DE60215364T2 - Effizientes stufenloses getriebe mit hohem drehmoment - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung, die in den Ansprüchen 1 und 11 beansprucht ist, betrifft ein kontinuierlich veränderbares Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Gestaltung eines solchen Getriebes.
  • Solche Getriebe sind im Stand der Technik allgemein bekannt, beispielsweise aus der EP-B1-0,777,069 und werden zum Übertragen von mechanischer Kraft in einem Kraftfahrzeug von einem Motor auf eine Last, z.B. die Antriebsräder, bei einem kontinuierlich veränderbaren Drehmomentverhältnis verwendet. Sie sind typischerweise gestaltet und arbeiten kommerziell bei einem Kegelwinkel der Rollenscheiben, um den zusammengebauten Antriebsriemen von elf Grad zu berühren, bezogen auf eine imaginäre radiale Linie durch die Rotationsachse der jeweiligen Rolle, d.h. die Mittellinie einer Rollenwelle. Die Rollen weisen typischerweise einen Durchmesser zwischen ein- und zweihundert mm auf.
  • Im Stand der Technik ist jedoch wenig über die beim Ausgestalten der Rollen anzuwendende Kriterien bekannt. Somit weicht die grundsätzliche Konstruktion einer Rolle in der Praxis kaum von den Rollendesigns ab, die in den ersten Tagen der riemenartigen kontinuierlich veränderbaren Getriebe ausgedacht wurden. In der Praxis sieht das so aus, dass wenn ein bekanntes Rollendesign nur auf einen leicht veränderten Kegelwinkel abgeändert wird, oder wenn ein gestiegenes Drehmomentniveau bewältigt werden muss, eine ansonsten richtig funktionierende, handelsübliche Rolle schlecht arbeiten kann, insbesondere in Bezug auf die Übertragungseffizienz. Dies bedeutet, dass ein unerwartet hoher Betrag an mechanischer Kraft während des Betriebs eines solchermaßen abgeänderten Getriebes verloren geht. Es ist allgemein anerkannt, dass die Steifigkeit der Rollen, alternativ als der Betrag an axialer Rollenscheibenablenkung an der radialen äußeren Kante der Scheibe bezeichnet, die Leistung eines Getriebes beeinflusst. Es besteht jedoch keine Klarheit darüber, welche Beziehungen die Rollensteifigkeit gültig definieren, oder wie denkbare Beziehungen erklärt werden könnten, wenn sie gültig sind.
  • Außer diesem Kegelwinkel weisen die bekannten Getriebekonstruktionen eine bestimmte Steifigkeit auf, basierend auf dem in den Rollen verwendeten Material, sowie eine bestimmte Lagerart, einen bestimmten Betrag an Spiel bei verschiedenen Armaturen und Lagern, von denen allen bekannt ist, dass sie die Leistung des Getriebes beeinflussen. Das unmittelbare Verhältnis zwischen einem dieser Merkmale oder dem Effekt ihrer gegenseitigen Wechselwirkung und der Leistung des Getriebes ist derzeit weder genau bekannt noch offensichtlich durch Konstruktionsregeln beherrscht. Obwohl die genannten Konstruktionscharakteristika per se, einschließlich beispielsweise der inneren Steifigkeit einer Rollenscheibe, in Reichweite eines Fachmanns liegen, der auf ein gewünschten Qualitätsniveau geführt wird, z.B. durch Anwenden einer bestimmten Materialzusammensetzung oder -dicke, ist es im allgemeinen unklar, wie diese Merkmale einzeln oder gemeinsam angewendet werden können, um die Leistung des Getriebes zu beeinflussen. In der Praxis wurde beispielsweise in Bezug auf die Übertragungseffizienz aufgedeckt, dass heutige Getriebe und Getriebeprototypen, die für Anwendungen entworfen und vertrieben werden sollen, die im Vergleich zu den gegenwärtig im Handel erhältlichen Getrieben erhöhte Leistungs- und Drehmomentniveaus durch eine Vergrößerung der vorhandenen Getriebekonstruktionen haben, überraschenderweise nicht die Effizienz erreichen, die man auf Grundlage der Übertragungseffizienzen erwarten könnte, die mit diesen bestehenden Getriebekonstruktionen realisiert werden. Dieses Phänomen offenbarte sich insbesondere bei Getriebeprototypen, die sich durch einen relativ kleinen Kegelwinkel auszeichnen, wie dies bei bestimmten Anwendungen zu bevorzugen sein kann, d.h. kleiner als 11 Grad, oder bei Getriebekonstruktionen, die mit Drehmomentniveaus von 250 Nm oder mehr zurechtkommen sollen.
  • Somit besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, Getriebe sowie eine hierauf allgemein anwendbare Konstruktionsregel anzugeben, insbesondere in Bezug auf dessen Rollen, wodurch einerseits sichergestellt wird, dass das Getriebe auf einem geeigneten Effizienzniveau zuverlässig arbeitet, ohne dabei die Konstruktion und Produktion anderer in einem solchen Getriebe verwendeter Bauteile übermäßig zu belasten, und somit auch die Neigung zu sehr hohen axialen Spannkräfte und/oder kleinen Kegelwinkeln, bei denen ein Riemen und eine Rolle in einem Getriebe zusammenwirken, beinhalten.
  • Gemäß der Erfindung wird dies realisiert, wenn das Getriebe des Weiteren die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 zeigt. Gemäß dem der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken und den Testergebnissen hat sich herausgestellt, dass ein Riemen, der in einem Getriebe verwendet wird, das die gemäß dem An spruch entwickelten Kriterien nicht erfüllt, an dem leidet, was als extremer Spirallauf des Antriebsriemens innerhalb einer Rolle bezeichnet wird, d.h. an einer relativ großen Abweichung der theoretischen kreisförmigen Bahn. Um zu einer allgemein anwendbaren Regel zum Testen eines Rollendesigns zu gelangen, wurde versucht, dieses Phänomen gemäß der Erfindung durch Erstellen eines Modells in einem einfachen Parameter einzufangen, der als Sag bezeichnet wird.
  • Was die Bemessung des Spirallaufs des Antriebsriemens bei oder nahe dem größtmöglichen Krümmungsradius des Riemens angeht, wenn dieser zwischen den Rollenscheiben läuft, wo er am häufigsten an der Rolle angeordnet ist, die mit der mechanischen Kraftquelle beim normalen Betriebs des Getriebes verbunden ist, so hat sich gezeigt, dass sich der tatsächliche Laufradius, der den gekrümmten Laufpfad des Riemens lokal beschreibt, manchmal um mehr als 2 mm bei Rollen aktuellen Designs, die typischerweise in Kraftfahrzeugen verwendet werden, abweicht. Demzufolge bewegt sich in einem solchen Fall jeder Längsabschnitt des Riemens etwas radial nach innen über die Rollenscheiben, d.h. er zeigt eine Gleitbewegung in Bezug auf die Rollenscheiben, wenn er dazwischen entlang der gekrümmten Bahn läuft. Abgesehen von der nicht vorhandenen Übereinstimmung mit der theoretischen kreisförmigen Bahn, hat sich außerdem gezeigt, dass die Riemenbahn von einer zu erwartenden Form abweicht, basierend auf Rollenscheibenverformungserwägungen, wie sie aus der EP-A-0,962,679 bekannt sind, worin gelehrt wird, dass, weil der Antriebsriemen zwischen den Rollenscheiben nur über einen Teil des Umfangs läuft, der Abstand zwischen den Rollenscheiben zunimmt und anschließend entlang der theoretischen kreisförmig gekrümmten Bahn des Antriebsriemens abnimmt. Von diesen bekannten Deformationseigenschaften kann erwartet werden, dass die Bahn des Riementeils, der zwischen den Rollenscheiben läuft, aus einer radial leicht nach innen verlaufenden Bewegung des längslaufenden Riemenabschnitts beim Eintritt zwischen die Scheiben einer Rolle und eine entsprechende radial nach außen verlaufende Bewegung des Riemens beim Austritt zwischen den Rollenscheiben, bestehen würde.
  • Es hat sich herausgestellt, dass so eine beobachtete Form der gekrümmten Bahn und so eine große absolute Änderung des Laufradius des Antriebsriemens signifikant in Form und Betrag von dem abweicht, was zuvor erwartet werden konnte. Diese Phänomene unterstellen, dass der Riemen kontinuierlich zwischen zwei Rollenscheiben wenigstens in radialer Richtung gleitet. Da der zusammengesetzte Antriebsriemen, der gegenwärtig betrachtet wird, aus einer Vielzahl relativ dünner Querelemente zusammengesetzt ist, die auf einem Endlosband verschiebbar befestigt sind, kann sich jedes Querelement zumindest bis zu einem gewissen Grad in Bezug auf das Nachbarelement frei bewegen. Somit kann gefolgert werden, dass eine solche Riemenkonstruktion mehr zu Schlupf neigt als im Vergleich zu längs fixierten Riemenkonstruktionen, wie eine Kette oder ein kontinuierlicher V-Riemen. Der zusammengesetzte Antriebsriemen in Kombination mit einer großen Spannkraft, durch die der Riemen zwischen den Rollenscheiben eingespannt wird und die in modernen Getrieben erforderlich ist, bewirkt somit viel größere Effizienzverluste des Riemens in veränderten Getrieben, als solche, die vorauszusehen wären. Insbesondere bei Getrieben, die einen relativ kleinen Kegelwinkel aufweisen, d.h. kleiner als 11 Grad, der gegenwärtig in im Handel erhältlichen Getrieben verwendet wird, hat sich überraschenderweise der Spirallaufeffekt bei Rollen, die eine mechanische Steifigkeit im Vergleich zu den bekannten Rollendesign haben, als noch größer herausgestellt, mit den oben erklärten negativen Auswirkungen auf die Drehmomentübertragungseffizienz selbst bei gleichem oder ähnlichem Spannkraftniveau.
  • Gemäß der Erfindung besteht eine wichtige Konsequenz des beobachteten spiralförmigen Laufs des Riemens, d.h. weder einer kreisförmigen Bahn noch einem symmetrischen Pfad folgend, umfassend zwei jeweils das Spiegelbild des anderen bildende Abschnitte, darin, dass die normale Kraft zwischen Riemen und Rollenscheiben nicht gleichmäßig entlang der gekrümmten Bahn verteilt wird, sondern vielmehr kontinuierlich anzusteigen scheint. Das maximale Niveau einer solchen Kraft wird somit größer sein als zuvor gedacht. Dieser Effekt wird bei höheren Spannkraftniveaus noch deutlicher, d.h. bei höheren vom Getriebe zu übertragenden Drehmomentniveaus.
  • Aus dem oben genannten könnte gefolgert werden, dass, wenn man die Rollen mit einer höheren Steifigkeit durch Anwendung bekannter Konstruktionsmaßnahmen versieht, dies eine adäquate und einfache Maßnahme darstellt, um den beobachteten radialen Schlupf zu verringern, wodurch die Übertragungseffizienz verbessert wird. Gemäß der Erfindung wurde jedoch in Untersuchungen weiter festgestellt, dass ein Getriebe mit steiferem Design nicht notwendigerweise zufrieden stellend arbeiten würde. Man nimmt an, dass dies durch einen Mechanismus bewirkt wird, der in das Schalten des Getriebes involviert ist, d.h. bei einer gewünschten radialen Bewegung des Riemens über seinen gesamten sich zwischen den Rollenscheiben befindlichen Teil. Es scheint, dass eine solche radiale Bewegung nicht nur daraus folgt, dass die Elemente dazu gebracht werden, sich zu bewegen, d.h. durch Schlupf, und zwar in radiale Richtung entlang der Rollenscheibenfläche, sondern auch durch die Deformation der Rollenscheiben gefördert wird, wie oben beschrieben, was zu der gewünschten relativen radialen Bewegung zwischen den einzelnen Querelementen und den Rollenscheiben beiträgt. Dementsprechend ist man der Ansicht, dass die Erhöhung der Steifigkeit der Rollen nicht automatisch zu einem effizienten und funktionalen Getriebe per se führt.
  • Abgesehen von der Identifikation und dem Einfluss des oben beschriebenen Spirallaufs auf die Übersetzungsvorgänge, besitzt die Erfindung ein neues Kriterium und einen hierin zulässigen Wert, um die Leistungsqualität eines Getriebes und insbesondere die Drehmomentübertragungseffizienz hiervon zu bestimmen. Bei diesem Kriterium bezieht sich ein maximal zulässiger Wert an axialer Ablenkung der Rollenscheiben an einer radial äußersten Kante hiervon, der während des Betriebs des Getriebes auftritt, sowohl auf das maximale Niveau der aufgebrachten Spannkraft als auch auf den Kegelwinkel des Getriebes.
  • Der Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, darin zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Seitenrisses des kontinuierlich veränderbaren Getriebes, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, ausgestattet mit Rollen und einem Antriebsriemen;
  • 2 eine schematische Darstellung des Antriebsriemens mit Zugmitteln, auf denen eine große Anzahl an Querelementen befestigt ist. Die Figur enthält eine Vergrößerung der Anordnung, die zeigt, dass die Zugmittel eine Anzahl Bänder enthal ten und wie ein Band und eine Sattelfläche des Elements zusammenwirken;
  • 3 eine bildliche Darstellung der Kräfte, die von der Rolle auf den Antriebsriemen ausgeübt werden, wie in einem schematischen Querschnitt des Riemens dargestellt, wenn dieser zwischen die Scheiben der Rolle eingekeilt ist;
  • 4 eine Darstellung einer möglichen Bahn des Antriebsriemens, die den Spirallauf auf Basis typischer Messdaten, die sich auf dieses Phänomen beziehen, zeigt;
  • 5 schematisch den Effekt der axialen Ablenkung der Rollenscheibe bei unterschiedlichen Kegelwinkeln;
  • 6 eine graphische Darstellung der Übertragungseffizienz bezogen auf den Betrag an möglichem radialen Schlupf des Antriebsriemens in seinem gekrümmten Bahnteil;
  • 7 eine schematische Darstellung einer Rolle, die für FEM-Berechnungen geeignet ist;
  • 8 einen Graph, der das Verhältnis zwischen Kegelwinkel und axialer Ablenkung gemäß der Erfindung zeigt;
  • 9 schematisch eine zweite erfindungsgemäße Maßnahme, um die Drehmomentübertragungseffizienz des Getriebes zu verbessern;
  • 10 schematisch eine dritte erfindungsgemäße Maßnahme, um die Drehmomentübertragungseffizienz des Getriebes zu verbessern.
  • 1 zeigt schematisch ein kontinuierlich veränderbares Getriebe (KVG) mit einem Antriebsriemen 1, der aus Zugmitteln 2 in Form von verschachtelten, endlosen, dünnen Bändern besteht, und auf dem eine Anordnung von Querelementen 3, alternativ als Transversalelemente bezeichnet, befestigt ist, die frei über die Zugmittel 2 gleiten können. Die Bahn des Riemens 1 zeigt einen gekrümmten Teil, wo er auf den Rollen 4, 5 läuft, d.h. zwischen den stumpf-kugeligen Rollenscheiben derselben. Wenn die Rollenscheiben einer Rolle gegeneinander gedrückt werden, wird der Riemen 1 lokal radial nach außen verschoben, wodurch ein Krümmungsradius der lokalen Bahn des Riemens, d.h. dessen so genannter Laufradius, zunimmt. Gleichzeitig verschiebt sich, aufgrund der scheinbar konstanten Umfangslänge des Riemens 1, ein Riementeil zwischen den Scheiben der anderen Rolle radial nach innen, wodurch es die Rollenscheiben auseinanderdrängt und der lokale Laufradius abnimmt. Der Laufradius des Riemens 1 in den Rollen 4 und 5 bestimmt das Drehmomentübertragungsverhältnis zwischen den Rollen, das kontinuierlich durch die besagte radiale Verschiebung des Riemens 1 variiert werden kann. Ein solches kontinuierlich veränderbares Getriebe ist an sich bekannt. Eine typische Dicke des Bandes reicht von 0,15 bis 0,25 mm, wohingegen eine typische Breite des Riemens 1 von 15 bis 35 Millimetern bei einer typischen Umfangslänge von 50 bis 100 cm reicht. Zwecks ökonomischer Herstellung und zur Vermeidung technischen Aufwands wird normalerweise nur eine Rolle axial verschiebbar angeordnet, um die radiale Verschiebung zu gestatten, wohingegen die andere Scheibe axial fest in Bezug auf die Rollenwelle angeordnet ist.
  • 2 stellt einen Längsschnitt des Riemens 1 dar, der eine Vorderansicht des Querelements 3 und einen Querschnitt der Spannungsmittel 2 zeigt. Das Querelement 3 ist auf seinen Seitenflächen mit Rollenscheibenflächen 6 versehen, mit denen es gegen die Riemenkontaktfläche der stumpf-kegligen Rollenscheiben einer Rolle drücken kann. Das Element 3 ist des Weiteren mit so genannten Sattelflächen 7 ausgestattet, die mit den Zugmitteln 2 zusammenwirken können, insbesondere in einem Teil der Bahn des Riemens 1, die dort in Längsrichtung gekrümmt ist, wo der Riemen zwischen den Scheiben einer Rolle eingespannt läuft.
  • 3 stellt schematisch die Kräfte dar, die zwischen einem Riemen und der Rolle in einem Getriebe wirken. Die normale Kraft Fn, die senkrecht zur lokalen Kontaktebene zwischen der Rolle 4 und dem Riemen 1 einwirkt, wird gewöhnlich durch die Aufbringung von hydraulischem Druck auf die axial äußere Fläche von wenigstens einer Scheibe der Rolle 4 realisiert. Zu diesem Zweck ist eine Kolben-/Zylinderanordnung auf bekannte Weise aufgenommen, wodurch entweder der Zylinder an der Rollenwelle und der Kolben an einer Rollenscheibe 16 fixiert ist, die in Bezug auf die Rollenwelle 14 axial verschiebbar ist, oder umgekehrt. Der Zylinder wird wiederum durch eine hydraulische Pumpe, die normalerweise Bestandteil des Getriebes ist, versorgt. Durch den ausgeübten hydraulischen Druck wird die bewegliche Scheibe 16 in eine Richtung auf die entsprechende andere Scheibe 15, die den Riemen zwischen den Scheiben 15, 16 spannt, gedrängt, was zur normalen oder Reaktionskraft Fn führt. Abhängig vom entsprechenden Kegelwinkel λ einer Rollenscheibe 15, 16 kann die normale Kraft Fn mathematisch aufgeteilt werden in eine axial ausgerichtete Kraftkomponente Fax, die alternativ die Riemenspannkraft und eine radial nach außen gerichtete Komponente Fy bezeichnet. Die Summe der axialen Kräfte Fax, die auf alle Querelemente 3 in Kontakt mit einer Rolle 4, 5 einwirken, und der lokale Reibungskoeffizient μ bestimmen die Kraft, die zwischen dem Riemen 1 und der Rolle 4 mithilfe von Reibung übertragbar ist, die in Kombination mit dem lokalen Laufradius des Riemens den maximalen Betrag an Drehmoment bestimmt, der auf die Rollenwelle durch den Riemen 1 ausgeübt werden kann, oder umgekehrt ohne gegenseitigen in einer tangentialen Richtung dazwischen auftretendem Schlupf. Insofern tritt, wenn vorhanden, eine solche tangentiale Richtung normalerweise an der Rolle 4, 5 mit dem geringsten Betrag an sich berührenden Querelementen 3 auf, d.h. dort, wo der Laufradius, d.h. der Krümmungsradius des in Längsrichtung gekrümmten Bahnteils, des Riemens 1 am kleinsten ist. Darüber hinaus können, indem die Spannkraft einer der Rollen 4, 5 gegenüber der anderen erhöht wird, die Elemente 3, die zwischen den Scheiben der einen Rolle 4, 5 eingespannt sind, radial nach außen gedrängt werden. Ansonsten können sich die Elemente 3 radial nach innen bewegen, wenn die Spannkraft dieser einen Rolle 4, 5 zugunsten der Spannkraft der anderen Rolle 4, 5 reduziert wird.
  • Da der Riemen 1 an beiden Rollen 4, 5 eine radial nach außen gerichtete Kraft Fy erfährt, die die Elemente 3 nach außen drängt, werden die Zugmittel 2 durch Kontakt mit den Sattelflächen 7 der Elemente unter eine bestimmte Spannung gesetzt. Hierdurch erfüllen die Zugmittel 2 eine Funktion bei der Erhaltung der Integrität des Riemens 1. Die Sattelflächen 7 sind in Querrichtung leicht konvex geformt, um eine zentrierte Nachführung der Zugmittel 2 auf den Sattelflächen 7 während der häufigen Anzahl an Umdrehungen zu fördern, die ein Riemen 1 beim Übertragen von Kraft von einer Rolle 4, 5 auf die andere während des Betriebs des Getriebes durchmacht.
  • Auch in 3 wird das Getriebe in einem Zustand nahe dem so genannten OD-Zustand (Over Drive) gezeigt, in einem Zustand, in dem der Riemens 1 an einer Antriebsrolle 5, d.h. der Rolle 5, die dem Riemen 1 eine Reibungskraft zuführt und ihn in eine tangentiale Richtung treibt, eine größtmögliche radiale Position zwischen den Scheiben der Rolle 15, 16 eingenommen hat. Der OD-Zustand ist der am häufigsten auftretende Zustand während des Betriebs des Getriebes. Der Darstellung der 3 kann entnommen werden, dass bei einer axialen Ablenkung der Rollenscheiben, d.h. einem lokalen Auseinanderbiegen der Rollenscheiben oder Scheiben unter Einwirkung der Reaktionskraft zur Spannkraft Fax, der Riemen 1 eine radiale Position an der Stelle einnimmt, die um einen Betrag Sag radial nach innen verschoben ist. An der Außenkante der Scheiben ist sicherlich jedes Rollendesign in größerem oder geringerem Maße anfällig für eine solche axiale Ablenkung Dax unter Einwirkung der axialen Kraft Fax aufgrund seiner begrenzten Steifigkeit, die den Riemen 1 dazu bringt, einen radial weiter innen liegenden Laufpfad unter Einwirkung der Zugmittel 2, die auf die Sattelflächen 7 einwirken, einzunehmen, während er seine Bahn innerhalb der Rolle 4, 5 durchläuft. Dieser Effekt, der mit Fühlern, die eine radiale Disposition des Riemens 1 exakt ertasten, gemessen wurde, wird in der vorliegenden Erfindung Spirallauf des Riemens genannt.
  • 4 ist eine schematische Darstellung des Laufpfads eines Riemens in einem Getriebe, wie er durch die dieser Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen entdeckt wurde, wobei die radiale innere Verschiebung des Riemens 1 deutlich übertrieben wurde. Sie zeigt, dass zwischen den Scheiben der Rolle 5 dieser Pfad vom idealen Laufpfad abweicht, wo ihr Laufpfad einer kreisförmigen Bahn mit einem bestimmten Radius entspricht. Er weicht auch von dem Pfad ab, der basierend auf der bekannten Rollenverformung infolge der Tatsache erwarteten werden kann, dass der Riemen 1 zwischen den Scheiben nur entlang eines Teils ihres Umfangs liegt. Vielmehr zeigt der gekrümmte Teil der Riemenbahn, wie er gemäß der Erfindung gefunden wurde, in den meisten Fällen eine stete, nahezu nicht umkehrende Abnahme des Laufradius eines Riemens. Wie zuvor erwähnt erwies sich der Betrag an radialer Verschiebung des Riemens 1 in einem solchen gekrümmten Teil als unerwartet hoch. Darüber hinaus kann aus der Form des Pfads geschlossen werden, dass die normale Kraft Fn in Bewegungsrichtung des Riemens 1 zunimmt, woraus gefolgert werden kann, dass die auftretende maximale normale Kraft Fn deutlich größer ist als ihr nominaler oder durchschnittlicher Wert, der berechnet werden kann aus dem in der Druckkammer ausgeübten Drucks und dem gesamten Flächeninhalt der Kontaktflächen 6 der Elemente 3 zwischen den Rollenscheiben zu einem gegebenen Zeitpunkt.
  • Solch ein großer Betrag an radialer Einwärtsbewegung oder radialer Schlupf des Riemens 1 bei so großer normaler Kraft führt zu einem deutlichen Verlust an Übertragungseffizienz. Umso mehr als der radiale Schlupf unvermeidlich auch zu tangentialem Schlupf führt, weil der Antriebsriemen 1 eine Geschwindigkeit in Längsrichtung hat, die der der Tangentialgeschwindigkeit der Rollenscheibe bei einem einfachen Laufradius entsprechen kann, während, aufgrund des Spirallaufs, der Riemen 1 tatsächlich zu einem gegebenen Zeitpunkt mit den Riemenscheiben bei mehreren Radien gleichzeitig in Kontakt ist. Gemäß der Erfindung wird die Übertragungseffizienz besonders nachteilig beeinflusst, wenn Getriebe mit einem Kegelwinkel λ von weniger als 11 Grad arbeiten, wie dies die gegenwärtig für künftige wirtschaftliche Anwendungen entwickelten tun.
  • 5 zeigt den Einfluss des Kegelwinkels λ auf dieses Phänomen, das der Erfindung zugrunde liegt. 5 zeigt, dass bei einer gegebenen axialen Ablenkung Dax der Rollenscheiben, wobei diese Ablenkung natürlich durch die Steifigkeit einer Rolle und die Spannkraft bestimmt ist, der Betrag an sich daraus ergebender radialer Einwärts-Verschiebung des Riemens Sag deutlich steigt, wenn der Kegelwinkel λ abnimmt. Gemäß der Erfindung wird das Phänomen dadurch berücksichtigt, dass die axiale Ablenkung Dax der beweglichen Scheibe durch die Tangente des Kegelwinkels λ geteilt wird. In 5 zeigen die Linien 9 bis 11 verschiedene Ausrichtungen der Riemenkontaktfläche einer Rollenscheibe, z.B. die in 3 gezeigte linke Scheibe der Rolle 4. Die Linien 8 und 9 beziehen sich auf eine Kontaktfläche, die unter einem relativ kleinen Kegelwinkel λ aufgenommen ist, z.B. 5 Grad, während die Linien 10 und 10 sich auf eine Kontaktfläche beziehen, die unter dem typischerweise angewandten Kegelwinkel λ von etwa 11 Grad aufgenommen ist. Es wird gezeigt, dass bei einem identischen Betrag an axialer Ablenkung Dax der beiden Flächen 8 und 10, die die mit 9 bzw. 10 bezeichnete Stellung einnehmen, die resultierende radiale Bewegung des Riemens Sag2 für die Kontaktfläche 8, 9, die mit einem kleinen Kegelwinkel λ ausgerichtet ist, deutlich größer ist als die Sag1 für die Kontaktfläche 10, 11, die mit einem größeren Kegelwinkel λ ausgerichtet ist, wobei der Sag-Parameter berechnet werden kann, indem die axiale Ablenkung Dax durch die Tangente des Kegelwinkels λ geteilt wird.
  • Eine Darstellung der vorhersehbaren Kapazität des erfundenen Kriteriums, alternativ als Sag-Parameter bezeichnet, ist in 6 gezeigt. Der Graph in 6 zeigt den Verlust an Drehmomentübertragungseffizienz bei mehreren Werten für Sag zwischen 0 und 3 mm. Es scheint, dass die vorhergesagte Effizienz der gemäß diesem Parameter konstruierten KVG-Übertragung deutlich sinkt, wie durch die kreisförmigen Punkte in dem Graph dargestellt, die sich auf Prototypen und im Handel angewandte Rollendesigns mit unterschiedlicher Steifigkeit und unterschiedlichem Kegelwinkel λ beziehen. Man nimmt man, dass der Effizienzverlust in den Kraftträgern 15, 18 und Verluste im Riemen 1 selbst zwischen unendlich steifen und praktischen Rollendesigns gleich bleiben. Es wird auch angenommen, dass irgendwelche anderen Effizienzverluste dem Wert des Sag zugeschrieben werden können.
  • Erfindungsgemäß kann statt des Messens der radialen Einwärts-Verschiebung des Riemens, d.h. des Sag-Parameters, der Wert hiervon genau und einfach durch eine unten definierte FEM-Berechnungsmethode angenähert werden. Eine solche Methode gestattet die Validierung eines neuen Rollendesigns im Hinblick auf das Phänomen der Drehmomentübertragungseffizienz, sogar bevor ein Prototyp hergestellt wurde. Das Verfahren basiert auf einer allgemein anwendbaren und zugänglichen, computerisierten und standardisierten FEM-Berechnung, die von einem Datensatz ausgeht, in dem alle Werte der X-, Y- und Z-Abmessungen der geometrischen Merkmale der Rollenwelle 14 und der festen Scheibe 15 enthalten sind sowie die darauf durch den Antriebsriemen, die bewegliche Rollenscheibe und die Wellenlager ausgeübten Nettokräfte, wie weiter unten unter Bezugnahme auf 7 beschrieben ist. Die X-Richtung ist die axiale Richtung, die auch die Rotationsachse der Rolle 4 ist, wohingegen die Y- und Z-Richtungen senkrecht dazu und zueinander ausgerichtet sind. Die Lager 12, 13 der Rollenwelle 14 werden in der FEM-Berechnung bedacht und als so genannte Mehrpunkteinschränkung (MPC) in sie eingeführt, d.h. auf einer Mittel- linie der Welle 14 befindet sich ein Netzknoten, der dem Punkt auf halbem Wege der axialen Abmessung des Lagers entspricht, wobei der Knoten von Knoten umgeben ist, die in der radial äußeren Fläche der Welle 14 über der axialen Abmessung des Lagers 12, 13 liegen, wobei letztere Knoten einer Übersetzung und Drehung des zentralen Knoten folgen. Ein Lager 13 ist in Y- oder Z-Richtung befestigt, gestattet jedoch Übersetzungen in X-Richtung, wohingegen das andere Lager 12 in alle X-, Y- und Z-Richtungen befestigt ist. Die Lager 12, 13 werden weiter als fest in Bezug auf die Drehung in X-Richtung erachtet, wobei Drehungen in X- oder Z-Richtung gestattet sind.
  • Gemäß der Erfindung werden zur Berechnung der axialen Ablenkung der festen Rollenscheibe 5 die Spannkraft und die Reaktionskraft als gleich über alle Querelemente 3, die zwischen den Scheiben 15, 16 eingespannt sind, verteilt angesehen. Die auf den Riemen ausgeübten Spannkräfte und die Reaktionskraft, die die Spannkraft begleitet, werden in dieser standardisierten FEM-Berechnung gemäß der Erfindung wie Drücke angewendet.
  • Die Methode befasst sich des Weiteren mit Biegekräften auf die Welle 14, bedingt durch eine Kippbewegung der beweglichen Scheibe 16 und ihres Kragens 19 der Welle 14, die in der Praxis auftritt und von der Reaktionskraft herrührt, die durch den Riemen 1 auf die beweglichen Scheibe ausgeübt wird, was in 7 schematisch in deutlich vergrößertem Maße dargestellt ist. Bei der Berechnungsmethode sind die Biegekräfte über die Hälfte des Wellenumfangs 20 an einem der festen Scheibe 15 am nächsten liegenden axialen Ende 21 derselben und über die gegenüberliegende Hälfte des Wellenumfangs 17 am gegenüberliegenden axialen Ende 18 hiervon gleich zu verteilen, und sie sind auch über die axiale Ausdehnung solcher Umfänge gleich zu verteilen, das entspricht dem Bereich, wo die bewegliche Scheibe 16 und die Welle 14 sich während des Betriebs unter Einwirkung der Reaktionskraft berühren würden. Es hat sich herausgestellt, dass ein Bereich von etwa 3 mm, der etwa 0,5 mm einwärts von der präzisen axialen Position auf der Welle der axialen Enden 21, 18 beginnt, eine gute Näherung darstellt. Die axiale Ablenkung Dax, die mit der so geschaffenen FEM-Berechnungsmethode ermittelt wurde, enthält auch den Anteil einer Biegung der Rollenwelle 14.
  • Die in der Berechnungsmethode verwendeten FEM-Elemente sind 2D-vermascht und so genannte QUAD4. Die Größe beträgt 5 mm, und es werden etwa 1000 Elemente verwendet. Das Verhältnis Länge/Breite ist kleiner als 5. 3D-Elemente werden dadurch geschaffen, dass 2D-Elemente 24-mal um 15 Grad gedreht werden. Natürlich wird nur die Hälfte des 3D-Modells tatsächlich benötigt (d.h. 12-mal 15 Grad), weil die Konstruktion in zwei zueinander symmetrische Hälften geteilt werden kann. Das Rollenmaterial wird durch seinen Elastizitätsmodul und die Poisson-Zahl spezifiziert, die für gewöhnlichen Stahl auf 210.000 n/mm2 bzw. 0,3 eingestellt werden können.
  • Mit der oben beschriebenen FEM-Berechnungsmethode kann die axiale Ablenkung der Rollenscheiben leicht bestimmt werden, und zum Sag-Parameter gelangt man durch Teilen der axialen Ablenkung Dax durch die Tangente des Kegelwinkels λ. Erreicht wird der extremste Sag-Wert eines Getriebe im Allgemeinen für die Antriebsrolle durch ein im Over Drive arbeitendes Getriebe bei einem maximalen Übertragungsdrehmomentniveau in einem solchen Over Drive und durch Aufbringen einer entsprechenden maximalen Spannkraft. Man kann es begrüßen, dass das Kriterium Sag insofern allgemeingültig ist, als es für jedes Rollendesign an wendbar ist, unabhängig vom Kegelwinkel. Es ist insofern vorteilhaft, als es eine Prüfung eines Rollendesigns hinsichtlich seiner Leistung in der Realität gestattet, noch bevor die Rolle gebaut wurde, indem eine relativ einfache FEM-Berechnung anhand der durch diese Erfindung vorgelegten Anweisungen durchgeführt wird.
  • Als Folge der zuvor erwähnten, der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis, wird in 8 ein Verhältnis zwischen einem praktisch tolerierbaren maximalen Betrag an axialer Ablenkung Dax und dem Wert des Kegelwinkels λ dargestellt. Die radiale Absenkung eines Riemens in einer Rolle Sag stimmt mit der Erfindung überein, die aus diesen Parametern berechnet wurde, indem der Betrag an axialer Ablenkung Dax, wie aus dem standardisierten FEM-Modell der Rolle berechnet, durch den Tangens des Kegelwinkels, d.h. durch tan(λ), geteilt wurde.
  • In Übereinstimmung mit der zugrunde liegenden Untersuchung und Analyse hat sich in der Praxis herausgestellt, dass das einwandfreie Funktionieren eines Getriebes mit großer Bestimmtheit bei Sag-Werten unter 1,2 mm angetroffen werden kann. Gemäß der Erfindung wird es ebenfalls als vorteilhaft erachtet, dass der Sag-Parameter größer als 0,5 mm ist, weil erfindungsgemäß zumindest etwas radialer Schlupf für den zuverlässigen Betrieb des Getriebes erforderlich ist, z.B. um schnelles und glattes Schalten des Getriebeverhältnisses durch eine gewünschte radiale Bewegung des Riemens zu realisieren. Darüber hinaus kann zumindest eine gewisse Verformung der Rollenscheiben und somit ein nominaler Wert des Sag-Parameters auch als Vorteil eingestuft werden, weil die Kräfte zwischen den Elementen und den Scheiben dann über einen bestimmten Bereich verteilt werden, wodurch die Kontaktspannungen innerhalb der Grenzen des Designs gehalten werden und wodurch die Elemente eine gut definierte Stellung zwischen den Rollenscheiben einnehmen. Der Sag-Wert von 0,5 mm hat sich als eine geeignete untere Grenze herausgestellt. In 8 sind die Kurven 22 und 23 jeweils für einen Sag gleich 1,2 mm und einen Sag gleich 0,5 mm gezogen. Zwischen den Kurven 22 und 23 ist ein Bereich anwendbarer Werte für die axiale Ablenkung Dax einer Rollenscheibe in Kombination mit dem Wert für den Kegelwinkel λ definiert. Mit den oben genannten Beschränkungen gestaltete Getriebe haben selbst dann eine optimale Drehmomentübertragungseffizienz, wenn sie ein relativ hohes Drehmoment übertragen und/oder wenn sie einen relativ kleinen Kegelwinkel λ, d.h. kleiner als 11°, enthalten.
  • Gemäß der Erfindung wird bei kleinen gewünschten Werten an axialer Ablenkung Dax ein weiterer Aspekt der Erfindung relevant. Es mag begrüßt werden, dass zur Realisierung solcher kleinen Ablenkungen Dax die Rollenstruktur deutlich versteift werden muss. Tatsächlich kann eine erforderliche Versteifung so aufwändig werden, dass jeglicher Zunahme der Effizienz aufgrund eine Verringerung des radialen Schlupfes des Riemens durch eine Verringerung hiervon vollständig entgegengewirkt wird und zwar aufgrund der gestiegenen Masse der Rolle, um so eine geringe Ablenkung Dax zu realisieren, oder zusätzlich gehen die Herstellungskosten so in die Höhe, dass sie nicht länger durch die gestiegene Effizienz kompensiert werden. Erfindungsgemäß wird eine axiale Ablenkung Dax von etwa 0,1 mm als ein praktisch anwendbarer optimaler Wert angesehen. Aus 8 geht hervor, dass bei einem solchen Dax-Wert der gesamte Bereich an Kegelwinkeln λ zwischen 5 und 11 Grad innerhalb des Sag-Bereichs, wie in der vorliegenden Erfindung beansprucht, angewandt werden kann.
  • Erfindungsgemäß können die bekannten Rollendesigns an die vorliegende Erfindung angepasst werden, indem das Rollendesign in ein Getriebe aufgenommen wird, wobei die maximale Spannkraft, die während des Betriebs aufgebracht wird, relativ niedrig ist oder alternativ, indem die Rollenkonstruktion allgemein versteift wird, z.B. durch Benutzen eines anderen festeren Materials, z.B. eine dickere Welle oder dickere Scheiben.
  • Die Erfindung liefert auch günstige Änderungen des Rollendesigns, die die Übernahme des Designs ermöglichen, um eine hohe maximale Spannkraft zu bewältigen, während eine Verbesserung der Drehmomenteffizienz ermöglicht wird, wobei die Änderungen als effizienter und effektiver eingestuft werden als die oben genannten offensichtlichen, aber unvorteilhaften und teuren Maßnahmen, bei denen mehr Material zugefügt oder ein an sich steiferes Material verwendet wird. Somit liefert die Erfindung des Weiteren mehrere Maßnahmen, die auf bekannte Rollendesigns angewandt werden können, um den Wert of Sag-Parameter zu senken und es dem Getriebe gestatten, mit verbesserter Effizienz zu arbeiten.
  • Bei einer ersten Maßnahme gemäß der Erfindung wird ein drittes Lager um die Rollenwelle 14 zugefügt, mit einem Lager auf jeder Seite des daran angrenzenden Satzes Rollenscheiben, wobei das dritte Lager unmittelbar an das Lager der feste Scheibe 15 angrenzend angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird das Bie gen der Welle 14 unter Einwirkung der Biegekräfte Fb größtenteils verringert. Dadurch kann die axiale Ablenkung Dax der Rollenscheiben 15, 16 weitgehend verringert werden, in einigen Fällen sogar halbiert. Alternativ kann der Wellendurchmesser 14 erhöht werden, dies wird jedoch im Allgemeinen im Stand der Technik nicht bevorzugt, da es dazu nur bei einer Zunahme der Gesamtgröße des Getriebes kommt oder bei einer Verringerung des Bereichs verfügbarer Übertragungsverhältnisse. Diese Maßnahme beruht auf der wichtigen Erkenntnis, dass die axiale Ablenkung des festen Scheibe 15 im Allgemeinen deutlich größer sein wird als die der axial verschiebbaren Scheibe 16, weil die ehemalige Scheibe 15 nur in axialer Richtung gestützt wird, wo sie an der Welle 14 befestigt ist, wohingegen die axial verschiebbare Scheibe eine axial ausgerichtete Kraft durch den ausgeübten Drucks in der Kolben-/Zylinderanordnung erfährt, die sich im Allgemeinen über einen großen Teil der radialen Ausdehnung der entsprechenden Scheibe 16 erstreckt, möglicherweise sogar zwischen der Welle 14 und einer radial äußeren Kante der Scheibe 16. Somit wird das zusätzliche Stützen der festen Scheibe im Allgemeinen im Hinblick auf das Verringern des maximalen Betrags an axialer Ablenkung Dax viel effektiver sein als im Hinblick auf das Einführen derselben Maßnahme bei der axial verschiebbaren Scheibe.
  • Bei einer zweiten erfindungsgemäßen, in 9 dargestellten Maßnahme wird zumindest die feste Rollenscheibe 15 einer Scheibe 4, 5 durch Erhöhung ihrer axialen Abmessung versteift, um jedoch das Gewicht beizubehalten, erfolgt eine solche Erhöhung über die gesamten tangentiale Abmessung der Scheibe 15, aber nur stellenweise zum Beispiel durch Einbauen einer Anzahl radial ausgerichteter Versteifungsrippen mit einer beschränkten tangentialen Abmessung oder durch Vorsehen von Ausnehmun gen oder Löchern in der Fläche der Scheibe 15, die vom Riemen 1 axial abgewandt ist. Vorzugsweise stehen solche Ausnehmungen oder Löcher in einem gegenseitigen hexagonalen Verhältnis. Gemäß der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, die radial einwärts angeordnete Basis 27 der Scheibe 15 allgemein zu versteifen, so dass die axiale Breite der Scheibe 15 deutlich in radialer Auswärtsrichtung entlang der Basis 27 zu ihrer radial äußeren Kante 28 zunimmt.
  • Bei einer dritten und letzten Maßnahme gemäß der Erfindung nimmt der Kegelwinkel λ von wenigstens einer festen Rollenscheibe 15 in radialer Auswärtsrichtung zwischen einer radial innersten Stellung auf seiner Riemenkontaktfläche 29 und einer radial äußersten Stellung hiervon zu, was für die feste Scheibe 15 einer Rolle in 10 dargestellt ist. Wie oben erklärt, hat der Kegelwinkel λ einen großen Einfluss auf den Sag-Parameter bei einer gegebenen axialen Ablenkung Dax. Es kann jedoch auch so verstanden werden, dass die axiale Ablenkung Dax oder alternativ der Betrag der axialen Auswärtsbiegung einer Rollenscheibe 15 mit zunehmender radialer Position auf der Rollenscheibe dort zunimmt, wo eine solche Ablenkung durch ein zunehmendes Kraftmoment der Reaktionskraft Fr in Bezug auf den Rollenwelle 14 bestimmt wird. Durch Anwenden eines größeren Kegelwinkels λ in radialer Auswärtsrichtung auf die Kontaktfläche 29 kann somit dem Effekt der axialen Ablenkung Dax, die in diese Richtung zunimmt, in geringerem oder größerem Umfang entgegengewirkt werden. Der Kegelwinkel λ einer Rollenscheibe 15 nimmt also kontinuierlich in radialer Auswärtsrichtung zu, z.B. indem die Kontaktfläche 12 eine passende Bogenform mit einem Krümmungsradius R, wie in einem tangentialem Querschnitt zu sehen, erhält, wie in 10 dargestellt. Vorzugsweise wird jedoch eine Splint-Kurve benutzt, um die Form der Kontaktfläche 29 zu definieren. Gemäß der Erfindung wird es hier als vorteilhaft angesehen, wenn die Splint-Kurve so gewählt wird, dass während des Betriebs der maximale Wert des radialen Sag-Parameters für jede radiale Position auf der Rollenscheibe im Wesentlichen konstant ist. Es hat sich herausgestellt, dass dies etwa der Fall ist, wenn der Kegelwinkel etwa gleich 7 Grad in der radial innersten Stellung auf der Kontaktfläche 29 der Rollenscheibe 15 ist und allmählich auf etwa 11 bis 12 Grad in der radial äußersten Stellung zunimmt.
  • Beim Ausgestalten einer Rolle gemäß der Erfindung wird man feststellen, dass die in der Realität durch ein Getriebedesign zu erreichende Drehmomentübertragungseffizienz vorhergesagt und bewusst im Vorfeld größtenteils zuverlässig gesteuert werden kann. Wie man der vorliegenden Beschreibung entnehmen kann, berücksichtigt der einfache Parameter Sag gemäß der Erfindung die Hauptfaktoren, die diese Effizienz beeinflussen, umfassend die mechanische Steifigkeit der Rollenkonstruktion, den Kegelwinkel λ und den Betrag an Spannkraft Fc auf den Riemen.
  • Es wird weiter angeführt, dass die vorliegende Erfindung für ein Getriebe besonders relevant ist, das mit einem zusammengebauten Antriebsriemen der hierin beschriebenen Art ausgestattet ist. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Elemente 3 beweglich auf dem Träger angeordnet sind, so dass sie gegeneinander begrenzt verschiebbar sind, wohingegen zum Beispiel ein Kettenband oder ein Gummiband bis zu einem gewissen Grad eine kontinuierliche Struktur bilden. Somit werden das Verhalten und die Bahn des zusammengebauten Riemens durch die axiale Verformung oder Ablenkung der Rollenscheiben zu einem relativ großen Betrag beeinflusst.
  • Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf die Gesamtheit der vorhergehenden Beschreibung und alle Details der zugehörigen Figuren, sondern auch auf alle Merkmale der nachfolgenden Ansprüche.

Claims (11)

  1. Kontinuierlich veränderbares Getriebes für Kraftfahrzeuge umfassend einen Satz Rollen (4, 5), wobei jede Rolle (4, 5) zwei Scheiben (15, 16) aufweist, die relativ axial verschiebbar auf einer zentralen Rollenwelle (14) angeordnet sind, wobei eine Scheibe (15) in Bezug auf die Welle (14) axial fest ist und eine andere Scheibe (16) axial verschiebbar ist unter Einwirkung eines Drucks, der in einem Kolben einer mit einer solchen beweglichen Scheibe (16) verbundenen Kolben-/Zylinderanordnung ausgeübt wird, um einen zusammengebauten Antriebsriemen (1) zwischen den zwei Scheiben (15, 16) einzuspannen, wobei der Riemen (1) eine kontinuierliche Anordnung von Querelementen (3) umfasst, die jeweils laterale Rollenkontaktflächen (6) haben, um mit der Riemenkontaktfläche (29) jeder Rollenscheibe (15, 16) in Kontakt zu kommen, und die auf Endloszugmitteln (2) des Riemens (1) gleitend angeordnet sind, wobei die Riemenkontaktflächen (29) der Rollenscheiben (15, 16) mit einem radial nach außen zunehmenden gegenseitigen Abstand zueinander so ausgerichtet sind, dass zwischen einer Rollenscheibe (15, 16) und einer imaginären radialen Linie durch die Rollenwelle (14) ein Kegelwinkel λ gebildet wird, der den Winkel definiert, bei dem sich die Kontaktflächen (29) der Scheiben (15, 16) und der Querelemente (3) in jeder radialen Stellung des Riemens (1) in Bezug auf eine Rotationsachse der Rolle (4, 5) gegenseitig berühren, wobei durch die Scheiben (15, 16) eine Spannkraft auf den Riemen (1) ausgeübt wird, die durch das Ausüben einer axialen Kraft Fax auf wenigstens eine der Scheiben (15, 16) jeder Rolle (4, 5) realisiert wird, und wobei jede Rolle (4, 5) eine wie im Getriebe enthaltene mechanische Steifigkeit hat, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich auf die Steifigkeit beziehendes Merkmal einer Rolle (4, 5) so ausgelegt ist, dass es einen Wert im Bereich zwischen 0,5 mm und 1,2 mm hat, wenn es als Parameter Sag angegeben wird, der bestimmt wird durch einen maximalen Betrag an axialer Ablenkung Dax an einer radialen äußeren Kante der entsprechenden Rollenscheibe (15, 16), die auftritt als Reaktion auf das Aufbringen eines maximalen Betrags an axialer Kraft Fax während des Betriebs des Getriebes, geteilt durch die Tangente des Kegelwinkels λ des Getriebes, und der einen Betrag an radialer Verschiebung des Riemens (1) zwischen den Scheiben (15, 16) der Rolle (14) im Getriebe angibt, der auftritt als Reaktion auf das Aufbringen eines maximalen Betrags an axialer Kraft Fax während des Betriebs des Getriebes in Bezug auf eine radiale Position des Riemens (1) in einem ungespannten Zustand des Getriebes.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Ablenkung Dax mithilfe einer FEM-Berechnung (Finite-Elemente-Methode) angenähert wird, wie durch die Erfindung definiert.
  3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel λ des Getriebes weniger als 11 Grad beträgt.
  4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe dazu ausgelegt und in der Lage ist, wenigstens 250 Nm zu übertragen.
  5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2–4, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Betrag an axialer Ablenkung Dax an einer radialen äußeren Kante der entsprechenden Rollenscheibe (15, 16), die auftritt als Reaktion auf das Aufbringen eines maximalen Betrags an axialer Kraft Fax während des Betriebs des Getriebes, etwa 0,1 mm beträgt.
  6. Getriebe nach einem dem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kegelwinkel λ, bei dem der Riemen (1) und eine Rolle (4, 5) im Getriebe zusammenwirken, einen Wert im Bereich zwischen 6 und 10 Grad hat.
  7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenwelle (14) mit wenigstens drei Lagermitteln (12, 13) ausgestattet ist, wobei zumindest zwei Lagermittel unmittelbar an die feste Scheibe (15) der Rolle (4, 5) angrenzend angeordnet sind, um ein Biegen der Welle (14) während des Betriebs des Getriebes zu begrenzen.
  8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Breite zumindest der festen Scheibe (15) der Rolle (4, 5) deutlich von einer radial äußeren Kante (28) hiervon in eine radiale Einwärts-Richtung hin zu einer radial nach innen angeordneten Basis (27) zunimmt, wobei in tangentialer Richtung gesehen die axiale Breite entlang dem Umfang der Scheibe (15) variiert.
  9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Scheibe (15) einer Rolle (4, 5) so angeordnet ist, dass der Kegelwinkel λ in radiale Auswärts-Richtung entlang der Riemenkontaktfläche (29) der Schreibe (15) zunimmt.
  10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel λ innerhalb des Bereichs zwischen 7 und 12 Grad liegt.
  11. Verfahren zur Gestaltung eines kontinuierlich veränderbaren Getriebes für Kraftfahrzeuge, umfassend einen Satz Rollen (4, 5), wobei jede Rolle (4, 5) zwei Scheiben (15, 16) aufweist, die relativ axial verschiebbar auf einer zentralen Rollenwelle (14) angeordnet sind, wobei eine Scheibe (15) in Bezug auf die Welle (14) axial fest ist und eine andere Scheibe (16) axial verschiebbar ist unter Einwirkung eines Drucks, der in einem Kolben einer mit einer solchen beweglichen Scheibe (16) verbundenen Kolben/Zylinderanordnung ausgeübt wird, um einen zusammengebauten Antriebsriemen (1) zwischen den zwei Scheiben (15, 16) einzuspannen, wobei der Riemen (1) eine kontinuierliche Anordnung von Querelementen (3) umfasst, die jeweils laterale Rollenkontaktflächen (6) haben, um mit der Riemenkontaktfläche (29) jeder Rollenscheibe (15, 16) in Kontakt zu kommen, und die auf Endloszugmitteln (2) des Riemens (1) gleitend angeordnet sind, wobei die Riemenkontaktflächen (29) der Rollenscheiben (15, 16) mit einem radial nach außen zunehmenden gegenseitigen Abstand zueinander so ausgerichtet sind, dass zwischen einer Rollenscheibe (15, 16) und einer imaginären radialen Linie durch die Rollenwelle (14) ein Kegelwinkel λ gebildet wird, der den Winkel definiert, bei dem sich die Kontaktflächen (29) der Scheiben (15, 16) und der Querelemente (3) in jeder radialen Stellung des Riemens (1) in Bezug auf eine Rotationsachse der Rolle (4, 5) gegenseitig berühren, wobei durch die Scheiben (15, 16) eine Spannkraft auf den Riemen (1) ausgeübt wird, die durch das Ausüben einer axialen Kraft Fax auf wenigstens eine der Scheiben (15, 16) jeder Rolle (4, 5) realisiert wird, und wobei jede Rolle (4, 5) eine wie im Getriebe enthaltene mechanische Steifigkeit hat, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich auf die Steifigkeit beziehendes Merkmal einer Rolle (4, 5) so ausgelegt ist, dass es einen Wert im Bereich zwischen 0,5 mm und 1,2 mm hat, wenn es als Parameter Sag angegeben wird, der bestimmt wird durch einen maximalen Betrag an axialer Ablenkung Dax an einer radialen äußeren Kante der entsprechenden Rollenscheibe (15, 16), die auftritt als Reaktion auf das Aufbringen eines maximalen Betrags an axialer Kraft Fax während des Betriebs des Getriebes, geteilt durch die Tangente des Kegelwinkels λ des Getriebes, und der einen Betrag an radialer Verschiebung des Riemens (1) zwischen den Scheiben (15, 16) der Rolle (14) im Getriebe angibt, der auftritt als Reaktion auf das Aufbringen eines maximalen Betrags an axialer Kraft Fax während des Betriebs des Getriebes in Bezug auf eine radiale Position des Riemens (1) in einem ungespannten Zustand des Getriebes.
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