專利名稱：無級(jí)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所限定的無級(jí)變速器，其包 括圍繞所述變速器的兩個(gè)可調(diào)節(jié)滑輪而巻繞的推進(jìn)式傳動(dòng)帶，所述兩個(gè)可 調(diào)節(jié)滑輪中的每一個(gè)在其滑輪盤之間都限定出可變寬度的錐形槽，并且本 發(fā)明還涉及一種用于操作這種變速器的方法。
背景技術(shù)：
這種變速器例如根據(jù)本申請(qǐng)人的歐洲專利申請(qǐng)EP-A-1 427 953是公知 的。 一個(gè)通常的改進(jìn)目的是對(duì)于變速器傳動(dòng)比的給定范圍，即變速器的傳 動(dòng)比范圍，在變速器的每質(zhì)量單位和/或每體積單位的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的輸出量方 面優(yōu)化已知變速器的設(shè)計(jì)。然而，由于變速器中可能發(fā)生的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，特 別地在動(dòng)力輸出量的所需增長(zhǎng)方面，變速器的性能實(shí)際上會(huì)受到限制。在 變速器的耐久性、噪音或甚至由其所產(chǎn)生的傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)方面，這些扭矩 波動(dòng)會(huì)在一定工作條件下超過一定臨界值，或至少超過可接受的水平。

發(fā)明內(nèi)容
為了改進(jìn)變速器的耐久性和/或允許動(dòng)力輸出量的進(jìn)一步增加，本發(fā)明 的目的在于減小與變速器動(dòng)力輸出量相關(guān)的這種扭矩波動(dòng)。此外，本發(fā)明 的目的在于，在沒有特別地對(duì)變速器傳動(dòng)帶部件進(jìn)行較大的重新設(shè)計(jì)的情 況下實(shí)現(xiàn)所述目的，即，以成本節(jié)約的方式實(shí)現(xiàn)所述目的，所述方式優(yōu)選 地甚至在現(xiàn)有的變速器設(shè)計(jì)中也可以迅速地應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明，通過應(yīng)用如權(quán)利要求1的特征部分提供的措施并且引入 用于引導(dǎo)傳動(dòng)帶的特別地為其橫向元件的引導(dǎo)裝置，實(shí)現(xiàn)了所述目的。通 過這些引導(dǎo)裝置，在進(jìn)入特別是傳動(dòng)滑輪的滑輪槽之前，橫向元件的橫向 位置、移動(dòng)和/或轉(zhuǎn)動(dòng)得以穩(wěn)定。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于這種引導(dǎo)裝置的存在，所 述轉(zhuǎn)矩波動(dòng)被顯著地減小并且甚至動(dòng)力變速器的效率也甚至可以被稍稍改進(jìn)。
優(yōu)選地，引導(dǎo)裝置至少在軸向方向上定位元件，從而將橫向元件與傳 動(dòng)滑輪的滑輪槽軸向地對(duì)準(zhǔn)。典型地在變速器工作期間，各個(gè)橫向元件到 達(dá)相對(duì)于滑輪槽軸向地偏移的傳動(dòng)滑輪處。然而，所述偏移在所述橫向元 件進(jìn)入、即被夾持在滑輪盤之間時(shí)，被自動(dòng)地修正，并且既然所述偏移處
于容許極限內(nèi)，因此其以前并未被認(rèn)為是問題，正如例如在EP-A-0291 129
中所描述的那樣。
盡管如此，基于在下文中所示出的測(cè)量結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明，出乎意料 地發(fā)現(xiàn)，通過將橫向元件在軸向方向上預(yù)先定位為與滑輪槽一致，即剛好 在它們被接收在滑輪盤之間之前，上述轉(zhuǎn)矩波動(dòng)顯示出明顯的減小。顯然， 橫向元件然后更平滑地被接收在滑輪盤之間，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這在高轉(zhuǎn)矩水平 和高轉(zhuǎn)速時(shí)以及在驅(qū)動(dòng)滑輪處特別重要。
在這樣的高轉(zhuǎn)矩水平時(shí)，滑輪盤被強(qiáng)有力地推動(dòng)到一起以與帶作用產(chǎn) 生足夠用于傳遞這樣的轉(zhuǎn)矩的摩擦力，但結(jié)果滑輪盤以這種方式彈性地變 形以使得在橫向元件進(jìn)入槽的位置處滑輪槽閉合至一定程度。所述元件從 而需要同時(shí)對(duì)準(zhǔn)和變形以配合所述滑輪槽并且因此在進(jìn)入所述滑輪槽時(shí)經(jīng) 受相當(dāng)大的且較明顯的波動(dòng)阻力?？梢哉J(rèn)為，當(dāng)橫向元件在進(jìn)入滑輪槽之 前與其軸向地對(duì)準(zhǔn)時(shí)，這種阻力被顯著地減小。


現(xiàn)在將進(jìn)一步結(jié)合附圖通過具體實(shí)施方式
來描述本發(fā)明，其中
圖1是包括本發(fā)明所涉及的傳動(dòng)帶的無級(jí)變速器的示意圖2以透視的方式示出了所述帶的節(jié)段；
圖3是作為時(shí)間的函數(shù)的變速器輸入轉(zhuǎn)速和輸入輸出轉(zhuǎn)矩的測(cè)量結(jié)果 的圖表；
圖4是以透視的方式示出根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)裝置的實(shí)施方式的示意圖； 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)裝置的原理工作；并且其中 圖6是類似于圖3的另一個(gè)測(cè)量結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施方式
圖1示出了公知的無級(jí)變速器的主要部分，其通常應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)與其 驅(qū)動(dòng)輪之間的機(jī)動(dòng)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中。變速器包括兩個(gè)滑輪(皮帶輪)1、
2，其中每一個(gè)滑輪都設(shè)有兩個(gè)圓錐形的滑輪盤4、 5，在所述滑輪盤4、 5 之間限定出主要呈V形的滑輪槽并且其中一個(gè)盤4可沿相應(yīng)的滑輪軸6、 7 軸向地移動(dòng)，所述盤4設(shè)置在所述相應(yīng)的滑輪軸上。推進(jìn)式傳動(dòng)帶3巻繞 在滑輪l、 2上，用于從一個(gè)滑輪l、 2向另一個(gè)滑輪2、 l傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以 及伴隨的轉(zhuǎn)矩。
變速器通常還包括啟動(dòng)裝置，所述啟動(dòng)裝置將朝向相應(yīng)的另一個(gè)滑輪 盤5指向的軸向定向的夾持力Fax傳遞到所述至少一個(gè)盤4上，以使得帶3 被夾持在它們之間。并且，變速器的傳動(dòng)比由此被確定，所述傳動(dòng)比在下 文中被定義為從動(dòng)滑輪2的轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)滑輪1的轉(zhuǎn)速之間的比率。
推進(jìn)式傳動(dòng)帶3包括無接頭的(環(huán)形)拉伸裝置31以及設(shè)置在拉伸裝 置31上的大量板狀的橫向元件33，所述橫向元件33可沿其縱向方向移動(dòng) 并且主要橫向地定向。元件33承受夾持力Fax，以使得當(dāng)輸入扭矩Tin作 用在所謂的驅(qū)動(dòng)滑輪1上時(shí)，盤4、 5與帶3之間的摩擦使得元件33從驅(qū) 動(dòng)滑輪1被推擠到所謂的從動(dòng)滑輪2，并且在其上施加輸出轉(zhuǎn)矩Tout。因 此，橫向元件33被拉伸裝置31引導(dǎo)和支承。
圖2以透視圖的方式示出了帶3的節(jié)段，其表示兩部分式拉伸裝置31 和多個(gè)橫向元件33，所述帶3在例如所述的歐洲專利公報(bào)EP-A-0 626 526 中更詳細(xì)地被描述。在所述類型的帶3中，橫向元件限定出兩個(gè)主要橫向 延伸的凹部37，所述凹部37在軸向方向上朝向帶3的外部開口并且其中每 一個(gè)凹部都與元件33的支承面19相關(guān)聯(lián)，以用于帶有它們之間的一些軸 向間隙地容納拉伸裝置31。
橫向元件33設(shè)有在工作期間被相應(yīng)地夾持在驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)滑輪1、 2的 盤4、 5之間并且相應(yīng)地與驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)滑輪1、 2的盤4、 5進(jìn)行摩擦接觸的 橫向側(cè)面或滑輪接觸面35。為了允許元件33圍繞在帶3的彎曲軌跡部分中 的兩個(gè)相鄰元件33之間的接觸的大致軸向定向的線而相互搖擺，它們?cè)谄?相應(yīng)的前側(cè)主表面38上設(shè)有所謂的搖擺邊緣34，所述邊緣34在以小角度 但是為名義角度相互定向的前側(cè)主表面38的兩個(gè)節(jié)段之間限定出軸向定向 的、尖銳的或稍稍倒圓的邊緣。元件33還設(shè)有從其前側(cè)主表面38突出的突起39，用于與設(shè)置在其后側(cè)主表面中的互補(bǔ)的孔和元件33相互作用。圖 2還示出了元件33的頂部40朝向帶3的徑向外側(cè)漸縮形成錐形。
在帶3中，由于設(shè)置在突起39與相應(yīng)的元件33的孔之間的間隙，因 此相鄰的橫向元件33可相對(duì)于彼此橫向地移動(dòng)。設(shè)置所述特征以特別地用 于使得傳動(dòng)帶3能夠容納相應(yīng)的滑輪1、2的滑輪槽之間的軸向偏移。同樣， 相鄰的橫向元件33可以至少圍繞沿所述帶的縱向方向定位的假想軸繞所述 突起39轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)在變速器工作中并且處于相對(duì)較高的標(biāo)稱輸入扭矩Tin時(shí)，發(fā)現(xiàn)有 相當(dāng)大的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速波動(dòng)出現(xiàn)，如圖3所示。圖3提供了作為時(shí)間t的函 數(shù)的從動(dòng)滑輪1的轉(zhuǎn)速0)2、變速器輸入扭矩Tin和變速器輸出轉(zhuǎn)矩Tout 的試驗(yàn)臺(tái)測(cè)量結(jié)果，在所述測(cè)量期間，驅(qū)動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)速(Bl大致保持恒定，即 被控制在穩(wěn)定的rpm。
同樣在圖3中，在剛好在6秒后開始并且剛好在8秒后結(jié)束的時(shí)間范 圍內(nèi)，可以觀察到所述轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的波動(dòng)的很大的減小。所述范圍與根據(jù) 本發(fā)明的引導(dǎo)裝置被啟動(dòng)的時(shí)間范圍準(zhǔn)確地相對(duì)應(yīng)，這意味著通過將其設(shè) 置在預(yù)先確定的位置，因此除去其任何的偏離的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，從而穩(wěn)定橫 向元件33。在該實(shí)施方式中，引導(dǎo)裝置還額外地將元件33相對(duì)于驅(qū)動(dòng)滑輪 1的滑輪槽軸向地對(duì)準(zhǔn)。
此外在圖3中還可以觀察到，在所述引導(dǎo)裝置啟動(dòng)的時(shí)間范圍內(nèi)，從 動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)速co2實(shí)際上還平均地稍稍增大，從而在那段時(shí)間期間，變速器有 利地以較高效率工作。根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)裝置的實(shí)際實(shí)施方式的一個(gè)示例 在圖4中以透視側(cè)視圖被示出。
圖4以透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的引導(dǎo)裝置50的一個(gè)可能的實(shí)施方 式。所述裝置包括滾子51，其示出主要呈V形的圓周槽(周向槽)52。滾 子51可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在副架53中，所述副架53可以在沿引導(dǎo)裝置50的中 心銷56被引導(dǎo)的同時(shí)，通過氣缸55相對(duì)于引導(dǎo)裝置50的安裝板54移動(dòng)。 所述安裝板54被螺栓連接到例如變速器殼體上，由此滾子51位于帶3的 徑向外側(cè)并且由此滾子51的V形圓周槽52在變速器的至少一個(gè)速度傳動(dòng) 比中與滑輪l、 2的V形滑輪槽軸向地對(duì)齊，所述滑輪l、 2優(yōu)選地為驅(qū)動(dòng) 滑輪1并且所述至少一個(gè)速度傳動(dòng)比優(yōu)選地為至少是由變速器傳遞的最大(發(fā)動(dòng)機(jī))動(dòng)力的傳動(dòng)比，即所謂的TOP傳動(dòng)比。
在該實(shí)施方式中，引導(dǎo)裝置50僅在所述TOP傳動(dòng)比中被啟動(dòng)，由此 氣缸55被加壓，以使得滾子51向傳動(dòng)帶3延伸并且與傳動(dòng)帶3接合，由 此橫向元件33的錐形頂部40在圓周槽51中被接收。氣缸55中的壓力確 定在大致徑向向內(nèi)的方向上由滾子51作用在帶3上的力。正在進(jìn)入滾子51 的V形圓周槽52、且相對(duì)于所述圓周槽52軸向偏移的橫向元件33a將通 過其頂部40與滾子51的相互作用而被定位，以使得正在離開所述槽52的 元件33b與其軸向?qū)?zhǔn)，如圖5所示。因此，通過提供與相應(yīng)的滑輪l、 2 的V形槽成一直線的滾子51的V形圓周槽52，橫向元件33在軸向方向上 與其預(yù)先對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，這種措施有利地減小了在進(jìn)入相應(yīng)的滑輪l、 2的盤4、 5之間時(shí)元件33所經(jīng)受的阻力，因此上述轉(zhuǎn)矩波動(dòng)顯示出明顯的 減小。
應(yīng)該注意的是，例如為了使由于滾子51與橫向元件33之間的摩擦產(chǎn) 生的動(dòng)力損失最小化，滾子51可以被主動(dòng)地啟動(dòng)(actively driven)。優(yōu)選 地，滾子51轉(zhuǎn)動(dòng)地與相應(yīng)的滑輪1、 2相連接。此外，可以使引導(dǎo)裝置50 可軸向偏移地被布置在變速器中，由此滾子51 (的V形圓周槽52)的軸向 位置優(yōu)選地與相應(yīng)的滑輪1、 2的可軸向移動(dòng)的滑輪盤相關(guān)聯(lián)。所述特征允 許引導(dǎo)裝置50在變速器的任意傳動(dòng)比中被啟動(dòng)，即跟隨相應(yīng)的滑輪槽的軸 向偏移而被啟動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，滾子51所利用的與帶3接合的力、即氣缸55中 的壓力至少相對(duì)于其轉(zhuǎn)速是可控制的。根據(jù)本發(fā)明，所述力應(yīng)當(dāng)被控制為 隨帶3轉(zhuǎn)速的增加而增加，并且反之亦然。本發(fā)明的所述特別的特征是基 于實(shí)驗(yàn)觀察的。 一方面已經(jīng)觀察到，如果所述力相對(duì)所述帶的速度太低， 那么所述轉(zhuǎn)矩波動(dòng)持續(xù)或者至少可以通過增大所述力而被抑制。另一方面 還觀察到，如果所述力相對(duì)所述帶的速度太高，那么從動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)速co2減小， 以使得即使所述轉(zhuǎn)矩波動(dòng)保持有效地被抑制時(shí)，變速器也以不利的被降低 的效率工作。
根據(jù)與圖3的圖表相類似的的圖表，在圖6中示出了所述后一個(gè)實(shí)驗(yàn) 觀察。在所述特定的實(shí)驗(yàn)中，引導(dǎo)裝置50在約9秒后被啟動(dòng)直到約13秒， 然而，由此由引導(dǎo)裝置50的滾子51在徑向向內(nèi)的方向上施加到傳動(dòng)帶3上的力為相對(duì)于在前一個(gè)實(shí)驗(yàn)中確定的其最佳水平的約三倍。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，所述力與變速器傳遞的轉(zhuǎn)矩成比例地被控制，
所述轉(zhuǎn)矩即輸入扭矩Tin。
本發(fā)明除以上描述和相關(guān)附圖示出的所有細(xì)節(jié)外的部分可以由本領(lǐng)域 技術(shù)人員容易地且明確地得到，所述部分也涉及由所附權(quán)利要求的限定而 提供的所有主要部分和細(xì)節(jié)。
權(quán)利要求
1.無級(jí)變速器，所述無極變速器設(shè)有推進(jìn)式傳動(dòng)帶(3)，所述傳動(dòng)帶(3)包括可沿所述帶(3)的無接頭的拉伸裝置(31)移動(dòng)的多個(gè)橫向元件(33)，由此所述拉伸裝置(31)帶有一些間隙地被容納在所述元件(33)的凹部(37)中，所述一些間隙在軸向方向設(shè)置在所述拉伸裝置(31)和所述凹部(37)之間，并且所述無極變速器還設(shè)有一組滑輪(1、2)，其中每個(gè)滑輪包括設(shè)置在相應(yīng)的滑輪軸(6、7)上的兩個(gè)滑輪盤(4、5)，在所述兩個(gè)滑輪盤(4、5)之間限定出主要呈V形的滑輪槽，所述滑輪槽相互軸向地偏移或至少可以變得相互軸向地偏移，圍繞滑輪(1、2)卷繞的傳動(dòng)帶(3)被楔入在其相應(yīng)的滑輪盤(4、5)之間，其特征在于，所述變速器(1)安裝有用于將所述帶(3)的橫向元件(33)定位在滑輪(1、2)之間的引導(dǎo)裝置(50)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述引導(dǎo)裝置(50) 在相對(duì)于至少一個(gè)滑輪(1)的滑輪槽的軸向方向上將所述橫向元件(33) 設(shè)置在預(yù)先確定的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，其特征在于，所述引導(dǎo)裝置(50) 被設(shè)置為使得所述橫向元件(31)被定位為與相應(yīng)的滑輪槽軸向?qū)?zhǔn)，即 所述橫向元件(31)軸向地被定位為使得所述元件(33)的中部在軸向方 向上與相應(yīng)的滑輪(1)的滑輪槽的軸向中部成一直線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的變速器，其特征在于，所述引導(dǎo)裝置 (50)設(shè)有用于從所述帶(3)的徑向外側(cè)與橫向元件(33)相接合的接合裝置(51)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，其特征在于，所述接合裝置(51) 被布置為將指向所述帶(3)的徑向內(nèi)側(cè)的可變且可控制的力施加在所述橫 向元件(33)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速器，其特征在于，所述接合裝置(51) 被布置為相對(duì)于所述帶(3)的轉(zhuǎn)速、并且優(yōu)選地還相對(duì)于由所述變速器傳 遞的轉(zhuǎn)矩而控制所述力。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的變速器，其中所述橫向元件(33)設(shè)有位于所述帶(3)的徑向外側(cè)的錐形頂部(40)，其特征在于，所述引 導(dǎo)裝置(50)設(shè)有滾子(51)，所述滾子(51)呈現(xiàn)出位于所述元件(33) 的所述頂部(40)上方并且與所述元件(33)的所述頂部(40)相接合的 主要呈V形的圓周槽(52)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的變速器，其特征在于，所述滾子(51)的圓 周槽(52)與相應(yīng)的滑輪(1)的滑輪槽軸向地對(duì)準(zhǔn)，由此所述滾子(51) 的圓周槽(52)的軸向中部與所述滑輪槽的軸向中部成一直線。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的變速器，其特征在于，所述滾子(51) 可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在可借助于移動(dòng)裝置(55)相對(duì)于所述帶(3)移動(dòng)的副架(53) 中，以使其可以將指向所述帶(3)的徑向內(nèi)側(cè)的力施加在所述橫向元件(33) 上。
10. 用于操作無級(jí)變速器的方法，所述無級(jí)變速器設(shè)有推進(jìn)式傳動(dòng)帶 (3)，所述傳動(dòng)帶包括可沿所述帶(3)的無接頭的拉伸裝置(31)移動(dòng)的多個(gè)橫向元件(33)，由此所述拉伸裝置(31)帶有一些間隙地被容納在所 述元件(33)的凹部(37)中，所述一些間隙在軸向方向設(shè)置在所述拉伸 裝置(31)和所述凹部(37)之間，并且所述無極變速器還設(shè)有一組滑輪 (1、 2)，其中每個(gè)滑輪包括設(shè)置在相應(yīng)的滑輪軸(6、 7)上的兩個(gè)滑輪盤 (4、 5)，在所述兩個(gè)滑輪盤(4、 5)之間限定出V形的滑輪槽，所述滑輪 槽在所述變速器工作期間相互軸向地偏移或至少可以變得相互軸向地偏 移，圍繞滑輪(1、 2)巻繞的傳動(dòng)帶(3)被楔入在其相應(yīng)的滑輪盤(4、 5) 之間，其中所述帶(3)的橫向元件(33)在它們被接收在至少一個(gè)滑輪(1) 的相應(yīng)的滑輪槽中之前借助于所述變速器的引導(dǎo)裝置(50)被設(shè)置在預(yù)先 確定的位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述橫向元件(31) 被定位為與相應(yīng)的滑輪槽軸向?qū)?zhǔn)，即所述橫向元件(31)軸向地被定位 為使得所述元件(33)的中點(diǎn)在軸向方向上與相應(yīng)的滑輪(1)的滑輪槽的 軸向中點(diǎn)成一直線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無級(jí)變速器，所述無極變速器帶有推進(jìn)式傳動(dòng)帶(3)，所述傳動(dòng)帶(3)包括可沿所述帶(3)的無接頭的拉伸裝置(31)移動(dòng)的多個(gè)橫向元件(33)，由此所述拉伸裝置(31)帶有一些間隙地被容納在所述元件(33)的凹部(37)中，所述一些間隙在軸向方向設(shè)置在所述拉伸裝置(31)和所述凹部(37)之間，并且所述無極變速器還設(shè)有一組滑輪(1、2)，其中每個(gè)滑輪包括設(shè)置在相應(yīng)的滑輪軸(6、7)上的兩個(gè)滑輪盤(4、5)，在所述兩個(gè)滑輪盤(4、5)之間限定出主要呈V形的滑輪槽，所述滑輪槽相互軸向地偏移或至少可以變得相互軸向地偏移，圍繞滑輪(1、2)卷繞的傳動(dòng)帶(3)被楔入在其相應(yīng)的滑輪盤(4、5)之間。根據(jù)本發(fā)明，所述變速器(1)安裝有用于將所述帶(3)的橫向元件(33)定位在滑輪(1、2)之間的引導(dǎo)裝置(50)。
文檔編號(hào)F16H61/662GK101617150SQ200680056881
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2006年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
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