CN101210884A - 用于监控传动带制造过程中横向元件的质量的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于监控在传动带(3)制造过程中生产的横向元件(32)的质量的方法,其包括以下步骤:产生基本上平面的光束(I),在远离其源(10)的方向朝向元件(32)传播,因此照射元件(32)的相应主面(40;41)的部分,检测来自所述相应主面(40;41)的光束(I)的反射(R-I),以及将横向元件(32)的质量与所述反射(R-I)的强度,形状或其它性质联系起来。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监控在传动带制造过程中,并且尤其是其横向元件的质量的方法。这样的传动带主要用于主要应用到机动车辆上的公知的无级变速器的两个可调带轮之间用于动力传输的装置上。本发明还设计一种用于实现这样的方法的设备。
背景技术
几种类型的传动带通常是公知的,一个例子在欧洲专利公报EP-A-1554507中进行了说明并且由可滑动地结合在两个层压环形拉伸装置上的多个相对细的横向金属元件组成,所述两个层压环形装置每个都由一组相互嵌套的平面金属环,可替换地表示为带组成。金属环通常由马氏体时效钢制成,该马氏体时效钢将很大的拉伸强度和对拉伸应力和弯曲疲劳有良好的抵抗力的性质相结合。横向元件通常从诸如75Cr1的基本碳钢的条或板切割,例如,通过冲切(blanking)而成。通常还应用了一些进一步的工序以改进元件的表面质量和材料硬度,诸如磨石滚转和/或喷丸硬化,即,清理毛刺和/或增加表面硬度,以及淬火硬化。
这些公知横向元件包括相对较宽的底部,相对较宽的上部和相对细的、连接上下部分的实质上长方形的柱部分。因此,总体上,底部的外貌典型地是梯形形状,然而上部典型地大约成三角形形状,然而通常具有基本为圆形的倒角。此外,公知横向元件每个都配置有实质垂直于相应元件的第一主面凸出的栓柱,该栓柱典型地配置在所述上部中,并且具有实质上圆柱形,或截头圆锥形的形状。在相对部分中,即,元件的主面的相反方向存在互补的孔,从而传动带中下一元件的栓柱容纳在或至少可以容纳在相应上一元件的孔中。通过该众所周知的手段,传动带中的邻接元件相对于彼此布置,这对于传动带的整个功能具有有利的效果是公知的。
传动带的应用对横向元件有严格的质量要求,尤其是在它们的尺寸精度方面,在单个生产的元件之间还需要非常一致。
在横向元件生产时通常发生的第一个问题关系到配置在其主面中的所述孔。尤其孔的深度需要满足严格的要求从而在元件的结构强度在没有过度削弱的情况下,其可以完全地接收所述栓柱。现行的,商业上可行的生产过程不断地努力去满足这样的严格要求。此外,在典型的生产环境中,诸如金属颗粒的污染可能被孔获得,这可能对传动带需要的质量作出妥协。因此,作为传动带制造过程的部分,最好监控孔的深度和清洁度,并且为了带装配不符合在这方面的某一允许限度的横向元件被拒绝。
在横向元件生产时通常发生的第二问题是横向元件的总体的平面度,即,其主面的平面度,这对于最终产品传动带的质量和性能是非常重要的指标,该平面度在生产过程中的各个步骤中很难维持。也就是说,横向元件的平面度通过扭转,即其柱部分的扭曲可以很容易地作出损害,由此相应元件的底部相对于其上部稍稍转动。因此,在生产中最好监控横向元件的这样的柱扭转,并且为了带装配,不符合、万一超过这方面的某一允许限度的元件被拒绝。
注意,后一种情况,即,具体地用于检查关于柱扭转的横向元件,公开号No.2001/129485的日本专利申请提供了通用的方法。公知的柱扭转检查装置包括配置有至少一维的缝,这样被限定从而能够恰好地接收横向元件的标称厚度。不符合平面度指标的任何元件都不能通过这样的缝隙并且因此能够容易地与正确生产的元件分离开并且为皮带装配而被拒绝。当然上述选择方法本身可以充分地起作用。然而,存在当元件穿过缝隙时它们容易受到划痕,压痕和/或凸出形式的损坏的不利之处。尤其当横向元件正好通过缝隙时,即,正好满足允许的最大指标,即用于柱扭转的允许限度,存在其变得卡住,即夹在缝隙中的危险,从而需要作用相当大的力将元件取出。此外,公知检查装置需要适于每个单个的横向元件的厚度而设计并且因此不能普遍地适用。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于检查横向元件、尤其是其孔和柱部分的方法,该方法可以应用到从传动带生产过程,将不满足在这方面的预定质量标准的横向元件去除。尤其地,其旨在提供一种自动执行的方法,并且因此这样能够实现迅速和可靠的质量控制。尤其地,以这样的方式建立这样的方法,即损坏横向元件的危险可以被忽略。
根据本发明通常用以下的方法实现以上目标,即一种用于监控在传动带制造过程中生产的横向元件的质量的方法,包括以下步骤:-产生基本上平面的光束,在远离其源的方向朝向元件传播,因此照射元件的相应主面的部分,-检测来自所述相应主面的光束的反射,以及将横向元件的质量与所述反射的强度,形状或其它性质联系起来。因为在该新方法中使用了光学装置,通过实际检查本身横向元件不会被损坏。此外,这样的方法非常适于在非常迅速并且以相对低的人工成本提供精确的结果的自动处理中执行。根据本发明的方法可以用于自动的拒绝任何不满足传动带的一项或多项预定质量和/或设计准则的任何元件。同样根据本发明,该通用方法可以具体地细化,用于在孔的清洁度和深度和柱扭转方面检查元件。
附图说明
进一步参照附图,现在将详细说明本发明。
图1是配置有传动带和两个带轮的公知无级变速器的透视图的概略图。
图2是在其纵向方向的公知传动带的横截面。
图3是公知传动带的两个横向元件的简化侧面图,其象征性地示出了与其孔的深度不够相关的问题。
图4是公知传动带的两个横向元件的简化俯视图,其象征性地示出了与柱扭转的现象相关的问题。
图5示出了在能够实现根据本发明的方法的设备的可能结构中根据本发明的方法。
图6示出了根据本发明的方法的第一改进之处。
图7和8示出了沿横向元件的侧面图(图7)和正面图(图8)的根据本发明的方法的第二改进之处。
图9示出了根据本发明的方法的第三改进之处。
图10示出了根据其所述第三改进之处在实现根据本发明的过程中记录的横向元件的图像。
具体实施方式
图1示出了公知无级变速器的中心部分,该无级变速器通常应用到发动机与其驱动轮之间的机动车辆的驱动传动线路中。变速器包括两个带轮1,2,每个都配置有两个带轮盘4,5,在两个带轮盘之间具有用于从一个带轮1,2到另一带轮2,1传递转动运动M和伴随的转矩的所谓的推动带类型传动带3。带轮盘4,5通常是圆锥形的并且至少一个带轮盘4结合在沿两个盘4,5布置在其上的相应带轮轴6,7轴向可移动的变速器中。变速器通常还包括致动装置,所述致动装置对所述至少一个可移动盘4向各自的另一带轮盘5作用轴向方向的夹持力,从而传动带3夹紧在之间。
传动带3包括环状的(endless)拉伸装置31和大量相对细的横向元件32,该横向元件配置在拉伸装置31上、沿其纵向方向可移动并且主要横向地定位。元件32吸收所述夹持力,从而在主动带轮1的转动时,盘4,5和传动带3之间的摩擦使得元件32从所述主动带轮1沿所述运动方向M被推动至从动带轮2并且反复,由此通过拉伸装置31被导向和支持。变速器的几何传动比由在从动带轮2处的传动带3的有效接触半径R2与在主动带轮1处的传动带3的有效接触半径R1之商确定,其可以在值的范围内连续地变化。
图2提供了公知传动带3的横截面,该横截面是在其纵向方向上的。图2中,传动带3的横向元件32示出在其正视图。元件32包括三个主要部分,即相对较宽并且实质为箭头形状的上部33,相对较宽并且实质为不等边四边形的底部35以及连接上下部33,35的相对宽度有限的实质为长方形的柱部分34。
横向元件32结合到安装在其环形拉伸装置31上的传动带3中,该环形拉伸装置由两个层压部分构成,每个部分都由在径向方向一个沿另一个嵌套而成的多个细的并且平的金属环30形成并且每个部分都容纳在横向元件32中的各自的开口或凹处36中,一个凹处36配置在元件的顶部和底部33,35之间的柱部分34的任一侧上。
此外,纵向地凸出的栓柱(stud)39配置在横向元件32的前主面40上,该栓柱39容纳在配置在相邻的横向元件32的后主面41中的孔42中。在变速器工作过程中,栓柱39和孔42配置为相互地使传动带3的相邻的横向元件32横向地对齐至其纵向方向。在低于所谓的倾斜边缘36的横向元件32的底部35处,其厚度至少有效地逐渐减少,从而当在带轮1,2的盘4,5之间夹紧时,允许相邻元件32围绕轴向定位的倾斜边缘36相互地倾斜。
当生产本类型的横向元件32时可能产生的第一个问题是如图3所示,孔42可能太浅从而不能完全地容纳栓柱39。孔42的这样不充分的深度可能由生产过程中的偏差或简单地由其中存在的外来颗粒产生。
图3提供了诸如可以应用到传动带3中的两个相邻的横向元件32a,32b的侧面图,然而,由此在前的元件32a的孔42太浅以至于不能接收另外的下一元件32b的整个栓柱39。显然,横向元件32a,32b之间的接触力Fs因而不利地集中在所述栓柱39上,这样至少典型地增加了在变速器工作过程中发出的噪声,但还可能使得横向元件断裂。此外,在带轮1,2之间,所述元件32a,32b将相对彼此稍稍倾斜,这样典型地引起了环形拉伸装置31的不利的附加载荷。
当生产本类型的横向元件32时可能发生的第二个问题涉及到它们具体的设计,其包括相对较宽的顶部和底部33,35,然而相互连接的柱部分34的宽度相对有限。由于该特别的设计,对最终产品传动带3的质量和性能是非常重要的标准的横向元件32的平面度在生产过程的不同步骤中很难保持。也就是说,横向元件的平面度通过扭转,即其柱部分34的扭曲,可以很容易作出损害,由此如图4所示,相应元件32的底部35相对于其上部33稍稍转动。
图4提供了诸如可以应用到传动带3中的两个相邻的横向元件32a,32b的俯视图,其中的最低的一个横向元件32a承受上述柱扭转现象。在传动带3的工作过程中,横向元件32a和32b承受如图3中力箭头Fc表示的并且使元件32a,32b彼此牢牢紧靠的压力负载。因此,当在卸载条件下两个相邻元件32a,32b的柱扭转的大小不同时而存在的、在其相应底部33之间在外围方向上的距离A1被减少为零。例如在示出的情况下,因而转动M1作用到最底下的横向元件32a的头部35上,由此尤其是柱部分34承受附加的并且此外循环的变量,即,疲劳应力。这些应力可以导致过早的失灵,即,横向元件32a的断裂,由此总体上不利地影响传动带3的使用寿命。
因此,为了实现传动带3最终产品的最佳质量,孔42的深度和清洁度,以及柱扭转的量最好在生产过程被监控,由此在这方面超过某一允许限度的任何横向元件32都被拒绝在传动带3的组装过程外。
本发明提供了一种用于识别这样的有缺陷的横向元件32的方法,其在图5中示出并且至少包括这些步骤,即,产生远离其源10的方向向元件32传播的基本上平面光束I,因此照射元件32的相应主面40,41的部分;检测来自所述相应主面40,41的光束I的反射光束R-I;将横向元件32的质量与所述反射R-I的强度,形状或其它属性联系起来。如果所述质量不满足预定标准,相应横向元件32可能被传动带3生产过程被拒绝,或挑选或作上修改标记。
优选地,激光器10用来产生光束I,并且可能放置在具有一个或多个矩形开口或缝的遮光板后方,从而激光具有在激光器10与照明目标,即元件32之间散射最少的界限分明的平面射束形状。并且优选地,照相机11用来检测横向元件32的光束I的反射R-I,例如通过记录数字图象,通过与相关的预定标准相比较,例如通过使用适当编程的通用计算机,该数字图像可以按照所述反射光R-I的强度、形状或其它性质自动地分析。
根据本发明的上述方法的第一改进之处具体地适于监控孔42的清洁度。在这种情况下,如图6所示,光束I照射包括孔42的横向元件32(在此示出其上部33的截面)的主面41部分。如果检测到的来自孔42的位置的光束I的反射光R-I是变形的,即不是矩形,或强度不够,则可以假定相应孔42被污染了,即,在其中存在外来颗粒P。实际上以这样的方式可以检测每个外来颗粒P,因为其反射性质与应该形成孔42的底部的平滑的金属面非常地不同。
根据本发明的上述方法的第二改进之处具体地适于监控孔42的深度。在这种情况下,如图7所示,当与所述主面41的相应照射部分成锐角α-I的同时,光束I照射包括所述孔42的横向元件32(在此示出侧面图)的主面41部分。通过测量在孔42的位置的光束I的反射光R-I42与在所述主面41上的位置的光束I的反射R-I41之间的垂直距离D,如在元件32的正视图的图8所示,作为所述角度α-I的正切乘以所述距离D,孔41的深度可以很容易地计算出。
最后,根据本发明的上述方法的第三改进之处在于具体地适于监控柱扭转的量,该第三改进之处在图9中被示出。在这种情况下产生了两个基本上的平面光束I和II,其中一个光束I照射了在其上部33位置的元件32的相应主面41并且另一光束II照射了元件32的底部35中的相应主面41,由此所述光束I,II相对于相应主面41成锐角的入射角。
图10表示因此被照射的横向元件32的相应主面41的实际摄影图象,其中角度β是分别在所述光束I和II的长方形的反射光R-I和R-II的长轴之间观察到的。通过将这些后来的角度β与光束I,II的相应空间定位相关联,可以很容易地对柱扭转的量定量。如果所述光束I,II相互平行地产生,即,如果它们占有/限定平行平面,则这里所需的计算当然可以相当大地简单化。在后面所述的情况下,角度β从零的任何偏差表示相应横向元件承受的柱扭转。
Claims (11)
1.一种用于监控在传动带(3)制造过程中生产的横向元件(32)的质量的方法,包括以下步骤:
-产生基本上平面的光束(I),在远离其源(10)的方向朝向元件(32)传播,因此照射元件(32)的相应主面(40;41)的部分,
-检测来自所述相应主面(40;41)的光束(I)的反射(R-I),以及
-将横向元件(32)的质量与所述反射(R-I)的强度,形状或其它性质联系起来。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,如果所述质量不满足预定标准,则横向元件(32)从传动带(3)的制造过程中拒绝,或至少被选出或作上修改标记。
3.根据权利要求1或2的方法,其特征在于,光束(I)照射包括孔(42)的主面(41)部分,所述孔(42)配置在横向元件(32)的材料中,用于容纳配置在元件(32)的相对的主面(40)上并且从其上延伸的栓柱(39)。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,如果在孔(42)的位置检测到光束(I)的变形、太少或没有反射(R-I),相应的横向元件(32)在传动带(3)的制造过程中被拒绝,或至少被选出或作上修改标记,尤其是其孔(42)的清洁。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,光束(I)照射包括孔(42)的主面(41)部分,所述孔(42)配置在横向元件(32)的材料中,用于容纳配置在元件(32)的相对的主面(40)上并且从其上延伸的栓柱(39),其中光束(I)所在平面与相应的被照射的所述主面(41)部分定向为锐角(α-I)并且其中在所述主面(41)上的位置的光束(I)的反射(R-I41)之间测量垂直距离(D)。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,如果所述垂直距离(D)具有在允许值的预定范围外的值,则相应的横向元件(32)从传动带(3)制造过程中被拒绝,或至少被选出或作上修改标记,尤其是其孔(42)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,还包括步骤:
-产生另外的基本上平面的光束(II),而且在远离其源(10)的方向朝向元件(32)传播,因此还照射元件(32)的相应主面(40;41)的部分,由此所述光束(I,II)与由光束所照射的所述主面(40,41)定向为锐角,
-测量来自相应主面(40;41)的所述光束的长方形反射(R-I,R-II)的长轴之间的角度(β),以及
-将横向元件(32)的质量与这样的测量角度(β)联系起来。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,如果所述测量角度(β)具有在允许值的预定范围外的值,则相应横向元件(32)从传动带(3)制造过程中被拒绝,或至少被选出或作上修改标记,尤其是变直,即其解扭。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,通过所述光束(I,II)的入射角的锐角之间的差值修正所述测量角(β)。
10.根据权利要求7,8或9所述的方法,其特征在于,所述光束(I,II)设置在相互平行的平面中。
11.一种能够实现根据上述权利要求中任一项的方法的设备,至少结合光源(10),优选包括用于产生至少一个平面光束(I,II)、放置在有缝的遮光板后方的激光器(10),用于安装横向元件(32)从而通过所述光束(I,II)被照射的装置,以及用于用于确定光束(I,II)的所述反射(R-I;R-II)并且用于随后将相应横向元件(32)的质量与这样的所述反射光(R-I,R-II)的强度,形状或其它性质联系起来的装置,优选地这些后面的装置是自动控制地并且包括用于产生横向元件(32)的至少相应的被照射的表面部分或部分的数字图像的照相机(11)。
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