Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem ein endloses Übertragungsmittel zwischen einem An- triebsrad und einem Abtriebsrad umläuft, und betrifft insbesondere ein derarti¬ ges Getriebe, bei dem die Triebräder jeweils ein Paar einander zugewandter konischer Führungselemente mit verstellbarem axialem Abstand und ein zwi¬ schen den Führungselementen angeordnetes, aus einer Mehrzahl axialer Zy¬ lindersegmente gebildetes Trägerrad umfassen, dessen Durchmesser durch eine Änderung des axialen Abstands der Führungselemente einstellbar ist, und wobei das Übertragungsmittel eine Mehrzahl von zwischen den beiden Trägerrädern umlaufenden Zugmitteln umfasst.

Stand der Technik

Die bekannten stufenlos einstellbaren Getriebe weisen je nach Art der Kraft¬ übertragung verschiedene, bauarttypische Nachteile auf. Bei stufenlos ein¬ stellbaren Getrieben mit reibschlüssiger Kraftübertragung, wie etwa Wälzge- trieben oder Umschlingungsgetrieben, sind hohe Anpresskräfte erforderlich, um die auftretenden Drehmomente übertragen zu können.

Kegelscheibenumschlingungsgetriebe weisen typischerweise einen Variator aus zwei Kegelscheibensätzen auf, über die zur Drehmomentübertragung ein Umschlingungsmittel, wie etwa eine Laschenkette, geführt ist. Jeder Kegel¬ scheibensatz ist aus zwei axial zueinander verschiebbaren Kegelscheiben ge¬ bildet. Die Änderung der Übersetzung erfolgt durch eine Änderung des Ab- stands zwischen den Kegelscheiben der beiden Kegelscheibensätze. Durch Reibung bzw. Quetschung wird das Umschlingungsmittel dabei nach oben o- der unten gedrückt, so dass die sich die jeweiligen Umschlingungsradien ver¬ ändern.

Nachteilig bei derartigen Getrieben ist der hohe Kraftverlust durch Reibung, die hohe Geräuschentwicklung, der hohe Verschleiß des Umschlingungsmit- tels, sowie eine nur geringe Verstellgeschwindigkeit des Variators. Darüber hinaus können derartige Getriebe nicht mit einfachen Ketten, wie etwa Rollen- ketten betrieben werden, so dass die Entwicklung aufwendiger Spezialketten, wie etwa die in der Druckschrift DE 19960 914 A1 beschriebene Laschenkette erforderlich wurde.

Bei Vorschlägen zur formschlüssigen Kraftübertragung bei stufenlos einstell- baren Getrieben besteht das Problem, dass radial verstellbare Kettenradseg¬ mente bei dem kleinsten einstellbaren Durchmesser ein geschlossenes Ket¬ tenrad mit kreisförmigen Wälzkreis bilden, sich jedoch bei größeren eingestell¬ ten Durchmessern zunehmende Lücken zwischen den Kettenradsegmenten ergeben. Um die Kette trotz des längenbedingten Versatzes in Eingriff mit den Zähnen der Kettenradsegmente zu bringen, ist beispielsweise in der Druck¬ schrift DE 19500415 A1 eine dehnbare Zahnkranzkette vorgeschlagen wor¬ den.

Aus der Druckschrift DE 686 733 C ist ein gattungsgemäßes stufenlos einstell- bares Getriebe bekannt, bei dem die Kraftübertragung durch endlose Ketten bewerkstelligt wird. Bei dem dort beschriebenen Getriebe enthält jedes Träger¬ rad zwei verschiedene Arten von Zylindersegmenten: verzahnte Segmente mit Zahneingriff für jede Kette und unverzahnte Segmente zur Kettenradbildung und zur Unterstützung der endlosen Kette. Um einen Gleichlauf der Ketten beizubehalten und ein Rutschen der Ketten auf den unverzahnten Segmenten zu verhindern, sind miteinander gekuppelte Rädchen für die Kettenführung vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Durchmesseränderung die Verset¬ zung der Ketten an die Teilkreisteilung anpassen.

Darstellung der Erfindung

Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekenn¬ zeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und insbesondere ein gattungsgemäßes Getriebe mit hoher Kraftübertragung anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das stufenlos einstellbare Getrie¬ be mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist bei einem Getriebe der eingangs genannten Art vorgese¬ hen, dass - die Zugmittel jeweils genau einem Zylindersegment des Antriebsrads und genau einem Zylindersegment des Abtriebsrads zugeordnet sind, - die Zylindersegmente für jedes zugeordnete Zugmittel einen Zugangriffsbereich aufweisen und außerhalb dieser Zugangriffsbereiche glatt sind, um ein Gleiten der dem Zylindersegment nicht zugeordneten Zugmittel zu ermöglichen, - die Summe der axialen Abstände der antriebsseitigen und abtriebsseiti- gen Führungselemente unabhängig von der Position der beiden Triebräder konstant ist, und - ein zwischen den Triebrädern angeordneter mechanischer Zugmittel¬ spanner zum Ausgleich der sich bei einer Änderung des Übersetzungsverhält¬ nisses des Getriebes ändernden Zugmittelspannungen vorgesehen ist.

Die genannten Maßnahmen wirken zusammen, um eine korrekte Funktion des Getriebes bei gleichzeitiger hoher Kraftübertragung zu ermöglichen. Ein we- - A -

sentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, die Zylindersegmente nur teil¬ weise mit Zugangriffsbereichen für bestimmte, dem Segment zugeordnete Ket¬ ten zu versehen und sie außerhalb dieser Zugangriffsbereiche glatt auszubil¬ den, so dass die anderen, nicht zugeordneten Zugmittel dort nicht angreifen können. Diese nicht zugeordneten Zugmittel können daher bei einer Größen¬ änderung des Trägerrads auf den glatten Bereich gleiten wodurch Spannun¬ gen innerhalb des Zugmittels bei der Größenänderung des Trägerrads, die ansonsten zur Zerstörung des Zugmittels führen können, vermieden werden.

Weiter haben die Erfinder erkannt, dass es für die zur stufenlosen Einstellbar¬ keit aller Übersetzungsverhältnisse wesentlich ist, dass die die Summe der axialen Abstände der antriebsseitigen und abtriebsseitigen Führungselemente unabhängig von der Position der beiden Triebräder konstant ist. Diese Ma߬ nahme hat allerdings zur Folge, dass sich die Zugmittelspannung bei Ände- rung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes ebenfalls ändert. In den Extremalstellungen, in der das Antriebsrad bzw. Abtriebsrad minimalen, das andere Triebrad maximalen Durchmesser hat, ergibt sich jeweils die maximale Zugmittelspannung, während die Zugmittelspannung in der Mittelstellung, bei der beide Triebräder die gleiche Größe aufweisen, minimal ist.

Erfindungsgemäß ist daher zwischen den Triebrädern ein mechanischer Zug¬ mittelspanner vorgesehen, der die sich bei einer Änderung des Übersetzungs¬ verhältnisses des Getriebes ändernden Zugmittelspannungen ausgleicht. Auf einen solchen Zugmittelspanner kann in manchen Gestaltungen dann verzich- tet werden, wenn die Summe der axialen Abstände nicht konstant gehalten wird, sondern sich bei der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Ge¬ triebes gerade so ändert, dass die Zugmittelspannung in etwa gleich bleibt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind zumindest einem Teil der Zylindersegmente der Trägerräder mehrere, insbesondere zwei Zug¬ mittel zugeordnet. Beispielsweise können den Zylindersegmenten entlang des Umfangs der Triebräder alternierend ein Zugmittel und zwei Zugmittel zuge- ordnet sein, oder es können sogar jedem der Zylindersegmente der Trägerrä¬ der mehrere, insbesondere zwei Zugmittel zugeordnet sein.

Da die Zylindersegmente erfindungsgemäß für jedes zugeordnete Zugmittel einen Zugangriffsbereich enthalten, sind die Segmente in diesen Weiterbildun¬ gen mehrfach mit Zugangriffsbereichen belegt. Diese Mehrfachbelegung kann gemäß einer Erfindungsvariante so ausgeführt sein, dass die Zylindersegmen¬ te von Antriebs- und Abtriebsrad in gleicher Weise mit Zugangriffsbereichen für die zugeordneten Ketten belegt sind. Sind beispielsweise doppelt so viele Zugmittel wie Zylindersegmente vorgesehen, so können jeweils zwei Zugmittel sowohl demselben Zylindersegment des Antriebsrads, als auch demselben Zylindersegment des Abtriebsrads zugeordnet sein.

Als besonders vorteilhaft hat sich jedoch eine Erfindungsvariante herausge- stellt, bei der jeweils zwei Zugmittel, die demselben Zylindersegment des An¬ triebsrads (bzw. des Abtriebsrads) zugeordnet sind, unterschiedlichen Zylin¬ dersegmenten des Abtriebsrads (bzw. des Antriebsrads) zugeordnet sind, um eine besonders große Umschlingung zu erreichen. Insbesondere können die¬ se Zugmittel sogar einander gegenüberliegenden Zylindersegmenten des Ab- triebsrads (bzw. des Antriebsrads) zugeordnet sein. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass ein am Antriebsrad (bzw. Abtriebsrad) in Eingriff be¬ findliches Zugmittel auch am Abtriebsrad (bzw. Antriebsrad) mit einem der bei¬ den gegenüberliegenden zugeordneten Zylindersegmente in Eingriff ist. Da¬ durch wird eine maximale Umschlingung erreicht und jeder Schlupfversuch zuverlässig unterbunden.

Die Trägerräder sind dabei bevorzugt aus drei oder mehr, insbesondere aus 6 oder 8 axialen Zylindersegmenten gebildet. Es kommt jedoch auch jede ande¬ re Anzahl, beispielsweise 10 oder 12 Segmente in Betracht. Die Anzahl der Zylindersegmente der Trägerräder und die Anzahl der Zugmittel in dem Über¬ tragungsmittel sind nach einer weiteren Erfindungsvariante gleich. Alternativ können, wie oben geschildert, mehrere Zugmittel demselben Zylindersegment zugeordnet sein. Beispielsweise können doppelt so viele Zugmittel wie Zylin¬ dersegmente vorgesehen und je zwei Zugmittel demselben Zylindersegment zugeordnet sein.

Die konischen Führungselemente sind in vorteilhaften Ausgestaltungen durch Kegelstümpfe oder regelmäßige Pyramidenstümpfe mit radialen Führungsnu¬ ten gebildet, in denen die Zylindersegmente bei einer Abstandsänderung der Führungselemente radial nach innen oder außen geführt werden können. Die Führungselemente können auch in Form anderer Vieleckstümpfe oder unre- gelmäßiger Pyramidenstümpfe vorliegen oder in Form von Stegplatten mit ko¬ nischen Führungen. Die Führungsnuten können beispielsweise als Schlitze oder Schwalbenschwanzführungen ausgebildet sein. Es versteht sich, dass die Endstücke der Zylindersegmente auf die Form der Führungsnuten bzw. die Führungen abgestimmt sind.

Der Konuswinkel, der die Vergrößerung oder Verkleinerung des Durchmessers des Trägerrads bei einer Abstandsänderung festlegt, kann je nach Anwendung in einem weiten Bereich gewählt werden. Mit Vorteil werden Konuswinkel im Bereich von etwa 20° bis etwa 80°, typischerweise bis zu etwa 45° eingesetzt. Um Gewicht zu sparen, können die konischen Führungselemente aus ver¬ schiedenen Materialien bestehen oder als Hohlkörper ausgebildet sein.

Zur Änderung des axialen Abstands der konischen Führungselemente eines Triebrads ist zweckmäßig eines oder beide Führungselemente über ein Gleit- lager mit einer axial verschiebbaren Druck-/Zugscheibe verbunden. Im Rah¬ men der Erfindung kann also eines der Führungselemente auf der Welle axial fixiert sein und die Änderung des Abstands nur durch eine Bewegung des zweiten Führungselements erfolgen. Bevorzugt sind allerdings beide Füh¬ rungselemente mit axial verschiebbaren Druck-/Zugscheiben verbunden und werden durch Druckerhöhung aufeinander zu oder durch Zugerhöhung von¬ einander weg bewegt. Die Zugmittel sind insbesondere kraft- und formschlüssig, und sind beispiels¬ weise durch Rollenketten, Laschenketten, Schubgliederbänder oder Riemen gebildet. Die Art der Angriffsbereiche für den Zug ist dabei auf die Art des ein¬ gesetzten Zugmittels abgestimmt. Bevorzugt sind die Zugmittel durch Ketten und die Zugangriffsbereiche der Zylindersegmente durch Zahnabschnitte ge¬ bildet. Dadurch wird eine besonders hohe Kraftübertragung erreicht. Die glat¬ ten Bereiche der Zylindersegmente sind in diesem Fall durch zahnfreie Berei¬ che gebildet, über die die Ketten gleiten können. Sind die Zugmittel durch Riemen gebildet, so können die Zylindersegmente in den Angriffsbereichen aufgeraut sein, um dort eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Riemen und den Zylindersegmenten herzustellen. Die Mehrzahl von Zugmitteln können auch miteinander verbunden sein, solange sichergestellt ist, dass die Zugmittel unabhängig voneinander auf den glatten Bereichen der Zylindersegmente glei¬ ten können.

Der vorgesehene mechanische Kettenspanner ist zweckmäßig mittig zwischen den Triebrädern angeordnet und in Richtung auf die Verbindungslinie der bei¬ den Wellen der Triebräder verschiebbar, um eine sich ändernde Kettenspan¬ nung bei der Übersetzungsänderung auszugleichen. Um stets einen optimalen Kettenlauf zu gewährleisten, ist der mechanische Kettenspanner mit Vorteil mit zwischen den Triebrädern angeordneten Spannrollen vorgesehen, bei dem die Spannkraft der Spannrollen durch den axialen Abstand eines der Führungs¬ elementpaare eingestellt wird. Der Kettenspanner weist dazu beispielsweise eine gewinkelte Abgreifnut auf, mit der ein fest mit einer der axial verschiebba- ren Druck-/Zugscheiben verbundener Abnahmestift den Kettenspanner führt.

Nach einem weiteren Erfindungsaspekt ist bei einem Getriebe der eingangs kurz genannten Art vorgesehen, dass - die Triebräder jeweils ein Paar einander zugewandter, axial beabstan- deter Führungselemente mit sich radial senkrecht nach außen erstreckenden Führungsschlitzen, sowie ein zwischen den Führungselementen angeordne¬ tes, aus einer Mehrzahl axialer Zylindersegmente gebildetes Trägerrad umfas- sen, dessen Durchmesser durch eine radiale Verschiebung der Zylinderseg¬ mente in den Führungsschlitzen der Führungselemente einstellbar ist, - das Übertragungsmittel eine Mehrzahl von zwischen den beiden Träger¬ rädern umlaufenden Zugmitteln umfasst, - die Zugmittel jeweils genau einem Zylindersegment des Antriebsrads und genau einem Zylindersegment des Abtriebsrads zugeordnet sind, - die Zylindersegmente für jedes zugeordnete Zugmittel einen Zugangriffsbereich aufweisen und außerhalb dieser Zugangriffsbereiche glatt sind, um ein Gleiten der dem Zylindersegment nicht zugeordneten Zugmittel zu ermöglichen, - die Summe der Durchmesser der beiden Trägerräder konstant ist, und - ein zwischen den Triebrädern angeordneter mechanischer Zugmittel¬ spanner zum Ausgleich der sich bei einer Änderung des Übersetzungsverhält¬ nisses des Getriebes ändernden Zugmittelspannungen vorgesehen ist.

Wie beim ersten Erfindungsaspekt können zumindest einem Teil der Zylinder¬ segmente der Trägerräder mehrere, insbesondere zwei Zugmittel zugeordnet sein. Für Details zu derartigen Mehrfachbelegungen wird auf die obigen Aus¬ führungen verwiesen, die für das Getriebe nach dem zweiten Erfindungsas- pekt gleichermaßen gelten.

Die Trägerräder sind auch hier bevorzugt aus drei oder mehr, insbesondere aus 6 oder 8 axialen Zylindersegmenten gebildet, wobei auch jede andere An¬ zahl, beispielsweise 10 oder 12 Segmente in Betracht kommt. Die Anzahl der Zylindersegmente der Trägerräder und die Anzahl der Zugmittel in dem Über¬ tragungsmittel sind nach einer weiteren Erfindungsvariante gleich.

Die Führungselemente sind nach einer vorteilhaften Ausgestaltung durch Scheibenpaare mit Führungsschlitzen gebildet, in denen die Zylindersegmente mit Gewindestangen geführt sind. Die Gewindestangen weisen mit Vorteil am oberen Ende jeweils ein Stellrad auf, so dass durch gleichzeitige einheitliche Drehbewegung aller Stellräder eines Scheibenpaars die Zylindersegmente radial nach innen oder außen bewegbar sind und so der Durchmesser des Trägerrads einstellbar ist.

Die Mehrzahl von Zugmitteln können auch miteinander verbunden sein, wenn sichergestellt ist, dass die Zugmittel unabhängig voneinander auf den glatten Bereichen der Zylindersegmente gleiten können. Die Zugmittel selbst sind be¬ vorzugt durch Ketten und die Zugangriffsbereiche der Zylindersegmente durch Zahnabschnitte gebildet. Der mechanische Kettenspanner ist zweckmäßig mit zwischen den Triebrädern angeordneten Spannrollen ausgebildet.

Insgesamt zeichnet sich das beschriebene stufenlose Automatikgetriebe, das mit Ketten oder Riemen betrieben werden kann, durch eine schnelle Überset¬ zungsänderung, sehr geringe Reibung, geringe Geräuschentwicklung, gerin¬ gen Verschleiß und eine sehr hohe Kraftübertragung aus.

Der Einsatz von Scheibenpaaren als Führungselemente führt zu einem gerin¬ gen Gewicht und zu geringen Reibungsverlusten. Ein derartiges Getriebe kann einfach und mit geringen Produktionskosten hergestellt werden. Auch ist eine besonders kleine Bauweise des Getriebes möglich.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zu¬ sammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines stufenlos einstellbaren Getriebes nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung im vertikalen Längs¬ schnitt,

Fig. 2 eine Ansicht wie in Fig. 1 für eine mittlere Stellung der beiden Triebrä¬ der, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie IH-III von Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 1 ,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der abgerollten Zylindersegmente des Antriebsrads zur Illustration der Zuordnung von Ketten und Zylinder¬ segmenten,

Fig. 6 Teilansichten des Getriebes der Figuren 1 bis 4 mit dem detaillierter dargestellten Kettenspanner,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der abgerollten Zylindersegmente von Antriebs- und Abtriebsrad zur Illustration der Zuordnung von Ketten und Zylindersegmenten bei einer Mehrfachbelegung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 eine schematische Darstellung der abgerollten Zylindersegmente von Antriebs- und Abtriebsrad zur Illustration der Zuordnung von Ketten und Zylindersegmenten bei einer Mehrfachbelegung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 9 eine schematische Darstellung der abgerollten Zylindersegmente von Antriebs- und Abtriebsrad zur Illustration der Zuordnung von Ketten und Zylindersegmenten bei einer Mehrfachbelegung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Stegplattenkonus als alternativem konischem Führungselement,

Fig. 11 einen Schnitt durch ein Triebrad eines Getriebes nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII von Fig. 11 bei maximaler Größe des Trägerrads.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Figuren 1 bis 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs¬ gemäßen stufenlos einstellbaren Getriebes 10 in verschiedenen Ansichten, wobei Figuren 1 und 2 vertikale Längsschnitte und Figuren 3 und 4 Schnitte entlang der Linien Ill-Ill bzw. IV-IV der Fig. 1 zeigen. Bei dem ersten Ausfüh- rungsbeispiel sind die Anzahl der Zylindersegmente der Trägerräder und die Anzahl der Zugmittel in dem Übertragungsmittel gleich, so dass jedem Zugmit¬ tel genau ein Zylindersegment und jedem Zylindersegment genau ein Zugmit¬ tel zugeordnet ist.

Zunächst mit Bezug auf Fig. 1 umfasst das Getriebe 10 ein auf einer Antriebs¬ welle 12 angeordnetes Antriebsrad 20 und ein auf einer Abtriebswelle 14 an¬ geordnetes Abtriebsrad 40, zwischen denen zur Drehmomentübertragung ein Übertragungsmittel 16 umläuft. Um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu verändern, kann die Größe der beiden Triebräder 20 und 40 gleichzeitig und gegenläufig in der nachfolgend beschriebenen Weise verändert werden.

Die durchgezogen dargestellten Bauteile in Fig. 1 beziehen sich dabei auf die Startposition, bei der das Antriebsrad 20 minimalen Durchmesser und das Ab¬ triebsrad 40 maximalen Durchmesser aufweisen. Die gestrichelt eingezeichne- ten Bauteile der Fig. 1 beziehen sich auf die Endposition, in der die Verhältnis¬ se umgekehrt sind, und das Abtriebsrad 40 minimalen Durchmesser und das Antriebsrad 20 maximalen Durchmesser aufweist. Figur 2 zeigt einen mittleren Zustand, bei dem beide Triebräder 20, 40 gleichen Durchmesser haben. Wie am besten in den Schnittdarstellungen der Figuren 3 und 4 zu erkennen, bei denen die Startposition mit durchgezogenen Linien und die Endposition mit gestrichelten Linien eingezeichnet ist, besteht im Ausführungsbeispiel jedes der Triebräder 20, 40 aus einem Paar einander zugewandter Kegelstümpfe 22, 24 bzw. 42, 44, die mit verstellbarem axialem Abstand einander gegenüberlie¬ gend auf der Antriebswelle 12 bzw. der Abtriebswelle 14 angeordnet und über axiale Führungszapfen kraft- und formschlüssig mit diesen verbunden sind.

Zur Änderung des axialen Abstands sind die Kegelstümpfe an ihren Außensei- ten mit Druck-/Zugscheiben 26 bzw. 46 versehen, mit denen sie über ein Gleit¬ lager 28 bzw. 48 verbunden sind. Eine durch mechanische, hydraulische oder elektronische Steuerung erzeugte Druckerhöhung 70 auf die Druck- /Zugscheiben verringert den Abstand der gegenüberliegenden Kegelstümpfe, eine Zugerhöhung 72 erhöht ihren Abstand. Nach dem Prinzip kommunizie- render Röhren wird bei einer Verringerung des Abstands der Kegelstümpfe 22, 24 des Antriebsrads 20 um eine Strecke Δx der Abstand der Kegelstümpfe 42, 44 des Abtriebsrads 40 um dieselbe Strecke Δx vergrößert (Figuren 3 und 4). Aufgrund der Konusform der Führungselemente ändert sich dann auch der Durchmesser der Trägerräder betragsmäßig jeweils um dieselbe Differenz Δd, deren Größe gerade durch den Konuswinkel gegeben ist, so dass auch die Summe der Durchmesser der Trägerräder konstant bleibt.

Zwischen den Kegelstümpfen 22, 24 bzw. 42, 44 ist jeweils ein Trägerrad 30 bzw. 50 angeordnet, das aus einer Mehrzahl, im Ausführungsbeispiel sechs, sich axial erstreckenden Zylindersegmenten 32-1 bis 32-6 und 52-1 bis 52-6 gebildet ist. Die Kegelstümpfe 22, 24 bzw. 42, 44 sind jeweils mit sechs radia¬ len Führungsnuten 34 bzw. 54 versehen, in denen die Enden der Zylinder¬ segmente 32-1 bis 32-6 und 52-1 bis 52-6 mit Schwalbenschwanz aufgenom¬ men sind. Bei einer Verringerung (bzw. Vergrößerung) des Abstands der bei- den Kegelstümpfe werden die Zylindersegmente 32-1 bis 32-6 oder 52-1 bis 52-6 in den Führungsnuten 34, 54 nach oben (bzw. unten) zwangsgeführt, so dass sich der Durchmesser des durch die Zylindersegmente gebildeten Trä- gerrads 30, 50 entsprechend der Größe des Konuswinkels α proportional ver¬ größert (bzw. verkleinert).

Das Übertragungsmittel 16, das die Kraftübertragung von der Antriebswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 bewirkt, ist im Ausführungsbeispiel durch sechs ne¬ beneinander laufende Ketten 60-1 bis 60-6 gebildet. Aufgrund ihrer Anordnung läuft jede der Ketten 60-n (wobei n =1.6) ausschließlich über einen Teilbereich 36-n des Antriebsrads 30 und einen entsprechenden Teilbereich 56-n des Ab¬ triebsrads 50.

Weiter ist jede der Ketten 60-n genau einem Zylindersegment 32-k (wobei k=1..6) des Antriebsrads und genau einem Zylindersegment 52-k des Abtriebs¬ rads zugeordnet. Beispielhaft ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die Kette 60-1 den Segmenten 32-6, 52-6, die Kette 60-2 den Segmenten 32-5, 52-5, die Kette 60-3 den Segmenten 32-4, 52-4, die Kette 60-4 den Segmenten 32- 1, 52-1, die Kette 60-5 den Segmenten 32-2, 52-2 und die Kette 60-6 den Segmenten 32-3, 52-3 zugeordnet. Es sind jedoch auch andere eineindeutige Zuordnungen möglich, beispielsweise solche, bei denen benachbarte Ketten übernächsten Segmenten der Trägerräder zugeordnet sind.

Für jede der Ketten 60-n weisen die zugeordneten Zylindersegmente 32-k, 52- k und nur diese in den Teilbereichen 36-n bzw. 56-n einen Zahnabschnitt 38-k bzw. 58-k auf, an dem die Kette 60-n eingreifen kann. Die fünf anderen Zylin¬ dersegmente 32-i, 52-i mit i ≠ k weisen in den Teilbereichen 36-n bzw. 56-n keine Zähne auf, so dass die Kette 60-n in diesen Teilbereichen der Zylinder¬ segmente sowohl auf dem Antriebsrad 30 als auch auf dem Abtriebsrad 50 gleiten kann.

Die geschilderte Zuordnung wird mit Bezug auf Fig. 5 veranschaulicht, die zur Illustration die abgerollten Zylindersegmente 32-1 bis 32-6 des Antriebsrads 30 zeigt. Die Ketten 60-1 bis 60-6 laufen dabei nebeneinander über die Teilberei¬ che 36-1 bis 36-6. Die Zahnabschnitte 38-1 bis 38-6 der jeweiligen Zylinder- segmente sind in der Figur schraffiert dargestellt. Die Kette 60-1 ist, wie oben angegeben, beispielsweise dem Zylindersegment 32-6 zugeordnet, so dass nur dieses Zylindersegment im Teilbereich 36-1 einen Zahnabschnitt 38-6 aufweist. Die anderen Zylindersegmente 32-1 bis 32-5 sind im Teilbereich 36-1 glatt. Die Kette 60-4 ist im Ausführungsbeispiel dem Zylindersegment 32-1 zu¬ geordnet, so dass nur dieses Zylindersegment im Teilbereich 36-4 einen Zahnabschnitt 38-1 aufweist. Die anderen Zylindersegmente 32-2 bis 32-6 sind im Teilbereich 36-4 glatt. Gleiches gilt für die anderen Ketten.

Zurückkehrend zur Darstellung der Fig. 1 zeigt der Längsschnitt die Teilberei¬ che 36-4 und 56-4 in denen die Kette 60-4 in die Zahnabschnitte 38-1 und 58- 1 der Zylindersegmente 32-1 und 52-1 eingreift. Da die anderen Zylinderseg¬ mente des Antriebs- und Abtriebsrads in diesen Teilbereichen keine Zähne aufweisen, kann die Kette 60-4 bei einer Vergrößerung des Antriebsrads und einer Verkleinerung des Abtriebsrads in Richtung der jeweils durch gestrichelte Linien angedeuteten Endpositionen problemlos über diese Segmente gleiten, so dass Spannungen entlang der Kette vermieden werden. Es sei betont, dass in der Schnittebene der Figuren 1 und 2 nur die Zylindersegmente 32-1 und 52-1 Zähne aufweisen, während die als auf den Segmenten liegend dargestell- ten Zähne der anderen Zylindersegmente vor bzw. hinter der Papierebene lie¬ gen und in die Schnittebene projiziert sind.

Wie auch aus der Darstellung der Fig. 1 ebenfalls ersichtlich, sind zu jedem Zeitpunkt mindestens zwei, in der Regel jedoch vier der sechs Ketten in Ein- griff mit den Zahnbereichen der zugeordneten Zylindersegmente. Beispiels¬ weise sind in der in Fig. 1 gezeigten ungünstigsten Situation die den Zylinder¬ segmenten 32-2, 32-3 und 52-5, 52-6 zugeordneten Ketten nicht in Eingriff. Somit ist stets eine hohe Kraftübertragung durch mindestens zwei in Eingriff stehende Ketten gewährleistet.

Wird ausgehend von der Startposition der Figuren 1 und 3, bei der das An¬ triebsrad minimalen Durchmesser hat, der Abstand der beiden Kegelstümpfe 22, 24 durch Druckerhöhung 70 auf die Druck-/Zugscheiben 26 verkleinert, so werden die Zylindersegmente 32-1 bis 32-6 zusammen mit den auf dem Trä¬ gerrad 30 aufliegenden Kettengliedern in den Führungsnuten 34 nach oben in Richtung auf die in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnete Endstellung geführt. Gleichzeitig vergrößern die Druck-VZugscheiben 46 den Abstand der Kegel¬ stümpfe 42, 44 (Bezugszeichen 72, Fig. 4), so dass die Zylindersegmente 52-1 bis 52-6 zusammen mit den auf dem Trägerrad 50 aufliegenden Kettenglie¬ dern in den Führungsnuten 54 nach unten in Richtung auf die gestrichelt ein¬ gezeichnete Endstellung geführt werden. Um auch bei geringen Umfangsge- schwindigkeiten eine runde Kettenform zu erhalten, können zwischen den Zy¬ lindersegmenten zusätzliche Flachmaterialelemente 57 oder Rundmaterial¬ elemente 59 vorgesehen sein, die zusammen mit den Zylindersegmenten in Führungsnuten der Kegelstümpfe nach außen oder innen gleiten und die die Ketten bei größeren Durchmessern der Trägerräder 30 und 50 zusätzlich un- terstützen. Zu Illustration ist beim Abtriebsrad 40 der Fig. 1 schematisch je¬ weils ein derartiges Flachmaterialelement 57 und ein Rundmaterialelement 59 in der innersten bzw. der äußersten Position gestrichelt eingezeichnet.

Die Kettenlänge und die Kettenspannung der Ketten 60-1 bis 60-6 wird durch die in Fig. 1 gezeigten Extremalpositionen vorgegeben, bei denen Antriebsrad und Abtriebsrad jeweils maximalen bzw. minimalen Durchmesser haben. Bei einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses aus einer Extremalposition heraus lässt die Kettenspannung zunächst nach, bis sie in der in Fig. 2 darge¬ stellten mittleren Position minimal ist. Wird das Übersetzungsverhältnis über die Position der Fig. 2 hinaus geändert, nimmt die Kettenspannung wieder zu, und wird beim Erreichen der entgegengesetzten Extremalposition wieder ma¬ ximal.

Um im gesamten Betriebsbereich einen optimalen Kettenlauf zu gewährleis- ten, enthält das Getriebe 10 einen mechanischen Kettenspanner 80, der im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 1, 2 und 6 näher erläutert wird. Die Wechselpunktachse 82 des Kettenspanners 80 ist im Ausführungsbeispiel mit- tig zwischen der Antriebswelle 12 und der Abtriebswelle 14 angeordnet. Da sich die Kettenspannung, wie oben geschildert, als Funktion des Abstands der Kegelstümpfe 22, 24 darstellen lässt, wird die Position der antriebsseitigen Druck-/Zugscheibe 26 verwendet, um die Spannkraft der Spannrollen 84 zu steuern. Auf der Lostrummseite wird die Spannkraft eines weiteren Ketten¬ spanners analog über die Position der abtriebsseitigen Druck-/Zugscheibe eingestellt.

Mit Bezug auf Fig. 6 ist an der antriebsseitigen Druck-/Zugscheibe 26 des Ke- gelstumpfes 22 ein Abnahmestift 86 fest angebracht, der über eine gewinkelte Formen-Abgreifnut 88 die Spannrollen 84 nach oben oder unten führen kann. Bewegt sich der Kegelstumpf 22 in der Fig. 6, ausgehend von seiner äußeren Extremalposition, nach innen (Pfeil „1"), so drückt der Abnahmestift 86 auf¬ grund der Anfangsrichtung der Abgreifnut 88 die Spannrollen 84 zunächst nach unten. Die Steigung der Winkelstücke der Abgreifnut 88 ist dabei gerade so gewählt, dass der Druckaufbau durch die Spannrollen die nachlassende Kettenspannung kompensiert.

Der Wendepunkt 90 (Fig. 6, Mitte unten) der gewinkelten Abgreifnut wird gera- de in der mittleren Position der Triebräder (Fig. 2) erreicht. Bei einer weiteren Verkleinerung des Abstands der Kegelstümpfe 22, 24 tritt der Abnahmestift 86 in das zweite Winkelstück der Abgreifnut 88 ein (Pfeil „2") und die Spannkraft verringert sich wieder, bis der Abnahmestift 86 die Endposition 92 der Abgreif¬ nut 88 erreicht. Die entsprechende Bewegung und Position der Spannrollen 84 ist auch in den Darstellungen der Figuren 1 und 2 illustriert. Es versteht sich, das bei einer Vergrößerung des Abstands der Kegelstümpfe 22, 24 (Pfeile „3" und „4") der umgekehrte Vorgang abläuft.

Ausführungsbeispiele mit einer Mehrfachbelegung der Zylindersegmente wer- den nun mit Bezug auf die Figuren 7 bis 9 erläutert. Bei diesen Ausführungs¬ beispielen sind zumindest einem Teil der Zylindersegmente der Trägerräder zwei Zugmittel zugeordnet. Zunächst zeigt Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Zylindersegmente 32-1 bis 32-6 des Antriebsrads 30 und die Zylin¬ dersegmente 52-1 bis 52-6 des Abtriebsrads 50 in gleicher Weise jeweils mit genau zwei Zugangriffsbereichen 38-k bzw. 58-k für die zugeordneten Zugmit¬ tel belegt sind.

Analog zur Darstellung der Fig. 5 läuft jede von zwölf Ketten 60-n (n = 1.. 12) ausschließlich über einen Teilbereich 36-n des Antriebsrads 30 und einen ent¬ sprechenden Teilbereich 56-n des Abtriebsrads. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sind dem Segment 32-1 des Antriebsrads die Ketten 60-1 und 60-12 zugeord- net und entsprechend ist das Segment 32-1 in den Teilbereichen 36-1 und 36- 12 mit Zahnabschnitten 38-1 versehen. Dem Segment 32-2 des Antriebsrads sind die Ketten 60-5 und 60-10 zugeordnet und entsprechend ist das Segment 32-2 in den Teilbereichen 36-5 und 36-10 mit Zahnabschnitten 38-2 versehen. Analoges gilt für die Segmente 32-3 bis 32-6, denen ebenfalls jeweils zwei Ketten zugeordnet sind und die entsprechend mit zwei Zahnabschnitten in den jeweiligen Teilbereichen versehen sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 weist jedes der Segmente 52-1 bis 52- 6 des Abtriebsrads 50 jeweils dieselbe Kettenzuordnung und dieselbe BeIe- gung mit Zahnabschnitten 58-k auf wie das entsprechende Segment 32-k des Antriebsrads.

Fig. 8 stellt ein weiteres, besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Er¬ findung dar, bei dem zunächst, wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7, je- des der sechs Zylindersegmente 32-k des Antriebsrads 30 und jedes der sechs Zylindersegmente 52-k des Abtriebsrads 50 genau zwei Zugang riffsbe- reiche 38-k bzw. 58-k für die zugeordneten Zugmittel aufweist. Anders als bei Fig. 7 sind jedoch jeweils zwei Zugmittel, die demselben Zylindersegment des Antriebsrads bzw. des Abtriebsrads zugeordnet sind, gegenüberliegenden Zy- lindersegmenten des Abtriebsrads bzw. des Antriebsrads zugeordnet, so dass eine besonders große Umschlingung des Antriebs- bzw. Abtriebsrads erreicht wird: So sind die Ketten 60-1 und 60-12 (die über die Teilbereiche 36-1 bzw. 36-12 des Antriebsrads 30 und die entsprechenden Teilbereich 56-1 bzw. 56-12 des Abtriebsrads 50 laufen) beide demselben Segment 32-1 des Antriebsrads 30 zugeordnet. Auf dem Abtriebsrad 50 sind sie dagegen einander gegenüberlie¬ genden Segmenten, nämlich den Segmenten 52-1 (Kette 60-1) bzw. 52-4 (Kette 60-12) zugeordnet. In gleicherweise sind die Ketten 60-5 und 60-10 beide dem Segment 32-2 des Antriebsrads, aber gegenüberliegenden Seg¬ menten 52-2 (Kette 60-5) bzw. 52-5 (Kette 60-10) des Abtriebsrads zugeord- net. Eine analoge Zuordnung gilt für die weiteren Segmente 32-3 bis 32-6.

Wie aus Fig. 8 zu erkennen, sind auch umgekehrt jeweils zwei Ketten, die demselben Segment 52-k des Abtriebsrads 50 zugeordnet sind, zwei gegenü¬ berliegenden Segmenten des Antriebsrads 30 zugeordnet. Um ein Beispiel zu geben, sind die Ketten 60-1 und 60-11 beide dem Segment 52-1 des Abtriebs¬ rads 50 und den gegenüberliegenden Segmenten 32-1 und 32-4 des Antriebs¬ rads 30 zugeordnet. Insgesamt wird auf diese Weise eine maximale Umschlin¬ gung erreicht und jeder Schlupfversuch unterbunden.

Falls weniger Platz auf den Zylindersegmenten 32-k bzw. 52-k zur Verfügung steht, aber dennoch eine große Umschlingung erreicht werden soll, können auch nur einige der Zylindersegmente mehr als einer Kette zugeordnet sein. Zur Illustration zeigt Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel, bei dem nur neun Ketten 60-1 bis 60-9 vorgesehen sind. Den sechs Zylindersegmenten 32-k bzw. 52-k sind dabei alternierend eine Kette und zwei Ketten zugeordnet. Im Ausfüh¬ rungsbeispiel ist auf dem Antriebsrad 30 den Segmenten 32-2, 32-4 und 32-6, auf dem Abtriebsrad 50 den Segmenten 52-1, 52-3 und 52-5 jeweils nur eine Kette zugeordnet, sie enthalten dementsprechend nur einen einzigen Zahnab¬ schnitt 38-k (für k=2, 4, 6) bzw. 58-k (für k=1 , 3, 5).

Die anderen Segmente sind jeweils zwei Ketten zugeordnet, sie enthalten so¬ mit jeweils zwei Zahnbereiche 38-k bzw. 58-k für die beiden zugeordneten Ket- ten. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 sind dabei jeweils zwei Zug¬ mittel, die demselben Zylindersegment des Antriebsrads bzw. des Abtriebs¬ rads zugeordnet sind, gegenüberliegende Zylindersegmente des Abtriebsrads bzw. des Antriebsrads zugeordnet. So sind die Ketten 60-1 und 60-9 dem Segment 32-1 des Antriebsrads und den gegenüberliegenden Segmenten 52- 1 und 52-4 des Abtriebsrads zugeordnet, die Ketten 60-2 und 60-8 dem Seg¬ ment 32-5 des Antriebsrads und den gegenüberliegenden Segmenten 52-2 und 52-5 des Abtriebsrads, und die Ketten 60-3 und 60-7 sind dem Segment 32-3 des Antriebsrads und den gegenüberliegenden Segmenten 52-6 und 52- 3 des Abtriebsrads zugeordnet.

Umgekehrt sind die Ketten 60-2 und 60-5 dem Segment 52-2 des Abtriebsrads und den gegenüberliegenden Segmenten 32-5 und 32-2 des Antriebsrads zu¬ geordnet, die Ketten 60-3 und 60-6 dem Segment 52-6 des Abtriebsrads und den gegenüberliegenden Segmenten 32-3 und 32-6 des Antriebsrads, und die Ketten 60-4 und 60-9 sind dem Segment 52-4 des Abtriebsrads und den ge¬ genüberliegenden Segmenten 32-4 und 32-1 des Antriebsrads zugeordnet.

Figur 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines alternativen konischen Füh- rungselements, das weniger Material als die oben beschriebenen Kegelstümp¬ fe benötigt. Der Stegplattenkonus 100 umfasst einen Stegring 102, an dem radial beabstandet sechs konische Stegplattenführungen 104 angeordnet sind. Die Zylindersegmente 32-1 bis 32-6 des Trägerrads 30 sind in diesem Ausfüh¬ rungsbeispiel mit entsprechenden Nuten 106 versehen, durch die sie auf den Stegplattenführungen 104 auf- und abgleiten können.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 11 und 12 dargestellt, wobei Fig. 11 einen Schnitt durch ein Triebrad 210 des Getriebes 200 bei minimaler Größe des Trägerrads und Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII von Fig. 11 bei maximaler Größe des Trägerrads 210 zeigt. Die minimale Größe des Trägerrads von Fig. 11 ist in Fig. 12 mit gestrichelten Li¬ nien dargestellt. Der grundlegende Aufbau des Getriebes 200 entspricht dem des in Figuren 1 bis 4 dargestellten Getriebes 10, so dass im Folgenden nur die Unterschiede zu dem dortigen Ausführungsbeispiel beschrieben werden.

Bei dem Getriebe 200 enthalten die Triebräder anstelle eines Paars konischer Führungselemente mit Führungsnuten jeweils ein Paar einander zugewandter, axial beabstandeter Scheiben 212 mit sich radial senkrecht nach außen erstre¬ ckenden Führungsschlitzen 214. Zwischen den Scheiben 212 ist ein aus einer Mehrzahl axialer Zylindersegmente 216 gebildetes Trägerrad angeordnet, dessen Durchmesser durch eine radiale Verschiebung der Zylindersegmente 216 in den Führungsschlitzen 214 der Scheiben 212 einstellbar ist. Entspre¬ chend der Zuordnung der selbst nicht dargestellten Ketten weisen die Zylin¬ dersegmente 216 in bestimmten Bereichen Zahnabschnitte 224 auf, wie oben ausführlich erläutert.

Die Zylindersegmente 216 sind in den Führungsschlitzen 214 mit Gewinde¬ stangen 218 geführt. Am oberen Rand jeder Gewindestange 218 ist ein Stell¬ rad 220 angebracht, so dass durch gleichzeitige einheitliche Drehbewegung aller Stellräder 220 eines Scheibenpaars die Zylindersegmente 216 radial nach innen oder außen bewegt werden können und so der Durchmesser des Trägerrads eingestellt werden kann. Dabei können die Stellräder insbesondere durch mechanische, elektrische, magnetische oder hydraulische Stellkräfte bewegt werden. In Fig. 11 ist lediglich zur Illustration des Prinzips ein mecha- nischer Steller 222 dargestellt.

Die Summe der Durchmesser der beiden Trägerräder (Antriebsrad und Ab¬ triebsrad) wird erfindungsgemäß konstant gehalten. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass durch eine gleichzeitige einheitliche Drehbewe- gung der Stellräder 220 eines Scheibenpaares 212 (beispielsweise der An¬ triebsseite) die Zylindersegmente 216 dieses Scheibenpaars nach außen be¬ wegt werden, während durch gleichzeitige, gegenläufige Drehbewegung der Stellräder 220 des anderen Scheibenpaars 212 (im Beispiel also die Abtriebs¬ seite) die Zylindersegmente 216 des anderen Scheibenpaars nach innen be¬ wegt werden.

Durch den Einsatz von Scheibenpaaren ergeben sich insbesondere ein gerin¬ ges Gewicht und eine geringe Reibung, eine einfache Herstellung und geringe Produktionskosten. Auch ist eine sehr kompakte Bauweise des Getriebes möglich.

Die erfindungsgemäßen Getriebe können nicht nur in Kraftfahrzeugen einge¬ setzt werden, sondern auch in allen Arten von Maschinen. Ebenso können die stufenlos einstellbaren Getriebe als Schaltgetriebe mit vorbestimmten festen Schaltstufen eingesetzt werden. Auch können Stege oder Rundmaterial zwi¬ schen den Zylindersegmenten vorgesehen sein, die den Kettenlauf bei gro- ßem Durchmesser der Trägerräder unterstützen.