CN1129972A - 变速传动装置，特别是车辆的变速传动装置 - Google Patents
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Abstract
一种变速传动装置(1)，能连续地改变两根传动轴(6、7)速比的有关组件(5)包括具有相应轴线(8)的钟罩(37)；一圈装在钟罩(37)内部的锥形辊(16)，每一根锥形辊都有一个相应的外侧表面(18)，该侧表面在一个切点(P)上与上述钟罩(37)的内表面协同工作；还有一个装在这圈锥形辊(16)内部，能沿着钟罩(37)的轴线(8)的两个方向移动的控制构件，以便将辊(16)与钟罩(37)锁定在一起，并且沿着相应锥形辊(16)的母线移动切点(P)。
Description
本发明涉及一种变速传动装置，特别是车辆的变速传动装置。
根据德国专利No.902 204的一种变速传动装置，包括一根绕相应的轴线转动，并由一凸形表面界定的中央锥形辊，和许多根外部锥形辊。这些外部锥形辊布置在环绕着中央辊的一个圆环内，由相应的凹进的侧向表面所界定，并与中央辊相对并与其相切。上述外部锥形辊借助于一个能沿着上述轴线移动，并且具有以滑动的方式与上述外部锥形辊的侧表面相配的，围绕着这些外部锥形辊的控制环，与中央辊互相锁定，以改变上述传动装置的速比。
上述公知类型的变速传动装置由于完全依靠以滑动的方式与上述外部锥形辊相配的控制环，所以它有一些缺点，即，必须有一个离合器，以便在改变速比之前使传动装置与荷载脱开，以及在速比改变之后，重新把传动装置与荷载连接起来。
上述缺点已经被本申请人在1992年8月12日申请的00104号PCT申请中所公开的变速传动装置所消除了，在该装置中，上述控制环用一个滚珠圈来代替，这个滚珠圈介于外部辊的侧表面和一个反作用构件之间，也能沿着中央辊的轴线移动，上述反作用构件由一个与中央辊的轴线同轴，并且能沿该轴线的两个方向移动的套筒所形成。
但是，上述类型的变速传动装置由于有了所述的套筒而变得相当的不方便，因为这个套筒除了其他作用者外，应该是可移动的，必须装在一个保护壳体内。
采用若干个反作用组件来代替套筒，可以消除这种缺点，即，上述每一颗滚珠配一个反作用组件，这种组件是与相应的钢珠协同工作的滚动件，支承在单独一个能沿上述轴线作轴向移动的环上。
虽然这种结构满意地解决了传动装置的尺寸问题，但是，由于要增加很多零件，所以结构复杂，制造费用昂贵。
本发明的一个目的就是提供一种克服上述缺点的变速传动装置的结构，同时，这种结构的制造既简单又经济，并且可靠性很高。
按照本发明，提供了一种变速传动装置，特别是车辆的变速传动装置，它包括一根第一轴和一根第二轴，以及连接这两根轴并且连续地改变这两根轴的速比的装置；其特征在于，上述连接装置包括一根管状体，这根管状体有一根相应的轴线并且在内部形成了一个与上述轴线同轴线的弧形表面；一个装在上述管状体内，并且在朝向管状体的内表面的侧面上形成相应的弧形侧表面的许多长形本体的环；装在上述许多长形本体的环内部的控制装置，用来使各长形本体的侧表面与上述管状体的内表面在一个相应的唯一的切点上协同工作，上述切点是可以沿着相关的长形本体的母线移动的；以及迫使上述两个弧形表面在上述切点上互相压紧的压紧装置。
下面，参照附图举例说明本发明的一个非限制性的实施例，附图中：
图1是按照本发明的变速传动装置的一个最佳实施例的断面图；
图2是图1中细节的放大断面图；
图3是图2中各细节的立体解剖图。
图1中的标号1表示一个车辆用的，特别是汽车用的变速传动装置，它包括一个外壳2，该外壳2又包括一个管状体3，和两块封住管状体的相对两端的板4和5。板4和5上装有穿通的两根传动轴6和7，这两根轴互相对准，并且与一根基本上与壁板4和5垂直的轴线8同轴线。图2中，传动轴7朝顺时针方向转动，它包括一个通过孔10向外壳2内突出的端部9，孔10在外壳2内部的一块与管状体3连接并且平行又靠近板5的板11上形成。端部9借助于轴承12与板5连接，可以转动，但轴向是固定的。端部9上有一个与轴线8同轴线的盲孔13，该盲孔与传动轴的端部14连接，两者能够相对转动，但不能沿着轴向相对移动。
传动轴6和7借助于装在外壳2内部的一个连接组件15互相连接成一个有角度关系的整体，该连接组件15可用于连续地改变传动轴6和7的速比。组件15包括一个由若干锥形辊16组成的环，每一根辊都绕一根相对于轴线8和传动轴7的端部9倾斜的轴线17转动，每一根辊都与板11呈倾斜状态，并且每一根辊的侧面都形成以规定的圆弧半径向内凹进的表面18。
更具体的说，在每一根辊16朝向板4的终端都有通过相应的连接装置21安装在支承盘20上的圆柱销19(参见图2和3)。上述支承盘20是所有的辊16共有的，它垂直于轴线8。连接装置21能使相应的辊16绕轴线17转动，并且能使相应的销19沿着垂直于轴线8的方向移动，并使相应的辊16锁定在相对于传动轴6的位置上。如图3中所详细表示的，每一个连接装置21都包括一个平行六面体22，该六面体有一个中心孔23，该中心孔23与一个相应的销19配合，使得销19能够转动并且能沿着轴线滑动。在六面体22的两侧还有两根销24，这两根销24处在垂直于轴线8和17的同一根轴线25上，并且分别装入在一对垫板27上形成的孔26中，能够转动。垫板27嵌入沿支承盘20的外圆周上隔开距离布置的相应的槽29内部形成的径向导轨28中，能够滑动。
在每一根辊16的与支承盘20连接端相对的一端，通过介于中间的螺旋连接件30，与一根相应的销31连接。销31在板5和11之间延伸，平行于传动轴6，在轴线方向的位置是固定的，并且在图2中能相对于板5和11向)顺时针方向转动。在每一根销31上都装有一个作为驱动装置33的一部分的直齿轮32。上述驱动装置33还包括一个安装在端部9上并与齿轮32啮合的中央直齿轮34。按照图中未表示的一个变型，连接件30用一对万向节代替，而组件15还包括一个垂直于轴线8的圆盘35(在图1和图2中用虚线表示)，各辊16的相应的端部则借助于与连接装置21相似的装置(图中未示出)连接在该圆盘上。
再请参阅图1和2，所有的辊16和传动轴6的中间部分36都装在一个锥形的钟罩37内部，该钟罩37能围绕着自身与轴线8重合的轴线相对于外壳2转动，其内部形成一个轴线与轴线8重合，并且在接触面P某一点上与各表面18相切的凸形表面38。钟罩37的内半径向着朝向板11的端部减小，并且用一个通过轴承40与钟罩37连接，与钟罩成一定角度的推力环39迫使钟罩37与表面18接触。推力环39依靠若干个双作用液压千斤顶41(图中只表示了两个)能沿着轴线8移动，每一个千斤顶包括一个与板11连成整体的本体42，和一根输出杆43。该输出杆有一个带螺纹的端部，能拧入在推力环39上形成的相应的螺纹孔内，以调整长度。
各个辊16与钟罩37之间的相对位置，借助于作为组件15的一部分，并装在辊16所形成的环内部的控制构件44来改变，这个控制构件用于锁定各辊16与钟罩37的相对位置，并改变传动轴6和7的速比。
在图示的例子中，构件44是普通万向节的形式，它包括一个中央芯部45，此芯部的侧面由一球形表面形成，安装在传动轴6的中间部分36上，借助于花键联结器46能沿着轴向滑动。中间环49的内表面48与表面47接触，能够滑动。这个中间环49和芯部45连接的方式是，它能借助于一对从芯部45的两侧延伸出来的销子51(图2中只表示了一个销子)，绕垂直于轴线8的一根轴线50，在图2的平面上转动。中间环49支承着一个外环52，外环52的内表面与中间环49的外表面互补，其外表面则由一个球形表面53在接触线P1的某一点上与各表面18相切。外环52用一对垂直于销子51并介于销子51之间的销子54与中间环49连接，并且和一个朝着板4延伸的轴向套筒56连成一体。轴向套筒56又通过位于中间的轴承57和一根公知的肘杆58与线性致动器60(见图2)的输出杆59联结，以便沿着轴线8改变构件44的位置。
最后，变速传动装置1还包括许多把油，通常是雾化的矿物油，喷入外壳2的喷嘴(图中未表示)；和一个用于控制公知的部件62，转而控制千斤顶41的公知的控制系统61。更具体的说，控制系统61是随着传动装置1的荷载状态和润滑油的状态，例如润滑油的温度和粘度，这两个因素的不同来控制部件62，从而改变千斤顶41的输出杆43的位置的。为此目的，控制系统61要和一个第一传感器63和许多其他的传感器65(图中只示意地表示了两个)连接。第一传感器63连接在一个用来选择传动装置1的工作状态的手动操纵选择器64上；而其他的传感器65都装在外壳2内部，与传动装置1的输入轴和输出轴连接。
在实示使用时，操纵致动器60，使外环52相对于芯部45绕着销子51和54的轴线转动，从而改变了芯部45与传动轴6的轴向相对位置；上述芯部45沿着传动轴中间部分36的位移，使得所有的辊16都锁定在钟罩37上，这样就改变了表面18和38沿着各辊16的母线的接触点P的位置，从而改变了传动轴6和7之间的速比。
此外，随着传动装置1工作条件的变化，和随着用于润滑传动装置1中相互之间发生相对运动的各个零件的润滑油状态的变化，控制系统61使部件62动作，部件62又驱动千斤顶41使环39移动，改变钟罩37与辊16的环之间的相对轴向位置，从而改变上述接触点P和P1上的压力。
这样，以上所述的传动装置1的零部件的特定结构，特别是控制构件44的位置布置在辊16组成的环的内部，不但完成了一种变速传动装置，而且，和公知的传动装置相比，在结构和操作两方面都非常紧凑，并且制造成本相当低。
上述传动装置1的结构的传动效率也相当高，具体的说，在工作温度大致为80℃时，效率能达到80％。
传动装置1在应用时，传动轴6和7同样都可以与一根输入驱动轴(图中未表示)连接，而不会影响传动装置1的效率和可靠性。
很明显，对于以上所描述和图示的变速传动装置1可以作出各种改变，但却不会脱离本发明的范围。
例如，传动轴6和7可以与图中所示的处在同一根轴线上相反，可以改变传动装置33使两根轴在轴向隔开距离；或者，与图中所示实施例的传动方式相反，可以单独设置用来支承和引导构件44的轴6，这时，构件44就可以简化，具体说，它可以只由一个能相对于轴6转动和沿着轴向移动的球形体组成。
最后，上述输入驱动轴或输出轴(图中都未示出)，可以借助于，例如一个齿轮传动装置(图中未示出)和钟罩37连接，在这种情况下，连接件30和传动装置33就都可以省略了。但，在这种情况下，辊16组成的环将相对于外壳2空转，更具体的说，辊16将成为一个行星齿轮系的行星齿轮来传递运动，并且辊16组成的环必须能在一个相对于外壳2的角度位置上重新锁定，例如，借助于把盘20和/或盘35与外壳2连接，或者，更方便一些，在盘20和外壳2之间插进一个离合器(图中未示出)。这后一种技术方案能用使离合器逐渐结合的方法逐渐平稳地脱开连接。
Claims (14)
1.一种变速传动装置(1)，特别是用于车辆的变速传动装置，它包括一根第一轴(6)和一根第二轴(7)，以及连接这两根轴(6)(7)并且连续地改变这两根轴(6)(7)的速比的装置(15)；其特征在于，上述连接装置(15)包括一根管状体(37)，这根管状体有一根相应的轴线(8)并且在内部界定了一个与上述轴线(8)同轴线的弧形表面(38)；一个装在上述管状体(37)内，并且在朝向管状体(37)的内表面(38)的侧面上形成相应的弧形侧表面(18)的许多长形本体(16)组成的环；装在上述许多长形本体(16)的环内部的控制装置(44)，用来使各长形本体(16)的侧表面(18)与上述管状体(37)的内表面(38)在一个相应的唯一的切点(P)上协同工作，上述切点是可以沿着相关的长形本体(16)的母线移动的；以及迫使上述两个弧形表面(18)(38)在上述切点(P)上互相压紧的压紧装置(39、41)。
2.如权利要求1所述的变速传动装置，其特征在于，上述管状体(37)的内表面(38)是凸形表面，而上述长形本体(16)的侧表面(18)是凹形表面。
3.如权利要求1或2所述的变速传动装置，其特征在于，上述管状体由一个锥形钟罩(37)所形成，其内半径朝着该钟罩(37)的一个轴端减小；而上述长形本体由朝着上述钟罩(37)的轴端呈锥形的锥形辊所形成。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的变速传动装置，其特征在于，上述控制装置包括一个控制构件(44)，该控制构件能沿着上述轴线(8)移动，并且在朝向上述长形本体(16)的侧面上，形成一个与各长形本体(16)的侧表面(18)在一个相应的唯一切点(P1)上协同工作的外表面(53)；以及一个用来使控制构件(44)沿着上述轴线(8)相对于上述管状体(37)移动的致动装置(58、60)。
5.如权利要求4所述的变速传动装置，其特征在于，上述控制构件(44)的外表面(53)是一个球形表面。
6.如权利要求4所述的变速传动装置，其特征在于，上述控制构件(44)包括一个能沿着上述轴线(8)作轴向运动的中央芯部(45)；和一个外部环形体(52)，其外部由上述外表面(53)形成；上述环形体(52)与上述芯部(45)的联结方式使得该环形体能绕至少两根轴线(50)(54)相对于芯部(45)转动。
7.如权利要求6所述的变速传动装置，其特征在于，上述致动装置(58、60)包括一个线性致动器(60)，以及介于线性致动装置(60)和上述环形体(52)之间的肘杆装置(58)。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的变速传动装置，其特征在于，上述压紧装置(39、41)包括至少一个作用在上述管状体(37)上的线性致动器(41)。
9.如权利要求8所述的变速传动装置，其特征在于，它还包括用来控制上述线性致动器(41)的控制装置(61、62)。
10.如权利要求1至9中任何一项所述的变速传动装置，其特征在于，上述管状体(37)相对于上述压紧装置(39、41)和上述长形本体(16)组成的环，绕着上述相应的轴线(8)转动。
11.如权利要求4至10中任何一项所述的变速传动装置，其特征在于，上述第一轴(6)在上述管状体(37)内延伸，与上述轴线(8)同轴线，并为上述控制构件(44)形成一个支承；并且，该变速传动装置还包括一个把上述长形本体(16)与上述第二轴(7)相联结的传动装置(33)。
12.如权利要求11所述的变速传动装置，其特征在于，它还包括一个介于上述传动装置(33)和上述各长形本体(16)之间的连接件(30)。
13.如权利要求1至12中任何一项所述的变速传动装置，其特征在于，上述第一轴(6)和第二轴(7)互相对准并且同轴线。
14.一种变速传动装置，特别是用于车辆的变速传动装置，它基本上如附图及对附图的描述所示。
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