DE69017792T2

DE69017792T2 - Stufenloses Toroidalgetriebe.

Info

Publication number: DE69017792T2
Application number: DE69017792T
Authority: DE
Inventors: Masaki Nakano
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-08-15
Filing date: 1990-08-16
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2010-08-17
Also published as: EP0413342B1; US5048359A; JPH0374667A; JP2501911B2; EP0413342A1; DE69017792D1

Description

HINTERGRUND DIR ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses Toroidalgetriebe.
Neuerdings wurde die Verwendung van stufenlosen Toroidalgetrieben für Kraftfahrzeuggetriebe hinsichtlich der Entwicklung von Traktionsölen mit einem hohen Traktionsfaktor wieder ins Rampenlicht gerückt.
Die stufenlosen Toroidalgetriebe können in zwei Arten unterteilt werden, wobei die eine Art sich auf ein stufenloses Volltoroidalgetriebe und die andere Art auf ein stufenloses Halbtoroidalgetriebe bezieht.
Das stufenlose Volltoroidalgetriebe weist Eingangs- und Ausgangsscheiben auf, die gegenuberliegende torische Flächen mit einem halben Kreisbogen aufweisen und eine Mehrzahl von Reibrollen aufweisen, die zwischen den torischen Flächen und in einem Antriebskontakt mit diesen befindlich sind zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Eingangsund der Ausgangsscheibe. Diese torischen Flächen werden als volle toroidale Flächen bezeichnet. Hinsichtlich der vollen toroidalen Flächen werden Reaktionskräfte, die auf die Reibrollen während der Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe aufgebracht werden, aufgehoben. Zum Stützen der Reibrollen sind keine Drucklager erforderlich, woraus sich ein einfacher und langlebiger Aufbau ergibt. Es besteht jedoch ein Durchdrehverlust (Schlupfverlust) während der Drehmomentübertragung durch die Reibrollen, und die Eingangs- und Ausgangsscheiben werden einer beträchtlichen Rotationsträgheit unterworfen, da ihre radial außenliegenden Bereiche dick sind. Zieht man diese beiden Faktoren in Betracht, sind stufenlose Volltoroidalgetriebe weniger vielversprechend für Kraftfahrzeuggetriebe.
Die stufenlosen Halbtoroidalgetriebe weisen Eingangs- und Ausgangsscheiben auf, die gegenüberliegende torische Flächen mit einem Viertel-Kreisbogen aufweisen, und eine Mehrzahl von Reibrollen aufweisen, die zwischen den torischen Flächen angeordnet sind und in Antriebskontakt mit diesen befindlich sind. Diese torischen Flächen werden als halbe toroidale Flächen bezeichnet. Da diese weniger dicke radiale außenliegende Bereiche aufweisen, werden die Eingangs- und Ausgangsscheiben einer geringeren Rotationsträgheit unterworfen. Außerdem ist der Durchdrehverlust bei einem stufenlosen Halbtoroidalgetriebe gering. Somit ist das stufenlose Halbtoroidalgetriebe als Kraftfahrzeuggetriebe vielversprechend.
Die JP-A 62-283256 offenbart ein stufenloses Halbtoroidalgetriebe, das zwei Reibrollen aufweist, die zwischen den halbtoroidalen Flächen der Eingangs- und Ausgangsscheibe angeordnet und in Antriebskontakt mit diesen befindlich sind. Ein ähnliches stufenloses Toroidalgetriebe ist in dem US-Patent Nr. 4 905 529, das dem Anmelder der vorliegenden Erfindung am 6. März 1990 erteilt wurde, offenbart. Dieses Patent beansprucht die Priorität auf die japanische Patentanmeldung Ser.Nr. 61-275197, die am 3. Juni 1988 als JP-A 63-130954 veröffentlicht wurde. Dieses oben erwähnte bekannte Getriebe kann nicht die wachsende Beanspruchung für eine hohe Leistungsabgabe erfüllen, da die beiden Reibrollen keine Belastung aufnehmen. Zum Vermindern der Belastung, die durch jede Reibrolle aufgenommen wird, ist es vorteilhaft, die Anzahl der Reibrollen zu erhöhen.
Die US -A-3 142 189 offenbart ein stufenloses Halbtoroidalgetriebe, das drei peripher beabstandete Reibrollen aufweist, die zwischen gegenüberliegenden Halbtoroidalflächen von koaxialen Eingangs- und Ausgangsscheiben angeordnet sind und mit diesen in Kontakt befindlich sind.
Die US-A 3 430 504 offenbart ein stufenloses Volltoroidalgetriebe, das zwei Reibrolleneinheiten einschließt, von denen jede Einheit drei peripher beabstandete Reibrollen einschließt, die zwischen gegenüberliegenden Volltoroidalflächen von koaxialen Eingangs- und Ausgangsscheiben angeordnet sind,
Über neue Untersuchungen von stufenlosen Volltoroidalgetrieben mit drei Reibrollen wird auf Seite 40 einer Publikation referiert, die betitelt ist, mit "Report of Traction Drive Research P-SC62-Bericht über Traktionsantriebsforschung P-SC62", die im März 1980 durch die Japan Mechanical Society herausgegeben wurde. Die Merkmale, die aus diesem Dokument bekannt sind, sind in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 enthalten. Ein Verhältnissteuersystem dieses Getriebes, das in Fig. 3-37 auf Seite 4 der oben erwähnten Publikation gezeigt ist, ist in Fig. 5 dieser Beschreibung dargestellt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 umfaßt das Getriebe peripher beabstandete Reibrollen 1, die drehbar durch drei Rollenträger 2, die als Naben benannt sind, gestützt werden. Drei Y-förmige Schwenkglieder 3, die als Schwinghebel benannt sind, sind drehbar auf einem Stern 6 gelagert, der mit einem Gehäuse verbunden ist. Eine Steuerbuchse 7 ist drehbar auf einer Eingangswelle gestützt. Jede der Y-förmigen Glieder 3 weist einen Schenkel auf, der wirksam mit der Steuerbuchse 7 verbunden ist, um eine Schwenkverbindung zu bilden, und weist erste und zweite Arme auf, die angrenzend an die beiden Rollenträger verbunden sind. Jeder der Rollenträger ist mit zwei Y-förmigen Gliedern gekoppelt und weist ein Ende auf, das mit einem ersten Arm eines der zugeordneten Y-förmigen Glieder verbunden ist, um ein Kugelgelenk 4 zu bilden, und weist ein gegenüberliegendes Ende auf, das mit einem zweiten Arm des anderen zugeordneten Y-förmigen Gliedes 3 verbunden ist, um eine Verbindungsstelle 5 zu bilden. Ein Wechsel in ein gewünschtes Verhältnis wird durch Drehen der Steuerbuchse 7 um einen kleinen Winkel eingeleitet. Diese Drehung bewirkt, daß die Y-förmigen Schwenkglieder 3 schwenken, wodurch die Rollenträger 2 um einen Winkel θ kippen. Dieses bewirkt, dar ein Schräglauf (Seitenschlupf) zwischen den Rollen 2 und jenen Eingangs- und Ausgangsscheiben auftreten, zwischen die die Rollen angeordnet sind und mit diesen in Antriebskontakt befindlich ist, wodurch bewirkt wird, daß die Rollen sich relativ zur Eingangs- und Ausgangsscheibe neigen.
Das oben erwähnte stufenlose Volltoroidalgetriebe mit drei Reibrollen birgt die gleichen Probleme in sich, wie sie zuvor in Verbindung mit dem stufenlosen Volltoroidalgetriebe aufgezeigt wurde. Somit läßt dieses den zuvor erwähnten Durchdrehverlust und die Rotationsträgheit der Eingangs- und Ausgangsscheibe zu. Außerdem ist es notwendig, die Verbindungsstelle 5 mit einem hohen Präzisionsgrad zu bearbeiten, um die Rollenträger mit einer guten Genauigkeit zu Positionieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein stufenloses Toroidalgetriebe zu schaffen, bei dem die Rollenträger mit einer guten Genauigkeit positioniert sind, ohne daß ein hoher Präzisionsgrad bei der Bearbeitung erforderlich ist, und das einen Bedarf für eine hohe Leistungsabgabe erfüllt, wobei ein Durchdrehverlust und eine Rotationsträgheit der Eingangs- und Ausgangsscheibe beschränkt werden.
Dieses Ziel wird entsprechend der Erfindung durch ein stufenloses Toroidalgetriebe gelöst, das im Patentanspruch 1 spezifiziert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansichtdarstellung eines stufenlosen Toroidalgetriebes;
Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht, die entlang der Linie II-II des in Fig. 1 gezeigten Getriebes verläuft;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1;
Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht zu Fig. 1, die aber eine zweite Ausführungsform darstellt; und
Fig. 5 ist eine Schnittansichtdarstellung eines bekannten stufenlosen Getriebes, das zuvor diskutiert wurde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 wird eine erste Ausführungsform eines stufenlosen Toroidalgetriebes, das allgemein durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, beschrieben. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist das Getriebe 10 koaxiale Eingangs- und Ausgangsscheiben 12 und 14 auf, die torische Flächen 12a und 14a aufweisen. Jede der torischen Flächen 12a und 14a ist eine halbe toroidale Fläche mit einem Viertel- Kreisbogen. Die Eingangsscheibe 12 nimmt eine Drehbewegung von einem Motor eines Kraftfahrzeugs, nicht gezeigt, auf.
Unter Bezugsnahme, ebenfalls auf Fig. 1, sind zum Minimieren der Rollenbelastung und des Verschleißes und zum Erhöhen der Lebensdauer der Rollen, drei peripher beabstandete Reibrollen, nämlich eine erste Reibrolle 16, eine zweite Reibrolle 18 und eine dritte Reibrolle 20 zwischen den torischen Flächen 12a und 14a angeordnet und in Antriebskontakt mit diesen befindlich zum Übertragen einer Drehbewegung oder eines Drehmomentes zwischen der Eingangs- und Ausgangsscheibe 12 und 14. Die Rollen 16, 18 und 20 werden drehbar jeweils in Rollenträgern 22, 24 und 26 durch Rollenstützwellen 28, 30 und 32 gelagert. Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, steht jede der Rollenstützwellen, z.B. ist eine mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnet, in eine Mittelbohrung vor, die durch die zugeordnete Reibrolle 16 gebildet wird, und weist einen exzentrischen Bereich auf, der in eine Bohrung hervorsteht, die durch den zugehörigen Rollenträger 22 gebildet wird. Zum radialen Stützen der Welle 28 sind Nadellager 34 vorgesehen, während zum radialen Stützen des exzentrischen Bereichs der Welle 28 Nadellager 36 vorgesehen sind. Kugellager 38 sind zum Stützen der zugehörigen Reibrolle 16 gegen Druck radial auswärts entlang ihrer Welle 28 vorgesehen. Bei einer Translationsbewegung jeder der Rollenträger 22, 24 und 26 in eine Umfangsrichtung der Eingangs- und Ausgangsscheibe 12 und 14 dreht diese Bewegung die Wellen 28, 30 und 32, kippt die Rollenträger 22, 24 und 26 und erzeugt eine Neigung der Rollen 16, 18 und 20 zwischen der Eingangs- und Ausgangsscheibe 12 und 14.
Für ein besseres Verständnis der Arbeitsweise der Reibrollen, der Rollenträger und der Rollenstützwellen wird Bezug genommen auf die US-A-4 905 529.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind drei V-förmige Schwenkglieder 40, 42 und 44 drehbar auf einem Gehäuse 58 (siehe Fig. 2) durch Wellen 54 einer Gliedsäule 52 gelagert, die mit dem Gehäuse 58 mittels Schrauben 60 befestigt ist. Die Gliedsäule 52 weist eine Mittelöffnung auf, durch die sich eine Scheibenstützwelle 50 erstreckt. Jede der V-förmigen Schwenkglieder 40, 42 und 44 weist zwei Arme auf, die mit einem Winkel von 120º divergieren. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die beiden Arme des Schwenkgliedes 40 mit dem hinteren Ende des ersten Rollenträgers 22 und dem vorderen Ende des dritten Rollenträgers 26 jeweils gekoppelt. In gleicher Weise sind die beiden Arme des zweiten Schwenkgliedes 42 mit dem vorderen Ende des ersten Rollenträgers 22 und dem hinteren Ende des zweiten Rollenträgers 24 jeweils gekoppelt, und die beiden Arme des Schwenkgliedes 44 sind mit dem vorderen Ende des zweiten Rollenträgers 24 und dem hinteren Ende des dritten Rollenträgers 26 jeweils gekoppelt. Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, werden die Endbereiche der Rollenträger 22, 24 und 26 in Bohrungen aufgenommen, die in angrenzenden Armen der zugehörigen Schwenkglieder 40, 42 und 44 ausgebildet sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist ein gewölbter Ring 48 zwischen dem vorderen Endbereich des Rollenträgers 22 und der Bohrungsbegrenzungswand zur Bildung einer Schwenkverbindung zwischen dem Arm des Trägers 42 und dem zugeordneten Rollenträger 22 angeordnet. Ein Nadellager 46 ist zwischen dem Innenumfang des gewölbten Rings 48 und dem Endbereich des Rollenträgers 22 angeordnet, um eine Gleitbewegung des Rollenträgers 22 zu ermöglichen, um somit eine gleitende Verbindung zwischen dem Arm des Schwenkgliedes 42 und dem zugeordneten Rollenträger 22 zu bilden. Der hintere Endbereich des Rollenträgers 22 wird in dem Arm des Schwenkgliedes 40 durch einen gewölbten Ring und ein Nadellager in der gleichen Weise aufgenommen. Die beiden Enden jedes der anderen zwei Schwenkglieder 24 und 26 werden in den zugeordeten Armen der angrenzenden beiden Schwenkglieder 40, 42 und 44 durch gewölbte Ringe und Nadellager in der gleichen Weise aufgenommen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die Gliedsäule 52 drei divergierende Arme auf, von denen sich jede zwischen den angrenzenden beiden der Reibrollen 16, 18 und 20 erstreckt und weisen ein Gabelende auf, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Wie leicht aus Fig. 2 zu verstehen ist, wird jedes der Schwenkglieder 40, 42 und 44 drehbar zwischen dem Gabelende des zugehörigen einen Arms der Arme der Gliedsäule 52 durch die zugeordnete Welle 54 aufgenommen, die das Gabelende überbrückt. Lager 56 sind zwischen der Welle 54 und dem zugeordneten einen Schwenkglied 44 angeordnet. Zwischen den gabelförmigen Ende der Arme der Gliedsäule 52 ist das Gehäuse 58 angeordnet und mit diesem mittels Schrauben 60 (siehe Fig. 2) befestigt.
Zum Steuern der Rollenträger 22, 24 und 26 ist ein hydraulisches Steuersystem vorgesehen. Dieses Steuersystem umfaßt eine Hydraulikfluidquelle 76a, eine Pumpe 76 zum Ansaugen des Hydraulikfluids aus der Quelle 76a und zum Erzeugen eines Hydraulikfluiddrucks, umfaßt Servomotoren 62, 64 und 66, die wirksam jeweils mit den Rollenträgern 22, 24 und 26 verbunden sind, umfaßt ein Verhältniswechsel-Steuerventil 68 zum Steuern eines Druckdifferentials, das innerhalb jeder der Servomotoren 62, 64 und 66 geschaffen wird, und umfaßt einen Schrittmotor 70 für das Steuerventil 68.
Das Steuerventil 68 weist eine Buchse 72 auf, die mit dem Schrittmotor 70 antriebsverbunden ist, und weist einen Steuerkolben 74 auf, der verschiebbar in der Buchse 72 aufgenommen wird. Zum Verständnis des detaillierten Aufbaus dieses Verhältniswechsel-Steuerventils 68, wird Bezug auf das zuvor erwähnte Patent US-A-4 905 529 genommen, da darin das gleiche Ventil offenbart ist. Kurz gesagt, weist das Steuerventil einen ersten Auslaßkanal 68a auf, der mit den ersten Servokammern 62a, 64a und 66a der jeweiligen ersten, zweiten und dritten Rollenträger 62, 64 und 66 verbunden ist, und weist einen zweiten Auslaßkanal 68b auf, der mit den zweiten bzw. gegenüberliegenden Servokammern 62b, 64b und 66b der ersten, zweiten und dritten Rollenträger 62, 64 und 66 verbunden ist, weist einen Einlaßkanal 68c auf, der mit der Pumpe 76 durch eine Hydraulikdruckleitung verbunden ist, mit der ein Druckregelventil 100 verbunden ist. Mit diesem Druckregelventil 100 wird der Hydraulikdruck, mit dem der Einlaßkanal 68c des Steuerventils 68 beaufschlagt wird, reguliert. Der Steuerkolben 74 weist zwei axial beabstandete Stege auf, und die Buchse 72 ist durch den Schrittmotor 70 relativ zu dem Steuerkolben 74 beweglich, so daß die Bewegung der Buchse 72 relativ zu dem Steuerkolben 74 ein Druckdifferential ändert, das zwischen den zugeordneten ersten und zweiten Kammern jeder der Rollenträger 62, 64 und 66 geschaffen wird. Hinsichtlich dieser Änderung wird eine Größe einer Servokraft, die an jedem der Rollenträger 22, 24 und 26 durch dem zugeordneten einen der Servomotoren 62, 64 und 66 aufgebracht wird, verändert.
Das Steuersystem weist außerdem ein Rückkopplungssystem auf, das einen Präzessionsnocken 78 verwendet, der mit dem Servomotor 64 verbunden ist, um eine Bewegung des Rollenträgers 24 zur Spule 74 des Verhältniswechsel-Steuerventils 68 hin zurückzuführen
In der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist der Servomotor 62 mit dem hinteren Ende des ersten Rollenträgers 22 durch dessen Kolbenstange verbunden, der zweite Servomotor 64 mit dem hinteren Ende des zweiten Rollenträgers 24 durch dessen Kolbenstange verbunden, und der dritte Servomotor 66 durch das hintere Ende des dritten Rollenträgers 26 durch seine Kolbenstange verbunden. Um in diesem Fall die Durchdringung zwischen den Kolbenstangen des ersten und dritten Servomotors 62 und 66 ohne Beeinträchtigung zu ermöglichen, weist die Kolbenstange des ersten Servomotors 62 einen Zwischenabschnitt auf, der mit einer Öffnung 62c ausgebildet ist, die der Kolbenstange des dritten Servomotors 66 das Hindurchtreten ermöglicht.
Ein Verhältniswechsel wird durch die Bewegung der Buchse 72 relativ zu dem Steuerkolben 74 eingeleitet. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, bewirkt die Bewegung der Buchse 72 nach rechts relativ zum Steuerkolben 74 ein Erhöhen des Hydraulikdrucks innerhalb jeder der ersten Servokammern 62a, 64a und 66a der zugeordneten Rollenträger 62, 64 und 66 und ein Absinken im Hydraulikdruck innerhalb jeder der zweiten Servokammern 62b, 64b und 66b. Dieses erzeugt Servokräfte, die die Rollenträger 22, 24 und 26 in solche Richtungen drücken, um die V-förmigen Schwenkglieder 62, 64 und 66 im Uhrzeigersinn zu kippen. Dieses erzeugt eine Rollenneigung jeder der Rollen 16, 18 und 20, um eine neue Reduktionsverhältnisposition zu erreichen, die größer ist, als eine Anfangsposition. Diese Bewegung des Rollenträgers 24 wird zu dem Präzessionsnocken 78 über die Kolbenstange des Servomotors 64 übertragen. Die Kolbenstange des Servomotors bewegt sich in Längsrichtung und dreht sich zusammen mit dem Präzessionsnocken 78 während der zuvor erläuterten Bewegung des Rollenträgers 24. Jede der Kolbenstangen ist mit dem zugeordneten Kolben in einer solchen Weise verbunden, daß er keine Drehbewegung zu dem zugeordneten Kolben überträgt. Infolge dieses Nockens 78 und eines zugeordneten Gliedes, wird die Bewegung (Präzession) des Rollenträgers 24 in eine Linearbewegung des Steuerkolbens 72 übertragen. Der Aufbau einschließlich des Nockens 78 und des zugeordneten Gliedes ist im wesentlichen dem Präzessionsnocken und dem zugeordneten Bewegungsübertragungsglied gleich, die in der US-A-4 905 529 gezeigt sind. Die Rollenneigung wird auf Null vermindert, wenn die neue Verhältnisposition erreicht ist.
Das Bewegen der Buchse 72 aus dem dargestellten ausgeglichenen Zustand nach links relativ zum Steuerkolben 74 bewirkt ein Absinken im Hydraulikdruck innerhalb jeder der ersten Servokammern 62a, 64a und 66a der zugeordneten Rollenträger 62, 64 und 66 und ein Anwachsen des Hydraulikdrucks innerhalb jeder der zweiten Servokammern 62b, 64b und 66b. Dieses erzeugt Servokräfte, die die Rollenträger 22, 24 und 26 in solche Richtungen drücken, um die V-förmigen Schwenkglieder 62, 64 und 66 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 1 zu kippen. Dieses erzeugt eine Rollenneigung jeder der Rollen 16, 18 und 20, um eine neue Reduktionsverhältnisposition zu erreichen, die kleiner als die Anfangsposition ist. Die Rollenneigung wird auf Null vermindert, wenn die neue Verhältnisposition erreicht ist.
Es sind zumindest drei Rollen 22, 24 und 26 in einer peripher beabstandeten Weise zwischen der Eingangs- und Ausgangsscheibe 12 und 14 angeordnet. Dieses ist vorteilhaft verglichen mit der Anordnung mit zwei Rollen zwischen Eingangs- und Ausgangsscheibe, dahingehend, daß ein größeres Drehmoment zwischen der Eingangs- und Ausgangsscheibe übertragen wird.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, weisen die Eingangs- und Ausgangsscheiben 12 und 14 Halbtoroidalflächen 12a und 14a auf und haben somit verminderte radiale Abmessungen. Somit wird die Rotationsträgheit, der die Eingangs- und Ausgangsscheibe 12 und 14 unterworfen wird, vermindert.
Die Servomotoren 62, 64 und 66 drücken direkt an die jeweiligen zugeordneten Rollenträger 22, 24 und 26, um die V-förmigen Schwenkglieder 40, 42 und 44 zu kippen. Diese Anordnung kann die Herstellungs- und Bearbeitungstoleranzen in Bereichen kompensieren, bei denen jede der Arme der Schwenkglieder 40, 42 und 44 den zugeordneten Rollenträger stützen. Somit wird ein Genauigkeitsgrad, der an solchen Bereichen erforderlich ist, vermindert.
Es werden die Reaktionskräfte, die auf die Rollen 16, 18 und 20 durch die Eingangs- und Ausgangsscheibe 12 und 14 aufgebracht werden, erläutert. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Druckkraft, die auf jede der Rollen 16, 18 und 20 aufgebracht wird, durch das Bezugszeichen f repräsentiert. Die Druckkraft f auf jede der Rollen 16, 18 und 20 wird durch jene Arme der angrenzenden beiden Schwenkglieder 40, 42 und 44 aufgenommen, die den zugeordneten Rollenträger stützen. Somit kann die Größe der Kraft, die auf jede der Arme des einen der Schwenkglieder 40, 42 und 44 aufgebracht wird, durch 1/2 x f ausgedrückt, d.h. 1/2 der Druckkraft f. Deshalb wird jedes der Schwenkglieder 40, 42 und 44 einer resultierenden Kraft unterworfen, die eine Größe hat, die durch 1/2 x f ausgedrückt wird und die radial nach außen gerichtet ist, da die Arme jedes der Schwenkglieder den Winkel von 120º bilden. Diese drei radial nach auswärts gerichteten Kräfte, die auf die Schwenkglieder 40, 42 und 44 aufgebracht werden, werden durch die Gliedsäule 42 gelagert und ausgeglichen, um eine etwaige Kraft auf die Gliedsäule 52 zu erzeugen.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform gleich, außer, daß ein Servomotor 66, der mit einem dritten Rollenträger 26 gekoppelt ist, mit dessen hinterem Ende verbunden ist, statt mit dessem vorderen Ende. Dieses ist dahingehend vorteilhaft, daß es nicht mehr erforderlich ist, einen Zwischenbereich zu schaffen, der mit der Öffnung 62c ausgebildet ist, um die Erstreckung der Kolbenstange des Servomotors 66 (siehe Fig. 1) zu ermöglichen.
In den dargestellten Ausführungsformen sind drei Reibrollen zwischen Eingangs- und Ausgangsscheiben angeordnet, die Anzahl der Rollen ist jedoch nicht auf drei begrenzt.

Claims

1. Stufenloses Toroidalgetriebe (10) mit:

einem Gehäuse;

koaxialen Eingangs- und Ausgangsscheiben (12, 14), die gegenüberliegende torische Flächen (12a, 14a) aufweisen;

zumindest drei peripher beabstandeten Reibrollen (16, 18, 20), die zwischen den torischen Flächen angeordnet sind und in Antriebskontakt mit diesen befindlich sind, um ein Drehmoment zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe zu übertragen;

Rollenträgern (22, 24, 26), die jeweils drehbar die Rollen stützen;

Schwenkgliedern (40, 42, 44), die durch das Gehäuse drehbar gestützt werden, wobei jedes der Schwenkglieder zwei Arme aufweist, wobei jeder Arm der zwei Arme mit einem der angrenzenden zwei der Träger gekoppelt ist;

einer Steuereinrichtung (76, 62, 64, 68, 70) zum Steuern der Rollenträger;

gekennzeichznet durch

das Vorsehen einer Einrichtung (48), um eine Schwenkverbindung zwischen jedem der Arme und seinem zugehörigen Träger zu bilden; und

einer Einrichtung (46), um eine verschiebbare Verbindung zwischen jedem der Arme und ihrer zugehörigen Träger zu bilden.

2. Stufenloses Toroidalgetriebe nach Anspruch 1, wobei jede der torischen Flächen (12a, 14a) ein Halbtoroid ist.

3. Stufenloses Toroidalgetriebe nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung Servomotoren (62, 64, 66) aufweist, die jeweils wirksam mit den Rollenträgern (22, 24, 26,) verbunden sind; eine Hydraulikfluidquelle (76a) aufweist; eine Pumpeneinrichtung (76) aufweist zum Ansaugen des Hydraulikfluids aus der Hydraulikfluidquelle und zum Erzeugen eines Hydraulikfluiddrucks; eine Steuerventileinrichtung (68) aufweist zum Steuern eines Druckdifferentials, das innerhalb jeder der Servomotoren geschaffen wird, um eine Bewegung des zugeordneten Rollenträgers auszulösen; eine Einrichtung aufweist, die einen Betätiger (70) zum Betätigen der Steuerventileinrichtung einschließt; und eine Rückkopplungseinrichtung (78) aufweist zum Aufbringen einer Kraft auf die Steuerventileinrichtung im Ansprechen auf die Bewegung eines der Rollenträger.

4. Stufenloses Toroidalgetriebe nach Anspruch 1, wobei die die Schwenkverbindung bildende Einrichtung eine Bohrung einschließt, mit der deren zugeordneter Arm ausgebildet ist, einen gewölbten Ring (48) aufweist, der in der Bohrung aufgenommen wird und mit dem zugeordneten Rollenträger (22, 24, 26) gekoppelt ist.

5. Stufenloses Toroidalgetriebe nach Anspruch 4, wobei die die Verschiebungsbewegung bildende Einrichtung (46) ein Nadellager (46) einschließt, das zwischen dem gewölbten Ring (48) von dessen zugehörigen, die Schwenkverbindung bildenden Einrichtung und dessen zugehörigen Rollenträger (22, 24, 26) angeordnet ist zum Ermöglichen einer begrenzten Bewegung des zugehörigen Rollenträgers in einer Längsachse desselben.

6. Stufenloses Toroidalgetriebe nach Anspruch 1, wobei die zumindest drei peripher beabstandeten Reibrollen aus einer ersten (16), einer zweiten (18) und einer dritten (20) Reibrolle bestehen, und wobei die Rollenträger aus einem ersten (22), einem zweiten (24) und einem dritten (26) Rollenträger bestehen, die drehbar jeweils die erste, zweite und dritte Rolle stützen.

7. Stufenloses Toroidalgetriebe nach Anspruch 6, wobei die Steuereinrichtung einen ersten (62), einen zweiten (64) und einen dritten (66) Servomotor aufweist, wobei der erste Servomotor (62) wirksam mit dem ersten Rollenträger (22) an einem hinteren Ende desselben bezüglich der Umfangsrichtung verbunden ist, wobei der zweite (64) und der dritte (66) Servomotor wirksam mit dem zweiten (24) und dem dritten (26) Rollenträger an deren hinteren Enden bezüglich der Umfangsrichtung jeweils verbunden sind, eine Hydraulikfluidquelle (76) aufweist; eine Pumpeneinrichtung (76) zum Ansaugen des Hydraulikfluids aus der Hydraulikfluidquelle und zum Erzeugen des Hydraulikfluiddrucks aufweist; eine Steuerventileinrichtung (68) zum Steuern eines Druckdifferentials aufweist, das innerhalb jeder der Servomotoren geschaffen wird zum Auslösen einer Bewegung des zugeordneten Rollenträgers; eine Einrichtung (70) aufweist, die einen Betätiger einschließt zum Betätigen der Steuerventileinrichtung; und eine Rückkopplungseinrichtung (78) aufweist zum Aufbringen einer Kraft auf die Steuerventileinrichtung zum Ansprechen auf die Bewegung des Rollenträgers.

8. Stufenloses Toroidalgetriebe nach Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung einen ersten (62), einen zweiten (4) und einen dritten (66) Servomotor aufweist, wobei der erste, zweite und dritte Servomotor wirksam mit dem ersten (22), zweiten (24) und dritten (26) Rollenträger an deren hinteren Enden bezüglich der Umfangsrichtung jeweils verbunden sind.