CN103857944B - 关键滑轮段特征、分段堆叠构造及凸轮和辊的设计和致动 - Google Patents

Abstract

同步分段互换滑轮传动系统中的关键滑轮段是滑轮段组中用以接合环形构件的第一个或最后一个滑轮段。用以分别地接合的或分离的第一或最后的关键滑轮段的齿被缩短或完全修整，并且与该关键段的相邻的滑轮段被伸长，使得齿廓的向内部分朝着该关键段延伸。缩短的齿和伸长的相邻段一起允许许多滑轮段被设计作为关键段。可设计完全修整的齿用以形成关键段上的用于环形构件的支撑表面。伸长的相邻段可具有与所述关键段的支撑表面以可滑动的方式配合的延伸部分。来自不同的滑轮段组的多个滑轮段可连接或构造成以一个堆叠联合体的形式一起移动，或可交错，使得当该堆叠联合体沿着旋转轴线移动时，任意一个段都可处于与环形构件接合的接合位置。

Description

关键滑轮段特征、分段堆叠构造及凸轮和辊的设计和致动

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年4月26日提交的题为“同步分段互换滑轮传动系统(SYNCHRONIZED SEGMENTALLY INTERCHANGING PULLEY TRANSMISSION SYSTEM)”的美国临时申请61/479,032的优先权，其全部内容通过引用并入本文。本申请涉及于2005年5月19日提交的题为“同步分段互换滑轮传动系统(SYNCHRONIZED SEGMENTALLY INTERCHANGINGPULLEY TRANSMISSION SYSTEM)”的国际PCT申请公开No.WO 2005/11463。

技术领域

本发明涉及传动系统，并且更特别地，涉及机电一体化变速驱动器。

背景技术

国际PCT申请公开WO 2005/111463的主题是同步分段互换滑轮传动系统(“SSIPTS”)，其中优先权日为2005年5月19日，其全部内容通过引用并入本文。

SSIPTS的发展已经揭示了若干可增强这种机电一体化变速驱动系统的操作的新型附加特征。

相应地，存在对于用在SSIPTS中的新型改善和附加特性的需求。

发明内容

一方面，提供了同步分段互换滑轮传动系统中的关键滑轮段，该关键滑轮段用作滑轮段组中的一个滑轮段，并且具有与第二滑轮的齿的远端关系，使得与环形构件的同时接合成为可能，并且该关键滑轮段结合有一个或多个缩短的或者完全修整的关键滑轮段齿，该齿是在滑轮段组中用以最先或最后与所述环形构件接合的齿。

根据另一个方面，提供了同步分段互换滑轮传动系统中的关键滑轮段，该关键滑轮段用作滑轮段组中的一个滑轮段，并且具有与第二滑轮的齿的远端关系，使得与环形构件的同时接合成为可能，并且该关键滑轮段结合有具有伸长的或外伸的齿特征的相邻滑轮段，该相邻滑轮段具有可与所述关键滑轮段的支撑表面可以可滑动的方式或可以不可滑动的方式配合的延伸段部分。

根据另一个方面，提供了同步分段互换滑轮传动系统中的关键滑轮段上的用于环形构件的支撑表面，通过缩短或完全修整一个或多个关键滑轮段齿产生该支撑表面。

根据另一个方面，提供了同步分段互换滑轮传动系统中的堆叠联合体，该堆叠联合包括多个交错的滑轮段，该多个交错的滑轮段竖直地连接在或构造在一个或多个以可滑动的方式移动的部件上，其中在该以可滑动的方式移动的部件的内和外表面两者上具有配合特征和导轨，所述堆叠联合体中的滑轮段中的任意一个滑轮段都可接合环形构件。

根据另一个方面，提供了同步分段互换滑轮传动系统中的芯部滑轮，该芯部滑轮具有与最接近的堆叠联合体的内表面上的配合特征相配合的导轨，所述堆叠联合体包括多个交错的滑轮段，所述多个交错的滑轮段竖直地连接在或构造在一个或多个以可滑动的方式移动的部件上，其中所述芯部滑轮的导轨也可用作能够接合环形构件的齿。

根据另一个方面，提供了同步分段互换滑轮传动系统中的一系列的一个或多个凸轮，所述一个或多个凸轮被固定到或以固定的方式安装到底盘或壳体，并且提供了一系列的辊、固定构件或其它这样的凸轮随动件，该一系列的辊具有固定到每个辊的辊臂，其中所述辊和辊臂以可滑动的方式或以可旋转的方式安装到滑轮段堆叠联合体，能够通过将每个辊移动到或移动离开激活位置而使得辊和辊臂能够一起移动滑轮段堆叠联合体，从而使得堆叠联合体能够与凸轮接合，方式使得可将所述段堆叠联合体的各个单独滑轮段移动到或移动离开接合位置。

根据另一个方面，提供了在同步分段互换滑轮传动系统中的致动方法，通过位于辊的路径附近的以可固定的方式安装的电磁体阵列，辊、固定构件或其它这样的凸轮随动件以及其辊臂在辊与凸轮的接合点之前致动到其接合位置，并且在辊与凸轮的接合点之后一起移动离开其激活位置，其中电磁体阵列在所述凸轮的附近或作为所述凸轮的组成部分。

根据另一个方面，提供了同步分段互换滑轮传动系统中的多凸轮布置，使得一系列的辊、固定构件或其它这样的凸轮随动件与相应系列的所附接的滑轮段堆叠联合体一起的离散顺序的接合是可能的，使得滑轮段堆叠联合体可移动到与所述堆叠联合体中包括的滑轮段的几个接合位置对应的多个位置。

根据另一个方面，提供了一种以可固定的方式安装的电磁体阵列，该电磁体阵列布置成使得在同步分段互换滑轮传动系统中的滑轮段或滑轮段堆叠中的期望特征经过所述阵列中的一个或多个可选择的电磁体附近时，该特征通过所选择的电磁体的同步激励而被离散地致动成所期望的滑轮段特征的位置和移动，该特征可以是滑轮段或滑轮段堆叠自身、辊、凸轮随动件或其它固定构件或某个其它致动器特征。

根据另一个方面，提供了同步分段互换滑轮传动系统中的顺序激励系统，该系统对呈阵列以固定的方式安装的电磁体进行顺序激励，使得滑轮段特征、单独滑轮段或滑轮段堆叠可离散地致动，该特征可以是滑轮段或滑轮段堆叠自身、辊、凸轮随动件或其它固定构件或某个其它致动器特征。

通过参考下面的说明、附图和所附权利要求书，本领域技术人员将会进一步理解和清楚这些及其它特征、优点和目的。

附图说明

现在将仅参考附图通过实例描述实施例。

图1示出了SSIPTS的芯部滑轮及包括关键滑轮段和相邻滑轮段的滑轮段组的侧视截面图；

图2a示出了芯部滑轮、包括关键滑轮段和相邻滑轮段的滑轮段组以及带齿的环形构件的侧视图，其中所述环形构件同时啮合芯部滑轮的齿和关键滑轮段的齿，使得环形构件的齿中的一些齿被展示处于关键滑轮段的修整区域的支撑表面上，使得环形构件的弯曲半径增大。

图2b示出了与图2a中相同的芯部滑轮、相同的滑轮段组(包括相同的关键滑轮段和相邻的滑轮段)的一些滑轮段以及相同的环形构件的近视图，并示出了相同的转换和动作。

图2c示出了没有环形构件的芯部滑轮、关键滑轮段、相邻滑轮段和滑轮段的局部近距视图，从而允许观察到关键滑轮段的修整的齿和支撑表面以及相邻滑轮段的外伸的延伸区域。

图3a示出了滑轮段堆叠联合体的透视侧正视图；

图3b示出了滑轮段堆叠联合体的透视侧后视图；

图4示出了滑轮组件的透视侧正视图，其中滑轮段在滑轮段堆叠联合体中交错，滑轮段堆叠联合体中的一些滑轮段处在SSIPTS换档期间的位置之间的转换中。

图5示出了当观察到下面SSIPTS中的滑轮段堆叠联合体中的一些处在位置之间的转换时接合两个SSIPTS系统的环形构件的顶视图；

图6示出了滑轮组件的三个视图，其中滑轮段堆叠联合体当前是对齐的，使得环形构件可接合一个滑轮段组；

图7示出了在芯部滑轮上观察到的导轨和配合特征；

图8示出了凸轮的侧视图，其中凸轮通道被遮蔽，并且辊、触发臂、触发臂枢轴和电磁体安装在滑轮段堆叠联合体上；

图9示出了布置为具有滑轮组件的滑轮段堆叠联合体的透视图，其中滑轮组件具有辊、辊臂及凸轮。

具体实施方式

本发明作为在负载下改变传动比的SSIPTS、机电一体化变速驱动装置的组成部分操作或与其一起操作，并且包括分成多段的多个滑轮，所述段沿着旋转轴线在通道中或在导轨上移动到或移动离开带齿皮带或链条(“环形构件”)的路径。在本发明操作的SSIPTS的上下文中，本段及后面的几段简要地描述了SSIPTS的运行。

在SSIPTS中，随着多个带齿的同心且同轴的滑轮的各段沿着通道或导轨从其任意一侧在轴向上移动到或移动离开环形构件的路径，滑轮段的移动通过同步定时系统进行协调，并且滑轮段的协调移动允许环形构件改变多个同心的滑轮之间的接合，而不中断它们的旋转或动力的传送。这通过使环形构件的齿能够与至少一个带齿的滑轮持续地接合来实现，并且在转换中，在某些点(当环形构件改变滑轮之间的接合时)，使环形构件的齿被正接合的滑轮和正分离的滑轮两者接合。

通过指定某些滑轮段作为“关键滑轮段”、在从较小的滑轮段组的转换中涉及的初始滑轮段和转到较小的滑轮段组的转换中涉及的最后滑轮段，形成持续接合成为可能。关键滑轮段通过它们与一个或多个较小的滑轮段组的角度关系限定，使得关键滑轮段的周向位置允许在环形构件仍在接合所述较小的滑轮段组的同时关键滑轮段与环形构件接合，而不引入显著的干涉或松弛。

在SSIPTS中，每个滑轮段都分别通过系统致动器而从其非接合位置沿着轴向方向移动到其接合位置和从其接合位置沿着轴向方向移动到其非接合位置，如通过系统定序器控制的那样，该系统定序器确保在环形构件从正分离的滑轮段组(“原始组”)转到正接合的滑轮段组(“目的组”)期间，以保持环形构件与不只一组的滑轮段接合的最佳的顺序和定时，使恰当的滑轮段从其接合位置移动到其非接合位置或从其非接合位置移动到其接合位置。

一旦关键滑轮段移动到其接合位置中，则随着它通过“接触区”(环形构件与原始组之间的角形接触区域)之外，该同一滑轮段组中的每个跟随的滑轮段随后移动到其接合位置中。因此，跟随的滑轮段继续使环形构件与目的组接合。在滑轮段处于接触区之外的时间段期间，致动器以对于每个单个滑轮段足以完成其在接合位置与其非接合位置之间沿着任一方向的移动的速度使每个单个滑轮段移动。

关键滑轮段的改善特性

一种将滑轮段设计为关键滑轮段的方法是使整个滑轮段组(一起作为滑轮的滑轮段构成的环)绕着旋转轴线旋转，直到它们相对于第二滑轮(或滑轮段组)在周向上对齐为止，使得关键滑轮段与所述第二滑轮的齿成远端关系，从而环形构件可同时与关键滑轮段的齿和第二滑轮的齿接合。所述远端关系主要与环形构件的齿的节距和所述第二滑轮的齿的位置有关，第二滑轮的齿与所述关键滑轮段的齿大致相切。

将滑轮段设计为关键滑轮段的另一个方法是缩短滑轮段组中的用以接合环形构件的第一个齿或滑轮段组中的用以接合环形构件的最后一个齿。这将允许滑轮段组中的滑轮段成为关键滑轮段，而不用相对于另一个滑轮或滑轮段组旋转整个滑轮段组，这将使一个滑轮段组中的多个滑轮段都能成为关键滑轮段。

参考图1，可观察到关键滑轮段103上的缩短齿104。在关键滑轮段103上设计缩短齿104的一个潜在问题就是，它可能影响滑轮段组作为滑轮时的圆度。为减小形状上的变化，关键滑轮段103的相邻的滑轮段105可以被伸长，使得齿廓的向内部分(位于所述滑轮段的齿之间的“凹谷”)将朝着关键滑轮段103延伸。通过这样的伸长，相邻的滑轮段105朝着所述关键滑轮段103延伸，从而在关键滑轮段103的缩短齿104与相邻的滑轮段105之间产生凹谷106，当所述关键滑轮段和所述相邻的滑轮段都处于它们均可接合环形构件的位置时，所述凹谷106将支撑环形构件的朝着所述滑轮段与所述相邻的滑轮段之间的空间突出的那一个齿。所述相邻的滑轮段的这一延伸将确保滑轮段组是圆形的，使得该环形构件将与所有滑轮段都平顺地协作配合，从而防止振动和低效。

这两种设计特征的组合，即，既有关键滑轮段103上的缩短齿104，又有相邻的滑轮段105上的伸长以与关键滑轮段103的缩短齿104产生凹谷106，允许许多滑轮段48被设计为关键滑轮段，使得环形构件可从较大的滑轮段组转换至较小的滑轮或滑轮段组，或从较小的滑轮或滑轮段组转换到较大的滑轮段组，而在任何操作特征之间都没有不期望的干涉，并且在环形构件中没有不期望的松弛。从滑轮段组通过环形构件到协作配合的滑轮或协作配合的第二滑轮段组(SSIPTS的第二实例)的动力传递可以高速地发生，这是由于随着环形构件接合滑轮段组，可以维持滑轮段组的圆度。

另外，可设计完全修整齿，以在关键滑轮段上产生用于环形构件的支撑表面。现在参考图2a至2c，示出了伸长的相邻滑轮段105，而滑轮段齿104被修整掉，并且在它们的位置中产生防止环形构件47急剧弯曲的支撑表面159。支撑表面159是弯曲的，并且具有本领域技术人员定义的任意半径。

支撑表面的半径可被改变，以改变环形构件的齿对滑轮段的齿的张力，或去除不期望的干涉或松弛，而不改变转换中的两个滑轮段组(包括原始组和目的组)之间的周向关系。

关键滑轮段运行的另一个独特特征是相邻的滑轮段的伸长或外伸的齿特征。与链轮相邻的滑轮段可具有与关键滑轮段的支撑表面以滑动的方式配合的延伸部，从而接收来自关键滑轮段的径向支撑。相邻滑轮段的外伸的齿替代了前述的关键滑轮段上的缩短的或完全修整的“缺失的”齿，并且通过这样做完成滑轮段组，使得没有缺失的齿，而滑轮段组的所有段都处于接合位置。

外伸段的齿与支撑表面的几何关系可使关键滑轮段的运行最优化。关键滑轮段的支撑表面和外伸的齿可具有供环形构件可接合的圆形或部分圆柱形表面。为了使关键滑轮段支撑表面和外伸齿的支撑表面在环形构件的扭转或未对齐的情形中不会变得卡住或束缚，一个支撑表面或两个支撑表面可具有隔离接触点的特征，使得所述支撑表面不会束缚在一起。该特征可由本领域技术人员设计，并且可包括加工的隆起、结节、或轨道或多个上述的特征或其组合等。

替代性的滑轮段堆叠的构造和实施

滑轮段堆叠中的多个滑轮段可设计为一起移动。在这种情形下，不同的滑轮段组的彼此接近的滑轮段可以熔合、粘结、连接或构造成作为一个物体被致动的堆叠(“堆叠联合体(unified stack)”)。图3至7示出了所述堆叠联合体的构造和操作的不同视图。

堆叠联合体中的滑轮段可交错开，使得当堆叠联合体沿着滑轮组件的旋转轴线移动时，所述滑轮段中的任意一个都可处于其接合位置。图3a和3b提供了交错滑轮段堆叠的两个等轴测图。不同的滑轮段组的接近竖直的滑轮段连接或构造在一起成为堆叠联合体150。滑轮段齿52保持可用，以在堆叠联合体150将期望滑轮段48移动到接合位置时接合环形构件的齿。当滑轮段移动到其接合位置时，整个堆叠被移动，从而堆叠内的之前处于接合位置的滑轮段必须同时从接合位置移动离开。在该实施例中，移动一个堆叠联合体使得该堆叠联合体的滑轮段中的一个段接合，必然意味着移动另一个堆叠，使得其之前接合的段分离。

堆叠联合体在其“向下”或径向“内”表面上、在最接近滑轮组件的旋转轴线的表面上、在最小滑轮段组的滑轮段的“向下”或径向“内”侧上设置一组导轨，其面对旋转轴线。堆叠联合体也可在其“向上”或径向“外”表面上、在最远离旋转轴线的表面上、在最大滑轮段组的“向上”或径向“外”侧上设置一组导轨，其背对旋转轴线。

滑轮组件具有接收所述内导轨的配合特征，并具有接收所述外导轨的另一组配合特征，从而相对于滑轮组件保持所述堆叠联合体，同时允许堆叠联合体在其与滑轮组件的旋转轴线平行的导轨组上移动，由此允许堆叠联合体中的滑轮段移动到或移动离开其各自的接合位置。滑轮组件的堆叠联合体上的所述导轨和所述配合特征可消除对滑轮段的横向面或侧面上的通道或轨道的需求，并且滑轮组件的最外面上的外导轨可消除对芯部滑轮的需求和作用，如在该实施例中的那样，最小的滑轮段组变成“第一齿轮”。图3a和3b示出外配合特征151和内配合特征152。该实施例可允许滑轮段被坚固耐用地容纳(聚集在单旋转式传送带(single carousel)式的环形构件的一个单侧上，这与其它实施例中的双旋转式传送带(dual-carousel)对齐相反。

图4示出了随着交错滑轮段堆叠联合体在换档时的滑轮组件的等轴测图。滑轮段48布置成多个交错的堆叠联合体150，其中有外配合特征151和内配合特征152、连同安装在芯部滑轮154上的导轨153，芯部滑轮154自身安装在滑轮组件的轴32上。

图5示出了随着交错滑轮段堆叠联合体在换挡时的滑轮组件的侧视图。图5描绘了均安装在轴32上的驱动滑轮组件155b和从动滑轮组件155a。交错滑轮段堆叠联合体150可进一步具体为各个堆叠联合体150a至150j(从视图上，堆叠联合体150d至150g被遮住，并且未示出)。堆叠联合体150c、150d、150e、150f、150g、150h、150i和150j中的第二小的滑轮段48处于与环形构件47的接合位置，而堆叠联合体150a中第三小的滑轮段刚移动到接合位置，并且堆叠联合体150b中第三小的滑轮段已被致动并正移动到接合位置。在该实例中，堆叠联合体150a中第三小的滑轮段是关键滑轮段，并且因此在其组中首先接合环形构件47。

图6示出了滑轮组件的三个视图，其中当前交错滑轮段堆叠以“第二齿轮”的形式接合。

关键滑轮段可以全在或可以不全在一个堆叠联合体中，并且堆叠联合体中任意数目的滑轮段都可以是关键滑轮段。堆叠联合体可不含有关键滑轮段。

芯部滑轮可具有可与环形构件的齿接合的齿，使得芯部滑轮上的齿还可用作中心毂的与邻近堆叠联合体的内导轨配合的轨道。图7示出了导轨153和配合特征153，如在芯部滑轮154上所观察到的。

SSIPTS系统致动器单独地或联同SSIPTS系统定序器一起可利用分度系统(indexing system)、棘轮系统或其它系统来将堆叠联合体轴向地移动到或移动离开相对于环形构件的路径的位置，以便所述堆叠联合体中的每个滑轮段都可移到其接合位置。

含有来自每个滑轮段组的滑轮段的堆叠的滑轮段可竖直地分成一个或多个堆叠联合体。例如，如果竖直分组成一个堆叠联合体的8个单独滑轮段对于轨道系统或其它系统存在困难，那么可期望分成均包括四个竖直邻近段的两个子堆叠。在该实例中，在采用8个滑轮段组的SSIPTS中，来自四个最小滑轮段组的滑轮段可一起构成由一个致动器机构操作的一个堆叠联合体，而来自四个最大滑轮段组的滑轮段可一起构造为由第二致动器机构操作的第二堆叠联合体。

利用堆叠联合体的实施例的主要优点在于，减少了致动器的数目，但是本领域技术人员可评估强度、重量、大小和操作性的特性。

具有辊和凸轮的设计

由单独滑轮段组成的滑轮段堆叠联合体可被移动，使得其中含有的任意滑轮段可通过凸轮或辊凸轮系统被移动到或移动离开接合位置(“堆叠轴向移动”)。在该构造中，每个联合滑轮段堆叠都具有辊，该辊通过辊臂或其它支撑构件而以可滑动的方式或以可旋转的方式附接到所述堆叠。所述辊也可以是固定构件或其它这样的被润滑或由本领域技术人员针对其强度、磨损和摩擦特性而选择的材料制成的凸轮随动件，但是其在后文称为“辊”。

一个或多个凸轮被结合到SSIPTS的运行中，其中凸轮被固定在或以可固定的方式安装在底盘或壳体，并位于滑轮段未与环形构件接合的区域中(SSIPTS“接触区”外的区域，其可称为“非接触区”)。在非接触区中，凸轮可接合辊，并且通过接合而移动滑轮段堆叠联合体，以使所述堆叠的各滑轮段移动到或移动离开接合位置。

凸轮可以轴向或线性阵列安装，或者可以位置上可互换的一个或多个凸轮的形式设置。一个或多个凸轮可以可移动的方式安装，从而允许其适应几个堆叠轴向移动。

辊可相对于堆叠移动到或移动离开其接合凸轮中的一个的位置(“辊激活位置”)。辊可安装在辊臂或其它可移动的支撑构件上，其在辊激活位置与其非激活位置之间引导辊。所述支撑构件在下文被称为“辊臂”。辊和辊臂的质量可相对于旋转或滑动轴线进行平衡，使得向心力将会正面地、负面地或中性地作用于辊的位置上，如本领域技术人员优先认为的那样。

现在参考图8，一系列的滑轮段堆叠联合体150被观察到具有凸轮156、一系列的辊157和辊臂158，其中辊臂158a、158b、158c、158d和158e处于辊激活位置，辊臂158f、158g和158h处于辊非激活位置。

当堆叠的滑轮段处于SSIPTS“接触区”时，辊可移动至辊激活位置，使得开始堆叠轴向移动。所述堆叠然后将会旋转进入“非接触区”，辊会接合凸轮，且凸轮将因此轴向地移动辊和堆叠，使得所述堆叠的滑轮段中的一个从其接合位置移动至其非接合位置中的一个，并且通过相同的移动，所述堆叠中的第二滑轮段将从其非接合位置移中的一个至其接合位置。

凸轮面设计

凸轮的在辊激活位置(“凸轮接合位置”)与辊接合的表面可以是被本领域技术人员最优化的曲面，以使堆叠轴向移动中所受的总体的力和应力最小，并改善该移动的稳定性和可靠性以及滑轮段堆叠联合体的定位。每个凸轮都可具有针对整体的滑轮速度及其它物理和操作特性而进行优化的特定的曲面，这特别是对于在堆叠轴向移动中移动的滑轮段。

凸轮可具有通道，辊在该通道中行进，使得所述通道的一面主要推动辊的滚动面，以在动作开始期间将所述堆叠朝着其目的地移动，并且所述通道的第二相对面主要往回推动，以随着辊达到其目的地时减慢和停止该辊。凸轮的第三面可朝向轴向内面对(成为所述通道的内表面或“底部”)，并且可在很大程度上与所述轴同轴，从而用以在所述通道的第一面和第二面之间正好保持所述辊。朝着堆叠轴向移动中的辊的移动的终点的所述第三面的一部分可接合所述辊，以推压所述辊的外表面，从而将所述辊朝着旋转轴线移动，或者以便将所述辊移动回到其非激活位置。可使用磁体、向心力、棘爪或其它机构将所述辊保持在其非激活位置，直到以其它方式致动为止。

辊的致动

辊及其辊臂可被由定序器电控制或机械控制的机构致动。该辊可通过螺线管、液压、气动、磁力或其它这类机械装置而机械地致动。辊致动的一种方法可以是使用电磁体，无需传输电力或机械力通过轴引导到旋转的滑轮组件就将辊移动到其激活位置。电磁体可以呈阵列以可固定的方式安装到壳体上，靠近所述辊的路径，使得它们可将期望的辊致动到其激活或非激活位置(“电磁体阵列”)。在这种情形下，辊、辊臂或其一部分或多个部分可具有如分别在铁、磁体或线圈中发现的铁磁性、磁性或感应磁性的特征，或它们的组合的特性。电磁体阵列可由多个电磁体组成，所述多个电磁体中的每一个都可由定序器单独控制，其以圆形的形式靠近辊的路径排列，靠近凸轮或为凸轮的组成部分，使得辊可在每个电磁体下方通过，并且从而每个电磁体都可在需要时在辊上施加力。

辊与多个凸轮接合

辊能够与多个凸轮离散地接合(但是，辊一次仅与一个凸轮接合)，以可用来完成几个堆叠轴向移动，这会使堆叠能够移动到多个位置，所述多个位置对应于堆叠中包括的滑轮段的几个接合位置。现在参考图9，观察到一系列的滑轮段堆叠联合体150具有一系列的凸轮156、一系列的辊157和辊臂158。辊157a(对应于堆叠联合体150a)处于辊激活位置，并且所述辊几乎与凸轮156a完成接合。辊157b和辊157c(对应于堆叠联合体150b和150c)处于辊激活位置，并且示出它们接合凸轮156a。示出辊157d处于辊激活位置，大约将要接合凸轮156a。在该视图中，可观察到几个辊接合凸轮156a，凸轮156a将堆叠联合体150从其第二最小滑轮段可处于接合位置的位置移到所述堆叠联合体的最小滑轮段可处于其接合位置的位置。这样做，SSIPTS实现了从其第二小滑轮段组(“第二齿轮”)到最小滑轮段组(“第一齿轮”)的转换。一旦辊157完成了其与凸轮156的接合——在所示实例中，例如一旦辊157a完成了其与凸轮156c的接合——它就可用来与另一凸轮156接合(在所示实例中为凸轮156b等，直到已安装凸轮的范围的终点)。所述过程可通过在已安装凸轮的范围内的多次转换而持续，所述转换既从较小的滑轮段组转换到较大滑轮段组，也从较大滑轮段组转换到较小滑轮段组。

可采用几个电磁体阵列，以促进所述辊的多条路径，使得所述辊可接合多个凸轮，其中所述辊的所述路径中的每一条都对应于凸轮接合位置中的每一个的路径。

通过以可固定的方式安装的致动器部件的各个单独可选择的滑轮段的致动

所述电磁体阵列中的每个电磁体都可在精确的时刻进行激励，以开始所选择的单独辊到其辊激活位置的移动。当所述所选择的单独辊接近所述电磁体时，可发生该致动，而不会显著地影响相邻堆叠的之前的辊的位置。因为当前接合滑轮段组中的关键滑轮段位于所述堆叠中，所以所述辊及其堆叠可通过SSIPTS系统定序器来这样选择。随着所述辊在所述电磁体阵列中的各电磁体下方通过，它可以是受所述电磁体阵列中的每个电磁体影响的第一个辊。之后电磁体可保持被激励，使得通过所述电磁体附近的后续的辊也均被这样影响，并且后续跟随的堆叠将跟随第一堆叠的轴向移动，并且从而滑轮段组中的关键滑轮段后面的每个滑轮段都会顺序地向其接合位置或从其接合位置移动，就像关键滑轮段一样。

本发明的最佳模式是在驱动构件与从动构件之间需要可变传动的装置中。本发明的一个应用是在车辆运输中。在汽车中，本发明会取代在发动机与车轮之间传递动力的常规动力传动装置，从而允许发动机针对给定的道路速度更靠近其理想操作速度地操作。本发明也可提高当前的加热、通风和空调(HVAC)系统的功能，并可赋予很高的效率及其它优点。

第一滑轮段组的第一滑轮段的被选择的齿或所述第一滑轮段组的第二滑轮段的被选择的齿被缩短或以其它方式进行修改，以使所述第二滑轮段恰当地起第二关键滑轮段的作用，而由于所述第一滑轮段的周向位置可以已经被确定，所以环形构件从所述第一滑轮段组到第二滑轮段组的转换被提高。可选地，给定滑轮段组中的几个滑轮段可在本领域技术人员认为恰当时被设计成关键滑轮段。

滑轮段的润滑可允许所述滑轮段在接合与非接合位置之间以可靠的方式滑动。润滑可以针对滑轮段的滑动面的低摩擦固体的涂层的形式施加。滑轮组件的与滑轮段的所述面配合的表面也可施加有与所述滑轮段的滑动面的物质相同或不同的物质的低摩擦涂层。加压气体如空气也可被引导通过滑轮组件的与滑轮段的滑动面配合的所选的表面上的小孔，以产生用以降低摩擦的逸出气体床。润滑可主要施加于滑轮段的背对旋转轴线的滑动面和滑轮段的与背对旋转轴线的滑动面、滑轮组件的滑动面和所述滑轮段的与所述滑轮段的背对旋转轴线的所述滑动面接近的其它面，以降低因绕滑轮组件的旋转轴线的旋转而作用在所述滑轮段上的离心力导致的摩擦。

尽管前面的描述涉及发明人当前考虑到的具体的优选实施例，但是本领域的技术人员应当理解，本发明广义上包括本文中所述的元件的机械及功能等同物。

显然，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.用在同步分段互换滑轮传动系统中的滑轮组件，所述滑轮组件包括多个同轴且同心的带齿的滑轮，所述滑轮组件的所述多个滑轮中的至少一个滑轮包括滑轮段组，所述滑轮段组包括多个滑轮段，所述滑轮段能够移动进出环形构件的路径，用以改变所述环形构件在所述滑轮组件的滑轮之间的接合，且所述滑轮段组中的其中一个滑轮段用作关键滑轮段，并且其具有与所述滑轮组件中的第二滑轮的齿的远端关系，使得通过所述至少一个滑轮和所述第二滑轮与所述环形构件的同时接合成为可能，并且所述关键滑轮段结合有一个或多个关键滑轮段齿，所述关键滑轮段齿是所述至少一个滑轮的所述滑轮段组中用以最先或最后与所述环形构件接合的齿，其中所述关键滑轮段的作为所述滑轮段组中用以最先或最后与所述环形构件接合的齿的所述关键滑轮段齿被完全修整，用以限定支撑表面，并且其中所述滑轮段组中的邻近所述关键滑轮段的所述支撑表面的滑轮段包括伸长的齿特征或外伸的齿特征，用以覆盖在所述支撑表面上。

2.如权利要求1所述的滑轮组件，其中所述滑轮组件的多个滑轮包括滑轮段组，所述滑轮段组包括多个滑轮段。

3.一种同步分段互换滑轮传动系统，包括如权利要求1-2中任一项所述的滑轮组件。

4.同步分段互换滑轮传动系统中的关键滑轮段，所述关键滑轮段用作滑轮段组中的一个滑轮段，并且其具有与第二滑轮的齿的远端关系，使得所述关键滑轮段和所述第二滑轮与环形构件的同时接合成为可能，并且所述关键滑轮段结合有具有伸长的齿特征或外伸的齿特征的相邻滑轮段，所述相邻滑轮段具有与所述关键滑轮段的支撑表面以可滑动的方式或不以可滑动的方式配合的延伸段部分。

5.同步分段互换滑轮传动系统中的堆叠联合体，所述堆叠联合体包括竖直地构造在一个或多个以可滑动的方式移动的部件上的多个交错的滑轮段，其中在所述滑轮段的内表面和外表面上具有配合特征和导轨，所述堆叠联合体中的滑轮段中的每一个滑轮段都能够接合环形构件，并且其中所述滑轮段包括根据权利要求4所述的关键滑轮段。