CN104884838B - 用于具有承载环和多个横向段的传动带的横向段 - Google Patents

Abstract

一种用于无级变速器的传动带(3)的横向段(32)设置有两个缺口(33)，每个缺口(33)在一个方向上由横向段(32)的径向朝外的鞍面(42)界定，所述鞍面(42)根据局部曲率半径外凸地弯曲，所述局部曲率半径在鞍面(42)的相对于其几何中点(MP)的第一轴向侧至少在平均上相较于鞍面(42)的相应的相反的轴向侧的平均局部曲率半径更小。

Description

用于具有承载环和多个横向段的传动带的横向段

技术领域

本发明涉及一种如下文权利要求1的前序部分所限定的用于机动车的无级变速器的传动带的横向段。

背景技术

这样的横向段和设置有该横向段的传动带被公知并且例如在欧洲专利申请EP-A-0626526和EP-A-1566567中予以描述。已知的传动带由多个钢横向段和两个环式、即环形承载件组成，每个承载件延伸穿过设置在横向段的任一横向侧上的凹槽，由此使得这些横向段由承载环支撑和引导。通常而言，承载环也由钢制成并且每个承载环由多个单独的连续带件组成，这些带件彼此环绕紧密配合。横向段既没有固定至彼此也没有固定至承载环，由此使得它们可至少沿着承载环的周向、即承载环的长度相对于承载环移动。在传动带上，相邻横向段通过它们相应的前主表面和后主表面彼此抵靠，所述主表面面向、至少大致面向所述周向。已知的传动带在润滑或油润环境中操作，从而既减小传动带的内部摩擦损失又冷却变速器的传动带和带轮。

已知的横向段在其任一横向侧、即轴向侧上设置有摩擦面。通过这些摩擦面，横向段与变速器的驱动带轮和受驱带轮(摩擦)接触，由此使得驱动带轮的旋转可通过同样旋转的传动带传递至受驱带轮。已知的横向段还在它的前主表面上设置有立柱并且在它的后主表面上设置有孔。在传动带上，第一横向段的立柱插入相邻的第二横向段的孔内。由此，传动带上连续的横向段在与横向段的所述主表面平行定向的平面内、即垂直于所述周向定向的平面内彼此相互对齐。

在传动带的操作过程中，横向段和承载环之间存在沿着所述承载环的所述周向的相对运动。进一步而言，在操作过程中被带轮径向向外推动的横向段借助承载环被包含在所述周向内。由此，横向段通过其容纳承载环的凹槽的径向内表面与承载环接触。这些径向内表面在本领域中被称作横向段的鞍面。

鞍面在宽度方向上的形状或轮廓已知为轻微外凸从而促进相应的承载环相对于相应的鞍面(的轴向宽度)的有利对齐。在这一方面，已知的是，承载环在操作过程中趋于使它自身居中在鞍面的最高点上、即鞍面的径向最外点上。鞍面的该最高点不一定位于鞍面的中央。在某些具体变速器的设计中，认为减少轴向上承载环和横向段之间的接触是更有利的，在这种情况下，所述最高点更靠向横向段的横向侧，这样的示例由文献EP-A-1566567给出。然而，这样的相反的设计也在现有技术中提出：即承载环的轴向侧和带轮之间的接触被优选地避免并且使得鞍面的宽度方向上的轮廓的最高点相对于宽度方向上的轮廓的中心、远离横向段的横向侧地偏置。

一般而言，当承载环居中在鞍面的最高点上时，与上面描述的承载环将它自身居中在鞍面的最高点上这一趋势关联的合力、即轴向对齐力为零，并且该合力、即轴向对齐力依赖于承载环沿着轴向相对于这样的最高点的位移而增加。在实际中，承载环的这样的轴向位移限制为承载环和横向段之间沿着轴向的间隙或游隙的一半。由此，所述轴向对齐力在实际中也被限制，由此使得承载环的轴向侧和横向段、或带轮、或横向段与带轮两者之间的不利的摩擦、甚至可能是磨损性接触会容易地发生，所述不利的接触至少在长期运行中会导致不被期待的磨损。因此，本发明旨在提高承载环相对于鞍面的(自)对齐的有效性，特别是通过提高轴向对齐力相对于承载环的位移的依赖性来提高该有效性。

发明内容

根据本发明背后的观点，这样的目的是通过向鞍面提供朝向其两轴向侧不同的外凸弯曲度而实现的。具体而言，鞍面的轴向轮廓的一个曲率半径或多个曲率半径(的平均值)在这样的轴向侧之间是不同的。这种设计手段源于这样的技术思路：鞍面外凸弯曲的程度越大，即鞍面的一个或多个曲率半径越小，承载环相对于鞍面的(自)对齐越有效。换而言之，随着鞍面的局部曲率半径的减小，操作过程中轴向对齐力的作用在承载环上轴向侧上的分力越大。

由此，根据本发明，不同的曲率半径应用在鞍面的两轴向侧上，从而当承载环与鞍面的轴向中心对齐时，承载环也将承受合(对齐)力。由此，承载环将更朝向鞍面的具有更大曲率半径(或多个曲率半径)的那侧对齐。在这种对齐的位置上，承载环承受的轴向对齐力的各分力将互相平衡，这是因为承载环的宽度的较小的一部分在鞍面的具有较小曲率半径的那侧上接收较大的轴向对齐力(分力)，而承载环的宽度的较大的一部分在鞍面的具有较大曲率半径的那侧上接收较小的轴向对齐力。

总而言之，通过使得鞍面在其一个轴向侧上的曲率半径相对于鞍面的另一轴向侧上的曲率半径减小，从而使得承载环相对于这样的鞍面的(自)对齐朝着鞍面的所述另一轴向侧偏移。由此，用于实现这样的偏移、也即鞍面的最高点相对于鞍面的几何中点的轴向偏置的已知的设计手段可被根据本发明的设计手段代替。还能够同时应用这两种设计手段。

附图说明

创新横向段将参考附图进一步予以说明。所述附图为：

图1为具有在两个带轮上运行的传动带的无级变速器的示意图，该传动带包括环式承载件和多个横向段；

图2为已知传动带的剖面图，该剖面朝向传动带的周向定向；

图3为已知传动带的横向段的朝向宽度方向定向的视图；

图4A为已知横向段的细节特写图，示意性示出横向段的外凸弯曲的鞍面；

图4B为与图4A类似的鞍面轮廓的示意图，示出了根据本发明设置形状的鞍面的第一实施例；

图4C为与图4A和4B类似的鞍面轮廓的示意图，示出了根据本发明设置形状的鞍面的第二实施例；以及

图4D为与图4A-4C类似的鞍面轮廓的示意图，示出了根据本发明设置形状的鞍面的第三实施例。

具体实施方式

在绘制的附图中，相同的附图标记指代相同或类似的结构和/或部件。

图1的无级变速器的示意图展示了传动带3，该传动带3在两个带轮1、2上运行并且包括柔性的环式承载件或承载环31和基本连续的一排横向段32，所述横向段32安装在承载环31上并且沿着承载环31的周向布置。在变速器的图示的构造中，上带轮1将比下带轮2旋转得快。通过改变带轮1、2的两个锥形盘4、5之间的距离，传动带3在每个带轮1、2上的所谓的运行半径R可以以互相协作的方式改变，并且由此，两个带轮1、2的旋转速度之间的(传动)比可被改变。

在图2中，传动带3以其面向传动带3的周向或长度方向L(图3)、即面向垂直于传动带的轴向或宽度方向W以及径向或高度方向H的方向的剖视图示出。该图2以剖视图展示了承载和引导传动带3的横向段32的两个承载环31的存在，并且横向段32中的一个以前视图示出。

传动带3的横向段32和承载环31一般由金属、通常是钢合金制成。横向段32通过其接触面37承受每个带轮1、2的盘4、5之间施加的夹持力，横向段32的任一轴向侧上设置有一个这样的接触面37。这些接触面37在径向向外方向上相互发散，由此使得表示传动带3的接触角ΦC的锐角在接触面37之间被限定，所述接触角与每个带轮1、2的两个盘4、5之间所限定的V形角大致匹配，V形角表示带轮角ΦP。

横向段32能够移动，即能够在周向L上沿着承载环31滑动，从而通过横向段32在传动带3和带轮1、2的旋转方向上沿着承载环3彼此对压并且彼此向前推动而使得扭矩在变速器带轮1、2之间传递。在该图2的示范实施例中，承载环31由五个独立的环式带件组成，每个这样的环式带件同心地互相嵌套从而形成承载环31。在实际中，承载环31常常包括五个以上、例如九个或十二个或甚至可能更多的环式带件。

传动带3的还在图3中以侧视图示出的横向段32设置有两个彼此相反定位的缺口33，所述缺口33的每个朝向横向段32的相应的轴向侧敞开并且每个容置有相应的承载环31(的一小段)。由此，横向段32的第一部或基部34从承载环31径向向内延伸，横向段32的第二部或中间部35位于承载环31之间并且横向段32的第三部或顶部36从承载环31径向向外延伸。每个缺口33的径向内侧由横向段32的基部34的所谓的鞍面42界定，所述鞍面42面向径向向外，大致面向横向段32的顶部36的方向，并且与承载环31的内侧接触。

横向段32的面向相互相反的周向L的两个主体表面38、39的第一表面或后表面38大致平坦。横向段32的另一主体表面或前主体表面39设置有所谓的摆动边缘18，所述摆动边缘18在径向H上形成前表面39的大致平行于它的后表面38延伸的上部和前表面39的倾斜为朝向后表面38延伸的下部之间的过渡。在图2中，摆动边缘18仅仅通过单线示例性示出，然而，在实际中，摆动边缘18大多数以外凸弯曲的过渡表面的形状设置。横向段32的所述上部由此在主体表面38、39之间具有大致恒定的尺寸，这从周向L可以看出，该尺寸通常称之为横向段32的厚度。

需要注意的是，为了实现横向段32和承载环31之间的有利的接触，特别是为了促进相应的承载环31相对于横向段32的相应的鞍面42(的宽度)的有利对齐，这些鞍面42通常至少沿着轴向、至少轻微外凸地弯曲。对于这一方面，已知的是，在传动带3的操作期间，承载环31趋于居中在外凸弯曲的鞍面42的最高点上。然而，鞍面42在实际中所采用的外凸度是如此小以致它在图2的比例上不能被观察到。

图4A提供了横向段32的包括其鞍面42的细节的示意放大图。即使在图4A的比例上，鞍面42的曲率半径Rs也已经被放大至大约5倍从而能够示出这种设计的特征。为了给出数字化示例，在传动带3的一种实际设计中，鞍面42可在宽度方向W上延伸约10mm并且以约200mm的半径Rs外凸弯曲。这意味着鞍面42的最高点位于HP鞍面42的左侧端点LE和/或右侧端点RE上方(即从所述左侧端点LE和/或所述右侧端点RE径向向外)约62微米处。并且，从实际已知的是，即使是鞍面42的该最小外凸度也支持和有利于传动带3的操作、特别是传动带3的使用寿命。

需要注意的是，鞍面42的左、右侧端点LE、RE对应于这样的位置：即横向段32的轮廓的局部曲率半径从鞍面42的相对较大的曲率半径Rs急剧变化至限定鞍面42与横向段32的中间部36之间的过渡或鞍面42和横向段32的相应接触面37之间的过渡的小得多的曲率半径的位置处。通常而言，局部曲率半径在鞍面42的端点LE、RE处的这样的变化为两个数量级，例如从所述200mm的半径Rs变化至接近1mm的值。由此，横向段32的鞍面42被明确限定并且鞍面42的包括其所述端点LE、RE的位置在内的大小和形状可以以高确定性地被精确确定。

在图4A中，鞍面42的弧形轮廓由实线42示出。鞍面42在其相应的左侧端点LE和右侧端点RE之间对称地延伸，由此使得鞍面42的几何中点MP、即鞍面42的中央也代表鞍面42的最高点(径向最外点)。通过鞍面42的这样的对称轮廓，承载环31由此将在传动带3的操作期间与鞍面42的这样的中点MP对齐。替代地，鞍面可以根据非对称轮廓设置形状，这也在图4A中通过虚线42-A示出。这种非对称鞍面42-A的最高点HP2朝向鞍面42-A的中点MP的右侧偏置并且承载环31的(自)对齐朝向鞍面42-A的这样的(右)侧偏移。

根据本发明，承载环31的(自)对齐的这样的偏移还可以以图4B所示的替代的、可能更优选和/或更有效的方式实现。在图4B中，虚线42示出已知的外凸弯曲的鞍面42的对称轮廓，而实线42-B示出根据本发明的鞍面42-B的创新设计。创新鞍面42-B的朝向其任一轴向侧(即左侧和右侧)的外凸弯曲度是不同的，由此，承载环31在该鞍面上将朝着鞍面42-B的弯曲程度较小的轴向侧偏移地更多、即朝着根据较大曲率半径限定的那侧偏移地更多。更具体地，在图4B的示范实施例中，鞍面42-B的左侧的(凸)曲率半径Rsl小于鞍面42-B的右侧的(凸)曲率半径Rsr并且由此承载环31的(自)对齐朝着鞍面42-B的右侧偏移。

在创新横向段32的鞍面42-B的上述第一实施例中，鞍面42-B的所述左、右(轴向)侧相对于鞍面的最高点HP1而限定，所述最高点HP1与鞍面42-B的几何中点MP重合。然而，在创新横向段32的鞍面42-C的由图4C示出的第二实施例中，鞍面42-C的这样的最高点HP2根据已知的现有技术相对于所述中点MP轴向偏置。在该第二实施例中，不同的曲率半径Rsl、Rsr在承载环31的(自)对齐上的偏移效果由此通过鞍面42-C的最高点HP2的偏心位置得以支持。

在创新横向段32的鞍面42-B、42-C的上述第一、第二实施例中，鞍面42-B、42-C的具有最剧烈弯曲程度的左侧、即示出最小曲率半径Rsl的左侧比鞍面的弯曲程度较小的右轴向侧沿着径向向内方向下降地更多。也就是说，鞍面42-B、42-C的左侧端点LE明显地低于它的右侧端点RE，即鞍面42-B、42-C的左侧端点LE明显地位于右侧端点RE的径向内侧。尽管鞍面42的这些端点LE和RE之间的这样的高度差通常在绝对值上仅仅为很小、例如为10微米左右，但它仍对传动带3最佳地发挥功能产生不利的影响。特别地，在操作期间承载环31上的张应力没有在承载环上得以良好地分布，由此使得承载环31的疲劳强度也不理想。由此，在创新横向段32的鞍面42-D的在图4D中示出的第三实施例中，鞍面42-D的最剧烈弯曲的(左)侧具有变化的曲率半径Rsl'，该变化的曲率半径Rsl'沿着朝向鞍面42-D的相应的轴向侧(即端点LE)的方向减小。平均上，所述变化的曲率半径Rsl'应仍然小于鞍面42-D的弯曲程度较小的另一侧(右侧)的(平均)曲率半径Rsr。在鞍面42-D的这一第三实施例中，传动带3的操作期间在承载环31上所产生的张应力至少与鞍面42-B、42-C的第一、第二实施例相比时更有利地、尤其更均匀地在承载环31上分布。

在前述说明的全部内容和附图的所有细节基础上，本发明还涉及和包括所附权利要求的全部特征。权利要求中括号内的标记没有限定权利要求的范围，而仅仅是提供为相应特征的非约束性示例。权利要求中的特征可根据情况在给出的产品或给出的工艺中单独使用，也能够使用这些特征的两个或两个以上的组合。

本说明书所代表的发明不局限于本文明确提及的各实施例和/或各示例，而且还覆盖各实施例和/或各示例的各种修改、改型和实际应用、尤其是相关领域技术人员能够想到的那些修改、改型和实际应用。

Claims (3)

1.一种用于无级变速器的传动带(3)的横向段(32)，所述传动带(3)包括至少两个承载环(31)和多个能够在所述承载环(31)上滑动地相互布置的所述横向元件(33)，在所述横向段(32)上设置有至少两个凹槽(33)，每个凹槽(33)用于至少一个承载环(31)的容置，所述凹槽(33)在所述横向段(32)的前主体表面(39)和后主体表面(38)之间于横向段(32)的整个厚度上延伸，并且所述凹槽(33)在一个方向上、即在相对于所述传动带(3)的径向向内方向上由所述横向段(32)的面向径向向外的鞍面(42)界定，所述鞍面(42)支撑所述承载环(31)的径向内侧并且设置有沿着所述传动带(3)的轴向的外凸弯曲，所述外凸弯曲在所述鞍面(42)上限定径向最外地定位的最高点(HP2)，所述最高点(HP2)位于所述鞍面(42)的几何中点(MP)之外，其特征在于，所述鞍面(42)的相对于所述最高点(HP2)的较长的那侧比所述鞍面(42)的相反的较短的那侧更剧烈地弯曲、至少在平均上更剧烈地弯曲。

2.根据权利要求1的横向段，其特征在于，所述鞍面(42)的较长的更剧烈弯曲的那侧的局部曲率半径(Rsl')沿着远离所述鞍面(42)的所述最高点(HP2)的方向减小。

3.根据权利要求1或2的横向段，其特征在于，所述鞍面(42)的较长的更剧烈弯曲的那侧的曲率半径的平均值(Rsl)小于所述鞍面(42)的相反的较短的那侧的曲率半径的平均值(Rsr)。