CN104126082B - 用于无级变速器的包括不同类型横向构件的传动带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传动带(3)，包括环状承载件(31)和多个厚度不同的、即在带(3)的圆周方向“L”上所测量的尺寸不同的横向构件(32)，所述横向构件(32)设有摆动边(18)，其形式为横向构件(32)的相应的主体表面(38；39)的在径向方向上凸弯曲的轴向和径向延伸部分。根据本发明，通过将这种传动带(3)的较薄横向构件(32)的摆动边(18)与其较厚横向构件(32)的摆动边(18)的曲率半径相比以更大的曲率半径成形，这样的设计可至少提高传动带(3)的耐用性。

Description

用于无级变速器的包括不同类型横向构件的传动带

技术领域

本发明涉及一种用于无级变速器的传动带，其尤其被设为绕着变速器的两个带轮设置，并且包括用于接触变速器带轮的多个分离的横向元件或构件以及用于在变速器中承载或引导横向构件的一个或多个环状的、即环形的承载件。目前使用的传动带类型也被称为推带。

背景技术

传动带的每个环状承载件通常是由多个相互嵌套的连续柔性金属带构成，且也被称作环组。每个环状承载件至少部分地嵌入设置在横向构件内的凹槽。若传动带仅包括有一个环状承载件，该承载件通常安装在横向构件的朝传动带的径向外部开口的中心凹槽内。然而，传动带通常设有至少两个环状承载件，每个环状承载件分别安装在横向构件的两个凹槽中的相应凹槽内，所述凹槽于是朝向横向构件也就是传动带的相应的轴向或横向侧的方向打开。

传动带的横向构件沿着一个或者多个承载件的周向按基本上连续成排的形式滑动地设置，这样这些部件能够传递与传动带运动相关的力。横向构件具有两个主要的主体表面，这些表面至少部分地基本上彼此平行地延伸，且借助圆周侧表面在横向构件的(局部)厚度上相互隔开。沿承载件的圆周可见，横向构件具有相对小的尺寸、即厚度，使得几百个横向构件存在于传动带中。邻近的横向构件被设计为能够相对于彼此倾斜，这样传动带能够遵循弯曲的轨迹。为了适应并控制这种相对的倾斜，传动带的两个邻近的横向构件的相互接触的两个主体表面中的至少一个表面设有所谓的摆动边，其形式为相应的主体表面的在径向方向上凸弯曲的轴向和径向延伸区段。在这方面值得注意的是，径向方向在传动带位于圆形轨迹内时相对于传动带定义。

横向构件侧表面的某些部分(这些部分主要在轴向上定位，也即横向地定位)是波形的且用于与传动带轮摩擦接触，特别是通过在这样的带轮的两个锥形轮盘之间被横向夹紧而实现摩擦接触。横向构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。

尽管，通常，传动带的横向构件多数是相同形状的，但是在单个传动带中包括两种或多种类型的相互设计不同的横向构件也是众所周知的。在后者方面，将传动带设有具有相互不同厚度的横向构件，即第一种类型的横向构件比第二种类型的横向构件更薄(或更厚)，这在本领域中是已知的。例如，欧洲专利公开EP1178240(A2)中描述了单个传动带中包括的三种类型的横向构件，其中每种类型都具有不同的厚度，这是为了有效地降低在传动带中跨过环状承载件圆周的成行的横向构件中的横向构件之间的间隙量。另外，在欧洲专利公开EP0305023(A1)中，已知的是将传动带设有具有两个或两个以上的厚度相互不同的横向构件并且可将这些横向构件与其他的横向构件任意混合，因为它们沿传动带的环状承载件的圆周被包括在传动带中，这样可衰减传输操作过程中由连续作用于变速器带轮的横向构件所造成的噪音。

发明内容

本发明的一个目的是改进包括不同厚度横向构件的该已知传动带的设计和操作。更特别的是，本发明的目的在于降低施加到传动带的弯曲轨迹内的横向构件上的以及横向构件间的负荷。

本发明从这样的技术观点出发，两个邻近的横向构件相对于彼此的所述互相倾斜伴随着在这两个横向构件之间的(基本上轴向定向的)接触线(沿着基本上径向方向)在摆动边上的位移。也就是说，横向构件的相互接触的前和后主体表面中的一个相对于另一个主体表面滚碾。在这样的布置方式中，即在已知的传动带中，两个邻近的、相对倾斜的横向构件之间的接触线的径向位移不仅取决于相对倾斜量(即横向构件间的倾斜角度)，而且还取决于摆动边的半径或曲率半径(即摆动边半径)。与较小的倾斜角和/或较小的摆动边半径相比，较大的倾斜角和/或较大的摆动边半径会产生较大的径向位移。在本发明中还应注意，在传动带的常弯曲(constantlycurved)部分(如绕着变速器带轮缠绕并与变速器带轮接触的那些部分)中，在这种弯曲传动带部分中的邻近横向构件的每对之间的倾斜角度(因此)取决于这些横向构件的厚度。

因此，在包括厚度相互不同的横向构件的传动带中，甚至在常弯曲的传动带部分中的成对的邻近横向构件之间也会出现不同的倾斜角度。这些不同的倾斜角度造成不同的径向位移，从而产生邻近横向构件间的轴向接触线的在摆动边上的不同的径向位置。若与前一个横向构件的径向接触位置不同于与后一个横向构件的径向接触位置，则横向构件产生由弯曲力引起的不利的且额外的负荷。此外，这种现象会造成横向构件相对于带轮轮盘不期望的附加旋转和/或滑动。

本发明旨在通过在下文中提供一种传动带来克服或至少减少上述现象的发生以及与其相关的不利影响。因此，根据本发明，横向构件的摆动边的凸曲率与该特定横向构件的厚度有关。特别地，在传动带中，与(相对)较厚的横向构件的摆动边的弯曲相比，(相对)较薄的横向构件的摆动边的弯曲更小。因此，与两个厚的横向构件之间的接触相比，在两个薄的横向构件之间的接触中相对于其间的倾斜角度可实现轴向接触线的较大的径向位移。

优选地，厚度不同的横向构件的摆动边的所述凸曲率以如下方式相互适应：即在常弯曲的传动带部分中，在这种部分中在邻近横向构件中的每对之间提供轴向接触线的相同的径向位移。如实践中常出现的情况，如果摆动边的凸曲率是根据常量、即单个曲率半径定义的，所述相互适应就可由如下数学式表示：

${\mathrm{RER}}_2=\frac{{D_2}^2+2*{\mathrm{RER}}_1*D_1-{D_1}^2}{2*D_2}---\left(1\right)$

其中：

-RER₁表示第一种类型的横向构件的摆动边的曲率半径；

-D₁表示第一种类型的横向构件的厚度；

-D₂表示第二种类型的横向构件的厚度；以及

-RER₂表示第二种类型的横向构件的摆动边的曲率半径。

上述公式(1)也适用于传动带中应用厚度相互不同的两种以上的横向构件的情况。在这种情况下，公式(1)适用于每对两个此种类型的横向构件。

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示出了已知传动带在其圆周方向上观看的剖视图。

图3为已知传动带的横向构件的横向定向视图。

图4为传动带的弯曲部分的示意性特写图，其中该部分设有在其他方面形状相同但厚度相互不同的横向构件。

图5为与图4相似的传动带的弯曲部分的示意性特写图，但是其中的横向构件不仅设有相互不同的厚度，而且具有相互不同弯曲的摆动边。

具体实施方式

图1的无级变速器的示意图显示了在两个带轮1、2上运行的传动带3，其包括闭合的、即环状承载件31以及安装在承载件31上并且沿承载件31的圆周设置的基本连续成行的横向构件32。在图示的位置，上带轮1比下带轮2的旋转得更快。通过改变每个带轮1、2的两个圆锥轮盘4、5之间的距离，可改变相应带轮1、2上的传动带3的所谓的运行半径R，且因此可改变两个带轮1、2之间的旋转速度比i。这是改变变速器的输入轴6和输出轴7之间的旋转速度差的已知方式。

在图2中，传动带3在其横截面中被示出，面向传动带3的圆周或长度L方向，即面向与传动带3的轴向或宽度W方向以及径向或高度H方向垂直的方向。该图2示出了存在两个环状承载件31，这两个环状承载件31以剖视图示出，并承载和引导传动带3的横向构件32，其中一个横向构件32在前视图中显示。

传动带3的横向构件32和环状承载件31典型的是由金属、通常是钢制成的。横向构件32承担经由设置在其任一轴向侧上的带轮接触面37施加于每个带轮1、2的轮盘4、5之间的夹紧力。这些带轮接触面37在径向向外的方向上相互分离，以与每个带轮1、2的两个轮盘4、5之间限定的V型角基本上匹配。横向构件32能够在圆周方向L上沿环状承载件31移动、即滑动，这样在变速器带轮1、2之间传输力时，该力由互相抵靠且在传动带3和带轮1、2的旋转方向上向前推进彼此的横向构件32传送。环状承载件31将传动带3保持在一起，并且在这个特定的实施例中，环状承载件31分别由5个单独的环状带构成，所述环状带相互同心嵌套以形成环状承载件31。实际上，环状承载件31通常包括5个以上的环状带，例如达12个或者更多。

也在图3的侧视图中示出的横向构件32设有两个开口33，它们彼此相反设置并朝向横向构件32的相反侧敞开。每个开口33容纳两个环状承载件31中的相应的一个。从而横向构件32的第一部分或基部34从环状承载件31径向向内延伸，横向构件32的第二部分或中部35位于环状承载件31中间，横向构件32的第三部分或顶部36从环状承载件31径向向外延伸。各个开口33的径向向内侧由横向构件32的基部34的所谓支撑面42限定，所述支撑面42沿着顶部36的大体方向径向向外。该支撑面42接触环状承载件31的内侧，特别是在绕着变速器带轮1、2缠绕且与变速器带轮1、2接触的传动带3的部分中。

横向构件32的在圆周方面L上彼此相反朝向的两个主体表面38、39的第一表面或后表面38是大致平坦的。横向构件32的另一个或前主体表面39设有所谓的摆动边18，所述摆动边18在径向方向H上在前表面39的上部部分(其大致平行于横向构件32的后表面38延伸)与前表面39的下部部分(其是倾斜的，从而向着后表面38延伸)之间形成过渡。在图2中，摆动边18仅示意性的由单条线表示，然而，实际上摆动边18主要设置为所述前表面39的区段18的形状，该区段18在轴向方向W上是平直的，但是在径向方向H上是凸弯曲的。因此，横向构件32的从摆动边18或在摆动边18上径向向外设置的上部部分在横向构件32的主体表面38、39之间(即在圆周方向上观看时)设有基本上恒定的尺寸，该尺寸通常被称为横向构件32的厚度。

在图4中，自多个横向构件32的向下的摆动边18(也参见图3)的上端部的下部部分34*被示为处于相对旋转的位置，该位置表征了绕着变速器带轮1、2缠绕并与变速器带轮1、2接触的、同时围绕该带轮1、2的旋转中心COT旋转的传动带3的一部分。图4包括传动带3的所述部分中的一组4个邻近的横向构件32，其中一个横向构件32″比另一个、即较厚的横向构件32′薄。应注意的是，为了清楚地说明本发明，图4没有按比例绘制。

从图4可知，两个邻近的横向构件32′、32″之间存在轴向定向的接触线CL，该接触线CL位于摆动边18上，并且随着这两个横向构件32′、32″之间的倾斜角α1、α2的增大而在摆动边18的凸曲线上在径向向内方向发生位移。由于传动带3具有两种类型的横向构件32′、32″，其中第一种类型32′较厚，但是在其他方面与第二种类型32″相同地成形，因此，横向构件32′、32″之间的倾斜角α1、α2会发生变化，甚至在如图4所示的传动带3的常弯曲部分中。因此，所有成对的邻近横向构件32′、32″之间的接触线CL′、CL″并不(都)是位于相同的径向位置(分别比较圆LC和接触线CL′以及CL″)。事实上，由于较薄的后一个横向构件32′和其相应的前一个横向构件32″之间的倾斜角α2相对较小，因此，这两个横向构件32′和32″之间的接触线LC″相对于较厚的横向构件32′的摆动边18上的接触线LC′位于径向向外的位置。

尽管如图4所示的传动带3本身可很好地发挥作用，但是其横向构件32在传动带3的操作过程中，由于在相应接触线CL位置处在横向构件32的前和后主体表面38、39上施加在横向构件32之间的(反作用)力而在某些程度上产生不均匀的和/或不利的负载。

传动带3的设计上的改进根据本发明通过以下方式来实现：使横向构件32的摆动边18的曲率半径RER相对于传动带3的厚度不同的其他横向构件32而言反比于该特定横向构件32的厚度。换句话说，在包含厚度彼此不同的两种类型的横向构件32′、32″的传动带3中，相对较厚的横向构件32′的摆动边18′的曲率半径RER₁小于相对较薄的横向构件32″的摆动边18′的曲率半径RER₂。

图5说明了后一传动带设计。事实上，在图5的例子中，可区别的曲率半径RER₁和RER₂准确地被设计以适于两种类型的横向构件32′、32″的相应的厚度D₁和D₂，其中传动带3的常弯曲部分中的邻近横向构件32′、32″中的任意一对之间的接触线CL至少以相当准确的近似位于公共的(虚拟的)圆LC上。

对本领域技术人员来说清楚的是，本发明的范围不限于所讨论的示例，但对其进行的一些调整和改变并未脱离所附的权利要求限定的本发明的范围。

Claims (3)

1.一种传动带(3)，其具有环状承载件(31)和可滑动地安装在环状承载件(31)上的多个相继的横向构件(32)，每个横向构件都设有前主体表面(39)和后主体表面(38)，所述横向构件(32)在所述前主体表面(39)和所述后主体表面(38)之间在厚度方向上延伸，且所述前主体表面(39)和所述后主体表面(38)中的至少一个设有凸弯曲部(18)，所述传动带(3)包括在厚度方向上尺寸相互不同的至少两种类型的所述横向构件(32)，其特征在于，在厚度方向上尺寸最大的第一种类型的横向构件(32′)的凸弯曲部(18)的曲率半径小于在厚度方向上尺寸最小的第二种类型的横向构件(32″)的凸弯曲部(18)的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的传动带(3)，其特征在于，所述横向构件(32)的厚度方向上尺寸不同的横向构件(32)的凸弯曲部(18)的不同曲率半径之间的比例同样存在于在厚度方向上具有不同尺寸的横向构件的宽度方向的不同尺寸之间。

3.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，所述传动带(3)的横向构件(32)满足公式：

${\mathrm{RER}}_2=\frac{{D_2}^2+2*{\mathrm{RER}}_1*D_1-{D_1}^2}{2*D_2}---\left(1\right)$

其中：

-RER₁是传动带(3)中的第一种类型的横向构件(32′)的凸弯曲部(18)的曲率半径，

-D₁是所述第一种类型的横向构件(32′)在厚度方向上的尺寸，

-RER₂是第二种类型的横向构件(32″)的凸弯曲部(18)的曲率半径，以及

-D₂是所述第二种类型的横向构件(32″)在厚度方向上的尺寸。