CN106104075B - 用于传动带的横向段的基础材料及使用该基础材料的冲裁方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冲裁横向段(10)的基础材料(50)，所述横向段用于传动带，所述传动带用于带与带轮式无级变速器。基础材料(50)设有、即预成形有台阶(20)和邻近台阶(20)的锥部(25)。在该类型、即该形状的基础材料(50)的情况下，台阶(20)与倾斜边缘(18)之间的距离或间距相对于仅包括台阶(20)的传统的(传统成形的)基础材料(50)可有利地增大，横向段(10)的所述倾斜边缘呈凸出地弯曲的区域的形式，所述区域从横向段(10)的一侧延伸至另一侧且作为冲裁工艺的一部分被压入基础材料(50)中的。

Description

用于传动带的横向段的基础材料及使用该基础材料的冲裁 方法

技术领域

本公开涉及一种适于成为用于无级变速器的传动带的一部分的横向段。用于无级变速器的一种特定类型的传动带包括由钢制成的两捆连续的圈或环件，所述环件承载多个横向段，所述横向段也由钢制成。横向段沿环件的整个圆周可移动地布置，并且传递与变速器的运行有关的力，传动带设在所述变速器中。该类型的传动带例如从欧洲专利申请EP1531284A 已知。

背景技术

在横向段的下述说明中，所提到的方向参考横向段是传动带的一部分的情况。横向段的厚度方向对应于传动带的周向方向。横向段的竖直的横断方向或高度方向对应于传动带的径向方向。横向段的水平的横断方向或宽度方向对应于与厚度方向和竖直方向都垂直的方向。相对于邻近的横向段的任何横向段的表示、如随后的横向段和之前的横向段，是对于传动带的运动方向而言。

在水平方向上，横向段在两侧上都设有用于至少部分地接收环件的开口。为了支撑环件的目的，横向段包括支撑表面。为了使横向段与无级变速器的带轮轮盘之间相接触的目的，横向段在两侧上都设有接触表面，所述接触表面向支撑表面的方向张开。

在竖直向上方向上，横向段依次包括底部、中间部和顶部，所述中间部沿水平方向的尺寸小于底部沿水平方向的尺寸，所述顶部在与中间部连接的位置处沿水平方向的尺寸大于中间部沿水平方向的尺寸。底部包括支撑表面和接触表面。在传动带处，底部位于传动带的内周的那一侧，而顶部位于传动带的外周的那一侧。中间部的一个重要功能是，连接底部与顶部。

横向段具有基本上面向传动带的周向方向的两个主体表面、即前主表面和后主表面，它们沿周向方向在横向段的(局部)厚度上相互隔开。横向段的前主表面的至少一部分设计成抵靠着传动带中的随后的横向段的后主表面的至少一部分，反之亦然。

在传动带中，两个邻近的横向段相对于彼此可绕倾斜边缘倾斜，所述倾斜边缘通常设置成前主表面的在横向段的整个宽度上延伸的凸出地弯曲的区域。倾斜边缘、即所述凸出地弯曲的区域，由此将前主表面分成相对于彼此倾斜地定向的两个部分。倾斜边缘的一个重要功能是，至少在这些横向段在带轮的带轮轮盘之间定向成相对于彼此稍微周向地转动处，提供传动带中的邻近的横向段之间的相互接触。

此外，在相对于所述倾斜边缘向下、即径向向内一定距离处，已知的横向段的底部设有沿厚度方向的台阶。横向段的正好在这种台阶之下处的厚度由此小于正好在所述台阶之上处的厚度。在这方面，对最大厚度为 1.5mm的横向段实施横向段的底部的大约0.3mm的阶梯式厚度降低是已知的。通常，这种台阶与倾斜边缘形成在横向段的同一侧上、即在横向段的前主表面中。

作为横向段的整个制造过程的一部分，借助于冲裁工艺从基础材料制成的钢制带或板切割出横向段，所述工艺例如描述在欧洲专利申请EP 1287924 A中。同样在整个制造过程中通常作为冲裁工艺的组成部分，横向段的倾斜边缘通过在横向段的相应的主面上施加压力且使所述面发生塑性变形而成形。然而，横向段的台阶通常已设在基础材料中，基础材料由此不是平坦的，而是设有台阶，所述台阶部分地对应于横向段的底部的台阶。

通过使基础材料预成形而具有台阶，为了形成倾斜边缘所需的塑性变形的程度可通过台阶与倾斜边缘之间允许的距离来控制。尤其在这方面，通过使这种台阶与倾斜边缘之间的竖直间距能够更小，减小了所需的塑性变形，由此有利地减小了实现这种变形所需的力并有利地使得横向段能够在形状和尺寸上具有更高的精度。另一方面，其它设计依据也适用于倾斜边缘和台阶的相应的位置。例如，为了传动带的最佳性能，倾斜边缘通常倾向于靠近环组、即靠近底部的上侧，而台阶不能位于底部中的太高的位置，以便为底部提供足够的机械强度以及对于横向段在无级变速器中的应用提供足够尺寸的接触区域。上述要求和考虑共同有效地限制了倾斜边缘在底部中的高度。

发明内容

本公开的一个目的是，增大横向段的底部中的台阶与倾斜边缘之间允许的竖直间距，由此，所述倾斜边缘可有利地(更)靠近环件。

根据本公开，上述目的可通过提供具有锥部的基础材料来实现，所述锥部邻近基础材料的所述台阶，所述锥部限定成使得：在基础材料的由台阶提供的阶梯式厚度增大之外，基础材料的厚度继续逐渐地增大。特别地，始于台阶处终止于横向段的倾斜边缘所处的位置的这种锥部或逐渐式厚度增大将以冲裁工艺形成，在锥部的端部之外基础材料的厚度是恒定的。

本发明依赖下述观察：通过为基础材料提供所述锥部，可减小形成倾斜边缘所需的塑性变形的程度。因此，相对于现有技术，可有利地增大台阶与倾斜边缘之间允许的距离，至少增大至使得新颖的、具有锥部的基础材料形成倾斜边缘的塑性变形可与传统形状的基础材料形成倾斜边缘的塑性变形相比。

关于最大厚度为1.5mm且具有底部的大约0.3mm的阶梯式厚度减小的上述传统的横向段，在此建议：为基础材料提供大约0.15mm的台阶和在 1.5mm长度上的0.15mm的锥形厚度增大，锥部从台阶开始。1.5mm的后一长度由此对应于位于横向段的台阶与倾斜边缘之间的最小间距，从这种基础材料成形和切割出所述横向段。

一般而言，对于锥部的这种长度的实际上适用的范围可以是1mm至 3mm，而锥部优选地相对于基础材料的在锥部之外的表面所限定的平面成 2度至10度之间、更优选地5度至7度之间的角度，所述平面最终形成并限定待最终由基础材料形成的横向段的前主表面。

附图说明

本发明将参照附图、基于本发明的优选实施例的下述说明更详细地加以阐述，其中，相同的附图标记表示相同或相似的部件，其中：

图1是具有传动带的无级变速器的示意性侧视图；

图2是用于无级变速器的传动带的横向段的前视图；

图3是图2所示的横向段的侧视图；

图4示意性示出了冲裁装置的冲裁区域和其中放置的基础材料的纵向剖面；

图5示意性示出了冲裁工艺的基本操作；

图6A和6B示意性示出了冲裁工艺在应用至已知的基础材料以形成已知的横向段时的详细视图；

图7示意性示出了已知的基础材料与将从这种已知的基础材料成形和切割出的已知的横向段之间的关系；

图8示意性示出了关于已知的基础材料的冲裁工艺的局限性；

图9示意性示出了根据本公开成形的新颖的基础材料以及这种新颖的基础材料与将从这种新颖的基础材料成形并切割出的横向段之间的关系；以及

图10A和10B示意性示出了冲裁工艺在应用至新颖的基础材料时的详细视图。

具体实施方式

图1示意性示出了例如在机动车辆中使用的无级变速器。无级变速器基本上以附图标记1表示。

无级变速器1包括布置在单独的两个带轮轴2、3上的两个带轮4、5。传动带6设置成绕着带轮4、5的闭合环，并用于在带轮轴2、3之间传递扭矩。带轮4、5各设有两个带轮轮盘，其中，传动带6定位且夹持在所述两个带轮轮盘之间，使得在摩擦力的帮助下，带轮4、5与传动带6之间可传递力。

传动带6包括两个环形的承载件7，所述承载件7由一捆多个相互嵌装的连续的圈或环件8组成(见图2)。横向段10布置在承载件7上，从而沿着承载件7的整个圆周形成大致连续的列。横向段10设置成相对于环形的承载件7可移动、至少沿承载件7的周向方向可移动。为了简单起见，图1 中仅示出了这些横向段10中的一些。

图2和图3更详细地示出了已知的传动带6的横向段10。在图2中，以传动带6的沿其周向方向定向的横截面示出了横向段10的前视图，图3 中提供了横向段10的侧视图。

沿图2和图3中的竖直方向，横向段10依次包括大致为梯形的底部13、相对较窄的中间部14和大致为三角形的顶部15，所述竖直方向对应于传动带6在减速器外以圆形状态放置时的径向方向。在传动带6中，传动带6 的承载件7位于中间部14的任何一侧、即位于横向段10的底部13与顶部 15之间。

横向段10的底部13的周向表面16、17包括分别位于中间部14的两侧的两个支撑表面16，所述支撑表面16分别用于沿径向向外方向支撑两个环形的承载件7中的相应的一个。此外，底部13的周向表面16、17包括分别位于横向元件10的两个轴向侧上的两个接触表面17，所述接触表面 17分别用于在横向段10在带轮4、5的轮盘上移动时与带轮4、5的轮盘相接触。

横向段10的前主表面基本上以附图标记11表示，而横向段10的后主表面基本上以附图标记12表示。倾斜边缘18在前主表面11处限定在横向段10的底部13中。倾斜边缘18由前主表面11的凸出地弯曲的区域表示并且沿横向段10的整个(轴向)宽度延伸，所述区域将所述前主表面11 的两个部分分开，所述两个部分相对于彼此倾斜地定向。倾斜边缘18在支撑表面16之下(即相对于支撑表面16径向向内)靠近支撑表面16但仍与支撑表面16间隔开。倾斜边缘18的一个重要功能是，在所述横向段10在带轮4、5处相对于彼此处于倾斜位置时，在相邻的横向段10之间提供相互推的接触。

在倾斜边缘18之下的一定距离处、即也在横向段10的底部13中，台阶20限定在横向段10的前主表面11中。台阶20代表横向段10的厚度的局部的、即阶梯式变化。横向段的正好处于这种台阶20之下处的厚度由此比正好处于台阶20之上处的厚度小。

此外，突起部21设在横向段10的前主表面11处。在所示示例中，突起部21布置在顶部15中，且在位置上对应于设在后主表面12中的稍微更大的孔。在图3中，所述孔借助于虚线示出且以附图标记22表示。在传动带6中，横向段10的突起部21至少部分地位于相邻的横向段10的孔22 内。突起部21和相应的孔22用于防止或至少限制相邻的横向段10沿与传动带6的周向方向垂直的平面相互移位。

横向段10通常借助于冲裁装置60以冲裁工艺由板形基础材料50切割而成。在图4和图5中，以横截面示意性示出了冲裁装置60和基础材料50。在冲裁装置60中，应用了切割元件30、支撑元件40、引导板70和模具80。引导板70和模具80都用于夹持位于它们之间的基础材料50，并且用于在引导板70和模具80的相应的引导空间71、81中容纳切割元件30和支撑元件40。

基础材料50的位于切割元件30与支撑元件40之间的部分51将成为横向段10。在实际切割期间，切割元件30的底表面或工作表面31和支撑元件40的顶表面或工作表面41在基础材料50的相反侧被压在基础材料50 上，并且如图5所示，切割元件30和支撑元件40沿大致从切割元件30至支撑元件40的方向一致地被推而完全穿过基础材料50，从而切割出横向段 10。图5中的实箭头示出了，在冲裁横向段10期间，相应地由切割元件30 和支撑元件40施加在基础材料50上的力。由此，尽管支撑元件40施加了支撑元件40的力以使横向段10的前主表面11成形，但是这种力小于由切割元件30施加的力，使得基础材料50被切割元件30穿过以便从基础材料 50切割出横向段10。

因此，所述工作表面31、41的轮廓大致对应于横向段10的外轮廓。此外，横向段10的前主表面11(包括突起部21和倾斜边缘18)通过支撑元件40的工作表面41成形，横向段10的后主表面12(包括孔22)通过切割元件30的工作表面31成形。然而，切割元件30和支撑元件40的该特定布置可颠倒过来，或者可完全省略支撑元件40。在后一情况下，突起部21、孔22和倾斜边缘18在单独的加工步骤中形成、即在实际的从基础材料50切割出横向段10之前和/或之后形成。

上述冲裁工艺的一众所周知的特征是，至少为了形成倾斜边缘18，在横向段10的前主表面11上施加大量压力。通过这种施加的压力，基础材料塑性地变形，材料由此从形成的倾斜边缘18移开。通过提供已在基础材料50中的台阶20，为了正确形成或成形倾斜边缘18而待移位的材料的至少径向尺寸被减小，至少相对于不具有这种台阶20的、例如示出了均匀的矩形的横截面的基础材料而言被减小。由于更小的塑性变形程度，因此，所施加的压力也减小，从而使冲裁工艺的该部分更易于执行和/或控制。

图6中示意性示出了用于在横向段10中形成倾斜边缘18的工艺的该已知步骤，图6的部分6A提供了呈未加工形状的基础材料50的一部分的横截面，部分6B示出了相同的横截面，然而是在倾斜边缘18已通过冲裁装置60的支持元件40被压至基础材料50中之后。在图6A中，基础材料 50的被移位以形成倾斜边缘18的部分以标有点的区域PD1表示。此外，在图6A中，空心箭头仅表示冲裁装置的闭合，其中，支撑元件40被带至与横向段10的前主表面11相接触。然而，如对于图5所说明的那样，尽管在横向段10的实际冲裁期间，支撑元件40被压在横向段10的前主表面 11上，但切割元件30和支撑元件40实际上相对于基础材料50沿相反的方向移动，以便从基础材料50分离出横向段。

为了参考的目的，将在从基础材料50实际切割出横向元件10时形成的支撑表面16也在图6A和图6B中(以及在下面的图8、图9中)以虚线示出。此外，在图7中，呈未加工的形状的基础材料50的完整横截面和基础材料50的带的前视图与将从基础材料50成形和切割出的横向元件10相对照地示出。图7中的点线圆C表示未加工的基础材料50的在图6A中(以及在下面的图8中)更详细地示出的部分。

在图8中以基础材料50的类似于图6A的横截面示出了：如果倾斜边缘18移动至相对于台阶20更远、更靠近支撑表面16，那么基础材料50 的需要被移位以形成倾斜边缘18的部分PD2、即标有点的区域PD2逐渐变大。由此，在冲裁工艺中，将由支撑元件40施加在基础材料50上的压力也不利地增大。

由此，通过降低为了形成倾斜边缘18而要施加的力，可有利地提高冲裁工艺整体的精度和/或台阶20与倾斜边缘18之间的可获得的最大竖直间距。根据本公开和图9中所示，基础材料50不仅设有台阶20，还设有锥部 25，所示锥部25为基础材料50提供与由基础材料50的台阶20所提供的阶梯式厚度增大相邻且连续的逐渐增大的厚度。如图10所示，通过该措施、即通过为基础材料50提供与台阶20相邻的锥部25，有利地较少的材料需被移位以在相对于台阶20的给定距离处形成倾斜边缘18。在图10A中，基础材料50的待移位以形成倾斜边缘18的材料以标有点的区域PD3示出。图10A中的该标有点的区域PD3比图8中的标有点的PD2小很多，尽管在这些相应的附图中，倾斜边缘18相对于台阶20处于相同的距离。

应注意，通过在基础材料50中提供锥部25，由于基础材料50的台阶 20之下以及倾斜边缘18(在此待形成)之上的整体厚度变化优选地不受影响，因此基础材料50的台阶20的高度减小。此外，基础材料50的锥部25 应更强烈、即显示更陡的倾斜度，此时形成横向元件10的最终形成的前主表面11的相应的倾斜部19(见图9)。

除了前述说明书的全部内容和附图的所有详细内容之外，本公开还涉及和包括权利要求的所有特征。权利要求中带括号的附图标记不限制其范围，而是仅作为相应特征的不具约束力的示例。权利要求的特征可根据具体情况单独地应用于指定的产品或指定的过程，但是也可在其中应用这种特征中的两个或多个的组合。

由本公开所代表的本发明不限于本文明确提出的实施方式和/或示例，而是还包括其修改、改进和实际应用，尤其包括本领域专业人员力所能及范围内的那些修改、改进和实际应用。

Claims (12)

1.一种用于传动带(6)的横向段(10)的基础材料(50)，所述传动带(6)具有由传动带(6)的至少一个环件(8)承载的多个横向段(10)，所述横向段(10)以冲裁工艺从基础材料(50)冲裁而成，所述横向段(10)设有沿跨过横向元件(10)的宽度方向延伸且沿与该宽度方向垂直的方向凸出地弯曲的表面区域(18)，其特征在于，基础材料(50)设有台阶(20)，在所述台阶(20)处，基础材料(50)的厚度大致阶梯式地变化，基础材料(50)还设有锥部(25)，在所述锥部(25)处，基础材料(50)的厚度逐渐地变化。

2.如权利要求1所述的基础材料(50)，其特征在于，锥部(25)设置成邻近台阶(20)，并且定向成使得由锥部(25)提供的厚度增大的方向对应于由台阶(20)提供的厚度增大的方向。

3.如权利要求1或2所述的基础材料(50)，其特征在于，锥部(25)提供了大致线性的厚度变化。

4.如权利要求1或2所述的基础材料(50)，其特征在于，锥部(25)在由锥部(25)提供的厚度变化的方向上延伸0.09mm至0.37mm。

5.如权利要求1或2所述的基础材料(50)，其特征在于，锥部(25)在基础材料(50)中、在由锥部(25)提供的厚度变化的方向上延伸一定距离，所述距离等于或超过由台阶(20)提供的阶梯式厚度变化的高度。

6.如权利要求1或2所述的基础材料(50)，其特征在于，沿基础材料(50)的厚度方向从基础材料(50)冲裁出横向段(10)。

7.如权利要求1或2所述的基础材料(50)，其特征在于，基础材料(50)以带状、长条形提供，台阶(20)和锥部(25)都在基础材料(50)中沿基础材料(50)的长度方向沿伸。

8.如权利要求7所述的基础材料(50)，其特征在于，横向段(10)的宽度方向至少大致与基础材料(50)的长度方向一致。

9.如权利要求1-2、8中任一项所述的基础材料(50)，其特征在于，基础材料(50)的最大厚度在1mm至2mm之间，台阶(20)代表基础材料(50)的厚度的0.1mm至0.5mm之间的阶梯式变化，锥部(25)代表基础材料(50)的厚度的0.05mm至0.25mm之间的逐渐变化。

10.一种用于从基础材料(50)冲裁横向段(10)的方法，所述横向段(10)用于传动带(6)，所述传动带(6)具有由传动带(6)的至少一个环件(8)承载的多个横向段(10)，所述横向段(10)以冲裁工艺从基础材料(50)冲裁，所述横向段(10)设有沿跨过横向元件(10)的宽度方向延伸且沿与该宽度方向垂直的方向凸出地弯曲的表面区域(18)，在所述方法中，基础材料(50)的一部分被夹持在切割元件(30)与支撑元件(40)之间，所述部分沿基础材料(50)的厚度方向相对于基础材料(50)的相邻部分移动，从而从基础材料(50)的所述相邻部分切断，其特征在于，在所述方法中应用如前述权利要求中任一项所述的基础材料(50)。

11.如权利要求10所述的用于从基础材料(50)冲裁横向段(10)的方法，其特征在于，横向段(10)的凸出地弯曲的表面区域(18)在基础材料(50)中形成在基础材料(50)的锥部(25)之外。

12.如权利要求11所述的用于从基础材料(50)冲裁横向段(10)的方法，其特征在于，横向段(10)的凸出地弯曲的表面区域(18)在基础材料(50)中直接邻近基础材料(50)的锥部(25)。