CN104024687B - 用于无级变速器的包括宽度彼此不同的两种类型横向部件的传动带 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种传动带(3)，其包括环形承载件(31)和多个横向部件(30)，所述多个横向部件安装在承载件(31)上并沿着其周向以基本上连续成排的方式设置。这种类型的传动带(3)是众所周知的，特别是由其在摩擦型的带与带轮传动应用中是众所周知的。根据本发明，这种变速器的效率在传动带(3)中并非所有的横向部件(30)都参与到与传动带轮(1、2)的摩擦接触时得到提高。根据本发明，这个技术效果通过提供具有两种类型横向部件(30)的传动带(3)而实现，其中第二种类型比第一种类型的宽度更窄。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无级变速器的传动带，所述传动带特别地被设为绕着变速器的两个带轮设置，并包括多个互不相连的横向元件或者部件，用以接触传动带轮，还包括承载横向部件从而在带轮之间支撑并引导横向部件的一个或多个环形承载件。本发明类型的传动带也被称为推式传动带。
背景技术
传动带的每个环形承载件通常由多个相互嵌套的、连续的柔性金属带组成，并被称为环组。每个环形承载件至少部分地嵌入在横向部件中提供的凹部中。在传动带仅包括一个环形承载件的情况下，这样的承载件通常安装在横向部件的中央凹部中，该凹部向着传动带的径向外侧打开。然而，通常传动带提供有至少两个环形承载件，分别安装在横向部件的两个凹部之一中，因此凹部向着横向部件的相应的侧向侧或者轴向侧敞开，也即向着传动带的侧向侧或者轴向侧敞开。
传动带的横向部件滑动地沿着一个或者多个环形承载件的周向按基本上连续成排的形式设置，这样这些部件能够传递与传动带运动相关的力。横向部件具有两个主体表面，这些表面至少部分地基本上彼此平行地延伸，且相互隔开超过横向部件的(局部)厚度。横向部件相对较薄，这样在传动带中存在数百个横向部件，使得该带通过相继的横向部件的相互相对旋转而沿着其周向弯曲。横向部件用于通过在这样的带轮的两个锥形轮盘之间被横向夹紧而与传动带轮摩擦接触。横向部件通过其基本上轴向地、即横向地定向的侧面来实现这样的摩擦接触，所述侧面呈波纹状，以容纳应用于变速器中以润滑摩擦接触的传动油。
横向部件和带轮轮盘之间的摩擦接触使得可在两者之间传递力，这样传动带可将传动扭矩和旋转运动从一个传动带轮传递到另一个。由摩擦传递的机械动力不可避免地发生能量损失，因为所述摩擦接触中的部件的弹性变形和/或所述摩擦接触中会产生热。在后一方面，在非预先公开的已知技术的荷兰专利申请1038910中建议：在一个传动带中应用宽的(即带轮轮盘接触式)横向部件和窄的(即非接触式)横向部件两者。因此，传动带的多个横向部件中的仅部分将实际被夹在带轮轮盘之间，且所述能量损失被降低。因此，通过该后一传动带设计产生的扭矩传递的效率相对于具有宽度相等的横向部件的已知传动带而言被提高。
发明内容
关于上述传动带设计，已认识到它揭示了对于不同轴向尺寸或宽度的横向部件的有益的设计改变的多种可能性，主要目的是降低传动带整体的制造成本。
在根据本发明的传动带的第一实施方式中，仅较宽的横向部件设有所述波纹状的侧面。因此，较窄的横向部件成形为没有这种波纹。与波纹状表面相比，这种无波纹的(即平滑的)表面在制造上可更容易地且通常也成本效率更高地形成。
在根据本发明的传动带的第二实施方式中，与较宽的横向部件相比，较窄的横向部件也较短、即具有较小的径向尺寸。尤其地，与较宽的横向部件相比，较窄的横向部件从其所述凹部径向向内延伸较小的距离。以这种方式，在制造中有利地使用较少材料，且在传动带中有利地包括较少重量。
在根据本发明的传动带的第二实施方式的第一阐释中，较宽的横向部件基本上沿其整个径向尺寸具有大致恒定的厚度。这种恒定厚度的横向部件在制造中可相对较简单地且成本效率较高地形成。
在这方面应当注意，传统的横向部件包括渐缩的底部部分，总体上从横向部件的凹部下方变薄并沿着径向向内的方向延伸。在横向部件的厚度至少相对较恒定的上部部分与横向部件的渐缩的底部部分之间由此形成的过渡部一般成形为这种横向部件的主体表面的凸弯曲部分，且通常被称为横向部件的倾斜边缘。所述倾斜边缘使得传动带中的相邻横向部件能够彼此相对倾斜，从而使传动带能够沿循弯曲路径，同时仍然保持牢固且明确限定的互相接触，所述互相接触而且还在径向方向上靠近环形承载件，以将由于环形承载件与横向部件之间的摩擦引起的效率损失最小化。
在根据本发明的第二实施方式的该第一阐释中，较宽的横向部件与较窄的横向部件的在横向部件的主体表面与径向向内的底部表面之间的底部边缘产生滚动接触。为了加强这种传动带设计，尤其为了最小化磨损，使较窄的横向部件的所述底部边缘优选例如以6mm或更大的曲率半径呈平滑的凸圆。
同样，在根据本发明的传动带的第三实施方式中，较宽的横向部件基本上沿其整个径向尺寸具有大致恒定的厚度。然而，在该实施方式中，较窄的横向部件在其任一侧上、即在其两个主体表面上设有倾斜边缘，以实现所述相对倾斜。在该第三实施方式中，较宽的横向部件的设计和制造可有利地注重于与传动带轮的摩擦接触并针对与传动带轮的摩擦接触优化，而较窄的横向部件的设计和制造可有利地注重于在传动带中与较宽的横向部件的倾斜接触并针对在传动带中与较宽的横向部件的倾斜接触优化。
在根据本发明的传动带的第四实施方式中，较窄的和较宽的横向部件至少部分地由彼此不同的材料制成。以这种方式，材料可在横向部件之间例如针对其相应的功能或在成本方面有利地优化。
在根据本发明的传动带的第四实施方式的第一阐释中，较宽的横向部件与较窄的横向部件相比至少部分地由更耐磨的材料制成，这例如通过在较宽的横向部件中包括氮化表面层或通过具有耐磨材料的涂层来实现。
在根据本发明的传动带的第四实施方式的第二阐释中，较宽的横向部件与较窄的横向部件相比由摩擦系数更高的材料制成，这例如通过使后者(即较窄的横向部件)具有低摩擦涂层来实现。
在根据本发明的传动带的第四实施方式的第三阐释中，较窄的横向部件与较宽的横向部件相比由热膨胀系数更高的材料制成，以补偿传动带的操作过程中的磨损和/或塑性变形。
在根据本发明的传动带的第四实施方式的第四阐释中，较窄的横向部件与较宽的横向部件相比由较轻的材料制成。由于较窄的横向部件不被横向地夹持在轮盘之间，因此这些横向部件与较宽的横向部件相比被加载至较低的程度。因此，与用于较宽的横向部件的材料相比，较脆弱的材料、即通常也较轻的材料可用于较窄的横向部件。
在根据本发明的传动带的第五实施方式中，较窄的横向部件与较宽的横向部件相比更厚或更薄。以这种方式，较宽的(即带轮轮盘接触式)横向部件和较窄的(即非带轮轮盘接触式)横向部件的数量和分布可被优化。例如，为了降低成本，可选择应用与较宽的横向部件相比更厚的较窄的横向部件。替代性地，如果传动带的较窄的横向部件与传动带的较宽的横向部件相比更薄，就可实现最稳定的传动带设计。此外，通过在传动带中包括厚度不同的较窄的横向部件，在传动操作中产生的噪音可有利地被降低。
附图说明
本发明将在本发明下面的说明并参考附图同时结合其优选实施方式的基础上更为详细地解释。在附图中，相同的附图标记指相同或相似的结构和/或部件。
图1提供了无级变速器的示意性透视图，其具有在两个带轮之间运行的传动带。
图2为已知传动带的一部分的示意性显示，其包括两组的多个柔性环，以及多个横向部件。
图3提供了特别设计的传动带的一部分的示意性顶视图。
图4提供了根据本发明的传动带的第一实施方式的示意性顶视图。
图5提供了根据本发明的传动带的第二实施方式的示意性顶视图。
图6提供了根据本发明的传动带的第二实施方式的示意性侧视图。
图7提供了根据本发明的传动带的第三实施方式的示意性侧视图。
图8提供了根据本发明的传动带的第四实施方式的示意性侧视图。
图9提供了根据本发明的传动带的第五实施方式的示意性侧视图。
具体实施方式
图1中无级变速器(CVT)的示意性示图示出了传动带3，其绕着两个带轮1和2包绕，且包括两个分离的环形承载件31以及多个横向部件30，这些横向部件30安装在承载件31上，并沿着这些承载件31的周向以基本上连续成排的方式设置。当横向部件30在带轮1、2的两个锥形轮盘4、5之间被夹住时，传动带3能够在这些带轮1、2之间将扭矩“T”以及附随的旋转运动“ω”传递到另一带轮2、1。同时，相应的带轮1、2的轮盘4、5之间的传动带3的运行半径R确定了CVT的(速度)比“i”，即相应的带轮1、2的旋转速度之间的比。该CVT及其主要操作本身是已知的。
传动带3沿着其三个横向部件30的部分在图2中以顶视图更详细地示出。在该图2中显示了，每个环形承载件31均由一组相互嵌套的、平坦且柔软的环32组成。传动带3的横向部件30沿着承载件31的圆周相继地设置，这种方式下，它们相对于承载件31以及在承载件31的圆周方向上是可以滑动的。横向部件30承受了每个带轮1、2的轮盘4、5之间借助带轮接触面33所施加的夹持力，这些接触面33设置横向部件的任一轴向侧上。这些带轮接触面33在径向向外的方向上相互远离，从而基本上配合在每个带轮1、2的两个轮盘4、5之间限定的V形角。所谓的倾斜边缘34表示等厚的横向部件30的径向向外部分和其渐缩的径向向内部分之间的过渡部。横向部件30的这种形状和倾斜边缘34可使传动带3沿着平滑的弯曲轨道运动。
下文中，术语“宽度W”的使用与横向部件30相关，并指带轮接触面33之间的最大轴向间距。在已知的传动带3中，其所有的横向部件30都设有基本上相同的宽度W尺寸。事实上，这样的宽度W根据传动带3的所述横向部件30之间的非常窄的公差控制，以均等在操作过程中施加到横向部件30上的机械载荷。
如图3所示，在传动带的示意性顶视图或径向向内定向的视图中，传动带3可包括具有宽度WI的较宽的横向部件30-I和具有宽度WII的较窄的横向部件30-II，所述较宽的横向部件30-I通过其带轮接触面33承担在每个带轮1、2的轮盘4、5之间施加的夹持力，所述较窄的横向部件30-II不接合、至少不传动地或摩擦地接合带轮轮盘4、5。相对较窄的横向部件30-II的轴向侧仅被称作侧面35。通过传动带3的该后一特定设计，由CVT产生的动力传递效率与图2的仅包括基本上宽度相等的横向部件30的传动带的更传统式设计相比可被提高。
图3的传动带设计揭示了进一步优化的多种可能性，尤其在降低传动带3整体的制造成本方面优化的可能性。
根据本发明的传动带3的第一可能的实施方式在图4中示出。在该图4中，提供了被放置在相对较宽的横向部件30-I之前的相对较窄的横向部件30-II的左半的前视图。在该第一实施方式中，仅较宽的横向部件30-I的轴向侧面33、即所述带轮接触面33设有波纹36。较窄的横向部件30-II的相应的侧面35成形为至少相对较平滑的表面。
根据本发明的传动带3的第二可能的实施方式在图5中示出。在该图5中，提供了被放置在相对较宽的横向部件30-I之前的相对较窄的横向部件30-II的左半的前视图。在该第二实施方式中，较窄的横向部件30-II与较宽的横向部件30-I相比在图5的竖直方向上较短(即具有较小的径向尺寸)，从而较窄的横向部件30-II从承载件31(即从这种较窄的横向部件30-II的承载件接收凹部37)沿径向向内的方向延伸较小的距离(与较宽的横向部件30-I的这种径向范围相比)。该第二可能的实施方式在图6中以成行的五个这种横向部件30、30-I、30-II的侧视图进一步示出。
根据本发明的传动带3的第三可能的实施方式在图7中示出。在该图7中，提供了成行的五个横向部件30、30-I、30-II的侧视图。在该第三实施方式中，除了较窄的横向部件30-II与所述第二可能的实施方式一致地短于较宽的横向部件30-I之外，较宽的横向部件30-I还附加地沿着其整个径向范围具有大致恒定的厚度。因此，较宽的横向部件30-I不包括上述倾斜边缘34，而是每个较窄的横向部件30-II均包括两个倾斜边缘34，在较窄的横向部件30-II的主体表面上各设有一个倾斜边缘34。
根据本发明的传动带3的第四可能的实施方式在图8中示出。在该图8中，提供了成行的五个横向部件30、30-I、30-II的侧视图。在该第四实施方式中，除了较窄的横向部件30-II与所述第二可能的实施方式一致地短于较宽的横向部件30-I之外，较宽的横向部件30-I和较窄的横向部件30-II还附加地都沿着其整个径向范围具有大致恒定的厚度。在该实施方式中，较窄的横向部件30-II的底部边缘38使得传动带3中的相邻的横向部件30能够产生滚动接触。
根据本发明的传动带3的第五可能的实施方式在图9中示出。在该图9中，提供了成行的五个横向部件30-I、30-II的侧视图。在该第五实施方式中，除了较窄的横向部件30-II与所述第二可能的实施方式一致地短于较宽的横向部件30-I之外，横向部件30-II的较厚的和较薄的变型都设置在传动带3中。
对本领域技术人员来说明显的是，本发明的范围不限于所讨论的示例，但可在不脱离权利要求所限定的本发明的范围的情况下对其进行一些调整和改变。
Claims (11)
1.一种传动带(3)，其具有环形承载件(31)和可滑动地安装在所述环形承载件(31)上的多个横向部件(30)，每个横向部件(30)均具有两个主体表面和一凹部，所述横向部件(30)在所述两个主体表面之间沿厚度方向延伸，所述凹部中嵌有所述环形承载件(31)，形状彼此不同的至少两种类型(I、II)的所述横向部件(30)被包括在所述传动带(3)中，其中，第一类型(30-I)的横向部件(30)的最大宽度(WI)大于第二类型(30-II)的横向部件(30)的最大宽度(WII)，且其中，第二类型(30-II)的横向部件(30)的径向尺寸小于第一类型(30-I)的横向部件(30)的相应的径向尺寸。
2.如权利要求1所述的传动带(3)，其特征在于，与第一类型(30-I)的横向部件(30)相比，第二类型(30-II)的横向部件(30)从它的所述凹部径向向内延伸较小的距离。
3.如权利要求2所述的传动带(3)，其特征在于，第一类型(30-I)的横向部件(30)沿着其主体表面的整个表面在厚度方向上设有恒定的尺寸。
4.如权利要求3所述的传动带(3)，其特征在于，第二类型(30-II)的横向部件(30)的径向最内的底部部分在其任一侧上均设有弯曲边缘(38)，所述弯曲边缘(38)的曲率半径为6mm或更大。
5.如权利要求3所述的传动带(3)，其特征在于，第二类型(30-II)的横向部件(30)在所述凹部下方沿径向方向向内渐缩，且凸弯曲部分或倾斜边缘设置在相应的横向部件(30)的两个主体表面中。
6.一种传动带(3)，其具有环形承载件(31)和可滑动地安装在所述环形承载件(31)上的多个横向部件(30)，每个横向部件(30)均具有两个主体表面和一凹部，所述横向部件(30)在所述两个主体表面之间沿厚度方向延伸，所述凹部中嵌有所述环形承载件(31)，形状彼此不同的至少两种类型(I、II)的所述横向部件(30)被包括在所述传动带(3)中，其中，第一类型(30-I)的横向部件(30)的最大宽度(WI)大于第二类型(30-II)的横向部件(30)的最大宽度(WII)，且其中，第一类型(30-I)的横向部件(30)与第二类型(30-II)的横向部件(30)相比由不同的材料制成，其中，第一类型(30-I)的横向部件(30)与第二类型(30-II)的横向部件(30)相比由更耐磨的材料制成。
7.如权利要求6所述的传动带(3)，其特征在于，第一类型(30-I)的横向部件(30)与第二类型(30-II)的横向部件(30)相比由能在摩擦接触中提供更高摩擦系数的材料制成。
8.如权利要求6或7所述的传动带(3)，其特征在于，第二类型(30-II)的横向部件(30)与第一类型(30-I)的横向部件(30)相比由热膨胀系数更高的材料制成。
9.如权利要求6或7所述的传动带(3)，其特征在于，第二类型(30-II)的横向部件(30)与第一类型(30-I)的横向部件(30)相比由比重更低的材料制成。
10.一种传动带(3)，其具有环形承载件(31)和可滑动地安装在所述环形承载件(31)上的多个横向部件(30)，每个横向部件(30)均具有两个主体表面和一凹部，所述横向部件(30)在所述两个主体表面之间沿厚度方向延伸，所述凹部中嵌有所述环形承载件(31)，形状彼此不同的至少两种类型(I、II)的所述横向部件(30)被包括在所述传动带(3)中，其中，第一类型(30-I)的横向部件(30)的最大宽度(WI)大于第二类型(30-II)的横向部件(30)的最大宽度(WII)，且其中，第二类型(30-II)的横向部件(30)与第一类型(30-I)的横向部件(30)相比在厚度方向上具有更小或更大的尺寸，且第一类型(30-I)的横向部件(30)沿着其主体表面的整个表面在厚度方向上分别设有恒定的尺寸。
11.如权利要求10所述的传动带(3)，其特征在于，第一类型(30-I)的横向部件(30)在厚度方向上的尺寸彼此类似。
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