专利名称：具有带轮和驱动带的变速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无级变速装置，其设置有两个带轮和驱动带，所
述带轮具有基本锥形的轮盘(sheave),如权利要求1前序部分所述的。 这种类型的变速装置的设计和操作是公知的，例如可以从国际PCT公开 W0-A-2004/111500获知，其中还示出了一种公知类型的驱动元件，例 如驱动带和链条。WO-A-2004/111500中所示的驱动带公知为Van Doorne 推型带(pushbelt)，并且例如在专利公开EP-A-1221563中详细描述。
背景技术：
这种推型带特征在于一系列的横向元件，每个元件包括下部主体、 中间主体和上部主体。下部主体的横向侧表面或者带轮接触面在这种情 况中用于与变速装置的驱动带轮或主带轮的轮盘以及从动带轮或副带 轮的轮盘相接触。面向上部主体的下部主体的顶侧的一部分，即其径向 向外定向的边缘，形成了用于连续拉伸元件的支撑表面，所述拉伸元件 通常由一组或多组的多个嵌套的、扁平的、相对薄的、由金属制成的环 形成。横向元件的上部主体位于拉伸元件的径向外部，而中间主体将下 部主体和上部主体在拉伸元件的高度处彼此连接。横向元件接纳在驱动 带中，从而它们可以相对于拉伸元件的圆周方向移动。
通常，横向元件的下部主体设置有公知的倾斜边缘，即实际恒定 厚度的横向元件的顶侧和逐渐变细的(tapering)底侧之间大致微微圆 形的过渡，所述底侧在带轮接触面之间在前或后表面中延伸。倾斜边缘 允许相邻横向元件之间倾斜或者滚动运动，其中驱动带在它的圆周方向 上根据带轮的位置的需要沿着弯曲的路径。
Van Doorne推型带包括多个所述横向元件，这使得实际上拉伸元 件的整个圆周被实际上连续的成串的横向元件充满，其被夹在带轮的轮盘之间，从而摩擦力可以在它们之间传递。部分由于这个原因，通过彼 此推进的横向元件，利用来自拉伸元件的支撑和引导，驱动力可以在变 速装置的带轮之间传递。
发明内容
本发明具体涉及这样一种类型的变速装置，其中，在工作过程中 互相接触的横向元件的带轮接触面和带轮的外部轮盘表面沿着径向方 向凸出地弯曲。从几何上来讲，即，没有施加任何力时，在这种类型的 变速装置中实现了点接触，而不是如普通变速装置设计中的可能不连续 的线接触。由于这种点接触，当法向力被施加到其中时，轮盘和横向元 件之间的接触压力将相对高，尤其是在带在主带轮("低比率")的轮盘 之间以它的最小可行半径运行的位置。这种接触压力和与其相关的应力 会变成本类型变速装置的设计和/或应用中的限制因素。
本发明的目的是消除所述点接触的不利影响。根据本发明，这个 目的通过权利要求l特征部分的措施实现。通过这个措施，实现了所 述接触压力被有利地降低，因为在带的最小可行运行半径中，其中接触 压力否则会最高，当夹持力被施加时，在横向元件和带轮轮盘之间实现 了较不集中的接触，从而相关的接触压力和应力被有利地减小。
有利的是，在本发明的更详细的实施例中，带轮轮盘的径向轮廓 的径向内部部分的凹入轮廓基本与横向元件的带轮接触面的突出轮廓 相匹配。
下面通过实例参考附图详细描述本发明，附图中
图1以示意性透视图提供了现有技术的无级变速装置的示意图，
其具有两个带轮和驱动带，
图2和图3以变速装置的一部分的剖视图示意性示出了相对于带
轮上的带的运行半径、带轮轮盘和带之间的相互作用，
图4提供了在一位置处图3的剖视图的放大详细视图，在该位置， 带与带轮轮盘在它的最小可能运行半径处相互作用，图5提供了图4的变速装置的详细结构，然而其中，带轮轮盘根 据本发明设计。
具体实施例方式
图1示意性示出了根据现有技术的无级变速装置的中心部件的视
图。现有的变速装置包括主带轮l和副带轮2，主带轮l位于变速装置 的输入轴6上，其可以由发动机(未示出)以主扭矩Tp驱动，副带轮 2位于变速装置的输出轴7上，其可以以副扭矩Ts驱动负荷(未示出)。 带轮1、 2设置有基本锥形的带轮轮盘5，其牢固地固定到相应的带轮 轴6、 7，带轮l、 2并且具有同样基本锥形的带轮轮盘4，其可以相对 于所述轴6、 7沿着轴向方向移动。驱动带3通过相应的可活动轮盘4 被夹在所述两个带轮l、 2的每一个的带轮轮盘4、 5之间，所述轮盘4 被相应的促动装置(未示出)朝着相应的固定轮盘5促动。在每个相应 的带轮的轮盘4、 5之间，驱动带3限定了弯曲的路径，即以所谓的运 行半径R设置。借助于驱动带3和带轮1、 2之间的摩擦，机械力可以 在两个带轮轴6、 7之间传递。从而，变速比由驱动带3的主带轮和副 带轮的运行半径R之间的比值确定。
驱动带3，在穿过图l变速装置的切向定向剖视图中详细示出，就 是所谓的推型带类型，包括一系列的横向元件32，每个由下部主体33、 上部主体35和中间主体34构成，中间主体34将下部主体33和上部主 体35相互连接。下部主体33的面向上部主体35的顶侧的一部分，即 其径向向外定向的边缘36，在中间主体34的任一侧上，形成两个支撑 表面36，用于连续的拉伸元件31，拉伸元件31由两组或多组31a、 31b 的多个嵌套的、扁平的、相对薄的环形成，所述环由金属制成。横向元 件32的基本箭头形的上部主体35位于拉伸元件31的径向外侧，并且 沿着高度方向围绕后者，而中间主体34位于拉伸元件31的成组的环 31a、 31b之间。在这个情况中，中间主体的轴向横向定向的边缘37均 沿着轴向方向形成了止挡表面37，用于成组的环31a、 31b。
横向元件32被保持在推型带3中，从而，它们可以相对于拉伸元 件31的圆周方向移动。在这种设置中，每个横向元件的一个主表面，例如后表面42，设置有凹部(未示出)，并且它的相应的另一个主表面，
例如前表面43，设置有突起44，横向元件32的突起44在每种情况中 接纳在相邻横向元件32的凹部中。横向元件32的下部主体33设置有 公知的倾斜边缘45，即在实际恒定厚度的横向元件32的顶侧和它的有 效逐渐变细的底侧之间大致微微圆形的过渡，所述倾斜边缘45沿着横 向方向在横向元件32的前表面43中延伸。倾斜边缘45允许相邻横向 元件32之间的倾斜或者滚动运动，结果，沿着圆周方向观察，推型带 3可以在带轮1、 2的轮盘4、 5之间沿着弯曲的路径。
如图2所示，其中很大程度上被放大，带轮轮盘4、 5的外部轮盘 表面10以及横向元件32的下部主体33的横向定向的带轮接触面40成 形为沿着径向方向具有突出的曲率，每个曲率通过相应的半径描述，即 RrlO和Rr40。然而实际中，这两个半径Rr 10和Rr40大大小于图2所 示的(并且其它图中的)；为了清楚起见，它们在附图中被放大。另外 实际中，与上述恒定的曲率半径RrlO、 Rr40相反，沿着径向或高度方 向变化的曲率半径同样被使用，只要从而可以限定平滑弯曲的表面。
在上述变速装置中，相应带轮1、 2的相应轮盘4、 5的外部轮盘 表面10和驱动带3的横向元件32的相应带轮接触面40之间的摩擦接 角虫产生，公失口为Hertzian棉圆点(elliptical punctiform)接角虫， 其中，同样使用液体润滑剂以尽可能限制对相应摩擦表面10、 40的磨 损和/或破坏。应当清楚，并且在图3中示出，元件32的带轮接触面 40上的这种摩擦接触的几何确定的径向位置随着带3的运行半径R变 化。当运行半径R最大时，即为Rmax时，相应的接触点CP1位于带轮 接触面40的底侧(即径向内部)附近，然而，当运行半径R最小时， 即Rmin，相应的接触点CP2位于带轮接触面40的顶侧(即径向外部) 处或者附近。
这后一种情况在图4中示意性示出，它是图3的一部分S的放大， 其中，带3处于它的最小可能运行半径Rmin。在这种情况中，各个横 向元件32受到最大的负荷，因为由于小运行半径，被夹在带轮轮盘4、 5之间的带的部分的长度(以及因此元件32的数目)被限制。同样， 一般而言，当变速装置处于低变速比时，即当带3在主带轮1上以它的最小运行半径Rmin旋转时，由发动机与可能的扭矩变换器相结合产生 的主扭矩Tp最高。
本发明提出利用轮盘表面10的环形径向内部部分10f，即位于点 式Hertzian接触CP2的下面，从而有利地降低所述最大负荷。在上述 普通变速装置中，轮盘表面10的这种内部部分10f没有与横向元件32 接触。然而，根据本发明，这个表面部分10f的形状可以从沿着径向方 向即沿着切线剖视方向观察的凸出的弯曲形状改变到直的或者甚至凹 入弯曲的形状，从而，所述Hertzian接触的表面区域增大，并且相关 的接触压力和应力被有利地减小。
在图5所示的本发明最优选的实施例中，轮盘表面IO的径向内部 部分10f以曲率半径Rrl0b凹入弯曲，该曲率半径Rrl0b仅仅略微 (marginally)大于带轮接触面40的局部曲率半径Rr40。从而，在轮 盘4、 5和元件32之间实现了适合的接触区域CZ2，有利地并且显著降 低了接触压力和相关的Hertzian接触应力。
为了确保变速装置的正确操作，包括所述径向内部部分10f的外 部轮盘表面10应当优选形成为连续和平滑的表面。这意味着轮盘表面 的所述径向内部部分10f和它的突出弯曲的径向外部部分不应当以一 定角度相交，而是应当以相对应的方向系数平滑汇合。
权利要求
1. 一种用于机动车辆的无级变速装置，设置有驱动带(3)，并设置有主带轮(1)和副带轮(2)，每个带轮包括两个锥形的带轮轮盘(4，5)，所述带轮轮盘放置在相应的带轮轴(6，7)上，并且驱动带(3)以可变径向位置(R；Rmin；Rmax)被保持在它们之间，驱动带(3)设置有横向元件(32)，所述横向元件可沿着驱动带(3)的环状拉伸元件(31)移动，横向元件(32)设置有轴向定向的和凸出弯曲的带轮接触面(40)，用于与带轮轮盘(4，5)的同样突出弯曲的外部轮盘表面(10)实现摩擦接触，其特征在于，在切向剖视图中观察，至少一个带轮(1，2)的带轮轮盘(4，5)的外部轮盘表面(10)的环形径向内部部分(10f)设置有直的或者凹入的轮廓。
2. 如权利要求1所述的变速装置，其特征在于，外部轮盘表面(IO) 的所述内部部分(10f)以曲率半径(Rrl0b)凹入地弯曲，所述曲率半 径(Rrl0b)基本符合但是略微大于带轮接触面(40)的曲率半径(Rr40)。
3. 如权利要求2所述的变速装置，其特征在于，沿着径向方向， 外部轮盘表面(10)的凹入弯曲的部分(CZ2)限定在相应的带轮轴(6， 7)与在驱动带(3)的最小可能径向位置(Rmin)中相应带轮轮盘(4， 5)和横向元件(32)之间的几何确定的接触点(CP2)之间。
全文摘要
本发明涉及一种无级变速装置，设置有驱动带(3)，并设置有主带轮(1)和副带轮(2)，每个带轮包括两个锥形的带轮轮盘(4，5)，放置在相应的带轮轴(6，7)上，并且驱动带(3)以可变径向位置(R；Rmin；Rmax)被保持在它们之间。驱动带(3)设置有横向元件(32)，所述横向元件可沿着驱动带(3)的环状拉伸元件(31)移动，横向元件(32)设置有轴向定向的和突出弯曲的带轮接触面(40)，用于与带轮轮盘(4，5)的同样突出弯曲的外部轮盘表面(10)实现摩擦接触。在这个变速装置中，沿着切向剖视方向观察，至少一个带轮(1，2)的外部轮盘表面(10)的环形径向内部部分(10f)设置有直的或者凹入的轮廓。
文档编号F16H55/56GK101305220SQ200580052024
公开日2008年11月12日 申请日期2005年11月8日 优先权日2005年11月8日
发明者A·J·W·范德莱斯特 申请人:罗伯特·博世有限公司