der entsprechenden
Bewegung des Rückkopplungsnockens 130B gestattet.
Außerdem
gestattet entsprechend diese Geometrie der Sektorabschnitt 212 die
abhängige
axiale Bewegung des Schwenklagerzapfen 26 entlang der Schwenkachse 30 mit
dem Erfordernis der entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130B.
In dem in den 11 und 12 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist die Welle 210 mit oberen und unteren Flanschabschnitten 224 und 226 versehen,
um die axiale Bewegung derselben zu begrenzen.
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In
Bezug auf die 9–12, um
den Abstand zwischen dem ersten Stift 180 (oder 216)
und der ersten langgestreckten Führungsöffnung 192 (oder 218)
der ersten Führung 182 (oder 214)
zu minimieren, kann der Leerlauf-Nockenbetätiger 140B (oder 140C)
mit einer ersten Feder versehen sein, die betrieblich mit dem ersten
Stift und der ersten Führung
verbunden ist. Das Vorsehen solch einer Feder, um den Abstand zu
minimieren, ist zum Sichern einer genauen Übertragung der Winkelbewegung
des Schwenklagerzapfens 26 zu der entsprechenden Winkelbewegung
des Rückkopplungsnockens 130B beabsichtigt.
-
Außerdem kann,
um den Abstand zwischen dem zweiten Stift 184 (oder 220)
und der zweiten langgestreckten Führungsöffnung oder -nut 196 (oder 222)
der zweiten Führung 186 (oder 222)
der Leerlauf-Nockenbetätiger 140B (oder 140C)
mit einer zweiten Feder verbunden werden, die betrieblich zwischen
dem zweiten Stift und der zweiten Führung wirkt. Das Vorsehen solch
einer Feder, um den Abstand zu minimieren, ist für das Sichern einer genauen Übertragung
der axialen Bewegung des Schwenklagerzapfens 26 zu der
entsprechenden Bewegung des Rückkopplungsnockens 130B beabsichtigt.
-
In
Bezug auf die 13 wird das Vorsehen solcher
erster und zweiter Federn durch Modifizierung des Leerlauf-Nockenbetätigers 140C ausgeführt. Der
modifizierte Leerlauf-Nockenbetätiger 140 wird
nunmehr durch das Bezugszeichen 140C* bezeichnet. Der Leerlauf-Nockenbetätiger 140C* ist
im Wesentlichen derselbe wie der Leerlauf-Nockenbetätiger 140C mit Ausnahme
des Vorsehens der ersten und der zweiten Federn 228 und 230.
Die erste Feder 228 verbindet einen ersten Stift 216 und
eine Ankerhemmung 232, befestigt an einer ersten Führung in der
Form eines Schenkels 214 (siehe auch 11). Die
erste Feder 228 spannt den ersten Stift 216 in Eingriff
mit einer der zwei parallelen Seitenwände der ersten langgestreckten
Führungsöffnung 218 elastisch
vor. Die zweite Feder 230 ist betrieblich zwischen einem
oberen Flanschabschnitt 224 einer Welle 210 und
einer Federhalter 234 angeordnet, um betrieblich zwischen
einem zweiten Stift 220 und einer zweiten Führungsnut 222 zu
wirken. Die zweite Feder 230 spannt den zweiten Stift 220 in
Eingriff mit einer der zwei parallelen Seitenwände der zweiten Führungsnut 222 elastisch
vor.
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In
Bezug entgegen der 2 in der vorhergehenden Beschreibung
ist jeder der Leerlauf-Nockenbetätiger
betrieblich mit dem anderen Endabschnitt 116 der Rückkopplungsverbindung 108 verbunden.
In der 2 ist die Verbindung 108 nur als ein
Einzelhebel für
die Vereinfachung der Darstellung dargestellt. Andere Typen der
Verbindung können
verwendet werden. Z. B. kann eine Verbindung eine Mehrzahl von Hebeln
betrieblich enthalten. Solche Rückkopplungsverbindungen
sind nur Beispiele des Rückkopplungsaufbaus 82.
Der Rückkopplungsaufbau 82 kann
andere Vorrichtungen verwenden.
-
Während die
vorliegende Erfindung insbesondere in Verbindung mit beispielhaf
ten Ausführungsbeispielen
beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, dass viele Alternativen,
Modifikationen und Variationen für
diejenigen, die auf dem Gebiet Fachleute sind, im Lichte der vorhergehenden
Beschreibung deutlich werden.