CN110637177A - 用于环面驱动cvt的偏斜限制器 - Google Patents

Abstract

本文描述了一种用于环面驱动CVT的偏斜限制器。偏斜限制器提出了成形件，该成形件将偏斜角度限制在已知的角度，而不管辊子的倾斜角度如何。

Description

用于环面驱动CVT的偏斜限制器

技术领域

本发明总体上涉及环面驱动(Toric-drive)连续可变变速器(CVT)。更具体地，本发明涉及一种用于环面驱动CVT的偏斜限制器。

背景技术

环面驱动连续可变变速器(以下统称为“CVT”)在本领域中被认为是已知的。因此，本文将仅简要地讨论这种CVT的操作。

大体上说，CVT设置有具有环形表面的驱动盘、同样具有面对驱动盘的环形表面的环形表面的从动盘，两个盘通过与它们各自的环形表面接触的辊子链接。辊子相对于驱动盘和从动盘的倾斜角度决定了从动盘和驱动盘之间的速度比率，因为该角度决定了辊子与两个环形表面接触的径向位置。

这些辊子通常彼此链接，使得它们围绕倾斜轴的倾斜角度相同。因此，提供了一种辊子位置控制机构，以确保辊子始终保持相同的倾斜角度，并且当它们从一个比率改变为另一个比率时即从一个倾斜角度改变为另一个倾斜角度时，它们同时运动。

常规的辊子位置控制机构依靠围绕偏斜轴线(即垂直于倾斜轴线的轴线)的小运动来启动辊子围绕倾斜轴线的运动，该运动将它们从一个倾斜角度改变为另一个倾斜角度。

附图说明

在附图中：

图1是双腔环面驱动CVT的透视图；

图2是沿图1的线2-2截取的截面图，其中CVT示出为处于下传动(underdrive)位置；

图3是沿图2的线3-3截取的截面图；

图4是类似于图2的放大部分的截面图，CVT示出为处于单一(unitary)位置；

图5是沿图4的线5-5截取的截面图；

图6是类似于图2的放大部分的截面图，CVT示出为处于超速传动(overdrive)位置；

图7是沿图6的线7-7截取的截面图；

图8是辊子的一部分的截面图；以及

图9是根据说明性实施例的偏斜限制器的透视图。

具体实施方式

目的总体上是提供了一种用于环面驱动CVT的偏斜限制器。

根据说明性实施例，提供了一种环面驱动连续可变变速器，包括：

纵向轴，其位于纵向轴线上并且通过非旋转套筒在其上支撑输入盘和输出盘；输入和输出盘具有面对的环形表面；

至少两个辊子，其使输入和输出盘的环形表面互连；至少两个辊子中的每个都具有设置有远端的轴；至少两个辊子中的每个安装在非旋转套筒上，以便可沿着偏斜轴线和倾斜轴线移动；

控制环，其安装到变速器上，以便可绕纵向轴线枢转，控制环包括孔，每个孔容纳至少两个辊子之一的辊子轴的远端；控制环绕纵向轴线的枢转导致至少两个辊子在偏斜轴线上运动；以及

偏斜限制器，其设置在至少两个辊子之一的辊子轴与控制环之间；偏斜限制器包括第一和第二成形突起，第一和第二成形突起构造成在达到辊子的预定最大偏斜角度时邻接控制环；偏斜限制器由此将偏斜角度限制为已知的最大角度，而不管至少两个辊子的倾斜角度如何。结合权利要求和/或说明书中的术语“包括”使用的词语不定冠词“一(个)”可以指“一个”，但其也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或一个以上”的含义一致。类似地，词语“另一个”可以指至少第二个或更多个。

如在本说明书和权利要求中使用，词语“包括”(及其任何变体)、“具有”(及其任何变体)，“含有”(及其任何变体)或“包含”(及其任何变体)是包容性的或开放式的，并且不排除其他未引用的元件或过程步骤。

术语“约”用于指示值包括用于确定该值的装置或方法的误差的固有变化。

应当注意，表述“原动机”在本文中以及在所附权利要求中应被解释为内燃机、涡轮发动机或任何其他机械动力产生元件或组件。

应当指出，尽管表述“CVT”(代表连续可变变速器)将被解释，但在本文和所附权利要求中作为任何环面驱动连续可变变速器，包括双腔全环形CVT、半环形CVT；单腔环形CVT。还应指出，术语“CVT”在本文和所附权利要求中也应解释为设置有允许其作为IVT(代表无限可变变速器)操作的其他元件的CVT，IVT是CVT设计的子集，其中输出轴速度与输入轴速度比率的范围包括零比率。

应当注意，在变速器的情况下在本文中使用的表述“超速传动”在本文和所附权利要求中将被解释为变速器比率使得变速器输出速度高于变速器输入速度的状况。

应当注意，在变速器的情况下在本文中使用的表述“下传动”在本文和所附权利要求中将被解释为变速器比率使得变速器输出速度低于变速器输入速度的状况。

表述“连接”和“联接”是可互换的，并且应当在本文和所附权利要求中广义地解释，以便包括机械零件或部件之间的任何协作或被动关联。例如，这些零件可以通过直接联接或连接或者通过使用其间的其他零件间接联接或连接而组装在一起。联接和连接也可以是远程的，例如使用磁场或其他方式。

在本文和所附权利要求中应将表述“输入”(不涉及诸如轴的特定部件)解释为包括物体、组件、系统或机构的任何可移动部分，用于从同一或另一组件、系统或机构接收机械功。类似地，表述“输出”应被解释为包括用于传递机械功的类似部分。

表述“齿轮比”在本文和所附权利要求中应被广义地解释为是指在机器、系统或组件的输入处的旋转速度与其输出的旋转速度之间的比率。

通过阅读以下仅通过参考附图的示例给出的示例性实施例的非限制性描述，用于环面驱动CVT的偏斜限制器的其他目的、优点和特征将变得更加明显。

一般而言，偏斜限制器的说明性实施例提出了一种成形件，该成形件将偏斜角度限制为已知的角度，而不管辊子的倾斜角度如何。

现在转到附图的图1和2，将描述根据说明性实施例的使用偏斜限制器的双腔环面驱动CVT管壳10。

CVT管壳10包括中心轴12，第一和第二输入盘14和16固定地安装在中心轴12上以随其旋转。输出盘18通过轴承20和两件式非旋转套筒组件22可旋转地安装到轴12上。盘14、16和18包括面对的环形表面，并且限定了辊子28和30分别设置在其中的第一腔24和第二腔26。更具体地，三个辊子28(仅示出两个)将第一输入盘14互连到输出盘18，而三个辊子30(仅示出两个)将第二输入盘16互连到输出盘18。

其中辊子的倾斜角度确定输入盘和输出盘之间的速度比率的环面驱动CVT的一般操作被认为对于本领域技术人员而言是已知的，因此这里将不再进一步描述。

为简明起见，在下文中将仅描述腔24的一个辊子28，因为所有的辊子28和30都是相似的并且以相似的方式工作。

辊子28通过球轴承34可旋转地安装到球端32，球轴承34设置在辊子28和接收球端32的辊子轴毂36之间。球端32本身固定地联接到非旋转套筒22。对本领域技术人员显而易见的是，球端32允许辊子绕倾斜轴线(例如其垂直于图2的页面并穿过球端32的中间)并且绕偏斜轴线(例如其位于辊子平面与图2页面定义的平面的相交处)自由运动。设置有限定球形突起40的远端的辊子轴38安装到毂36并限定辊子28的旋转轴线。球形突起40容纳在插座42中，其自身容纳在外控制环46的成角度槽44中。内控制环48还在其孔(参见图4中的49)中容纳插座42。

本领域技术人员将理解，内控制环48与纵向轴12同轴，并且由于辊子轴38的远端容纳在内控制环48的孔49中，因此内控制环48可绕由纵向轴限定的纵向轴线枢转以产生偏斜角度。因此，偏斜角度的变化导致辊子取向的不平衡并产生倾斜角度的变化。由于所有的辊子28都通过内控制环48和外控制环46互连，所以它们全部改变其偏斜角度，因此同时改变其倾斜角度。

辊子轴38还包括安装到毂36的偏斜限制器50，以通过限制内控制环48的枢转作用来限制可施加到辊子28的倾斜角度。一般而言，当达到最大允许的偏斜角度时，偏斜限制器50通过提供紧靠内控制环48的成形突起来限制内控制环48的枢转作用。如下文所述，偏斜限制器50的这些成形突起构造成使得最大偏斜角度是相同的，而不管辊子限定的倾斜角度如何。

如从图8和9可以更好地看出，根据说明性实施例的偏斜限制器50包括构造成被夹持到毂36(参见图2)的圆形安装部52以及两个成形突起54和56。

从图8可以清楚地看到，成形突起54和56(图8中仅示出了突起56)具有半圆形外表面(参见虚线56')，其半径大于从球端32的中心的投影半径(参见虚线57')。实际上，由于偏斜限制器50具有大体圆形形状，因此成形突起的半圆形外表面的半径有利地大于从球端32的中心的投影半径，以将偏斜角度限制到相同角度，而不管倾斜角度如何。本领域技术人员将理解，如果偏斜限制器具有大致方形形状，则半圆形外表面可以具有与投影半径相同的半径。

从图9可以看出，成形突起54和56具有平坦弯曲内表面59和不规则弯曲外表面61。

如本领域技术人员从对所示实施例的以下描述中将理解，半圆形外表面56'和成形突起54和56的不规则弯曲外表面61的组合使得辊子可达到的最大偏斜角度是相同的，而不管辊子的倾斜角度如何。

转到附图的图3，在本文所述的CVT的特定设计中，内控制环48包括切口部分58和60，其定位成允许相应的成形突起在其中。

本领域技术人员将理解，当内控制环48的枢转作用导致成形突起54和56中的一个在切口部分58和60中的一个中与控制环48接触时，防止控制环48进一步枢转，进而防止辊子28进一步偏斜，因此限制了辊子28的偏斜角度。

如上所述，应注意的是，成形突起54和56构造成使得辊子28可采取的最大偏斜角度是相同的，而不管辊子的瞬时倾斜角度如何。相信本领域技术人员能够确定突起54和56的形状，从而在任何倾斜角度下在突起和相应的切口部分之间具有相等的距离。如果内控制环48没有切口，则也相信本领域技术人员可以确定突起54和56的形状。

应当注意，成形突起54和56在附图上看起来具有小平面，这是出于说明的目的，因为认为圆形突起是令人感兴趣的。

现在将描述偏斜限制器50的操作。

图2和3示出了处于下传动位置的CVT10，即输出盘18比输入盘14和16旋转得更慢。箭头100和102示出了输入盘14和16的旋转方向，而箭头104示出了输出盘18的旋转方向。这些旋转方向指示经由图3中的箭头106所示的辊子28的旋转方向。

为了从图2和3所示的下传动位置转到图4和5所示的单一位置，内控制环48沿箭头108所示的方向枢转。

在图3中，以虚线示出了辊子28处于其中性位置，并且以实线示出了处于由内控制环48的枢转作用而导致的其最大偏斜位置。辊子28的旋转轴线也以虚线和实线示出，以示出当突起54在其切口部分58中邻接内控制环48时达到的约2度的最大偏斜角度110。

现在转到图4和5，示出了CVT10处于单一位置，即输入和输出盘的旋转速度基本相等的位置。

为了从图4和所示的单一位置转到图6和7所示的超速传动位置，内控制环48再次沿箭头108所示的方向枢转。

在图5中，以虚线示出了辊子28处于其中性位置，并且以实线示出了处于由内控制环48的枢转作用而导致的其最大偏斜位置。辊子28的旋转轴线也以虚线和实线示出，以示出当突起54邻接切口部分58时达到的约2度的最大偏斜角度112。

现在转向图6和7，示出了CVT10处于超速传动位置，即输出盘的旋转速度大于输入盘的旋转速度。

为了从图6和7所示的超速传动位置转到图4和5所示的单一位置，内控制环48沿箭头114所示的方向枢转。应当注意，虽然箭头114的方向看起来与图3和5的箭头108的方向相似，但这不是因为图7的截面图是从图6的右向左截取的。

在图7中，以虚线示出了辊子28处于其超速传动位置，并且以实线示出了处于由内控制环48的枢转作用而导致的其最大偏斜位置。辊子28的旋转轴线也以虚线和实线示出，以示出当突起56邻接切口部分60时达到的约2度的最大偏斜角度116。

应当注意，即使最大倾斜角度在本文中描述并且在附图中示出为约2度，但是可以通过改变突起54、56和/或切口部分58、60的形状和尺寸或者通过改变突起和切口部分之间的距离来使用其他最大偏斜角度。

要注意的是，尽管上述实施例示出了腔的仅一个辊子设置有偏斜限制器，但出于冗余目的，每个腔的一个以上辊子可以配备有这种辊子。

尽管以上描述指示盘14和16是输入盘并且盘18是输出盘，但是这些盘的功能可以是不同的，这对于本领域技术人员将是显而易见的。

应当理解，用于环面驱动CVT的偏斜限制器在其应用中并不限于附图所示和上文所述的结构和零件的细节。用于环面驱动CVT的偏斜限制器能够用于其他实施例并且以各种方式来实践。还应理解，本文使用的措词或术语是出于描述的目的而非限制。因此，尽管以上已经通过其说明性实施例描述了用于环面驱动CVT的偏斜限制器，但是在不脱离其精神、范围和性质的情况下，可以对其进行修改。

Claims (9)

1.一种环面驱动连续可变变速器，包括：

纵向轴，其位于纵向轴线上并且通过非旋转套筒在其上支撑输入盘和输出盘；所述输入和输出盘具有面对的环形表面；

至少两个辊子，其使输入和输出盘的环形表面互连；所述至少两个辊子中的每个都具有设置有远端的轴；至少两个辊子中的每个安装在非旋转套筒上，以便可沿着偏斜轴线和倾斜轴线移动；

控制环，其安装到变速器上，以便可绕纵向轴线枢转，所述控制环包括孔，每个孔容纳至少两个辊子之一的辊子轴的远端；控制环绕纵向轴线的枢转导致至少两个辊子在偏斜轴线上运动；以及

偏斜限制器，其设置在至少两个辊子之一的辊子轴与控制环之间；所述偏斜限制器包括第一和第二成形突起，所述第一和第二成形突起构造成在达到辊子的预定最大偏斜角度时邻接所述控制环；偏斜限制器由此将偏斜角度限制为已知的最大角度，而不管至少两个辊子的倾斜角度如何。

2.如权利要求1所述的环面驱动连续可变变速器，其中，所述至少两个辊子包括三个辊子。

3.如前述权利要求中任一项所述的环面驱动连续可变变速器，包括用于至少两个辊子中的每个的偏斜限制器。

4.如前述权利要求中任一项所述的环面驱动连续可变变速器，其中，至少两个辊子中的每个经由联接至所述非旋转套筒的球端安装至非旋转套筒。

5.如权利要求4所述的环面驱动连续可变变速器，其中，每个成形突起包括半圆形外表面，该半圆形外表面的构造和尺寸设计成在达到最大偏斜角度时邻接所述控制环。

6.如权利要求5所述的环面驱动连续可变变速器，其中，每个成形突起的半径大于从所述球端的中心的投影半径。

7.如前述权利要求中任一项所述的环面驱动连续可变变速器，其中，每个成形突起具有平坦且弯曲内表面和不规则弯曲外表面，从而构造成当偏斜角度达到预定最大值时邻接所述控制环，而不管至少两个辊子采取的倾斜角度如何。

8.如前述权利要求中任一项所述的环面驱动连续可变变速器，其中，所述控制环包括设置在轴接收孔的任一侧上的第一和第二切口，以接收所述成形突起。

9.如前述权利要求中任一项所述的环面驱动连续可变变速器，其中，所述至少两个辊子的辊子轴的远端限定大致球形突起，所述球形突起通过插座容纳在所述控制环的孔中。