專利名稱：結(jié)合有傳動(dòng)皮帶的連續(xù)可變傳動(dòng)裝置、用于運(yùn)行所述傳動(dòng)裝置的方法及用于制造所述傳 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的連續(xù)可變傳動(dòng)裝置(無(wú)級(jí)變速器)， 例如根據(jù)歐洲專利EP-A-I 167 829，所述傳動(dòng)裝置在本領(lǐng)域中公知。
背景技術(shù)：
這種傳動(dòng)裝置典型地包括呈所謂的推動(dòng)帶(pushbelt)的形式的傳動(dòng)皮帶，例如 根據(jù)歐洲專利EP-A-O 626 526，所述推動(dòng)帶本身已知。所述已知的推動(dòng)帶包括鋼橫向元件， 所述鋼橫向元件相對(duì)于其環(huán)狀拉伸裝置的周邊自由滑動(dòng)地包括在皮帶內(nèi)，所述環(huán)狀拉伸裝 置主要具有限制和引導(dǎo)橫向元件的功能。典型地，環(huán)狀拉伸裝置由兩組多個(gè)互相嵌套、即沿 徑向?qū)盈B的平坦且薄的金屬環(huán)組成。在這種傳動(dòng)裝置中，通過(guò)在夾緊力的影響下將皮帶夾緊在相應(yīng)皮帶輪的錐形鋼圓 盤之間，扭矩從一個(gè)皮帶輪被傳遞到另一個(gè)皮帶輪，為此皮帶輪的至少一個(gè)圓盤可以借助 于致動(dòng)器沿軸向運(yùn)動(dòng)地被包括在內(nèi)。扭矩的所述傳遞通過(guò)以摩擦形式將傳動(dòng)皮帶輪的旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)傳遞到皮帶而實(shí)現(xiàn)，所述皮帶的元件設(shè)有用于接觸皮帶輪的圓盤的軸向接觸面積。在 另一個(gè)皮帶輪、即在從動(dòng)皮帶輪處，處于主動(dòng)皮帶輪的所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)下的力逆向地并且也 以摩擦形式從所述皮帶傳遞到從動(dòng)皮帶輪的圓盤。在每個(gè)皮帶輪中皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑可以通 過(guò)改變?cè)诿總€(gè)皮帶輪處相對(duì)彼此的夾緊力而被改變，因此在這種半徑之間的數(shù)學(xué)的商表示 傳動(dòng)裝置的所謂的幾何級(jí)數(shù)比，而在皮帶輪的旋轉(zhuǎn)速度之間的比率表示傳動(dòng)裝置的實(shí)際速 度比率。必不可少的是，在傳動(dòng)裝置運(yùn)行期間冷卻皮帶和傳動(dòng)裝置的皮帶輪構(gòu)件，以移除 在其間的摩擦接觸中不可避免地生成的熱量。在這方面，皮帶的橫向元件通常是最關(guān)鍵的 部件，因?yàn)槠滗摬囊呀?jīng)通過(guò)加熱(奧氏體化)、淬火和隨后的回火而硬化以便于能夠可靠地 應(yīng)付在當(dāng)前的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中典型地施加的高水平的所述夾緊力。如果加熱高于某一臨界 溫度，則回火過(guò)程將繼續(xù)并且橫向元件將迅速磨損或甚至在夾緊力的影響下斷裂。因此，已 知的傳動(dòng)裝置還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置用于將例如為合成潤(rùn)滑油的冷卻劑供給到皮 帶，并且隨后借助于泵經(jīng)由貯存器將其再循環(huán)，所述已知的冷卻裝置還包括用于冷卻冷卻 劑本身的構(gòu)件、即例如為油冷卻器的熱交換器。因此，被供給到皮帶的冷卻劑的流量和溫度主要地確定被由此移除的熱量以及 在傳動(dòng)裝置運(yùn)行期間皮帶達(dá)到的最終最大溫度。因?yàn)橛衫鋮s裝置消耗的功率的增大量， 因此實(shí)際上確實(shí)是冷卻劑的供給流量越高和/或供給溫度越低，傳動(dòng)裝置的總效率變得 越低。因此，已經(jīng)有一般的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其旨在通過(guò)降低供給流量、例如通過(guò)根據(jù)相關(guān)傳動(dòng) 條件控制它和/或通過(guò)首先將供給流動(dòng)引導(dǎo)至傳動(dòng)裝置的最熱的部分，從而增大傳動(dòng)效 率。這些已知的成果的一些實(shí)例通過(guò)專利公開(kāi)文獻(xiàn)JP-A-09/053711、EP-A-0688980和 US-A-7, 125，355 提供。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)已知的傳動(dòng)裝置，特別地通過(guò)減小冷卻裝置運(yùn)行所需的 功率的量而提高其工作效率。根據(jù)本發(fā)明，以上目的通過(guò)結(jié)合了權(quán)利要求1的特征部分的特征的傳動(dòng)裝置而實(shí) 現(xiàn)。本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種方案，其不在于優(yōu)化冷卻裝置其本身，而是出人意料地在于改變 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)以使得由此所需的冷卻效果首先被減小。本發(fā)明脫離了這種觀念，即被指 定用于橫向元件的材料硬度實(shí)際上僅僅需要作為用于處理與皮帶輪圓盤摩擦接觸的磨損 的表面硬度。原則上可以允許相當(dāng)?shù)偷男倔w硬度值用于橫向元件，同時(shí)仍然提供充分的強(qiáng) 度。假設(shè)橫向元件通過(guò)表面處理、即外殼(case)硬化處理而受到另外的硬化，那么因此或 許甚至在傳動(dòng)裝置運(yùn)行期間也可以允許元件的淬火硬化的芯體材料被回火到相當(dāng)?shù)偷男?體硬度值。因此，以此設(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置可以運(yùn)行在相當(dāng)高的溫度下以使得由此所需的冷卻 效果減小。實(shí)際上這意味著冷卻劑的最低限度所需供給流量被有利地減小和/或冷卻劑的 最大限度允許的供給溫度被有利地增大。因此，在本發(fā)明的大多數(shù)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及結(jié)合了并未裝配有例如為 油冷卻器的熱交換器裝置的冷卻裝置的連續(xù)可變傳動(dòng)裝置。所述方案顯著地減小了冷卻成 果，特別地循環(huán)冷卻劑所需的泵送效果由此被減小。在這方面注意到的是，傳統(tǒng)地在傳動(dòng)裝 置運(yùn)行期間冷卻劑的供給溫度被限制于大約80-90°C，而在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置中可以 容易地允許超過(guò)100°c的供給溫度，所述供給溫度可能高于110°C并且高達(dá)125°C，或許甚 至稍微更高，例如高達(dá)130°c。這不僅僅是暫時(shí)存在的，而且對(duì)于長(zhǎng)的時(shí)間、即傳動(dòng)裝置的總 的運(yùn)行或服務(wù)時(shí)間中的相當(dāng)大的部分也是如此。本發(fā)明還涉及一種用于運(yùn)行設(shè)有冷卻裝置的連續(xù)可變傳動(dòng)裝置的方法，所述冷卻 裝置用于通過(guò)將冷卻劑流動(dòng)連續(xù)地供給到皮帶而冷卻傳動(dòng)裝置的皮帶。在根據(jù)本發(fā)明的方 法中，冷卻劑的供給流量被調(diào)節(jié)以使其在運(yùn)行期間溫度達(dá)到100°c或更高。在被如此控制的 傳動(dòng)裝置中，或者所述供給流量可以相對(duì)于傳統(tǒng)地應(yīng)用的流量被充分地減小和/或傳統(tǒng)地 應(yīng)用的熱交換器裝置的冷卻能力可以在尺寸上被減小，或者可能甚至可以從傳動(dòng)裝置上一 起被省去。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)結(jié)合不依賴于鋼矩陣的相變(從奧氏體到馬氏體)的多個(gè)公知 外殼硬化處理中的一個(gè)，可以實(shí)現(xiàn)橫向元件的附加的表面硬度，所述外殼硬化處理例如在 傳動(dòng)皮帶的制造中用適當(dāng)?shù)母采w材料覆蓋，所述覆蓋材料例如為一氮化鈦、噴丸處理、和/ 或(碳)氮化。更特別地，用于制造傳動(dòng)皮帶的方法優(yōu)選地包括對(duì)橫向元件結(jié)合進(jìn)行外殼硬 化和芯體硬化，所述硬化通過(guò)對(duì)元件進(jìn)行奧氏體化和淬火以及隨后使元件在包含例如氨的 過(guò)程大氣(process atmosphere)中接受同時(shí)回火和氮化的過(guò)程步驟的所述步驟實(shí)現(xiàn)。備 選地或額外地，對(duì)橫向元件奧氏體化的所述過(guò)程步驟同時(shí)被滲碳、即奧氏體化在滲碳的過(guò) 程大氣中進(jìn)行。然而，例如通過(guò)首先將元件浸沒(méi)在熔鹽中，所述后面的滲碳過(guò)程也可以在對(duì) 橫向元件芯體硬化的過(guò)程步驟之前在熱的和富碳的環(huán)境中進(jìn)行。 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，橫向元件的最終芯體硬度具有在54和64HRC (洛氏 硬度C標(biāo)尺)之間、更優(yōu)選地在56和60HRC之間的值，而橫向元件的表面硬度達(dá)到超過(guò) 60HRC、更優(yōu)選地高于64HRC。此外根據(jù)本發(fā)明，皮帶輪圓盤也通過(guò)外殼硬化處理而被額外硬 化，優(yōu)選地達(dá)到比得上橫向元件的表面硬度值的表面硬度，即具有相對(duì)于橫向元件的表面硬度值偏離小于4個(gè)HRC點(diǎn)、更優(yōu)選地小于5%的值。通過(guò)各自的表面硬度值的這種同等 化，所述摩擦接觸中接觸表面的結(jié)合的機(jī)械磨損被有利地最小化。優(yōu)選地，皮帶輪圓盤的芯 體材料也比其表面更軟并且因此更易延展。優(yōu)選地，皮帶輪圓盤設(shè)有具有在50和60HRC之 間的值的芯體硬度。 本發(fā)明特別適于應(yīng)用于例如根據(jù)W0-A-2006/062400已知的具有中凸地彎曲的皮 帶輪圓盤的傳動(dòng)裝置。因?yàn)樵谄л唸A盤及其皮帶的橫向元件之間的高度集中的摩擦接 觸，因此在這種傳動(dòng)裝置中元件的表面和芯體分別所需的硬度值之間的差異尤其重要。
權(quán)利要求
連續(xù)可變傳動(dòng)裝置，其包括每一個(gè)都限定出具有可變寬度的基本上V形的周邊的凹槽的兩個(gè)皮帶輪、卷繞所述皮帶輪并且包括設(shè)置在皮帶的環(huán)狀拉伸裝置上的大量的外殼硬化的鋼橫向元件、以及用于通過(guò)以再循環(huán)的方式將冷卻劑供給到所述皮帶而在傳動(dòng)裝置運(yùn)行期間冷卻所述皮帶的冷卻裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置不包括用于提高、或者特別地針對(duì)冷卻劑本身的冷卻的構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)可變傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述橫向元件設(shè)有具有在 54和64HRC之間、優(yōu)選地在56和60HRC之間的值的芯體硬度，并且?guī)в芯哂谐^(guò)60HRC、優(yōu) 選地高于64HRC的值的外殼或表面硬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)可變傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述皮帶輪圓盤設(shè)有 具有相對(duì)所述橫向元件的表面硬度值偏離小于4個(gè)HRC點(diǎn)或小于5%的值的外殼或表面硬 度，并且優(yōu)選地設(shè)有在50和60HRC之間的芯體硬度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的連續(xù)可變傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述皮帶輪圓盤沿徑 向向外方向中凸地彎曲。
5.用于連續(xù)可變傳動(dòng)裝置的操作方法，所述連續(xù)可變傳動(dòng)裝置特別地為根據(jù)權(quán)利要求 1所述的傳動(dòng)裝置，其包括每一個(gè)都限定出具有可變寬度的基本上V形的周邊的凹槽的兩 個(gè)皮帶輪、卷繞所述皮帶輪并且包括設(shè)置在皮帶的環(huán)狀拉伸裝置上的大量的外殼硬化的鋼 橫向元件、以及用于通過(guò)將冷卻劑流動(dòng)連續(xù)地供給到所述皮帶并且隨后借助于泵將所述冷 卻劑再循環(huán)以冷卻所述皮帶的冷卻裝置，其特征在于，所述冷卻劑的供給流量被調(diào)節(jié)以使 其溫度達(dá)到100°C或更高。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操作方法，其特征在于，所述冷卻劑的供給流量被調(diào)節(jié)以使 其溫度不超過(guò)130°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的操作方法，其特征在于，所述橫向元件設(shè)有具有在54和 64HRC之間、優(yōu)選地在56和60HRC之間的值的芯體硬度，并且?guī)в芯哂谐^(guò)60HRC、優(yōu)選地 高于64HRC的值的外殼或表面硬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的操作方法，其特征在于，所述皮帶輪圓盤設(shè)有具有相對(duì) 所述橫向元件的表面硬度值偏離小于4個(gè)HRC點(diǎn)或小于5%的值的外殼或表面硬度，并且優(yōu) 選地設(shè)有在50和60HRC之間的芯體硬度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7或8所述的操作方法，其特征在于，所述皮帶輪圓盤沿徑向向外 方向中凸地彎曲。
10.用于制造應(yīng)用于連續(xù)可變傳動(dòng)裝置中的傳動(dòng)皮帶的方法，特別地所述連續(xù)可變傳 動(dòng)裝置為根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)裝置和/或按照權(quán)利要求5或6操作的傳動(dòng)裝置，所述 傳動(dòng)皮帶包括設(shè)置在所述皮帶的環(huán)狀拉伸裝置上的大量的鋼橫向元件，其特征在于，在所 述方法中包括對(duì)所述橫向元件外殼硬化的過(guò)程步驟，例如覆蓋適當(dāng)?shù)母采w材料、噴丸處理、 滲碳和/或(碳)氮化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于，在所述方法中包括對(duì)所述橫向元 件奧氏體化和淬火并且隨后對(duì)所述橫向元件同時(shí)回火和氮化的過(guò)程步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制造方法，其特征在于，在所述方法中包括在滲碳過(guò) 程大氣中奧氏體化的過(guò)程步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的制造方法，其特征在于，所述橫向元件在其中設(shè)有具有在54和64HRC之間、優(yōu)選地在56和60HRC之間的值的芯體硬度，并且?guī)в芯哂谐^(guò) 60HRC、優(yōu)選地高于64HRC的值的外殼或表面硬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)可變傳動(dòng)裝置，其包括每一個(gè)都限定出具有可變寬度的基本上V形的周邊的凹槽的兩個(gè)皮帶輪、卷繞所述皮帶輪并且包括設(shè)置在皮帶的環(huán)狀拉伸裝置上的大量外殼硬化的鋼橫向元件、以及用于通過(guò)以再循環(huán)的方式將冷卻劑供給到皮帶而在傳動(dòng)裝置運(yùn)行期間冷卻皮帶的冷卻裝置。根據(jù)本發(fā)明，所述傳動(dòng)裝置不包括用于提高、或者特別地針對(duì)冷卻劑本身的冷卻的構(gòu)件。
文檔編號(hào)F16H9/24GK101903685SQ200780101958
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者C·J·M·范德梅爾, G·瑟奇-波拉克 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司