本發(fā)明涉及一種用在眾所周知的帶輪型無級變速器或cvt中的傳動帶，該無級變速器或cvt通常用在機(jī)動車輛內(nèi)，用來以可變速比/扭矩比將機(jī)動車的發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力傳送到其從動輪。在該變速器中，傳動帶被設(shè)置在各自包括一對圓錐盤的兩個帶輪上，圓錐盤限定出錐形圓周槽，傳動帶的相應(yīng)圓周部分位于槽內(nèi)同時通過帶輪盤夾在其間。

背景技術(shù)：

一種知名類型的傳動帶詳細(xì)記載在ep1216366a1中，該特別的帶類型在現(xiàn)有技術(shù)中被稱為推式傳動帶。這種已知的傳動帶包括多個鋼制的橫向段，各橫向段具有至少一個、但是通常為兩個凹部，在所有情況下傳動帶的一組多個相互同心嵌套的柔性鋼環(huán)的圓周部分容納于凹部中。在現(xiàn)有技術(shù)中，橫向段也被稱為橫向元件或部件，環(huán)被稱為箍、環(huán)結(jié)或者帶，環(huán)組被稱為環(huán)形承載件。在已知的傳動帶中，橫向段未連接到環(huán)組上，而是可沿其圓周滑動，同時由此被限制在與其垂直的軸向和徑向方向上。

已知的是，在這種類型的變速器中，橫向元件在兩個帶輪的位置，即橫向元件夾在各帶輪的輪盤之間的位置，受到徑向向外指向的力，其作為法向力支撐在環(huán)組徑向最內(nèi)側(cè)的環(huán)上，因此在那里產(chǎn)生張力。由于這個張力，徑向最內(nèi)側(cè)的環(huán)被拉長，即拉伸。然而，徑向最內(nèi)側(cè)的環(huán)的這種拉伸由于相應(yīng)組的環(huán)中緊鄰的環(huán)，即緊挨著最內(nèi)側(cè)環(huán)的那個環(huán)，的存在而被抵抗。因此，所述法向力也被部分支撐在這種緊鄰的環(huán)上，并由此也在那里產(chǎn)生張力。力的作用通過整個環(huán)組傳播，直至所有的環(huán)都被拉緊，每個環(huán)都參與承載整個帶張力。

在后一方面，ep1216366a1教導(dǎo)了，假設(shè)這些環(huán)相互嵌套而在徑向方向上彼此之間不存在任何間隙，全部帶張力將均等分布在環(huán)組的各個環(huán)之間。在這種情況下，作用于相應(yīng)環(huán)上的法向力從最內(nèi)側(cè)環(huán)的徑向向內(nèi)指向的表面(即內(nèi)側(cè))上的徑向力水平均勻地下降至環(huán)組的徑向最外側(cè)環(huán)的徑向向外指向的表面(即外側(cè))上的零。在大量制造環(huán)、環(huán)組和傳動帶的實(shí)踐中，在傳動帶環(huán)組的每對相鄰環(huán)之間設(shè)置零徑向間隙實(shí)際上是不可能或者至少是非常昂貴的。因此，實(shí)際上在相鄰環(huán)之間允許一些(少量的)正徑向間隙。

在本領(lǐng)域還已知的是，相對于環(huán)組中其他環(huán)，減小環(huán)組中徑向最內(nèi)側(cè)的環(huán)和徑向最外側(cè)的環(huán)上的張力，以補(bǔ)償最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)環(huán)由于其與橫向段相接觸而承受的額外接觸應(yīng)力。尤其在這方面，至少相對于設(shè)置在環(huán)組的其他對相鄰環(huán)之間的間隙，小的負(fù)間隙設(shè)置在環(huán)組的徑向最內(nèi)側(cè)環(huán)對之間以減少徑向最內(nèi)側(cè)環(huán)上的張力，并且大的正間隙設(shè)置在環(huán)組的徑向最外側(cè)環(huán)對之間以減少徑向最外側(cè)環(huán)上的張力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本公開內(nèi)容的上下文中，環(huán)組中一對相鄰環(huán)之間的徑向間隙被定義為：環(huán)對的徑向包繞的、即內(nèi)環(huán)的外周長度與環(huán)對的徑向包繞的、即外環(huán)的內(nèi)周長度的差除以2pi(2π)。按照這個定義，至少對于具有100到300微米范圍、更特別為150到200微米范圍內(nèi)的厚度并且具有500到1000毫米范圍內(nèi)的周長度的環(huán)來說，徑向間隙的標(biāo)準(zhǔn)公稱值、即制造平均值為3微米加/減7微米公差。然而，優(yōu)選在環(huán)組的成對相鄰環(huán)之間只允許正徑向間隙，例如從0到10微米，且具有基本上位于這種公差范圍(tolerancewindow)中間的徑向間隙公稱值或者制造平均值。在后一種情況中，環(huán)組可相對容易地由單個環(huán)組裝而成。

在工作期間，環(huán)組的單個環(huán)可以-實(shí)際上將會-沿其圓周方向相對于彼此滑動。環(huán)在環(huán)組中的這種相對運(yùn)動或者滑動是幾何形狀上確定的，因?yàn)檫@些環(huán)在變速器中因?yàn)槊總€環(huán)都在變速器帶輪處在環(huán)組中具有唯一的徑向位置而以略有不同的傳動比工作。雖然這種環(huán)滑動對傳動帶本身功能無害，但是由于相鄰環(huán)之間的摩擦確實(shí)會造成一些動力損耗。環(huán)組中每對相鄰環(huán)之間的這種動力損耗是由相鄰環(huán)之間的滑動接觸內(nèi)局部占據(jù)優(yōu)勢的法向力和這種接觸中的摩擦系數(shù)的乘積確定的，摩擦系數(shù)進(jìn)而取決于若干參數(shù)，諸如接觸壓力、滑動速度等等，雖然由于摩擦而產(chǎn)生的這種動力損耗看起來在這種類型傳動帶中不可避免，但是仍舊是可根據(jù)本公開內(nèi)容實(shí)現(xiàn)動力損耗的減小，在變速器中傳動帶的工作期間至少平均起來實(shí)現(xiàn)減小。

根據(jù)本公開內(nèi)容，上述目標(biāo)是通過以下來實(shí)現(xiàn)：在環(huán)組中相鄰環(huán)的除了徑向最內(nèi)側(cè)環(huán)對和徑向最外側(cè)環(huán)對之外的至少一個環(huán)對之間設(shè)置一徑向間隙，該徑向間隙明顯大于設(shè)置在其他環(huán)對(即除了所述徑向最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)環(huán)對之外)之間的徑向間隙，例如平均來說至少為兩倍。特別是，根據(jù)本公開內(nèi)容，在大量制造中，在傳動帶的所述至少一個環(huán)對之間的這種較大徑向間隙的標(biāo)稱值被定義為超過所述其他環(huán)對之間設(shè)置的標(biāo)稱徑向間隙至少以下大?。哼m用于這種標(biāo)稱值的公差。因此，對于上述標(biāo)準(zhǔn)的5微米徑向間隙以及這種間隙的5微米標(biāo)準(zhǔn)制造公差來說，相鄰環(huán)的所述至少一個環(huán)對具有至少15微米加/減5微米的標(biāo)稱徑向間隙。

當(dāng)具有根據(jù)本公開內(nèi)容的傳動帶的變速器相對于其最大可能負(fù)載僅部分地負(fù)載時，通過帶輪在傳動帶上施加的夾持力相對較低，因此環(huán)組的拉緊力也相對較低。在環(huán)組的環(huán)相互嵌套而在徑向方向上彼此之間不再有任何徑向間隙的情況下，環(huán)組總體上還是拉緊的，甚至是在這種低的張力的作用下，并且在所有成對的相鄰環(huán)之間的存在法向力，以及與此有關(guān)的摩擦損耗。然而，由于根據(jù)本公開內(nèi)容環(huán)組的至少一對相鄰環(huán)之間的較大徑向間隙，只有環(huán)組中的一部分環(huán)、即相對于較大徑向間隙定位成徑向靠內(nèi)的那些環(huán)，通過所述的低帶輪夾持力拉緊。因此，實(shí)際上沒有法向力且有利地沒有摩擦損耗出現(xiàn)在相對于較大徑向間隙定位成徑向靠外的那些環(huán)組的環(huán)之間。替代性地，根據(jù)本公開內(nèi)容，傳動帶、尤其是其環(huán)組被設(shè)計(jì)成：在變速器的限定的部分負(fù)載情況下，相對于較大徑向間隙定位成徑向靠內(nèi)的環(huán)由于帶輪夾持力而產(chǎn)生的拉伸沒有搭接上、即閉合這種間隙，由此使得相對于較大徑向間隙定位成徑向靠外的環(huán)既未被拉緊也不承受法向力，因此不會或者基本不會產(chǎn)生摩擦損耗。

當(dāng)變速器負(fù)載增加時，夾持力同樣隨著部分正常變速器工作而升高，直至在某一點(diǎn)，相鄰環(huán)的所述至少一個環(huán)對之間的較大徑向間隙通過這種環(huán)對的徑向內(nèi)環(huán)的拉伸而被搭接上。在該變速器負(fù)載以上，相應(yīng)環(huán)對的徑向外環(huán)也被拉緊并且開始承載部分負(fù)載。明顯地，環(huán)組總體上設(shè)計(jì)成：使得在最大變速器負(fù)載時，其所有環(huán)都被拉緊并且在承載這種負(fù)載中承擔(dān)相應(yīng)份額。

優(yōu)選地，根據(jù)本公開內(nèi)容，環(huán)組的至少多個徑向內(nèi)環(huán)對具有常規(guī)的、相對較小的徑向間隙，只在更靠近環(huán)組徑向外側(cè)的相鄰環(huán)之間設(shè)置根據(jù)本公開內(nèi)容的較大徑向間隙。特別是，如果環(huán)組包括n個單個環(huán)，其最內(nèi)側(cè)30％-40％的環(huán)優(yōu)選為以常規(guī)的、相對較小的徑向間隙相互嵌套，而環(huán)組的除了最外側(cè)的環(huán)對之外的其余環(huán)中的至少一對具有相對較大的徑向間隙。更特別的是，在這方面，如果環(huán)組例如包括12個環(huán)，其可分成3組，每組4個環(huán)，并在環(huán)組的第4和第5環(huán)(例如沿徑向向外方向計(jì)算)以及在環(huán)組的第8和第9環(huán)之間設(shè)置較大徑向間隙。在這種情況下，在較低變速器負(fù)載下，只有環(huán)組的第一組四個內(nèi)環(huán)被拉緊并且環(huán)之間的摩擦損耗被最小化。在變速器的平均負(fù)載下，8個環(huán)參與承載全部帶張力，并且在最高變速器負(fù)載下所有環(huán)都參與承載最大帶張力。

在上述內(nèi)容中，看起來可行、甚至有利的是，在環(huán)組的所有相鄰環(huán)之間設(shè)置較大徑向間隙。然而，根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容，這會至少折損環(huán)組徑向最內(nèi)側(cè)環(huán)的壽命?？倸w，最內(nèi)側(cè)環(huán)在逐漸拉伸以閉合環(huán)組的所有環(huán)之間的間隙缺口時相對于環(huán)組的最外側(cè)環(huán)額外地拉緊。因此，有利的是，將根據(jù)本公開內(nèi)容設(shè)置在環(huán)組的至少一對相鄰環(huán)之間的較大徑向間隙與設(shè)置在環(huán)組其余對相鄰環(huán)之間的較小標(biāo)稱徑向間隙和公差值相結(jié)合。

附圖說明

現(xiàn)在將連同附圖進(jìn)一步闡述新型橫向元件的上述原理和特征及其建議制造方法，其中：

圖1給出具有兩個帶輪和傳動帶的眾所周知的無級變速器的示意性描繪的實(shí)施例；

圖2給出包括了鋼制橫向元件和環(huán)組的已知傳動帶的示意性描繪的剖視圖；

圖3示意性圖示出位于傳動帶環(huán)組的兩個相鄰環(huán)或環(huán)對之間的徑向間隙的參數(shù)；

圖4是現(xiàn)有技術(shù)中通常施加的傳動帶環(huán)組的成對相鄰環(huán)之間的徑向間隙的標(biāo)稱值和公差值的圖表；

圖5是根據(jù)落入本公開內(nèi)容范圍內(nèi)的傳動帶的可能實(shí)施方式的環(huán)組的成對相鄰環(huán)之間的徑向間隙的標(biāo)稱值和公差值的圖表；以及

圖6是圖示出多個環(huán)組的環(huán)組內(nèi)每個環(huán)的負(fù)載份額的圖表。

具體實(shí)施方式

圖1圖示出了已知無級變速器或cvt的中心部件，該無級變速器或cvt通常在機(jī)動車傳動系統(tǒng)中應(yīng)用在其發(fā)動機(jī)和從動輪之間。變速器包括兩個帶輪1，2，其各自設(shè)有安裝在帶輪軸6或7上的一對錐形帶輪盤4，5，在帶輪盤4，5之間限定出主要為v形的圓周帶輪槽。每對帶輪盤4，5、即每個帶輪1，2的帶輪盤中的至少一個帶輪盤4可沿相應(yīng)帶輪1，2的帶輪軸6，7軸向移動。傳動帶3繞在帶輪1，2上，位于帶輪槽內(nèi)，以用于在帶輪軸6，7之間傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和伴隨的扭矩。

變速器通常還包括致動裝置，其在工作期間在每個帶輪1，2的所述軸向可移動的帶輪盤4上施加軸向定向的夾持力，該力指向帶輪1，2的相應(yīng)另一個帶輪盤5，從而使得傳動帶3被夾在帶輪1，2的這些盤4，5之間。夾持力不但確定傳動帶3和相應(yīng)的帶輪1，2之間的摩擦力，還在帶輪盤4，5之間限定傳動帶3在各個帶輪1，2處的徑向位置r，該徑向位置r限定出帶輪軸6，7之間的變速器變速比。

已知傳動帶3的一個實(shí)施例更詳細(xì)地圖示于圖2中，其剖面朝向傳動帶3的圓周方向。傳動帶3被圖示為包括兩組31扁薄的、即帶狀的柔性金屬環(huán)44，這些環(huán)相互嵌套以形成環(huán)組31。在圖2中，每個這樣的環(huán)組31都被圖示為由5個單個的環(huán)44組成，但是實(shí)際上每個環(huán)組31大多設(shè)置6，9，10或12個環(huán)44。傳動帶3進(jìn)一步包括沿其圓周安裝在環(huán)組31上的多個橫向元件32。每個環(huán)組31都容納于在橫向元件32的任一橫向側(cè)上、即在橫向元件32的中心部分35的任一軸向側(cè)上由橫向元件32限定的相應(yīng)凹部或槽口33中。橫向元件32的槽口33位于橫向元件32的底部部分34和上部部分36之間，整體如以相對于傳動帶3的徑向方向所見。在所述底部部分34的軸向側(cè)上，橫向元件32具有用于與帶輪盤4，5摩擦接觸的接觸面37。

在工作期間，橫向元件32通過其相應(yīng)接觸面37承受帶輪夾持力，所述接觸面37以角度φ相互定位，角度φ基本上與v形帶輪槽的角度θ匹配，因此橫向元件32通過施加帶輪夾持力在徑向向外方向上被推壓，由此環(huán)組31被拉緊。由于環(huán)組31的這種拉緊與工作期間在環(huán)組31的單個環(huán)44之間自然出現(xiàn)的相對運(yùn)動相結(jié)合，在環(huán)組31的成對相鄰環(huán)44之間的接觸中產(chǎn)生摩擦損耗。

雖然環(huán)組的單個環(huán)44是嵌套的，即以最小公差同心裝配，但是在環(huán)組31的相鄰環(huán)44之間，即在環(huán)組31中每一對徑向內(nèi)環(huán)44-i和徑向外環(huán)44-o之間，一般說來存在一些間隙。這些間隙的當(dāng)前相關(guān)定義參考圖3給出如下。在圖3中，相應(yīng)的徑向內(nèi)環(huán)44-i被圖示為具有外圓周co，外圓周co稍微小于相應(yīng)的徑向外環(huán)44-o的內(nèi)圓周ci。當(dāng)這兩個環(huán)44-i和44-o相互嵌套時，將在其間存在一些正間隙。這種環(huán)對間隙rpc在環(huán)以環(huán)形姿態(tài)定位時在徑向方向上被定義為徑向外環(huán)44-o的內(nèi)徑ri和徑向內(nèi)環(huán)44-i的外徑ro之間的差。

圖4的圖表提供了當(dāng)由單獨(dú)制造(半成品)環(huán)44組裝成環(huán)組31時可能實(shí)際施加的環(huán)對間隙rpc的一個實(shí)施例。在圖4中圖表的橫軸上，列出了總共包括10個環(huán)44的環(huán)組31的相繼的成對相鄰環(huán)44，從由環(huán)組31的徑向最內(nèi)側(cè)和徑向最內(nèi)側(cè)第二個環(huán)44組成的第一環(huán)對1-2開始，到由環(huán)組31的徑向最外側(cè)和徑向最外側(cè)第二個環(huán)44組成的第9個且為最后一個環(huán)對9-10結(jié)束。圖4中圖表的縱軸表示以微米為單位的環(huán)對間隙rpc的數(shù)值，且菱形標(biāo)記因而表示環(huán)組31的9對相鄰環(huán)44中的每一對的環(huán)對間隙rpc。此外，在圖4的圖表中，公差帶介于表示環(huán)對間隙rpc的上下公差極限的兩條實(shí)線之間，且環(huán)對間隙rpc的制造平均值或者標(biāo)稱值在圖4中以虛線表示。

由于環(huán)組31的環(huán)44之間的所述(正)間隙，因此環(huán)張力從最內(nèi)側(cè)環(huán)44(即1號環(huán))中的最高值下降到徑向最外側(cè)環(huán)44(即10號環(huán))中的最低值。因此，在最大變速器負(fù)載下，所述1號環(huán)承載超過10％的總環(huán)組張力而所述10號環(huán)承載小于10％的總環(huán)組張力。該特征以帶有圓形標(biāo)記的虛線圖示在圖6的圖表中。在橫軸上，環(huán)44從1號環(huán)到10號環(huán)列出，并且在縱軸上，環(huán)張力表示為環(huán)組31總體上的最大張力、即最大變速器負(fù)載出現(xiàn)時的環(huán)組張力的百分比。

在變速器部分負(fù)載的情況下，對于大約為所述最大環(huán)張力40％的變速器負(fù)載而言，環(huán)44中的張力減小，如圖6中帶有方形標(biāo)記的虛線所示。根據(jù)本公開內(nèi)容，變速器的動力傳動效率可在這些情況下有所改進(jìn)。更特別的是，環(huán)組31的相鄰環(huán)44之間的摩擦損耗可以通過減少在這種部分變速器負(fù)載下實(shí)際拉緊的環(huán)44的數(shù)量而減少。根據(jù)本公開內(nèi)容，這是通過在至少一對相鄰環(huán)44之間設(shè)置相對較大的間隙實(shí)現(xiàn)的，從而環(huán)組31的定位成超出這種相對較大間隙、即相對于這種相對較大間隙定位成徑向靠外的環(huán)44在部分變速器負(fù)載情況下未被拉緊。而是，由這種部分變速器負(fù)載引起的環(huán)組31張力僅僅由環(huán)組31的相對于這種相對較大間隙定位成徑向靠內(nèi)的環(huán)44承載，因此所述摩擦損耗僅僅出現(xiàn)在這些在后的環(huán)44上。

在圖5中，根據(jù)本公開內(nèi)容的環(huán)組31的這個新特征通過與圖4類似的圖表表示。尤其是在圖5的實(shí)施例中，第5環(huán)和第6環(huán)44之間，即環(huán)組31的第5環(huán)對5-6之間的環(huán)對間隙rpc設(shè)在介于15和25微米之間的范圍內(nèi)，而環(huán)組31的其余對相鄰環(huán)44的環(huán)對間隙rpc設(shè)在介于上述0到10微米之間的范圍內(nèi)。因此第5環(huán)對5-6的單獨(dú)的、相對較大的環(huán)對間隙rpc的制造平均值是其他環(huán)對的平均環(huán)對間隙rpc的四倍那么大。正如圖6中帶有方形標(biāo)記的實(shí)線所示，由這種部分變速器負(fù)載引起的環(huán)組31張力僅僅由環(huán)組31的相對于第5和第6環(huán)44之間相對較大間隙定位成徑向靠內(nèi)的五個環(huán)44承載，以致有利的是，在其他環(huán)44之間沒有摩擦損失或者摩擦損失至少較小。

由于這種較大間隙，因此，在所述最大變速器負(fù)載下，至少與在環(huán)組31的第5和第6環(huán)44，即第5環(huán)對5-6之間沒有這種較大環(huán)對間隙rpc時環(huán)組31的五個徑向內(nèi)環(huán)44(圖6，帶有圓形標(biāo)記的虛線)的環(huán)張力相比，環(huán)組31的五個徑向內(nèi)環(huán)44的環(huán)張力較大，如圖6中帶有圓形標(biāo)記的實(shí)線所示。然而，可以通過在除所述第5環(huán)對5-6之外環(huán)組31的所有環(huán)對之間設(shè)置相對較小的環(huán)對間隙rpc使這種影響減到最小。例如，在圖6中帶有十字標(biāo)記的實(shí)線表示在最大變速器負(fù)載下設(shè)置已知傳動帶3的一半環(huán)對間隙rpc時所產(chǎn)生的環(huán)張力。此外，通過給環(huán)組31中多于一對的相鄰環(huán)44設(shè)置相對較大的間隙，且使相對較大的環(huán)對間隙rpc和其他環(huán)對的平均環(huán)對間隙rpc之間的差更小，可實(shí)現(xiàn)所述摩擦損耗的類似減少。

根據(jù)本公開內(nèi)容，其間設(shè)置所述相對較大間隙的所述至少一對環(huán)44位于環(huán)組31中間或靠近中間，即在所有環(huán)44的中間或靠近中間。特別是，在環(huán)組31是由9-12個徑向嵌套的單個環(huán)44組成的情況下，至少3個，最多6個，優(yōu)選為4或5個環(huán)44徑向位于具有所述相對較大間隙的所述至少一對環(huán)44內(nèi)側(cè)。此外，根據(jù)本公開內(nèi)容，其間設(shè)置所述相對較大間隙的所述至少一對環(huán)44既不是環(huán)組31徑向最內(nèi)側(cè)的一對環(huán)44，也不是其徑向最外側(cè)的那對環(huán)44。在這種方式下，可有利地避免至少徑向最內(nèi)側(cè)的環(huán)44的過載、即過度張緊。

除了上述說明書的全部內(nèi)容和伴隨附圖的所有細(xì)節(jié)，本公開內(nèi)容還涉及和包括附帶權(quán)利要求組的所有特征。權(quán)利要求中帶括號的參考數(shù)字未限制其范圍，而是僅僅用作相應(yīng)特征的非約束性實(shí)施例。所要求保護(hù)的特征可視情況分別地用于給定產(chǎn)品或者給定工藝，但是其也可能使用兩個或多個這種特征的任意組合。

本公開內(nèi)容所代表的發(fā)明未被限于在此明確提及的實(shí)施方式和/或?qū)嵤├?，而是包括修改、變形及其?shí)際應(yīng)用，特別是那些相關(guān)領(lǐng)域人員所能想到的那些。