CN110114590B - 用于无级变速器的包括不同类型横向段的传动带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传动带(3)，其包括环形承载件(30)和多个横向段(40；40a、40b)，所述横向段沿着承载件(30)的圆周安装和布置成基本连续的排。这种类型的传动带(3)特别是从其在摩擦型带和带轮变速器中的应用已知。根据本发明，通过减小所述横向段(40；40a、40b)的排中的每隔一个横向段(40；40a、40b)的径向尺寸，可以减小传动带(3)的重量，从而提高这种变速器的效率。

Description

用于无级变速器的包括不同类型横向段的传动带

技术领域

本发明涉及一种用于无级变速器的传动带，该传动带特别是用于围绕变速器的两个带轮布置并且包括用于接触传动带轮的多个互不相连的横向元件或横向段以及一个或多个用于承载横向段以在带轮之间支撑和引导横向段的环形承载件。本发明类型的传动带也称为推带。

背景技术

传动带的环形承载件通常由多个相互嵌套的、连续的柔性金属带组成，并且也称为环组。环形承载件至少部分地嵌入设置在横向段中的凹部中。在传动带仅包括一个环形承载件的情况下，这种承载件通常安装在横向段的朝向传动带的径向外部开口的中央凹部中。然而，通常传动带设有至少两个环形承载件，每个环形承载件安装在横向段的两个凹部中的相应一个中，该凹部然后朝向横向段的、即传动带的相应轴向或侧向侧开口。

传动带的横向段通常也由金属制成，并且沿着环形承载件的圆周滑动地布置在几乎连续的排中，使得这些横向段能够传递与传动带的运动相关的力。横向段具有两个主体表面，这两个主体表面至少部分地相对于彼此基本上平行地延伸，并且通过其圆周表面在横向段的厚度(局部)上彼此分开。横向段相对较薄，从而数百个横向段存在于传动带中。每个横向段设有凸弯形的表面区段，表示为摇摆边缘，横向段径向向内是窄缩的，从而允许邻接的横向段绕轴向和沿弯形轨迹相互旋转，同时在摇摆边缘保持彼此推动接触。横向段的圆周表面的一些部分用于与传动带轮摩擦接触，特别是通过夹在这种带轮的两个圆锥形槽轮之间，这些部分在下文中表示为接触表面。通常，接触表面在接触表面不与带轮槽轮直接、即物理接触的位置是成型的，即包含凹口和/或通道，用于在其较低位置部分中容纳润滑油。在横向段的与带轮和传动带的径向方向相对应的高度方向上，接触表面以与带轮的槽轮之间限定的角度相对应的角度相互定向。接触表面和带轮槽轮之间的摩擦接触允许力在其间传递，使得传动带可以将驱动扭矩和旋转运动从一个传动带轮传递到另一个。

接触表面在径向方向上的尺寸，即其高度，直接影响横向段的大小和重量，并因此影响整个传动带的大小和重量。为了使这种重量最小化并因此使原材料的使用最小化，优选地尽可能小地选择该高度。然而，存在关于接触表面的最小高度的一些要求，这些要求阻止横向段的(进一步)重量减小，至少在该重量由其接触表面的高度确定时。例如，根据WO2012/098426 A1，横向段相对于带轮槽轮的优选径向对准由增加的接触表面的高度通过抵抗横向段围绕在传动带轴向方向上延伸的轴线的(俯仰)旋转而格外受到支持。EP-A-0 367620教导了与接触表面的最小高度有关的另一个要求。EP-A-0 367 620规定了接触表面的限定的，几何确定的最小高度，以同样通过防止横向段围绕沿传动带的圆周方向延伸的轴线和相对于带轮槽轮的(滚转)旋转支持所述优选的径向对准。因此，通过关于接触表面的最小高度的这些已知要求，有利地促进了这些表面与带轮槽轮之间的线接触。

发明内容

本公开的一个目的是优化传动带的设计，特别是在其重量方面，同时基本上保持或改善其常规操作性能，特别是在传动带的横向段的接触表面和应用传动带的变速器的带轮的带轮槽轮之间的优选线接触方面。

根据本公开，在传动带中结合有两种类型的横向段，它们至少通过其各自接触表面的高度相互区分。这种新型的传动带设计基于以下技术见解：并非传动带中的每个横向段都需要满足与其接触表面的最小高度相关的上述已知要求，同时仍然能实现由此对所有横向段预期的效果，即同时仍然能促进其接触表面与带轮槽轮的线接触。事实上，如果仅传动带的一部分横向段，即第一类型的横向段设置有所需高度的接触表面，则这些横向段不仅抵抗它们自身相对于带轮槽轮的旋转，而且抵抗相邻横向段相对于带轮槽轮的旋转，无论其接触表面的高度如何。这些相邻横向段可以靠在所述第一类型的所述横向段上，从而防止相对于其俯仰。另外，防止这些相邻横向段通过和相对于传动带的环形承载件滚转，而环形承载件又由所述第一类型的横向段定位。

根据本公开，这些相邻横向段因此可以是第二类型的横向段，其接触表面的高度小于第一类型的接触表面的高度。虽然这些第二类型的横向段本身比所述第一类型的横向段更易于滚转旋转和/或俯仰旋转，但是在传动带的操作期间其接触表面的优选径向对准通过邻近的第一类型的横向段和/或与其相互作用的环形承载件充分确保。

本公开开辟了减小第二类型的横向段的重量的可能性，这通过减小特别是其位于其接触表面之间且位于环形承载件径向内侧的底部部分的大小来实现。实际上，通常也可以减小这些第二类型的横向段的位于环形承载件径向外侧的顶部部分的大小，因为在本领域中通常相对于所述底部部分的大小限定这种顶部部分的大小，特别是使得横向段的重心根据现有的设计偏好而定位。优选地，第二类型的横向段的重心位于与第一类型的横向段的重心基本相同的径向位置。优选地，两种类型的横向段的宽度至少基本相同。通过这种特征，通过带轮槽轮和在带轮槽轮之间施加的夹紧力由各个横向段以有利的相似份额承担。

所述第一和第二类型的横向段可以以相互交替的方式设置在传动带中，特别是使得每个第二类型的横向段在传动带的横向段的所述排中放置在两个第一类型的横向段之间。在传动带的操作期间，第二类型的横向段通过不仅与带轮槽轮的接触和相互作用，而且与环形承载件和邻近的第一类型的横向段的接触和相互作用于是相对于带轮槽轮基本保持在其优选径向定向上。

在本公开的范围内，原则上也可以在传动带中包括比包括在其中的第一类型的横向段的数量更多的第二类型的横向段。然而，优选的是，每个第二类型的横向段在至少一侧上相邻第一类型的横向段。在后一种约束条件下，传动带中的第二类型的横向段的数量与第一类型的横向段的数量之比2比1实现了其最小的总重量。

附图说明

参考附图并结合其优选实施例，在本发明的以下描述的基础上更详细地解释本发明。在附图中，相同的附图标记表示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，其中传动带在两个带轮上运行。

图2是已知传动带的一部分的示意图，其包括两组的多个柔性环，以及多个横向段。

图3提供了已知传动带的横向段的示意性正视图。

图4提供了根据本公开的传动带的第一实施例的示意性侧视图。

图5提供了当从图3的已知横向段偏离时根据本公开修改的横向段的示意性正视图。

图6提供了根据本公开的传动带的第二实施例的示意性侧视图。

图7提供了当从图3的已知横向段偏离时包含根据本发明的进一步改进的横向段的示意性正视图。

具体实施方式

图1中的无级变速器(CVT)的示意图示出了传动带3，其缠绕在两个带轮1和2上并且包括两个单独的环形承载件30以及安装在这些承载件30的圆周上并且沿着这些承载件30的圆周布置在基本连续的排中的多个横向段40。当被夹在带轮1、2的两个圆锥形带轮盘4、5之间时，传动带3能够在这些带轮1、2之间传递扭矩和伴随的旋转运动。同时，传动带3在相应带轮1、2的带轮盘4、5之间的运行半径R确定CVT的传动(速度)比，即相应带轮1、2的转速之比。该CVT、其主要操作及其用途本身是已知的。

已知的传动带3的一个示例在图2中以其三个横向段40的区段更详细地示出。在该图2中示出了环形承载件30各自由一组相互嵌套的、平坦且柔性的环31构成。传动带3的横向段40相继布置，即沿着环形承载件30的圆周布置成排，使得它们可以相对于承载件30的圆周方向和在承载件30的圆周方向上滑动。在一定程度上，横向段40因此也能够相对于环形承载件30围绕传动带3的轴向方向AD旋转(“俯仰”)，围绕径向方向RD旋转(“偏摆”)和围绕圆周方向CD旋转(“滚转”)，如图2中的曲线箭头所示。

每个横向段40设置有突出部41，突出部41在传动带的圆周方向上从其主面突出，并且每个横向段40在其相反的主面中具有凹部(未示出)。在传动带3中，横向段40的突出部41至少部分地嵌入相应相邻的横向段40的凹部中，以便在垂直于所述圆周方向定向的平面中相互对齐。

横向段40的所谓的摇摆边缘42在横向段40的径向外部部分、即顶部部分和其窄缩的径向内部部分、即底部部分之间限定了凸弯形的过渡表面。横向段40的该摇摆边缘42在宽度方向上、即在传动带3的轴向方向上延伸，并且用作在其所述排中的两个相邻横向段40相互旋转、即俯仰的支点，以允许传动带3沿循两个带轮1、2的带轮盘4、5之间的弯曲轨迹。

横向段40承担经由设置在其任一轴向侧上的接触表面43施加在每个带轮1、2的带轮盘4、5之间的夹紧力。这些接触表面43在径向向外的方向上以角度

相互分开，该角度

基本上与在任一带轮1、2的带轮盘4、5之间限定的角度

相匹配。在下文中，术语接触表面43的高度“H1”用于其在径向方向上的尺寸，即垂直于带轮轴6、7测量的尺寸。例如，如果接触表面43的长度等于“L1”，则所述高度H1可以用下式计算：

虽然在图2中未示出这种特征，但是横向段40的接触表面43通常不是平坦且光滑的表面，而是通常具有相当大的粗糙度和/或具有诸如波纹的表面轮廓。接触表面43的该波纹设计在图3中示出，图3以正视图，即在传动带3的面向其圆周方向的横截面中示出了已知的横向段40。接触表面43的较高部分、即相对突出的部分44旨在与带轮盘4、5直接接触，而其较低部分、即相对凹陷的部分45可以容纳并引导在操作期间从所述突出部分44和带轮盘4、5之间排出的润滑流体/冷却流体。在所示的波纹状接触表面43的示例中，其所述长度L1和高度H1至少有效地由其在操作期间与带轮盘45有接触的径向最外的突出部分441和径向最内的突出部分442确定。

实际上，传动带3的横向段40通常具有几乎相同的形状，仅显示出极小的差异，例如厚度分别为1.5mm和1.4mm。多年来，已经仔细考虑和优化了已知横向段40的大多数设计方面。特别地，横向段40被设计成在操作期间可靠且长时间承受其载荷。特别是关于横向段40的接触表面43的高度H1，可应用最小高度要求，不仅用于提供足够的强度(抗屈曲)和耐磨性，而且用于促进横向段40相对于带轮盘4、5的优选径向对准。接触表面43的这种最小高度要求在很大程度上决定了横向段40和传动带3整体的尺寸和重量。EP-A-0 367 620教导了这种最小高度要求的一个示例，根据该文件：

其中W1代表横向段40的带轮接触宽度，其由横向段40的接触表面43的径向最外的突出部分441之间在轴向上的距离定义。这种特定的已知最小高度要求在实践中广泛应用。就H1而言，该已知要求对应于

在图2和3的已知传动带3中，其所有横向段40都设有满足这种最小高度要求的、高度H1基本相同的接触表面43。对于其接触表面43的给定高度H1，减小横向段40的重量的一种已知解决方案是在其径向内部部分、即底部部分中冲出一个或多个孔。然而，这在横向段40的制造中可能并不总是可行的或经济的。本公开提供了用于减小整个传动带3的重量的替代解决方案。

根据本公开的传动带3的第一实施例在图4中以其六个横向段40a、40b的剖面的侧视图示意性地示出。在其该第一实施例中，传动带包括相应两种类型40a、40b的横向段40a、40b，其中，第一类型40a设置有高度H1的接触表面43a，高度H1大于第二类型40b的接触表面43b的高度H2。因此，较矮横向段40b的重量、即第二类型40b的横向段的重量小于(或至少可以小于)较高横向段40a的重量、即第一类型40a的横向段的重量。因此，图4的新型传动带3的整体重量可以有利地小于仅包括较高横向段40a的传动带3的重量。

在图4的新型传动带3中，不满足上述最小高度要求的第二类型40b的横向段的位置和定向至少部分地由第一类型40a的较高的邻近横向段直接通过物理接触或间接经由环形承载件30来确定。在图5中，以示意性正视图示出了这种第二类型40b的横向段的示例，而图4的传动带的实施例中的第一类型40a的横向段从图3中所示的已知传动带3复制。由于这两个横向段类型40a、40b旨在(并且确实)在操作期间与带轮1、2摩擦接触，横向段类型40a和40b的宽度W1基本相同。至少，这种宽度尺寸的差异小于横向段40a、40b在负载下，即在变速器中操作期间在轴向方向上的弹性变形，该变形通常小于100微米。然而，并非横向段40a、40b的所有尺寸在其两个所述类型40a、40b之间必须相同。例如，第二类型40b的较矮横向段可以比第一类型40a的较高横向段厚，以便促进新型传动带3的重量减轻(未示出)。

可能地，根据本公开，较小高度的接触表面43b的高度H2，即第二类型40b的横向段的高度H2在第一类型40a的横向段的接触表面43a的高度H1的三分之一(1/3)和三分之二(2/3)之间。更特别地，前一高度H2约为后一高度H1的一半(1/2)。这些值在实践中广泛适用，为整个传动带3提供了相当大的减重，同时仍然为两种类型的横向段40a、40b提供传动带的可靠和持久操作所需的强度和耐磨性。还可能地，第一类型40a的横向段的接触表面43a的高度H1满足EP-A-0 367 620所教导的数值：

而第二类型40b的横向段的接触表面43b的高度H2不满足，即：

根据本公开的传动带3的第二实施例在图6中以其六个横向段40a、40b的剖面的侧视图示意性地示出。该第二实施例在两个方面与上述传动带3的第一实施例不同，然而，这些方面也可以单独地应用，即彼此独立地应用。

图6的传动带3的第一新型设计方面是两种类型的横向段40a、40b相互布置在沿环形承载件30的圆周延伸的横向段40a、40b排中的顺序。在图4的传动带3的所述第一实施例中，两种类型的横向构件40a、40b以相互交替的方式布置。替代地，在图6的传动带3的第二实施例中，每个具有较高(H1)接触表面43a的第一类型40a的横向段总是在一组两个具有较矮(H2)接触表面43b的第二类型40b的横向构件之前和之后。因此，在传动带3的该第二实施例中，每个第二类型40b的横向段在其仅一侧上与第一类型40a的横向段相邻。与图4的传动带3的所述第一实施例相比，图6的其第二实施例相对于图2的已知传动带设计提供了进一步的减重。

图6的传动带3的第二新型设计方面是第二类型40b的横向段的径向外部、顶部部分的高度小于第一类型40a的横向段的径向外部、顶部部分的高度。新型传动带3的这种设计方面也在图7中以第二类型40b的横向段相对于第一类型40a的横向段的外轮廓(由虚线表示)的正视图示出。与根据图4和5的传动带3的第二类型40b的横向段的实施例相比，根据图6和7的其实施例相对于图2的已知传动带设计提供了进一步的减重。此外，通过该第二新型设计方面，第二类型横向段40b的重心在径向方向上看更低，特别是更靠近第一类型横向段40a的重心。

除了前面的全部描述和附图的所有细节之外，本公开还涉及并包括所附权利要求中的所有特征。权利要求中的括号内的参考文献不限制其范围，而是仅作为相应特征的非限制性示例提供。视情况而定，单独要求保护的特征可以在给定产品或给定过程中单独应用，但也可以在其中以两个或更多个这样的特征的任意组合同时应用。

由本公开表示的本发明不限于本文明确提及的实施例和/或示例，还包括其更改、修改和实际应用，特别是那些相关领域技术人员可以接触到的更改、修改和实际应用。

Claims (7)

1.一种用于无级变速器的传动带(3)，其具有至少一个环形的承载件(30)和多个横向段(40；40a、40b)，所述横向段(40；40a、40b)沿着承载件(30)的圆周在承载件(30)上可滑动地布置成排，其中，横向段(40；40a、40b)都设有两个主体表面，在两个主体表面之间横向段(40；40a、40b)沿厚度方向延伸，并且横向段(40；40a、40b)设有位于主体表面之间并连接主体表面的圆周表面，圆周表面的一些部分、即接触表面(43；43a、43b)以锐角度

相对定向且预定与变速器的带轮(1、2)摩擦接触，并且横向段都在主体表面中的一个中设有在宽度方向上延伸的凸弯形的过渡表面部分、即摇摆边缘(42)，所述过渡表面部分位于横向段(40)的顶部部分与窄缩的底部部分之间，且用作传动带(3)的横向段(40；40a、40b)的所述排中相邻横向段(40；40a、40b)相对旋转的支点，其特征在于，两种类型的横向段(40；40a、40b)被包括在传动带(3)中，其中，接触表面(43；43a、43b)在传动带(3)的径向方向上具有在所述两种类型的横向段之间不同的高度尺寸(H1；H2)，第一种类型的横向段(40；40a、40b)的接触表面的高度尺寸(H1)大于这些接触表面之间的最大宽度尺寸(W1)和这些接触表面之间的角度

的正弦值的一半的数学乘积，并且第二种类型的横向段(40；40a、40b)的接触表面的高度尺寸(H2)小于这些接触表面之间的最大宽度尺寸(W2)和这些接触表面之间的角度

的正弦值的一半的数学乘积，由于这两种类型的横向段在操作期间都与带轮摩擦接触，因此这两种类型的横向段的宽度基本相同。

2.根据权利要求1所述的传动带(3)，其特征在于，两种类型的横向段(40；40a、40b)的接触表面(43；43a、43b)的高度尺寸之间的比值在1/3和2/3之间的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，第一种类型的横向段(40；40a、40b)在径向方向上比第二种类型的横向段(40；40a、40b)延伸得更远，第一种类型的横向段(40；40a、40b)和第二种类型的横向段(40；40a、40b)都延伸到承载件(30)的径向内侧并延伸到承载件(30)的径向外侧。

4.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，第一种类型的横向段(40；40a、40b)的接触表面之间的锐角度

略大于第二种类型的横向段(40；40a、40b)的接触表面之间的锐角度

5.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，所述两种类型的横向段沿着承载件(30)的圆周相互交替地布置。

6.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，沿着承载件(30)的圆周，成对的第二种类型的相继横向段(40；40a、40b)与单个的第一种类型的横向段(40；40a、40b)交替地布置。

7.根据权利要求2所述的传动带(3)，其特征在于，两种类型的横向段(40；40a、40b)的接触表面(43；43a、43b)的高度尺寸之间的比值等于1/2。

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