DE19940872A1 - Stufenloses Ringgetriebe - Google Patents

Abstract

Eine Vorbelastungsvorrichtung eines stufenlosen Ringgetriebes übt eine vorbestimmte Vorlast auf Scheiben durch Belleville-Federn aus. Die Eingangsscheibe verschiebt sich in einer derartigen Kompressionsrichtung der Belleville-Feder, wenn das Übersetzungsverhältnis ansteigt. Die Verschiebung der Eingangsscheibe ist durch einen Abstandshalter begrenzt, also ist das Spiel der Belleville-Federn niemals null, und es wird verhindert, daß eine große Kraft auf die Belleville-Federn wirkt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein stufenloses Ringge­ triebe für Fahrzeuge.

STAND DER TECHNIK

Tokkai Hei 7-158 711, veröffentlicht 1995 durch das japa­ nische Patentamt, offenbart ein stufenloses Ringgetriebe (Ring-CVT) für Fahrzeuge, bei welchem das Verhältnis einer Drehzahl einer Eingangsscheibe relativ zu der Drehzahl einer Ausgangsscheibe, das heißt, ein Übersetzungsverhältnis, durch Ändern der Gyrationswinkel eines Paars von Leistungswalzen, welche zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe angegriffen werden, stufenlos geändert wird.

Die Leistungswalzen sind jeweils durch Zapfen gelagert. Wenn die Zapfen jeweils durch hydraulische Stellantriebe in einer Axialrichtung verschoben werden, ändern sich die Gyrati­ onswinkel der Leistungswalzen entsprechend.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um die Leistungswalzen zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe bei dem Ring-CVT anzugreifen, muß eine Schublast dazu veranlaßt werden, auf die Eingangsscheibe und die Ausgangsscheibe zu wirken. Generell wird die Schublast in Verhältnis zu dem Drehmomenteingang durch Belastungsnocken er­ zeugt.

Ferner ist, da die Belastungsnocken die Schublast nicht erzeugen, wenn der Drehmomenteingang in das Getriebe null ist, eine Vorbelastungsvorrichtung in Abstand von den Belastungs­ nocken vorgesehen, und es wird eine vorbestimmte Vorbelastung auf die Eingangsscheibe und die Ausgangsscheibe ausgeübt. Bei dem zuvor erwähnten Stand der Technik umfaßt die Vorbela­ stungsvorrichtung zwei Belleville-Federn (ein Paar vorge­ stauchter Tellerfedern), welche die Eingangsscheibe unmittel­ bar stoßen.

Die Position der Eingangsscheibe in der Axialrichtung än­ dert sich jedoch gemäß den Gyrationswinkeln der Leistungswal­ zen, welche zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangs­ scheibe eingefügt sind. In der Position, bei welcher die Ein­ gangsscheibe in ihrem maximalen Ausmaß zurückgezogen ist, wirkt eine große Kompressionskraft auf die Belleville-Federn, und die Federn geraten in eine enge Berührung.

Wenn der Drehmomenteingang in diesem Zustand groß wird, verformt sich die Eingangsscheibe, und die Belleville-Federn und die Eingangsscheibe reiben aneinander. Die Belleville- Federn nutzen sich ab, wenn eine derartige Erscheinung häufig stattfindet.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu verhindern, daß eine große Kraft auf die Belleville-Federn der Vorbelastungsvorrichtung wirkt, und zu verhindern, daß die Belleville-Federn an einer Scheibe reiben, um ein Abnutzen der Belleville-Federn zu verhindern.

Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, schafft die vorlie­ gende Erfindung ein stufenloses Ringgetriebe mit einer Ein­ gangsscheibe, einer Ausgangsscheibe, einer Leistungswalze, welche zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe angegriffen wird, einer Belastungsvorrichtung, welche eine Schublast entsprechend einem Eingangsdrehmoment in das Getrie­ be erzeugt und die Schublast auf die Scheiben ausübt, einem elastischen Element, welches in Berührung mit einer bestimmten Scheibe der Scheiben gerät und eine Vorlast auf die Scheiben ausübt, und einem Begrenzungselement, welches eine Verschie­ bung der bestimmten Scheibe in einer Kompressionsrichtung des elastischen Elements begrenzt.

Die Einzelheiten werden, ebenso wie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung, im Rest der Beschreibung dargelegt und werden in der beigefügten Zeichnung dargestellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemä­ ßen stufenlosen Ringgetriebes.

Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht einer Vorbelastungs­ vorrichtung des Getriebes.

Fig. 3 ist ähnlich zu Fig. 2, stellt jedoch ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 4 ist ähnlich zu Fig. 2, stellt jedoch ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.

Fig. 5 ist ähnlich zu Fig. 2, stellt jedoch ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 von der Zeichnung umfaßt ein stufenloses Ringgetriebe eine erste Ringeinheit 11 und eine zweite Ringeinheit 12.

Bei der ersten Ringeinheit 11 wird ein Paar von Leistungs­ walzen 3, 3 zwischen einer Eingangsscheibe 1a und einer Aus­ gangsscheibe 2a angegriffen. In ähnlicher Weise wird bei der zweiten Ringeinheit 12 das Paar von Leistungswalzen 3, 3 zwi­ schen einer Eingangsscheibe 1b und einer Ausgangsscheibe 2b angegriffen.

Die Eingangsscheiben 1a, 1b sind jeweils auf einer Ein­ gangswelle 20 mittels Kugel-Schiebekeilen gelagert und drehen sich synchron.

Die Ausgangsscheiben 2a, 2b sind mit einem Ausgangsritzel 10 verbunden. Die Eingangswelle 20 tritt durch das Ausgangs­ ritzel 10 hindurch, und die Ausgangsscheiben 2a, 2b drehen sich relativ zu der Eingangswelle 20.

Die Leistungswalzen 3 sind jeweils durch Zapfen 4 gela­ gert. Wenn die nicht dargestellten Stellantriebe die Zapfen 4 synchron in der Auf-/Ab-Richtung in der Figur verschieben, so drehen sich die Leistungswalzen 3, und die Berührradien der Eingangs- und der Ausgangsscheibe bezüglich der Leistungswal­ zen 3 ändern sich. Die zugewandten Zapfen 4, 4 sind an deren oberen Enden durch ein oberes Verbindungsglied 5 und an deren unteren Enden durch ein unteres Verbindungsglied 6 verbunden, und die Zapfen 4, 4 verschieben sich in wechselseitig entge­ gengesetzte Richtungen.

Ein Schmieröl ist zwischen den Scheiben 1a, 1b, 2a, 2b und Leistungswalzen 3 vorgesehen. Der Ölfilm zwischen den Scheiben 1a, 1b, 2a, 2b und der Leistungswalze 3 verglast unter hohem Druck. Die Antriebskraft wird durch die Scherkraft übertragen, welche auf diesen Ölfilm wirkt. Belastungsnocken 8, welche ei­ ne Schublast gemäß dem Eingangsdrehmoment-Eingang in das Drehmoment erzeugen und diese Last auf die Scheiben 1a, 2a, 1b und 2b ausüben, sind auf der linken Seite der Eingangsscheibe 1a in der Figur vorgesehen.

Eine Vorbelastungsvorrichtung 16, welche eine Vorlast lie­ fert, welche erforderlich ist, um die Leistungsrollen 3 anzu­ greifen, selbst wenn das Eingangsdrehmoment klein oder null ist, ist auf der rechten Seite der Eingangsscheibe 1b in der Figur vorgesehen.

Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt die Vorbelastungsvor­ richtung 16 einen zylindrischen Abstandhalter 50, einen Gewin­ dering mit einer Krempe 30a und ein elastisches Element 9. Der Gewindering 30 ist auf die Eingangswelle 20 geschraubt. Das elastische Element 9 umfaßt Belleville-Federn 9a, 9b, welche zwischen der Krempe 30a und einer Eingangsscheibe 1b angegrif­ fen werden. Die Belleville-Federn 9a, 9b sind auch auf dem Au­ ßenumfang das zylindrischen Abstandhalters 50 angebracht, wel­ cher verhindert, daß die Federn 9a, 9b übermäßig gegeneinander gedrückt werden, während es den Federn 9a, 9b ermöglicht wird, eine vorbestimmte Vorlast auf die Eingangsscheibe 1b auszu­ üben.

Um die Vorlast der Federn 9a, 9b einzustellen, wird ein Zwischenring 40 auf dem Außenumfang der Eingangswelle 20 ange­ bracht und wird zwischen einer Stufe 21 der Eingangswelle 20 und der Krempe 30a des Gewinderings 30 angegriffen. Der Zwi­ schenring 40 gerät auch in Berührung mit dem Außenumfang eines Vorsprungs 30b des Gewinderings 30.

Eine ringförmige Vertiefung 15 ist auf der Rückfläche nahe dem Innenumfang der Eingangsscheibe 1b ausgebildet, um einen Teil des Abstandhalters 50 aufzunehmen. Der Außendurchmesser der Vertiefung 15 ist größer als der Außendurchmesser des Ab­ standhalters 50, und die Eingangsscheibe 1b und der Abstand­ halter 50 verschieben sich relativ zueinander in der Axial­ richtung.

Die Belleville-Feder 9a befindet sich an einer Position, welche sich weiter als die Vertiefung 15 zu dem Außenumfang hin befindet, in Berührung mit der Eingangsscheibe 1b. Der Be­ rührpunkt der Belleville-Feder 9a und der Eingangsscheibe 1b ist durch einen Buchstaben A in der Figur angezeigt.

Der Abstandhalter 50 ist an dem Außenumfang des Zwischen­ rings 40 angebracht und ist zwischen der Eingangsscheibe 1b und einer Krempe 30a vorgesehen. Die Länge L des Abstandhal­ ters 50 in der Axialrichtung ist vorab festgelegt, so daß, selbst wenn sich die Eingangsscheibe 1b zu der rechten Seite der Figur verschiebt, ein Ende 50a des Abstandhalters 50 in Berührung mit dem Boden der Vertiefung 15 gerät, bevor das Spiel S der Belleville-Federn 9a, 9b null wird, und das Spiel S stets größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Daher befindet sich gemäß dem obigen Aufbau, wenn die Gy­ rationswinkel der Leistungswalzen 3 dem minimalen Überset­ zungsverhältnis entsprechen und das Eingangsdrehmoment null ist, die Eingangsscheibe 1b am weitesten auf der linken Seite der Figur, und ein vorbestimmtes Spiel X ist zwischen der End­ fläche 50a des Abstandhalters 50 und dem Boden der Vertiefung 15 ausgebildet. Diesmal ist das Spiel X kleiner als das Spiel S der Belleville-Federn 9a, 9b.

Wenn die Leistungswalze 3 kreist und das Übersetzungsver­ hältnis aus diesem Zustand erhöht wird, verschiebt sich die Eingangsscheibe 1b zu der rechten Seite der Figur, und das Spiel S der Belleville-Federn 9a, 9b fällt ab, doch ist das Spiel S stets größer als das Spiel X.

Wenn sich die Eingangsscheibe 1b weiter nach rechts ver­ schiebt, gerät die Endfläche 50a des Abstandhalters 50 in Be­ rührung mit dem Boden der Vertiefung 15, bevor die Belleville- Federn 9a, 9b in eine enge Berührung miteinander geraten, also findet keine weitere Verschiebung der Eingangsscheibe 1b statt. Das Spiel S der Belleville-Federn 9a, 8b ist niemals null, und die Belleville-Federn 9a, 9b geraten niemals in eine enge Berührung.

Daher kann sich, selbst wenn das Eingangsdrehmoment groß wird und sich die Eingangsscheibe 1b zu der rechten Seite der Figur hin biegt und neigt, die Belleville-Feder immer noch in der Axialrichtung verschieben, also ist es unwahrscheinlich, daß die Eingangsscheibe 1b und eine Belleville-Feder 9a anein­ ander reiben.

Es ist ein Ergebnis, daß ein Abrieb der Belleville-Feder 9a verhindert wird und eine Änderung der durch die Vorbela­ stungsvorrichtung 16 erzeugten Vorlast verhindert wird.

Ferner steigt, wenn die Belleville-Feder 9a an dem Außen­ umfang des Abstandhalters 50 angebracht wird, der Innendurch­ messer der Belleville-Feder an, und der Berührradius der Ein­ gangsscheibe 1b und einer Belleville-Feder 9a steigt an. Dies erhöht die Stabilität der Lagerungsstruktur der Eingangsschei­ be 1b.

Fig. 3 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel dar.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem er­ sten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Durchmesser der Ver­ tiefung 15 kleiner als der Außendurchmesser des Abstandhalters 50 und größer als der Außendurchmesser des Zwischenrings 40 festgelegt ist und lediglich der Zwischenring 40 auf der lin­ ken Seite der Figur in der Vertiefung 15 untergebracht ist. Die verbleibenden Merkmale des Aufbaus sind die gleichen wie die des ersten Ausführungsbeispiels.

Auch in diesem Fall werden, denn die Eingangsscheibe 1b zu der rechten Seite der Figur verschoben wird, die Belleville- Federn 9a, 9b daran gehindert, in eine enge Berührung zu gera­ ten. Ferner ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Durchmes­ ser der Vertiefung 15 kleiner als bei dem ersten Ausführungs­ beispiel, und die Steifigkeit dem Eingangsscheibe 1b wird er­ höht.

Fig. 4 stellt ein drittes Ausführungsbeispiel dar.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem er­ sten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Abstandhalter 50 und der Gewindering 30 in einem Stück ausgebildet sind und der Ab­ standhalter 50 derart ausgeführt ist, daß dieser von der Krem­ pe 30a des Gewinderings 30 hervorsteht. Die verbleibenden Merkmale des Aufbaus sind die gleichen wie die des ersten Aus­ führungsbeispiels.

Auch in diesem Fall werden die Belleville-Federn 9a, 9b daran gehindert, in eine enge Berührung zu geraten. Ferner wird, da der Abstandhalter 50 und ein Gewindering 30 in einem Stück ausgebildet sind, die Anzahl der Bestandteile vermin­ dert.

Fig. 5 stellt ein viertes Ausführungsbeispiel dar.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Abstandhalter 50 und ein Gewindering 30 in einem Stück ausgebildet sind und der Abstandhalter 50 derart ausgeführt ist, daß dieser von der Krempe 30a eines Gewinderings hervorsteht. Die verbleibenden Merkmale des Aufbaus sind die gleichen wie die des zweiten Ausführungsbeispiels.

Auch in diesem Fall werden die Belleville-Federn 9a, 9b daran gehindert, in eine enge Berührung zu geraten. Ferner wird, da der Abstandhalter 50 und ein Gewindering 30 in einem Stück ausgebildet sind, die Anzahl der Bestandteile vermin­ dert.

Gemäß den obigen Ausführungsbeispielen sind die Scheiben 1a, 1b Eingangsscheiben und die Scheiben 2a, 2b sind Ausgangs­ scheiben, doch die Scheiben 1a, 1b können Ausgangsscheiben sein und die Scheiben 2a, 2b können Eingangsscheiben sein. In diesem Fall wird das Ritzel 10 als Eingangsritzel verwendet, und die Welle 20 wird als Ausgangswelle verwendet.

Der vollständige Inhalt der japanischen Patentanmeldung P10-243 803 (eingereicht am 28. August 1998) ist durch Bezug­ nahme in die vorliegende Schrift aufgenommen.

Obwohl die Erfindung oben durch Bezugnahme auf ein be­ stimmtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf das oben beschriebene Beispiel be­ schränkt. Abwandlungen und Änderungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden sich bei Fachkenntnis vor dem Hin­ tergrund der obigen Darlegungen ergeben. Der Umfang der Erfin­ dung ist mit Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.

Claims (8)

1. Stufenloses Ringgetriebe, umfassend:
eine Eingangsscheibe (1a, 1b);
eine Ausgangsscheibe (2a, 2b);
eine Leistungswalze (3), welche zwischen der Eingangs­ scheibe (1a, 1b) und der Ausgangsscheibe (2a, 2b) angegriffen wird;
eine Belastungsvorrichtung (8), welche eine Schublast ge­ mäß einem Eingangsdrehmoment in das Getriebe erzeugt und die Schublast auf die Scheiben (1a, 1b, 2a, 2b) ausübt;
ein elastisches Element (9), welches in Berührung mit ei­ ner bestimmten Scheibe (1b) der Scheiben (1a, 1b, 2a, 2b) ge­ rät; und
ein Begrenzungselement (50), welches eine Verschiebung der bestimmten Scheibe (1b) in einer Kompressionsrichtung des ela­ stischen Elements begrenzt.

2. Stufenloses Ringgetriebe nach Anspruch 1, wobei das ela­ stische Element (9) eine erste Belleville-Feder (9a) und eine zweite Belleville-Feder (9b) umfaßt, welche an deren Außenum­ fängen in Berührung geraten und derart angeordnet sind, daß ein Spiel (S) Zwischen deren Innenumfängen übriggelassen wird, und wobei das Begrenzungselement (50) die Verschiebung der be­ stimmten Scheibe (1b) begrenzt, so daß das Spiel (S) stets größer als ein vorbestimmter Wert ist.

3. Stufenloses Ringgetriebe nach Anspruch 2, wobei die be­ stimmte Scheibe (1b) eine ringförmige Vertiefung (15) auf de­ ren Innenumfang aufweist und das Begrenzungsglied (50) die Verschiebung der bestimmten Scheibe (1b) dadurch begrenzt, daß dieses in Berührung mit einem Abschnitt gerät, welcher die Vertiefung (15) bildet.

4. Stufenloses Ringgetriebe nach Anspruch 2, wobei das Spiel (S) der Belleville-Federn (9a, 9b) größer als null ist, wenn sich das Begrenzungselement (50) und die bestimmte Scheibe (1b) in Berührung befinden.

5. Stufenloses Ringgetriebe nach Anspruch 2, wobei das Spiel (S) der Belleville-Federn (9a, 9b) größer als ein Spiel (X) zwischen dem Begrenzungselement (50) und der bestimmten Schei­ be (1b) ist, wenn das Eingangsdrehmoment in das Getriebe null ist.

6. Stufenloses Ringgetriebe nach Anspruch 2, wobei das Spiel (S) der Belleville-Federn (9a, 9b) stets größer als ein Spiel (X) zwischen dem Begrenzungselement (50) und der bestimmten Scheibe (1b) ist.

7. Stufenloses Ringgetriebe nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Stützelement (30, 30a), welches das elastische Element (9) stützt, und wobei das Begrenzungselement (50) und das Stütze­ lement (30, 30a) in einem Stück ausgebildet sind.

8. Stufenloses Ringgetriebe nach Anspruch 1, wobei das Ge­ triebe ferner eine Welle (20), welche die bestimmte Scheibe (1b) stützt, und eine Krempe (30a), welche an der Welle (20) befestigt ist, umfaßt, und wobei das Begrenzungselement (50) einen Abstandhalter umfaßt, welcher in Berührung mit der Krem­ pe (30a) und der bestimmten Scheibe (1b) gerät.