CN112855855A - 用于传动带的横向段、传动带及无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于带与带轮式无级变速器的传动带(6)，其包括安装在由多个相互嵌装的环形件组成的套叠组(9)上的一排横向段(10)。横向段(10)设有成横向段(10)的前表面(11)的凸形弯曲区域的形式的倾斜边缘(18)，当相继的横向段(10)处于相对倾斜的位置时，所述倾斜边缘(18)提供相继的横向段(10)之间的互推接触。根据本发明，倾斜边缘(18)的径向外侧延伸部相对于前主体表面(11)的与该倾斜边缘(18)的径向外侧延伸部相邻的表面部分以钝角δ定向。

Description

用于传动带的横向段、传动带及无级变速器

技术领域

本发明涉及一种横向段，其旨在作为用于具有两个带轮和传动带的无级变速器的传动带的一部分。这种传动带从国际专利申请公开WO 2015/063132 A1中已知，并且包括一排金属横向段，所述横向段可滑动地安装在多个相互嵌套的连续金属带。这种特定类型的传动带也被称为推式传动带或推带。

背景技术

在以下描述中，轴向、径向和周向相对于传动带在变速器之外以圆形方式放置时的情况而限定。此外，横向段的厚度尺寸在传动带的周向上限定，横向部件的高度尺寸在所述径向上限定，且横向段的宽度尺寸在所述轴向上限定。

现有横向段均包括基底部分、中间部分和顶部部分。横向段的中间部分在径向上延伸，从而将横向段的所述基底部分和顶部部分相互连接。在横向段的基底部分与顶部部分之间并且在其中间部分的任一侧上，限定出相应的槽，以用于容纳传动带的相应的环件套叠组。在每个槽处，其径向朝外的底部表面沿径向向外的方向接触并支撑环件套叠组。槽的与横向段的基底部分相关联的这些底部表面在下文中被称为支承表面。

在传动带的横向段的排中，横向段的前主体表面(面向带转动方向)的至少一部分抵靠所述行中的相应在前的横向段的后主体表面(相对于带转动方向向后)的至少一部分，而横向部件的后主体表面的至少一部分抵靠相应随后的横向段的前主体表面的至少一部分。横向段的这些前后主体表面中的至少一个、例如前主体表面包括轴向延伸的凸弯曲表面部分。该弯曲表面部分将前主体表面分成相对于彼此以一角度(钝角)定向的径向靠外表面部分和径向靠内表面部分。传动带中的邻靠横向段能够相对于彼此倾斜，同时在这种弯曲表面部分处保持相互接触，这种弯曲表面部分在下文中称为倾斜边缘，但在现有技术中也称为摆动边缘。倾斜边缘由此使得传动带的成排横向段能够平滑地遵循环件套叠组的由传动带轮施加的局部弯曲，同时持续在彼此上施加(推)力。

关于这种倾斜边缘，US 6,440,023 B2例如教导提供具有圆弧形的倾斜边缘，其曲率半径与传动带的某些设计和操作参数相关联。特别是，US 6,440,023 B2规定了倾斜边缘的最小曲率半径，其基于横向段之间的最大允许赫兹接触应力，即基于倾斜边缘的最大允许磨损率。事实上，这样的最小允许倾斜边缘半径在实践中通常是优选的，以使邻接的横向段之间的取决于它们之间的倾斜角的接触线的径向向内位移最小化。然而，与此相反，JP2009216145 A教导了一种倾斜边缘，其曲率半径在径向向内方向上增大。以这种方式，JP2009216145 A考虑到，在传动带运行期间，带轮处的邻接的横向段之间的接触力随着它们之间的倾斜角而变化。特别是，根据JP 2009216145 A，当倾斜角最大时，即当传动带在带轮上的曲率半径最小时，这种接触力最大。

发明内容

本发明的目的在于进一步提高已知传动带在其耐磨性与其运行效率方面的性能。更特别是，本发明的目的在于在这方面优化横向段的设计。

根据本发明，倾斜边缘的凸形弯曲相对于其前主体表面的所述径向外表面部分成钝角起始，该钝角对应于或大于180度减去带轮处的邻接的横向段之间的最小倾斜角。替代地，倾斜边缘可以在径向方向上至少设置外侧段和内侧段，其中，外侧段与内侧段相比依据更小的曲率半径凸形地弯曲，而外侧段在径向方向上的尺度小于内侧段在径向方向上的尺度的三分之一，优选地，相当于其五分之一至三分之一之间。

更特别的是根据本发明，倾斜边缘的径向外侧段的曲率半径可小于就所述最大允许赫兹应力和/或磨损率而言对径向内侧段所规定的曲率半径。在这方面，需要指出的是，倾斜边缘的径向外侧段的曲率半径等于零的极限情况，与本发明的所描述的第一个实施例相对应。然而，在实践中，由于横向段在运行过程中的塑性变形和/或磨损，甚至由于其制造过程中的实际限制，通常会在前主体表面的所述径向外表面部分与倾斜边缘的内侧段之间存在呈倾斜边缘的外侧段形式的过渡段。

本发明的基础是传动带在变速器中的运行的一个方面。即，从传动带在变速器中的转动方向看，当横向段从传动带的位于带轮之间的直线轨迹部分转入其位于带轮上的弯曲轨迹部分时，相对在前的横向段相对于随后的横向段转动。特别是，在所述弯曲轨迹部分中，横向段以倾斜角α相互定向，该倾斜角α由弯曲轨迹部分的曲率半径Rr和横向段的厚度t确定或者至少可以近似地确定如下：

(180·t)/(π·Rmin)≥α[度]≥(180·t)/(π·Rmax) (1)

其中，Rmin和Rmax分别代表传动带在带轮上的弯曲轨迹路径的出现的最小的和最大的半径Rr。

因此，小于(180·t)/(π·Rmax)的倾斜角α仅在所述相对在前的横向段从传动带的直线轨迹部分到其弯曲轨迹路径的过渡期间短暂出现，反之亦然。根据本发明，倾斜边缘的径向外侧段由此可与其限定根据公式(1)的倾斜角α的底部段相比依据较小的曲率半径而弯曲，而不会引起倾斜边缘的过度磨损。定量地看并结合变速器和传动带的典型设计和尺寸，根据本发明，适用以下优选参数值：

-倾斜边缘的所述外侧段优选地依据小于6mm、特别是2至4mm之间的曲率半径凸形地弯曲；和/或

-倾斜边缘的所述内侧段优选地依据等于或大于6mm、特别是10至20mm之间的曲率半径凸形地弯曲；和/或

-倾斜边缘的所述外侧段优选地跨越至少1度、尤其是1至2度之间的角度；和/或

-所述外侧段和所述内侧段优选地平滑地相互汇合并且与前主体表面的所述径向外表面部和所述径向内表面部平滑地汇合。

附图说明

现在将参照附图对上文描述的发明及本发明的基本技术工作原理作进一步说明，其中，

-图1提供了无级变速器的示意性透视图，其具有在两个带轮上运行的

传动带；

-图2提供了现有传动带以其周向定向的示意性剖视图；

-图3提供了现有传动带的横向段的示意性宽度定向的视图；

-图4以其放大剖视图示出了已知的传动带中的两个相继的、彼此邻接的横向段的接触部；

-图5详细描绘了已知的横向段的倾斜边缘；

-图6描绘了根据本发明的第一实施例中的横向段的倾斜边缘；以及

-图7描述了根据本发明的其第二实施例中的横向段的倾斜边缘。

特别要指出的是，这些附图是示意性的，特别是没有按比例绘制。

具体实施方式

图1示意性地示出了无级变速器，比如在机动车辆中在其主发动机与驱动轮之间使用的无级变速器。无级变速器总体以附图标记1表示。无级变速器1包括两个带轮2、3和传动带6，传动带6围绕带轮2、3以闭合环路设置。带轮2、3分别设有带轮轴4和两个带轮轮盘7、8，其中，第一带轮轮盘7固定在相应带轮2、3的带轮轴4上，且第二带轮轮盘8相对于该带轮轴4能够轴向移动，同时在转动方向上固定。在变速器1的操作过程中，传动带6在每个带轮2、3处以所谓的运行半径Rr被相应的带轮轮盘7、8并在相应的带轮轮盘7、8之间被夹持，通过将带轮2、3的带轮轮盘7、8相应地朝向、远离彼此移动，可在最小运行半径Rmin与最大运行半径Rmax之间改变运行半径Rr，以改变变速器的速度比。

传动带6包括两组彼此径向套叠的连续的带或环件，在下文中称为环件套叠组9。传动带6的横向段10布置在环件套叠组9上，从而沿着其整个周向形成基本连续的排，为了简单起见，图1仅示出了这些横向段10的一部分。

横向段10设置成至少可沿着环件套叠组9的周向相对于环件套叠组9移动。因此，借助于摩擦并通过横向段10彼此压靠且在带轮2、3的转动方向上沿着环件套叠组9的周向彼此向前推动，可在变速器带轮2、3之间传递转矩。传动带6的横向段10和环件套叠组9(的环件)通常由钢制成。这种特定类型的变速器1及其主要操作本身是已知的。

在图2中，以剖视图示出了传动带6的一个示例性实施例，该剖视图10在其长度方向或周向0上、即垂直于传动带6的宽度方向或轴向人以及高度方向或径向Rr而定向。在图3中，仅示出图2的横向段10的在轴向八上的侧视图。

在图2中，以剖视图示出了环件套叠组9，并以前视图示出了传动带6的一个横向段10。环件套叠组9在这种情况下由五个单独的平坦的、薄且柔性的环形环件5组成，这些环形环件5在径向Rr上彼此同心地套叠，以形成相应的环件套叠组9。然而，在实际中，这些环件套叠组9通常包括多于五个的环形环件5，例如九或十二个环形环件5。

在图2和图3中，横向段10被示为在径向Rr上相继地包括大致为梯形的基底部分13、相对较窄的中间部分14和大致为三角形的顶部部分15。在中间部分14的任一侧上，在基底部分13和顶部部分15之间限定了槽33，

环件组件9被容纳在槽33中。在每个槽33处，基底部分13的径向朝外的支承表面42在操作过程中接触相应的环件套叠组9中的径向内侧。

横向段10的前主体表面总体以附图标记11表示，而横向段10的后主体表面总体以附图标记12表示。在传动带6中，横向段10的前主体表面11的至少一部分抵靠相应的后一横向段10的后主体表面12的至少一部分，而横向段10的后主体表面12的至少一部分10抵靠相应的前一横向段10的前主体表面11的至少一部分。

横向段10经由其接触面37承受施加在每个带轮2、3的盘7、8之间的夹持力，在横向段10的每个轴向侧处设置一个这样的接触面37。这些接触面37在径向向外方向上相互分散开，从而使得在其间限定出一锐角

该锐角被称为带角度

并紧密地匹配带轮2、3的带轮轮盘7、8之间所限定的带轮角度θ。

横向段10设有从其前主体表面11突出的突起40，并设有在其后主体表面12中设置的相应的腔41。在传动带6中，随后的横向段10的突起40至少部分地位于前导的横向段10的腔41中，从而防止或至少限制了这些相继的横向段10之间的在垂直于传动带6的周向C的平面上的相对移位。

在横向段10的前主体表面11处，限定出了倾斜边缘18。倾斜边缘18由前主体表面11的凸弯曲式区域体现，该区域在径向Rr上将所述前主体表面11的两个部分分开，所述两个部分相对于彼此成一角度(钝角)地定向，使得横向段10在倾斜边缘18下方、即相当于倾斜边缘18径向向内窄缩。倾斜边缘18的一个重要功能是，当所述横向段10在带轮2、3处相对于彼此处于稍微转动的、即倾斜的位置时，提供相继的横向段10之间的相互推压接触。倾斜边缘18的该功能在图4中以图3中的横向段10的部分P的放大图更详细地示出。

图4表示两个相继的、相互邻接的横向段10a、10b的轴向定向视图，这两个横向段10a、10b处于其对准的、即平行的定向，以及处于相互定向成形成倾斜角α的情况。在其所述平行的定向下，相继的横向段10a、10b在倾斜边缘18的上方、即径向外侧相接触。然而，当相应地在前的横向段10b相对于相应地随后的横向段10a转动时，其后表面12在该随后的横向段10a的倾斜边缘18上滚离。当相继的横向段10a、10b中的在前的横向段10b刚好进入或离开一个带轮2、3的两个带轮轮盘7、8之间时，发生这种转动和滚离。当相继的横向段10a、10b都在带轮轮盘7、8之间位于传动带6的弯曲轨迹部分中时，相继的横向段10a、10b之间的倾斜角α基本保持不变，而在随后的横向段10a的倾斜边缘18上的其相互接触的径向位置也保持不变。由此，倾斜角α可以近似地表示为：

α[度]≈(180·t)/(π·Rr) (2)

其中，t代表横向段10在传动带6的周向方向上的厚度尺寸。

如图5所示，已知的横向段10的倾斜边缘18具有固定的半径18R，其基点或中心点(圆心点)18C与倾斜边缘18的径向外侧延伸部重合，使得倾斜边缘18与前表面11的位于倾斜边缘18上方、即径向外侧的部分平滑地汇合。倾斜边缘18、即前表面11的凸形弯曲部沿径向向内方向延伸到使得它可以适应在传动带5在传动装置1中运行期间出现的相继的横向段10a、10b之间的任何倾斜角α，即在式(2)中Rr＝∞至Rr＝Rmin之间。例如，在典型参数值Rmin＝25mm和t＝1.5mm的情况下，倾斜边缘18跨越至少3.5度的角度β、即从在其径向外侧延伸部处竖直定向到在其径向内侧延伸部处相对于竖直方向定向成3.5度或大于3.5度。因此，在典型应用的摆动边缘半径18R为6mm的情况下，最小仅需要使摆动边缘18的弧长18L为约0.37mm。

由于传动带6的运行半径Rr在带轮3、4处的弯曲轨迹部分中在Rmin至Rmax之间变化，而在带轮3、4之间的直线轨迹部分中的运行半径基本上是无限大的，因此，在相继的横向段10a、10b之间，只有当在前的横向段10b经过所述直线轨迹部分与弯曲轨迹部分之间时，才会短暂地出现0与(180·t)/(π·Rmax)之间的较小的倾斜角α值。因此，代表所述较小的倾斜角α值的倾斜边缘18的径向外侧段，比根据本文公式(1)代表相对较大的倾斜角α值范围的其径向内侧段经历较少的磨损。根据本发明，传动带6的该操作方面实现横向段10、特别是其倾斜边缘18的有利的设计改型。

图6中示出了根据本发明的新型横向段10的第一实施例。在该第一实施例中，所述倾斜边缘18的径向外侧延伸部相对于前主体表面11的与倾斜边缘18的该径向外侧延伸部相邻的表面部分以钝角δ定向。这种新颖的设计特征有效地使倾斜边缘18的径向外侧延伸部的曲率半径18R的中心点18C位于倾斜边缘18的上方、即径向外侧。在这种情况下，优选地，与已知的横向段10相比，由倾斜边缘18限定的倾斜角α的范围减小，特别是不包括所述较小的倾斜角α值。因此，与已知的横向段10相比，可以有利地减小摆动边缘18的径向范围和弧长。替代地，与已知横向段10的半径相比，可以有利地增大倾斜边缘18的半径18R，而不增加其弧长18L。由此，减少了所述弯曲轨迹部分中的相继的横向段10之间的接触应力，从而有利地减少了横向段10的弹性压缩和/或磨损。

图7示出了根据本发明的新型横向段10的第二、另一实施例。在该第二实施例中，横向段10的倾斜边缘18包括径向外侧段181和径向内侧段182，径向外侧段181的曲率半径18R1小于径向内侧段182的曲率半径18R2，并且径向外侧段181(仅)限定所述较小的倾斜角α值。在该第二实施例中，与已知的横向段10相比，也可以有利地减小摆动边缘18的径向范围和弧长，或者有利地增大径向内侧段182的半径18R2。优选地，径向内侧段182与径向外侧段181平滑地汇合、即与径向外侧段181连续(而不是成角度地定向)，在这种情况下，倾斜边缘18的径向内侧段182的曲率半径18R2的中心点18C2位于倾斜边缘18的上方、即径向外侧。还优选地，该径向外侧部181与前主体表面11的与倾斜边缘18的该径向外侧部181相邻的所述表面部分而平滑地汇合。

除了前文描述的所有内容和附图的所有细节，本公开还涉及和包括权利要求书的所有特征。权利要求书中括号里的附图标记并不限制权利要求书的范围，而是仅用于提供对应特征的非限制性示例。所要求保护的特征可根据具体情况单独应用于某个给定的产品或给定的流程，但将这些特征中的两个或更多的任意组合应用于此也是可能的。

本公开阐述的本发明不限于本文明确提到的实施例和丨或示例，而是包含实施例和〖或示例的修正、改变和实际应用，尤其是在本领域技术人员可得到的范围之内的那些修正、改变和实际应用。

Claims (9)

1.一种用于传动带(6)的横向段(10)，所述传动带(6)设有包括多个相互嵌装的带的环件套叠组(9)和可移动地布置在环件套叠组(9)上的多个连续的横向段(10)，所述横向段(10)限界出用于容纳环件套叠组(9)的槽(33)，所述槽(33)在槽的底部上由横向段(10)的具有用于支撑环件套叠组(9)的支承表面(42)的基底部分(13)限定，在所述基座部分(13)中，倾斜边缘(18)设置成横向段(10)的前表面(11)的在高度方向上凸形弯曲的部分的形式，其特征在于，倾斜边缘(18)的凸形弯曲定向成相对于前表面(11)的位于倾斜边缘(18)上方并与倾斜边缘(18)相邻的部分成一定角度。

2.一种用于传动带(6)的横向段(10)，所述传动带(6)设有包括多个相互嵌装的带的环件套叠组(9)和可移动地布置在环件套叠组(9)上的多个连续的横向段(10)，所述横向段(10)限界出用于容纳环件套叠组(9)的槽(33)，所述槽(33)在槽的底部上由横向段(10)的具有用于支撑环件套叠组(9)的支承表面(42)的基底部分(13)限定，在所述基座部分(13)中，倾斜边缘(18)设置成横向段(10)的前表面(11)的依据一曲率半径(18R)在高度方向上凸形弯曲的部分的形式，其特征在于，倾斜边缘(18)的曲率半径(18R)的中心点(18C)位于倾斜边缘(18)的上方。

3.一种传动带(3)，其设有包括多个相互嵌装的带的环件套叠组(9)和多个连续的根据权利要求1或2所述的横向段(10)，所述横向段(10)可移动地布置在环件套叠组(9)上。

4.一种无级变速器(1)，其设有两个带轮(2，3)和传动带(6)，所述传动带(6)围绕所述带轮(2，3)，并包括多个相互嵌装的带和多个连续的横向段(10)，所述横向段(10)可移动地布置在环件套叠组(9)上，并且限界出用于容纳环件套叠组(9)的槽(33)，所述槽(33)在槽的底部上由横向段(10)的具有用于支撑环件套叠组(9)的支承表面(42)的基底部分(13)限定，在所述基座部分(13)中，倾斜边缘(18)设置成横向段(10)的前表面(11)的在高度方向上的相关的部分，所述倾斜边缘(18)设置在传动带(6)中的在带轮(2、3)处的两个相继的横向段(10)的接触部中，在带轮的位置处，相继的横向段(10)彼此以倾斜角(α)定向，所述倾斜角(α)与传动带(6)绕相应的带轮(2，3)的运行半径(Rr；Rmax；Rmin)有关，所述倾斜边缘(18)包括依据相对较小的曲率半径(18R1)弯曲的上段(181)和依据相对较大的曲率半径(18R2)弯曲的下段(182)，其特征在于，倾斜边缘(18)的上段(181)跨越的角度等于或小于相继的横向段(10)之间的与传动带(6)在变速器(1)中的运行半径(Rr；Rmax；Rmin)的出现的最大值有关的倾斜角(α)。

5.根据权利要求4所述的无级变速器(1)，其特征在于，倾斜边缘(18)的上段(181)的曲率半径(18R1)小于6mm、优选地具有在2至4mm的范围内的值。

6.根据权利要求4或5所述的无级变速器(1)，其特征在于，倾斜边缘(18)的下段(182)的曲率半径(18R2)等于或大于6mm、优选地具有在10至20mm的范围内的值。

7.根据权利要求6所述的无级变速器(1)，其特征在于，倾斜边缘(18)下段(182)的曲率半径(18R2)的中心点(18C2)位于倾斜边缘(18)的上方。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的无级变速器(1)，其特征在于，倾斜边缘(18)的上段(181)跨越的角度至少为1度、优选为1至2度。

9.根据权利要求4-7中任一项所述的无级变速器(1)，其特征在于，倾斜边缘(18)的上段(181)在高度方向上的延伸尺度小于倾斜边缘(18)的下段(182)在高度方向上的延伸尺度的三分之一、优选地为倾斜边缘(18)的下段(182)在高度方向上的延伸尺度的五分之一到三分之一。

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