CN102494093B - 滑轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滑轮传动装置，包括：安装在轴上的滑轮组件，滑轮组件包括核心滑轮、第一转盘和第二转盘、以及滑轮段组，其中，第一转盘和第二转盘位于核心滑轮的相反侧上且被核心滑轮分开，滑轮段组包括由第一转盘支撑的第一滑轮段子组和由第二转盘支撑的第二滑轮段子组，第一滑轮段子组的滑轮段能够从非接合状态朝向第二转盘滑动到接合状态，并且第二滑轮段子组的滑轮段能够从非接合状态朝向第一转盘滑动到接合状态，第一滑轮段子组的滑轮段和第二滑轮段子组的滑轮段被布置成相互交错并且在处于接合状态时形成比核心滑轮大的组合滑轮。

Description

滑轮传动装置

本申请是2005年5月19日提交的申请号为200580051146.8、发明名称为“同步分段互换滑轮传动系统”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求2004年5月19日提交的标题为SYNCHRONIZEDSEGMENTALLY INTERCHANGING PULLEY TRANSMISSIONSYSTEM的美国临时专利申请No.60/572075的权益。

技术领域

本发明涉及传动系统，并且更特别地涉及多传动比传动。

背景技术

在过去的一个世纪，已经进行了许多尝试以开发能够在载荷下换档的多传动比传动装置。这种传动系统的潜在应用是很多的，包括机动车辆、人力车辆、海事船舶和甚至用于发电的涡轮机。

授予Tygard的美国专利No.1428999公开了一种传动系统，该传动系统具有轴向接合的、同心可嵌套的边缘以便改变驱动滑轮直径。授予Caballeros的美国专利No.2827795公开了一种类似设计，该设计使用滑轮段的圆锥形阵列。授予Ha的美国专利No.5443423和No.5637046，以及授予Gruich的美国专利No.6267699分别公开了特别设计用于汽车和自行车应用的传动机构。开发多传动比传动装置的其它技术方法有很多。最常见的特征是：两个滑轮由环形柔性构件连接，并具有改变一个或多个滑轮的直径的径向移动构件；或由相对的圆锥形槽轮半部组成的滑轮，环形驱动构件在该槽轮半部之间被张紧和压缩，从而通过轴向移动相对的槽轮半部产生动力传动的连续可变的传动比，以便控制环形驱动构件所包围的半径。其它型式使用增强的圆锥形部件。

某些机械问题一直影响无离合器的多传动比传动装置，限制了它们的推广应用；特别地，在实际应用中限制了这种传动系统在高速或较大载荷下有效地且高效地工作的能力。此外，棘轮效应、打滑和张紧问题可通过减小可靠性、增加磨损等而限制这种系统的商业生存性。

因此，需要新颖的多传动比传动装置。

发明内容

本发明提供了一种滑轮传动装置，包括：安装在轴上的滑轮组件，所述滑轮组件包括核心滑轮、第一转盘和第二转盘、以及滑轮段组，其中，所述第一转盘和第二转盘位于所述核心滑轮的相反侧上且被所述核心滑轮分开，所述滑轮段组包括由所述第一转盘支撑的第一滑轮段子组和由所述第二转盘支撑的第二滑轮段子组，所述第一滑轮段子组的滑轮段能够从非接合状态朝向所述第二转盘滑动到接合状态，并且所述第二滑轮段子组的滑轮段能够从非接合状态朝向所述第一转盘滑动到接合状态，所述第一滑轮段子组的滑轮段和所述第二滑轮段子组的滑轮段被布置成相互交错并且在处于所述接合状态时形成比所述核心滑轮大的组合滑轮。

在本发明的一个方面，提供了一种分段的滑轮传动装置，包括：

旋转地安装在轴上的滑轮组件，所述滑轮组件包括核心滑轮，该核心滑轮在其周边表面上具有第一组配合特征；

滑轮段组，包括许多滑轮段，这些滑轮段可滑动地安装在所述滑轮组件中并布置在与所述核心滑轮同心的环中，可单独地致动所述滑轮段使其离开所述滑轮组件而进入接合位置和进入所述滑轮组件而进入非接合位置，并且所述滑轮段在周边表面上具有匹配所述第一组配合特征的第二组配合特征，

环形驱动构件，它在内表面上具有相应的配合特征，用来接合所述核心滑轮和处于接合位置的所述滑轮段的所述第一和第二组配合特征，其中所述环形驱动构件和核心滑轮之间的接触限定接触区域；

致动器，当所述滑轮段在所述接触区域之外时，该致动器用来在所述接合和非接合位置之间致动所述滑轮段；

其中，在所述滑轮段组中的所述关键滑轮段的一个是如下关键滑轮段：该关键滑轮段相对于所述核心滑轮布置成当所述关键滑轮段被致动到所述接合位置并且旋转到所述接触区域中时，所述环形驱动构件的所述相应的配合特征接合所述核心滑轮的所述第一组配合特征和所述关键滑轮段的所述第二组配合特征，而不会在与滑轮段的接合点和与核心滑轮的接合点之间的环形构件中引入显著的松弛或干涉。

根据本发明的另一方面，提供了一种分段的滑轮传动装置，包括：

旋转地安装在轴上的滑轮组件，所述滑轮组件包括核心滑轮，该核心滑轮在其周边表面上具有第一组配合特征，所述滑轮组件也包括由所述核心滑轮分开的第一转盘和第二转盘；

滑轮段组，包括可滑动地安装在所述第一转盘中的第一滑轮段子组和可滑动地安装在所述第二转盘中的第二滑轮段子组，所述第一和第二滑轮段子组布置在与所述核心滑轮同心的环中，可单独地致动所述第一滑轮段子组的所述滑轮段使其离开所述第一转盘并向着所述第二转盘，可单独地致动所述第二滑轮段子组的所述滑轮段使其离开所述第二转盘并向着所述第一转盘，所述第一和第二滑轮段子组的所述滑轮段布置成相互交织并提供比所述核心滑轮大的虚拟滑轮。

本发明的一个特征是同步化方法。一些滑轮段被设计成且被指定为关键滑轮段，在从一个滑轮段组到另一个滑轮段组的过渡期间，该关键滑轮段同时实现环形驱动构件与不同半径的多个滑轮段组中的校准的滑轮段的接合。通过利用关键滑轮段而使环形驱动构件与滑轮段一个接一个地精确接合，本发明已经克服了关于在较大载荷下的高速传动比变化的重要限制。

本发明可以以高效的方式提供多个齿轮传动比。由于滑轮段组之间的过渡不需要离合器，因此在力的传动中没有强制的暂停。此外，由于在改变传动比中具有减小的损失，因此传动比的范围可以被扩大，特别地向着提供给车辆中的发动机的较低的传动比。这个优点可以提高加速度，使得较小的、高效率的发动机更加适合于许多应用，并且此外，将增加面向性能的车辆的加速度。

通过参考以下说明、权利要求和附图，本领域技术人员将进一步理解和领会本发明的这些和其它特征、优点和目的。

附图说明

为使本发明易于理解，在附图中以例子的方式示出本发明的一个实施例。

图1示出滑轮组件的一部分的透视图。

图2示出滑轮段的透视图。

图3示出核心滑轮和滑轮段组的侧视剖视图。

图4示出了滑轮段组的接合的透视侧视图。

从下文提供的详细描述将清楚本发明的另外细节及其优点。

具体实施方式

本发明涉及在载荷下改变传动比的动力传动装置的一部分，并且涉及分成多个段的多个滑轮，这些段在通道内或在轨道上沿旋转轴线移动进入和离开带齿的带或链条的路径。在本传动系统中，当多个带齿的、同心的且共轴的滑轮的段沿着通道或轨道，从所述带或链条的任一侧轴向移动进入或离开带齿的带或链条的路径时，滑轮段运动由同步和定时系统协调，并且滑轮段的协调的运动允许所述带或链条在多个同心的滑轮之间改变接合，而不中断它们的旋转或通过带或链条的动力的传递。这通过下述实现：使得带的齿能够由至少一个带齿的滑轮连续地接合，并且在过渡中，当带在滑轮之间改变接合时，带的齿在一些点处由正在接合的和正在脱离的滑轮接合。带齿的带可以是将动力传递到规则的滑轮，或者从规则的滑轮接收动力，或者是本发明的仿制例。

图1至3示出根据本发明的实施例的滑轮传动装置20。滑轮传动装置20具有滑轮外壳24，该滑轮外壳具有一对支撑架28。轴32可旋转地安装在支撑架28上。滑轮组件36固定地安装在轴32上。滑轮组件36具有滑轮组件框架40，而该滑轮组件框架40具有由核心滑轮45跨过的两个转盘44a，44b。核心滑轮在其周边表面上具有配合特征，即齿。转盘44a，44b彼此间隔开以在其间并且在滑轮组件36周围提供周向通道46，环形驱动构件47可以运动穿过该周向通道。转盘44a，44b具有多个滑轮段48，这些滑轮段布置在围绕轴32的同心圆中。滑轮段48安装在转盘44a，44b中使得它们能够沿轴32的轴向方向滑动。特别地，安装在转盘44a中的滑轮段48可操作地朝转盘44b滑动。相应地，安装在转盘44b中的滑轮段48可操作地朝转盘44a滑动。转盘44a，44b的滑轮段48交替地角向偏移使得它们当朝向彼此被推动时交错。

滑轮段48示出为布置在两个转盘44a，44b上的同心圆中。集体地，每个转盘44a，44b的对应同心圆的滑轮段48形成滑轮段组。总体上，滑轮组件36具有总共六个滑轮段组，六个滑轮段组中最里面的四个组示出为偏离转盘44a，44b以形成虚拟滑轮。每个滑轮段组由两个滑轮段子组构成，该子组中的一个安装在转盘44a中并且该子组中的另一个安装在转盘44b中。

滑轮段组中的滑轮段48从环形驱动构件47所穿过的通道的任一侧交替地排列，使得滑轮段可被支撑成紧邻下一个较大或较小的滑轮段组中的滑轮段，而在期间没有转盘44a，44b的支撑材料或结构，使用在半径附近排列的保持和引导轨道或通道使得它们形成坚固的径向支柱，径向支柱在相对面上在轨道或通道之间保持和引导滑轮部分。

滑轮组件中的滑轮段组表征保持在两个位置中的一个位置中的滑轮段：在“接合位置”中，其中滑轮段与环形驱动构件轴向对齐并且可与该环形驱动构件接合；或者在“非接合位置”中，其中滑轮段轴向定位成离开环形驱动构件的路径并因此将不与环形驱动构件接合。

转盘44a中的滑轮段48中的每一个具有支柱68，该支柱被确定尺寸以由相对的转盘44b中的相应的孔72牢固地容纳。相应地，转盘44b中的滑轮段48中的每一个具有支柱68，该支柱被确定尺寸以由相对的转盘44a中的相应的孔72牢固地容纳。

协作的滑轮76可旋转地安装到外壳24上并且围绕其外周边具有多个齿。协作的滑轮76的外周边上的齿的形状和“齿距”与滑轮段48的相匹配。

促动器80联接到每个滑轮段48和滑轮组件框架40。促动器80向着和离开相对的转盘气动地移动滑轮段48。

传感器84固定到外壳24并且可用于检测滑轮组件36的旋转位置、方向和速度。传感器84将位置和速度信息传输到定序器88。定序器88也与促动器80通讯并且控制促动器80。

惰轮和张紧轮(未示出)邻近滑轮组件。惰轮是在轴承或衬套上自由旋转的滑轮，该轴承或衬套安装在张紧轮上。惰轮的目的是张紧环形驱动构件的松弛部分，并且阻止环形驱动构件产生棘轮效应、打滑或者以其它方式干涉任何滑轮段。

滑轮组件通过衬套或轴承在外壳中在轴线上自由旋转。动力通过滑轮组件的旋转传输到本发明或者从本发明传输，可能通过结合到滑轮组件中的轴或齿轮或滑轮。

参考图2，滑轮段48示出为具有与环形驱动构件47的特征相配合的以带齿表面52形式的特征，和两个横向面56。在带齿表面52上的齿的形状和齿之间的间隔或“齿距”对于滑轮段48的每一个是共同的并且对应于环形驱动构件47的齿和齿距。每个横向面56具有通道60，该通道容纳转盘44a，44b的配合的轨道特征并且允许滑轮段48轴向滑动进入和离开转盘44a，44b。

滑轮段48在它们的带齿表面52上各具有齿，用于与环形驱动构件47相接合，并且在它们的面56上也具有通道60，该通道与转盘44a上的相应轨道相配合以引导它们的轴向运动。这些轨道可被润滑或者装配有轴承或衬套以减少摩擦。滑轮段组合在多个组中，每个组是同心的滑轮段的环，一起用作整个滑轮。

指定为“关键”滑轮段的一个或多个滑轮段48是从较小滑轮段组的过渡中涉及的初始滑轮段和在到较小滑轮段组的过渡中涉及的最后滑轮段。关键滑轮段由它们的与一个或多个较小滑轮段组的角关系限定。特别地，当关键滑轮段移动进入接合位置时，关键滑轮段的周向位置允许它与环形驱动构件47接合，同时环形驱动构件47仍旧与较小滑轮段组接合，而没有将明显的干涉或松弛引入到环形驱动构件47。这通过设计关键滑轮段并将关键滑轮段放置在一个位置而实现，在该位置中，当环形驱动构件的齿与关键滑轮段的齿和较小滑轮段组的邻近滑轮段的齿接合时，没有引入明显的干涉或松弛。即，如环形驱动构件47跨过的关键滑轮段的齿和较小滑轮段组的齿之间的距离大致等于环形驱动构件47的齿之间的相同间隔的倍数。

每个滑轮组的滑轮段48以一模式交替地排列在滑轮组件的每侧上，该模式提供滑轮组件增加的强度。因此，当促动同心的滑轮段组的滑轮段48使其进入它们的接合位置时，滑轮段48与转盘44A和转盘44B交错以形成虚拟滑轮。停止在它们的非接合位置中的滑轮段布置在环形驱动构件的路径的任一侧上。

本设计允许滑轮段48被保持并借助轨道或通道沿着它们的面56被引导，使得滑轮段组之间的径向距离在滑轮段48的面52之间没有引导或支撑结构的情况下可减少，这可以彼此更邻近地嵌套滑轮段组。

图3示出核心滑轮45和直接围绕核心滑轮45的两个滑轮段组的截面视图。环形驱动构件47示出为与核心滑轮45和滑轮段48相接合。环形驱动构件47是沿着其内周边具有接合特征的带。特别地，接合特征是大致与滑轮段48的齿相配合的齿。

环形驱动构件47与一个或多个滑轮段组中的滑轮段48接合并且同时与协作的滑轮76接合。

当由定序器88控制时，每个滑轮段48通过促动器80沿轴向方向单独移动，从其非接合位置到其接合位置以及从其接合位置到其非接合位置。

滑轮段运动的定序和同步以机械方式或通过传感器和促动器的电子或计算机化系统实现。定序器的目的是控制滑轮段的促动，并且主要地控制每个滑轮段从接合位置到非接合位置的有序运动，并且在适当时另外确保滑轮段停在它们的接合位置或非接合位置。定序器88确保恰当的滑轮段按照顺序和时机从它们的接合位置移动到非接合位置或者从它们的非接合位置移动到接合位置，该时机最优地保持环形驱动构件在从脱离滑轮段组(“初始组”)过渡到接合滑轮段组(“目标组”)期间与多于一组的滑轮段接合。

现在将参照图1至图4描述滑轮传动装置20的工作。在滑轮传动装置20以恒定传动比传输动力的工作阶段期间，环形驱动构件接合滑轮段组中像正常的滑轮一样旋转和起作用的一组或核心滑轮，在滑轮组件和协作的滑轮之间传输动力。

为此讨论的目的，当前脱离的滑轮段组将称为“初始组”，而环形驱动构件正在过渡到其上的滑轮段组将称为“目标组”。其中，这些术语中的任一个指的是较小的滑轮段组，它们也可以指核心滑轮。

在工作期间，滑轮组件36中的一个或多个滑轮段组中的滑轮段48可处于接合位置。在该位置中，最外面的滑轮段接合环形驱动构件47，并共同地像滑轮一样起作用以传输动力。当滑轮组件36以恒定的传动比传输动力时，所有的滑轮段48相对于滑轮组件36静止。比完全接合的滑轮段组小的滑轮段组中的滑轮段48当处于它们的接合位置时不接触环形驱动构件47，这是因为环形驱动构件47仅仅接合最外面的滑轮段48。结果，较小的滑轮段组的轴向位置并不随之产生。然而，当处于接合位置的最大的滑轮段48缩回到非接合位置时，这些滑轮段48可停在接合位置以准备接合环形驱动构件47，从而脱离环形驱动构件47。比当前接合的滑轮段组大的滑轮段组中的滑轮段48必须处于其非接合位置，从而不来到环形驱动构件47与当前接合的滑轮段48之间。

当接合环形构件的最大的滑轮段组中的所有滑轮段48处于其接合位置时，它们共同的像滑轮一样起作用，允许滑轮组件36旋转并通过环形驱动构件47驱动协作的滑轮76。或者，协作的滑轮76可通过环形驱动构件47驱动接合的滑轮段组和滑轮组件36。

从较小的滑轮段组或核心滑轮到较大的滑轮段组的过渡

现在参照图3和图4，将描述从较小的滑轮段组或滑轮核心45到大的滑轮段组的过渡。在从较小的滑轮段组或核心滑轮到较大的滑轮段组的过渡中，初始组是接合环形驱动构件的较小的滑轮段组。在滑轮组件36旋转时，希望的过渡是：环形驱动构件47接合较大的目标组中的滑轮段而不脱离初始组中的所有滑轮段48或核心滑轮45，直到环形驱动构件47被目标组的滑轮段48完全接合。

特别地，图3示出了围绕核心滑轮45的两个滑轮段组。这两个滑轮段组中的每组均包括10个滑轮段48。紧接地包围核心滑轮45的滑轮段组示出为具有滑轮段48a至48j。旋转方向示出为顺时针。

通常，处于接合位置的滑轮段组的大多数滑轮段48与环形驱动构件接触。角区域CZ示出为限定用于第一滑轮段组的环形驱动构件与环形驱动构件之间的角接触区域。如本领域技术人员将理解的，接触区域可以在滑轮段组之间变化。对于较大的滑轮段组，该接触区域的角大小可增大。

滑轮段48a是关键滑轮段并且被示出为与环形驱动构件接合。

为了启动环形驱动构件从初始组到目标组的过渡，目标组中的一个滑轮段首先被移动以接合环形驱动构件47，当该滑轮段在所述角接触区域外时，该滑轮段被致动器移动到环形驱动构件47的路径中。目标组中的该滑轮段是相对于初始组的关键滑轮段。该滑轮段是关键，因为目标组和初始组已经在其各自的绕所述轴线的旋转角度中被特别对准，使得环形驱动构件47的齿能够适当地接合初始组并且该关键滑轮段的齿同时不在环形驱动构件47中引入显著的松弛或干涉。这样，当该关键滑轮段被促动并移动到它可接合的环形驱动构件47的路径中时，环形驱动构件47将与其刚性接合，即使在滑轮组件36与协作的滑轮76之间传递力。

一旦这个关键滑轮段移动到其接合位置，则相同滑轮段组中的每个随从滑轮段随后随着它经过角接触区域外部而移动到其接合位置。这样，随从滑轮段使环形驱动构件与目标组继续接合。在每个单独的滑轮段48位于接触区域外部的时间段时期，致动器80在任一方向上以足以使每个单独的滑轮段48完成其接合位置和其非接合位置之间的移动的速度移动每个单独的滑轮段48。

一旦这些滑轮段48已经移动到其接合位置，则致动器80和滑轮组件36的设计将它们保持在适当位置。

当滑轮段48位于角接触区域外时，滑轮段48在接合位置和非接合位置之间移动。滑轮段在接合位置和非接合位置之间移动的这个旋转范围是滑轮段在其作为滑轮的工作中不接触环形驱动构件47的范围。当目标组中最后的滑轮段48已经移动到其接合位置时，目标组中的所有滑轮段48共同起到滑轮的作用。然后完成环形驱动构件47从初始组到目标组的过渡，并且目标组中的滑轮段48停在其接合位置。

关键滑轮段在正确的时刻被致动，并且随后随从滑轮段48被定序器致动，该定序器从系统控制器接收输入信号，以将环形驱动构件47从初始组过渡到目标组。通过由传感器88感测的关于滑轮组件36和滑轮段48的相对旋转角度、方向和速度的输入信号，定序器88在精确的时刻通过相应的致动器80致动关键滑轮段。

从较大滑轮段组至较小滑轮段组或核心滑轮的过渡

在从较大滑轮段组至较小滑轮段组或核心滑轮45的过渡中，当环形驱动构件47接合作为初始组的较大滑轮段组并且滑轮组件36旋转时，希望的过渡为环形驱动构件47接合目标组中的较小的滑轮段48或核心滑轮而不脱离初始组中的滑轮段48，直到环形驱动构件47接合目标组的滑轮段48。为了讨论到较小的滑轮段组的过渡，当提及“目标组”时，该目标组也可以是核心滑轮45，这是因为将环形驱动构件47的接合从初始组过渡至目标组的动作与将环形驱动构件47的接合从初始组过渡至核心滑轮45的动作基本相同，唯一的差别为核心滑轮45本身不由滑轮段48组成。

环形驱动构件的接合从较大的初始组至较小的目标组或核心滑轮45的过渡在许多方面类似于环形驱动构件47从较小的初始组或核心滑轮45至较大的目标组的过渡。然而，代替关键滑轮段启动滑轮段48的序列移动至其接合位置，关键滑轮段为初始滑轮段组中的最后接触环形驱动构件47的滑轮段，初始滑轮段组的随后的滑轮段缩回以允许环形驱动构件47接合较小的目标滑轮段组。

用于从较大的初始组过渡至较小的目标组或核心滑轮45的关键滑轮段以其相应的绕所述轴线的旋转角特别地相对于目标组对准，使得环形驱动构件47的齿可以同时接合初始组的关键滑轮段的齿和目标滑轮组的随后滑轮段的齿，而不会在环形驱动构件47中引入显著的松弛或干涉。因此，当在关键滑轮段之后的初始组的滑轮段48被致动至非接合位置并且从环形驱动构件47的路径移出时，即使在滑轮组件36和协作的滑轮76之间传递力，环形驱动构件47也将刚性接合目标组。一旦该关键滑轮段从接触区移出，关键滑轮段缩回并且目标组由环形驱动构件47完全接合。

本发明的一种应用为用于车辆运输。本发明可增强汽车、摩托车、船舶和重型机械中的同时的自动和手动传动的功能，并且给予大的效率和其它优点。在这种应用中，由发动机驱动的本发明的分段滑轮传动装置可以与其它的标准传动系统部件协作以驱动车辆的车轮或推进器。分段滑轮传动装置可以实施成：在外壳中具有一组滑轮段、致动器和定序器，正常的滑轮作为协作滑轮。可选地，在单个外壳中设置两个滑轮组件，每个滑轮组件分别配有滑轮段组、致动器和协作的定序器。后一种情况是有益的，这是由于每个滑轮组件组提供的传动比范围将组合而产生总的传动比范围，该总的传动比范围为两个滑轮组件范围的倍数。例如，如果每个滑轮组件的最大的滑轮段组的周边或齿数为滑轮组件的核心滑轮的三倍，则两个滑轮组件将组合以提供相当于具有外滑轮段组的一个滑轮组件的传动比范围，该外滑轮段组的周边或齿数为滑轮组件的核心滑轮的九倍。定序器联接至传感器和其它系统。

在车辆的动力传动装置外部的计算机化的控制器监视车辆的速度、发动机的速度、车辆驾驶员对加速器控制器的输入、以及可用于确定增加的性能和/或效率所需的适当的齿轮比变化的其他数据。而该定序器确定何时从一个滑轮段组变化至另一个滑轮段组。该定序器送回电子信号(如果计算机化的话)，或者传感器将产生数据，以告知控制器何时开始和完成换档，并且明确地指示车辆现在的允许的齿轮比。计算机化的控制器也可控制发动机功能或车辆中与传动装置协调的其它功能的一些方面。定序器将控制致动器，并在计算机化的变型中，在计算和实施定时调节和补偿的情况下，向高速马达(诸如线性马达或螺线管，或液压或启动的电子控制或其它致动器方法)发送信号，并且将线性力的传动致动到滑轮段上，使得该段在接合位置和非接合位置之间沿任一方向过渡。

本发明超过当前车辆传动的关键优点在于，在本身非常高效的同时，本发明将允许车辆在其动力传动系统中具有可用的多个齿轮比，而不遭受大的效率和加速度损失，使用附加的传动比(在给定范围内)将使许多其它的当前传动遭受该损失。由于滑轮段组之间的过渡不需要离合器，因此在传动装置改变提供给发动机或其它这种动力源的旋转比时，在力的传动中不存在强制的暂停。而且，由于在改变传动比中存在很少的时间或能量损失或者没有时间或能量损失，故可以扩大传动比的范围，特别地向着提供给车辆中的发动机的较低的传动比扩大传动比范围。这将增大加速度，使得较小的、高效的发动机更加适合于多种应用。由于环状驱动构件的固有强度和刚性接合适合于高转矩操作要求，故它也将增大性能导向的车辆的加速能力。

虽然已经将本发明特别描述为切换至下一个较大的或较小的档位，但是可以使本发明包含切换至不是下一个较大的或较小的档位的另一档位。在这种情况下，相同的或不同的滑轮段可被指定为关键滑轮段。例如，对于以下情况中的每种情况，滑轮段组可具有一个关键滑轮段：切换一个较大的档位，切换一个较小的档位，切换两个较大的档位，切换两个较小的档位。

该致动器可使用施加力以实现滑轮段移动的各种方法，该方法包括但不限于：机械联接、电磁装置(诸如螺线管或线性或旋转马达)、液压装置、气动装置和离心装置。

滑轮组件上的容纳和联接特征也可包括吸收能量的特征，诸如阻尼器，以当滑轮段将要静止在其接合位置时使滑轮段减速。

环形驱动构件可以是带、链，或用于接合滑轮段的配合特征的其它大致柔性的设备。该环形驱动构件可以是定制的或者可以是标准件。

滑轮段组不需要布置成圆形环，并且可以布置成其它构造。例如，组的滑轮段可以布置成卵形或椭圆形环。本领域的技术人员将想到其它的形状。

该核心滑轮可以由滑轮段组提供。

虽然上述说明涉及由本发明人现在预想的特别优选的实施例，但是本领域的技术人员应理解的是，本发明在广义上包括在此描述的元件的机械等效物和功能等效物。

将明显的是，本发明的范围仅由下文中提出的权利要求限制。

Claims (17)

1.一种滑轮传动装置，包括：

固定地安装在轴上的滑轮组件，所述轴可旋转地安装在一对支撑架上，所述滑轮组件包括核心滑轮、第一转盘和第二转盘、以及滑轮段组，其中，所述第一转盘和第二转盘位于所述核心滑轮的相反侧上且被所述核心滑轮分开，所述滑轮段组包括由所述第一转盘支撑的第一滑轮段子组和由所述第二转盘支撑的第二滑轮段子组，所述第一滑轮段子组的滑轮段能够从非接合状态朝向所述第二转盘滑动到接合状态，并且所述第二滑轮段子组的滑轮段能够从非接合状态朝向所述第一转盘滑动到接合状态，所述第一滑轮段子组的滑轮段和所述第二滑轮段子组的滑轮段被布置成相互交错并且在处于所述接合状态时形成比所述核心滑轮大的组合滑轮。

2.根据权利要求1所述的滑轮传动装置，还包括促动器，所述促动器使所述滑轮段在所述接合状态和所述非接合状态之间滑动。

3.根据权利要求2所述的滑轮传动装置，还包括：

定序器，所述定序器与所述促动器通讯，以控制所述滑轮段在所述非接合状态和所述接合状态之间的促动。

4.根据权利要求2所述的滑轮传动装置，其中每个滑轮段子组的滑轮段上具有支柱，由所述第一转盘支撑的滑轮段上的支柱被确定尺寸以在该滑轮段处于所述接合状态时被接纳在所述第二转盘的相应的孔中，并且由所述第二转盘支撑的滑轮段上的支柱被确定尺寸以在该滑轮段处于所述接合状态时被接纳在所述第一转盘的相应的孔中。

5.根据权利要求3所述的滑轮传动装置，还包括传感器，所述传感器用于检测所述滑轮组件的旋转位置、方向和速度。

6.根据权利要求5所述的滑轮传动装置，其中所述传感器将位置和速度信息传输到所述定序器。

7.根据权利要求2所述的滑轮传动装置，其中所述促动器采用机械装置、电磁装置、液压装置和气动装置中的一种，以使所述滑轮段轴向地滑动。

8.根据权利要求1所述的滑轮传动装置，还包括环形驱动构件，所述环形驱动构件绕所述核心滑轮或所述组合滑轮缠绕。

9.根据权利要求8所述的滑轮传动装置，还包括惰轮和张紧轮，以张紧所述环形驱动构件。

10.根据权利要求8所述的滑轮传动装置，其中所述环形驱动构件是带或链条。

11.根据权利要求2所述的滑轮传动装置，其中所述第一滑轮段子组的滑轮段在所述非接合位置中被容纳在所述第一转盘中，并且其中所述第二滑轮段子组的滑轮段在所述非接合位置中被容纳在所述第二转盘中。

12.根据权利要求11所述的滑轮传动装置，还包括：

定序器，所述定序器与所述促动器通讯，以控制所述滑轮段在所述非接合状态和所述接合状态之间的促动。

13.根据权利要求11所述的滑轮传动装置，其中每个滑轮段子组的滑轮段上具有支柱，由所述第一转盘支撑的滑轮段上的支柱被确定尺寸以被接纳在所述第二转盘的相应的孔中，并且由所述第二转盘支撑的滑轮段上的支柱被确定尺寸以被接纳在所述第一转盘的相应的孔中。

14.根据权利要求2所述的滑轮传动装置，其中所述组合滑轮与所述核心滑轮同心。

15.根据权利要求14所述的滑轮传动装置，还包括：

定序器，所述定序器与所述促动器通讯，以控制所述滑轮段在所述非接合状态和所述接合状态之间的促动。

16.根据权利要求14所述的滑轮传动装置，其中每个滑轮段子组的滑轮段上具有支柱，由所述第一转盘支撑的滑轮段上的支柱被确定尺寸以在该滑轮段处于所述接合状态时被接纳在所述第二转盘的相应的孔中，并且由所述第二转盘支撑的滑轮段上的支柱被确定尺寸以在该滑轮段处于所述接合状态时被接纳在所述第一转盘的相应的孔中。

17.根据权利要求16所述的滑轮传动装置，其中所述第一滑轮段子组的滑轮段在所述非接合位置中被容纳在所述第一转盘中，并且其中所述第二滑轮段子组的滑轮段在所述非接合位置中被容纳在所述第二转盘中。