DE19935991C2

DE19935991C2 - Stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE19935991C2
Application number: DE19935991A
Authority: DE
Inventors: Kouji Ishikawa; Takashi Imanishi; Hisashi Machida; Shinji Miyata; Hiroyuki Itoh
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2019-07-31
Also published as: DE19935991A1; US6203466B1

Abstract

Diese Erfindung verwirklicht einen kompakten und leichtgewichtigen Aufbau mit überragender Lebensdauer und einem überragenden Wirkungsgrad der Übertragung. Ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe ist um eine zu einer Antriebswelle konzentrischen Eingangswelle angeordnet und eine Planetengetriebevorrichtung ist um eine Ausgangswelle angeordnet. Diese Ausgangswelle ist schräg oberhalb der Eingangswelle angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung werden eine effiziente Ausnutzung des Raums erreicht und eine kompakte Bauweise sowie ein leichteres Gewicht verwirklicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Insbesondere wird eine derartige stufenlos verstell bare Getriebevorrichtung als ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug verwendet.

Es wurde ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe vorgeschlagen, wie es schematisch in den Fig. 5 und 6 der beigefügten Zeichnungen als ein Fahrzeuggetriebe gezeigt ist. Ein derartiges stufenlos verstellbares Toroidgetriebe, wie es beispielsweise in der offen gelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-71465 gezeigt ist, weist eine Eingangsscheibe 2, die konzentrisch zu einer Eingangswelle 1 gelagert ist, und eine Ausgangsscheibe 4 auf, die an einem Endabschnitt einer Ausgangswelle 3 befestigt ist, die konzentrisch zur Eingangswelle 1 angeordnet ist. Innerhalb eines Gehäuses, wel ches das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe enthält, sind Auflager oder Zapfen 6, 6 vorgesehen, die um Drehachsen 5, 5 schwenkbar gelagert sind, wobei die Schwenkach sen 5, 5 versetzt und im wesentlichen senkrecht zu der Eingangswelle 1 und der Aus gangswelle 3 angeordnet sind.

Die Schwenkachsen 5, 5 sind also konzentrisch zueinander an den Außenseiten der ge genüberliegenden Endabschnitte dieser Auflager 6, 6 vorgesehen. Außerdem sind die Basisendabschnitte der verschiebbaren Wellen 7, 7 an den Mittenabschnitten der Aufla ger 6, 6 gelagert und die Auflager 6, 6 werden schwenkbar um die Schwenkachsen 5, 5 bewegt, wodurch die Neigungswinkel der verschiebbaren Wellen 7, 7 einstellbar sind. Um die verschiebbaren Achsen 7, 7 sind Antriebsrollkörper 8, 8 drehbar auf den Aufla gern 6, 6 gelagert. Diese Antriebsrollkörper 8, 8 sind zwischen den Eingangs- und Aus gangsscheiben 2 und 4 angeordnet. Die Innenseiten 2a und 4a dieser Eingangs- und Ausgangsscheiben 2 und 4, die einander gegenüberliegen, bilden konkave Flächen. Diese konkaven Flächen werden in ihrem Querschnitt durch Bögen, deren Mittelpunkt bei den Schwenkachsen 5 und 5 liegt, und die um die Drehachsen der Scheiben gedreht werden, bestimmt. Die Umfangsflächen 8a, 8a der Antriebsrollkörper 8, 8, die als kugel förmige, konvexe Flächen ausgebildet sind, werden jeweils gegen die obenerwähnten Innenseiten 2a und 4a gedrückt.

Eine Andrückvorrichtung 9 von der Art einer Lastnocke ist zwischen der Eingangswelle 1 und der Eingangsscheibe 2 vorgesehen und die Eingangsscheibe 2 kann mittels dieser Andrückvorrichtung elastisch in Richtung der Ausgangsscheibe 4 gedrückt werden. Die se Andrückvorrichtung 9 besteht aus einer Nockenscheibe 10, die sich mit der Ein gangswelle 1 dreht, und einer Mehrzahl (beispielsweise vier) Rollkörpern 12, die durch einen Halter 11 gehalten sind. Eine Nockenfläche 13, die als eine unebene Fläche aus gebildet ist, die sich in Umfangsrichtung erstreckt, ist an einer Seite (in den Fig. 5 und 6 der linken Seite) der Nockenscheibe 10 ausgebildet und eine ähnliche Nockenfläche 14 ist auch an der Außenseite (der rechten Seite in den Fig. 5 und 6) der Eingangsscheibe 2 ausgebildet. Die Mehrzahl von Rollkörpern 12 sind drehbar um Radialwellen relativ zur Mitte der Eingangswelle 1 gelagert.

Wenn beim Betrieb des, wie oben beschrieben aufgebauten, stufenlos verstellbaren To roidgetriebes die Nockenscheibe 10 sich mit der Drehung der Eingangswelle 1 dreht, wird die Vielzahl von Rollkörpern 12 durch die Nockenfläche 13 gegen die Nockenfläche 14 gedrückt, die an der Außenseite der Eingangsscheibe 2 ausgebildet ist. Dadurch wird die Eingangsscheibe 2 gegen die Mehrzahl von Antriebsrollkörpern 8, 8 gedrückt und gleichzeitig dreht sich die Eingangsscheibe 2 dadurch, daß das Paar von Nockenflächen 13, 14 und die Mehrzahl von Rollkörpern 12 gegeneinander gedrückt werden. Die Dre hung dieser Eingangsscheibe 2 wird auf die Ausgangsscheibe 4 über die Mehrzahl von Antriebsrollkörpern 8, 8 übertragen, wodurch sich die Ausgangswelle 3 dreht, die an die ser Ausgangsscheibe 4 befestigt ist.

Wenn das Verhältnis der Drehzahlen (Übersetzungsverhältnis des Getriebes) zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3 geändert werden soll und zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3 eine Drehzahlverringerung (Untersetzung) stattfinden soll, werden die Auflager 6, 6 um die Schwenkachsen 5, 5 verschwenkt und die Wellen 7, 7 werden so geneigt, daß die Umfangsflächen 8a, 8a der Antriebsrollkörper 8, 8 gegen denjenigen Abschnitt der Innenseite 2a der Eingangsscheibe 2 drücken, der sich in Richtung der Mitte derselben befindet, und gegen denjenigen Abschnitt der In nenseite 4a der Ausgangsscheibe 4 drücken, der sich in Richtung der äußeren Umfläche derselben befindet, wie in der Fig. 5 gezeigt ist. Wenn umgekehrt eine Drehzahlerhö hung (Übersetzung) bewirkt werden soll, werden die Auflager 6, 6 schwenkend bewegt und die verfahrbaren Wellen 7, 7 werden derart geneigt, daß die Umfangsflächen 8a, 8a der Antriebsrollkörper 8, 8 gegen denjenigen Abschnitt der Innenseite 2a der Eingangs scheibe 2 drücken, der sich in Richtung der äußeren Umfläche derselben befindet, und gegen denjenigen Abschnitt der Innenseite 4a der Ausgangsscheibe 4 drücken, der sich in Richtung des Mittelpunkts derselben befindet, wie in der Fig. 6 gezeigt ist. Wenn au ßerdem der Neigungswinkel der verschiebbaren Wellen 7, 7 eine mittlere Lage zwischen denen der Fig. 5 und 7 einnimmt, wird ein mittleres Übersetzungsverhältnis des Getrie bes zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 3 erreicht.

Die Fig. 7 und 8 der beigefügten Zeichnungen zeigen ein spezielleres Beispiel des stu fenlos verstellbaren Getriebes, wie es im Mikrofilm der japanischen Gebrauchsmuster anmeldung Nr. 63-69293 (offengelegte japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 1- 173552) beschrieben ist. Eine Eingangsscheibe 2 und eine Ausgangsscheibe 4 sind drehbar um eine rohrförmige Eingangswelle 15 jeweils über Nadellager 16 und 16 dreh bar gelagert. Außerdem befindet sich eine Nockenscheibe 10 über eine Keilverzahnung im Eingriff mit der äußeren Umfangsfläche des Endabschnittes (der linke Endabschnitt in der Fig. 7) der Eingangswelle 15. Eine Bewegung der Nockenscheibe in Richtung weg von der Eingangsscheibe 2 wird durch einen Flanschabschnitt 17 der Eingangswelle 15 verhindert. Diese Nockenscheibe 10 und die Rollkörper 12, 12 bilden zusammen eine Andrückvorrichtung 9 zur Drehung der Eingangsscheibe 2 basierend auf der Drehung der Eingangswelle 15, während die Eingangsscheibe gleichzeitig in Richtung der Aus gangsscheibe 4 gedrückt wird. Ein Ausgangszahnrad 18 ist mit der Ausgangsscheibe 4 über Keile 19, 19 derart verbunden, daß die Ausgangsscheibe 4 und das Ausgangszahn rad 18 synchron miteinander drehen können.

Die entgegengesetzten Endabschnitte des Auflagerpaares 6, 6 sind an einem Paar von Haltescheiben 20, 20 zur schwenkenden Bewegung und Verschiebung in deren axialer Richtung gehalten (die Richtung von vorne nach hinten in der Fig. 7 und die Richtung von links nach rechts in der Fig. 8). In kreisförmigen Öffnungen 21, 21, die in zwischen liegenden Abschnitten der Auflager 6, 6 ausgebildet sind, sind verschiebbare Wellen 7, 7 gelagert. Diese verschiebbaren Wellen 7, 7 weisen Stützwellenabschnitte 22, 22 und Schwenklagerwellenabschnitte 23, 23 auf, die parallel und exzentrisch zueinander ange ordnet sind. Die Stützwellenabschnitte 22, 22 sind drehbar innerhalb der kreisförmigen Öffnungen 21, 21 über Radialnadellager 24, 24 gelagert. Außerdem sind Antriebsrollkörper 8, 8 drehbar um die Schwenklagerwellenabschnitte 23, 23 mittels diskreter Radial nadellager 25, 25 gelagert.

Das Paar von verschiebbaren Wellen 7, 7 ist in Positionen angeordnet, die bezüglich der Eingangswelle 15 einander in einem Winkel von 180° gegenüberliegen. Außerdem sind die Richtungen, in denen die Schwenklagerwellenabschnitte 23, 23 dieser verschiebba rem Wellen 7, 7 bezüglich der Tragwellenabschnitte 22, 22 exzentrisch sind, dieselben Richtungen (die linke und rechte umgekehrte Richtung wie in der Fig. 8 gezeigt) bezüg lich der Drehrichtung der Eingangs- und Ausgangsscheiben 2 und 4. Außerdem ist die Richtung der Exzentrizität eine Richtung, die im wesentlichen quer zur Richtung der An ordnung der Eingangswelle 15 ist. Entsprechend sind die Antriebsrollkörper 8, 8 in Richtung der Anordnung der Eingangswelle 15 verschiebbar gehalten. Dadurch kann eine übergroße Belastung auf jedes Bauteil vermieden werden, selbst wenn die Antriebs rollkörper 8, 8 zu einer Verschiebung in axialer Richtung der Eingangswelle 15 (die Richtung von links nach rechts in der Fig. 7 und die Richtung von vorne nach hinten in der Fig. 8) neigen. Eine derartige Verschiebung tritt aufgrund der elastischen Verformung eines jeden Bauteils auf, wenn bei einer Kraftübertragung eine große Last auf jedes Bauteil wirkt. Diese Verschiebung kann absorbiert werden, ohne daß eine übergroße Last auf jedes Bauteil wirkt.

Außerdem sind zwischen den Außenseiten der Antriebsrollkörper 8, 8 und den Innen seiten der zwischenliegenden Abschnitte der Auflager 6, 6 Axialkugellager 26, 26 und Axialnadellager 27, 27 nacheinander von den Außenseiten der Antriebsrollkörper 8, 8 her vorgesehen. Die Axialkugellager 26, 26 ermöglichen die Drehung der Antriebsroll körper 8, 8, während sie die Last in axialer Richtung abstützen, die auf die Antriebsroll körper 8, 8 wirkt. Die Axialnadellager 27, 27 ermöglichen die Schwenkbewegung der Schwenklagerwellenabschnitte 23, 23 und der äußeren Laufringe 28, 28 der Axialkugel lager 26, 26 um die Tragwellenabschnitte 22, 22, während sie die Axiallast abstützen, die von den Antriebsrollkörpern 8, 8 auf die äußeren Laufringe 28, 28 wirkt.

Des weiteren sind Schubstangen 29, 29 mit einem Endabschnitt (in der Fig. 8 der linke Endabschnitt) der Auflager 6, 6 verbunden und Antriebskolben 30, 30 sind an den Um fangsflächen der zwischenliegenden Abschnitte dieser Schubstangen 29, 29 befestigt. Diese Antriebskolben 30, 30 sind öldicht in Antriebszylindern 31, 31 eingesetzt.

Während des Betriebs des wie oben aufgebauten stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes wird die Drehbewegung der Eingangswelle 15 auf die Eingangsscheibe 2 über die An drückvorrichtung 9 übertragen. Die Drehbewegung dieser Eingangsscheibe 2 wird an die Ausgangsscheibe 4 über das Paar von Antriebsrollkörpern 8, 8 übertragen und weiter wird die Drehbewegung dieser Ausgangsscheibe 4 über das Ausgangszahnrad 18 ab genommen. Wenn das Verhältnis der Drehzahl (das Übersetzungsverhältnis) zwischen der Eingangswelle 15 und der Ausgangswelle 18 geändert werden muß, wird das Paar von Antriebskolben 30, 30 in einander entgegengesetzte Richtungen verschoben. Mit der Verschiebung dieser Antriebskolben 30, 30 wird das Paar von Auflagern 6, 6 in einander entgegengesetzte Richtungen verfahren und der untere Antriebsrollkörper 8, wie er in der Fig. 8 dargestellt ist, wird beispielsweise in Richtung der rechten Seite der Fig. 8 ver schoben, während der obere Antriebsrollkörper 8 der Fig. 8 zur linken Seite der Fig. 8 verschoben wird. Dadurch ändert sich die Richtung der Kraft in tangentialer Richtung, die auf die Kontaktabschnitte zwischen den Umfangsflächen 8a, 8a der Antriebsrollkörper 8, 8 und den Innenseiten 2a und 4a der Eingangsscheibe 2 und der Ausgangsscheibe 4 wirkt. Mit dieser Änderung der Richtung dieser Kraft werden die Auflager 6, 6 schwen kend in einander entgegengesetzte Richtungen um die Schwenkachsen 5, 5 bewegt, die selber durch die Haltescheiben 20, 20 schwenkbar gehalten sind. Dadurch ändert sich, wie es in den Fig. 5 und 7 gezeigt ist, der Kontaktpunkt zwischen den Umfangsflächen 8a, 8a der Antriebsrollkörper 8, 8 und der Innenseiten 2a und 4a und das Verhältnis der Drehzahlen (d. h. das Übersetzungsverhältnis) zwischen der Eingangsscheibe 15 und dem Ausgangszahnrad 18.

Wenn die Übertragung der Drehkraft auf die oben beschriebene Weise zwischen der Eingangswelle 15 und dem Ausgangszahnrad 18 erfolgt, werden die Antriebsrollkörper 8, 8 in axialer Richtung der Eingangswelle 15 basierend auf der elastischen Verformung eines jeden Bauteils verschoben und die verschiebbaren Wellen 7, 7, die diese Antriebs rollkörper 8, 8 schwenkbar lagern, werden etwas um die Tragwellenabschnitte 22, 22 gedreht. Aufgrund dieser Drehung werden die Außenseiten der äußeren Laufringe 28, 28 der Kugellager 26, 26 und die Innenseiten der Auflager 6, 6 relativ zueinander verscho ben. Die für diese relative Verschiebung benötigte Kraft ist klein, da die Axialnadellager 27, 27 zwischen diesen äußeren und inneren Seiten vorhanden sind. Entsprechend kann die Kraft zur Änderung des Neigungswinkels der verschieblichen Wellen 7, 7, wie oben beschrieben, klein sein.

Wenn das wie oben aufgebaute und funktionierende stufenlos verstellbare Toroidgetrie be tatsächlich bei einer stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung für ein Fahrzeug ein gebaut werden soll, wurde vorgeschlagen, wie es beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 1-169169 und der offengelegten japanischen Patent anmeldung Nr. 1-312266 beschrieben ist, die stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung mit einer Planetengetriebevorrichtung zusammen zu bauen. Die Fig. 9 der beigefügten Zeichnungen zeigt schematisch den Grundaufbau einer solchermaßen vorgeschlagenen stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung. Die Antriebswelle 33 (Kurbelwelle) eines Motors 32, der als eine Antriebsquelle dient, ist mit der Eingangswelle 15 (vgl. Fig. 7 und 8) eines stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 mit dem in den Fig. 7 und 8 gezeig ten Aufbau verbunden. Außerdem ist eine Ausgangswelle 36 zum Antrieb der Antriebs räder über ein Differentialgetriebe 35 (vgl. Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen, welche ein Ausführungsbeispiel zeigt, das zur Erläuterung der Erfindung beschrieben wird) und mit einem Sonnenrad 38 (vgl. Fig. 1) eines Planetengetriebes 37 ist und dreht sich mit diesem Sonnenrad 38.

Außerdem sind die Ausgangsscheibe 4 (vgl. Fig. 1, 5, 6 und 7) des stufenlos verstellba ren Toroidgetriebes 34 und ein Träger 39 (vgl. Fig. 1 und 2), der Bestandteil des Plane tengetriebes 37 ist, miteinander verbunden, so daß sie die Drehkraft durch eine erste Kraftübertragungsvorrichtung 41 übertragen können. Außerdem können die Antriebs welle 33 und die Eingangswelle 15 sowie ein Ringrad 42 (vgl. Fig. 1 und 2), der Teil der Planetengetriebevorrichtung 37 ist, miteinander verbunden sein, so daß sie die Drehkraft durch eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung 43 übertragen können. Außerdem ist eine Umschaltvorrichtung vorgesehen, die den Zustand der Drehzahländerung (Überset zungsänderung) zwischen der Antriebswelle 33 und der Eingangswelle 15 und der Aus gangswelle 36 zwischen drei Betriebsarten umschalten kann, d. h. der Betriebsart für ho he Drehzahlen, der Betriebsart für niedrige Drehzahlen und der Betriebsart zum Rück wärtsfahren. Das Verhältnis β/α zwischen dem Untersetzungsverhältnis α der ersten Kraftübertragungsvorrichtung 41 und dem Untersetzungsverhältnis β der zweiten Kraft übertragungsvorrichtung 43 wird im wesentlichen gleich dem Untersetzungsverhältnis während der maximalen Drehzahlerhöhung des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 gesetzt (dem Untersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 1 und der Aus gangswelle 3 in dem in der Fig. 5 gezeigten Zustand) i_H.

Die stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung, wie sie in der Fig. 9 gezeigt ist, wird als Leistungsverzweigungstyp bezeichnet und überträgt in der Betriebsart für niedrige Dreh zahlen die gesamte Kraft der Antriebswelle 33 und der Eingangswelle 15 und der Aus gangswelle 36 über das stufenlos verstellbare Getriebe 34. Im Gegensatz dazu überträgt es in der Betriebsart für hohe Drehzahlen die Kraft über die Planetengetriebevorrichtung 37 und leitet einen Teil dieser Leistung von der Planetengetriebevorrichtung 37 an das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 34. Dies bedeutet, daß bei der Betriebsart für nied rige Drehzahlen die Antriebskraft des Motors 32 nur durch das stufenlos verstellbare To roidgetriebe 34 übertragen wird und bei der Betriebsart für hohe Drehzahlen die An triebskraft durch die Planetengetriebevorrichtung 37 übertragen wird, um während des Betriebs mit hoher Drehzahl das auf das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 wirken de Drehmoment zu verringern. Bei einem derartigen Aufbau können die Lebensdauer eines jeden Bauteils des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 und gleichzeitig der Wirkungsgrad der Übertragung der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrich tung verbessert werden.

Die stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung von der Bauart mit Leistungsverzweigung, wie sie oben beschrieben wurde, kann während des Betriebs mit hoher Drehzahl des durch das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe übertragenen Drehmoments erreichen und zu einer Verbesserung bei der Lebensdauer sowie zu einer Verbesserung bei dem Wirkungsgrad des Getriebes führen, besitzt aber aufgrund der ersten und zweiten Leis tungsübertragungsvorrichtungen einen komplizierten Aufbau, außerdem ist es schwierig, dieses Getriebe kompakt und leichtgewichtiger zu bauen.

Um beispielsweise die Abmessung in axialer Richtung der ersten und zweiten Leis tungsübertragungsvorrichtungen zu verkleinern und die Abmessungen der stufenlos ver stellbaren Getriebevorrichtung in axialer Richtung zu verringern, ist es bevorzugt, daß diese Leistungsübertragungsvorrichtungen keine Übertragungsvorrichtungen sind, die eine Kette oder einen Riemen verwenden, sondern Übertragungsvorrichtungen mit Zahnrädern sind. Wenn andererseits Übertragungsvorrichtungen mit Zahnrädern ver wendet werden, ist es notwendig, zur Übertragung einer Drehkraft zwischen einer antriebsseitigen Drehwelle und einer abtriebsseitigen Drehwelle diese voneinander zu beabstanden, ohne daß ein Zahnrad einen großen Durchmesser aufweist, und ein Zwi schenzahnrad zwischen einem antriebsseitigen Zahnrad und einem abtriebsseitigen Zahnrad ist, vorzusehen, um die Drehrichtung auf eine gewünschte Drehrichtung einzu stellen. Aufgrund des Einbaus eines derartigen Zwischenzahnrads wird eine Zwischen welle zur Lagerung dieses Zwischenzahnrads notwendig, wobei es schwierig ist, diese Zwischenwelle anzuordnen.

Aus der JP 8-159236 A ist eine Getriebevorrichtung mit einem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe des Zweikammertyps und einer Planetengetriebevorrichtung bekannt. In der schematischen Darstellung dieser Druckschrift ist eine Zwischenwelle in einer Leis tungsübertragungsvorrichtung zwischen dem Toroidgetriebe des Zweikammertyps und dem Planetengetriebe gezeigt.

Aus der Druckschrift EP 0 905 413 A1 ist ebenfalls eine Getriebevorrichtung mit einem Toroidgetriebe des Doppelkammertyps und einer Planetengetriebevorrichtung bekannt. Diese Druckschrift zeigt eine Leistungsübertragungsvorrichtung mit einem Zwischen zahnrad. Weiterhin ist eine Steuervorrichtung mit Antriebszylindern in einem Zylinder block zur Steuerung des Neigungswinkels der Antriebsrollkörper vorgesehen. Diese Steuerungseinheit ist an einer Seite des Toroidgetriebes gegenüberliegend zu dem Pla netengetriebe vorgesehen.

Eine stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE 197 50 166 A1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt den schematischen Aufbau einer stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung mit einem Toroidgetriebe des Einkammertyps und einer Planetengetriebevorrichtung, wobei ein Paar von Leistungs übertragungsvorrichtungen zur Verbindung des Toroidgetriebes und der Planetengetrie bevorrichtung vorgesehen sind. Die gezeigten Leistungsübertragungsvorrichtungen sind entweder ein Kettenantrieb oder ein Zahnradantriebe, wobei der Zahnradantrieb im we sentlich aus einem Zahnrad besteht, das mit der abtriebsseitigen Scheibe des Toroid getriebes verbunden ist und im direkten Eingriff mit einem weiteren Zahnrad ist, das kon zentrisch zum Planetenträger des Planetenetriebes mit diesem verbunden ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stufenlos verstellbare Getriebevor richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen kompakten und leicht gewich tigen Aufbau aufweist.

Auf vorteilhafte Weise wird eine stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung geschaffen, bei der das Drehmoment, das durch ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe während des Betriebs bei hohen Drehzahlen übertragen wird, reduziert ist.

Insbesondere dient die Umschaltvorrichtung zum Umschalten zwischen der Betriebsart für hohe Drehzahlen, der Betriebsart für niedrige Drehzahlen und der Betriebsart zum Rückwärtsfahren. In der Betriebsart für niedrige Drehzahlen wird die Leistung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle sämtlich durch das stufenlos verstellbare To roidgetriebe übertragen und in der Betriebsart für hohe Drehzahlen wird die Leistung durch die Planetengetriebevorrichtung übertragen und ein Teil der Leistung wird über die Planetengetriebevorrichtung an das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe geleitet.

Die Funktion der stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist wie folgt. Zunächst wird während des Betriebs mit niedriger Drehzahl die gesamte Leistung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle über das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe übertragen. Zu diesem Zweck sind beispielsweise zwei von einem Sonnenrad, einem Ringrad und einem Träger, die die Planetengetriebe vorrichtung bilden, miteinander verbunden und das Sonnenrad, das Ringrad und der Träger drehen sich zusammen um das Sonnenrad. In diesem Zustand überträgt nur das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe die Leistung von der Eingangswelle an die Aus gangswelle. Die Wirkung bei der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getrie bes zwischen den Eingangs- und Ausgangsscheiben während des Betriebs mit niedriger Drehzahlen ist ähnlich wie die im Falle des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes aus dem Stand der Technik, wie es in den Fig. 5 bis 8 gezeigt ist. Das Übersetzungsverhält nis des Getriebes zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle, d. h. das Über setzungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung ist in die sem Zustand natürlich proportional zum Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellba ren Toroidgetriebes. Außerdem wird in diesem Zustand das dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe eingeleitete Drehmoment gleich dem auf die Eingangswelle wirkenden Drehmoment.

Im Gegensatz dazu wird während des Betriebs mit hoher Drehzahl die Leistung durch die Planetengetriebevorrichtung übertragen und ein Teil der Leistung wird an das stu fenlos verstellbare Toroidgetriebe durch diese Planetengetriebevorrichtung geleitet. In diesem Zustand wird das Drehmoment vom Träger, der Bestandteil der Planetengetrie bevorrichtung ist, an die Ausgangsscheibe des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes übertragen. Außerdem ändert sich in diesem Zustand das Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung in Übereinstimmung mit der Dreh zahl des Planetengetriebes. Wenn daher das Übersetzungsverhältnis des stufenlos ver stellbaren Toroidgetriebes verändert wird, um dadurch die Drehzahl des Planetengetrie bes zu ändern, kann dadurch das Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlos ver stellbaren Getriebevorrichtung eingestellt werden. Dies bedeutet, daß, wenn in diesem Zustand das Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes in Richtung einer Drehzahlverringerung verändert wird, das Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung in Richtung einer Drehzahlerhö hung geändert wird. Wenn im Zustand eines derartigen Betriebs bei hoher Drehzahl das Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes in Richtung einer Drehzahlverringerung verändert wird, um das Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung in Richtung einer Beschleunigung zu ändern, wird das in dieses stufenlos verstellbare Toroidgetriebe geleitete Drehmoment kleiner. Dadurch kann das dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe während des Betriebs bei hoher Drehzahl eingeleitete Drehmoment verringert werden und dadurch die Lebens dauer der Bestandteile dieses stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes verbessert wer den.

Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Ver bindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 1-1 der Fig. 3 und ein Ausfüh rungsbeispiel,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Abschnittes B der Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise Durchsicht, bei der ein Abschnitt weggelassen ist, um die An ordnung eines jeden Bauteils zu zeigen, und welche in einer Ansicht von rechts der Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 4 einen Graphen, in dem die Beziehungen zwischen dem Übersetzungsver hältnis des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes gemäß dem Ausführungs beispiel, dem Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung, dem Eingangsmoment und dem Ausgangsmoment dar gestellt sind,

Fig. 5 eine Seitenansicht teilweise im Querschnitt, in der ein herkömmliches stufen los verstellbares Toroidgetriebe im Zustand maximaler Drehzahlverringerung dargestellt ist,

Fig. 6 eine Seitenansicht teilweise im Querschnitt, in der das herkömmliche stufen los verstellbare Toroidgetriebe im Zustand maximaler Drehzahlerhöhungdar gestellt ist,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht, in der ein Beispiel des herkömmlichen speziellen Aufbaus dargestellt ist,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 der Fig. 7,

Fig. 9 ein Blockdiagramm, in dem der grundlegende Aufbau einer stufenlos verstell baren Getriebevorrichtung entsprechend der Ausführungsbeispiele dargestellt ist.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel. In dem Zustand, in dem es in einem Fahrzeug eingebaut ist, fallen die Richtungen nach oben und unten und die senkrechte Richtung der Fig. 3 im wesentlichen zusammen. Die stufenlos verstellbare Getriebevor richtung ist mit einer Eingangswelle 15 versehen, die mit der Antriebswelle 33 (Kurbelwelle) eines Motors 32 (vgl. Fig. 9) verbunden ist, welche als eine Antriebsquelle dient und drehbar durch diesen Motor 32 angetrieben ist. Eine Anlaufkupplung (nicht gezeigt) wie beispielsweise ein Drehmomentwandler und eine stoßabsorbierende Kupplung 45 sind zwischen dem eingangsseitigen Endabschnitt (dem linken Endabschnitt in der Fig. 1) der Eingangswelle 15 und dem ausgangsseitigen Endabschnitt (dem rechten Endab schnitt der Fig. 1) der Antriebswelle 33 in Reihe mit der Antriebswelle 33 und der Ein gangswelle 15 vorgesehen. Entsprechend sind die Antriebswelle 33 und die Eingangs welle 15 konzentrisch zueinander angeordnet. Im Gegensatz dazu ist eine Ausgangs welle 36 zur Abgabe der Bewegungsleistung, die auf der Drehung der Eingangswelle 15 basiert, parallel zu dieser Eingangswelle 15 angeordnet. Ein stufenlos verstellbares To roidgetriebe 34 und eine Planetengetriebevorrichtung 37 sind jeweils um die Eingangs welle 15 und die Ausgangswelle 36 angeordnet.

Eine Nockenscheibe 10, die eine Andrückvorrichtung 9 von der Bauart mit einer Lastno cke bildet und zum stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe 34 gehört, befindet sich über eine Keilverzahnung (beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kugelverzahnung) mit demjenigen Abschnitt des zwischenliegenden Abschnittes der Eingangswelle 15 im Ein griff, der von der Außenseite (der linken Seite der Fig. 1) einer Eingangsscheibe 2 vor ragt, und ist auf der Eingangswelle 15 in einer Lage gehalten, in der die axiale Bewe gung weg von der Eingangsscheibe 2 durch eine Lastmutter 46 verhindert ist, die mit dem zwischenliegenden Abschnitt der Eingangswelle 15 und einem weiter unten be schriebenen Antriebszahnrad 68 verschraubt ist. Außerdem sind die Eingangsscheibe 2 und eine Ausgangsscheibe 4, die Bestandteil des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 sind, mittels Nadellager 16, 16 unabhängig, mit etwas axialem Spiel relativ zu dieser Eingangswelle 15, und um die Eingangswelle 15 drehbar gelagert. Zwischen einer No ckenfläche 13, die an einer Fläche (der rechten Fläche in der Fig. 1) der Nockenscheibe 10 und einer Nockenfläche 14, die an der Seitenseite der Eingangsscheibe 2 ausgebildet ist, sind Rollen 12, 12 sandwichartig angeordnet und bilden dadurch die Andrückvor richtung 9. Entsprechend wird die Eingangsscheibe 2 gedreht und gleichzeitig mit der Drehung der Eingangswelle 15 in Richtung der Ausgangsscheibe 4 gedrückt. Die Last mutter 46 nimmt eine große Axiallast auf, die auf die Nockenscheibe 10 während des Betriebs der Andrückvorrichtung 9 wirkt. Außerdem ist eine vorgespannte Feder 47, wie beispielsweise eine Tellerfeder zwischen der Nockenscheibe 10 und dem zweiten An triebszahnrad 68 vorgesehen, um eine Vorspannkraft auf die Andrückvorrichtung 9 und die im folgenden beschriebenen Antriebsrollen 8, 8 auszuüben, die sandwichartig zwi schen der Eingangsscheibe 2 und der Ausgangsscheibe 4 gehalten sind.

Außerdem ist eine Mehrzahl (üblicherweise zwei bis drei) von Antriebsrollen 8, 8 sand wichartig zwischen der Innenseite 2a der Eingangsscheibe 2 und der Innenseite 4a der Ausgangsscheibe 4 angeordnet, wobei die Umfangsflächen 8a, 8a dieser Antriebsrollen 8, 8 und die obenerwähnten Innenseiten 2a, 4a in Kontakt miteinander gebracht werden. Diese Antriebsrollen 8, 8 sind drehbar und schwenkbar durch Auflager 6, 6 und ver schiebbare Wellen 7, 7 gehalten. Das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 verfährt, wie die bislang weit bekannten stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe, die Auflager 6, 6 schwenkend und ändert die Neigungswinkel der verschiebbaren Wellen 7, 7, welche die Antriebsrollen 8, 8 halten, um dadurch das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zwi schen der Eingangsscheibe 2 und der Ausgangsscheibe 4 zu ändern.

Außerdem ist ein Sonnenrad 38 als Bestandteil der Planetengetriebevorrichtung 37 am zwischenliegenden Abschnitt der Ausgangswelle 36 befestigt. Entsprechend dreht sich diese Ausgangswelle 36 mit der Drehung des Sonnenrades 38. Ein Ringrad 42 ist dreh bar um dieses Sonnenrad 38 und konzentrisch zu diesem Sonnenrad 38 gelagert. Eine Mehrzahl (üblicherweise drei bis vier) von Planetenradsätzen 48, 48 sind zwischen der inneren Umfangsfläche des Ringrades 42 und der äußeren Umfangsfläche des Sonnen rades 38 angeordnet. Beim dargestellten Beispiel umfaßt ein jeder dieser Planetenrad sätze 48, 48 eine Kombination eines Planetenradpaares 49a, 49b. Jedes Paar von Pla netenrädern 49a, 49b kämmt miteinander und das an der äußeren Durchmesserseite angeordnete Planetenrad 49a kämmt mit dem Ringrad 42 und das an der Innendurch messerseite angeordnete Planetenrad 49b kämmt mit dem Sonnenrad 38. Jeder Plane tenradsatz 48, 48 besteht aus einem Paar von Planetenrädern 49a, 49b, um die gleiche Drehrichtung für das Ringrad 42 und für das Sonnenrad 38 zu erhalten, wie oben be schrieben wurde. Wenn es von der Beziehung zu den anderen Bauteilen her nicht not wendig ist, die Drehrichtung des Ringrades 42 und des Sonnenrades 38 miteinander zusammenfallen zu lassen, kann ein einzelnes Planetenrad in Eingriff mit sowohl dem Ringrad 42 als auch dem Sonnenrad 38 gebracht werden.

Die Planetenradsätze 48, 48, wie sie oben beschrieben wurden, sind an einer Seite (der linken Seite der Fig. 1) eines Trägers 39 durch Schwenkachsen 50a, 50b parallel zur Ausgangswelle 36 drehbar gelagert. Außerdem ist der Träger 39 drehbar am zwischen liegenden Abschnitt der Ausgangswelle 36 über eine erste Hülse 51 und eine Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen drehbar gelagert. Die erste Hülse 51 ist drehbar um den zwischenliegenden Abschnitt der Ausgangswelle 36 durch ein Paar von Radiallagern 53, 53 und ein Paar von Axiallagern 54, 54 gelagert, welche Rollenlager wie beispielsweise Nadellager sind. Die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen, die eine Mehrscheiben naßkupplung ist, ist mit einem Kupplungsgehäuse 55, das an der äußeren Umfangsflä che der ersten Hülse 51 befestigt ist, sowie mit einer drehbaren Scheibe 56 versehen, die an der äußeren Umfangsfläche des zwischenliegenden Abschnittes der Ausgangs welle 36 befestigt ist. In axialer Richtung sind abwechselnd äußere Reibscheiben 58, 58 angeordnet, die über eine Keilverzahnung mit der inneren Umfangsfläche eines äußeren zylindrischen Abschnittes 57 im Eingriff stehen, der am äußeren peripheren Randab schnitt des Kupplungsgehäuses 55 ausgebildet ist, und innere Reibscheiben 60, 60 an geordnet, die über eine Keilverzahnung mit der äußeren Umfangsfläche eines inneren Zylinderabschnittes 59 im Eingriff stehen, der an dem äußeren peripheren Randabschnitt der drehbaren Scheibe 56 ausgebildet ist. Des weiteren ist eine Feststellscheibe 61 an einem axialen Ende (dem linken Ende in den Fig. 1 und 2) der beiden Reibscheiben 58, 60 an der inneren Umfangsfläche des äußeren Zylinderabschnittes 57 befestigt. Am, in axialer Richtung anderem Ende (dem rechten Ende in den Fig. 1 und 2) der beiden Reibscheiben 58, 60, innerhalb des Kupplungsgehäuses 55, ist ein Kupplungskolben 62 axial beweglich vorgesehen. Die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird durch Einleiten von unter Druck stehendem Öl durch eine Zuführ- und Ablaßöffnung 63, die in der ersten Hülse 51 ausgebildet ist, eingerückt und durch Ablassen desselben Öls auf die gleiche Weise ausgerückt.

Außerdem sind die erste Hülse 51 und die Ausgangsscheibe 4 derart miteinander ver bunden, daß sie eine Drehkraft durch eine erste Leistungsübertragungsvorrichtung 41 übertragen können. Diese erste Leistungsübertragungsvorrichtung 41 umfaßt ein erstes Antriebsrad 64, das über eine Keilverzahnung mit der Ausgangsscheibe 4 verbunden ist, ein erstes angetriebenes Rad 65, das mit der Umfangsfläche der ersten Hülse 51 über eine Keilverzahnung verbunden ist, und ein Zwischenzahnrad 66, das mit dem ersten Antriebsrad 64 und dem ersten angetriebenen Rad 65 kämmt. Während des Einrückens der Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen drehen sich die erste Hülse 51 und der Träger 39 zusammen mit der Drehung der Ausgangsscheibe 4 in die gleiche Richtung wie die Ausgangsscheibe 4 mit einer Drehzahl, die dem Verhältnis der Zähnezahlen zwi schen dem ersten Antriebsrad 64 und dem ersten angetriebenen Rad 65 entspricht.

Andererseits können die Eingangswelle 15 und das Ringrad 42 derart miteinander ver bunden sein, daß sie die Drehkraft über eine zweite Leistungsübertragungsvorrichtung 43 und eine Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen übertragen können. Die zweite Leis tungsübertragungsvorrichtung 43 umfaßt ein zweites Antriebsrad 68, das über eine Keil verzahnung mit dem zwischenliegenden Abschnitt der Eingangswelle 15 im Eingriff steht und durch die Lastmutter 46 gehalten ist, sowie ein zweites angetriebenes Rad 69, das um die Ausgangswelle 36 relativ zu dieser Ausgangswelle 36 drehbar gelagert ist, wobei das zweite Antriebsrad 68 und das zweite angetriebene Rad 69 miteinander kämmen. Um das zweite angetriebene Rad 69 vorzusehen, ist eine zweite Hülse 70 drehbar um die Ausgangswelle 36 mittels eines Paars von Radiallagern 71, 71 und einem Paar von Axiallagern 72, 72, welche Rollenlager, wie beispielsweise Nadellager sind, drehbar ge lagert. Eine derartige zweite Hülse 70 dreht sich in eine Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Eingangswelle 15 mit einer Drehzahl, die dem Zähnezahlverhältnis zwischen dem zweiten Antriebsrad 68 und dem zweiten angetriebenen Rad 69 ent spricht, mit der Drehung der Eingangswelle 15. Das Verhältnis β/α zwischen dem Dreh zahlverringerungsverhältnis (Untersetzungsverhältnis) α der ersten Leistungsübertra gungsvorrichtung 41 und dem Drehzahlverringerungsverhältnis (Untersetzungsverhält nis) β der zweiten Leistungsübertragungsvorrichtung 43 ist im wesentlichen gleich dem Drehzahlverringerungsverhältnis (Untersetzungsverhältnis) i_H während der maximalen Übersetzung (Drehzahlerhöhung) des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 (wobei das Untersetzungsverhältnis im Größenbereich von beispielsweise 0,5 zwischen der Eingangsscheibe 2 und der Ausgangsscheibe 4 in dem in der Fig. 4 gezeigten Zustand beträgt). Wenn beispielsweise α = 1 gilt, dann gilt β = i_H. Der Grund dafür besteht darin, daß beim Umschalten zwischen der Betriebsart für die niedrigen Drehzahlen und der Betriebsart für die hohen Drehzahlen, was weiter unten beschrieben wird, das Überset zungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung nicht unstetig wird oder das Maß desselben verringert wird.

Die Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen, die eine Mehrscheibennaßkupplung ist, ist mit einem Zylinder 73 und einem Stützring 74 versehen, die an der äußeren Umfangsfläche der zweiten Hülse 70 befestigt sind. In axialer Richtung sind abwechselnd äußere Reibscheiben 76, 76, die über eine Keilverzahnung mit der inneren Umfangsfläche eines äußeren Zylinderabschnittes 75 im Eingriff stehen, der am Ringrad 42 ausgebildet ist, und innere Reibscheiben 78, 78 angeordnet, die über eine Keilverzahnung mit der äuße ren Umfangsfläche eines inneres Zylinderabschnittes 77 im Eingriff stehen, der an dem äußeren peripheren Randabschnitt des Stützringes 74 ausgebildet ist. Des weiteren ist eine Feststellscheibe 79 an einem axialen Ende (dem rechten Ende in den Fig. 1 und 2) der Reibscheiben 76, 78 an der inneren Umfläche des äußeren Zylinderabschnittes 75 befestigt. Ein Kupplungskolben 80 ist in axialer Richtung bewegbar innerhalb des Zylin ders 73 vorgesehen und bezüglich der Reibscheiben 76, 78 an der gegenüberliegenden Seite des Zylinders 73 angeordnet. Die wie oben beschrieben aufgebaute Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen wird durch das Einleiten von unter Druck stehendem Öl durch eine Zufuhr- und Ablaßöffnung 81, die in der zweiten Hülse 70 ausgebildet ist, eingerückt und durch das Ablassen des unter Druck stehenden Öls auf die gleiche Weise ausge rückt.

Die stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist mit einer Umschaltvorrichtung zum Umschalten von drei Betriebsarten versehen, d. h. der Betriebsart für hohe Drehzahlen, der Betriebsart für niedrige Drehzahlen und der Be triebsart zum Rückwärtsfahren. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Um schaltvorrichtung drei Kupplungen, d. h. die oben beschriebene Kupplung 67 für die ho hen Drehzahlen und die zuvor beschriebene Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen sowie eine Kupplung 82 zum Rückwärtsfahren. Diese Kupplung 82 zum Rückwärtsfah ren, welche ebenfalls eine Mehrscheibennaßkupplung ist, ist mit einem ringförmigen Kreiszylinder 84 mit U-förmigen Querschnitt, der an der Innenseite eines Gehäuses 83 befestigt ist, welches die stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung enthält, sowie mit einem kreisförmigen und ringförmigen Kupplungskolben 85 versehen, der in dem Zylin der 84 eingesetzt ist. In axialer Richtung wechseln sich innere Reibscheiben 86, 86, die über eine Keilverzahnung mit der äußeren Umfangsfläche des Ringrades 42 im Eingriff stehen, und äußere Reibscheiben 87, 87 ab, die über eine Keilverzahnung mit der inne ren Umfangsfläche eines am Gehäuse 84 befestigten Abschnittes im Eingriff stehen. Außerdem ist eine festgestellte Scheibe 88 an der bezüglich der Reibscheiben 86, 87 gegenüberliegenden Seite des Kupplungskolbens 85 vorgesehen. Die Reibscheiben 86, 87 können von den in axialer Richtung gegenüberliegenden Seiten durch und zwischen den Kupplungskolben 85 und die festgestellte Scheibe 88 sandwichartig angeordnet werden. Die wie oben beschrieben aufgebaute Kupplung 82 zum Rückwärtsfahren wird durch Einleiten von unter Druck stehendem Öl in den Zylinder 84 eingerückt und durch das Ablassen des unter Druck stehenden Öls auf die gleiche Weise ausgerückt.

Diese drei Kupplungen 67, 52 und 82 sind so ausgebildet, daß, wie unten beschrieben wird, in Abhängigkeit von der zu verwirklichenden Betriebsart nur eine von ihnen einge rückt wird und die restlichen beiden Kupplungen ausgerückt werden. Die oben beschrie bene Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen verhindert, während sie eingerückt ist, daß die Räder 38, 42, 49a und 49b, die Bestandteil der Planetengetriebevorrichtung 39 sind, relativ zueinander gedreht werden können und dreht den Träger 37 und das Son nenrad 38 synchron zueinander. Zu diesem Zweck ist die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen in einer Position vorgesehen, bei der sie die Relativdrehung der Bauteile der Planetengetriebevorrichtung 37 durch Verbindung derselben verhindern kann. Beim dar gestellten Ausführungsbeispiel ist die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen zwi schen dem Träger 39 und dem Sonnenrad 38 vorgesehen. Eine derartige Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen verhindert während ihrer Verbindung die Relativdrehung des Sonnenrades 38, des Ringrades 42 und des Satzes an Planetenrädern 48, 48, wel che Planetengetriebevorrichtung 37 bilden, und verbindet das Sonnenrad 38, das Ring rad 42 und den Träger 39, der die Planetenradsätze 48, 48 trägt, einstückig miteinander. Die Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen und die Kupplung 52 für die niedrigen Dreh zahlen bilden zusammen einen Steuerkreis (Öldruck und Elektrizität), so daß bei einer Verbindung einer dieser beiden Kupplungen die andere Kupplung ausgerückt werden kann. Die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen kann eine beliebige Kupplung sein, die bei ihrem Einrücken die Relativdrehung des Sonnenrades 38, des Ringrades 42 und des Planetenradsatzes 48, 48 verhindern kann und die nicht nur in der dargestellten La ge sondern zwischen dem Sonnenrad 38 und dem Ringrad 42 oder zwischen dem Ring rad 42 und dem Träger 39 vorgesehen sein kann.

Die Kupplung 82 für die Rückwärtsfahrt ist in einem Zustand ausgerückt, in dem die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen oder die Kupplung für die hohen Drehzahlen eingerückt ist. In einem Zustand, in dem diese Kupplung 82 für die Rückwärtsfahrt einge rückt ist, sind sowohl die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen als auch die Kupp lung 67 für die hohen Drehzahlen ausgerückt. Das heißt, daß die drei restlichen Kupplungen 52, 67 und 82 bis auf die Anlaufkupplung (nicht gezeigt) derart ausgebildet sind, daß die beiden anderen Kupplungen nicht eingerückt sind, wenn eine von ihnen einge rückt ist.

Des weiteren sind die Ausgangswelle 36 und das Differentialgetriebe 35 über eine dritte Leistungsübertragungsvorrichtung 91 miteinander verbunden, die ein drittes Antriebsrad 89 und ein drittes angetriebenes Rad 90 aufweist, die am Endabschnitt der Ausgangs welle 36 befestigt sind. Wenn sich die Ausgangswelle 36 entsprechen dreht, dreht sich ein Paar von linken und rechten Antriebsachsen 92, 92 durch die dritte Leistungsüber tragungsvorrichtung 91 und das Differentialgetriebe 35, um dadurch die Antriebsräder eines Fahrzeugs drehbar anzutreiben.

Der Aufbau jedes Bestandteils der stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung ist wie oben beschrieben und insbesondere im Falle der stufenlos verstellbaren Getriebevor richtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Anordnung eines jeden Bauteils so ge plant, daß Kompaktheit und ein leichtes Gewicht erreicht werden. Zunächst ist das stu fenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 um eine Hälfte (in der Fig. 1 die rechte Hälfte) der Eingangswelle angeordnet, wobei das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 konzen trisch zu dieser Eingangswelle 15 angeordnet ist. Außerdem ist diese Eingangswelle 15 konzentrisch zur Antriebswelle 33 angeordnet. Folglich ist das stufenlos verstellbare To roidgetriebe 34 konzentrisch zu dieser Antriebswelle 33 angeordnet. Außerdem ist die Ausgangswelle 36, welche die Zentralwelle der Planetengetriebevorrichtung 37 darstellt, an einer Position schräg oberhalb der Eingangswelle 15 angeordnet.

Zweitens sind oberhalb der Eingangswelle 15 ein Zylinderblock 93, der die Antriebszylin der 31, 31 zur axialen (in Fig. 3 senkrechten) Verschiebung der Auflager 6, 6 zur Ände rung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 ent hält, und ein Ventilkörper 94 angeordnet, der darin ein Steuerventil zur Steuerung der Zufuhr und des Ablasses von unter Druck stehendem Öl an und von diesen Antriebszy lindern 31, 31 enthält.

Drittens ist ein Zwischenzahnrad 66 als Teil der ersten Leistungsübertragungsvorrich tung 41 vorgesehen, damit die Eingangswelle 15 und die Ausgangswelle 36 in gleicher Richtung drehen. Eine Zwischenwelle 95, welche dieses Zwischenzahnrad 66 trägt, ist derart angeordnet, daß es sich durch die Grenzeabschnitte zwischen dem Zylinderblock 93 und dem Ventilkörper 94 erstreckt.

Die Funktion der stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist wie folgt. Zunächst ist beim Betrieb mit niedriger Drehzahl die Kupplung 52 für niedrige Drehzahlen eingerückt und die Kupplung 67 für hohe Drehzahlen sowie die Kupplung 82 zum Rückwärtsfahren sind ausgerückt. Wenn in diesem Zustand die Anlaufkupplung eingerückt wird, um da durch die Eingangswelle 15 zu drehen, überträgt nur das stufenlos verstellbare Toroid getriebe 34 die Bewegungsleistung von der Eingangswelle 15 an die Ausgangswelle 36. Mit anderen Worten werden durch das Einrücken der Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen das Sonnenrad 38 und der Träger 39 miteinander verbunden und die Rela tivdrehung der Räder 38, 42, 49a und 49b, die Bestandteil der Planetengetriebevorrich tung 37 sind, wird verhindert. Da außerdem die Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen und die Kupplung 82 zum Rückwärtsfahren ausgerückt sind, kann sich das Ringrad 42 unabhängig von der Drehzahl der Eingangswelle 15 drehen.

Wenn in diesem Zustand die Eingangswelle 15 gedreht wird, wird diese Drehung an die Eingangsscheibe 2 über die Andrückvorrichtung 9 und weiter an die Ausgangsscheibe 4 über die Mehrzahl von Antriebsrollkörper 8, 8 übertragen. Des weiteren wird die Drehung dieser Ausgangsscheibe 4 an den Träger 39 und die Planetenräder 49a, 49b über das erste Antriebsrad 64, das Zwischenrad 66, das erste angetriebene Rad 65, die erste Hülse 51 und die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen übertragen, die zusammen die erste Leistungsübertragungsvorrichtung 41 bilden. Wie oben beschrieben ist in die sem Zustand eine Relativdrehung der Räder 38, 42, 49a und 49b, die die Planetenge triebevorrichtung 37 bilden, nicht möglich und daher dreht sich die Ausgangswelle 36 mit derselben Drehzahl wie der Träger 39.

Wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen den Eingangs- und Ausgangsscheiben 2 und 4 während eines derartigen Betriebs mit niedrigen Drehzahlen geändert wird, ist die Funktion ähnlich dem bei dem herkömmlichen stufenlos verstellbaren Getriebe, wie es in den Fig. 5 bis 8 gezeigt ist. Natürlich ist in diesem Zustand das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 15 und der Ausgangswelle 36, d. h. das Übersetzungsver hältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung proportional zum Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34. Außerdem ist in die sem Zustand das dem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe 34 zugeleitete Drehmo ment gleich dem auf die Eingangswelle 15 wirkenden Drehmoment. Während des Be triebs mit niedrigen Drehzahlen werden das zweite Antriebsrad 68 und das zweite ange triebene Rad 69, die Bestandteil der zweiten Leistungsübertragungsvorrichtung 43 sind, nur im Leerlauf mitgedreht.

Im Gegensatz dazu ist während des Betriebs mit hohen Drehzahlen die Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen eingerückt und die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen und die Kupplung 82 für das Rückwärtsfahren sind ausgerückt. Wenn in diesem Zustand die Anlaufkupplung eingerückt wird, um dadurch die Eingangswelle 15 zu drehen, übertra gen das zweite Antriebsrad 68 und das zweite angetriebene Rad 69, welche die zweite Leistungsübertragungsvorrichtung 43 bilden, und die Planetengetriebevorrichtung 37 Bewegungsleistung von der Eingangswelle 15 an die Ausgangswelle 36.

Mit anderen Worten, wenn die Eingangswelle 15 sich während des Betriebs mit hohen Drehzahlen dreht, wird diese Drehung an das Ringrad 42 über die zweite Leistungs übertragungsvorrichtung 43 und die Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen übertragen, um dadurch dieses Ringrad 42 zu drehen. Die Drehung dieses Ringrades 42 wird an das Sonnenrad 38 über die Mehrzahl von Planetenradsätzen 48, 48 übertragen, um dadurch die Ausgangswelle 36 zu drehen, an der das Sonnenrad 38 befestigt ist. Wenn das Ring rad 42 die Eingangsseite geworden ist, und unter der Annahme, daß die Planetengetrie bevorrichtung 37 sich in einem derartigen Zustand befindet, daß die Planetenradsätze 48, 48 festgehalten sind (sie laufen nicht um das Sonnenrad 38), wird eine Drehzahler höhung bei einem Übersetzungsverhältnis bewirkt, das dem Verhältnis der Zähnezahlen zwischen dem Ringrad 42 und dem Sonnenrad 38 entspricht. Die Planetenradsätze 48, 48 laufen sich jedoch um das Sonnenrad 38 und das Übersetzungsverhältnis der ge samten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung ändert sich demzufolge in Abhängig keit von der Drehzahl der Planetenradsätze 48, 48. Wenn daher das Übersetzungsver hältnis des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 geändert wird, um dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Planetenradsätze 48, 48 zu ändern, kann das Überset zungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung eingestellt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel laufen daher während des Betriebs mit hohen Drehzahlen die Planetenradsätze 48, 48 in derselben Richtung um wie das Ringrad 42. Je niedriger die Umlaufgeschwindigkeit dieser Planetenradsätze 48, 48 ist, desto höher wird die Drehzahl der Ausgangswelle 36, die fest mit dem Sonnenrad 38 verbunden ist. Wenn beispielsweise die Umlaufgeschwindigkeit der Planetenradsätze und die Drehzahl des Ringrades 42 (beide Geschwindigkeit sind Winkelgeschwindigkeiten) einander gleich werden, dann sind die Drehzahlen des Rindrades 42 und die Drehzahlen der Ausgangs welle 36 einander gleich. Wenn im Gegensatz dazu die Umlaufgeschwindigkeit der Pla netenradsätze geringer als die Drehzahl des Rindrades 42 ist, wird die Drehzahl der Ausgangswelle 36 größer als die Drehzahl des Rindrades 42. Wenn umgekehrt die Um laufgeschwindigkeit der Planetenradsätze größer als die Drehzahl des Rindrades 42 ist, wird die Drehzahl der Ausgangswelle 36 niedriger als die Drehzahl des Ringrades 42.

Wenn folglich während des Betriebs mit hohen Drehzahlen das Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 in Richtung Drehzahlverringerung geän dert wird, ändert sich das Übersetzungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung in Richtung der Drehzahlerhöhung (Beschleunigung). Bei einem derartigen Betriebszustand mit hohen Drehzahlen wirkt das Drehmoment nicht von der Seite der Eingangsscheibe 2 her sondern von der Seite der Ausgangsscheibe 4 her auf das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 (bezeichnet man das während des Betriebs mit niedrigen Drehzahlen wirkende Drehmoment als positives Drehmoment, dann wirkt in diesem Fall ein negatives Drehmoment). Mit anderen Worten wird in einem Zustand, bei dem die Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen eingerückt ist, das vom Motor 32 an die Eingangswelle 15 übertragene Drehmoment an das Ringrad 42 der Planetengetriebevor richtung 37 über die zweite Leistungsübertragungsvorrichtung 43 übertragen, bevor die Andrückvorrichtung 9 gegen die Eingangsscheibe 2 drückt. Demzufolge wird das von der Eingangswellenseite 15 an die Eingangsscheibe 2 über die Andrückvorrichtung 9 über tragene Drehmoment beinahe Null.

Andererseits wird ein Teil des an das Ringrad 42 der Planetengetriebevorrichtung 37 über die zweite Leistungsübertragungsvorrichtung 43 übertragene Drehmoment vom Planetenradsatz 48, 48 an die Ausgangsscheibe 4 über den Träger 39 und die erste Leistungsübertragungsvorrichtung 41 übertragen. Das auf diese Weise auf die Seite der Ausgangsscheibe 4 auf das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 wirkende Drehmoment wird kleiner, wenn sich das Übersetzungsverhältnis des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 in Richtung einer Drehzahlverringerung ändert, um das Überset zungsverhältnis der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung in Richtung einer Drehzahlerhöhung zu ändern. Als Ergebnis kann das in das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 während des Betriebs mit hohen Drehzahlen eingeleitete Drehmoment verkleinert werden, um dadurch die Lebensdauer der Bauteile dieses stufenlos verstell baren Toroidgetriebes 34 zu verbessern.

Wenn sich des weiteren die Ausgangswelle 36 umgekehrt drehen soll, um das Fahrzeug rückwärts fahren zu lassen, wird die Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen und die Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen ausgerückt und die Kupplung 82 zum Rück wärtsfahren wird eingerückt. Auf diese Weise wird das Ringrad 42 festgestellt und die Planetenradsätze 48, 48 drehen sich um das Sonnenrad 38, während sie mit dem Ring rad 42 und dem Sonnenrad 38 kämmen. Daher drehen sich das Sonnenrad 38 und die Ausgangswelle 36, mit der das Sonnenrad 38 verbunden ist, in eine Richtung entgegen gesetzt zu der Richtung beim oben beschriebenen Betrieb mit hohen Drehzahlen und beim oben beschriebenen Betrieb mit niedrigen Drehzahlen.

Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel des Zustands, bei dem das Übersetzungsverhältnis (icvt) des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34, das in dieses stufenlos verstellbare Toroid getriebe 34 eingeleitete Eingangsmoment (T_in) und das von der Ausgangswelle 36 der stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung abgenommene Ausgangsmoment (T_s) sich ändern, wenn sich das Übersetzungsverhältnis (itotal) der gesamten stufenlos verstellba ren Getriebevorrichtung stufenlos ändert. Die Beziehungen zwischen diesen Überset zungsverhältnissen (itotal) und (icvt) und des Drehmoments (T_in) und des Drehmoments (T_s) ändern sich in Abhängigkeit vom Betrag der Drehzahländerung des stufenlos ver stellbaren Toroidgetriebes, vom Aufbau und dem Verhältnis der Zähnezahlen der Pla netengetriebevorrichtung 37 und dem Untersetzungsverhältnis der zweiten Leistungs übertragungsvorrichtung 43. Beim Bau des Ausführungsbeispiels werden diese Werte und der Aufbau durch die Auslegung bestimmt. Den in der Fig. 4 gezeigten Linien liegen als Bedingungen eine vierfache Änderung der Drehzahl beim stufenlos verstellbaren To roidgetriebe 34 (0,5 bis 2,0) zugrunde und die Planetengetriebevorrichtung 37 war mit Planetenradsätzen 48, 48 versehen, die jeweils ein Paar von Planetenrädern 49a, 49b aufweisen und das Untersetzungsverhältnis der zweiten Leistungsübertragungsvorrichtung 43 wurde mit ungefähr 2 berechnet. Außerdem wurde zwischen der Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen und der Kupplung 67 für die hohen Drehzahlen umgeschaltet, wenn das Übersetzungsverhältnis (itotal) der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebe vorrichtung 1 betragen hat.

Wenn die stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung so ausgelegt wird, daß zwischen der Kupplung 52 für die niedrigen Drehzahlen und der Kupplung 67 für die hohen Dreh zahlen immer dann umgeschaltet wird, wenn das Übersetzungsverhältnis (itotal) der ge samten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung 1 beträgt, dann wird zwischen den Kupplungen 52 und 67 oftmals umgeschaltet, wenn das Fahrzeug bei dem obener wähnten Übersetzungsverhältnis (itotal) von ungefähr 1 fährt. Eine derartige Situation gibt dem Fahrer nicht nur das Gefühl eines physischen Unwohlseins, sondern hat auch einen negativen Einfluß auf die Lebensdauer dieser Kupplungen 52 und 67. Wenn daher tatsächlich ein stufenlos verstellbares Toroidgetriebe hergestellt wird, muß eine soge nannte Hysterese vorgesehen werden, bei welcher der Zeitpunkt des Umschaltens zwi schen den Kupplungen 52 und 67 geändert wird, wenn das obenerwähnte Überset zungsverhältnis (itotal) größer und kleiner wird. Der Zeitpunkt des Umschaltens, zu dem der Wert des Übersetzungsverhältnisses (itotal) klein wird (der Wert des Übersetzungs verhältnisses ändert sich in der Fig. 4 von links nach rechts), ist beispielsweise als der Zeitpunkt definiert, zu dem der Wert des Übersetzungsverhältnisses kleiner (in der Fig. 4 die rechte Seite) als der Wert beim Zeitpunkt des Umschaltens ist, wenn dieser Wert größer wird (der Wert des Übersetzungsverhältnisses ändert sich von rechts nach links in Fig. 4).

In Fig. 4, die das Ergebnis der Versuchsberechnung unter den oben beschriebenen Be dingungen zeigt, repräsentiert die Ordinatenachse das Verhältnis (T_in/T_e) (T_s/T_e) zwi schen dem Übersetzungsverhältnis (icvt) des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 und dem Eingangsmoment (T_in) des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 oder des Ausgangsmoments (T_s) der stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung und des Mo ments (T_e), das vom Motor 32 (Fig. 11) an die Eingangswelle 15 übertragen wird, und die Abszissenachse zeigt das Übersetzungsverhältnis (itotal) der gesamten stufenlos ver stellbaren Getriebevorrichtung. Da die Drehrichtung der Ausgangsscheibe 4, die im stu fenlos verstellbaren Toroidgetriebe 34 eingebaut ist, umgekehrt zur Drehrichtung der Eingangswelle 15 ist, hat der Wert, der das Übersetzungsverhältnis (icvt) des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 anzeigt, negative Vorzeichen. Die durchgezogene Linie a stellt das Übersetzungsverhältnis (icvt) des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 dar, die gestrichelte Linie b zeigt das Verhältnis (T_s/T_e) zwischen dem Ausgangsmoment (T_s) und dem Moment (T_e), das vom Motor 32 an die Eingangswelle 15 übertragen wird, und die strichpunktierte Linie c stellt das Verhältnis (T_in/T_e) zwischen dem Eingangsmo ment (T_in) und dem Moment (T_e) dar, das vom Motor 32 an die Eingangswelle 15 über tragen wird. Wie aus der Darstellung der Fig. 4 deutlich hervorgeht, kann bei der stufen los verstellbaren Getriebevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel das auf das stu fenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 während des Betriebs mit hohen Drehzahlen wir kende Drehmoment verkleinert werden. Unter den Bedingungen, unter denen die Fig. 4 erhalten wurde, kann das Eingangsmoment (T_in) auf maximal ca. 14% des Drehmo ments (T_e) verringert werden, das vom Motor 32 an die Eingangswelle 15 übertragen wird. Durch Änderung dieser Bedingungen ist es weiter möglich, das Eingangsmoment (T_in) auf die Größenordnung von 10% zu verringern.

Der Wirkungsgrad der Übertragung des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 be trägt etwas weniger als 90%, aber während des Betriebs mit hohen Drehzahlen wird der größte Anteil der Antriebsleistung über die Planetengetriebevorrichtung 37 übertragen, deren Wirkungsgrad bei der Übertragung hoch ist (etwa 100%) und daher wird der Wir kungsgrad bei der Übertragung bei der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevor richtung erhöht. Wenn beispielsweise der Wirkungsgrad des stufenlos verstellbaren To roidgetriebes 90% beträgt (die Energieverlust betragen 10%) und der Wirkungsgrad der Planetengetriebevorrichtung 37 100% beträgt und der prozentuale Anteil des Drehmo ments, das von der Eingangswelle 15 eingeleitet wird und durch das stufenlos verstellba re Toroidgetriebe 34 geht, 10% beträgt, dann beträgt der Energieverlust bei diesem stufenlos verstellbaren Getriebe 34 0,1 × 0,1 = 0,01 = 1%. Damit beträgt der Wirkungs grad der gesamten stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung 100 - 1 = 99(%).

Außerdem ist bei der stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe 34 koaxial zur Eingangswelle 15 angeordnet und die Mittenwelle der Planetengetriebevorrichtung 37 ist schräg oberhalb der Eingangswelle 15 angeordnet. Daher kann jedes Bauteil effizient angeordnet wer den, um dadurch eine kompakte und leichtgewichtige Bauweise der stufenlos verstellba ren Getriebevorrichtung zu erreichen. Dies bedeutet, daß die Eingangswelle 15, welche die Zentralwelle des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 darstellt, dessen Quer schnittsfläche bezüglich einer senkrechten Fläche in Richtung senkrecht zur Zentralwelle steigt, und die Ausgangswelle 36, welche die Zentralwelle des Planetengetriebes dar stellt, in Richtungen angeordnet sind, die voneinander bezüglich der waagerechten Richtung und der senkrechten Richtung abweichen. Daher können Breite und Höhe der stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung mit dem stufenlos verstellbaren Toroidgetrie be 34 und der Planetengetriebevorrichtung 37 klein gehalten werden. Außerdem können das Zwischenzahnrad 66 und die Zwischenwelle 95 oberhalb des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes 34 und seitlich der Planetengetriebevorrichtung 37 angeordnet werden. Das dritte Antriebsrad 89 und das dritte angetriebene Rad 90, die den mit dem Differen tialgetriebe 35 verbundenen Ausgangsabschnitt bilden, können unterhalb des Endab schnittes der Planetengetriebevorrichtung 37 angeordnet werden, und daher kann eine effiziente Raumausnutzung erreicht werden.

Außerdem sind der Zylinderblock 93, der die Antriebszylinder 31, 31 enthält, und der Ventilkörper 94, der ein Steuerventil zur Steuerung der Zufuhr und des Ablasses von unter Druck stehendem Öl an und von diesen Antriebszylindern 31, 31 beinhaltet, ober halb der Eingangswelle 15 angeordnet, wodurch ebenfalls eine effiziente Raumausnut zung erreicht werden kann.

Des weiteren ist die Zwischenwelle 95, die das Zwischenzahnrad 66 hält, in einer Stel lung angeordnet, in der sie sich durch den Grenzabschnitt zwischen dem Zylinderblock 93 und dem Ventilkörper 94 erstreckt. Daher kann, wiederum durch die effiziente Raumausnutzung, eine kompakte und leichtgewichtige Bauweise der stufenlos verstell baren Getriebevorrichtung erreicht werden.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist aufgebaut und funktioniert wie oben beschrie ben und kann daher, trotz eines relativ einfachen, kompakten und leichtgewichtigen Auf baus, der mit geringen Kosten herstellbar ist, die auf die Bauteile des stufenlos verstell baren Toroidgetriebes, das in der stufenlos verstellbaren Getriebevorrichtung eingebaut ist, wirkende Last verringern, um dadurch die Lebensdauer der Bauteile zu verbessern. Insbesondere kann durch die optimale Anordnung aller Bauteile eine wirksame Ausnut zung des Raums erreicht werden und die Verkleinerung und das leichtere Gewicht der Vorrichtung kann in den Vordergrund gestellt werden. Außerdem kann der Wirkungsgrad der Übertragung verbessert werden, um dadurch Verbesserungen bei der Antriebsleis tung und beim Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs zu bewirken.

Claims

1. Stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung mit:
einer Eingangswelle, die mit einer Antriebseinrichtung verbindbar ist,
einer Ausgangswelle, die mit einem angetriebenem Abschnitt verbindbar ist,
einem stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe mit einer einzigen Eingangsscheibe und einer einzigen Ausgangsscheibe und einer Mehrzahl von Antriebsrollkörpern,
die zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe angeordnet sind,
wobei das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe koaxial zur Eingangswelle vorge sehen ist,
einer Planetengetriebevorrichtung, mit einem Paar von Leistungsübertragungsvor richtungen zur Verbindung des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes und der Planetengetriebevorrichtung miteinander, wobei die Ausgangswelle eine Zentral welle der Planetengetriebevorrichtung ist,
einer Umschaltvorrichtung, zum Schalten eines Übertragungszustandes zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle,
dadurch gekennzeichnet, daß
Antriebszylinder (31) in einem Zylinderblock (93) und ein Steuerventil in einem Ventilkörper (94) zur Steuerung eines Neigungswinkels der Antriebsrollkörper (8) vorgesehen sind, um ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangsscheibe (2) und der Ausgangsscheibe (4) zu ändern, wobei
eine der Leistungsübertragungsvorrichtungen eine Zwischenwelle (95) mit einem Zwischenzahnrad (66) aufweist, und diese Zwischenwelle (95) sich durch zumin dest den Zylinderblock (93) oder den Ventilkörper (94) auf einer Seite oberhalb der Eingangswelle (15) erstreckt, und die Ausgangswelle (36) auf derselben Seite schräg oberhalb der Eingangswelle (15) angeordnet ist.

2. Stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (82) zum Schalten von drei Betriebsarten vorgesehen ist, einer Betriebsart für hohe Drehzahlen, einer Betriebsart für niedrige Drehzahlen und einer Betriebsart zum Rückwärtsfahren, wobei in der Be triebsart für niedrige Drehzahlen die Antriebsleistung zwischen der Eingangswelle (15) und der Ausgangswelle (36) vollständig durch das stufenlos verstellbare To roidgetriebe (34) übertragbar ist, und in der Betriebsart für hohe Drehzahlen die Antriebsleistung durch die Planetengetriebevorrichtung (37) übertragbar ist und ein Teil der Antriebsleistung durch die Planetengetriebevorrichtung (37) an das stufenlos verstellbare Toroidgetriebe (34) geleitet ist.

3. Stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß eine erste Leistungsübertragungsvorrichtung (41) des Paars von Leistungsübertragungsvorrichtungen die Ausgangsscheibe (4) des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes (34) mit der Planetengetriebevorrichtung (37) ver bindet, und eine zweite Leistungsübertragungsvorrichtung (43) des Paars von Leistungsübertragungsvorrichtungen die Eingangswelle (15) mit der Planetenge triebevorrichtung (37) verbindet.

4. Stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Verhältnis β/α zwischen einem Untersetzungsverhältnis α der ersten Leistungsübertragungsvorrichtung (41) und einem Untersetzungsverhältnis β der zweiten Leistungsübertragungsvorrichtung (43) im wesentlichen gleich ei nem Untersetzungsverhältnis i_H des stufenlos verstellbaren Toroidgetriebes (34) während dessen maximaler Übersetzung ist.

5. Stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Planetengetriebevorrichtung (37) eine Planetenradein richtung (48) aufweist, die zwischen einem Sonnenrad (38) und einem Ringrad (42) angeordnet ist, das Sonnenrad (38) mit der Ausgangswelle (36) fest verbun den ist, und die Planetenradeinrichtung (48) auf einem Träger gelagert ist, der konzentrisch zum Sonnenrad (38) drehbar gelagert ist, wobei die Planetenradein richtung (48) in kämmendem Eingriff mit dem Sonnenrad (38) und dem Ringrad (42) ist, und der Träger und die Ausgangsscheibe (4) über die erste Leistungs übertragungsvorrichtung (41) des Paars von Leistungsübertragungsvorrichtungen verbunden sind, und die Eingangswelle (15) und das Ringrad (42) über die zweite Leistungsübertragungsvorrichtung (43) des Paars von Leistungsübertragungsvor richtungen verbindbar sind.