DE69116752T2

DE69116752T2 - Stufenloses Reibrollengetriebe

Info

Publication number: DE69116752T2
Application number: DE69116752T
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Hibi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: EP0466113B1; EP0466113A1; US5144850A; DE69116752D1; JPH0469439A; JP2697261B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos verstellbares Reibradgetriebe, wie es durch die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 definiert ist und aus der EP-A 378 813 bekannt ist, wobei dieses EP-A-Dokument in seinem Inhalt der JP-A 2163549 entspricht.
Ein früher vorgeschlagenes, stufenlos verstellbares Reibradgetriebe ist zum Beispiel in der JP-A 63-130953, veröffentlicht am 3. Juni 1988, offenbart. Dieses bekannte, stufenlos verstellbare Reibradgetriebe umfaßt eine kontinuierlich verstellbare Übertragungseinheit, die eine Antriebsscheibe, eine Abtriebsscheibe und ein Paar Reibräder, die in einem reibungsmäßigen Kontakt mit den zwei gelangen, besitzt und eine Steuerung eines Übersetzungsverhältnisses durch Veränderung eines Kontaktzustands zwischen den zwei Scheiben und den Reibrädern vornimmt. Eine vorbestimmte reibungsmäßige Kraft sollte zwischen zwei Scheiben und den Reibrädern so beaufschlagt werden, um eine Übertragung eines Drehmoments dazwischen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wird eine Druckkrafl zwischen den zwei Scheiben und den Reibrädern und in einer axialen Richtung einer Welle der zwei Scheiben beaufschlagt. Diese Druckkraft wird durch einen Spann-Nocken oder eine Nockenrolle bzw. ein -rad geliefert, das einen Schub in Abhängigkeit eines Eingangsdrehmoments erzeugt. Es sollte angemerkt werden, daß, da die Druckkraft des Spann-Nockens nur spärlich erzeugt wird, wenn sich das Antriebsdrehmoment in der Nähe von Null befindet, eine Vorbelastung bzw. Vorspannung der Tellerfedern als anfängliche Druckkraft in Wirkung tritt. Dies bedeutet, daß die Tellerfedern zusammengepreßt sind, um eine vorbestimmte Größe einer Deformation zu haben, um dadurch eine elastische Kraft zu erhalten, die auf die zwei Scheiben und die Reibräder beaufschlagt wird. Eine Kompression der Tellerfedern wird durch eine Spannmutter vorgenommen, die auf die Welle aufgeschraubt ist. Das Aufschrauben der Spannmutter wird so eingestellt, um die Vorast konstant zu setzen, die durch die Blattfedern geliefert wird. Diese Einstellung wird durch Festsetzen eines axialen Zwischenraums zwischen der Spannmutter und einem Teller- bzw. Scheibenteil vorgenommen, der entgegengesetzt zu der Seite der Spannmutter über die Tellerfedern angeordnet ist. Dies bedeutet, daß die Spannmutter aufgeschraubt wird, bis sie zwischen dem Tellerteil und der Spannmutter zu einem vorbestimmten Wert gelangt.
Allerdings besteht mit einem solchen kontinuierlich verstetllbaren Reibradgetriebe ein Problem dahingehend, daß der Vorgang zum Einstellen und Aufschrauben der Spannmutter zur gleichen Zeit, um einen vorbestimmten Zwischenraum zwischen dem Tellerteil und der Spannmutter zu erhalten, schwierig auszuführen ist und Zeit in Anspruch nimmt. Ein anderes Problem ist dasjenige, daß eine Vorast der Tellerfedem schwierig auf einen konstanten Wert aufgrund von Variationen einzustellen ist, die leicht bei dem Einstelvorgang hervorgerufen werden.
Die Vorbelastung der Tellerfedern kann beim Aufschrauben der Spannmutter verwendet werden, um mit dem Scheibenteil in Kontakt zu kommen, nämlich in einem Zustand, wo die Tellerfedern keine Grenze einer Deformation besitzen. In diesem Fall allerdings entsteht das andere Problem, daß die Druckkraft ein erforderliches Niveau überschreitet.
Wie nun die Fig. 2 zeigt, ist dort eine minimale Druckkraft, die zum Übertragen eines Drehmoments erforderlich ist, durch eine doppel punktierte Kettenlinie angegeben, wobei das Antriebsdrehmoment auf der horizontalen Achse angegeben ist und die Druckkraft auf der vertikalen Achse angegeben ist. Wenn die Druckkraft oberhalb der doppelpunktierten Kettenlinie liegt, kann Drehmoment übertragen werden, wogegen dann, wenn sie unterhalb der doppelpunktierten Kettenlinie liegt, ein Schlupf auftreten kann. Eine Druckkraff, wie sie durch die Tellerfedern und den Belastungsnocken erhalten wird, ist durch eine vollständig durchgezogene Linie in Fig. 2 angegeben. Insbesondere dann, wenn das Antriebsdrehmoment Null ist, tritt eine Last f&sub0;, wie sie durch die Tellerfedern geliefert wird. in Wirkung. Wenn sich das Antriebsdrehmoment graduell erhöht, beginnen die Tellerfedern damit, mit einer Kraft zusammengedrückt zu werden, die sich kaum zu f&sub0; ändert. Wenn die Tellerfedern zusammenged rückt werden, bis irgendein Freiraum zwischen der Spannmutter und dem Scheibenteil vorhanden ist, beginnt eine Druckkraft des Lastnockens damit, aufgrund davon, daß die Tellerfedern nicht in der Lage sind, sich weiter zusammenzudrücken, zu wirken. Demzufolge kann eine Kennlinie einer Druckkraft, wie sie durch die vollständig durchgezogene Linie in Fig. 2 angegeben ist, erhalten werden. Andererseits wird, wenn kein Freiraum zwischen der Spannmutter und dem Scheibenteil beim Aufschrauben der Spannmutter eingerichtet wird. um mit dem Scheibenteil von Beginn an in Berührung zu kommen, wenn nämlich die Tellerfedern keine Grenze einer Deformation besitzen, eine Kennlinie einer Druckkraft erhalten, wie sie durch die unterbrochene Linie in Fig. 2 angegeben ist: Wenn das Antriebsdrehmoment damit beginnt, sich von Null aus zu erhöhen, wird die Druckkraft des Belastungsnockens unmittelbar aufgrund dessen, daß die Tellerfedern nicht in Bezug auf eine weitere Deformation zu diesem Augenblick in der Lage sind, effektiv. Natürlich ermöglicht die Druckkraft, wie sie durch die unterbrochene Linie in Fig. 2 angegeben ist, eine Drehmomentübertragung, allerdings überschreitet sie ein erforderliches Niveau. Dies führt zu Schwierigkeiten, wie beispielsweise einem Abnehmen der Haltbarkeit der Komponenten, einem Abnehmen der Übertragungseffektivität aufgrund eines erhöhten, reibungsmäßigen Widerstands, usw.. Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein stufenlos verstellbares Reibgetriebe zu schaffen, bei dem eine Vorlast, wie sie durch die Tellerfedern geliefert wird. auf einen vorbestimmten Wert mit einem einfachen Einstevorgang eingestellt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird durch die Merkmale definiert, wie sie in dem Patentanspruch 1 angegeben sind. Weitere Merkmale, die vorteilhaft bei der Erfindung anwendbar sind, sind in den Unteransprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, der eine bevorzugte Ausführungsform eines stufenlos verstellbaren Reibradgetriebes gemäß der Erfindung darstellt; und
Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung, die eine Druckkraft gegenüber einem Eingangsdrehmoment darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Wie die Fig. 1 zeigt, umfaßt ein stufenlos verstellbares Reibradgetriebe eine erste und eine zweite, kontinuierlich verstellbare Übertragungseinheit 22 und 24 innerhalb einer Kammer, die durch ein Gehäuse 10 festgelegt ist. Die erste, kontinuierlich verstellbare Übertragungseinheit 22 umfaßt eine Antriebsscheibe 26, eine Abtriebsscheibe 28 und ein Paar Reibräder 30 für die Übertragung eines Drehmoments zwischen den zwei. Eine Kontaktfäche sowohl der Antriebsscheibe 26 als auch der Abtriebsscheibe 28 mit den Reibrädern 30 ist als Toroid geformt. Ein umdrehungsmäßiges Geschwindigkeitsverhältnis der Antriebsscheibe 26 zu der Abtriebsscheibe 28 kann kontinuierlich durch Verändern eines Kontaktzustands der Reibräder 30 mit der Antriebsscheibe 26 und der Abtriebsscheibe 28 geändert werden. Die zweite, kontinuierlich verstellbare Übertragungseinheit 24 umfaßt eine Antriebsscheibe 32, eine Abtriebsscheibe 24 und ein Paar Reibrollen 36. die dieselben wie bei der ersten, kontinuierlich verstellbaren Übertragunaseinheit 22 sind. Es ist anzumerken, daß die Antriebs- und die Abtriebsscheibe 32 und 34 der zweiten, kontinuierlich verstellbaren Übertragungseinheit 24 in einer gegenüberliegenden Art und Weise zu der Antriebsund der Abtriebsscheibe 26 und 28 der ersten, kontinuierlich verstellbaren Übertragungseinheit 22 angeordnet sind. Dies bedeutet, daß die Abtriebsscheibe 28 und die Abtriebsscheibe 34 so angeordnet sind, daß sie benachbart zueinander sind. Die Antriebsscheibe 26 der ersten, kontinuierlich verstellbaren Übertragungseinheit 22 wird durch eine Welle 38 an dem äußeren Umfang davon über eine Kugel-Keilnutverbindung 40 gehalten. Ein Nockenflansch 42 ist auf der Rückseite der Antriebsscheibe 26 angeordnet, um so eine einheitliche Drehung mit der Antriebswelle 35 auszuführen, auf die das Motordrehmoment über einen Drehmomentwandler (nicht dargestellt) aufgebracht wird. Eine axiale Position des Nockenflanschs 42 ist in Bezug auf die Welle 38 über ein Axiallage 41 definiert. Eine Nockenwelle 46 ist zwischen zwei Nockenflächen des Nockenflanschs 42 und der Antriebsleiste 26 angeordnet, die zueinander zugerichtet sind. Die Nockenwelle 46 besitzt eine Form derart, um eine Kraft zu erzeugen, um die Antriebsscheibe 26 zu der Abtriebsscheibe 28 zu drücken, wenn eine relative Drehung zwischen der Antriebsscheibe 26 und dem Nockenflansch 42 auftritt. Ähnlich ist die Antriebsscheibe 32 der zweiten, kontinuierlich verstellbaren Übertragungseinheit 24 betriebsmäßig mit der Welle 38 über eine Kugel-Keilnutverbindung 48 verbunden. Die Antriebsscheibe 32 unterliegt einer Kraft in der Richtung der Abtriebsscheibe 34 aufgrund von vier Tellerfedern 51, die wiederum einer Kompression aufgrund einer Spannmutter 50 unterliegen, die auf die Welle 38 aufgeschraubt ist. Eine Scheiben-Vorlastvorrichtung 49, die nachfolgend beschrieben werden wird, ist zwischen den Blattfedern 51 und der Antriebsscheibe 32 angeordnet. Die Spannmutter 50 ist so aufgeschraubt, um an einem Anschlag 99 anzuliegen, der durch eine Endfläche der Kugel-Keilnutverbindung 48 gebildet ist. In diesem Fall haben die Tellerfedern 51 eine vorbestimmte Grenze einer Deformation, die in Abhängigkeit des Antriebsdrehmoments variabel ist. Die Abtriebsscheibe 28 der ersten, kontinuierlich verstellbaren Übertragungseinheit 22 ist drehbar auf der Welle 38 über ein Nadellager 52 gehalten. Ähnlich ist die Abtriebsscheibe 34 der zweiten, kontinuierlich verstellbaren Übertragungseinheit 24 drehbar auf der Welle 38 über ein Nadellager 53 gehalten. Eine Hülse 54 ist zwischen der Abtriebsscheibe 28 und der Abtriebsscheibe 34 angeordnet und damit verkeilt. Die Hülse 54 ist auf einem Teil gehalten, das integral mit dem Gehäuse 10 über zwei Schrägkugellager 57 und 58 gebildet ist. Ein Antriebszahnrad 55 ist integral mit der Hülse 54 gebildet und mit einer Folgeeinrichtung bzw. einem Stößel 60 in Eingriff gebracht. um eine gemeinsame Drehung auszuführen. Der Stößel 60 ist betriebsmäßig mit einer Keilnutverbindunq an einem Ende einer Gegenwelle 59 verbunden, die parallel zu der Welle 38 angeordnet ist. Ein Zahnrad 61 das integral mit dem anderen Ende der Gegenwelle 59 gebildet ist, kann ein Drehmoment zu dem Abtriebszahnrad 63 über ein Leerlaufzahnrad (nicht dargestellt) übertragen.
Bei der Montage werden die erste und die zweite, kontinuierlich verstellbare Übertragungseinheit 22 und 24 auf der Welle 38 eine nach der anderen befestigt und schließlich in einer axialen Richtung durch die Spannmutter 50 begrenzt. In diesem Fall wird die Spannmutter 50 so aufgeschraubt, um an dem Anschlag 99 der Welle 38 anzustoßen. Eine Dicke und Dimension der Scheibenvorlastvorrichtung 49 werden zuvor basierend auf einer Dicke, einer Federkonstanten der Tel lerfedern 51 usw. ausgewählt, so daß sich bei diesem Zustand die Tellerfedern 51 in einem Kompressionszustand mit einer Größe einer ablenkenden Deformation befinden, die dazu erforderlich ist, eine vorausgewählte Vorbelastung und eine vorbestimmte Grenze einer Deformation zu erhalten. Demzufolge kann die Vorbelastung auf einen vorbestimmten Wert nur durch Aufschrauben der Spannmutter 50 bis zu einer Anschlagposition eingestellt werden. Wenn das Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle 35 abgegeben wird, sind die Welle 38 und die Spannmutter 50 nach links aus Sicht der Fig. 1 bewegbar. bis sich die Tellerfedern 51 in einem Zustand eines engen Kontakts befinden. Während einer Übergangsperiode liefern die Tellerfedern 51 immer eine konstante Druckkraft (= f&sub0; in Fig. 2), wogegen dann, nachdem sich die Tellerfedern 51 in einem engen Kontakt befinden, die Nockenrolle 46 eine Druckkraft liefert. Demzufolge kann eine Kennlinie der Druckkraft erhalten werden, wie dies durch eine vollständig durchgezogene Linie in Fig. 2 dargestellt ist.

Claims

1. Stufenlos verstellbares Reibradgetriebe mit einer kontinuierlich verstellbaren Übertragungseinheit (24), die Antriebs- und Abtriebsscheiben (32, 34) aufweist, wobei die Antriebascheibe (32) an einer Welle (38) uber eine Kugel-Keilnutverbindung (48) gelagert ist, und einem Paar Reibrollen (36), die in Reibungskontakt mit den Antriebs- und Abtriebsscheiben (32, 34) kommen, wobei das Getriebe aufweist:

eine an der Welle (38) angebrachte Spannmutter (50);

eine Federvorrichtung (51) zur Beaufschlagung der Eingangsscheibe (32) in Richtung der Ausgangsscheibe (34), wobei die Federvorrichtung (51) zwischen der Eingangsscheibe (32) und der Spannmutter (50) angeordnet ist, und

einen Abstandshalter, der mit der Federvorrichtung (51) in Längsrichtung der Welle (38) in Reihe angeordnet ist, wobei der Abstandshalter zwischen der Antriebsscheibe (32) und der Federvorrichtung (51) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Spannmutter (50) im zusainmengebauten Zustand des Getriebes gegen einen Anschlag (99) anliegt, der durch eine Fläche am Ende der Kugel-Keilnutverbindung (48) gebildet wird, wobei der Abstandshalter eine vorher ausgewählte Vorlastvorrichtung (49) mit einer in Abhängigkeit der Federrate der in dem Getriebe eingebauten Federvorrichtung (51) so ausgewählten Dicke ist, daß bei einem Null-Eingangsdrehmoment eine vorgegebene Axialkraft erzielt wird, und

die Spannmutter (50) in Zusammenwirkung mit der ausgewählten Vorlastvorrichtung (49) einen Axialzwischenraum mit exakt definierter Länge zur Aufnahme der teilweise zusammengedruckten Federvorrichtung (51) bildet.

2. Stufenlos verstellbares Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (51) eine Tellerfeder aufweist.

3. Stufenlos verstellbares Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlastvorrichtung (49) eine Scheibe aufweist.