专利名称：锥环变速器用的压紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于锥环变速器的压紧装置，该锥环变速器包括 两个锥形摩擦轮和一个设置在两个锥形摩擦轮之间的摩擦环。
背景技术：
DE 103 48 718 Al中公开了一种锥环变速器用的压紧装置，该压紧 装置具有机械压紧单元和液压压紧单元。还具有弹簧件的机械压紧单 元把压紧力施加在这些锥形摩擦轮中的一个上，从而在使用摩擦环的 情况下，这些锥形摩擦轮能够相互压紧。通过这种压紧，转矩可以从一个锥形摩擦轮经过摩擦环传递到另一个锥形摩擦轮上。机械压紧单元一方面支撑在承受轴向力的轴承上，另一方面支撑在,锥形摩擦轮之一上。在这种情况下，机械压紧单元施加压力，通过 该压力，使与机械压紧单元配合作用的锥形摩擦轮通过摩擦环压到另 一个锥形摩擦轮上。通过液压压紧单元可以将液压压力施加到机械压 紧单元的环形面上，通过该液压压力，使机械压紧单元挤压锥形摩擦 轮的力减小。因此，液压压紧单元用于(部分地)补偿机械压紧单元 所施加的压紧力。如果液压压紧单元被调节成无压力，即如果机械压 紧单元的环形面上的压力被置为零，那么不发生补偿，从而机械压紧单元持续地使两个锥形摩擦轮相互夹紧。出于安全原因可以在紧急情况下将锥环变速器中的转矩流断开。 例如如果锥环变速器安装在机动车中，那么由此可以在紧急情况下断 开马达和传动系之间的连接。在DE 103 48 718 Al的压紧装置中，通 过用液压压紧单元所施加的补偿力来完全补偿机械驱动单元的压紧力 基本上可以实现这种转矩流中断。因此可以通过液压压紧单元来中断 转矩流，而不必对机械压紧单元施加影响。但是，DE 103 48 718 Al 的压紧装置具有这样的缺点，即在紧急情况下必须有足够大的压力可 供液压压紧单元使用。但是如果在紧急情况下用来提供该压力的系统 同样也受到损害，则锥环变速器中的转矩流不再如所要求的那样中断。发明内容因此，本发明的目的在于，提供一种压紧装置，其确保在紧急情 况下将通过锥环变速器的转矩流可靠地中断。本发明目的通过如下措施得以实现。优选实施例可以由改进的技 术方案中得到。根据本发明，提出一种用于锥环变速器的压紧装置，该变速器包 括两个锥形摩擦轮和一个布置在两个锥形摩擦轮之间的摩擦环，该压 紧装置具有一个机械压紧单元和一个液压压紧单元，其中所述机械压 紧单元将一个压紧力施加到至少一个锥形摩擦轮上，以便在利用所述摩擦环的情况下使得所述锥形摩擦轮相互压紧，其特征在于，在所述 液压压紧单元处于无压力位置时，所述机械压紧单元不施加压紧力或者施加明显减小的压紧力。所述压紧装置的特点在于，在液压压紧单元处于无压力位置时，机械压紧单元不施加压紧力或者施加明显减小的压紧力。通过机械压 紧单元的被置为零的压紧力或者明显减小的压紧力，两个锥形摩擦轮不再相互压紧，从而设置在两个锥形摩擦轮之间的摩擦环不能传递转 矩或者能传递明显减小的转矩。因此，在紧急情况下，不再需要对液 力。因此，即使在用来为液压压紧单元 提供压力的系统发生故障时，也可以将通过锥环变速器的转矩流中断。通过液压压紧单元的无压力位置来"关断"机械压紧单元的可能 性具有附加优点，即在现有的机动车中，摩擦环可以轴向调节，以便 调整另一传动比，因为摩擦环未被夹紧在锥形摩擦轮之间。而且，在 机动车起动时，摩擦环也可以首先无负荷地旋转，以便使环得到良好 的供油。而且，机动车中的锥环变速器也可以与离合器相耦合，该离 合器在未施加要提供的压力或者要提供的力的情况下在正常状态下接 合(正常接合离合器)。在一个优选实施例中，液压压紧单元具有第一液压活塞，机械压 紧单元支撑在该活塞上。如果将液压活塞调整成无压力，那么它不能承受力，即机械压紧单元由于没有支撑而不会将压紧力施加到所述至 少一个锥形摩擦轮上。作用到第一液压活塞上的油压可以改变(schaltbar)。因此， 一方 面可以对液压活塞加载以最大油压，另一方面可以将液压活塞调整为 无压力。在考虑液压活塞有效面积的情况下，最大油压符合目的地大 于由机械压紧单元所产生的最大压紧力。如果是这种情况，那么液压 活塞构成了对机械压紧单元的固定支撑。在加载压力时，第一液压活塞可以贴靠在一止挡上。通过该止挡， 限定液压活塞的精确位置，其中作用到液压活塞上的油压使液压活塞 压向止挡。由此精确地确定用于机械压紧单元的支撑位置。在一个优选实施例中，机械压紧单元具有转矩一力调整器，该调 整器根据转矩引起轴向调整或者产生轴向力。例如如果转矩一力调整 器得到大的转矩，那么这引起轴向调整或者轴向力，通过该轴向调整 或者轴向力，提高了机械压紧单元的压紧力，其结果是，可通过锥环 变速器传递的转矩变大了。为了实现反应时间特别短，转矩—力调整器可以设计成纯机械的。 其中，转矩一力调整器可以包括一个第一斜坡壳、 一个第二斜坡壳和 至少一个滚动体，该滚动体布置在这两个斜坡壳之间并且在斜坡壳之 间传递转矩。两个斜坡壳至少在一定旋转角度范围内可以相对扭转， 其中通过改变两个斜坡壳之间的转矩来改变滚动体在这些斜坡壳中的 位置，其中该位置变化导致斜坡壳的相对轴向移动。机械压紧单元可以具有至少一个弹簧件，该至少一个弹簧件有助于机械压紧单元的压紧力。该弹簧件可以与转矩一力调整器并联或者 串联连接。也可以设有多个弹簧件，这些弹簧件可以不同地布置。根 据连接类型和弹簧件的尺寸大小可以绘制出机械压紧单元的特性曲 线，由于转矩一力调整器，该特性曲线取决于锥环变速器的转矩。例 如通过并联连接的弹簧件，转矩一力调整器的特性曲线可以以初始直 线的形式从零点移动一个确定的量。因此，在没有转矩时，机械压紧 单元也可以产生压紧力。在一个优选实施例中，液压压紧装置具有一个第二液压活塞，该 第二液压活塞将附加的压紧力或者与机械压紧单元的压紧力相反的补 偿力施加到所述至少一个锥形摩擦轮上。其中优选的是，作用到第二 液压活塞上的油压可以调节。由于油压的可调节性，可以通过第二液 压活塞来调节合成的压紧力，亦即通过第二液压活塞来调节机械驱动 单元的压紧力和液压驱动单元的压紧力或补偿力的总和。因此，可以 在宽广的极限内影响根据转矩来描述合成压紧力的合成特性曲线。其 中具有第二液压活塞的液压压紧装置可以如此形成，以致在液压压紧 单元处于无压力位置时，通过第二液压活塞不再将压紧力施加到所述 至少一个锥形摩擦轮上。
第一液压活塞和/或第二液压活塞可以构造为环形活塞。在此第一 液压活塞和第二液压活塞可以布置成相互同心。在第一液压活塞和所述至少一个锥形摩擦轮之间可以设有一个第 一滚动轴承。通过该第一滚动轴承，第一液压活塞可以将一个压力施 加到机械压紧单元上，而不必如一个优选实施例中在机械压紧单元中 那样绕一旋转轴线旋转。这使第一液压活塞在相应液压缸内的密封得 到简化。也可以以类似的方式通过一个第二滚动体轴承使第二液压活 塞和所述至少一个锥形摩擦轮在旋转方向上脱耦。
根据一个在附图中示出的实施例来详细地描述本发明。图中示出 图l 具有压紧装置的锥环变速器的示意图；及 图2 以放大的比例示出的图1的压紧装置。
具体实施方式
图1示出了锥环变速器，该锥环变速器总体用1标记。锥环变速 器1具有第一锥形摩擦轮2和第二锥形摩擦轮3。锥形摩擦轮2、 3彼 此相反布置，其中它们的旋转轴线平行地延伸并且相互离开距离。锥 形摩擦轮2、 3的旋转轴通过虚线4、 5来表示。每个锥形摩擦轮2、 3 具有一个张角a。除了锥环变速器1之外，图1还示出了在这里没有进一步示出的 机动车的离合器6。在第一锥形摩擦轮2和离合器6之间连接一个前置 传动装置7。通过行星齿轮系形式的该前置传动装置7可以转换机动车 的两个行驶方向(向前、向后)。在接合状态下，离合器6通过前置 传动装置7把驱动装置或者马达(未示出)的转矩传递到第一锥形摩
擦轮2上。为了把该转矩从第一锥形摩擦轮2传递到第二锥形摩擦轮3 上，设有一摩擦环8，该摩擦环8与两个锥形摩擦轮2、 3相配合，并 且包围第一锥形摩擦轮2。摩擦环8可以通过一个在这里没有示出的调 整机构平行于锥形摩擦轮2、 3的旋转轴线4、 5轴向移动。通过摩擦 环8的轴向移动，可以调整锥环变速器1的传动比。由于摩擦环8的 轴向位置可以无级地调整，因此该锥环变速器1具有可无级地改变的 传动比。传递到第二锥形摩擦轮3上的转矩通过齿轮对传递到驱动单元11 ， 该齿轮对由一个齿轮9和一个与齿轮9相啮合的环形齿轮10组成。该 驱动单元11由一个差速器12和两个轴13a、 13b组成。第二锥形摩擦轮3在轴向上、即在其旋转轴线5的方向上可移动 地支承。通过总体用14来表示的压紧装置，第二锥形摩擦轮3可以在 利用摩擦环8的情况下压到第一锥形摩擦轮2上，由此摩擦环8在锥 形摩擦轮2、 3之间被夹紧，并且相应地被加载以压力，通过该压力可 以实现从第一锥形摩擦轮2到第二锥形摩擦轮3的转矩传递。参照图2来进一步描述压紧装置14。图2以放大的比例示出了压紧装置14连同第二锥形摩擦轮3。压 紧装置14包括机械压紧单元15和液压压紧单元16。机械压紧单元15 基本由转矩一力调整器17构成，该转矩一力调整器17设置在第二锥 形摩擦轮3的圆柱形的空腔18中。空腔18基本由端面19和母线表面 20限定边界。转矩一力调整器17包括一个圆柱形的压紧体21，该压紧体21不 相对转动地与齿轮9相连接。在朝向第二锥形摩擦轮3的端部22上， 压紧体21构成多个导轨23，用于分布在压紧体21的圆周上的、球24 形式的滚动体。此外，这些球24被另外的导轨25保持住，这些导轨25在第二锥形摩擦轮3上大致在母线表面20到端面19的过渡部上构 成。通过球24进行从第二锥形摩擦轮3到压紧体21的转矩传递。在 这种情况下，压紧体21和第二锥形摩擦轮3可以在一定的旋转角度范 围内彼此相对旋转。导轨23、 25和被它们保持的滚动体24这样地相 互配合作用，即根据从球24传递到压紧体21上的转矩，压紧体21和 锥形摩擦轮3在轴向上受挤压相互分开。传递的转矩越大，压紧体21 和锥形摩擦轮3受挤压而分开得越远。在背离锥形摩擦轮3的端部26处，压紧体21支撑在第一液压活 塞27上。第一液压活塞27构造成环形活塞并且可以在液压缸28的内 部沿着轴向(即沿着旋转轴线5的方向)移动。在第一液压活塞27和 压紧体21之间设有一个第一滚动轴承29，该滚动轴承将第一缸活塞的 轴向压力传递到压紧体21上，但使得压紧体21可以绕着旋转轴线5 相对于固定的、即不绕旋转轴线5旋转的液压活塞27旋转。通过液压管路30，第一液压活塞27可以被加载以压力。其中液压 管路30使压力室31与阀单元32相连通，压力室31由液压活塞27和 液压缸28限界，在后面将更加详细地描述该阀单元32。第二液压缸33布置成与第一液压活塞27同轴。环形的第二液压 缸33在径向上包围第一液压活塞27。第二液压活塞33在环形的液压 缸34内可移动地被支承。与第一液压缸27相反，第二液压活塞33不 是压在压紧体21上，而是通过一个中间连接的第二滚动轴承35压在 第二锥形摩擦轮3的锥形基面36上。其中第二液压活塞33用以压在 第二锥形摩擦轮3的锥形基面36上的力取决于压力室37中存在的压 力，而该压力室37由第二液压活塞33和第二液压缸34限界。压力室 37通过液压管路38与阀单元32相连。 阀单元32包括换向阀39和调节阀40。在换向阀39的被弹簧加载 的静止位置上，通过液压管路30、 38，压力室31、 37被调节成无压力。 相反，在被电流激励的位置上，通过液压管路30,压力室31被加载以 系统压力41，该系统压力处于换向阀39的前面。通过这个系统压力 41，第一液压活塞27朝向止挡42运动，其中第一液压活塞27的有效 活塞面积如此确定尺寸，以致第一液压活塞27贴靠在止挡42上，即 使在压紧体21以最大力挤压活塞27时也是如此。换句话说，第一液 压活塞27在加载以系统压力41时形成对压紧体21的固定刚性支撑。第二液压活塞33用以压向第二锥形摩擦轮3的基面36的力可以 通过调节阀40来调节。因此， 一方面，通过第二液压活塞33所产生 的力作用到锥形摩擦轮3上，另一方面，通过转矩一力调整器17所产 生的力也作用在该摩擦轮3上。在需要时或者在紧急情况下，作用到 锥形摩擦轮3上的力可以通过将换向阀39从被电流激励的位置切换到 静止位置而减小到零。由此将压力室31、 37调节成无压力，从而第二 液压活塞33作用到第二锥形摩擦轮3上的力被置为零。而且，转矩一 力调整器17可以不再支撑到压紧体21上，从而压紧力也通过机械压 紧单元15被置为零。设置了多个弹簧43，在液压压紧单元处于无压力 位置时使压紧体21返回到确定的初始位置。但是，与转矩一力调整器 17所产生的、用来夹紧锥形摩擦轮2、 3的力相比，弹簧43的作用力 明显较小。因此，通过本发明的压紧装置可以实现，通过液压压紧单元16， 在利用摩擦环8的情况下，通过一个换向过程将锥形摩擦轮2、 3的相 互压紧解除，从而由此中断通过锥环变速器1的转矩流。在由于故障 不能再控制前置换向阀39时，也会发生这种转矩流的中断。本发明的压紧装置14也可以用于其它传动装置，其中必须将传递
转矩的变速器元件夹紧，以便通过摩擦锁合来传递转矩。附图标记1锥环变速器2第一锥形摩擦轮3第二锥形摩擦轮4旋转轴5旋转轴线6离合器7前置传动装置8摩擦环9齿轮io环形齿轮11驱动单元12差速器13轴(13a、 13b)14压紧装置15机械压紧单元16液压压紧单元17转矩一力调整器18空腔19端面20母线表面21压紧体22端部23导轨24滚动体/球25导轨26端部27第一液压活塞28第一液压缸29第一滚动轴承30液压管路31压力室32阀单元33第二液压活塞34第二液压缸35第二滚动轴承36锥形基面37压力室38液压管路39换向阀40调节阀41系统压力42止挡43弹簧
权利要求
1.一种用于锥环变速器(1)的压紧装置(14)，该变速器包括两个锥形摩擦轮(2、3)和一个布置在两个锥形摩擦轮(2、3)之间的摩擦环(8)，该压紧装置具有一个机械压紧单元(15)和一个液压压紧单元(16)，其中所述机械压紧单元(15)将一个压紧力施加到至少一个锥形摩擦轮(3)上，以便在利用所述摩擦环(8)的情况下使所述锥形摩擦轮(2、3)相互压紧，其特征在于，在所述液压压紧单元(16)处于无压力位置时，所述机械压紧单元(15)不施加压紧力或者施加明显减小的压紧力。
2. 根据权利要求1所述的压紧装置(14),其特征在于，所述液 压压紧单元(16)具有第一液压活塞(27)，所述机械压紧单元(15) 支撑在该活塞上。
3. 根据权利要求2所述的压紧装置(14)，其特征在于，作用到 所述第一液压活塞(27)上的油压可切换。
4. 根据权利要求2或者3所述的压紧装置(14)，其特征在于， 在加载压力时，所述第一液压活塞(27)紧靠在一止挡(42)上。
5. 根据权利要求1一4之一所述的压紧装置(14)，其特征在于， 所述机械压紧单元(15)具有一转矩一力调整器(17)，该转矩—力 调整器根据转矩产生轴向调整或者产生压紧力。
6. 根据权利要求1一5之一所述的压紧装置(14)，其特征在于， 所述机械压紧单元(15)具有至少一个弹簧件。
7. 根据权利要求1一6之一所述的压紧装置(14)，其特征在于， 所述液压压紧单元(16)具有一个第二液压活塞(33)，该第二液压 活塞将一附加的压紧力或者与所述机械压紧单元(15)的压紧力相反 的补偿力施加到所述至少一个锥形摩擦轮(3)上。
8. 根据权利要求7所述的压紧装置(14)，其特征在于，作用到 所述第二液压活塞(33)上的油压可以调节。
9. 根据权利要求7或者8所述的压紧装置(14)，其特征在于， 所述第一液压活塞(27)和/或所述第二液压活塞(33)构造为环形活 塞。
10. 根据权利要求7—9之一所述的压紧装置(14)，其特征在于， 所述第一液压活塞(27)和所述第二液压活塞(33)布置成相互同心。
11. 根据权利要求3 — 10之一所述的压紧装置(14)，其特征在于， 在所述第一液压活塞(27)和所述至少一个锥形摩擦轮(3)之间设有 一个第一滚动轴承(29)。
12. 根据权利要求7—11之一所述的压紧装置(14)，其特征在于， 在所述第二液压活塞(33)和所述至少一个锥形摩擦轮(3)之间设有 一个第二滚动轴承(35)。
全文摘要
本发明涉及一种用于锥环变速器(1)的压紧装置(14)，该变速器包括两个锥形摩擦轮(2、3)和一个布置在两个锥形摩擦轮(2、3)之间的摩擦环(8)，该压紧装置具有一个机械压紧单元(15)和一个液压压紧单元(16)，其中所述机械压紧单元(15)将一个压紧力施加到至少一个锥形摩擦轮(3)上，以便在利用所述摩擦环(8)的情况下使所述锥形摩擦轮(2、3)相互压紧，其特征在于，在所述液压压紧单元(16)处于无压力位置时，所述机械压紧单元(15)不施加压紧力或者施加明显减小的压紧力。
文档编号F16H15/04GK101131200SQ20071014644
公开日2008年2月27日 申请日期2007年5月18日 优先权日2006年5月18日
发明者G·威尔施, J-P·沙佐特, R·菲肯斯, S·科库斯, S·邦加特 申请人:各特拉格·福特传动系统公司