CN101617143B - 用于带有设置了接触区域的横向元件的无级变速器的传动带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于无级变速器的传动带(3)，所述无级变速器具有两个自含的支承件(5)，在所述支承件上容纳有大量的横向元件(4)，所述支承件(5)容纳在横向元件(4)的凹部中。所述横向元件(4)的基部(6)位于上述凹部的下方，而头部(7)位于其上方，所述基部和头部(6、7)借助于横向元件(4)的连接件(8)相互连接，所述连接件(8)在横向方向上位于所述支承件(5)之间。所述横向元件(4)还包括被定向用于相互接触的两个主侧面(9)，所述两个主侧面中的至少一个主侧面(9)设有限定的接触区域(14、15、16)，其比所涉及的更低的主侧面(9)的其它部分更高处，位于头部(7)中的接触区域(16)的表面至少等于位于基部(6)中的接触区域(14、15)的表面。

Description

用于带有设置了接触区域的横向元件的无级变速器的传动带

技术领域

本发明涉及一种用于无级变速器的传动带，所述无级变速器具有两个皮带轮，每个皮带轮都由两个皮带轮盘或传动轮组成，所述皮带轮盘或传动轮具有用于成对地楔入传动带的至少部分锥形的接触面。公知的传动带包括一个或多个环状的组件，即自含的、带状的环，大量的相对薄的横向元件基本连续地配合在所述环上并且从而可以围绕所述环的圆周移动。为此，横向元件设有用于至少部分地容纳环组件的凹部。例如根据欧洲专利公报No.EP-A-0626526，这种传动带是已知的，并且有时还被称作VanDoorne推进带。

背景技术

已知的横向元件设有至少一个用于容纳环组件的凹部并且由置于上述凹部的径向内侧的基部、置于所述凹部之间的连接件、以及置于所述凹部的径向外侧的头部组成。在至少一个主侧面或其前侧，所述底部设有在轴向或横向方向上贯穿其延伸的所谓的倾斜区，并且所述倾斜区在具有大致恒定标称厚度的所述横向元件的径向最外部或顶部与具有径向向内减小的厚度，即在所述方向上至少显著地逐渐变细的所述横向元件的径向最内部或底部之间形成过渡。部分因为这样，所以传动带中相邻的横向元件可以相对彼此倾斜并且在圆周方向上所述传动带作为整体是柔性的。此外，在基部的两个侧向边缘上，横向元件设有用于与皮带轮产生摩擦接触的皮带轮盘接触面。

在变速器中的传动带工作期间，横向元件沿着从变速器的主动皮带轮向从动皮带轮的方向推进彼此，从后面过来的横向元件的前侧与在前的横向元件的另一主侧面或后侧接触，并且在所述过程中施加推进力。为了以精确限定的方式产生这种推进接触，已知使两个主侧面中的至少一个，通常为前侧，设有比所述主侧面所涉及的其余部分(它们包围接触区域)更高的接触区域。在这些接触区域的位置，横向元件的厚度因此比位于它们外侧的厚度更大。至于其它，在厚度上通常仅有最小的差异，所述差异大致具有五至十微米的最小值与约一百微米的最大值之间的数量级。

已经公知，特别地在EP-A-1061285中所公开，使用这种精确限定的接触区域对于制造横向元件以及对于它们在传动带中的使用都是有利的。为此，已知的横向元件在基部中设有一个或多个接触区域或底部接触区域，并且在头部中设有一个或多个接触区域或顶部接触区域，位于所述顶部接触区域的位置的横向元件的厚度大于位于底部接触区域的位置的厚度。这允许在主动皮带轮与从动皮带轮之间形成连续的横向元件的稍微凸出的弯曲拱形，以使得传动带的所述部分的径向方向上的振动被抑制。

实际上，已经发现已知的横向元件具有缺点，所述缺点特别地在传动带处于相对较重的负载下时发生，例如特别地在处于高变速器转矩下时发生。更特别地，被使用者认为不利的振动在上述环境下会在传动带中产生，并且这种振动甚至会导致传动带的过早损坏。

发明内容

本发明的一个目的是在已知的传动带的负载承受能力上作出进一步改进。根据本发明通过进一步优化传动带的各个横向元件之间的推进接触可以实现所述目的。

根据本发明，上述目的利用一种传动带实现，其用于无级变速器中，所述无级变速器带有两个传动轮，在所述两个传动轮之间容纳有所述传动带，所述传动带包括两个自含的支承件，在所述支承件上容纳大量的横向元件，所述横向元件可以至少在支承件的圆周方向上自由地移动，所述支承件位于各个横向元件的两个凹部中，所述横向元件的基部位于所述凹部的下方而所述横向元件的头部位于所述凹部的上方，所述基部和头部借助于位于支承件之间的横向方向上的横向元件的连接件相互连接，所述横向元件还包括两个主侧面，在相邻的横向元件之间相互推进接触的所述两个主侧面被定向于传动带中，所述两个主侧面中的至少一个主侧面设有三个或更多个限定的接触区域，所述接触区域比所涉及的主侧面的其它部分设置得更高，所述其它部分设置得更低并且至少覆盖连接件，两个底部接触区域设置在基部中其相应的侧向边缘上，所述两个底部接触区域通过所涉及的更低的主侧面的一部分在横向方向上彼此分开，并且一个或多个顶部接触区域设置在头部中，其中，所述一个或多个顶部接触区域的表面面积至少等于所述多个底部接触区域的表面面积。

根据本发明的传动带设有横向元件，所述横向元件在头部中的总的接触区域或总的顶部接触区域至少等于、并且优选地大于基部中总的接触区域或总的底部接触区域。

本发明基于以下假设，即当顶部接触区域被弹性地压缩到在横向元件之间所施加的推进力的影响下不能形成上述拱形的程度时，会产生上述振动。然而，通过使用根据本发明的措施，以相对简单和可靠的方式确保了即使在工作期间当所述区域被弹性地压缩的情况下顶部与底部接触区域之间的横向元件的厚度的差异也保持存在，并且确保了形成抑制振动的传动带的适当的拱形。

在本发明的进一步改进中，总的底部接触区域由位于基部两侧的两个底部接触区域组成，并且所述总的底部接触区域在所述两个底部接触区域之间具有与类似地凹入的连接件成一直线的所述区域的凹入的中心部分。由于与皮带轮摩擦接触的力作用在皮带轮盘接触面上，因此底部接触区域的这种形状、在这种情况下是接触区域的这种形状为底部提供了最小的变形。这对传动带的负载承受能力是有利的，其原理在EP-A-1458992中已经被公开。尽管在这一方面，原则上在横向方向上跨越大致整个尺寸延伸或在基部的整个宽度上延伸的一个接触区域也也可足够，但是已经发现，实际上利用通常使用的制造技术为这样大的接触区域提供足够准确的形状，无论如何在批量生产以及可接受的生产成本的前提下是非常耗费时间的。

根据本发明，在这种情况下总的顶部接触区域优选地向横向元件的两个侧向边缘延伸到在所述方向上在总的顶部接触区域与两个底部接触区域之间存在重叠的程度。根据本发明，在第一种例子下，这里并不非常相关的是，总的顶部接触区域是否形成为整体或是否形成为一个连续区域，或者其是否例如由两个局部区域或接触岛状体组成。在后一种情况下，当然，对于上述局部的区域来说实际上优选的是，在所述头部的居中的对称轴的任一侧以大致镜像对称的方式被容纳在所述头部中。这里，根据本发明，如果总的顶部接触区域在两个底部接触区域上方在横向方向上延伸跨越其相应的尺寸，或者在所述方向上看在横向方向上重叠至少25％、并且优选超过50％的其相应的尺寸，那么是特别有利的。

附图说明

现在将参照附图，基于说明书更详细地以举例的方式来说明本发明，其中：

图1是使用了现有的传动带的局部剖开的变速器的透视图；

图2是已知的传动带的圆周方向上的截面，所述截面在其中具有横向元件的示意性正视图，其中示出了其主表面的轮廓；

图3示出了图2的横向元件的示意性侧视图；

图4更详细地示出了图2的已知横向元件，包括所述元件的顶部的横截面；

图5是根据本发明的传动带的第一示例性实施方式的圆周方向上的截面；以及

图6是根据本发明的传动带的第二示例性实施方式的圆周方向上的截面。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于驱动例如私家机动车辆的无级变速器的主要部分。所述变速器本身是公知的并且包括至少第一和第二传动轮或皮带轮1、2以及容纳在皮带轮1和2的盘之间的传动带3。皮带轮1、2的盘呈圆锥形的形状，至少一个盘被装配为使其可以在相应的皮带轮1、2的轴上轴向地移动。为此，电子可控制的和液压作用的移动装置通常容纳在变速器中，所述装置未在附图中示出。这些移动装置的启动实现相应的盘的轴向移动，并且因此实现位于皮带轮1、2的盘之间的传动带3的位置的径向调节。皮带轮1、2的驱动力借助于盘与传动带之间的锥形接触面中的摩擦被传递。

图2示出了图1的传动带3的圆周方向上的截面，所述截面具有以已知方式设定形状的所述带的横向元件4的正视图。传动带3还包括两个自含的支承件5，每个支承件5都包括一组嵌套的薄金属环并支承横向元件4，并且在工作中至少吸收传动带3与皮带轮1、2之间产生的力的径向分量。横向元件4被容纳在传动带3中以使其可以相对于支承件5在其圆周方向上自由地移动。

已知的横向元件包括位于支承件5的下方的大致梯形的基部6、位于支承件5的上方的基本为三角形的头部7以及位于支承件5之间并且将基部6与头部7彼此连接的连接件8。在所示出的横向元件4的前表面9上，在所述横向元件的头部7中还设置了凸出的突起10连同所谓的倾斜线11，在所述倾斜线11的下方，横向元件4的厚度减小，而在所述倾斜线的上方，传动带3中相邻的横向元件4可以彼此相互倾斜。基部6的大致轴向指向的侧向侧表面12在这里用来与皮带轮1、2的盘摩擦接触，所述侧向侧表面12形成在所述横向元件的前表面9与后表面13(见图3)之间延伸的横向元件的圆周面的一部分。图3在侧视图中再次示出了已知的横向元件4，其中还示出了在横向元件4的后表面13中设置的凹部18的轮廓，在所述凹部中容纳传动带3中相邻的横向元件4的突起10。

此外，已知的横向元件4在其前表面9中设计有三个所谓的接触区域14-16，在正视图中接触区域由阴影线示意性地示出，并且所述接触区域相对于前表面9的其它部分相对高出。换句话说，在所述的接触区域的位置，横向元件4的厚度或所述横向元件的前表面9与后表面13之间的尺寸比所述区域之外的尺寸大。三个接触区域中的两个14、15呈现在基部6中接近所述基部的相应的最外部的侧向边缘处。在所述侧向或横向方向上，在横向元件4的中心处，至少在连接件8的宽度上，这两个所谓的底部接触区域14、15彼此分开。第三接触区16呈现在头部7中，在侧向或横向方向上在所述头部的中心可见。所述后一个所谓的顶部接触区域16这里大约跨越头部7中的连接件8的宽度而在横向方向上延伸。在位于两个接触区域14、15之间的基部6的部分、位于顶部接触区域16下方的连接件8的部分以及位于顶部接触区域16以外的头部7部分的位置处，横向元件4因此比位于上述接触区域14-16的位置处更薄。这里需要指出，图2和图3中横向元件4并不是按比例示出的，例如，接触区域14-16的相对高出的位置被大大地放大了。实际上，典型地，相对于约为1.5mm的标称横向元件厚度，其仅有数十微米。还需要指出，位于较高位置的接触区域14-16与紧挨着其布置的横向元件4的前表面9的凹入部分之间的过渡基本上没有清晰地限定出，即，所述过渡并不是如此阶梯式的，而是更加渐进地形成为在它们之间的基本上自然的倾斜过渡。根据现在应用的限定，在所涉及的接触区域14-16的最高点下方小于5至10微米处的前表面9的部分，被认为是相应的接触区域14-16的一部分。顺便提及，用各种可常规利用的测量仪器，例如粗糙度仪(perthometer)以及白光干涉仪，可以容易地获得这种尺寸精度。

因此在传动带3中，大致通过从后面过来的横向元件4的前表面9上的接触区域14-16以及在前的横向元件4的大致平坦的后表面13上相对应的位置，在两个相邻的横向元件4之间产生推进接触。由于在上述顶部接触区域16的位置处已知的横向元件4的厚度仅同样地稍微大于上述底部接触区域14、15的位置处的厚度，因此这里在主动皮带轮与从动皮带轮之间形成连续的横向元件4的稍微凸出的弯曲拱形，从而抑制了传动带3的所述部分的径向方向上的振动。

尽管与早先的带有倾斜线11上方的大致平坦的前表面9的横向元件4相比，所述已知的横向元件4本身能很好地起作用并且能提供相当大的输出能力以及功能性的改进，但实际上已经发现所述设计并不是非常适合传动带3的特定的工作条件。更特别地，当传动带3承受相对较重的负载时，这实际上在过去并不可能或者不是现实情况，在传动带中会产生不利的振动。使用者发现这种振动是不利的并且甚至可能导致传动带3的过早损坏。

根据本发明，如果总的顶部接触区域16小于总的底部接触区域14、15，则可能产生上述问题，这实际上——相对于EP-A-1061285的附图中所建议的——也是已知的横向元件4的现实情况。

首先，如本申请的图4所示，已知的接触区域14-16实际上并不完全延伸至横向元件4的边缘，即前表面9的边缘。这由公知的材料收缩现象引起，所述现象沿所述横向元件的圆周边缘从横向元件4的板状类型基底材料上在冲压期间产生。在横向元件4的顶部边缘19的中心处，或者在顶部接触区域16的位置处，各个接触区域14-16上的所述材料收缩的影响最大。

其次，对于横向元件4来说，实际上已经发现在它们的突起10周围也同样设有比接触区域14-16更低的区域20是必要的或至少是非常有利的。这意味着，在传动带3中相邻的横向元件4之间也不可能存在接触，并且顶部接触区域16的有效正面表面被进一步限制。以上提及的更低的区域20通过在横向元件4的形成过程期间在横向元件4上局部地作用增大的压力而产生，以便于产生足够的材料流以允许突起的形成。此外，以上提及的更低的区域20的作用是避免突起10的凹入倒圆的底部与凹部18的突出倒圆的边缘之间的接触。

上述的两个效果确保了图2和3中的已知的横向元件4的顶部接触区域16实际上具有显著减小的表面，如图4所示的那样。实际上，已知的顶部接触区域16或顶部接触表面的总的表面甚至小于两个已知的底部接触区域14、15或底部接触表面。根据本发明，这将意味着，在传动带3中横向元件4之间施加的推进力的影响下，顶部与底部接触区域14-16之间的厚度差异会消失，上述的不利的振动会在所述推进力影响下的情况下在传动带中发生。

反之，根据本发明如果同样在传动带3工作期间顶部接触区域16的表面面积至少等于并且优选大于底部接触区域14、15的表面面积，以使得顶部与底部接触区域16与14和15之间横向元件4的厚度的差异将分别保持存在，那么可以避免这些振动。在图5中示出了根据本发明的横向元件的这种设计。

这里图5的横向元件4设有两个底部接触区域14、15，所述两个底部接触区域14、15在横向方向上从基部6的侧向边缘延伸至所述底部中的凹口17，所述凹口17形成基部6与连接件8之间的过渡，并且所述横向元件设有顶部接触区域16，所述顶部接触区域16位于头部7的中心并且具有显著地大于包括上述凹口17的连接件8的宽度的宽度。以这种方式，如图4所示，在各个底部接触区域14、15与顶部接触区域16之间在横向方向上存在重叠OL。同样根据本发明的横向元件4的设计中的所述措施具有抑制传动带3中发生上述振动的优点。

根据本发明的所述第二措施与传动带3中的横向元件4可以围绕底部接触区域14或15中的一个与顶部接触区域16之间的虚轴相对彼此转动的现象相关，或与至少具有相对彼此转动的倾向的现象相关。这里，一个事实是，上述虚轴越是定位在横向方向上，即底部接触区域14、15与顶部接触区域16在所述方向上越是远地分开设置，那么上述的转动就越是容易在传动带3中主要的力的影响下发生。基于所述特定的额外的启示，本发明提出，顶部接触区域16与底部接触区域14、15的侧向尺寸以这样的方式相对彼此被调整，以使得在横向方向上在它们之间存在重叠OL。这是因为通过所述措施确保了底部接触区域14或15中的一个与顶部接触区域16之间的上述转动虚轴充分地被定位在竖直或径向方向上，即垂直于上述横向方向。因此，横向元件4围绕所述轴转动的趋势被有利地最小化。

根据本发明，顶部接触区域16不需要必须由一个连续的区域构成。如图6所示，在传动带3的横截面中，还可以设置两个单独的顶部局部接触区域161、162，所述顶部局部接触区域161、162在横向方向上观察可见在横向元件4的中心彼此分开。本发明的实施方式的所述第二变型具有的好处是，在顶部接触区域161、162与单独的底部接触区域14、15之间可以获得相对较大的侧向重叠OL，并且顶部接触区域16的总的尺寸可以如两个局部区域161、162的总和那样保持被限制。

Claims (10)

1.传动带(3)，其用于无级变速器中，所述无级变速器带有两个传动轮(1、2)，在所述两个传动轮之间容纳有所述传动带(3)，所述传动带(3)包括两个自含的支承件(5)，在所述支承件(5)上容纳大量的横向元件(4)，所述横向元件(4)可以至少在支承件(5)的圆周方向上自由地移动，所述支承件(5)位于各个横向元件(4)的两个凹部中，所述横向元件(4)的基部(6)位于所述凹部的下方而所述横向元件(4)的头部(7)位于所述凹部的上方，所述基部和头部(6、7)借助于位于支承件(5)之间的横向方向上的横向元件(4)的连接件(8)相互连接，所述横向元件(4)还包括两个主侧面(9、13)，在相邻的横向元件(4)之间相互推进接触的所述两个主侧面(9、13)被定向于传动带(3)中，所述两个主侧面中的至少一个主侧面(9)设有三个或更多个限定的接触区域(14、15、16；161、162)，所述接触区域比所涉及的主侧面(9)的其它部分设置得更高，所述其它部分设置得更低并且至少覆盖连接件(8)，两个底部接触区域(14、15)设置在基部(6)中其相应的侧向边缘上，所述两个底部接触区域(14、15)通过所涉及的更低的主侧面(9)的一部分在横向方向上彼此分开，并且一个或多个顶部接触区域(16；161、162)设置在头部(7)中，其特征在于，所述一个或多个顶部接触区域(16；161、162)的表面面积至少等于所述两个底部接触区域(14、15)的表面面积。

2.根据权利要求1所述的传动带(3)，其特征在于，在横向方向上彼此分开的两个单独的顶部接触区域(161、162)设置在横向元件(4)的头部(7)中，所涉及的更低的主侧面(9)的一部分位于所述两个单独的顶部接触区域(161、162)之间。

3.根据权利要求2所述的传动带(3)，其特征在于，上述两个单独的顶部接触区域(161、162)在所述头部(7)的居中的对称轴的任一侧以大致镜像对称的方式被容纳在所述传动带中。

4.根据权利要求1、2或3所述的传动带(3)，其特征在于，在所述横向元件(4)的前表面(9)上在所述横向元件的头部(7)中设置有凸出的突起(10)，以及在凸出的突起(10)周围设置了比所述三个或更多个限定的接触区域(14、15、16；161、162)更低的区域(20)，所述更低的区域形成了上述所涉及的更低的主侧面(9)的一部分中的一部分。

5.根据上述权利要求1-3中的一个所述的传动带(3)，其特征在于，在横向方向上观察，所述一个或多个顶部接触区域(16；161、162)与上述两个底部接触区域(14、15)至少部分地重叠。

6.根据上述权利要求1-3中的一个所述的传动带(3)，其特征在于，一个顶部接触区域(16)或多个顶部接触区域(16；161、162)在上述两个底部接触区域(14、15)上方在横向方向上延伸，在两种情况下都在横向方向上延伸跨越至少25％的所述两个底部接触区域(14、15)的相应的尺寸。

7.根据上述权利要求1-3中的一个所述的传动带(3)，其特征在于，一方面在上述三个或更多个限定的接触区域(14、15、16；161、162)的位置处并且另一方面在所涉及的主侧面(9)的上述其它部分的位置处，横向元件(16)在厚度上的差异具有处于五微米的最小值到约一百微米的最大值的范围内的值。

8.根据权利要求1所述的传动带(3)，其特征在于，所述无级变速器用于私家机动车辆。

9.根据权利要求6所述的传动带(3)，其特征在于，所述一个顶部接触区域(16)或多个顶部接触区域(16；161、162)在两种情况下都在其横向方向上延伸跨越超过50％的所述两个底部接触区域(14、15)的相应的尺寸。

10.根据权利要求7所述的传动带(3)，其特征在于，所述差异具有处于十微米的最小值到约一百微米的最大值的范围内的值。

Images