CN1564920A - 传动机构 - Google Patents

Abstract

一种传动机构，带有两个旋转的传动件，它们各自具有至少一个用于旋转联接件的工作面，调整器件包括一个安全装置，它在可控制的调整装置失灵的情况下将联接件调整到安全滚道内。

Description

传动机构

本发明涉及一种传动机构，带有两个旋转的传动件，它们各自具有至少一个用于旋转联接件的工作面，其中，至少工作面之一具有至少两个用于带有不同工作半径的联接件的滚道并具有调整装置，通过调整装置联接件可以从两个滚道的一个调整到两个滚道的另一个。

这类传动机构例如由EP 0 878 641 A1或EP 0 980 993 A2作为锥形摩擦环传动机构有所公开。类似的配置例如还有US 1,709,346或者US 4,229,985，其中后者还公开了这样的配置，其中，两个旋转传动件之间的力传递不是通过唯一的摩擦环，而是通过整套配置进行。US 5,575,734也具有作为旋转传动件的锥体，但它们是通过球体相互连接的。作为联接件也可以使用其他装置，如旋转的三角皮带或者链条。此外，还有采用不同旋转传动件的这类传动机构；因此，这类传动机构并不局限于把锥体作为旋转的传动件，例如像DE 38 35 0 52 A2，US2,205,031和EP 0 657 663 A1所公开的那样。锥体或包括多个环的锥体也可以作为联接件使用，例如像US 5,601,509所公开的那样。此外，这些文献还表明，在仅包括两个旋转传动件的传动机构的位置上，传动机构也可以具有多于两个的旋转传动件，它们与一个或者多个联接件相应地有效连接。

所有这些传动机构的共同之处是，旋转传动件的至少一个工作面具有至少两个用于工作半径不同的相应联接件的滚道，从而可以通过滚道的变换改变传动比。在通常情况下，特别是可以几乎连续地改变该传动比，方法是将相应的联接件通过各自的工作面在不同的连续并排设置的滚道上调整，其中，传动件或者联接件是否可以相应调整显然无关紧要。

为进行相应的调整，传动机构具有调整器件，其包括一个可控制的调整装置，例如电动驱动器。由此可以容易地调整所要求的传动比。然而，在这种情况下存在的问题是，在某些情况下这类控制会失灵。虽然机械或发动机的问题在此可能很少，但电子控制设备的失灵却尤其是个严重的问题。在这种情况下，特别是会造成联接件在传动件旋转时不再运行，不受控制地沿工作面移动，从而会导致传动机构损坏或者堵塞。在两种情况下汽车都会失去控制，例如发生侧滑。此外，更换损坏的传动机构必然比仅更换发生故障的电子控制设备的费用要高得多。

因此，本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的传动机构，即使在可控制的调整装置失灵的情况下，在一定程度上也能保持运转并减少全部失灵。

作为解决方案，本发明提出一种带有两个旋转传动件的传动机构，传动件各自具有至少一个旋转联接件的工作面，其中，至少工作面之一具有至少两个用于带有不同工作半径的联接件的滚道并具有调整器件，通过调整器件联接件可以从两个滚道中的一个向两个滚道中的另一个进行调整并包括一个可控制的调整装置，其中，传动机构的特征在于，调整器件包括一个安全装置，在可控制的调整装置失灵情况下，它将联接件调整到安全滚道。

作为附加方案或可替换方案建议，安全装置以确定速度将联接件最好调整到安全滚道内。

此外，作为附加方案或可替换方案建议，安全装置包括调整器件至少一个其他组件的预张紧。

通过上述措施，保证了传动机构即使在系统失灵时，特别是在控制失灵时，仍保持受控的工作状态。在这种情况下，通过如调整桥、保持架或者这类组件的预张紧，保证了如果可控制的调整装置的调整力失灵的话，由于预张紧该组件进入所要求的位置，从而联接件以适当的方式得到调整。特别是如果将联接件调整到安全滚道内的话，保证汽车或具有传动机构的传动系保持运转，联接件不会由于系统故障离开工作面。安全滚道最好选择为发动机也可实施起动过程的传动比。由此保证汽车即使很慢，但也能一直行驶到例如停车场这样的目的地。否则汽车中间熄火就不能再重新启动。然而，如果传动机构除了旋转的传动件和联接件外，还具有控制传动比的其他传动件，例如第一档，那么作为安全滚道也可以选择带有允许更快行驶传动比的滚道。起动过程则可由该第一档承担，而更快行驶的安全滚道可以得到利用。

最好以确定的速度将联接件调整到安全滚道内，因为在这类传动机构中可以这样设置，其中，联接件通过全部可能的滚道或全部工作面可以在相应传动件的较低转数内进行调整。在这类配置中，失去控制的调整在不利的工作条件下突然发生，以至于驱动发动机不能适应变化了的工作条件。这一点会导致发动机立即停机，发动机损坏或传动机构损坏，由此例如会使汽车突然失去控制。通过确定的调整速度，保证了工作条件在例如电子控制的系统失灵期间也不会失去控制，特别是不会过快变化，从而发动机可以顺应这种变化。这类确定的调整速度例如可以通过适当的预张紧得到保证。安全滚道例如可以通过具有弹簧的相应止挡确定。同样可以具有两个弹簧装置，其中一个至少将调整速度标准地控制到一个调整方向，另一个至少将调整速度标准地控制到另一个调整方向，从而相应的联接件通过这两个故障配置的交替循环无硬冲击地便可从每个工作位置进入安全滚道。

取代固定的止挡或固定的但弹性的止挡，安全装置可以具有可调整的止挡或可调整的和弹性的止挡，其通过另一个的调整装置可以移动。按照这种方式，不会形成直接不可变的确定的安全滚道。确切地说，该滚道可以通过附加的调整装置预先规定。

现借助举例示出本发明传动机构的附图对本发明的其他优点、目的和特征进行说明。其中：

图1示出本发明传动机构沿图2中I-I线剖开的示意图；

图2示出图1的顶视图；

图3以与图2类似的视图示出另一锥形摩擦环传动机构的示意图；

图4以与图2和3类似的视图示出本发明另一传动机构的示意图；

图5示出图4示意图变化的本发明传动机构的剖面；

图6以与图2-4类似的视图示出本发明另一传动机构的示意图；

图7以与图2-4和6类似的视图示出本发明另一传动机构的示意图；

图8以与图2-4，6和7类似的视图示出本发明另一传动机构的示意图。

图1和2示出的锥形摩擦环传动机构包括两个在平行轴线1，2上以径向间距设置的锥形摩擦轮3，4，它们彼此反向设置并具有相同的锥角。锥形摩擦轮3，4之间设置充满其间隙的摩擦环5，该摩擦环5环绕摩擦轮3并保持在保持架6内。

保持架6由一个框架组成，框架由两个横梁7，8和两个置放在里面的平行轴9，10构成。该轴9，10平行于轴线1，2，同时与以锥角倾斜制造的锥形摩擦轮3，4平行设置，并支承带有上面分别配合一导辊13的两个相互重叠分配的轴颈12的调整桥11。导辊13与摩擦环5的两侧结合，并对其进行必要的轴向引导。

横梁7的中心具有竖旋转轴14，整个保持架6可环绕其摆动。为此目的，下横梁8与结合在里面没有详细示出的横向传动装置15和伺服电机16连接。

在该实施例和下面介绍的实施例中，旋转轴14处于通过锥形摩擦轮3，4的旋转轴确定的平面上。它也可以处于与此平行的平面上或者以锐角与先提到的平面相切。

如果保持架6以较小的角度摆动，那么摩擦传动使调整桥11轴向调整，因此改变锥形摩擦轮的传动比。为此仅消耗非常小的能量。

在本发明的变化中，横向传动装置15上是给保持架6配备一个预张紧的弹簧17。通过这种预张紧，保证了在伺服电机16失灵时或在控制该伺服电机16的电子装置失灵时，保持架6环绕一个确定的调整角相对于通过锥形摩擦轮3，4的旋转轴确定的平面摆动。如公知的那样，由于两个锥形摩擦轮3，4的旋转，从而使摩擦环沿锥形表面移动。

在这种情况下，这样调整弹簧17，即，使预先规定的角度和因此预先规定的移动速度或调整速度得到保证，从而系统在伺服电机16方面失灵的情况下，也不会让驱动电机过载。

此外，在该实施例中，在调整桥11上具有擦撞斜面18，该擦撞斜面18与通过弹簧20固定在传动机构外壳上的一个楔19相对应。通过弹簧20克服弹簧17的力施加反作用力，从而如果伺服电机16或调整装置的其他部件操作失灵的话，摩擦环保持在确定的安全滚道内。

在该实施例中这样选择弹簧17，20，即，使伺服电机16或锥形摩擦轮3，4的摩擦力可以很容易地克服它们。

图3示出的传动机构基本上与图1和2的传动机构相应，从而不再对细节进行说明。该传动机构也包括两个锥形摩擦轮，但仅用虚线示出其中一个锥形摩擦轮21。在该传动机构中同样具有保持架22，它保持摩擦环(未示出)的调整桥(未示出)，并可环绕旋转轴23摆动。在该实施例中，旋转轴23大致设置在锥形摩擦轮21圆锥中心的高度上。

该系统也具有调整器件，其包括伺服电机或液压控制装置或者类似传动装置形式的一个可控制的调整装置以及一个安全装置。在这种情况下，安全装置具有一个弹簧24，固定在传动机构外壳25上并这样预张紧保持架22，即如果可控制的调整装置无论出于什么原因始终无力的话，相对于锥形摩擦轮21的轴在轻微的角度内调整保持架。由此保持架22在正常工作状态下保持预张紧。

与图1和2示出的实施例的不同之处在于，该系统具有通过弹簧26加载的止挡27。如果摩擦环向止挡27运动的话，弹簧26形成反作用力，从而保持架22克服弹簧24的力，摩擦环在确定的安全滚道内运行。

图4的配置与图3的配置基本上对应，但其中取消了止挡27。出于这一原因，在该实施例中也选择相同的附图标记。

根据该实施例的具体构造，一方面保持架22起到止挡的作用。另一方面，业已表明了，通过摩擦环的环表面的适当配合，由于两个锥形摩擦轮的旋转运动，形成使摩擦环环绕处于通过锥形摩擦环的旋转轴确定的平面内并与锥形摩擦轮之间的间隙垂直的轴转动的转矩。该转矩显然是通过摩擦环和各自锥形摩擦轮之间不同的接触面以及通过这些接触面的不同半径造成的，并在其旋转方向上取决于锥形摩擦轮的旋转方向。

由于该转矩，未受引导的摩擦环倾向于向一定的方向沿两个锥形摩擦轮之间的间隙移动。只要保持架或调整桥充分灵活而不受力置放，该转矩也适用于通过保持架或调整桥引导的摩擦环。

根据摩擦环表面的具体构造，该转矩的强度沿调整行程变化。

在图4中示出的实施方式中，可以这样选择弹簧24，即，使弹力补偿随后作为安全滚道使用的确定滚道上确定转数时的转矩。在该安全滚道的对面，由摩擦环施加的转矩占主要部分，从而摩擦环移动到安全滚道上，而另一面上弹簧24的弹力占主要部分，从而也与此相关地确保了摩擦环向安全滚道运动。图4举例示出安全滚道28。

图5示出了图4中示意图示出的实施例的具体变化。在这种情况下相当于汽车后轮驱动使用的传动机构。处于真正的锥形摩擦环传动机构29前面的是液力耦合器或液力变矩器30，锥形摩擦环传动机构29的后面是行星齿轮装置31，从动轴32同时构成主动锥形摩擦轮33的轴，主动锥形摩擦轮33通过摩擦环34驱动从动锥形摩擦轮35，在其从动轴36上配合小齿轮37，从而与可自由转动的与传动机构从动轴39配合的齿轮40啮合。传动机构从动轴39与从动轴32对准并可自由旋转地容纳在其中。

与齿轮40整体连接的小齿轮41构成行星齿轮装置31的太阳轮。太阳轮与保持在可环绕传动机构从动轴39运行的行星齿轮架43内的行星齿轮42啮合。行星齿轮架53具有包括凸极转子44在内的圆柱体轴肩，从而与行星齿轮42啮合并通过纵向齿轮系45与传动机构从动轴39固定连接。

此外，行星齿轮传动机构31具有膜片式离合器46，该膜片式离合器46可将传动机构从动轴39与内齿轮44连接。最后，为行星齿轮架43变化的轴肩配置一个制动器46。通过操纵膜片式离合器接通前驱。如果操纵制动器46，行星支架43固定，传动机构从动轴39改变方向，即后驱。

如从图5直接看到的那样，主动锥形摩擦轮33由摩擦环34包围，摩擦环34利用其内表面与主动锥形摩擦轮33的工作面15并利用其外表面与从动锥形摩擦轮35的工作面51摩擦结合。

如图所示，两个锥形摩擦轮33，35可以具有不同的直径，由此需要时可以省去后面从动装置中的传动级。出于重量原因，两个锥形摩擦齿轮33，35也可以设计成空心，即仅依靠其外表面。

摩擦环34保持在可环绕旋转轴23在部位52上摆动设置的保持架22内。保持架22内保持两个平行轴53，其上升角等于锥形摩擦轮33，35的圆锥角。在这些轴53上引导里面滑动设置摩擦环34的调整桥54。

为调整保持架22，设有支承在外壳25上的调整杆55，其与未示出的伺服电机或者作为可控调整装置的磁铁连接并作用于保持架22。在保持架22远离调整杆55的末端上设置弹簧24。

不言而喻，调整桥并非必须像桥那样构成。确切地说，可以使用与此相关的任何可与锥形轴平行移动的引导摩擦环的组件。它同样适用于保持架，也可以使用其他保持调整桥的任何组件代替保持架。

如前面已经指出的那样，可以取消弹性的止挡。例如借助图6实施例所示那样，可以使用一个刚性止挡取代它。此外，该实施例的结构基本上与前述传动机构的结构相应，因此不再详细说明。在该传动机构中，一个摩擦环60也环绕一个锥形摩擦轮61，并通过一个调整桥62和一个具有两个轴63可环绕旋转轴64摆动的保持架设置，正如前面实施例所示的那样。此外，该传动机构在其工作原理或在其结构上基本与图1和2或5示出的传动机构相同。与图3示出的实施例不同之处在于，图6的传动机构不包括弹性止挡。在该实施例中，外壳65上具有的固定止挡66用于确定安全滚道。在这种情况下，安全装置具有一未示出的部件，其在箭头67的方向上向保持架施加环绕旋转轴64的转矩。该转矩例如可以是与图3实施例所示弹簧24相应的弹簧或者通过锥形摩擦轮或摩擦环60的旋转产生的转矩。当到达止挡66，转矩67受到反压力，从而摩擦环60与由锥形轴构成的平面呈直角。如果反作用转矩超过转矩67，那么摩擦环60离开该安全滚道，由此反作用转矩降低为零，从而使将摩擦环60送入其安全滚道的转矩67重新生效。

图7示出的系统与图6的系统基本相应，从而与此相应也采用相同的附图标记。但图7的传动机构具有一个可通过杆68调整的止挡69，从而安全滚道可以自由选择。可设有图8示出的支架70来取代止挡69，它在正常工作下使摩擦环60的移动无载运转，只是在安全情况下才用于摩擦环60的调整或定位。这类支架70也可以作为正常工作状态的附加保持装置使用，以便将摩擦环60在确定工作状态下在所要求的位置上定位。按照这种方式，可以工作可靠地调整和保持恒定传动比，这例如对增速传动(高速)或起动过程来说是有益的。

不言而喻，外壳固定或者可移动的这类止挡或这类附加的调整装置或附加的保持装置也独立于本发明其他特征，是优选的。此外，也可以设有传感方式，特别是电方式确定联接件或摩擦环的最终位置。由此，特别是可以快速而工作可靠地确定例如像传动机构失灵这样的特殊工作状态。

Claims (8)

1.一种传动机构，带有两个旋转的传动件，它们各自具有至少一个用于旋转联接件的工作面(50，51)，其中，至少工作面之一具有至少两个用于带有不同工作半径的联接件的滚道并设有调整器件，联接件通过该调整器件可以从两个滚道中的一个调整到两个滚道中的另一个，且该调整器件包括一个可控制的调整装置(15，16；55)，其特征在于，该调整器件包括一个安全装置，它在可控制的调整装置失灵的情况下将联接件调整到一个安全滚道内。

2.按权利要求1所述的传动机构，其特征在于，安全装置以确定的速度将联接件调整到安全滚道内。

3.按权利要求1或2所述的传动机构，其特征在于，安全装置包括预张紧调整器件中至少一个其他组件。

4.按权利要求1-3之一所述的传动机构，其特征在于，安全装置包括至少一个弹簧。

5.按权利要求1-4之一所述的传动机构，其特征在于，安全装置具有用于固定安全滚道的止挡。

6.按权利要求5所述的传动机构，其特征在于，止挡具有一弹簧。

7.按权利要求1-6之一所述的传动机构，其特征在于，安全装置包括另外一个调整装置。

8.按权利要求1-7之一所述的传动机构，其特征在于，通过传感方式特别是电方式确定联接件的最终位置。

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