CN102209858A - 夹持体空转装置 - Google Patents
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Abstract
夹持体空转装置(10)，包括一个内环(12)、一个相对该内环(12)可在至少一个转动方向上转动的外环(14)、一个用于该内环(12)与该外环(14)之间的夹持体的保持架(24)以及多个夹持体(22)，其中，所述夹持体(22)可在一个夹持位置与一个释放位置之间翻转，在该夹持位置中所述夹持体阻止所述内环与外环(12，14)之间的相对转动，在所述释放位置中所述夹持体允许所述内环与外环(12，14)之间的相对转动，其中，设有夹持体弹簧件，该夹持体弹簧件径向向内地及向着夹持位置的方向预加载所述夹持体(22)，其中，所述夹持体弹簧件被设置成对于每个夹持体分开地构成的弹簧(50)。
Description
技术领域
本发明涉及一种夹持体空转装置，尤其带有保持架的被阻尼的夹持体空转装置，它例如可使用在一个曲轴式CVT变速器的从动侧上；及涉及具有这种夹持体空转装置的曲轴式CVT变速器。
背景技术
例如由EP 1650071A2公知了一种曲轴式CVT变速器。在一个由发动机驱动的输入轴-该输入轴相对变速器构成一个驱动轴-上设有一个具有偏心轮构件的可调节偏心轮驱动装置，该偏心轮驱动装置通过类似连杆的连接件与被驱动轴连接，该被驱动轴相对变速器构成一个输出轴或从动轴。通过借助空转装置使连接件行程传递到被驱动轴上并由此传递到变速器的从动侧上就将被驱动轴驱动至旋转。该空转装置被设置再连杆状的连接件与被驱动轴之间。
在该曲轴式CVT变速器中驱动曲轴及从动轴或被驱动轴相互平行地定向及可转动地支承在变速器壳体中。当转矩由一个内燃机导入曲轴时，转矩即通过曲轴式CVT变速器传递到从动轴上。视偏心轮构件相对驱动轴的旋转轴线的位置而定偏心轮构件的偏心度及由此其旋转轴线相对从动轴改变，由此由连杆状的连接件传递到从动轴上的行程及由此变速器的变速比可被调节。在从动轴上可取得例如用于驱动机动车的车轮的转矩。通常在曲轴式CVT变速器中在曲轴的轴向上串联地设置了多个偏心轮单元，在其每个上安装拉杆状的连接件及与变速器从动侧上的相应数目的空转单元形成连接，这些空转单元也在从动轴上在其轴向上串联地设置。
对于空转装置基本上公知了两种类型的空转装置，即可转换的空转装置-它视其转换位置而定选择地在两个相对转动方向之一上锁止一个外环及一个内环的相对转动；及具有一个固定地预给定的且不可改变的锁止方向的空转装置，在该锁止方向上它阻止外环与内环之间的相对转动，而在另一相对转动方向上则允许外环与内环彼此的相对转动。在可转换的空转装置上，例如为了实现一个倒车挡，不需要设置附加的传动装置或一个分开的马达，因为通过空转装置的转换可使从动轴的转动方向相对变速器输入轴的转动方向改变。在不可转换的空转装置上或设置一个单独的马达、例如电动机，或在变速器输出轴的后面连接另一传动装置，例如行星齿轮传动装置，在需要时、即当应设置倒车行驶功能时该传动装置为变速器中负载传递路径的一部分及否则被分离。
可转换的空转装置通常被构成滚柱空转装置，其中滚柱在内环与外环之间滚动及通过合适的压簧在一个或另一相对转动方向上被压在一个夹持缝隙中。为此内环或外环中的至少一个环被成型，以产生所述的夹持缝隙。
对滚珠空转装置变换地还公知了夹持体空转装置，它比滚柱空转装置更紧凑及更轻。在该空转装置上夹持体被这样成型，以致在一个位置中它阻止-均具有圆形横截面的-内环及外环的相对转动及在另一位置中允许该相对转动。
在这些空转装置中夹持体或滚动体用于使内环及外环相互锁止的那个位置被称为夹持位置或锁止位置，在该位置上滚动体或夹持体位于构成在内环与外环之间的一个夹持缝隙中。其中它们允许内环及外环相互转动的位置被称为空转位置。这些术语在本说明中也用于这种(夹持体)空转装置，其中一个当前起作用的夹持体的直径的锁止或释放不依赖于夹持体沿圆周方向的位置。
发明内容
本发明的任务在于：提出一种夹持体空转装置，它尤其用于曲轴式CVT变速器，其结构牢固及工作可靠。
该任务将通过具有权利要求1的特征的夹持体空转装置来解决。在从属权利要求中给出了其优选的实施形式。在权利要求17中阐明了使用这种夹持体空转装置的曲轴式CVT变速器。
本发明基于这样的构思，即提出一种具有夹持体的空转装置，它通过其与空转装置的轴向垂直的横截面中的构型这样地构成，以致它通过在内环上的滚动视其倾斜位置而定可取得一个夹持位置或一个空转位置，其中各个夹持体被保持在一个设置在内环与外环之间的保持架中并在其中被导向，及在保持架中对于每个夹持体单个地并分开地设有一个夹持体弹簧件。因此其倾斜位置确定了夹持体的一个起作用的直径，该直径视倾斜位置而改变。由于分开的夹持体弹簧件则可通过弹簧常数及力作用方向的适当选择来选择力的方向及大小，以使得几何公差对作用力的幅值无影响及除了对每个夹持体的-保证为运动到夹持缝隙中的快速复位的-基本压紧力外，可通过摩擦来消耗当由夹持缝隙中移出时出现的能量的一部分或可存储在夹持体弹簧件中，以便保证在阻尼过程结束时夹持体的快速回转，即再进入夹持缝隙。因此可通过用于每个夹持体的各个夹持体弹簧件来保证空转装置的可靠工作。此外可通过具有一个径向向内的分量的力作用方向在每个工作状态中通过各个夹持体弹簧件来保证夹持体对内环的接触。
根据一个优选的实施形式内环及外环在一个与空转装置的轴向垂直的截面中各为圆形。由此使内环及外环的制造变得简单。这将通过使用具有一个(在与轴向垂直的一个截面中的)轮廓的夹持体来实现，其中夹持体的轮廓为这样的构型，即在一个翻转位置中它允许内环与外环相互转动，这就是说，当夹持体位于内环上时在夹持体与例如外环之间为空气隙。在另一翻转位置中内环与外环的相对转动被阻止，该情况为夹持体同时压在内环与外环上的情况。
最好保持架可在内环上转动。此外最好设有一个保持架弹簧件，它使保持架对内环和/或一个与内环固定地连接的构件预加载。这意味着：当保持架相对内环转动时形成摩擦能量，以致夹持体由夹持缝隙移出及保持架相对内环被阻尼并消耗该能量。
为此外环例如可通过一个滑动轴承或滚动轴承支承在内环上及该滑动轴承或滚动轴承被固定在内环上、最好被套压在内环上。保持架弹簧件则可在轴向上将保持架压在该滑动轴承或滚动轴承的一个轴承环上。
根据一个优选实施形式保持架弹簧件通过一个盘状弹簧构成，这总地使结构上变得简单。
最好夹持体弹簧件的各弹簧支承在保持架上，这又对安装提供了好处，因为保持架与夹持体弹簧件可作为组件事先来构成及然后可与内环及外环以及夹持体组装。
夹持体弹簧件的各弹簧有利地被构成蝶形弹簧或片簧，最好具有相对小的弹簧常数。因此一方面弹簧的压紧方向或作用方向可很好地调节及另一方面由于小的弹簧常数几何公差对真正施加在夹持体上的力的幅值无影响。
最好这样地选择夹持体弹簧件力，即夹持体弹簧件力的径向分量、也就是在空转装置的径向上的力分量大于相应夹持体的最大离心力。由此可使夹持体在每个工作状态中可靠地压在内环上，以致在任何工作状态中能可靠地阻止夹持体从内环上抬起。
各夹持体的重心最好位于设在保持架上的用于夹持体的导向区域的径向外部。由此能可靠及简单地进行夹持体在内环上的翻转运动或滚动运动且不受保持架上导向区域的影响。
根据一个优选实施形式这样地构成保持架，即在保持架上对于每个夹持体各设有一个止挡，该止挡可与夹持体的相应成型区域相互配合，以致当夹持体由夹持位置翻转到空转位置时限制夹持体的运动路径，由此将阻止夹持体脱离保持架或离开夹持缝隙过远。因此可阻止空转装置的失效或可保证其在夹持位置与空转位置之间既可靠又快速的转换。
夹持体最好带有间隙地在保持架中这样地被导向及相对内环这样地成型，以致夹持体可在内环上滚动而无需移动保持架或夹持体在内环或保持架上滑动。为此保持架及滑动体的轮廓最好这样彼此协调，即保持架的轮廓在导向区域中具有一个相应于夹持体构型的滚动曲线的形状、即相互重合，但为此将平行地移动一个确定的微小间隙。因此夹持体在滚动时相对保持架总是具有相同的微小间隙。由此可保证在空转装置中不会：消耗不必要的能量及形成摩擦并由此形成可能必需导出的热量。
根据一个优选的实施形式空转装置的外环构有一个与曲轴式CVT变速器的类似连杆的连接件连接的连杆孔。该类似连杆的连接件形成与变速器驱动侧的连接。
根据一个优选实施形式与连杆孔相邻地设有一个或多个降低应力的通孔或去负荷通孔。由此可避免在连杆孔区域中外环的损坏或破碎或断裂，因为这种去负荷通孔可显著降低连杆孔区域中的应力。
附图说明
以下将借助附图对本发明示范地说明，附图中表示：
图1：一个根据本发明的空转装置在与该空转装置的轴向垂直的方向上的横截面图；
图2：根据图1的空转装置在轴向上的一个横截面图；
图3：图1中所示的空转装置的一个区段，其中空转装置未被夹紧；
图4：相应于图3的一个视图，但其中空转装置被夹紧；
图5：相应于图3及4的一个视图，借助它来说明阻尼过程；
图6：根据图2的视图的一个放大图；
图7：所示外环的第一实施形式；及
图8：所示外环的第二实施形式。
具体实施方式
图1表示根据本发明的一个实施形式的夹持体空转装置10的一个与轴向垂直的方向上的横截面图及图2表示该空转装置在轴向上的一个截面图。根据图1及2的附图的细节被表示在图3至5或6中。
被阻尼的夹持体空转装置10包括一个内环12及一个外环14，它们具有共同的旋转轴A及彼此同心地布置。内环12具有一个在图1中其横截面为圆形的外表面13。外环14具有一个在图1中其横截面为圆形的内表面15。
内环12例如可与一个曲轴式CTV变速器的输出轴为同一轴或与该输出轴抗扭转地连接或根据需要通过一个传动装置与该输出轴连接。外环14作为圆环具有一个径向上向外的隆起部分16，其中在隆起部分16的区域中构有一个连杆孔18。通过连杆孔18例如可借助类似拉杆的连接件(未示出)形成与曲轴式CTV变速器的驱动侧的连接，以致由类似连杆的连接件产生的行程将传递到外环14上并导致外环14转动。
在图1中还可看到在连杆孔18的区域中、也就是说与其相邻地设有一个降低应力的通孔19。在图1所示的实施形式中该降低应力通孔19基本上被构成在连杆孔18或外环14的内表面15旁边的切线方向上纵向延伸的孔，该孔向着连杆孔18的一侧跟随连杆孔的形状，以致该降低应力通孔19在从切向上看的一个中间区域中相对其边缘区域逐渐变窄。
图7表示图1及2中的外环14的细节。图8中表示外环14的、尤其降低应力通孔19’的一个变换的实施形式，其中在与外环14的隆起部分16相邻的区域中设有两个相互分开的降低应力通孔。降低应力通孔19或19’使隆起部分16减负荷，以致在该区域中的应力减小。为此这些降低应力通孔最好总地被构成通孔或减负荷的穿孔，但它们原则上也可为盲孔。
如在图2及6中可最清楚地看出的，外环14通过一个滑动轴承20支承在内环12上。滑动轴承20被固定地套压在内环12或输出轴上。因此外环14可相对内环12转动地支承着。由此在外环14的内表面15与内环12的外表面13之间形成一个环形间隙21。在该环形间隙21中置入夹持体22，这些夹持体通过一个保持架24来引导。保持架24也可转动地放置在内环上及可与内环形成接触。此外如由图6可看出的，保持架通过一个盘状弹簧26在轴向上被预加载。因此盘状弹簧26构成一个保持架弹簧件。由此保持架24被盘状弹簧26压在图6左面的轴承环上。因为滑动轴承20的轴承环相对内环12是固定及抗扭转的，因此当保持架24相对内环12或滑动轴承20转动时形成了摩擦，以致当保持架24转动时将消耗摩擦能量。
如由图6可看到的，滑动轴承20的一个轴承环可共同地用于轴向上相邻的外环，当滑动轴承20的轴承面相对外环相应地变形时，以致在滑动轴承20的一个轴承环上-如图6中可看出的-各用于两个相邻外环之一的两个轴承面23被变形。
下面将详细地描述保持架24及夹持体22的压簧，对此尤其参照图3至5。
夹持体22各具有一个滚动面30，夹持体借助该滚动面可在内环12上滚动，而不会在其上滑动。通过由滚动面30在内环12上、尤其在内环12的外圆周面13上的滚动可使夹持体在图3所示的空转装置10的未夹紧位置与图4中所示的空转装置10的夹紧位置之间运动。
保持架24为此设有导向面40与41，这些导向面被这样地成型，即当夹持体22在空转装置的未夹紧位置与夹紧位置之间运动时总是在夹持体22的轮廓面与保持架24的导向面40或41之间具有均匀的间隙，以致保持架24不移动或受到影响。这意味着，导向面40，41基本上相应于凸缘状的夹持体区域31，32的滚动轮廓，并相对这些轮廓平行地移动，以致总是在保持架24与夹持体22之间出现相同的间隙。在图3中所示的空转装置的未夹紧位置中-其中夹持体22相对内环12上的夹持体22的接触点处的一个切线向右(顺时针方向)倾斜，夹持体22相对外环14的内表面15带有间隙。
保持架24对于每个夹持体还具有一个止挡凸缘形式的止挡42，当夹持体22由夹紧位置运动到释放位置时夹持体22的凸缘状区域31可与该止挡形成接触，并在此情况下可限制夹持体22的运动(即过度的倾斜)。
在保持架24上设有用于每个夹持体22的作为夹持体弹簧件的各个蝶形弹簧50。蝶形弹簧50在夹持体22上作用了一个径向上向内的并向着夹持位置的方向(图3中向左)的基本压紧力FG。因此该基本压紧力FG倾斜地作用在间隙的方向及径向向内的方向上。在此情况下这样地选择基本压紧力FG的切向分量FGT，以致该切向分量构成向着夹持位置或夹持缝隙方向上的基本弹压力，这就是说，向着夹持缝隙的方向上始终具有一个足够的夹持体22的基本弹压力。基本压紧力FG的径向分量FGR最好被这样地选择，以致它小于在工作中出现的夹持体22上的最大离心力及由此阻止夹持体22从内环12上抬起。蝶形弹簧50最好具有一个相对小的弹簧常数，以致例如当蝶形弹簧50装入时在保持架24或夹持体22本身上的几何公差对基本压紧力FG没有影响。
在图4中通过外环14与夹持体22的重叠概要表示的夹持位置中，夹持体22相对图3中所示的位置向左翻转并由此使内环12与外环14相互夹紧。因此在图4中向着逆时针的方向上内环及外环12与14仅可共同转动。
当如图5中所示地夹持体22以高速度由夹持缝隙中转出时，它将向着顺时针的方向倾斜这样的程度，以致蝶形弹簧50弹入及在外环14的内表面与夹持体22之间形成一个气隙52。因此蝶形弹簧50吸收一(小)部分能量，该能量是当夹持体22转出夹持缝隙时形成的。在蝶形弹簧50中存储的该能量在阻尼过程结束时用于夹持体22在向着夹持缝隙的方向上的回转并由此到达图3中所示的位置。
此外当由夹持位置运动到空转位置时夹持体22用其滚动面30在内环12的外表面13上一直地滚动，直至夹持体22的止挡凸缘31达到与保持架24上的止挡42接触为止。在此情况下在保持架上形成一个脉冲力FI，该脉冲力可导致保持架24相对内环12或相对与内环12连接的滑动轴承20的运动。该保持架的运动通过滑动轴承20与保持架24之间的摩擦被阻尼，其方式是通过摩擦来消耗能量。在夹持体22上形成的反作用力FIR产生一个摩擦力形式的制动力FIRB及也消耗了系统的能量。因此夹持体22由夹持缝隙转出的运动通过止挡在保持架24的止挡42上而被限制并通过摩擦力来阻尼可能的振荡，以致夹持体22急速地及可靠地又回到图3中所示的原始位置及可由那里可靠地进入夹持位置。通过保持架24的运动还在夹持体22的另一凸缘状的夹持体区域32与保持架上的相应导向面42之间形成一个摩擦力FK，该摩擦力将阻尼夹持体22的振荡运动。
附图标记清单
10夹持体空转装置 42止挡
12内环 50蝶形弹簧
13外表面 52气隙
14外环 A旋转轴线
15内表面 FG基本压紧力
16隆起部分 FGT基本压紧力FG的切向分量
18连杆孔 FGR基本压紧力FG的径向分量
19降低应力的通孔 FI脉冲力
19’降低应力的通孔 FIR反作用力
20滑动轴承 FIRB制动力
21环形间隙 FK摩擦力
22夹持体
23轴承面
24保持架
26盘状弹簧
30滚动面
31夹持体区域
32夹持体区域
40导向面
41导向面
Claims (17)
1.夹持体空转装置(10)，包括一个内环(12)、一个相对该内环(12)可在第一转动方向上转动的外环(14)、一个用于该内环(12)与该外环(14)之间的夹持体(22)的保持架(24)以及多个夹持体(22)，其中，所述夹持体(22)可在一个夹持位置与一个释放位置之间翻转，在该夹持位置中所述夹持体阻止内环与外环(12，14)之间在第二转动方向上的相对转动，在所述释放位置中所述夹持体允许内环与外环(12，14)之间在所述第一转动方向上的相对转动，其中，设有夹持体弹簧件，该夹持体弹簧件径向向内地及向着夹持位置的方向预加载所述夹持体(22)，其中，所述夹持体弹簧件被设置成对于每个夹持体分开地构成的弹簧(50)。
2.根据权利要求1的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述内环(12)的外表面(13)及所述外环(14)的内表面在与轴向垂直的截面中各具有一个圆形横截面。
3.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述保持架(24)可在所述内环(12)上转动。
4.根据权利要求3的夹持体空转装置(10)，其特征在于：设有保持架弹簧件(26)，它将所述保持架(24)预加载到所述内环(12)和/或与所述内环(12)固定地连接的构件(20)上。
5.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述外环(14)通过滑动轴承或滚动轴承(20)支承在所述内环(12)上。
6.根据权利要求5的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述滑动轴承或滚动轴承(20)被固定、优选被套压在所述内环(12)上。
7.根据权利要求3和权利要求5或6的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述保持架弹簧件(26)在轴向上将所述保持架(24)夹紧在所述滑动轴承或滚动轴承(20)的轴承环上。
8.根据权利要求7的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述保持架弹簧件通过盘状弹簧(26)构成。
9.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述夹持体弹簧件的所述弹簧(50)支承在所述保持架上。
10.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述夹持体弹簧件的所述弹簧被构成蝶形弹簧或片簧(50)。
11.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：夹持体弹簧件力的径向分量(FGR)大于相应的夹持体(22)的最大离心力。
12.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述夹持体(22)的重心在径向上分别位于所述保持架(24)上的用于所述夹持体(22)的导向区域(40，41)的外部。
13.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：在所述保持架(24)上对每个夹持体(22)各设有一个止挡(42)，该止挡限制所述夹持体(22)在由所述夹持位置翻转到所述空转位置中时的运动路径。
14.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述夹持体(22)在所述保持架(24)中带有间隙地被导向，以致当所述夹持体(22)在所述夹持位置与所述空转位置之间运动时所述夹持体(22)及所述保持架(24)不滑动。
15.根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述外环(14)具有与曲轴式CVT变速器的类似连杆的连接件连接的连杆孔(18)。
16.根据权利要求15的夹持体空转装置(10)，其特征在于：所述外环(14)尤其是与所述连杆孔(18)相邻地具有一个或多个降低应力的通孔(19)。
17.曲轴式CVT变速器，具有根据以上权利要求中任一项的夹持体空转装置(10)。
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