DE69514407T2

DE69514407T2 - Getriebe

Info

Publication number: DE69514407T2
Application number: DE69514407T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Matsuda; Kaoru Shimizu
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1995-05-03
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2015-05-04
Also published as: KR950033181A; EP0682195B1; US5547428A; TW302424B; CN1118850A; DE69514407D1; MY111830A; EP0682195A2; EP0682195A3; JPH07305750A; KR0165861B1; CN1066811C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(1) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, das mit Riemenscheiben mit veränderlichem Außendurchmesser versehen ist.

(2) Beschreibung des Standes der Technik

Bei landwirtschaftlichen Maschinen und Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, Fahrrädern oder verschiedenen anderen Maschinen werden Getriebe eingesetzt, mit denen die Drehzahl der Ausgangswellen mit Stufen- oder stufenlosen Getrieben gewählt werden kann.
Als ein stufenloses Getriebe wird eine Konstruktion mit einer Riemenscheibe, deren Außendurchmesser verändert wird, indem Gleitteile, die ein Bandrad (band wheel) unterteilen, in ein Führungsrad mit radial angeordneten Rillen eingeführt werden und die Gleitteile und auf einer Drehwelle gleitende Führungsblöcke über eine Verbindungsstange verbunden werden, in der japanischen offengelegten Patentanmeldung 63-145860 vorgeschlagen, und eine andere Konstruktion, bei der eine der Gleitplatten, die zu einer Keilriemenscheibe gehören, bewegt wird, wird von der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 2-54947 vorgeschlagen.
Als Rolle mit veränderlichem Außendurchmesser, bei der Fluid, so beispielsweise Druckluft, eingesetzt wird, schlagen beispielsweise die japanische offengelegte Patentanmeldung 3-20420 sowie die japanische offengelegte Patentanmeldung 3-259843 eine Rolle vor, deren Außendurchmesser verändert wird, indem Fluid, wie beispielsweise Gas, einer Druckkammer (einschließlich einer Kombination einer Vielzahl von Druckkammern) zugeführt wird, die aus röhrenförmigem elastischem Material (elastics) be steht und an einer Drehachse befestigt ist, und das röhrenförmige elastische Material ausgedehnt wird.
In der japanischen offengelegten Patentanmeldung 63-145860 unter Verwendung der obenerwähnten Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser werden jedoch ein Verbindungsmechanismus sowie Gleitteile mit unterteilten Bandrädern eingesetzt, d. h. die Konstruktion ist kompliziert und es werden viele Einzelteile benötigt.
Auch bei der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 2-54947 ist der Getriebemechanismus komplex, nimmt erheblichen Raum ein und macht großen Kosten- und Arbeitsaufwand erforderlich.
FR-A-2095781, FR-A-2694060 sowie US-A-4,498,351 offenbaren jeweils ein Getriebesystem, das ein Paar Riemenscheiben mit veränderlichem Außendurchmesser umfaßt. Jede Riemenscheibe umfaßt eine Vielzahl von Gleitkörpem, die durch die Wirkung von Fluiddruck radial bewegt werden können, um den Außendurchmesser der Riemenscheibe zu vergrößern bzw. zu verkleinern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft ein Getriebe, das umfaßt:
ein Paar Riemenscheiben; und
eine Kraftübertragungseinrichtung, die Kraft zwischen dem Paar Riemenscheiben überträgt;
wobei eine oder beide der Riemenscheiben eine Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser ist, die umfaßt:
einen Rohrabschnitt mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern, die radial um die Seitenwand des Rohrabschnitts herum angeordnet sind; und
eine Vielzahl von Gleitkörpem, die in entsprechenden der Durchgangslöcher angeordnet sind und eine Riemenscheiben-Umfangsfläche bilden;
und wobei sich die Gleitkörper durch über einen Fluidzuführkanal zugeführtes Fluid in einer Richtung bewegen, in der der Außendurchmesser der Riemenscheibe zunimmt;
dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser des weiteren Abdichteinrichtungen umfaßt, die Membraneinrichtungen umfassen, die jedem der Vielzahl von Löchern entsprechen, und die Abdichteinrichtungen und der Rohrabschnitt luftdicht zwischen Seitenplatten gehalten werden, die an den Enden des Rohrabschnitts vorhanden sind.
Als Kraftübertragungseinrichtung können verschiedenartige Riemen, so beispielsweise ein Rundriemen, ein Flachriemen, ein Keilriemen, ein Zahnriemen oder eine Kette eingesetzt werden. Die Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser enthält Abdichtteile, die napfförmige elastische Membranen aufweisen, die jedem Durchgangsloch entsprechen, im Inneren eines Rohrs, das eine Vielzahl von Durchgangslöchern in der zylindrischen Wand des Rohrs aufweist. Gleitkörper, die eine Riemenscheiben- Umfangsfläche bilden, passen in jedes der Durchgangslöcher so, daß sie ungehindert gleiten können, und die Abdichtteile sowie das Rohr werden luftdicht zwischen Seitenplatten an beiden Enden des Rohrs gehalten, und eine Drehachse weist ein Verbindungsloch zur Zufuhr von Fluid auf, um die Membranen zu verschieben. Die Gleitkörper werden verschoben und in der Richtung, in der der Außendurchmesser der Riemenscheibe zunimmt, durch Fluid bewegt, das über eine Drehkupplung zugeführt wird, die mit der Drehachse verbunden ist.
Die napiförmigen Membranen, die im Inneren des luftdichten Rohrs angebracht sind, verformen sich durch über das Verbindungsloch der Drehachse zugeführtes Fluid zu flachen Platten. Gleichzeitig werden die Gleitkörper, die in die napiförmigen Membranen über die Durchgangslöcher in der Rohrwand eingeführt sind, aus dem Rohr herausgedrückt. Dadurch bewegen sich die Umfangsteile, die radial an den Oberseiten der Gleitkörper angebracht sind und eine Riemenscheiben-Umfangsfläche bilden, um eine vorgegebene Strecke nach außen, und die Riemenscheibe nimmt ein gewünschtes (größeres) Außendurchmessermaß an. Die Seitenplatten schränken den Bewegungsbereich (oberen Totpunkt) der Gleitkörper ein.
Wenn die Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser das Fluid im Inneren des Rohrs abläßt, kehren die Gleitkörper durch eine Zugschraubenfeder oder einen Gummiring, der in die Rillen der Riemenscheiben-Umfangsteile eingesetzt ist, an die Ausgangspositionen in den Membranen zurück. Dadurch kehren die Umfangsteile der oberen Enden der Gleitkörper an die Ausgangsposition zurück und die Riemenscheibe erhält wieder ihren ursprünglichen (geringen) Außendurchmesser.
Eine Riemenscheibe mit veränderlichem Durchmesser, die in einem Getriebe gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist sehr einfach aufgebaut, und es wirkt keine zu starke Spannung auf die Membranen. Es kommt zu lediglich geringfügigem Zusammendrücken und Biegeverformung, wenn sich die Membranen von ihrer Napfform zu einer flachen Plattenform verformen. Das maximale Außendurchmessermaß der von den Gleitkörpern gebildeten Riemenscheibe ist unabhängig von dem auf die Membranen wirkenden Fluiddruck stets konstant, da der Bewegungsbereich der Gleitkörper durch die Gleitplatten eingeschränkt wird.
Des weiteren ist es möglich, einen Rundriemen, einen Flachriemen, einen Zahnriemen, usw. sowie auch einen Keilriemen als Übertragungseinrichtung einzusetzen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 veranschaulicht ein Prinzip eines Getriebes gemäß einer ersten beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser, die in einem Getriebe eingesetzt wird, entlang der Linie 50-50 in Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser entlang der Linie S1-S1 in Fig. 2.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, nachdem der Riemenscheibe Druckluft zugeführt wurde.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser entlang der Linie S2-S2 in Fig. 4.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abdichtteils, das zu der in Fig. 2 dargestellten Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser gehört.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht des in Fig. 6 dargestellten Abdichtteils.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines Gleitkörpers, der zu einer in Fig. 2 dargestellten Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser gehört.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf den in Fig. 8 dargestellten Gleitkörper.
Fig. 10 veranschaulicht ein Prinzip eines Getriebes gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser, die in einem Getriebe eingesetzt wird, entlang der Linie S0-S0 in Fig. 10.
Fig. 12 ist eine Schnittansicht einer Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser entlang der Linie S1-S1 in Fig. 11.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

(Erste beispielhafte Ausführung)

Ein Prinzip eines Getriebes gemäß einer ersten beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt.
Ein Getriebe 50 enthält ein Paar Riemenscheiben 100 mit veränderlichem Außendurchmesser sowie einen Riemen 20 als Kraftübertragungseinrichtung. Jede der Riemenscheiben mit veränderlichem Außendurchmesser ist an Achsen 4 an einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite angebracht. Die Achsen 4 sind parallel zueinander und an beiden Enden mit Lagern, wie beispielsweise Kugellagern oder zylindrischen Metallen, gelagert, so daß sie sich drehen können. Die Achsen 4 weisen hohle Abschnitte an ihren Achsen auf, um dem Inneren der Riemenscheiben 100 Fluid zuführen zu können.
Die Achse 4 der Antriebsseite wird von einem Motor angetrieben, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Die Drehung der Antriebsseite wird auf die Achse 4 der Abtriebsseite durch eine Kraftübertragungseinrichtung, so beispielsweise einen Riemen 20 oder eine Kette, übertragen.
Als ein Riemen 20 kann jeder beliebige Riemen, wie beispielsweise ein Rundriemen, ein Flachriemen, ein Zahnriemen sowie ein Keilriemen eingesetzt werden. Fig. 1(A) veranschaulicht ein Prinzip einer Übertragung in dem Zustand, in dem ein Flachriemen gespannt ist.
Jede Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser auf der Antriebsseite und der Abtriebsseite kann zwei verschiedene Außendurchmessermaße haben, d. h. einen kleinen Durchmesser und einen großen Durchmesser, wie dies in Fig. 1(A) und 1(B) dargestellt ist. Obwohl es vier Kombinationen der Außendurchmessergrößen gibt, entspricht für den Fall, daß beide Riemenscheiben das gleiche Durchmessermaß haben, die Drehzahl der Riemenscheibe an der Abtriebsseite der der an der Antriebsseite, und die Riemenscheibe an der Abtriebsseite kann drei Drehzahlen aufweisen. Das heißt, die Drehzahl der Achse 4 an der Abtriebsseite kann bei dem Getriebe 50 in drei Stufen verändert werden.
Fig. 1(A) veranschaulicht einen Zustand, in dem die Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser an der Abtriebsseite ihr Außendurchmessermaß vergrößert, indem ihr Fluid zugeführt wird. Der Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser an der Antriebsseite wird kein Fluid zugeführt, und ihr Außendurchmesser bleibt auf einem ursprünglichen kleinen Außendurchmesser.
Fig. 1(B) veranschaulicht einen Zustand, in dem die Riemenscheibe 100 mit variablem Außendurchmesser an der Antriebsseite ihr Außendurchmessermaß vergrößert, indem ihr Fluid zugeführt wird, während die Abtriebsseite einen ursprünglichen kleinen Außendurchmesser beibehält.
Das Verändern des Riemenscheiben-Außendurchmessers der Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser wird automatisch oder manuell unter Verwendung eines fluidgesteuerten Ventils, wie beispielsweise eines Magnetventils oder eines strömungsmechanischen Elementes, ausgeführt. Die Riemenspannung wird in jedem Zustand mit einer Einrichtung, wie beispielsweise einer Spannrolle 21 oder einer Spannriemenscheibe, reguliert.
Es kann jedes beliebige Fluid, so beispielsweise Luft, Öl usw., eingesetzt werden. Als Luftzufuhr kann beispielsweise ein mit dem Getriebe zu einer Einheit kombinierter Kompressor, ein gewöhnlicher Kompressor oder eine Handluftpumpe separat von dem Getriebe eingesetzt werden.
Eine Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser, die in einem Getriebe gemäß der ersten beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist in Fig. 2 bis Fig. 9 dargestellt. Fig. 2 und 3 sind Schnittansichten einer Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser entlang der Linie 50-50 in Fig. 1 bzw. der Linie 51-51 in Fig. 2.
Ein Rohr 1 weist eine Vielzahl von Durchgangslöchern auf, so beispielsweise vier Durchgangslöcher 12, die in der zylindrischen Wand des Rohrs 1 um 90º beabstandet sind. Das Rohr 1 besteht aus hartem Material, wie beispielsweise Metall, Epoxydharz, faserverstärktem Kunststoff oder Polystyrol, und wird mit einer numerisch gesteuerten Drehbank aus Metall oder durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt. Das Rohr 1 ist zwischen Seitenplatten 2 über einen Randabschnitt 9C als Abdichtteil 9 eingeschlossen. Die Seitenplatten 2 werden normalerweise durch Pressen einer Metallplatte hergestellt, sie können jedoch auch durch das Spritzgießen von Kunststoff hergestellt werden.
Die Seitenplatten 2 werden mit scheibenförmigen Gummidichtungen 5, scheibenförmigen Dichtungshaltern 6 und Schrauben 7 luftdicht an einer Achse 4, die die Riemenscheibe 100 trägt, entlang der Achse des Rohrs 1 gehalten.
Rechteckig geformte Drehverhinderungsplatten 13 mit im allgemeinen halbkreisförmigen Kerben werden in die H-Einschnitt-Nuten an vier Positionen (jeweils eine am oberen und unteren Teil der Achse 4) eingesetzt, wie dies mit dem Buchstaben C in Fig. 2 angedeutet ist, und werden zusammen mit den scheibenförmigen Dichtungshaltern 6 mittels der Schrauben 7 an den Seitenplatten 2 befestigt.
Ein Teü der scheibenförmigen Gummidichtung 5 wird in eine Richtung gedrückt, in der das Umfangsteil der Mittelöffnung mit der Achse 4 in Kontakt kommt, und entsprechend dem Drehmoment, das auf die Schrauben 7 ausgeübt wird, erfüllen die Gummidichtungen 5 eine Dichtungsfunktion zwischen der Achse 4 und dem Inneren des Rohrs 1. Daher ist es nicht erforderlich, die Oberfläche der Achse 4 feinzubearbeiten, und ausreichende Dichtungswirkung liegt auch dann vor, wenn der Stahl der Achse 4 eine rauhe Oberfläche hat.
Die Seitenplatten 2 und das Rohr 1 werden durch die Schrauben 7, Muttern 14 und die Randabschnitte 9C (in der Fig. 2 oberer und unterer) des Abdichtteils 9 luftdicht gehalten.
Das Abdichtteil 9 wird hergestellt, indem elastisches Material, wie beispielsweise Silikongummi, Gummimaterial, wie beispielsweise Butylgummi oder Weichplastik, zu einer Einheit geformt werden, wie dies in Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Das Formen zu einer Einheit kann beispielsweise durch Gießen oder Spritzgießen ausgeführt werden.
Das Abdichtteil 9 wird enganliegend in das Rohr 1 eingepaßt. Das Abdichtteil 9 besteht, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, aus einem zylindrischen Schaft 9D, Durchgangslöchern 9B, Membranen 9A, Randabschnitten 9C und kreisförmigen Nuten 9E.
Die Durchgangslöcher 9B sind an vier Positionen entsprechend jedem Durchgangsloch 12 vorhanden, das an der zylindrischen Wand des Rohrs 1 vorhanden ist, und Tragewellen 10A der Gleitkörper 10 passen so in die Durchgangslöcher 12 hinein, daß sie ungehindert gleiten können. Die Membranen 9A sind an vier Positionen angeordnet, die jedem Durchgangsloch 12 entsprechen, die an der zylindrischen Wand des Rohrs 1 vorhanden sind, und bilden Napfformen, die in den zylindrischen Schaft 9D hinein vorstehen.
Die kreisförmigen Nuten 9E und die Randabschnitte 9C, die an beiden Enden des Rohrs 1 angebracht sind, bewirken enge Abdichtung zwischen den Seitenplatten 2 und dem Rohr 1, die durch die Schrauben 7 und die Muttern 14 ermöglicht wird. Die Form der Membran 9A kann beliebig gewählt werden, es kann sich beispielsweise statt um einen Napf um einen Balg oder ein Polyeder handeln.
Die Durchgangslöcher 12 in der zylindrischen Wand des Rohrs 1, in denen sich die Tragewellen 10A der Gleitkörper 10 ungehindert bewegen, werden durch die Membranen 9A der Abdichtteile 9 enganliegend abgedichtet, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht auf den Gleitkörper 10 sind in Fig. 8 und 9 zu sehen. Der Gleitkörper 10 ist so aufgebaut, daß sich eine Rille 10D zwischen kreisbogenförmigen Riemenscheiben-Umfangsteilen 10B befindet. Die kreisbogenförmigen Riemenscheiben-Umfangsteile 10B liegen an einem Ende der Tragewelle 10A und bilden eine Riemenscheiben-Umfangsfläche. Die Gleitkörper 10 werden mit Harz, wie beispielsweise faserverstärktem Kunststoff, in eine gewünschte Form gebracht. Sie können beispielsweise durch spannende Bearbeitung von Metall, Druckgießen oder Spritzgießen von Metall oder Harzen hergestellt werden.
Die Nuten 10F sind gleichmäßig beabstandet angeordnet, um die Reibung beim Kontakt mit einem Flachriemen oder beim Einsatz eines Zahnriemens zu erhöhen.
Fig. 2 zeigt eine Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser, bei der ein Flachriemen gespannt ist. Der Querschnitt des Umfangs der Riemenscheibe ist flach dargestellt, er kann jedoch konvex sein, so daß der Riemen nicht aus der Riemenscheibe herausrutscht.
Er kann bei einem Rundriemen konkav oder bei einem Keilriemen keilförmig sein. Eine Schnittansicht einer Riemenscheibe 500 mit veränderlichem Außendurchmesser für ei nen Keilriemen ist in Fig. 15 dargestellt. Ein Rundriemen kann für die Riemenscheibe 500 mit veränderlichem Außendurchmesser mit V-förmigen Nuten an ihrem Umfang eingesetzt werden. Eine Vielzahl von Keilnuten kann statt einer einzelnen Nut parallel vorhanden sein. Ein Kettenrad kann für einen Kettenriemen (nicht dargestellt) eingesetzt werden.
Die Anzahl der Zähne muß so gewählt werden, daß sich der Eingriff der Zähne in jedem beliebigen Zustand mit kleinem und vergrößertem Durchmesser nicht löst, wenn eine Kette oder ein Zahnriemen eingesetzt wird.
Die Gleitkörper 10 sind so aufgebaut, daß die Rillen 10D sich zwischen den kreisbogenförmigen Riemenscheiben-Umfangsteilen 10B befinden, die an einem Ende der Tragewellen 10A angeordnet sind, und eine Riemenscheiben-Umfangsfläche bilden. Wenn die kreisbogenförmigen Riemenscheiben-Umfangsteile die dargestellte Form und das vorgegebene Abmaß haben, kann mit der Struktur, wenn die Gleitkörper 10 radial an vier um 90º auseinanderliegenden Positionen angeordnet sind, verhindert werden, daß die kreisbogenförmigen Riemenscheiben-Umfangsteile 10B einander stören, so daß sie Riemenscheiben-Umfangsteile 1 OB bilden, die fortlaufend sind, wenn der Außendurchmesser der Riemenscheibe vergrößert wird.
Die Form der Positionen der Riemenscheiben-Umfangsteile 10B muß nicht symmetrisch sein, und sie können wie ein Buchstabe Y oder S so angeordnet sein, daß sie fortlaufend sind.
Ein Ende des Gleitkörpers 10 ist eine Tragewelle 10A mit einem kreisförmigen Querschnitt. Gummiringe 11 sind in der Rille 10D der Gleitkörper 10 angeordnet. Der Gummiring 11 hat die Funktion, die Gleitkörper 10 (bei der in der Fig. 2 dargestellten beispielhaften Ausführung vier Stück) gleichzeitig auf die Achse der Achse 4 zuzuschieben und die Gleitkörper 10 wieder in die Ausgangsposition zurückzuführen, wenn die Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser einen kleinen Durchmesser aufweist. Statt des Gummirings 10 zum Zurückführen der Gleitkörper 10 in die Ausgangsposition kann eine Einrichtung, die Zug auf die Membranen 9A ausübt, so beispielsweise eine ringförmige Zug-Schraubenfeder, die ihren Anfangs- und Endpunkt verbindet, oder jede beliebige andere Einrichtung verwendet werden.
Dem zylindrischen Schaft 9D des Abdichtteils 9 wird auf ein vorgegebenes Zeitsteuersignal hin Luftdruck über eine Dreh-Luftkupplung 17, einen Fluidkanal 15 entlang der Achse der Achse 4 und ein Querverbindungsloch 16 zugeführt.
Die Membranen 9A des Abdichtteils 9, die in Fig. 4 dargestellt sind und in Fig. 5 mit B gekennzeichnet sind, werden durch die Druckluft verschoben, verformen sich von einer Napfform zu einer flachen Plattenform und drücken die Tragewellen 10A der Gleitkörper 10 weiter aus den Durchgangslöchern 12 des Rohrs 1 heraus.
Das Ende des Hubs der Gleitkörper 10, die von der Druckluft verschoben werden, stellt eine Arbeitsbereichsgrenze (oberer Totpunkt) der Gleitkörper 10 dar, an der die vorstehenden Teile 10C der Gleitkörper 10 an den hakenförmigen Randabschnitten 2A der C-förmigen Seitenplatten anschlagen.
Die Riemenscheiben-Umfangsteile 10B der Gleitkörper 10, die aus dem Rohr 1 herausgedrückt werden, bilden eine Umfangsfläche mit einem gewünschten größeren Außendurchmesser, wie dies in Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Gleichzeitig dehnen sie den Gummiring 11, der in den Rillen 10D der Gleitkörper 10 befestigt ist.
Der Druckwiderstand zylindrischer elastischer Körper aus Gummi beträgt normalerweise nur ungefähr 2 kgf/cm.
Bei der vorliegenden Erfindung kann den Membranen 9A Druckluft mit 2 bis 5 kgf/cm zugeführt werden.
Bei Drücken zur Vergrößerung der Riemenscheibe verformen sich die Membranen 9A, die aus Weichgummi bestehen, zu flachen Platten und werden zu schmalen Rändern bzw. schmalen Spalten gedrückt. Wiederholte Krafteinwirkung auf die Membran 9A bewirkt, daß die weiche Oberfläche der Membran 9A allmählich abplatzt und daß ihre Druckwiderstandsfestigkeit schließlich abnimmt und die Membran 9A reißt. Um Explosion oder Reißen der Membranen 9A aufgrund wiederholten Betriebes unter hohem Druck zu verhindern, werden die Kantenteile der Tragewellen 10A mit runden Ecken 10E versehen, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist.
Bei der Arbeit mit Druckluft werden die verformten Abschnitte der Membranen 9A an die Innenwand des zylindrischen Schafts 9D des Abdichtteils 9 und die runden Ecken 10E der Tragewellen 10A gedrückt, wie dies in dem Kreis in Fig. 5 dargestellt ist, um die Biegeverformung des Abdichtteils 9 auf ein Minimum zu verringern.
Die Membranen 9A, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, können eine Lebensdauer von über 2 Millionen Zyklen bei einem Luftdruck von mehr als 5 kgf/cm haben.
Wenn die Druckluft, die auf die Membranen 9A drückt, über den Fluidkanal 15 der Achse 4 abgelassen wird, verändert sich der Außendurchmesser der Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser von einem vergrößerten Durchmesser zu einem ursprünglichen kleinen Durchmesser.
Wenn der Luftdruck im Inneren des Abdichtteils 9 abnimmt, werden die Tragewellen 10A im Inneren des Rohrs 1 durch die Spannung des Gummirings 11 verschoben, so daß die Gleitkörper 10 in ihre Ausgangsposition zurückkehren, wie dies in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Anschließend wird die Umfangsfläche (Außendurchmesser) des Riemenscheiben-Umfangsteils 10B kleiner als der Außendurchmesser der Seitenplatten 2.
In einem Zustand, in dem der Außendurchmesser klein ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, bilden die Riemenscheiben-Umfangsteile 10B der Gleitkörper 10 keinen glatten Kreis. Unebene Teile entstehen an den einander überlappenden Kantenabschnitten der Riemenscheiben-Umfangsteile 10B. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei einem vergrößerten Außendurchmesser eine glatte kreisförmige Umfangsfläche entsteht, und selbst wenn diese der Darstellung in Fig. 3 entspricht, wird dadurch normalerweise die Kraftübertragung nicht behindert, wenn jedoch Probleme auftreten, können die unebenen Teile durch Abschrägen der Kantenabschnitte der Riemenscheiben-Umfangsteile 10B oder Verringerung der einander überlappenden Abschnitte entfernt werden. Statt der Ausbildung einer glatten Umfangsfläche in einem Zustand mit vergrößertem Außendurchmesser kann eine glatte Umfangsfläche in einem Zustand mit kleinem Außendurchmesser hergestellt werden.

(Zweite beispielhafte Ausführung)

Ein Prinzip eines Getriebes 51 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt. Ein Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser ist lediglich an einer Antriebsseite angebracht, und an einer Abtriebsseite ist eine Riemenscheibe 115 mit unveränderlichem Außendurchmesser angebracht. Dementsprechend weist die Abtriebsseite zwei Drehzahlen auf. In diesem Fall kann eine Achse 16 an der Abtriebsseite entweder eine massive Welle oder eine Hohlwelle sein. Darüber hinaus ist eine Konstruktion möglich, bei der eine Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser an einer Abtriebsseite angebracht ist, und eine Riemenscheibe 115 mit unveränderlichem Außendurchmesser an einer Antriebsseite angebracht ist.
Fig. 10(A) veranschaulicht einen Zustand, in dem der Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser an der Antriebsseite Fluid zugeführt wird und ihr Außendurchmesser auf ein großes Maß ausgedehnt wird. Fig. 10(B) veranschaulicht einen Zustand, in dem Fluid in der Riemenscheibe 100 mit veränderlichem Außendurchmesser an der Antriebsseite abgelassen wird und sich ihr Außendurchmesser auf eine ursprüngliche kleine Größe verringert.
Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer Riemenscheibe 500 mit veränderlichem Außendurchmesser entlang der Linie S0-S0 in Fig. 10, und sie zeigt einen Zustand, in dem die Riemenscheiben-Umfangsfläche einen glatten und einen kleinen Außendurchmesser aufweist, wenn Fluid abgelassen wird.
Fig. 12 ist eine Schnittansicht der Riemenscheibe 500 mit veränderlichem Außendurchmesser entlang der Linie S1-S1 in Fig. 11. Zwischenräume sind zwischen benachbarten Riemenscheiben-Umfangsteilen 161 OB der Gleitkörper 1610 vorhanden. Die Zwischenräume sind in Fig. 12 übertrieben dargestellt. In dem Zustand, in dem der Außendurchmesser durch die Zufuhr von Fluid vergrößert wird, vergrößern sich die Zwischenräume zwischen den benachbarten Riemenscheiben-Umfangsteilen 161 OB der Gleitkörper 1610 weiter.
Es kann jede beliebige andere Variante als die obenbeschriebene Struktur einer Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser, bei der Gleitkörper um 90º beabstandet sind, eingesetzt werden.
Ein Getriebe mit Riemenscheiben mit veränderlichem Außendurchmesser, bei dem der Außendurchmesser der Riemenscheibe vergrößert wird, indem Gleitkörper radial bewegt werden, ist daher einfach aufgebaut und weist ausgezeichnete Dauerermüdungseigenschaften auf. Es kann ein Flachriemen, ein Rundriemen, ein Zahnriemen, ein Keilriemen oder eine Kette als Kraftübertragungseinrichtung eingesetzt werden.

Claims

1. Getriebe, das umfaßt:

ein Paar Riemenscheiben (100); und

eine Kraftübertragungseinrichtung (20), die Kraft zwischen dem Paar Riemenscheiben überträgt;

wobei eine oder beide der Riemenscheiben eine Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser ist, die umfaßt:

einen Rohrabschnitt (1) mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern, die radial um die Seitenwand des Rohrabschnitts herum angeordnet sind; und

eine Vielzahl von Gleitkörpem (10), die in entsprechenden der Durchgangslöcher angeordnet sind und eine Riemenscheiben-Umfangsfläche bilden;

und wobei sich die Gleitkörper durch über einen Fluidzuführkanal zugeführtes Fluid in einer Richtung bewegen, in der der Außendurchmesser der Riemenscheibe zunimmt;

dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Riemenscheibe mit veränderlichem Außendurchmesser des weiteren Abdichteinrichtungen (9) umfaßt, die Membraneinrichtungen (9A) umfassen, die jedem der Vielzahl von Löchern entsprechen, und die Abdichteinrichtungen und der Rohrabschnitt luftdicht zwischen Seitenplatten (20) gehalten werden, die an den Enden des Rohrabschnitts vorhanden sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, wobei jeder der Gleitkörper umfaßt:

ein Kreisbogenteil (10B), das ein Riemenscheiben-Umfangsteil mit einem vorgegebenen Winkel zum Spannen eines Riemens bildet; und

eine Tragewelle (10A), die in einem entsprechenden der Durchgangslöcher angeordnet ist.

3. Getriebe nach Anspruch 2, wobei:

der Riemen ein Rundriemen, ein Flachriemen, ein Keilriemen oder ein Zahnriemen ist.

4. Getriebe nach Anspruch 2, wobei jeder der Gleitkörper umfaßt:

ein Kreisbogenteil (10B), das ein Riemenscheiben-Umfangsteil mit einem vorgegebenen Winkel zum Spannen einer Kette bildet; und