专利名称：制造传动带的方法、传动带和操作包含这样的传动带的无级变速器的方法
制造传动带的方法、传动带和操作包含这样的传动带的无
级变速器的方法本发明涉及一种用于根据随附的权利要求1的前序部分制造用于无级变速器的传动带的方法，其中传动带和变速器是本领域公知的，例如分别来自欧洲专利EP06^5526A 和 EP1167829A。已知的所谓推式传动带(pushbelt-type)包含钢制的横向元件，其相对于环状的圆周可移动地包含在所述传动带中，所属圆周即环状的、可拉伸的构件，在其中具有限制和引导所述横向元件的基本功能。所述已知的带的横向元件由含碳的钢75Crl制成，所述钢 75Crl包括多于0. 7重量％到0. 8重量％的碳和0. 35重量％到0. 55重量％之间的铬。典型地，所述环状拉伸构件由两组多个相互嵌套的，即径向堆叠的平面和薄金属环或带组成。已知的变速器包含两个滑轮，每个具有两个主要为圆锥形的盘。在所述变速器中， 在各夹紧力的作用下，通过夹紧所述各个滑轮的圆锥钢盘之间的带，扭矩从一个滑轮传送到另一个滑轮，为此目的，所述滑轮的至少一个盘通过致动器可轴向移动。所述扭矩的传送通过摩擦地传送驱动滑轮到所述带的旋转运动来实现，其中所述横向元件具有用于接触所述滑轮的盘的轴向接触区域。另外一个滑轮，即从动滑轮，所述驱动滑轮的旋转运动作用下的力从所述带摩擦地传送到所述从动滑轮的盘。在传动期间，润滑油和/或冷却剂，例如合成油被连续地供应到所述带和滑轮以除去在摩擦接触之间产生的热量。所述带在每个滑轮中运行的半径可以通过改变每个滑轮相对于另一个滑轮的夹紧力而改变。这些半径之间数学上的比值代表所谓的几何传动比(geometric ratio of the transmission)，而所述滑轮的旋转速度之间的比值代表传动速度比。作为所述带的传统制造方法的一部分，欧洲专利公开EP1233207A提供了一个实例，其中所述刚制的横向元件通过淬火硬化的传统方法被硬化，该方法包括奥氏体化、淬火和回火的步骤。包括所述回火的热处理步骤以减少脆度和/或提高淬火硬化钢的延性和疲劳特性。由于回火处理步骤，相比于直接在淬火处理步骤之后的大于65HRC到68HRC(洛氏硬度C级)的硬度值，其硬度也减小了，而回火后，所述横向元件的硬度被指定为从58HRC 到包括62HRC在内的范围内的值。由于回火在200°C左右的适中温度下完成，因此是比较慢且费时的加工步骤。例如在已知的75Crl钢的淬火硬化方法中，用于将所述钢基体材料的微结构从铁素体转化为奥氏体的充分加热所述横向元件钢的加工步骤，也就是奥氏体化，以及用于将奥氏体转换为马氏体的随后快速冷却的加工步骤，也就是淬火，可以在几分钟内完成(如果应用感应加热时间可以更短)，然而回火可能需要大约一个小时或甚至几个小时。因此，回火的加工步骤在全部传动带制造方法的效果和/或效率上有相当大地限制性影响。然而，人们认为根据所述传动带应用的需求而使所述横向元件具有充足的韧性、延性和耐疲劳性是必不可少的。打破上述惯例，利用淬火硬化但不回火的横向部件和包含这种横向元件的传动带完成了几种磨损和疲劳试验，这些测试构成本发明的基础。这些测试显示出令人惊讶的结果，也就是这些后述的传动带，在这种情况下其中的横向元件，最终展示出足够它们在无级变速器中的目标应用的疲劳强度。基于这个有前景的结果，实施了进一步的测试以确定为此需求的条件。在其最大程度实现的实施方案中，本发明提供一种传动带的制造方法，其中所述横向元件的回火加工步骤被完全省略。即，所述横向元件没有受到任何进一步的热处理的情况下被结合到所述传动带。这样一种新组装的传动带因而结合至少最初的硬度值大于 65HRC并且优选地小于68HRC的横向元件。根据本发明，发现所述横向元件的钢的回火发生在变速器中所述新型传动带的正常使用期间。显然，这样在变速器中的回火足够迅速地发生，并且由于在运行期间在所述传动带和滑轮间的摩擦接触中不可避免产生的热量使回火达到充分的程度。根据本发明，其也可以选择仅仅缩短回火的加工步骤到小于1小时，更优选地小于10分钟。在任一种情况下，回火在175°c和225°C之间的温度完成。用这种方式能实现硬度降低并且延性或疲劳强度增大，没有这样的加工步骤在传统设置的回火的全部横向元件硬化过程的持续中具有很大的有害影响。在这种情况下，新组装的传动带能够结合初始硬度值大于62HRC到65HRC 的横向元件。如前所述，这样的新型传动带依靠所述横向元件的钢的回火，回火发生在它的使用期间，即发生在变速器中包括这些横向元件的传动带的使用期间。优选地，在任一种上面提到的传动带制造方法中，所述淬火加工步骤利用介质冷却所述横向元件，所述介质是液体(油)或气体(空气；氮气)，所述介质被加热到75°c到 125°C之间的温度，并且优选在100°C左右。此外，在任何一种上面提到的传动带制造方法， 所述奥氏体化的加工步骤优选地在供应碳和/或氮的气氛中完成，例如含有吸热型气体、 天然气、丙烷和/或氨的气氛。以这种方式，与所述奥氏体化同时发生的，碳、氮或者碳和氮原子将被注入到所述横向元件的表层中，即碳化、氮化或碳氮共渗将分别伴随所述奥氏体化同时发生。以这种方式在所述横向元件中创造出富含碳和/或氮的表层。因此所述横向元件的耐磨性提高，从而所述横向元件的材料特性从整体上提高，尤其以这样一种方式，与缩短或完全去掉所述回火加工步骤相关的缺点根据本发明被减轻或有效地去除。尤其所述渗碳、氮化或碳氮共渗的过程，也就是所属奥氏体化的过程，在850°C和1050°C之间并且优选地持续1到4小时完成。在本发明更详细的实施方案中规定，在根据本发明包括所述传动带的所述变速器运行期间，导入所述传动带和/或滑轮的冷却剂流的温度在75°c和100°C之间，优选地在80°C和95°C之间，更加优选地在90°C左右。发明人发现在这样的冷却剂温度上，在所述传动带和滑轮之间摩擦接触的局部温度变得足够高以实现快速，但是不过度的横向元件回火。在所述传动带，即结合这样的传动带的变速器之后非常快地考虑初始操作，所述横向元件的硬度值从初始值下落到62HRC或更少的需求值。其后，在所述变速器，或者应用所述变速器的机动车辆的延长使用期间，发现产生了所述横向元件的硬度的有限的降低和完全可以接受的进一步降低。这些至少在所述钢制推式传动带的典型汽车应用中，也就是客车。本发明因而还涉及一种用于运行无级变速器的方法，所述无级变速器装备有用于通过向传动带供应冷却剂流从而冷却所述变速器的传动带的冷却装置，其中在所述供应流中的所述冷却剂的温度调节至上述提到的范围中的值。
权利要求
1.制造用于无级变速器的传动带的方法，所述无级变速器包含两个滑轮和所述传动带，所述传动带从这些滑轮绕过并与这些滑轮摩擦接触，并且所述传动带包含多个设置在所述带的环状拉伸构件上的横向元件，所述横向元件由含有多于0.7重量％的碳的钢制成，在该方法中，所述钢制的横向元件通过首先奥氏体化并然后淬火所述横向元件而被硬化，其特征在于，淬火后所述横向元件或者不采用任何进一步的热处理就结合到所述传动带，或者在结合到所述传动带之前，在175°C和225°C之间的温度下进行进一步回火热处理小于60分钟，优选地小于10分钟。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中所述横向元件由含有0.7重量％和0. 8重量％ 之间的碳和0. 35重量％和0. 55重量％之间的铬的75Crl钢制成。
3.如权利要求1或2所述的制造方法，其中所述淬火的加工步骤要求利用温度在75°C 和125°C之间，优选100°C左右的介质冷却所述横向元件。
4.如权利要求1、2或3所述的制造方法，其中所述奥氏体化的加工步骤在提供碳和/ 或氮的气氛中完成，例如含有吸热型气体、天然气、丙烷和/或氨的气氛。
5.用于无级变速器的传动带，其包含两个滑轮和传动带，所述传动带包含多个设置在所述带的环状拉伸构件上的横向元件，特征在于，所述横向元件的硬度值大于65HRC。
6.用于无级变速器的传动带，其包含两个滑轮和传动带，所述传动带包含多个设置在所述带的环状拉伸构件上的横向元件，所述横向元件由含有多于0.7重量％的碳的钢制成，其特征在于，所述横向元件的硬度值大于62HRC。
7.如权利要求5或6所述的传动带，其特征在于，所述横向元件的硬度值小于68HRC。
8.如权利要求5、6或7所述的传动带，其特征在于，所述横向元件由含有0.7重量％和 0. 8重量％之间的碳和0. 35重量％和0. 55%之间的铬的75Crl钢制成。
9.如权利要求5、6、7或8所述的传动带，其特征在于，所述横向元件具有富含碳和/或氮的表层。
10.操作无级变速器的方法，所述无级变速器包含两个滑轮，所述两个滑轮限定可变宽度的有效V型圆周槽，所述无级变速器还包含从所述滑轮绕过并与这些滑轮摩擦接触的传动带，并且所述传动带包括多个设置在环状拉伸构件上的横向元件，特别是根据权利要求5 到9任一项的传动带，并且所述无级变速器还包含用于通过向所述带和/或所述滑轮供应冷却剂流来冷却所述传动带的冷却装置，其特征在于，所述冷却剂流的温度保持在75°C和 100°C之间，优选地在80°C和100°C之间，更优选地保持在90°C到95°C左右。
全文摘要
本发明涉及一种制造用于无级变速器的传动带的方法，所述无级变速器包含两个滑轮和所述传动带，所述传动带从这些滑轮绕过并与这些滑轮摩擦接触，并且所述传动带包含多个设置在所述带的环状拉伸构件上的横向元件，关于所述横向元件由含有多于0.7重量％的碳的钢制成，在该方法中所述钢制的横向元件通过首先奥氏体化并随后淬火所述横向元件而硬化。根据本发明，淬火后，所述横向元件或者不采用任何进一步的热处理就结合到所述传动带，或者在结合到所述传动带之前，在175℃和225℃之间的温度下进行进一步回火热处理小于60分钟，优选地小于10分钟。
文档编号F16G5/16GK102227576SQ200880132148
公开日2011年10月26日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者B·彭宁斯, I·C·法拉翁 申请人:罗伯特·博世有限公司