CN107110295A - 具有带覆层的表面的环形金属带、设有该环形金属带的传动带以及用于成形该传动带的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于传动带(3)的环形金属带(44)，所述传动带具有至少一组(31)互相嵌套的多个这种环形金属带(44)并具有多个横向元件(32)，所述横向元件安装在带组(31)上且设有切口(33)，所述切口延伸在横向元件(32)的前主面(39)和后主面(38)之间，以用于接纳带组(31)，所述切口(33)在径向靠内的方向上通过横向元件(32)的径向向外定向的支承表面(42)界定，所述支承表面与带组(31)的径向最靠内的环形金属带(44i)的径向内表面(51)滑动摩擦接触。根据本发明，所述环形金属带(44)的径向内表面(51)至少部分地设有磨削覆层(50)。

Description

具有带覆层的表面的环形金属带、设有该环形金属带的传动 带以及用于成形该传动带的方法

技术领域

本发明涉及一种传动带，其用于具有两个可变带轮的无级变速器，每个带轮均限定出周向V槽。该传动带设有通常包括两个带组的环形承载件，每个带组均包括至少一个、但通常多个互相嵌套的、柔性的环形金属带并具有多个金属横向元件，所述横向元件布置在环形承载件上且与环形承载件成相对滑动关系。每个横向元件均设有一个或多个切口，每个切口分别容纳相应的带组。该类型的传动带从EP-A-0014013获知。

背景技术

当关于传动带和/或其横向元件描述方向时，总是假定横向元件处于竖直位置，比如在图2中以其前视图所示。在该图2中，传动带的周向方向或长度方向L传动带与图面成直角。在图2的平面中，横向方向或宽度方向W是从左至右，且径向方向或高度方向H是从上至下。

在传动带在变速器中的操作过程中，横向元件至少在变速器带轮的位置处抵靠环形承载件的内侧推压，从而横向元件的切口的下表面与环形承载件的每个带组的径向最靠内的带的径向内表面产生紧密接触，尤其是滑动摩擦接触，所述下表面在下文中称为鞍表面。现有技术中提出了将切口的所述鞍表面设计成在横向元件的宽度方向上看来、即在横向元件的前后之间具有凸弯曲。在现有技术中，多个有益效果归因于这种凸弯曲，比如降低横向元件和环形承载件之间的(赫兹)接触应力，以及降低其环形金属带的(局部)弯曲角和应力、以使传动带可加载得更高和/或更长而不失效，以及降低摩擦损失以提高工作效率。

然而，在目前横向元件的优选制造方法中，这些横向元件在精密冲切加工步骤中沿着相同的前后方向从基材的板或条带上切出，从而不能与横向元件的这种切割同时地为鞍表面提供所述凸弯曲。因此，在现有技术中，多种方法建议，在鞍表面首先作为平坦表面切出后，将鞍表面重新成形为凸弯曲形状。尤其地，现有技术中为该目的已经建议了多种研磨方法，例如在EP-0231985(A1)，EP-1366855(A1)，US-4281483(A)，JP-S61-152362(A)，JP-2014-145423(A)等中论述的那样。这些现有的研磨方法不利地增加了制造横向元件的复杂性和成本。

发明内容

本公开的目的是提供一种现有过程的成本高效的替代方案，以用于为横向元件的鞍表面提供凸弯曲。

根据本公开，上述目的通过以下方式来实现：在环形承载件的径向内侧处提供具有磨削特性的覆层，即将该覆层提供至环形承载件的带组的径向最靠内的带的径向内表面。利用这种磨削覆层，在传动带在变速器中的操作过程中，结合横向元件在径向向外方向上压靠环形承载件带的径向内表面的情况，当它们之间存在相对运动或速度差时，横向元件的鞍表面受到磨削。这种磨削的程度正比于横向元件与环形承载件之间的接触力，且因而至少起初在传动带在变速器中的操作过程中，在传动带的最紧弯曲部分中在鞍表面的前和后侧边缘处最高。因此，通过环形承载件的所述磨削覆层，横向元件的鞍表面被研磨成凸弯曲形状，且有利地不需要为该目的而在制造横向元件时包括附加的加工步骤。

当然，仍可将横向元件的鞍表面的这种磨削作为加工步骤包括在传动带的整体制造过程中。为此，传动带在组装后被围绕安装在两个带轮上，通过带轮将夹持力施加于传动带上，以便使它的横向元件抵靠环形承载件的内侧，且带轮和传动带旋转一段时间来实施磨削加工。此后才将传动带安装并用于无级变速器中。

有利的是，一旦鞍表面获得了所述凸弯曲形状，就停止鞍表面的磨削，并由此防止从鞍表面继续去除材料。因此，根据本公开，环形承载件的磨削覆层是可消耗的，例如通过与鞍表面相互作用而自身被磨削。另一选择是使用在应用于变速器中的润滑剂中溶解的磨削覆层。在该情况下，磨削覆层将通常包括较硬的磨削颗粒，所述磨削颗粒嵌入较软的、可(逐渐地)溶解的基质中。

另外，也根据本公开，有利的是，使鞍表面的磨削率不过高。否则的话，磨削颗粒的大小将过大和/或在磨削过程中将产生过多热量。另外，磨削率越高，磨削过程的最终结果就越难以预料以及越不一致。显然，磨削率部分地通过磨削覆层的特性来确定。例如，覆层的磨削颗粒的硬度、大小和数量都将影响由此实现的变速器中的鞍表面的磨削率。然而，根据本公开，发现了特别有益的解决方案是，在径向最靠内的带的径向内表面的仅一部分处提供磨削覆层。磨削覆层可例如以跨过所述带的宽度的一个或多个条带的形式来施加。

另外，还根据本公开，有利的是，带组的带的其他表面(即，除了带组的径向最靠内的带的所述径向内表面之外)相对较光滑。特别地，这些其他表面既未设有磨削覆层，也未设有表面轮廓，所述表面轮廓从EP 0014013B1获知且目前普遍地应用于传动带中。更特别地，根据ISO标准，这些带其他表面的所谓的Ra表面粗糙度的值优选为0.1微米或更小。即，已经发现，除了鞍表面的所述凸弯曲形状，对于鞍表面还获得了具有最小Ra粗糙度的相对较光滑表面。这种光滑鞍表面仅将相对较小的摩擦力施加在径向最靠内的带上，在该情况下，在带组的带本身之间的摩擦也较小时已知是有利的。

附图说明

现在将参照附图通过传动带的示例性实施例来阐述上述新的观点和技术思想，在附图中：

图1提供了具有在两个带轮上运行的传动带的无级变速器的示意性透视图；

图2示出了现有传动带从其周向方向观看的剖视图；

图3提供了现有传动带的横向元件的沿宽度方向定向的视图；

图4以图3的放大图示出了根据本公开的横向元件的设计和制造方面；

图5提供了根据本公开的柔性的环形金属带的第一实施例的示意性透视图；

图6提供了根据本公开的柔性的环形金属带的第二实施例的示意性透视图；以及

图7提供了根据本公开的柔性的环形金属带的多个其他实施例的示意性透视图。

具体实施方式

图1中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，其包括环形带组31，所述环形带组31承载沿带组31的周向设置的基本上连续成行的横向元件32。传动带3和带轮1、2处于摩擦接触，从而每个带轮1、2的锥形盘4、5朝着彼此推压，以便将相应的夹持力施加于传动带3上。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，且因此可按要求来改变两个带轮1、2之间的速度差。这是在变速器的输入轴6和输出轴7之间以这些输入轴6和输出轴7之间的无级变速旋转速度比而传递动力的已知方式。

在图2中，传动带3面向它的周向方向L以其剖视图示出。该图2示出了配有两个带组31的传动带3的一个实施例，每个带组31均以剖视图示出。带组31承载和引导传动带3的横向元件32，其中一个横向元件32在图2中以前视图中显示。传动带3的横向元件32和带组31典型地由金属制成，通常由钢制成。带组31将传动带3保持在一起，且在该特定的示例性实施例中分别包括五个单独的环形带44，所述环形带44互相同心地嵌套以形成带组31。实际上，带组31通常包括多于五个环形带44。横向元件32能够沿着带组31的长度方向L移动，即滑动，从而当力在变速器带轮1、2之间传递时，该力至少部分地通过相互抵靠、因而在传动带3和带轮1、2的旋转方向上彼此向前推进的横向元件32来传递。

在图3中也以侧视图示出的横向元件32设有两个切口33，所述两个切口33彼此相反定位且朝着横向元件32的相反侧敞开。每个切口33分别容纳两个带组31中的相应一个。横向元件32的第一部分或本体部分34从带组31、或在高度方向H上在带组31之下径向向内延伸，横向元件32的第二部分或颈部部分35位于带组31之间并与带组31处于同一(径向)高度处，且横向元件32的第三部分或头部部分36相对于带组31、或在高度方向H上在带组31之上径向向外延伸。各个切口33的下侧或径向内侧由横向元件32的本体部分34的所谓的支承表面42来界定，所述支承表面42在头部部分36的大致方向上径向向外或向上朝向。支承表面42接触带组31的径向内周、即抵靠在带组31的径向内周上，即，抵靠在带组31的径向最靠内的带44i的径向内表面上。

横向元件32的所述本体部分34的与带轮盘4、5接触的横向侧表面37彼此以一角度φ定向，该角度φ至少大致对应于这些盘4、5之间的V形角。

横向元件32的朝向传动带3的周向方向L的第一主面或后主面38是基本上平坦的，而所谓的摆动边缘或倾斜边缘18设置在横向元件32的相反朝向的第二主面或前主面39上。在高度方向H上在摆动边缘18之上，横向元件32在侧视图中具有基本上不变的厚度，且在高度方向H上在摆动边缘18之下，所述本体部分34朝着横向元件32的底侧渐缩。摆动边缘18通常以横向元件32的前主面39的稍微滚圆式区段的形式提供。在传动带3中，在传动带3的在带轮1、2之间拉伸的直线部分中以及在位于变速器带轮1、2的锥形带轮盘4、5之间的弯曲部分中，横向元件32的前主面39在摆动边缘18的位置处都与相邻的横向元件32的后主面38接触。

横向元件32在其前主面39上还设有突起40，且在其后主面38上还设有孔41。传动带3中两个相邻的横向元件32的突起40和孔41互相接合，从而所述相邻的横向元件32中的第一个的突起40至少部分地嵌入到所述相邻的横向元件32中的第二个的孔41中。因此，所述两个相邻的横向元件32之间的相对移动和/或旋转限于所述突起40和孔41之间所提供的间隙。

在现有技术中，已知的是使横向元件32的支承表面42在传动带3的周向方向L上设有凸弯曲，以便限制径向最靠内的带44i中由于与横向元件32接触而产生的接触应力。这种弯曲的半径Rs通常适于、即被选择成等于或小于传动带3在带轮1、2处的最小运行半径R。

通过切割机将横向元件32从条带形基材上切出，所述切割机沿着传动带3的上述周向方向L移动通过基材。该切割过程大体上不能使其中所产生的表面、比如支承表面42在切割机移动方向上设有轮廓，比如在传动带3的周向方向L上的所述凸弯曲。因此，支承表面42起初形成为不带有所述凸弯曲，如在图4的左侧和中间以横向元件32的侧视图以及其一部分的放大视图所示。因此，图4的右侧上所示的最终产品的横向元件32的支承表面42的凸弯曲需要通过并以在最终产品的横向元件32的整体制造过程中的另外的加工步骤来成形。这种另外的加工步骤的多个示例在现有技术中提供，且多数涉及到尤其对支承表面42的边缘进行磨削。

根据本公开，对横向元件32的支承表面42进行成形的上述现有加工步骤可有利地从其整体制造过程省去。根据本公开，具有磨削特性的覆层50被施加于带组31的径向最靠内的带44i的径向内表面51。在图5中，这种结构特征以所述最靠内的带44i的透视图示意性地示出。

利用这种磨削覆层50，在传动带3在变速器中的操作过程中，结合在横向元件32和带组31在传动带3的周向方向上产生相对移动或速度差的情况，横向元件32的鞍表面42被磨削成凸弯曲形状。

另外，也根据本公开，在最靠内的带44i的一个特别有益的实施例中，磨削覆层50以条带形状提供，所述条带形状横过径向内表面51的整个宽度，但横过径向内表面51的周长的仅一(小)部分。最靠内的带44i的该实施例在图6中示出。通过这种条带形状的宽度，可预定鞍表面42的磨削率。另外，这种条带形状使得能够将更硬的和/或更抗磨的材料用作所述覆层，且不会使支承表面42由此而产生过度的磨削率。

附加地，可能需要使鞍表面42的磨削率沿着其宽度而变化。例如鞍表面42的横向侧可磨削得更轻，或可完全不磨削，以便改善鞍表面42与所述最靠内的带44i的径向内表面之间的接触的润滑作用。在该后一情况下，磨削覆层50可仅施加于最靠内的带44i的宽度方向中心部分中，如图7以其可能的实施例50a所示。在前一情况下，磨削覆层50可设置成如下形状：该形状从最靠内的带44i的宽度方向中心部分向着其轴向侧部缩窄，如图7中以其两个可能的实施例50b和50c所示。替代性地，可能需要尤其磨削鞍表面42的所述横向侧，在该情况下，磨削覆层50可设置成如下形状：该形状从最靠内的带44i的宽度方向中心部分向着其轴向侧部加宽，如图7中以其可能的实施例50d所示。另一选择是使鞍表面42的一个横向侧与它的相应的另一横向侧相比磨削得更重，在该情况下，磨削覆层50可仅设置在最靠内的带44i的一个轴向侧上，如图7中以其一个可能的实施例50e所示。替代性地，磨削覆层50将仍延伸最靠内的带44i的整个宽度，同时在宽度方向上渐缩，例如设有梯形形状，如图7中以其一个可能的实施例50f所示。

除了前述说明书的整体和附图的所有详细内容之外，本公开还涉及并包括权利要求的所有特征。权利要求中的附图标记不限制其范围，而是仅作为相应附图的非约束性示例。权利要求的特征依情况可单独地应用于特定产品或特定过程中，但是也可在其中应用这些特征中的两个或更多个的任意组合。

由本公开所代表的本发明不限于本文所明确提及的实施例和/或示例，而是还涵盖其修改、变型和实际应用，尤其是本领域技术人员所能想到的那些修改、变型和实际应用。

Claims (9)

1.一种用于传动带(3)的环形金属带(44)，所述传动带(3)具有至少一组(31)互相嵌套的多个这种环形金属带(44)并具有以可滑动的方式安装在带组(31)上的多个横向元件(32)，所述横向元件(32)均设有切口(33)，所述切口(33)在横向元件(32)的前主面(39)和后主面(38)之间延伸，以用于接纳带组(31)，在所述切口(33)的位置处，横向元件(32)设有径向向外定向的支承表面(42)，以与带组(31)的径向最靠内的环形金属带(44i)的径向内表面(51)接触，其特征在于，所述环形金属带(44)的径向内表面(51)至少部分地设有磨削覆层(50)，即，至少部分地设有带磨削特性的层。

2.根据权利要求1所述的环形金属带(44)，其特征在于，所述环形金属带(44)的所述径向内表面(51)被所述磨削覆层(50)完全地覆盖。

3.根据权利要求1所述的环形金属带(44)，其特征在于，所述磨削覆层(50)以一个或多个孤立的斑点、条带或其他形状提供，可能跨越所述环形金属带(44)的所述径向内表面(51)的整个宽度。

4.根据权利要求1、2、3中任一项所述的环形金属带(44)，其特征在于，所述磨削覆层包括嵌在较软的基质中的较硬的磨削颗粒，所述基质能够溶解于润滑剂中。

5.一种传动带(3)，具有至少一组(31)互相嵌套的多个环形金属带(44)并具有以可滑动的方式安装在带组(31)上的多个横向元件(32)，所述横向元件(32)均设有切口(33)，所述切口(33)在横向元件(32)的前主面(39)和后主面(38)之间延伸，以用于接纳带组(31)，在所述切口(33)的位置处，横向元件(32)设有径向向外定向的支承表面(42)，所述支承表面(42)与带组(31)的径向最靠内的环形金属带(44i)的径向内表面(51)接触，其特征在于，所述径向最靠内的环形金属带(44i)是根据前述权利要求中任一项所述的环形金属带(44)。

6.根据权利要求5所述的传动带，其特征在于，所述径向最靠内的环形金属带(44i)的径向外表面(51)以及传动带(3)的带组(31)的较靠外的环形金属带(44)的径向内表面和径向外表面设置为光滑表面，所述光滑表面的ISO-标准Ra表面粗糙度为0.1微米或更小。

7.一种用于成形传动带(3)的方法，所述传动带(3)具有至少一组(31)互相嵌套的多个环形金属带(44)并具有以可滑动的方式安装在带组(31)上的多个横向元件(32)，所述横向元件(32)均设有切口(33)，所述切口(33)在横向元件(32)的前主面(39)和后主面(38)之间延伸，以用于接纳带组(31)，在所述切口(33)的位置处，横向元件(32)设有径向向外定向的支承表面(42)，所述支承表面(42)与带组(31)的径向最靠内的环形金属带(44i)的径向内表面(51)接触，其中：

-所述径向最靠内的环形金属带(44i)是根据权利要求1-4中任一项所述的环形金属带(44)；其中：

-所述传动带(3)操作成围绕两个旋转的带轮(1、2)缠绕且与这两个旋转的带轮(1、2)接触，所述带轮(1、2)分别设有两个锥形盘(4、5)，所述两个锥形盘(4、5)在它们之间限定出周向V槽，传动带(3)的周向部分定位在所述V槽中。

8.根据权利要求7所述的用于成形传动带(3)的方法，其特征在于，所述磨削覆层(50)被设计成在操作过程中耗损，例如通过(机械)磨损和/或通过(化学)溶解而耗损。

9.根据权利要求7或8所述的用于成形传动带(3)的方法，其特征在于，在操作之前，支承表面(42)在横向元件的前主面(39)和后主面(38)之间至少在支承表面的大部分上以大致直线延伸。