用于无级变速器的离合器系统、车辆以及用于将cvt的联接器固定在轴上的方法
【专利摘要】本发明包括一种用于无级变速器的第一驱动离合器系统，该第一驱动离合器系统与能够双向旋转的驱动轴(210)连接，它包括：静止槽轮(220)，该静止槽轮与驱动轴(210)连接；与驱动轴(210)连接的星形轮部分(240)、可运动槽轮(230)和壳体(250)，该可运动槽轮(230)可沿驱动轴(210)运动成更接近或更远离静止槽轮(220)；以及固定部件(400)，该固定部件与驱动轴(210)连接，该固定部件能够防止所述星形轮部分(240)相对于驱动轴(210)运动。
【专利说明】用于无级变速器的离合器系统、车辆以及用于将CVT的联接器固定在轴上的方法
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及一种用于无级变速器(CVT)的离合器，更特别是涉及CVT的驱动离合器，具体地说，涉及一种在第一驱动CVT中不允许CVT的星形轮松脱的系统。
【背景技术】
[0002]分裂槽轮和带驱动的无级变速器(CVT)用于多种娱乐类型越野车辆(例如雪地汽车、高尔夫球车、全地形车辆(ATV))以及汽车和摩托车等中。如它们的名字的含义，CVT并不需要通过一系列的前进齿轮来变速，而是提供无级比率，它在车辆加速或减速时自动地调节，因此使得骑乘人员相对容易操作。
[0003]普通的CVT变速器由分裂槽轮第一驱动离合器和分裂槽轮第二从动离合器组成，该分裂槽轮第一驱动离合器与车辆发动机的输出装置(通常为曲轴)连接，该分裂槽轮第二从动离合器与车辆轴连接(通常通过附加的传动连杆)。环形、柔性和大致V形的传动带环绕离合器布置。各离合器有一对互补的槽轮，一个槽轮可相对于另一个运动。变速器的有效传动比由在各离合器中的可运动槽轮的位置来确定。第一驱动离合器使得它的槽轮正常偏压分开(例如通过螺旋弹簧)，从而当发动机怠速时，驱动带并不与槽轮有效接合，从而基本不向第二从动离合器传送驱动力。第二从动离合器使得它的槽轮正常偏压在一起(例如通过压缩弹簧，如后面所述)，从而当发动机怠速时，驱动带安放在从动离合器槽轮的外周边附近。
[0004]在第一驱动离合器中的槽轮的间距通常可以由离心配重(flyweight)来控制。离心配重通常与离合器轴连接，以使得它们随着发动机轴转速一起离心旋转。当发动机轴旋转较快时(响应增加的发动机速度)，配重也较快地旋转，并进一步向外枢转，从而推动可运动槽轮更加朝向静止槽轮。配重越向外枢转，可运动槽轮就越朝着静止槽轮运动。这样夹住驱动带，从而使得带开始随着驱动离合器一起旋转，带再使得从动离合器开始旋转。驱动离合器的可运动槽轮朝着静止槽轮进一步运动将迫使带在驱动离合器槽轮上向外攀升，从而增加环绕驱动离合器的驱动带通路的有效直径。因此，在驱动离合器中的槽轮的间距根据发动机速度而变化。因此驱动离合器能够认为对速度敏感。
[0005]当驱动离合器的槽轮夹住驱动带并迫使带在驱动离合器槽轮上向外攀爬时，带(该带不能有效拉伸)在从动离合器的槽轮之间被向内拉动，从而减小环绕从动离合器的驱动带通路的有效直径。带分别在驱动离合器和从动离合器上的这样向外和向内运动将以可变增量地平滑改变变速器的有效传动比。
[0006]分裂槽轮和带驱动的CVT是典型的机械装置，也就是，当CVT装配时，将确定机械参数。一旦装配了 CVT驱动器，传动比就取决于这些设定的机械参数以及离合器间距和带长度/宽度。例如，传动比取决于在驱动离合器槽轮之间的距离。在驱动离合器槽轮之间的距离由配重对可运动槽轮产生的力的大小来确定。当配重最终通过离合器轴而与发动机轴连接时，配重力的大小取决于发动机轴的转速。[0007]对于将反向运动的一些车辆，马达的驱动轴必须沿与当车辆向前运动时相反的方向旋转。这可能使得CVT的一些部分产生问题。
[0008]还有，当向前运行时，发动机和动力传动系统可以沿向前或反向方向加速，因此CVT和CVT离合器以及离合器轴可以沿任一方向加速。这可能使得离合器的星形轮部分将与离合器轴脱开。
[0009]现有技术的代表是美国专利N0.5562555，该美国专利N0.5562555公开了一种变速带驱动器，该变速带驱动器有可调节质量和惯性矩的凸轮配重，主要与雪地汽车、高尔夫球车、全地形车辆和小型汽车发动机一起使用。在一种形式中，凸轮配重包括一系列的穿孔或划线，这些穿孔或划线包围凸轮配重臂的截面。穿孔确定了可以通过合适工具来折断或切断臂的容积。还有，一系列的孔穿过臂形成。为了增加臂的质量，熔融金属或类似的可流动材料可以灌注至一个或多个孔中并能够固化。在该发明的另一形式中，减小截面的臂用作基部，垫片加在该基部上或重新定向，以便获得合适的质量和惯性矩特征。
[0010]需要一种用于将星形轮锁定在离合器轴上的可靠锁定方法和系统。还需要简单和具有可维护性。
【发明内容】
[0011]本发明涉及使得星形轮大致可靠附接在离合器轴上的系统和方法，其中，离合器轴可双向驱动或者加速和/或减速。这里公开的系统和方法可以防止星形轮从轴上脱开。
[0012]前面已经相当广义地概括了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面对本发明的详细说明。本发明的附加特征和优点将在形成本发明权利要求的主题的下文中介绍。本领域技术人员应当知道，公开的概念和特殊实施例可以很容易地作为基础而用于变化或设计其它结构，该其它结构用于实现本发明的相同目的。本领域技术人员还应当知道，这些等效结构并不脱离如在附加权利要求中提出的本发明精神和范围。认为是本发明特征(关于它的结构和操作方法)的新颖特征以及其它目的和优点将通过结合附图考虑下面的说明而更好地理解。不过必须明确知道，各附图提供为只是用于示例说明目的，将并不认为是对本发明的限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]包含在说明书中并形成说明书的一部分的附图(在附图中，相同标号表示相同部件)示例表示了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中:
[0014]图1是根据本发明实施例的CVT系统的平面图。
[0015]图2是根据一个实施例的CVT驱动离合器系统的平面图。
[0016]图3是根据一个实施例的、与轴连接的星形轮部分的平面图。
[0017]图4是根据一个实施例的、大致与轴连接和相互连接的星形轮和锁定装置的平面图。
[0018]图5是根据一个实施例的轴的平面图。
【具体实施方式】
[0019]图1表示了 CVT系统100的平面图。系统100可以包括第一驱动滑轮110、第二从动滑轮120和带130。第一驱动滑轮110和第二从动滑轮120可以各自包括固定或静止槽轮(未示出)和可运动槽轮(未示出)。可运动槽轮可以相对于静止槽轮运动，以便允许带130在滑轮110、120内运动。这可以改变带130相对于驱动轴112和从动轴122的距离，从而改变有效传动比，这又改变从动轴的速度。通常，驱动轴112与马达的轴连接，且一旦马达渐变至一定速度就以大致恒定速度运行。
[0020]第一驱动滑轮110可以安装和/或大致连接在驱动轴112上。类似的，第二从动滑轮120可以连接在从动轴122上。这可以通过多种已知的方法和系统来实现。能够用于该目的的任意连接方法或系统都可以使用。本发明并不受到使得滑轮与相应轴连接的方法或系统的限制。
[0021]如图所示，当第一驱动滑轮110的可运动槽轮运动离开静止槽轮时，带130A将更向下地安放在第一驱动滑轮110中。这将使得从动轴122的速度明显降低。当第二从动滑轮120的可运动槽轮运动离开静止槽轮时，这将使得带130A更低地安放在从动滑轮120中，这将使得从动轴122的转速明显增加(当第一驱动轴112的速度保持恒定时)。这样，驱动轴112的相对恒定转速和从动轴122的速度比能够不断地变化和进行控制。
[0022]图2表示了根据一个实施例的第一驱动离合器系统200。系统200可以包括静止槽轮220、可运动槽轮230、轴210、星形轮部分240和壳体250。可运动槽轮230可以相对于静止槽轮220运动，这使得带(未示出)朝向和远离轴210运动。这样将使得轴210与从动轴(未示出)的转速比变化，从而改变车辆的速度，本系统200是该车辆的一部分。
[0023]系统200可以包括轴210。在一个实施例中，轴210可以与车辆的驱动轴或者车辆的驱动马达的轴连接。壳体250可以直接或间接地与轴210 —起旋转。
[0024]如上所述，可运动槽轮230可以偏压远离静止槽轮220，且当轴旋转时，配重(未示出)和壳体250的构造可以使得可运动槽轮230运动成更接近静止槽轮220。这可以改变带安放在槽轮之间的直径，这将改变离合器系统200的特征。
[0025]图3表示了系统200的一部分的实施例，该部分可以包括星形轮部分240。星形轮部分240可以与壳体250连接，并认为是系统的单独部分。星形轮部分240可以与轴210连接和与壳体250连接。这种结构将方便星形轮部分240和壳体250大致与轴210 —起旋转。而且，星形轮部分可以沿壳体塔上下滑动，因为壳体可以是可运动槽轮220的一部分或者与该可运动槽轮220连接。
[0026]在一个实施例中，星形轮部分240可以通过部分214而与轴连接。也就是，星形轮240和轴210在大致螺纹类型和/或转动类型连接中相互螺纹连接。应当知道，其它连接结构、方法和/或材料也可以用于使得星形轮240与轴210连接。
[0027]当轴210沿大致向前方向F旋转时，星形轮部分240可以大致将相对于轴210拧紧。当轴210沿大致反向方向R旋转时，星形轮部分240可以大致将相对于轴210松开和/或松脱。而且，当轴210加速或减速时，星形轮240和/或壳体250的质量和动量可以使得星形轮240与轴210大致脱开。当轴210必须双向旋转用于车辆(未示出)的向前和反向时，或者当轴沿反向方向加速时或者在轴210加速或减速时,这可能成为问题。
[0028]图4表不了根据一个实施例的系统的一部分。该图表不了附加的固定部件400。如上所述，星形轮240可以与轴210连接。固定部件400也可以与轴210连接，且还与星形轮240连接。[0029]轴210还可以包括反向螺纹216 (与星形轮螺纹相比)，该反向螺纹216可以设置成与固定部件400的螺纹进行螺纹匹配。通过这种结构，当轴大致沿反向方向R旋转时，固定部件400可以大致将紧固在星形轮240的面上。而且，当轴沿反向方向R旋转时，否则将从轴上松开的星形轮240通过将拧紧的锁定装置而防止松开。当轴210沿反向方向R旋转或加速时，这种结构防止星形轮240和壳体250从轴210上松开或松脱。
[0030]当轴210大致沿向前方向旋转时，如上所述，星形轮将大致相对于轴210拧紧。对于这种情况，可以不需要固定部件400来防止星形轮240相对于轴210的大体松脱。
[0031]不管旋转方向如何，这种结构都可以提高星形轮240和系统200与轴210的连接，同时保持系统的附接位置和其它部分很容易地调节、维护和分离。
[0032]在一些实施例中，星形轮可以在工作中大致相对于轴210锁定就位，而不管旋转方向如何。在该实施例中，当轴沿向前方向旋转时，星形轮将相对于轴大致拧紧。当轴大致沿相反方向旋转时，星形轮可以趋向于朝着固定部件而从轴上松脱或松开。固定部件将趋向于朝着星形轮运动，并防止该星形轮相对于轴松脱。
[0033]在实施例中，星形轮可能需要使在轴上的位置可运动和精细调整。一旦布置了星形轮，它可能需要锁定就位。这种结构提高了星形轮的这种精细调整。
[0034]图5表示了根据一个实施例的轴210的平面图。轴210可以包括相应的锁定结构212。该相应锁定结构212可以包括星形轮锁定部分214和固定部分锁定部分216。
[0035]当星形轮240通过固定部件400而固定在轴上时，它支承在轴210的凸肩217上。
[0036]在一个实施例中，星形轮锁定部分214可以是在轴210上的大致向前螺纹。在该实施例中，星形轮240可以有相应螺纹，以使得轴210将与星形轮240大致螺纹连接。
[0037]在一个实施例中，固定部分锁定部分216可以是在轴210上的大致反向螺纹。在该实施例中，固定部分400可以具有相应螺纹，以使得轴210将与固定部分400大致螺纹连接。
[0038]应当知道，在不偏离本发明的教导的情况下，任意合适的固定和/或防止系统、方法、结构和/或材料可以由于该目的而用于系统的任意部分。
[0039]而且，在第一驱动CVT离合器或第二从动CVT离合器中，固定部件400的这种系统和方法以及相应固定和/或锁定结构可以用于将静止槽轮220固定在轴210上。这没有在附图中明确表示，但是本领域技术人员应当知道怎样实现它。在一些结构中，静止槽轮220可以过模制在轴210上或者与轴210 —体形成。这种结构可以节省金钱、减小复杂性和/或制造时间。
[0040]尽管已经详细介绍了本发明和它的优点，但是应当知道，在不脱离由附加权利要求确定的本发明精神和范围的情况下能够在其中进行多种变化、代替和改变。而且，本申请的范围将并不局限于在说明书中介绍的处理、机器、制造、物质组分、装置、方法或步骤的特殊实施例。如本领域技术人员由本发明的说明中很容易知道，执行与这里所述的相应实施例基本相同的功能或获得基本相同的结果的、目前已存在或以后发展的处理、机器、制造、物质组分、装置、方法或步骤都可以根据本发明被使用。因此，附加权利要求将在它们的范围中包括这些处理、机器、制造、物质组分、装置、方法或步骤。这里公开的本发明可以在没有在这里没有特别公开的任何元件的情况下来合适实施。
【权利要求】
1.一种用于无级变速器的第一驱动离合器系统，所述第一驱动离合器系统与能够双向旋转的驱动轴连接，所述第一驱动离合器系统包括: 静止槽轮(220)，所述静止槽轮与驱动轴(210)连接； 与驱动轴连接的星形轮部分(240)、可运动槽轮(230)和壳体(250)，所述可运动槽轮(230)能沿驱动轴运动成更接近或更远离静止槽轮；以及 固定部件(400)，所述固定部件与驱动轴连接，所述固定部件能够防止所述星形轮相对于驱动轴运动。
2.根据权利要求1所述的第一驱动离合器系统，其中:驱动轴具有相应的锁定结构(212)，所述相应的锁定结构设置成与所述固定部件连接。
3.根据权利要求2所述的第一驱动离合器系统，其中:所述相应的锁定结构包括螺纹(214)，用于使得星形轮部分与驱动轴连接，其中，驱动轴的向前旋转将使得固定部件紧固在星形轮上。
4.根据权利要求2所述的第一驱动离合器系统，其中:所述相应的锁定结构还设置成与所述固定部件连接。
5.根据权利要求4所述的第一驱动离合器系统，其中:所述相应的锁定结构还包括反向螺纹，当驱动轴沿反向方向旋转时，所述反向螺纹将拧紧固定部件。
6.根据权利要求 1所述的第一驱动离合器系统，其中:所述固定部件包括螺纹。
7.根据权利要求6所述的第一驱动离合器系统，其中:固定部件包括具有螺纹的螺母类型结构(400)。
8.根据权利要求1所述的第一驱动离合器系统，其中:使用固定部件将所述静止槽轮与所述驱动轴连接。
9.一种包括用于无级变速器的第一驱动离合器系统的车辆，所述第一驱动离合器系统与能够旋转的驱动轴连接，所述第一驱动离合器系统包括: 静止槽轮，所述静止槽轮与驱动轴相邻地连接； 与驱动轴相邻地连接的星形轮部分、可运动槽轮和壳体，所述可运动槽轮能沿驱动轴运动成更接近或更远离静止槽轮；以及 固定部件，所述固定部件与驱动轴连接，所述固定部件能够防止所述星形轮相对于驱动轴运动。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中:驱动轴具有相应的锁定结构，所述相应的锁定结构设置成与所述固定部件连接。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中:所述相应的锁定结构包括向前螺纹，用于使得星形轮部分与驱动轴连接，其中，驱动轴的向前旋转将使得星形轮紧固在驱动轴上。
12.根据权利要求10所述的车辆，其中:所述相应的锁定结构还包括反向螺纹，当驱动轴减速或者沿反向方向旋转时，所述反向螺纹将使得所述固定部件拧紧。
13.根据权利要求9所述的车辆，其中:所述固定部件包括螺纹。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中:所述固定部件包括具有螺纹的螺母类型结构。
15.根据权利要求9所述的车辆，其中:所述静止槽轮通过另一固定部件而与所述驱动轴连接。
16.一种用于将CVT的联接器固定在轴上的方法，包括:使得轴形成螺纹，以便与星形轮部分的相应螺纹连接，从而当轴沿向前方向旋转时将产生星形轮部分相对于轴凸肩的拧紧； 使得轴的一部分形成反向螺纹，以便使得固定部件与轴进行反向螺纹连接，从而当轴减速或者沿反向方向旋转时将产生固定部件相对于星形轮部分的拧紧； 使得星形轮部分连接在轴上；以及 通过所述固定部件来锁定所述星形轮部分相对于轴的位置。
17.根据权利要求16所述的方法，其中:所述固定部件包括具有螺纹的螺母类型结构。
18.—种包括用于无级变速器的第一驱动离合器系统的车辆，所述第一驱动离合器系统与能够旋转或加速的驱动轴连接，它包括: 静止槽轮，所述静止槽轮至少部分使用固定部件而与驱动轴相邻地连接，所述固定部件与驱动轴连接，能够防止所述静止槽轮相对于驱动轴运动； 其中，驱动轴具有设置成与所述固定部件连接的相应的锁定结构； 所述相应的锁定结构包括螺纹，用于使得所述静止槽轮与驱动轴连接，其中，驱动轴的向前旋转将使得所述静止槽轮紧固在驱动轴上；以及 所述相应的锁定结构还包括反向螺纹，当驱动轴减速或者沿反向方向旋转时，所述反向螺纹将使得所述固定部件拧紧。
【文档编号】F16H9/18GK104040223SQ201280062767
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年12月5日 优先权日:2011年12月19日
【发明者】O·斯蒂格尔曼, B·J·杰克逊 申请人:盖茨公司