(57)【要約】本発明は伝動装置に関する。この伝動装置の構成は、カップリングエレメント（１３）の幾何学形状と、リングディスク（１０）の周方向溝および形状結合エレメント（１２）の幾何学形状と、ガイドを有するスターディスクの幾何学形状と、リングディスク（１０）の、スターディスクに対する間隔とが、負荷円弧の通走時にカップリングエレメント（１３）とスターディスクとの間に発生する力が形状結合式の接触を生ぜしめるか、またはこれを強化するように選択され、形状結合式の接触時に、押し付け力が、カップリングエレメント（１３）をリングディスク（１０）およびスターディスクに対して面平行な位置に保持するモーメントを生ぜしめ、該モーメントが、リングディスク（１０）からカップリングエレメント（１３）への力伝達の作用平面と、カップリングエレメント（１３）からスターディスクへの力伝達の作用平面との間の間隔により規定される傾倒モーメントよりも大きい点により特徴付けられている。
2006513379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段階に調整可能な伝動装置であって、形状結合エレメント（１２）、有利には歯部、ならびに周方向溝（１１）を有する１つのリングディスク（１０）と、該リングディスク（１０）に対して任意の同心的または偏心的な位置にシフト可能な、半径方向ガイドを有する１つのスターディスクと、少なくとも２つのカップリングエレメント（１３）とが設けられており、該カップリングエレメント（１３）が一方では、前記周方向溝（１１）内でガイドされ、かつ前記形状結合エレメント（１２）に対して相補的に形成された形状結合エレメントを有しており、他方では、軸方向で突出した、スターディスクに設けられた複数の半径方向ガイドのうちの１つの半径方向ガイド内で運動可能な伝達ピン（１４）を有しており、各カップリングエレメント（１３）が、リングディスク（１０）の周方向溝（１１）内での循環的な運動時に、ある特定の部分円弧にわたって延在する負荷経路を通走し、該負荷経路内でリングディスク（１０）の形状結合エレメント（１２）と係合するようになっており、さらに無負荷円弧としての残りの部分円弧を通走し、該無負荷円弧内で、形状結合式の係合が解放（連結解除）されているようになっており、その際、リングディスクおよびスターディスクの偏心的な位置の変更により変速比が変更可能である
形式のものにおいて、
カップリングエレメント（１３）の幾何学形状と、リングディスクの周方向溝および形状結合エレメント（１２）の幾何学形状と、ガイドを有するスターディスクの幾何学形状と、リングディスクの、スターディスクに対する間隔とが、負荷円弧の通走時にカップリングエレメント（１３）とスターディスクとの間に発生する力が形状結合式の接触を生ぜしめるか、またはこれを強化するように選択され、形状結合式の接触時に、押し付け力が、カップリングエレメント（１３）をリングディスクおよびスターディスクに対して面平行な位置に保持するモーメントを生ぜしめ、該モーメントが、リングディスクからカップリングエレメントへの力伝達の作用平面と、カップリングエレメントからスターディスクへの力伝達の作用平面との間の間隔により規定される傾倒モーメントよりも大きい
ことを特徴とする、無段階に調整可能な伝動装置。
【請求項２】
形状結合エレメントの有効な幅が、連結された状態で、伝達ピンの機械的に有効な長さと、リングディスクとスターディスクとの間の間隔、すなわちギャップ寸法との合計と少なくとも同じ大きさにある、請求項１記載の伝動装置。
【請求項３】
カップリングエレメント（１３）をガイドするために役立ち、かつ摩擦力を生ぜしめる、リングディスク（１０）内の接触面が以下のように形成され、かつ配置されている、すなわち、すべての摩擦力の合力の作用線がリングディスクの中心点から、カップリングエレメントとスターディスクとの間の合力の作用線よりも遠位に（もしくは近位に）位置しているように、歯部力の作用線がやはりリングディスクの中心点から、カップリングエレメントとスターディスクとの間の作用線よりも遠位に（もしくは近位に）位置しているときに形成され、かつ配置されている、請求項１または２記載の伝動装置。
【請求項４】
カップリングエレメントが軸方向孔を有しており、該軸方向孔が、カップリングエレメントの旋回軸線の上側でこれに対して平行にならびに伝達ピン・長手方向軸線の上側でこれに対して平行に位置し、かつ圧縮ばね（１６）を収容しており、該圧縮ばね（１６）が一方で、リングディスクおよびスターディスクの平面に対して面平行に位置するガイド壁（１７）（衝突ディスク）に支持されており、他方で、周方向溝（１１）の、これに対して平行なガイド壁に支持されているか、またはカップリングエレメントに設けられた別のばねがガイド壁と周方向溝との間で作用する、請求項１から３までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項５】
リングディスク（１０）が、形状結合エレメント（１２）の面に対して平行に位置する別のリング面（１８）を有しており、該リング面（１８）に、ばね（１９）が支持されており、該ばね（１９）の他方の自由端部がカップリングエレメントにばね弾性的に作用しており、リング面（１８）におけるばね（１９）の接触点と、カップリングエレメントにおけるばねの接触点とを結ぶ線と、カップリングエレメントにおけるばねの前記接触点を通る半径線との間の角度（α）が、条件式ｔａｎ（α）≦ｍｙ（ただし、ｍｙ＝リング面（１８）におけるばね（１９）のすべりガイドの摩擦係数）を満たす、請求項１から４までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項６】
カップリングエレメント（１３）の、無負荷円弧から負荷円弧への移行時に発生するトルクが、摩擦（Ｒ）と、クランプエレメント（１３）の、リングディスクの形状結合エレメント（１２）と係合する第１の形状結合エレメントの、クランプエレメント回転軸線からの間隔（ａ）との積から得られるトルク（Ｍｒ）よりも大きい、請求項１から５までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項７】
衝突ディスク（１７）が直接的に、またはローラ（２２）を介して間接的に伝達ピン（１４）に接触して位置しており、その結果、カップリングエレメント（１３）がこの接触によりリングディスクの周囲に沿って最小の傾倒てこ作用を伴ってガイドされる、請求項１から５までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項８】
第２の衝突ディスクが内側の半径に設けられ、前記衝突ディスク（１７）と相俟って周方向スリットを解放し、該周方向スリットを通して、伝達ピン（１４）がカップリングエレメントから突出し、それにより直接的に、またはローラ（２２）を介して間接的に、ピン（１４）の、周囲に沿った最小の傾倒てこ作用を伴うガイドが保証される、請求項７記載の伝動装置。
【請求項９】
カップリングエレメント（１３）の連結時に回転するすべての質量の重心が実質的に、カップリングエレメントが連結時に回転する回転軸線上に位置する、請求項１から８までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項１０】
形状結合エレメント（１２）が、斜向きに刻まれた歯部として形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項１１】
カップリングエレメント（１３）の、リングディスク（１０）に設けられた周方向溝（１１）内でのガイド、および伝達ピン（１４）の、スターディスクの半径方向ガイド内でのガイドのためのはめあい公差が、できるだけ狭く選択される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項１２】
カップリングエレメントが、形状結合エレメントを中断する溝を有しており、該溝内に、リングディスクの、ディスク状のガイドが滑動可能に係入する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項１３】
有利には円形の輪郭を有するリングが偏心的に伝達ピン（１４）に設けられており、その結果、リングディスク（１０）からこのリングに及ぼされる力が、カップリングエレメント（１３）の、実質的にピン（１５）の長手方向軸線を中心とする回転を惹起する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の伝動装置。
【請求項１４】
リング上にかつ／または伝達ピン（１４）のヘッド上に、スリーブが組み付けられており、該スリーブが、スターディスクの半径方向溝および／または周方向溝（１１）内でのすべり運動の代わりにころがり運動を実施する、請求項１３記載の伝動装置。
【請求項１５】
リングおよび／またはスリーブおよび／または伝達ピン（１４）がカラーを有しており、該カラーが負荷下でも伝達ピン（１４）およびカップリングエレメントを、リングディスク（１０）に対して面平行に保持する、請求項１３または１４記載の伝動装置。
【請求項１６】
ガイドエレメント、有利にはガイドピン、空気ガイドまたは潤滑剤ガイド、またはカップリングエレメントの運動の外的な制御のための磁石が設けられている、請求項１から１５までのいずれか１項記載の伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段階に調整可能な伝動装置であって、形状結合エレメント、有利には歯部、ならびに周方向溝を有する１つのリングディスクと、該リングディスクに対して任意の同心的または偏心的な位置にシフト可能な、半径方向ガイドを有する１つのスターディスクと、少なくとも２つのカップリングエレメントとが設けられており、該カップリングエレメントが一方では、前記周方向溝内でガイドされ、かつ前記形状結合エレメントに対して相補的に形成された形状結合エレメントを有しており、他方では、軸方向で突出した、スターディスクに設けられた複数の半径方向ガイドのうちの１つの半径方向ガイド内で運動可能な伝達ピンを有しており、各カップリングエレメントが、リングディスクの周方向溝内での循環的な運動時に、ある特定の部分円弧にわたって延在する負荷経路を通走し、該負荷経路内でリングディスクの形状結合エレメントと係合するようになっており、さらに無負荷円弧としての残りの部分円弧を通走し、該無負荷円弧内で、形状結合式の係合が解放（連結解除）されているようになっており、その際、リングディスクおよびスターディスクの偏心的な位置の変更により変速比が変更可能である形式のものに関する。
【０００２】
そのような伝動装置は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９５３６４３号明細書に記載されている。
【０００３】
欧州特許第０７０８８９６号明細書に基づいて公知の、無段階またはほぼ無段階に調節可能な形状結合式のサテライト型伝動装置（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅｎｇｅｔｒｉｅｂｅ）は、１つの駆動エレメントと、１つの被動エレメントと、合わせて１つのサテライト車を成す複数の個別的な車とを有している。サテライト車はセントラル車に永久的に形状結合されている。サテライト車およびセントラル車の有効な半径の比と、サテライト車およびセントラル車相互の偏心的な位置とが、適当な手段により変更されると、相応の形式で駆動エレメントと被動エレメントとの間の回転数比が規定される。サテライト車を形成する車は、セントラル車に対する偏心的な位置で、トルクを伝達する負荷経路と、無負荷の経路とを周期的に通走する。その際、これらの車は一方ではサテライト車軸線を中心に回転（公転）可能に配置されており、他方では、方向に関連して接続されるクラッチを介して一方向でのみその独自の軸線を中心に回転（自転）可能に配置されている。無負荷の経路から負荷円弧経路へと移行すると、車は形状結合式の係合により自転を阻止されて、その都度かかっているトルクを伝達する。トルク伝達の不均等性は、負荷円弧により規定される半径および／または有効な接線方向成分を周期的な調整により変更することで、少なくとも部分的に補償される。本文献に記載された具体的な実施例では、カップリングエレメントが、駆動エレメントの周囲に設けられ、被動側で、そこに設けられた半径方向の溝により、種々異なる走行半径を取ることができる。その際、カップリングエレメントは、方向に関連して接続される種々異なる摩擦力結合作用および／または形状結合作用を介して、被動エレメントにおける最高の角速度につながるカップリングエレメントが常にトルクを担うように係合させられる。
【０００４】
欧州特許第１００３９８４号明細書には、サテライトエレメントもしくはクランプエレメントを備えたそのような伝動装置の別の構成が記載されている。サテライトエレメントもしくはクランプエレメントは、単数部分または複数部分から成るベースボディと、単数部分または複数部分から成るコンタクトボディとから成る。コンタクトボディは、トルクを伝達する位置で、駆動エレメントのガイド内にロックされて当て付けられている。その際、突出したクランプボディピンまたはクランプボディに結合されたエレメントは、複式（ｚｗｅｉｓｃｈｎｉｔｔｉｇ）に、すなわちその都度２つの、軸方向でずらされた部分を備えて、被動エレメントの半径方向のガイド内に配置されている。クランプエレメントは、そこに記載された別の構成によれば、非円形の横断面を有するコンタクトボディを有していることもできる。その際、コンタクトボディの面区分はその曲率半径でもって、リングディスクのリング溝内壁の面湾曲に適合されている。リングディスクのリング溝内壁と共に、コンタクトボディの上記面区分は、トルクを伝達する位置で、摩擦力結合式の当接、すなわち面接触を形成する。その結果、ヘルツ応力は最小化される。その際、半径の比は０．６〜１．４の間にあるべきである。
【０００５】
そのような伝動装置の機能にとって重要であるのは、サテライトエレメントもしくはカップリングエレメントの機能原理のための、コンパクトに構成し、高周波での、接続正確に連結可能な技術的解決策である。高周波での連結（カップリング）もしくは連結解除（デカップリング）の課題は確かに、フリーホイールで課される課題に対してある程度の類似性を示すが、フリーホイールは、ここで述べられている伝動装置とは多くの点で異なる。フリーホイールがあらゆる任意の箇所ですべてのまたはできるだけ多くのカップリングエレメント、例えばクランプボディ（スプラグ）または止めづめにより、できるだけ接続正確に係止されるべきであるのに対し、クランプボディと共に作業する伝動装置（いわゆるサテライト型伝動装置）の場合、係止および係止解除は常に所定の箇所で、すなわちいわゆる負荷円弧経路への進入時に実施されねばならない。その際、常に１つのカップリングエレメントだけが係合していてよく、それに対してその他のカップリングエレメントはいわゆる無負荷円弧を通走する。さらに、サテライト型伝動装置の場合、かなり高い要求がカップリングエレメントに課されることになる。カップリングエレメントはその都度個別的に力を直接駆動ディスクとしてのリングディスクから被動ディスクとしてのスターディスクへと伝達しなければならない。これに対して、フリーホイールの場合、その間でクランプボディが回転する内輪または外輪への力導入が規則的にすべてのクランプボディを介して実施される。伝動装置の場合、連結プロセスの回数ならびにその都度１つの個々のカップリングエレメントを介して伝達される力もより高い。
【０００６】
それゆえ本発明の課題は、冒頭で述べた形式の無段階式の伝動装置を改良もしくは改善して、伝動装置が簡単かつ機能確実に構成されているようにすることである。
【０００７】
上記課題は請求項１記載の伝動装置により解決される。
【０００８】
本発明による無段階に調整可能な伝動装置は、周方向溝と、有利にはリング状の歯形として形成されている形状結合エレメントとを備えたリングディスクを有している。上記周方向溝内で、形状結合エレメントを有するカップリングエレメントがガイドされる。カップリングエレメントの形状結合エレメントはリングディスクの形状結合エレメントに対して相補的に形成されている、つまり、特にリングディスクの歯部に形状結合式に係合するために適した歯形を有している。このカップリングエレメントは、部分円弧にわたって延在する、かかっているトルクを伝達する負荷円弧と、無負荷円弧とを通走する。負荷円弧への進入時に、クランプエレメントは連結される、すなわちリングディスクの形状結合エレメントと、クランプボディの、対応して形成された形状結合エレメントとの間での、形状結合式の係合は、カップリングエレメントが、有利には伝動装置のリングディスクおよびスターディスクの回転軸線に対して平行に位置する、ボディ固有の軸線を中心とした旋回を実施することにより形成される。この形状結合式の係合は負荷円弧内で維持される。負荷円弧から無負荷円弧への移行時、クランプボディは逆旋回させられる。これにより、形状結合式の係合は解放される。各カップリングエレメントは、軸方向で突出した、スターディスクに設けられた複数の半径方向ガイドのうちの１つの半径方向ガイド内で運動可能な伝達ピンを有している。伝達ピンを介して、負荷円弧の通走時にかかっている力がスターディスクに伝達される。このいわゆる「単式の（ｅｉｎｓｃｈｎｉｔｔｉｇ）」力伝達が有する利点は、伝動装置の構造が簡単なまま維持されることができる点にある。
【０００９】
スターディスクの、リングディスクに対する同心的または偏心的な位置次第で、変速比は変更されることができる。伝達ピンは変速比の変更時に、溝状であることができる半径方向ガイド内を走行するか、または旋回可能なクランプジョーの、半径方向で延びる面に沿って走行する。クランプジョーは変速比の調節時に互いに閉鎖方向で、伝達ピンを所望の位置に固定するように旋回可能である。上記半径方向ガイドは直線的に延びていても、軽微な円弧を描いて延びていてもよい。
【００１０】
本発明により、カップリングエレメントの幾何学形状と、リングディスクの周方向溝および形状結合エレメントの幾何学形状と、ガイドを有するスターディスクの幾何学形状と、リングディスクの、スターディスクに対する間隔とが、負荷円弧の通走時にカップリングエレメントとスターディスクとの間に発生する力が形状結合式の接触を生ぜしめるか、またはこれを強化するように選択され、形状結合式の接触時に、押し付け力が、カップリングエレメントをリングディスクおよびスターディスクに対して面平行な位置に保持するモーメントを生ぜしめ、該モーメントが、リングディスクからカップリングエレメントへの力伝達の作用平面と、カップリングエレメントからスターディスクへの力伝達の作用平面との間の間隔により規定される傾倒モーメントよりも大きい。有利には、リングディスクの形状結合エレメントならびにカップリングエレメントの形状結合エレメントが、最も有利な事例でも歯ピッチと同じ高さにあることができるにすぎない接続精度を高めるために、できるだけ多くの歯を周囲に有している。リングディスクの形状結合エレメントの周囲が決まっている場合、個々の歯は、より多くの歯が使用されるべきであればあるほど小さくなる。しかし、小さな歯は必然的に小さな接触面を提供する。歯の面圧が、許容可能な材料負荷により制限されているので、場合によっては、伝達可能なトルクは極めて僅かとなる。この理由から、各カップリングエレメントはフリーホイールの止めづめとは異なり、複数の歯から成る形状結合エレメントを備えた接触面を有している。その際、歯は、リングディスクの形状結合エレメントの、その都度存在する歯に係入する。伝達可能な周方向力を高めるために、クランプエレメントは、カップリングエレメントにおいて伝達される周方向力が、係止解除を生ぜしめる可能な歯面力に基づく回転モーメントＭ２よりも常に大きな回転モーメントＭ１を惹起するように構成される。付加的に、伝達可能なトルクは、それにより高い押し付けにより負荷される接触面での摩擦が、周方向での歯力の成分に対して作用することにより高められる。
【００１１】
カップリングエレメントからスターディスクへの、選択された単式の力導出時、導入する力および導出する力の作用線は、間隔ｌｅを有する異なる平面内に位置する。成立している均衡条件に基づいて、導入する力Ｆｅｉｎおよび導出する力Ｆａｕｓは同じ大きさであり、逆向きに方向付けられている、すなわち両者は方程式Ｆｅｉｎ＝−Ｆａｕｓを満たす。それにより、カップリングエレメントに対して傾倒モーメントＭｋｉｐｐ＝ｌｅ×Ｆａｕｓが作用する。これにより、カップリングエレメントの、リングディスクおよびスターディスクに対して面平行な平面からの回転が引き起こされる。それにより、クランプボディの幾何学形状は、回転モーメントＭ１＝Ｆｅｉｎ×ｌｅが歯部内での押し付け力を惹起するように選択されている。この押し付け力は、傾倒モーメントＭｋｉｐｐよりも大きな安定化モーメントＭｓにつながる。
【００１２】
前記解決策は、伝動装置の、考え得る、実際に可能なすべての負荷事例のために実現可能である。それというのも、伝動装置の、選択された幾何学形状時、上記モーメントにつながるすべての力が、その都度かかっているトルクに比例しているからである。その都度選択可能な幾何学的なパラメータは特に歯部の歯面角度、歯部の高さ、歯部の機械的に有効な幅、伝達ピンの機械的に有効な長さ、リングディスクの曲率半径、リングディスク内でのクランプエレメントのすべり輪郭の直径またはガイド長さ、リングディスクとスターディスクとの間のギャップ寸法、クランプエレメントの有効なクランプ角度ならびに歯部内の摩擦係数である。つまり、伝動装置の、課題として要求される安定性は、伝動装置設計時に、リングディスク平面もしくはスターディスク平面内に発生する力を考慮するだけではなく、これに対して垂直な力成分もしくはクランプエレメントの空間的な膨張の結果として発生するトルクもしくはてこ作用をも考慮した場合にのみ保証されることができる。
【００１３】
伝動装置の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【００１４】
有利には、形状結合エレメントの有効な幅が、連結された状態で、伝達ピンの機械的に有効な長さと、リングディスクとスターディスクとの間の間隔、すなわちギャップ寸法との合計と少なくとも同じ大きさにある。この基本的な条件は、その都度の基準面上での力分布が、実際の公差時にも実質的にコンスタントな経過を軸方向で有しており、かつ構成部分が言及すべき程の弾性を有していないという点から出発している。ただし、歯部の、リングディスクの周面に対して面平行に位置する面成分上での摩擦力の、安定化する影響は考慮されていない。
【００１５】
有利には、カップリングエレメントをガイドするために役立ち、かつ摩擦力を生ぜしめる、リングディスク内の接触面が以下のように形成され、かつ配置されている、すなわち、すべての摩擦力の合力の作用線がリングディスクの中心点から、カップリングエレメントとスターディスクとの間の合力の作用線よりも遠位に（または近位に）位置しているように、歯部力の作用線がやはりリングディスクの中心点から、カップリングエレメントとスターディスクとの間の作用線よりも遠位に（または近位に）位置しているときに形成され、かつ配置されている。この手段も、クランプエレメントの、連結時および連結解除時の旋回方向とは異なる方向での傾倒を回避するために役立つ。
【００１６】
別の構成では、カップリングエレメントが、リング溝内でガイドされるのではないか、もしくはリング溝内だけでガイドされるのではなく、その代わりにもしくは付加的に、直接伝達ピンにより衝突ディスクに半径方向で支持されているか、もしくは伝達ピン上にローラが被せ嵌められ、該ローラがやはり衝突ディスクに当て付けられている。付加的に、特別な構成では、伝達ピンの下側に位置する別の衝突ディスクがリングディスクに取り付けられている。それにより、本事例では伝達ピンが、両衝突ディスクにより開放される周方向スリットを通して、カップリングエレメントからスターディスク内に突入する。本事例では、リングディスクに設けられるリング溝が必ずしも必要でなくなり、省略することが可能である。この解決策の利点は減じられた所要スペースだけではなく、追い越し運転時のより低い傾倒モーメントにもある。それというのも、単数または複数の衝突ディスクとの接触におけるガイド力が、スターディスク内でのガイド力に対して極めて僅かな間隔を置いて作用し、それにより、機械的に有効な傾倒てこの長さが最小化されているからである。
【００１７】
本発明の別の構成では、カップリングエレメントが軸方向孔を有しており、該軸方向孔が、カップリングエレメントの旋回軸線の上側でこれに対して平行に位置し、かつ圧縮ばねを収容しており、該圧縮ばねが一方で、リングディスクに支持されており、かつ他方の端部で、衝突ディスクに滑動可能に支持されている。その結果、カップリングエレメントが軸方向でガイドされ、それと同時に、すべての摩擦力または少なくとも支配的な摩擦力が伝達ピンの上側で作用することが保証されている。その結果、作用する周方向力の方向転換時、連結または連結解除を支援するその都度のモーメントが生ぜしめられる。それにより、この圧縮ばねは、クランプエレメントの、追い越し運転時の側方への傾倒を防ぐ弾性的な支持部として役立つ。
【００１８】
本発明の別の構成では、リングディスクが、形状結合エレメントの面に対して平行に位置する実質的に平滑な別のリング面を有しており、該リング面に、ばねが支持されており、該ばねの他方の自由端部がカップリングエレメントにばね弾性的に作用しており、前記リング面におけるばねの接触点と、カップリングエレメントにおけるばねの接触点とを結ぶ線と、カップリングエレメントにおけるばねの前記接触点を通る半径線との間の角度（α）が、条件式ｔａｎ（α）≦ｍｙ（ただし、ｍｙ＝リング面（１８）におけるばね（１９）のすべりガイドの摩擦係数）を満たす。
【００１９】
無負荷円弧から負荷円弧への移行時のカップリングエレメントの確実な係止を形成するために、カップリングエレメントに作用するトルクが、摩擦と間隔ａとの積から得られるトルクよりも大きい（ただし、間隔ａは、クランプエレメントの、リングディスクの形状結合エレメントと係合する第１の形状結合エレメントがクランプエレメント回転軸線から有している間隔である。）。
【００２０】
カップリングエレメントの機能性をさらに最適化するために、カップリングエレメントの連結時に回転するすべての質量の重心が実質的に、カップリングエレメントが連結時（もしくは連結解除時）に回転する回転軸線上に位置する。
【００２１】
本発明の別の構成では、形状結合エレメントが、斜向きに刻まれた歯部として形成されていることができる。一方ではカップリングエレメントの面平行な位置を保証し、他方ではクランプ作用および自縛による傾倒を回避するために、カップリングエレメントの、リングディスクに設けられた周方向溝内でのガイド、および伝達ピンの、スターディスクの半径方向ガイド内でのガイドのためのはめあい公差が、できるだけ狭く選択される。
【００２２】
最適な作動精度を達成するために、伝達ピンが有利にはリングを有しており、該リングが偏心的に伝達ピンに組み付けられている。その際、トルクをガイド（案内）する周方向力はリングディスクからカップリングエレメントにもたらされる。カップリングエレメント内で、単数もしくは複数のリングはスターディスクの半径方向溝内で周方向に連行される。その際、リングは半径方向溝内を（すべり運動ではなく）ころがり運動する。同じことは、伝達ピンのヘッド上に組み付けられたスリーブにも該当する。スリーブはスターディスクの半径方向溝またはリングディスクの周方向溝内でのころがり運動を実施する。スターディスクの半径方向溝と上記スリーブとの間の接触箇所における周方向力は、伝達点と、スリーブを備えたリングとの間の、偏心的なずれのために、回転モーメントを生ぜしめる。この回転モーメントはカップリングエレメントを力の方向次第で咬合するまたは咬合から外れるように回転させる。偏心的なずれが任意に小さく構成されることができ、カップリングエレメント上の歯部表面の間隔がこれに比して明らかに大きくあることができるので、半径方向溝内での接触箇所の小さな相対運動が、カップリングエレメントの歯部内での明らかに大きな運動を惹起するてこ比が可能である。それにより、要求されるもしくは所望される作動精度を悪化させる有害な死経路（Ｔｏｔｗｅｇ）は任意に縮小される。接続精度は歯ピッチの値に達することができる。実際、カップリングエレメントの連結もしくは係止後、すべり運動またはころがり運動はもはや歯部内で行われない。すなわち存在するすべての歯が一緒にかつ同時に、実質的に同じ負荷成分を支持する。これにより、歯元負荷の規模はもはや個々の歯の大きさではなく、カップリングエレメントの幅にのみ依存する。
【００２３】
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１：周方向溝および歯付きディスクを備えたリングディスク、クランプエレメントならびに衝突ディスクの立体展開図である。
図２：軸方向での展開ずれをなくした、上記部分の透視図である。
図３：クランプ状態にあるリングディスクおよびカップリングエレメントの側面透視図である。
図４：カップリングエレメントの、付加的なばねを備えた、図２または図３に示した装置の斜視的な透視図である。
図５：図４に示した構成の側面図である。
図６：カップリングエレメントの面平行な位置を確保する付加的な部材を備えた、図２または図３に示した装置の斜視図である。
図７：図６に示した実施形態の側面図である。
図８：伝達ピンを備えたクランプエレメントの透視図であり、クランプエレメントに連結時に作用する力およびトルクを説明する図である。
図９：クランプエレメントならびにリングディスクの一部の概略側面図であり、発生する摩擦力を説明する図である。
図１０：クランプエレメントおよびリングディスクの一部を、衝突ディスクと接触して位置する伝達ピン上に設けられたローラ２２と共に示す概略図である。
【００２４】
原理的に、この伝動装置の構造は欧州特許第０７０８８９６号明細書、欧州特許第１００３９８４号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９５３６４３号明細書から公知である。
【００２５】
このサテライト型伝動装置は周方向溝１１を備えたリングディスク１０を有している。周方向溝１１内で、カップリングエレメント１４はクランプボディ（締結体）として循環運動させられる。カップリングエレメントは、周方向溝１１内での循環運動時に負荷円弧（Ｌａｓｔｂｏｇｅｎ）ならびに無負荷円弧（Ｌｅｅｒｂｏｇｅｎ）を通走する。その際、カップリングエレメントの旋回により、周方向溝との当接が行われる。この当接は、背景技術に従って原理的に公知であるように摩擦力結合（ｒｅｉｂｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦力による束縛）であるか、または図１に示したように形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）である。その結果、かかっているトルクはスターディスクに伝達されることができる。このために、カップリングエレメントは、軸方向で突出した伝達ピン１４を有している。伝達ピン１４は、やはり背景技術から公知であるように、スターディスクの半径方向溝内に係入する。スターディスク（図示せず）に設けられたこの半径方向ガイドの代わりに、旋回可能な、スターディスク上に配置されたクランプジョウが使用されてもよい。クランプジョウは相互の閉鎖旋回時に伝達ピンを固定し、ひいては、伝達ピンの、スターディスクに関する半径方向位置を確定する。同心的または偏心的であることができる、スターディスクの、リングディスクに対する位置に応じて、変速比は変更される。リングディスクならびにスターディスクは互いに平行に配置されている。
【００２６】
図１には、軸方向でずらされた分解立体図で、周方向溝１１を備えたリングディスク１０のセグメントと、本事例では歯付きディスクとして形成されている形状結合エレメント１２のセグメントとが示されている。クランプエレメント１３は相応の歯形を、歯付きディスク１２に向かい合った面に有している。有利には、平行に位置する複数の歯列が使用される。歯列は軸方向の幅にわたって延在する。この幅は図示の事例ではカップリングエレメントの形状結合エレメントの長さよりも大きい。図１に示した配置は単式である。それというのも、スターディスクへの力伝達が片側だけで、すなわち伝達ピン１４を介して実施されるからである。カップリングエレメント１３は、ばね１６を収容するための軸方向孔１５を有している。ばね１６は一端でリングディスクに支持されており、他端で衝突ディスク１７に支持されている。その結果、カップリングエレメント１３は軸方向でガイドされ、それと同時に、すべての摩擦力または少なくとも支配的な摩擦力が伝達ピン１４の上側で作用することが保証されている。その結果、作用する周方向力の方向転換時に、係止モーメントが負荷円弧進入時に発生され、係止解除モーメントが負荷円弧進出時に発生される。組み合わされた構造形態での上記部分の配置は別個に図２に示した。
【００２７】
図３には側面図で、カップリングエレメント１３の、係止された状態での位置が示されている。この状態で、歯付きディスク１２はカップリングエレメント１３の歯部と形状結合を形成する。この形状結合は負荷円弧への進入時のカップリングエレメント１３の旋回によりもたらされる。負荷円弧からの進出時および無負荷円弧への進入時のカップリングエレメント１３の逆旋回により、この連結は再び解除される。トルクを（リングディスク１０から図示されていないスターディスクへと）伝達するこの位置で、カップリングエレメント１３の伝達ピン１４に周方向力Ｕが作用する。カップリングエレメントの幾何学的な形成により、本事例では３０゜の図示の角度の下で歯部中央に法線力Ｎが作用する。この法線力Ｎにより、カップリングエレメント１３の歯部は歯付きリングもしくは歯付きディスク１２の歯部内に押し込まれ、それにより、小さな歯幾何学形状での、高い周方向力の伝達を、歯付きディスク１２およびカップリングエレメント１３の、係合している形状結合エレメントが「はじかれる」ことなく許可する。図示の３０゜よりも小さな角度での、より急勾配の歯の領域で、この法線力はさらに強化される。
【００２８】
図４に示した別の構成では、歯付きディスク１２の中央に周方向溝１８が設けられている。周方向溝１８は歯付きディスク１２を２つの歯付きリングに分割する。カップリングエレメント１３は、歯部の、相応に対応する分割を有している。この周方向溝１８内には、弾性部材もしくはばね１９、本事例では線材ばねが、上側で屈曲された端部でもって係入する。ばね１９はその他方の端部でもってクランプエレメント１３に固定されている。ばね１９は周方向溝１８内で滑動すると共に、ここに支持される。カップリングエレメント１３およびばね１９は、図５に示した配置では、ばね１９の、溝底１８内での接触点が、クランプエレメント１３の、リングディスク１０の周方向溝内での接触点と相俟って、図示の構成では６゜である角度α（その際、他辺は半径方向線により形成される）を形成する力比を生ぜしめる。その都度の角度（ここでは６゜）の正接は本発明により、法線力Ｎの、摩擦力に対する比、すなわち摩擦係数ｍｙよりも小さくあるべきである。６゜の場合、条件式ｔａｎ６゜＝０．１１＜ｍｙが生じる。これにより、カップリングエレメント１３は唯一のばねにより外的な制御なしに、無負荷円弧内で形状結合部（歯部）から持ち上げられ、かつ負荷円弧内で自動的に形状結合部内に押し込まれる。
【００２９】
歯部が部分的にのみロックされている連結状態を回避するために、別の構成では、歯幾何学形状、すなわち形状結合エレメントの構成は、滑動時の摩擦により歯部に発生させられるモーメントと、カップリングエレメントの旋回による連結時の運動に反作用するモーメントとの合計が、連結もしくは係止を生ぜしめるモーメントよりも常に小さいように選択される。
【００３０】
図６に示した、伝動装置の別の構成では、クランプエレメント１３の、面平行の位置を、クランプエレメント１３が溝状のスリット２１を有しており、このスリット２１内に、歯付きディスク１２の中央から突出し、歯付きディスク１２を軸方向の２つの歯付きディスク半分に分割するガイド輪郭２０が係入することにより保証する。図１に示したのと同様の形式で、クランプエレメント１３はやはりばね１６を収容するための孔を有している。ばね１６は片側でガイド輪郭２０に（場合によって左側および右側で）支持されている。
【００３１】
図８に見て取れるように、直径方向で逆向きに、一方では力Ｆｅｉｎが、他方では力Ｆａｕｓがカップリングエレメント１３に、理想的な事例では形状結合エレメントの中央ならびに伝達ピン１４の中央に作用する。要求される均衡条件は、最も狭いはめあい公差がゼロであるとの仮定下ならびにカップリングエレメントが剛体であるとの条件下で、歯部への押し付けがカップリングエレメントの傾倒を傾倒モーメントＭｋｉｐｐにも関わらず阻止すると満たされている。
【００３２】
図９に見て取れるように、歯付きディスク１２は半径Ｒｚを有しており、伝達ピン１４はその回転軸線でもって半径Ｒｕｅ上を公転する。既に図１で説明した軸方向のばね１６は半径Ｒｇｌ上を滑動する。半径Ｒｇｌに、摩擦力がクランプエレメント１３の面平行のガイドのために作用する。この面平行のガイドはクランプエレメントのすべり運動の結果として得られる。正の係止モーメントは、Ｒｚ＞Ｒｕｅであれば、条件式Ｒｇｌ＞Ｒｕｅの充足により生じる。Ｒｚ＞Ｒｕｅを有する、図示されていない幾何学形状のために、やはりＲｇｌ＞Ｒｕｅでなければならない。
【００３３】
カップリングエレメント１３と共に追い越しプロセスを実施するすべての構成エレメントはリングディスク１０、歯部１２およびスターディスクの半径方向溝内でガイドされる。このリニアガイドをできるだけ損失なしに構成するために、はめあい公差は一方で、単数もしくは複数のクランプエレメントの面平行な位置を保証するために十分に狭く選択されねばならず、他方で、クランプ作用および自縛による傾倒は回避されねばならない。それゆえ、はめあいは本発明により、追い越し運転時にカップリングエレメント１３がばね弾性的にリングディスク内でガイドされており、それにより、クランプ接触が発生し得ない代わりに、単式の力変位により引き起こされるすべての傾倒モーメントＭｋｉｐｐがばね支持されて保持されるように定められる。その際、ばね特性線およびばね予圧は、硬い輪郭、特にはめあわされた、湾曲した周囲輪郭の衝突および引っ掛かりにつながるすべての変位を阻止する。これに対して、カップリングエレメント１３の、連結された状態では、形状結合エレメントの咬合から得られる安定化する力が支配的であって、周方向溝内でガイドされたクランプボディならびにその伝達ピンをスターディスク内で面平行に、かつ傾倒することなく保持する。
【００３４】
別の実施形態では、歯部が、斜向きに刻まれたねじれ歯部もしくははすばとして設けられていることができる。その結果、クランプエレメント１３は咬合するとリングディスク１０の周方向溝の溝底内に押し込まれ、それにより、傾倒安定性は強化される。
【００３５】
各カップリングエレメントには運転時に多数の力、例えば公転時の非定常の位相による慣性力、遠心力、コリオリ力および種々異なる接触面における摩擦力が作用する。これらの力は部分的に、種々異なる作用線上に、かつ種々異なる平面内に位置する。その結果、これらの力により生ぜしめられるモーメントは、カップリングエレメントの、連結したり連結解除したりするための回転プロセスや、その面平行な位置に対して影響を及ぼす。
【００３６】
カップリングエレメントをフリーホイールで使用する場合、上に挙げた力はポジティブに利用されることができる。それというのも、周囲のあらゆる箇所での、すべてのエレメントによる連結プロセスが同時に望まれ、かつ必要とされているからである。これにより、例えば永久的に運転中に作用する力は、止めづめまたはクランプボディの、形状ポケットまたはクランプリングに対する持続的な接触を維持するために利用されることができる。さらに、持続的にそのような接触維持を保証するばねを設けることが可能である。
【００３７】
これに対して、ここで取り扱う本発明によるサテライト型伝動装置の場合、上に挙げたような永久的に全周にわたって作用する力およびモーメントは障害要因である。それというのも、その都度トルク伝達のために、複数のカップリングエレメントのうち１つだけが連結されており、その間、他のカップリングエレメントは連結解除された状態で無負荷円弧を通走しているからである。申し分のない、摩耗の少ない機能のために、サテライト型伝動装置の場合、カップリングエレメントを全無負荷円弧内で歯部から持ち上げ、全負荷円弧内で歯部内に押し込む力およびモーメントだけが有益である。ただし、負荷円弧から無負荷円弧への移行時に、伝達ピンに作用する力の方向は変化する。それというのも、伝達ピンは、カップリングエレメントの負荷円弧の通走時には力を伝達し、無負荷円弧の通走時にはスターディスクにより連行または駆動されるにすぎないからである。カップリングエレメントの、連結もしくは連結解除につながる回転を生ぜしめるために、当然の帰結として、伝達ピンに作用する力と対を成す、負荷円弧進入時には連結につながり、負荷円弧進出時には連結解除につながるもしくはこの運動を支援する力だけが有用である。
【００３８】
障害モーメントの、本発明による除去のために、カップリングエレメントは、係止運動の旋回軸線が理想的には、係止時に運動させられるすべての質量の重心を通るか、または少なくともその近傍に位置するようにバランスを取られる。付加的に、カップリングエレメントの、リングディスクに対する相対運動時にガイドのために必要とされるか、または幾何学的もしくは構造的に必要とされており、かつ摩擦力を生ぜしめるすべての接触当接は、伝達ピンに作用する力の作用線に対して相対的に、ポジティブな係止モーメントが生ぜしめられるように選択される。そのような条件はとりわけ図９に示したような半径の選択により得られる。
【００３９】
別の手段を、カップリングエレメントの、追い越し運転時の側方への傾倒に対して弾性的に反作用するばね１６が提供する。その際、ほぼコンスタントな（摩擦）力が生ぜしめられ、このコンスタントな力が連結時および連結解除時にカップリングエレメントの旋回運動をポジティブに支援する。
【００４０】
同様な形で、既に説明したばね１９も周面１８に作用する。
【００４１】
図１０から見て取れるように、有利には伝達ピン上にローラ２２が組み付けられている。ローラ２２は衝突ディスク１７に接触して位置している。その結果、カップリングエレメントはリングディスクの周囲に沿って最小の傾倒てこ作用を伴ってガイドされる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】周方向溝および歯付きディスクを備えたリングディスク、クランプエレメントならびに衝突ディスクの立体展開図である。
【図２】軸方向での展開ずれをなくした、上記部分の透視図である。
【図３】クランプ状態にあるリングディスクおよびカップリングエレメントの側面透視図である。
【図４】カップリングエレメントの、付加的なばねを備えた、図２または図３に示した装置の斜視的な透視図である。
【図５】図４に示した構成の側面図である。
【図６】カップリングエレメントの面平行な位置を確保する付加的な部材を備えた、図２または図３に示した装置の斜視図である。
【図７】図６に示した実施形態の側面図である。
【図８】伝達ピンを備えたクランプエレメントの透視図であり、クランプエレメントに連結時に作用する力およびトルクを説明する図である。
【図９】クランプエレメントならびにリングディスクの一部の概略側面図であり、発生する摩擦力を説明する図である。
【図１０】クランプエレメントおよびリングディスクの一部を、衝突ディスクと接触して位置する伝達ピン上に設けられたローラ２２と共に示す概略図である。
【図１】
2006513379.tif 000003
【図２】
2006513379.tif 000004
【図３】
2006513379.tif 000005
【図４】
2006513379.tif 000006
【図５】
2006513379.tif 000007
【図６】
2006513379.tif 000008
【図７】
2006513379.tif 000009
【図８】
2006513379.tif 000010
【図９】
2006513379.tif 000011
【図１０】
2006513379.tif 000012
【国際調査報告】
2006513379.tif 000013
2006513379.tif 000014
2006513379.tif 000015
2006513379.tif 000016