CN108291637A - 无级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在机动车驱动系中基本上连续地变化传动比的无级变速器(10)，具有：输入锥盘对(12)，输入锥盘对(12)具有输入对应盘(18)和能相对于输入对应盘(18)轴向移位的输入调节盘(20)；输出锥盘对(14)，输出锥盘对(14)具有输出对应盘(28)和能相对于输出对应盘(28)轴向移位的输出调节盘(30)；和将输入锥盘对(12)与输出锥盘对(14)耦合的缠绕传动件(16)；输入对应盘(18)与输入调节盘(20)经由至少一个输入板簧(44)连接，用于压紧缠绕传动件(16)，和/或，输出对应盘(28)与输出调节盘(30)经由至少一个输出板簧(32)连接，用于压紧缠绕传动件(16)。借助于输入板簧(44)和/或输出板簧(32)能以简单的方式避免内摩擦，从而实现具有简单且稳健结构和高效率的替代的无级变速器(10)。

Description

无级变速器
技术领域
本发明涉及一种无级变速器，借助于该无级变速器能够在机动车的驱动系中无级地改变转矩和转速。
背景技术
例如，由DE 2 104 546 A1已知一种具有两个经由楔形皮带相互耦合的锥盘对的无级变速器，其中，所述锥盘对的锥盘能够在轴向方向上彼此相对地移位，因此，所述楔形皮带能够在变化的半径上作用在相应的锥盘对上，由此，能够无级地改变传动比。相应的锥盘对的锥盘借助于螺旋弹簧朝向彼此地预紧，从而使得所述锥盘能够利用足够的摩擦力贴靠在所述楔形皮带上。在输入侧的锥盘对处设置有具有离心力质量的转速感应元件，当转速增加时，所述转速感应元件施加由于离心力而提高的压紧力到所述楔形皮带上并且由此在输入转速提高时将所述楔形皮带移位到更大的半径上，由此，能够根据作用的转速自动地、无级地改变所述传动比。
一直存在对于替代的无级变速器的需求，所述无级变速器尤其简单地并且稳健地构建，并且具有高效率。
发明内容
本发明的任务是，阐明实现替代的无级变速器的措施，所述无级变速器尤其简单地并且稳健地构建，并且具有高效率。
根据本发明，该任务的解决通过具有权利要求1特征的无级变速器实现。本发明的优选构型方案在从属权利要求和下面的说明书中给出，所述构型方案能够分别单独地或者组合地构成本发明的一个方面。
根据本发明设置一种用于在机动车驱动系中基本上连续地变化传动比的无级变速器，其具有：用于导入转矩的输入锥盘对，其中，所述输入锥盘对具有输入对应盘和能相对于所述输入对应盘轴向移位的输入调节盘；用于导出该转矩的输出锥盘对，其中，所述输出锥盘对具有输出对应盘和能相对于所述输出对应盘轴向移位的输出调节盘；和将所述输入锥盘对与所述输出锥盘对耦合的缠绕传动件、尤其是楔形皮带；其中，所述输入对应盘与所述输入调节盘经由至少一个输入板簧连接，用于压紧所述缠绕传动件，和/或，所述输出对应盘与所述输出调节盘经由至少一个输出板簧连接，用于压紧所述缠绕传动件。
无级变速器，也被称为CVT变速器(“CVT”＝continuously variabletransmission)，能够通过改变该输入调节盘与所述输入对应盘的轴向间距和相应地改变该输出调节盘与所述输出对应盘的轴向间距来无级地改变传动比并且从而无级地改变被传递的转矩和被传递的转速。无级变速器的最小的和最大的传动比通过在所述缠绕传动件处的锥盘对的起作用的最小的和最大的直径来限定。借助于所述输入板簧和/或所述输出板簧，对应的调节盘能够被压或者拉向相应的锥盘对的所配属的对应盘，从而使得所述输入锥盘对和/或所述输出锥盘对能够借助于所配属的板簧以足够的压紧力而贴靠在所述缠绕传动件上，以便能够传递期望的转矩。如果只为所述输入锥盘对或者只为所述输出锥盘对设置板簧，则压紧功能也能够由螺旋弹簧或者另外的弹簧元件来实现。
与螺旋弹簧不同，所述板簧(即所述输入板簧和/或所述输出板簧)不必为了避免折弯而套在芯轴上。由此可实现，在所述板簧的情况下避免或者至少减少具有摩擦力的相对运动。在所述板簧情况下，相邻线圈的摩擦也可不出现。由于内部的摩擦损失更小，所述无级变速器能够具有对应地更高的效率。所述板簧可具有多个层状的板簧元件，与螺旋弹簧的构造多个线圈的缠绕线材相比，所述板簧元件能够承受住更高的负载。所述无级变速器通过稳定的板簧能够更稳健并且更好地防故障。此外，所述板簧能够容易地并且成本有利地通过冲压由金属板材制造。所述板簧能够利用一轴向端部与所述调节盘连接并且利用一相对置的轴向端部与相应锥盘对的对应盘连接，例如通过铆接连接。由此，借助于该板簧简单地并且稳健地实现用于对应的锥盘对的压紧功能。借助于所述输入板簧和/或所述输出板簧，能够以简单的方式避免内部摩擦，从而实现了具有简单且稳健结构和高效率的替代的无级变速器。
分别为所述输入锥盘对和/或所述输出锥盘对设置尤其是多于一个板簧，例如两个或者三个板簧。通过多个板簧能够简单地为相应的调节盘相对于相应锥盘对的配属的对应盘的轴向相对运动设定适合的弹簧特性线。在这种情况下，所述弹簧特性线能够构型为线性的，但是也能够构型为非线性的，例如具有逐段不同的弹簧常数。在该机动车牵引运行时，即当转矩要由机动车发动机传递到驱动轮上时，所述转矩在所述输入锥盘对处被导入并且在所述输出锥盘对处被导出。所述输入锥盘对能够为此在必要时经由分离离合器与该机动车发动机的驱动轴耦合。所述输出锥盘对能够与从动轴耦合，该从动轴与驱动轮耦合。所述无级变速器能够尤其用作用于双轮车(例如轻便摩托车)、较小的四轮车(例如全地形车)或者履带式雪地汽车的自动机动车变速器，这些车与轿车相比通常需要更小的功率分化(Leistungsspreizung)。
尤其设置，所述至少一个输入板簧、尤其是至少两个或者三个输入板簧将所述输入调节盘相对于所述输入对应盘轴向对中，和/或，所述至少一个输出板簧、尤其是至少两个或者三个输出板簧将所述输出调节盘相对于所述输出对应盘轴向对中。优选地，该调节盘相对于所述对应盘的对中仅经由配属的板簧实现。尤其是，设置有三个板簧，所述三个板簧在周向上分别相互错位120°。所述调节盘与所述对应盘之间的力锁合尤其仅经由所述至少一个板簧和所述缠绕传动件实现。由此能够省去尤其也用于所述对中的、该调节盘在对应盘上的支承。由此避免了由于该调节盘在对应盘上的支承而导致的该无级变速器的功率损失。该调节盘在对应盘上的对中能够由此借助于所述至少一个板簧基本上无摩擦地实现。尤其是，能够避免在所述对应盘上经由在铣槽中导向的螺栓而引导所述调节盘，由此能够节省制造成本。
优选地，所述输入调节盘能够相对于所述输入对应盘相对地受限地扭转和/或所述输出调节盘能够相对于所述输出对应盘相对地受限地扭转。由此能够省去调节盘与对应盘的抗扭转耦合并且由此省去具有摩擦力的耦合。在一个锥盘、即对应盘或者调节盘随着所述缠绕传动件携同旋转时，通过所述板簧能够避免另一个锥盘、即调节盘或者对应盘滑动。由于所述板簧也能够传递转矩，因此，该板簧的与携同旋转的锥盘固定的端部能够携动该板簧的与滑动的锥盘固定的端部，并且由此也能够使之前滑动的锥盘携动。通过所配属的板簧能够避免在相应锥盘对中的不均匀的传动情况。
特别优选地，所述输入板簧和/或所述输出板簧至少一部分在切线方向上延伸。在调节盘相对于对应盘相对旋转时，所述板簧能够由赶超的锥盘携动。由此，所述板簧能够同时携动牵拉被超越的锥盘。在这种情况下，通过该板簧的至少部分地切线的定向，所述板簧能够对被携动牵拉的被超越的锥盘施加在轴向上的力分量。当所述板簧以拉力被负载时，所述板簧能够朝向所述赶超的锥盘牵拉所述被携动牵拉的被超越的锥盘，从而使得调节盘与对应盘的轴向间距缩小。由此，将锥盘压紧在缠绕传动件处的压紧力提高，由此，不仅能够在调节盘与缠绕传动件之间、还能够在对应盘与缠绕传动件之间建立足够的力锁合。由此，能够保证在所述锥盘对与所述缠绕传动件之间的足够的转矩传递，并且能够消除调节盘相对于对应盘的相对旋转。所述板簧由此也能够在转矩特别高时提供所述缠绕传动件与所述锥盘对之间的自增强式力锁合。所述板簧由此不仅能够用作用于提供将该锥盘对压紧在所述缠绕传动件处的压紧力的压紧弹簧，而且能够用作用于使所述压紧力适配于作用转矩的转矩感应元件。
尤其是，当在所述牵引运行中在所述输入对应盘与所述输入调节盘之间传递转矩时，所述输入板簧以拉力被加载，和/或，当在所述牵引运行中在所述输出对应盘与所述输出调节盘之间传递转矩时，所述输出板簧以拉力被加载。由此能够避免该板簧在负载时折弯。在这种情况下，尤其能够考虑，哪个锥盘比另外的配属的锥盘更强烈地进行驱动或者被驱动。例如，在所述输入锥盘对中，要么所述对应盘、要么所述调节盘能与该机动车变速器的驱动轴耦合，从而使得与所述驱动轴耦合的锥盘更倾向于在牵引运行时超越该另外的锥盘，其中，在这种情况下，所述输入板簧以拉力被加载。对应地，例如在所述输出锥盘中，要么所述对应盘、要么所述调节盘能够与所述驱动轮耦合，从而使得与所述驱动轮耦合的锥盘由于该驱动轮的阻力矩而更倾向于在所述牵引运行时被该另外的锥盘超越，其中，在这种情况下，所述输出板簧以拉力被加载。由此，尤其是，在赶超的锥盘中所述相应的板簧能够自动地引起将该锥盘对压紧在所述缠绕传动件处的压紧力的增强，其方式是，以拉力被加载的板簧将所述调节盘和所述对应盘朝向彼此牵拉。
优选地，所述输入板簧具有与所述输出板簧不同的弹簧特性线。由此，能够根据所引入的功率、尤其是所述转速和/或所述转矩来适合地设定该无级变速器的传动比的曲线。根据所引入的转矩的情况，在由所述输入板簧和由所述输出板簧提供的弹簧力之间能够调设平衡，所述平衡又配属于确定的传动比。
特别优选地，所述输入板簧在相对于该缠绕传动件的径向最内部位态而言的径向内部固定在所述输入锥盘对中，和/或，所述输出板簧在相对于该缠绕传动件的径向最内部位态而言的径向内部固定在所述输出锥盘对中。相应的板簧能够由此不与所述缠绕传动件发生冲突。此外，对于所述板簧而言，能够利用本来就不为所述缠绕传动件所利用的结构空间，从而能够保持该无级变速器的结构空间小。
尤其是，所述输入锥盘对和/或所述输出锥盘对具有转速感应元件，用于由于离心力而提高用于压紧所述缠绕传动件的压紧力。所述转速感应元件能够具有例如离心力质量，该离心力质量在离心力影响下能够向径向外部运动。所述离心力质量能够例如作用在与所述调节盘或者所述对应盘耦合的斜坡上，由此，在转速提高和所述离心力质量上的离心力提高时，该输入锥盘对的或者该输出锥盘对的调节盘与对应盘的轴向间距能够减小。由此，将相应的锥盘对压紧在所述缠绕传动件处的压紧力同时提高。尤其是，当转速提高时，所述缠绕传动件能够借助于该转速感应元件被移位到该配属的锥盘对的更大的直径上，由此，能够根据作用的转速自动地改变所述传动比。由于通过所述至少一个板簧、优选三个板簧，能够实现调节盘在对应盘处的对中和/或引导，尤其还能够节省为此设置的结构元件。这导致能够被所述转速感应元件移位的锥盘的惰性质量更小，从而使得具有相应更小的惰性质量的离心力质量能够已经是足够的。所述离心力质量能够由此例如构型得更小，从而能够节省用于所述转速感应元件的制造成本和安装空间。
优选地，所述输出锥盘对经由离心力离合器与钟罩连接，用于驱动驱动轮。在转速更小时、尤其是静止时，所述无级变速器能够由此自动地与所述驱动轮和通过所述驱动轮提供的阻力矩分离。由此，当所述转速和所提供的功率大到足以克服下游的阻力矩并且使所述机动车继续运动时，才能够发生与所述驱动轮的耦合。由此能够避免该机动车发动机熄火。
特别优选地，所述输入对应盘或者所述输入调节盘抗扭转地与一驱动毂、尤其是机动车发动机的驱动轴连接。例如，所述驱动轴直接地或者间接地经由分离离合器抗扭转地与该输入锥盘对的锥盘中的一个耦合。由此，在基本无功率损失的情况下，该机动车发动机的驱动功率能够导入到所述无级变速器中。
附图说明
下面参照附图根据优选的实施例示例性地阐述本发明，其中，下面所阐述的特征不仅能够分别单独地、而且能够组合地代表本发明的一个方面。附图示出：
图1：无级变速器的第一实施方式的示意性剖面图，和
图2：无级变速器的第二实施方式的示意性剖面图。
具体实施方式
图1所示的无级变速器10具有输入锥盘对12和输出锥盘对14，输入锥盘对和输出锥盘对经由构型为楔形皮带的缠绕传动件16相互耦合。输入锥盘对12具有能与机动车发动机的驱动轴抗扭转地耦合的输入对应盘18，在所示实施例中，输入调节盘20抗扭转地、但是能轴向移动地附接在所述输入对应盘上。输入调节盘20具有斜坡22，由于离心力引起转速感应元件26的球形的离心力质量24能够作用在所述斜坡上。当输入对应盘18被所述机动车发动机驱动时并且例如经由插接齿部携动输入调节盘20时，转速感应元件26也被携动旋转，从而使得所述离心力质量24由于离心力而能够向径向外部运动。离心力质量24能够压向斜坡22，并且由此使输入调节盘20朝向输入对应盘18运动。由此，输入对应盘18的和输入调节盘20的作用到缠绕传动件16上的压紧力能够被提高，并且最后，缠绕传动件16能够被移位到输入锥盘对12的更大的起作用的半径上，由此，根据作用在输入锥盘对12上的转速能够改变无级变速器10的传动比。必要时，弹簧元件能够作用在输入对应盘18和输入调节盘20上，以便即使在低转速时也能够提供将输入锥盘对12压紧在所述缠绕传动件处的压紧力。
输出锥盘对14具有输出对应盘28和相对于输出对应盘28能轴向移位的输出调节盘30。在输出锥盘对14内部、在相对于缠绕传动件30的所示出的最远径向内部相对位置而言的径向内部，输出板簧32与输出对应盘28和输出调节盘30铆接。输出板簧32能将输出对应盘28和输出调节盘30朝向彼此牵拉，并且由此留下将输出锥盘对14压紧在缠绕传动件16处的压紧力。尤其设置有两个、三个或者更多的输出板簧32，从而使得输出调节盘30能够在输出对应盘28处被输出板簧32附加地对中。输出调节盘30能够在这种情况下在没有直接的、具有摩擦力的接触的情况下(例如以间隙配合)在输出对应盘28处对中。
离心力离合器34与输出对应盘28连接，在高于边界转速时，该离心力离合器建立与钟罩36的摩擦锁合。钟罩36与从动轴38抗扭转地连接，该从动轴能够驱动该机动车的驱动轮。在所示实施例中，从动轴38经由第一轴承40和第二轴承42基本上防倾翻地支承在输出锥盘对14的输出对应盘28处。
与无级变速器10的图1所示的实施方式相比，在无级变速器10的图2所示的实施方式中，输入对应盘18和输入调节盘20也经由输入板簧44相互连接，从而使得能够设置间隙来取代输入对应盘18与输入调节盘20之间的抗扭转的插接齿部。输入调节盘20能够经由两个、三个或者更多的输入板簧44在无摩擦接触的情况下以径向间隙在输入对应盘18处对中。输入板簧44能够将输入对应盘18和输入调节盘20朝向彼此牵拉，从而使得必要时能够减小转速感应元件26的离心力质量24的惰性质量和体积。
附图标记列表
10 无级变速器
12 输入锥盘对
14 输出锥盘对
16 缠绕传动件
18 输入对应盘
20 输入调节盘
22 斜坡
24 离心力质量
26 转速感应元件
28 输出对应盘
30 输出调节盘
32 输出板簧
34 离心力离合器
36 钟罩
38 从动轴
40 第一轴承
42 第二轴承
44 输入板簧

Claims (10)

1.一种用于在机动车驱动系中基本上连续地变化传动比的无级变速器，其具有：
用于导入转矩的输入锥盘对(12)，其中，所述输入锥盘对(12)具有输入对应盘(18)和能相对于所述输入对应盘(18)轴向移位的输入调节盘(20)，
用于导出所述转矩的输出锥盘对(14)，其中，所述输出锥盘对(14)具有输出对应盘(28)和能相对于所述输出对应盘(28)轴向移位的输出调节盘(30)，和
将所述输入锥盘对(12)与所述输出锥盘对(14)耦合的缠绕传动件(16)、尤其是楔形皮带，
其中，所述输入对应盘(18)与所述输入调节盘(20)经由至少一个输入板簧(44)连接，用于压紧所述缠绕传动件(16)，和/或，所述输出对应盘(28)与所述输出调节盘(30)经由至少一个输出板簧(32)连接，用于压紧所述缠绕传动件(16)。
2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于，所述至少一个输入板簧(44)、尤其是至少两个或者三个输入板簧(44)将所述输入调节盘(20)相对于所述输入对应盘(18)轴向对中，和/或，所述至少一个输出板簧(44)、尤其是至少两个或者三个输出板簧(44)将所述输出调节盘(30)相对于所述输出对应盘(28)轴向对中。
3.根据权利要求1或2所述的无级变速器，其特征在于，所述输入调节盘(20)能相对于所述输入对应盘(18)相对地受限地扭转和/或所述输出调节盘(30)能相对于所述输出对应盘(28)相对地受限地扭转。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的无级变速器，其特征在于，所述输入板簧(44)和/或所述输出板簧(32)至少一部分在切线方向上延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的无级变速器，其特征在于，当在牵引运行中在所述输入对应盘(18)与所述输入调节盘(20)之间传递转矩时所述输入板簧(44)以拉力被加载，和/或，当在牵引运行中在所述输出对应盘(30)与所述输出调节盘(28)之间传递转矩时所述输出板簧(32)以拉力被加载。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的无级变速器，其特征在于，所述输入板簧(44)具有与所述输出板簧(32)不同的弹簧特性线。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的无级变速器，其特征在于，所述输入板簧(44)在相对于所述缠绕传动件(16)的径向最内部位态而言的径向内部固定在所述输入锥盘对(12)中，和/或，所述输出板簧(32)在相对于所述缠绕传动件(16)的径向最内部位态而言的径向内部固定在所述输出锥盘对(14)中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的无级变速器，其特征在于，所述输入锥盘对(12)和/或所述输出锥盘对(14)具有转速感应元件(26)，用于由于离心力而提高用于压紧所述缠绕传动件(16)的压紧力。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的无级变速器，其特征在于，所述输出锥盘对(14)经由离心力离合器(34)与钟罩(36)连接，用于驱动驱动轮。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的无级变速器，其特征在于，所述输入对应盘(18)或所述输入调节盘(20)抗扭转地与驱动毂连接、尤其与机动车发动机的驱动轴连接。
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