CN103339408B - 传动带和用于传动带的横向元件 - Google Patents

Abstract

一种传动带(3)，其具有带组(31)和多个横向元件(32)，每个横向元件(32)具有容纳带组(31)的切口(33)、在高度方向上于切口(33)下方延伸的基底部分(34)、在高度方向上于切口(33)上方延伸的头部分(36)、以及将基底部分(34)连接到头部分(36)的颈部分(35)，切口(33)由基底部分(34)的鞍形表面(42)限定一部分，鞍形表面(42)具有至少一个在鞍形表面(42)的两个较高搁置部分(p1、p2、p3)之间的凹槽(50)。

Description

传动带和用于传动带的横向元件

技术领域

本发明涉及一种用于无级变速的传动带，其具有各自形成V形凹槽的两个可变带轮。所述传动带设置有包括两个相邻带组的托架，每个带组包括至少一个、但通常包括多个同心地嵌套的、相对较薄的、且平坦环形的金属带，且具有多个金属的横向元件，所述横向元件设置在带组上且与带组成滑动关系。每个横向元件具有彼此相反定位的两个切口，用于以如下方式容纳带组，即：横向元件的第一部分在带组下方延伸，横向元件的第二部分位于带组之间，并且横向元件的第三部分在带组上方延伸。从EP-A-0014013中可以了解到这种类型的传动带。

背景技术

当相对于横向元件来描述方向时，总是假定横向元件处于直立位置，如图2以正视图所示。在该图中，传动带的纵向或周边方向与图所在的平面成直角。横向或宽度方向由图2所在平面由左向右，且径向或高度方向由图2所在平面由顶部到底部。

特别地在切口的位置，横向元件的表面必须满足某些要求，以确保传动带的良好操作。例如，在传动带进行传动过程的操作过程中，横向元件由传动带轮径向向外推靠在带组上。因此，带组(的径向内侧)接触于所述横向元件的第一部分的径向向外表面部分，其形成各个切口的底部，所述表面部分被称为鞍形表面。鞍形表面的精加工和形状对带组的性能和/或耐用性、以及对传动带整体都有显著的影响。

例如由GB-A-2013116可知的是将鞍形表面设计成光滑的双曲表面，也就是说，在宽度方向和所述纵向上都是曲面。可以理解的是，鞍形表面的横向曲率被限定于横向元件的、包括宽度和高度方向在内的横截面中，即被限定于横向元件的沿纵向的横截面中；并且，纵向曲率被限定于横向元件的包括高度方向和纵向在内的横截面中，即被限定于横向元件的在宽度方向进行定向的横截面中。虽然鞍形表面不是绝对的光滑，但已知的鞍形表面设置得表面粗糙度Ra值至多大约为0.55μm，表面粗糙度Ra值通常在0.4μm左右。

已知的鞍形表面的纵向曲率描述为、或至少可以近似为具有被称为短鞍半径的曲率半径的圆弧。短鞍半径设置得小于传动带轮上的传动带的最小运行半径，例如在15至30mm的范围内。由于该措施，至少相较于设置成横向元件具有纵向平直鞍形表面的传动带而言，带组的纵向曲率很大程度上对应着带轮上的传动带的纵向曲率。在后面的情况中，当传动带在纵向弯曲时，带组呈现为由平直区段构成的近似多边形，所述平直区段在每个横向元件的鞍形表面的前和后边缘处以急弯区段进行交替。当然，在操作过程中，所述急弯区段显著增加了带组中的应力水平，且因此减少了传动带的负荷承载能力和/或使用寿命。

已知的横向元件由刀具从带状基材上割下或下料，所述刀具在传动带的上述定义纵向上移动穿过基材。该切割过程原则上不会使切割表面(如鞍形表面)在切割移动方向上形成弯曲或弧形。因此，所述鞍形表面的纵向曲率需要在制造过程的另一步骤中被制成，例如使用会增加传动带的整体制造成本的磨削方法。

虽然已知的弯曲鞍形表面先前被构想为代表用于鞍形表面的最佳形状，但是根据本发明，所述形状仍然可以被改进。更特别地，使用已知鞍形表面(无论平坦、纵向弯曲和/或横向弯曲)的形状的不利之处在于：操作过程中在横向元件和带组之间的滑动接触会产生大量摩擦，所述摩擦引起效率损失和/或在滑动接触处积累热量。该热量的积累又可以引起过度磨损，和/或引起横向元件和/或带组疲劳强度的降低，且从而限制传动带传输动力的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可行的替代技术方案，其代替横向元件的已知纵向平直且横截面轮廓弯曲的鞍形表面。优选地，所述鞍形表面的新颖设计提供了在传动带效率方面和/或在其生产方面的改进。

根据本发明，上述目标由根据下文中的权利要求1的横向元件而实现。根据本发明的横向元件的鞍形表面具有至少一个位于鞍形表面的两个较高搁置部分之间的凹槽。所述较高搁置部分被用于与带组相接触，然而所述凹槽(的底部表面)不会接触。优选地，凹槽的长轴线至少主要沿宽度方向进行定向，即垂直于传动带的移动方向。

在该凹槽中，通常施加在本类型传动装置中的冷却剂和/或润滑剂(例如自动变速用油(ATF)或润滑油)将在操作过程中积累，其对横向元件和带组之间的滑动接触有积极的影响。特别地，对所述滑动接触的润滑效果由此而被增强，例如其间的油膜变厚，从而使磨损率减小和/或使通过摩擦而损失的能量减少。

注意到的是，具有凹槽和脊部的表面轮廓通常被设置到带组的至少径向内侧(即，带组的径向最内部带的径向向内表面)，例如US-4,332,575所描述的；有利地，根据本发明，通过在鞍形表面中设置数个凹槽，可以将具有所述凹槽和脊部的表面轮廓省略。

在更详细的实施例中，在鞍形表面的位于沿宽度方向定向凹槽任一侧上的较高搁置部分可以具有相互不同的高度。在这种情况中，横向元件可以支撑着优选无急弯的、具有纵向曲率的所述带组，而横向元件的鞍形表面(或其与带组实际相接触的至少一个部分或多个部分)并非必须设置有已知的纵向曲率。在这个方面，可以优选使鞍形表面具有至少两个这种凹槽，且使鞍形表面的中心部分位于这两个凹槽之间，所述中心部分具有的高度超过鞍形表面的侧面部分的高度，所述侧面部分相对于所述中心部分位于两个凹槽的各自另一侧。在这种情况中，所述鞍形表面的中心部分和侧面部分可以为近似传统应用的、凸曲率的形状；然而，有利的是这些鞍形表面部分并非必须具有纵向弯曲的截面轮廓。

在本发明的一个可选的实施例中，切口的上部表面或径向面向内的边界表面由横向元件的所述第三部分限定并且也可以和带组(在这种情况中是带组的径向外侧)相接触，并且设置有至少一个这样的凹槽，所述凹槽与此处详细描述的设置在鞍形表面的一个或多个凹槽相对应、并且具有相同的作用。

附图说明

为了说明本发明，传动带的示例性实施例将参考附图被描述，其中：

图1示意性地示出了无级传动装置，其具有在两个带轮上运转的传动带；

图2示出了从传动带的纵向观察时传动带的横截面图；

图3示出了传动带的横向元件的横向视图；

图4示意性示出了根据本发明的第一实施例的横向元件的横截面图；

图5示意性示出了根据本发明的第二实施例的横向元件的横截面图；

图6示意性示出了根据本发明的第三实施例的横向元件的横截面图；以及

图7示意性示出了本发明的第一实施例的变型中的横向元件局部的俯视图。

具体实施方式

图1的示意性视图示出了在两个带轮1、2上运行的传动带3。在所示位置，上带轮1比下带轮2旋转得快得多。通过改变两个部件(在这种情况中是每个带轮1、2所包括的锥形盘4、5)之间的距离，可以改变传动带3在相应带轮1、2上的所谓的运行半径R，由此两个带轮1、2之间的速度差可按照要求得到改变。这是改变两轴之间的转速差的已知方式。

在图2中，以横截面图示出了传动带3。该图示出了两个带组31的横截面图以及横向元件32的正视图，其中所述传动带3包括设置在带组31周边上的多个或相当多数量的横向元件32。横向元件32以及带组31的带体都由金属制成。横向元件32能够在带组31的纵向上自由移动，使得当力在带轮1、2之间传递时，通过横向元件32之间进行相互压靠来传递所述力。在这种情况中的带组31引导着横向元件32。

在此所示的示例性实施例中，带组31包括五个带体，尽管在实践中带组31可以包括更多的带体，甚至多达十二个或更多的带体。

也在图3中以侧视图示出的每个横向元件32具有彼此相反进行定位的两个切口33，每个切口用于容纳两个带组31中的一个，使得横向元件32的第一部分或基底部分34在带组31下方延伸，横向元件32的第二部分或颈部分35位于带组31之间，并且横向元件32的第三部分或头部分36在带组31上方延伸。在底部通过基底部分34的通常所称的鞍形表面42来界定各个切口33，所述鞍形表面42面朝上，即大体朝头部分36的方向。鞍形表面42在传动带3的纵向上具有凸曲率，即如图3所示。鞍形表面42的曲率半径被称为短鞍半径SSR。

横向元件32的所述基底部分34的侧向表面或带轮接触表面37被定向为相互成角度Φ，该角度至少基本上与在带轮1、2的锥形盘4、5之间限定的V型角度Φ相对应(见图1)。

横向元件32的后侧38基本上是平的，同时在横向元件32的前侧39上设置有通常所称的倾斜线18。在倾斜线18的上方，侧视图中的横向元件32具有大体上恒定的厚度，并且在倾斜线18的下方，所述基底部分34向横向元件32的底侧倾斜。倾斜线18通常设置为横向元件32的前侧39的略微倒圆的区段的形式。在传动带3中，在传动带3的位于带轮1、2之间的平直区段以及其在带轮1、2上的弯曲区段这两者中，横向元件32的前侧39在倾斜线18的位置处与相邻横向元件32的后侧38形成接触。

横向元件32还在前侧39上具有突起40，并在后侧38上具有凹口41，两个横向元件32的突起40和凹口41在传动带3上进行接靠匹配；因此，在与传动带3的纵向成直角定向的方向上的彼此相对位移，是被限制为突起40在所述方向上在凹口41中的公差。

在图4、图5和图6中，通过沿如图2所示的横截平面A-A的仅横向元件32的基底部分34的横截面图，示出了根据本发明的横向元件32的三个实施例，所述横截平面包括传动带3的高度方向H(参看图2和图3)和纵向L(参看图3)，且因此所述横截平面在宽度方向W上进行定向(参看图2)。

在图4的第一实施例中，鞍形表面42具有沿横向元件32的宽度方向进行定向的单个凹槽50。在这个实施例的示例中，凹槽50由纵向观察是位于鞍形表面的中心。凹槽50被这样设计，使得凹槽50的至少底部表面部分不会接触带组31。

在操作具有根据图4实施例所设计的横向元件32的传动带3的过程中，润滑剂被放置在凹槽50中，以对在横向元件32和带组31之间的滑动接触进行润滑，从而减少其间的磨损率和/或减少其间的摩擦。

在本发明的内容和范围内，可以有多种凹槽50的形状、尺寸和数量。优选地，一个凹槽或多个凹槽50的深度(当相对于没有被凹槽50间断的鞍形表面42的假想轮廓进行垂直测量时)为25到250微米(即μm)，更优选大约50到100微米，且占据鞍形表面42的全部(假想的，未间断)表面区域的5％到50％、更优选25％左右。

在图4中，鞍形表面42分别在凹槽50的任一侧的部分p1和p2(其与带组31直接物理接触)具有相同的尺寸。但是，所述部分p1、p2可以有利地具有相互不同的高度。在图5中，根据本发明的横向元件32的第二实施例示出了所述设计原理。所述第二实施例将凹槽50和台阶51结合到鞍形表面42中，其中在凹槽50任一侧的鞍形表面42的较高搁置部分p1和p2是平坦的且具有相互不同的高度。在这种情况中，尽管所述较高搁置部分p1和p2是大体平坦的表面，鞍形表面42可以为近似传统应用的、凸曲率的形状。

如图6所示的本发明的第三实施例中，鞍形表面42具有都沿横向元件32的宽度方向进行定向的两个凹槽50。附加地，位于两个凹槽50之间的鞍形表面42的中心部分p3在高度方向上延伸超过鞍形表面42的侧面部分p1和p2，所述侧面部分p1和p2分别位于所述两个凹槽50的其中之一的相反侧。在这种情况中，鞍形表面42的中心部分p3和侧面部分p1、p2可以是近似传统应用的、凸曲率的形状；然而，有利的是这些鞍形表面部分p1、p2和p3并非必须具有弯曲的截面轮廓。

优选地，鞍形表面42的各个部分p1、p2、p3的高度由以下方式进行选择：通过在图5横截面中的所述各个部分p1、p2、p3的中点画出的虚拟弧线近似为圆形区段，优选地其曲率半径近似为传动带轮1、2上的传动带3的运行半径R，优选地是在传动操作过程中出现的最小运行半径。

最后，在图7中示出了根据本发明的横向元件32的上述第一实施例的变型，其显示了沿高度方向H(如图3中的箭头B所表示)向下观察时的鞍形表面42的一区段的俯视图。根据本发明，图7示出了鞍形表面42的较高搁置部分p1、p2无需形成为在鞍形表面42的全部尺寸(在这种情况中是宽度)范围上延伸的单个连续平面p1，而可以由两个或多个隔离的岛状部p2，所述岛状部由包括所述一个或多个凹槽50在内的鞍形表面42的一个或多个较低搁置部分z所围绕。

Claims (5)

1.一种用于传动带(3)的横向元件(32)，所述传动带(3)具有带组(31)和多个所述的横向元件(32)，所述横向元件(32)设置有用于容纳着带组(31)的切口(33)、沿高度方向在切口(33)下方延伸的基底部分(34)、沿高度方向在切口(33)上方延伸的头部分(36)、以及将基底部分(34)连接到头部分(36)上的颈部分(35)，所述切口(33)局部地由基底部分(34)的鞍形表面(42)进行限定，其特征在于：鞍形表面(42)在鞍形表面(42)的两个较高搁置部分(p1、p2)之间设置有凹槽(50)；所述凹槽(50)在宽度方向上进行定向，所述宽度方向是同时垂直于所述高度方向和传动带(3)的纵向；并且，所述鞍形表面(42)在两个较高搁置部分之一(p1)和其侧边缘之间还设置有台阶(51)；

同时，所述两个较高搁置部分中的之一(p1)是由两个或多个隔离的岛状部形成，所述两个或多个隔离的岛状部由包括所述凹槽(50)在内的鞍形表面(42)的较低搁置部分(z)所围绕。

2.根据权利要求1所述的横向元件(32)，其特征在于：所述两个较高搁置部分中的之一(p1)在所述高度方向上延伸超过所述两个较高搁置部分(p1、p2)中的另一个(p2)。

3.根据前述权利要求1或2所述的横向元件(32)，其特征在于：凹槽(50)的深度是在25微米和250微米之间。

4.根据前述权利要求1或2所述的横向元件(32)，其特征在于：凹槽(50)的深度是在50微米和100微米之间。

5.一种传动带(3)，其设置有根据前述权利要求1-4之一所述的横向元件(32)。