專利名稱：傳動帶和形成傳動帶的橫向元件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動帶，如下述權(quán)利要求1的前序部分所述，還 涉及傳動帶中使用的橫向元件的形成方法。
背景技術(shù)：
這種類型的傳動帶是常見的。在同一申請人的國際專利公開
WO-A-2004/036083中已經(jīng)公開了傳動帶的一個例子。在該例中，傳動 帶包括具有前部主表面的橫向元件，該前部主表面帶有最小限度地 (minimally)變厚的部分或接觸區(qū)域，這些區(qū)域設(shè)計用來與相鄰元件 的后部主表面接觸。這樣的接觸區(qū)域有助于橫向元件緊靠彼此正確支 承，改善傳動帶的直接(straight-on)穩(wěn)定性，以及改進它們的制造。 同時，由于前部主表面上僅部分地需要精確地成形，并且僅有這些部分 需要檢測防止制造偏差，因此這些較厚區(qū)域使控制整個元件的厚度變的 容易。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選地使用三處變厚部分或接觸區(qū)域， 一個設(shè)置 在橫向元件上突出的箭頭狀頭部處，也就是橫向元件的徑向延伸超出帶 的環(huán)形承載組件的那一部分，并且兩個設(shè)置在橫向元件頸部以下的位置 處，也就是在橫向元件的主體部分中，也即橫向元件的位于承載組件的 徑向向內(nèi)的那一部分。這兩個下部接觸區(qū)域盡可能橫向設(shè)置，這樣這些 接觸區(qū)域厚度上的制造公差的影響是最小的。以同樣的方式，在這些下 部接觸區(qū)域與另一個接觸區(qū)域即上部接觸區(qū)域之間的高度距離被保持 為盡可能的大。
根據(jù)該現(xiàn)在技術(shù)，在帶設(shè)計中已經(jīng)在尋求使元件重量最小化的改 進，事實上元件重量最小化是增加轉(zhuǎn)矩容量或帶的疲勞使用壽命的方 法，也是在帶的制造中通過減少帶的高度減少其所使用的材料量。該目 的通過應(yīng)用下列措施來實現(xiàn)將元件頸部成形為具有向頭部分散 (diverge)的橫向傾斜側(cè)面，這能確保元件凸起部分如頭部上的凸起定 位在相對較低的位置上。在這方面，典型地，該凸起的下部靠近或橫跨 元件頭部的橫向凸耳的下側(cè)之間的虛線，所述凸耳在承載組件的上方延 伸，并且沿著徑向向外的方向限制該承載組件。為了在上部、下部接觸 區(qū)域間保持期望的高度距離，優(yōu)選地，上部接觸區(qū)域僅位于突出凸起的 上方，同時鄰接頭部的上緣。
然而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中提供的方案，實際上是不完全令人滿意的， 某種意義上說，至少在利用金屬板材料來沖切元件時合理利用所謂的收 縮或縮退效應(yīng)在很大程度上也出現(xiàn)在頭部上緣處，該效應(yīng)使用在凸耳 處，用于使它相對上部接觸區(qū)域變薄，如WO-A-2004/036083中所描述 的。因此，如果不是整個上部接觸區(qū)域，那么也有相當(dāng)一部分被移除， 或者為了防止出現(xiàn)這樣的情況，至少在上部、下部接觸區(qū)域之間的高度 距離不得不顯著地、不利地減少。這意味著至少部分通過凸耳的邊緣處 材料的收縮來形成上部接觸區(qū)域的原理實際上是不可行的，至少不能與 同樣同開的使得元件重量最小化的原理相結(jié)合，形成上部接觸區(qū)域的原 理如同現(xiàn)有技術(shù)中公開的元件沖切的側(cè)部效應(yīng)一樣發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的就是使上述兩個原理相諧調(diào)，這樣它們可以有 利地一起實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)可以通過如下述權(quán)利要求l特征部 分的方法改變橫向元件的上部的設(shè)計來實現(xiàn)。與該方法相適應(yīng)，元件頭 部的上緣主要橫向延伸，如至少在元件突出凸起部分的軸向?qū)挾壬匣?沿寬度方向延伸。通過這個方法，有利實現(xiàn)了在頭部上緣處，沖切時 的收縮效應(yīng)發(fā)生的程度比傳統(tǒng)箭頭形狀要小很多。因此，上部接觸區(qū)域 可以在離上緣相對近的位置處形成。
按照本發(fā)明的方法的上述效果意味著在上部接觸區(qū)域上可能的接 觸表面增加，同時仍然可以實現(xiàn)下列有利的效果減少元件的重量，以 及利用三個接觸區(qū)域進行的良好限定的相互元件接觸。


下面，結(jié)合附圖，通過實例對本發(fā)明進行更詳細(xì)說明，其中
圖1顯示了使用了本發(fā)明的傳動帶的變速器的部分剖開的透視圖。
圖2顯示了傳動帶在周向或圓周方向上的橫截面，其提供了本領(lǐng) 域中之前公開的帶橫向元件的正視圖，以及現(xiàn)有橫向元件的側(cè)視圖。
圖3顯示了當(dāng)利用前述用于實現(xiàn)圖2所示的橫向元件的沖切過程
時實際產(chǎn)生的現(xiàn)有橫向元件的正視圖。
圖4提供了類似于圖2和圖3的橫向元件的正視圖，然而，是根 據(jù)本發(fā)明設(shè)計的橫向元件的第一實施例的正視圖。
圖5提供了類似于圖4的橫向元件的正視圖，是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計 的橫向元件的第二實施例的正視圖。
在所有附圖中，對應(yīng)的橫向元件的結(jié)構(gòu)特征用相同的附圖標(biāo)記來 表不。
具體實施例方式
圖1顯示了無級變速器的中心部分，例如其通常被用于客車上的 位于發(fā)動機和從動輪之間的傳動線上。該變速器本身眾所周知，其包括 至少第一和第二對輪盤，即帶輪1和2，和容納于每個帶輪1、 2的輪 盤間的金屬傳動帶3。該輪盤形狀為錐狀，其中至少一個輪盤以下面的 方式設(shè)置，它可以沿著相對應(yīng)帶輪l、 2的軸在軸向上移動。為實現(xiàn)這 個目的，在變速器中通常還包括電控和液壓作用的移動裝置，這些裝置 在附圖中沒有顯示出來。這些移動裝置被用于調(diào)整在兩帶輪1、 2的輪 盤間傳動帶3的徑向位置，并且用于施加軸向的夾緊力，這樣可以通過 在帶輪1、 2和傳動帶3之間的在帶輪輪盤的錐形接觸表面中的摩擦力 傳輸驅(qū)動力。
圖2顯示了已知傳動帶3面對周向或圓周方向的橫截面圖，并且 提供了本領(lǐng)域中之前公開的帶3的橫向元件16的正視圖，和這種已知 橫向元件16的側(cè)視圖。此外，傳動帶3包括兩個連續(xù)的、如環(huán)形承載 組件4，其中每一個組件包括一組嵌套的扁平金屬環(huán)，所述金屬環(huán)支承
在橫向元件16上，同時容納在它的橫向設(shè)置的凹槽中，因此所述金屬 環(huán)可以吸收軸向夾緊力的徑向分量。圖2顯示了這些承載組件4的橫截 面。在圖2右邊的橫向元件16的側(cè)視圖中，沒有顯示出該承載組件4。 在圖2中顯示出該橫向元件16具有兩個主要軸向定向的側(cè)表面 5，位于橫向元件16的主體部分10中，在承載組件4的下面即徑向內(nèi) 側(cè)，所述側(cè)表面5用于與帶輪1、 2的錐形輪盤接觸。突出凸起6和與 其相關(guān)的孔7設(shè)置在橫向元件16的主要箭頭狀頭部12的任一個主側(cè)面 上，在承載組件4的上面即徑向外側(cè)。在帶3的工作過程中，相鄰橫向 元件16的凸起6至少部分地插入到前一個元件16的孔7中，這樣，帶 3中的相鄰元件16相互限制。在頭部12的每一橫向側(cè)上，頭部12設(shè) 置有所謂的凸耳8，其在相應(yīng)的承載組件4上方沿著軸向方向延伸，以 在徑向向外的方向上限制承載組件。橫向元件16的頸部11在承載組件 4的徑向高度處，且將承載組件4隔開，該頸部11連接著主體部分10 和頭部12。
橫向元件16的主體部分10設(shè)置有所謂的擺動(rocking)邊緣或 傾斜區(qū)域9，在它的下方，橫向元件16的厚度變薄使得帶3中的相鄰 元件13在繞過帶輪1、 2時可圍繞軸向方向傾斜。該頸部11略呈V形， 即該頸部具有傾斜側(cè)表面，該傾斜側(cè)表面朝著頭部12發(fā)散，從而可以 使凸起6和孔11位于相對接近頸部11的位置。在該例中，凸起6的下 緣與凸耳8下緣間延伸的虛線相交。因此，頭部12的徑向范圍相對較 小，這樣橫向元件16的重量也相對較小，最終帶3的轉(zhuǎn)矩容量和/或疲 勞使用壽命和帶3的轉(zhuǎn)矩傳輸能力變大。
此外，已知的橫向元件16的前部主表面被設(shè)計成帶有三個所謂的 接觸區(qū)域14、 15，所述接觸區(qū)域相對于前部主表面的剩余部分最小限 度地變厚，該區(qū)域14、 15被設(shè)計用來接觸前面的元件16的后部主表面。 這樣的接觸區(qū)域14、 15促進了帶3中的橫向元件16彼此緊靠地正確相 互支承。第一或上部接觸區(qū)域14設(shè)置在元件16的頭部12中，而第二 和第三或下部接觸區(qū)域15設(shè)置在主體部分10中。這兩個下部接觸區(qū)域 15盡可能的橫向設(shè)置，這樣它們在厚度上的制造公差的影響最小，并 且這樣提供了帶3中的相鄰橫向元件16相互接觸的最佳穩(wěn)定的支承。
為了同樣的理由，通過將上部接觸區(qū)域14設(shè)置在頭部12中盡可能高的 位置上，即接近頭部的上緣，使得在下部接觸區(qū)域15和上部接觸區(qū)域 14之間的徑向距離或高度距離也被設(shè)計成盡可能的大。
因此，接觸區(qū)域14、 15優(yōu)選地是通過在元件沖切(blanking)時 橫向元件16的所述剩余部分的變薄而形成的?；蛘呤菍⒉牧显跈M向上 如在頸部11的位置上壓除，或者利用一般在元件沖切時自然產(chǎn)生的邊 緣收縮效應(yīng)。雖然這種收縮效應(yīng)原理上是沿著橫向元件16的全部周緣 發(fā)生的，但是僅在凸耳8的位置處，凸耳8下緣的收縮區(qū)域與它上緣處 的收縮區(qū)域重疊，這樣實現(xiàn)了凸耳8的整體變薄。
雖然橫向元件16的上述設(shè)計因此在技術(shù)上被認(rèn)同和令人滿意，但 實際上在制造上還遇到一個問題，圖3將對此進行說明。圖3顯示了在 實際環(huán)境里獲得的上部接觸區(qū)域14的表面區(qū)域，如陰影14所示，是十 分有限的，這是因為收縮效應(yīng)的范圍被發(fā)現(xiàn)發(fā)生在頭部12的上緣附近。 這樣的上部接觸區(qū)域14實際上是不足以獲得具有所需精度的制造即沖 切結(jié)果，或者甚至于不能實現(xiàn)帶3中的橫向元件16的期望的穩(wěn)定支承。
這個問題的明顯的解決方法當(dāng)然就是增加頭部12的徑向尺寸，或 者是將上部接觸區(qū)域14置于頭部12靠下的位置處。在各種情況下，頭 部18上緣和上部接觸區(qū)域14之間的距離增加，這樣上緣處的收縮區(qū)域 就不會發(fā)生與上部接觸區(qū)域14發(fā)生干擾，也就不會減小上部接觸區(qū)域 14。然而，這些解決方法是不利的，因為元件重量增加，或者在上部、 下部接觸區(qū)域間的徑向距離也因此減小了。
根據(jù)本發(fā)明，圖4顯示了一種上述問題的解決方案。根據(jù)對本發(fā) 明的研究，頭部12上緣處的收縮區(qū)域的很大的徑向范圍部分地是由于 已知元件設(shè)計的頭部12造成的，已知元件設(shè)計的頭部12具有圖2中的 可預(yù)知的上部接觸區(qū)域14中或多或少的尖銳的(pointed)形狀。實際 上，采用這樣的傳統(tǒng)形狀是因為在頭部12中存在凸起6和孔7，其必
須位于與所述上緣相距一定的最小距離的位置處，這樣的要求基本上導(dǎo) 致了圓形上緣，所述上緣沿著任一個橫向方向與凸耳8的上緣交匯。因 此，所述上緣的圓形部分的曲率半徑通常達(dá)到約3 mm?？梢园l(fā)現(xiàn)，在 橫向元件16的精沖過程和典型總體設(shè)計以及尺寸的特定組合中，在頭 部12的任一橫向側(cè)上形成的收縮區(qū)域在它的上緣的位置處相互重疊。 這意味著在該位置處，頭部12變的特別薄，因此可以預(yù)見在此處不可 能形成上部接觸區(qū)域14。
實際上，圖4中示出的新的元件設(shè)計顯示了頭部12具有成形為基 本平坦的上緣，例如在本例中，該上緣在分開的頸部11的最小軸向?qū)?度上方主要沿著寬度方向延伸。通過這樣的措施，在頭部12的上緣處 的收縮區(qū)域的徑向范圍顯著減少，并且上部接觸區(qū)域18可以有利地定 位在徑向更加向外的位置，如接近所述上緣，而且它的表面面積，被陰 影18指示出的區(qū)域，保持足夠大。此外，上部接觸區(qū)域18的軸向?qū)挾?可以增加到與頭部12的平坦上緣的增大的軸向?qū)挾认嗥ヅ洹?br> 為了實現(xiàn)上述效果，根據(jù)本發(fā)明，頭部12的上緣甚至可以是稍微 凸出地彎曲，雖然這樣凸出彎曲上緣的曲率半徑在任何情況下都不能小 于10 mm,即，這樣所述上緣仍然主要沿著橫向方向延伸。
該上緣也可以是凹入地彎曲，本發(fā)明的后一個方面在圖5中示出。 本發(fā)明的該特定實施例的優(yōu)點在于收縮效應(yīng)被更進一步的減少，甚至可 能通過下面的作用方式而被完全消除沖切過程中，材料被向上推入到 凹入彎曲的邊緣處的頭部12的上緣中。
權(quán)利要求
1、一種傳動帶(3)，特別是用于客車上無級變速器中，其中傳動帶(3)環(huán)繞在兩個帶輪(1，2)周圍并與所述兩個帶輪(1，2)摩擦接觸，傳動帶(3)包括兩個環(huán)形承載組件(4)和大量的橫向元件(16)，每一個橫向元件(16)包括主體部分(10)，位于徑向內(nèi)側(cè)，并且提供用于每一個承載組件(4)的支承表面；頸部(11)，與主體部分(10)相連且位于承載組件(4)之間；和頭部(12)，連接到頸部(11)，頭部位于承載組件的徑向外側(cè)，頭部(12)設(shè)置有突出凸起(6)和兩個凸耳(8)，兩凸耳沿著相反的橫向方向延伸，每個凸耳沿著徑向向外的方向限制承載組件(4)中的一個，并且橫向元件(16)的前部主表面具有三個最小限度變厚的接觸區(qū)域(15，14；18)，該接觸區(qū)域是用來接觸帶(3)中相鄰元件(16)的后部主表面，其中兩個下部接觸區(qū)域(15)盡可能橫向地設(shè)置在主體部分(10)上靠近其支承表面的位置處，而一個上部接觸區(qū)域(14；18)設(shè)置在突出凸起(6)上方接近頭部(12)上緣的位置，其特征在于，頭部(12)的上緣基本沿著橫向方向至少在突出凸起(6)的橫向?qū)挾壬涎由?，?yōu)選沿直線延伸，但也可以是半徑為10mm或更大的突出地或凹入地彎曲。
2、 如權(quán)利要求1所述的傳動帶(3)，其特征在于，橫向元件(16) 的頸部(11)略微呈V型，也即設(shè)置有朝向頭部(12)分開的傾斜側(cè)面， 并且頭部(12)的上緣基本沿著橫向方向在分開的頸部(11)的最小橫 向?qū)挾壬涎由?，?yōu)選大致在其最大寬度上延伸。
3、 如權(quán)利權(quán)利要求1或2所述的傳動帶(3)，其特征在于，橫向 元件(16)的上部接觸區(qū)域(18)成形為伸長狀的，其中它的頂側(cè)實際 上是平行于橫向元件的頭部(12)上緣的基本橫向延伸部分延伸，并且 實際上在該基本橫向延伸部分的整個范圍上方延伸。
4、 如權(quán)利要求3所述的傳動帶(3)，其特征在于，上部接觸區(qū)域 (18)的底側(cè)實際上平行于橫向元件的頭部(12)上緣的大致橫向延伸部分延伸。
5、 如上述權(quán)利要求之一所述的傳動帶(3)，其特征在于，在頭部 (12)上緣的大致橫向延伸部分的任一側(cè)上，上緣是S形，即上緣包括與凹入彎曲部分匯合的凸出彎曲部分，從而形成通向頭部(12)的每個 凸耳(8)的光滑過渡，其相對于頭部(12)的中間部分具有小的徑向 咼度0
6、 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的傳動帶(3)，其特征在于，橫向 元件(16)厚度為1.0至2.5匪，橫向?qū)挾葹?0到40 mm，以及徑向 高度為15到25mm，而元件(16)的突出凸起(6)的橫向?qū)挾却蠹s為 1.5 mm,且凸耳(8)的徑向高度最大為2mm。
7、 一種用于形成傳動帶(3)的橫向元件(16)的方法，所述傳 動帶用于客車的無級變速器，特別是如上述權(quán)利要求中任一項所述的傳動帶，其中傳動帶(3)包括兩個環(huán)形承載組件(4)和大量這樣的橫向 元件(16)，其中橫向元件(16)通過沖切過程從金屬板料上切下來， 該橫向元件具有主體部分(10)，其位于徑向內(nèi)側(cè)，并且提供用于每 個承載組件(4)的支承表面；頸部(11)，與主體部分(10)連接，并 且位于承載組件(4)之間；以及頭部(12)，該頭部與頸部(11)相連 且位于承載組件的徑向外側(cè)，頭部(12)設(shè)置有突出凸起(6)和兩個 凸耳(8)，兩凸耳沿著相反的橫向方向延伸，每個凸耳沿著徑向向外的 方向限制承載組件(4)中的一個，至少部分通過凸耳(8)的相對變薄， 最小限度變厚的上部接觸區(qū)域(14; 18)形成在突出凸起(6)上方接 近頭部(12)上緣的位置，其特征在于，頭部(12)的上緣基本沿著橫 向方向至少在突出凸起(6)的橫向?qū)挾壬涎由?，?yōu)選沿直線延伸，但 也可以是半徑為10 mm或更大的凸出地或凹入地彎曲。
8、 如權(quán)利要求7所述的用于形成橫向元件(16)的方法，其特征 在于，凸耳(8)設(shè)計成具有有限的高度，這樣元件沖切時凸耳8下緣 處由邊緣收縮區(qū)域引起的收縮區(qū)域與其上緣處的收縮區(qū)域重合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于傳動帶(3)的橫向元件(16)，其包括主體部分(10)、與主體部分(10)相連的頸部(11)和與頸部(11)相連的頭部(12)，頭部(12)上具有突出凸起(6)，由此，橫向元件(16)的前部主表面上共具有三個最小限度變厚的接觸區(qū)域(15，14；18)，這些接觸區(qū)域用來與帶(3)中相鄰元件(16)的后部主表面相接觸，兩個下部接觸區(qū)域(15)盡可能橫向地設(shè)置在主體部分(10)上靠近支承表面的位置處，并且一個上部接觸區(qū)域(14；18)設(shè)置在頭部(12)上的突出凸起(6)上方接近頭部上緣的位置處。頭部(12)的上緣至少在突出凸起(6)的橫向?qū)挾壬洗笾聶M向地延伸，優(yōu)選地沿直線延伸，但也可以是半徑為10mm或更大的凸出或凹入地彎曲。
文檔編號F16G5/16GK101341351SQ200580052289
公開日2009年1月7日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者J·W·N·帕斯泰寧, J·費特爾, R·A·A·穆特塞爾斯 申請人:羅伯特·博世有限公司