CN1705834A - 具有横向元件的传动带和生产该横向元件的冲压装置 - Google Patents

Abstract

一种传动带，其设有两个连续的承载件(4)，大量横向元件(16)保持在该承载件上，该横向元件(16)至少可沿该承载件(4)的周向自由移动，该承载件(4)位于该横向元件(16)中的两个狭槽状切口中，并在它们之间沿宽度方向具有一腹部(7)，在该腹部上方具有一头部，该头部包括两个沿宽度方向自由延伸的部分或凸耳(8)，并且在其下方具有该横向元件(16)的脚部，该横向元件(16)还包括将彼此接触的主表面，具有比横向元件(16)的其它部分更大的厚度的三个接触区域(14，15)限定在至少一个主表面上，通过该接触区域(14，15)，可在相邻横向元件(16)之间形成几何学上的稳定接触，其中一第一或顶部接触区域(14)至少基本上位于该头部中，并且其余的两个或底部接触区域(15)至少基本上位于该脚部中。

Description

具有横向元件的传动带和生产该横向元件的冲压装置

技术领域

本发明涉及如权利要求1的前序部分所述的传动带。

背景技术

这种类型的传动带基本是已知的。1986年10月30日提交的日本专利申请260206/1986给出了一个例子。在该例子中，实质上已知的传动带包括横向元件，在该文件中也涉及横向元件，它具有设计用于接触的主表面，该主表面具有最小加厚部分。该加厚部分促进横向元件彼此正确支承在一起，并提高它们的产量。在该横向元件的厚度相对于横向元件的期望厚度(即在传动带的周向上垂直于其主表面看时横向元件的尺寸)具有较小偏差的的情况下，从多个该类型的横向元件中看，这种情况可能会使传动带偏离预期的基本直线。从外行者的角度看，当用于传动装置的一系列驱动轮中时，该传动带在从第一驱动轮向第二驱动轮转换中倾向于采用弯曲成不期望程度的路径或在不期望方向上弯曲的路径。由于驱动轮强制传动带处于直线路径，这引起内部材料应力并因此对传动带的使用寿命具有不利影响，因此这种特性的偏差是不利的。上述现象在本文中也称作传动带的直线稳定性。

横向元件在厚度上出现偏差的风险甚至在生产它时就已经受到数种措施限制，并且这种属性也受到严格监视。在其它因素中，为了限制两个横向元件之间的接触区域的数量(该接触区域决定了厚度)，或者为了易于检查厚度上的偏差，在至少一个主表面上已经形成限制数量的加厚部分，例如在上述日本专利文件中提到的那样。在该例子中，加厚部分或接触区域设置在横向元件的头部(即径向伸过带束帘线组件的横向元件的部分)、横向元件的腹部(即位于两个带束帘线组件之间的部分)、以及横向元件的脚部(即径向位于带束帘线装置内部的横向元件的部分)中。总之，在该例子中，出现了五个接触区域。除了其厚度已经检查过的接触区域的数量仍然相当多之外，该结构从技术角度来说也不是最佳的，因为两个物体之间的接触从原理上讲已经受到三个支承点的限定。在最近的欧洲专利申请EP 1061285中给出了横向元件和传动带的一个例子，它们已经在进一步考虑的基础上进行了改进。尽管该已知例子的措施可以以较简单的方法提高直线稳定性，但是为了传动带的最佳功能和其中所使用的横向元件的有利生产起见，仍然需要对横向元件进行进一步提高或改变。

发明内容

根据本发明，通过采用权利要求1的特征部分的措施实现了该特性的提高。

通过采用一种设计，该设计在相邻横向元件之间具有给定接触，即在横向元件的脚部中具有两个加厚部分或接触区域(位于较高位置处的接触岛)以及在横向元件的头部中具有第三个接触区域的三点支承，从而确保了横向元件和处于其操作期间的传动带的直线稳定性从传动带被夹持在传动装置的驱动轮之间时开始出现，即与控制横向元件的驱动轮的接触有利地发生在横向元件上的三个接触区域中的两个的附近。与驱动轮的已知设计相比，作为位于接触区域的横向元件之间的力以及由驱动轮的驱动和夹紧所导致的力之间的力偶有利地减小的结果，这种措施防止了较高的内应力出现在横向元件中。这导致出于施加直线稳定性的目的已经产生的力以及横向元件中的内应力减小。为了进一步改进本发明的设计，脚部中的两个接触区域中的每一个均必须与横向元件的轴向接触表面相邻设置，从而所述力偶最小。而且，三个接触区域中只有一个位于那里，并且该接触区域位于中央和颈部的附近，而不是位于轴向自由延伸的头部的端部，即超出腹部，并且该端部已知为横向元件的凸耳，它能够较容易地相对于横向元件的其他部分弯曲或者甚至断开，考虑到上述事实，也减小了在两个驱动轮转换期间作用于横向元件的较软头部上的负载。本发明的措施允许其它各种结构优点应用于横向元件的设计中，并且它们也因此作为本发明的一部分的具体实施例结合进来。

因为可以通过相对容易并具有特殊优点的独创和新颖的冲压方法实施，所以本发明的设计也是有利的。根据该新技术，在冲压期间，通过借助于材料移动/转移或对已知的收缩效应的特定应用而使得其它位置处的横向元件变薄的方式对接触区域进行生产。所提出的冲压方法的一个例子采用要求具有相对简单的设计的冲压工具，即至少设置有另外的平坦工作面，该工作面具有一个结合到其中并与之连接的中央定位的高出工作面部分。

可以合并组合到本发明中的特定措施包括横向元件的重量可能减小，因为横向元件的腹部(即位于带束帘线组件的轴向切口之间的部分)为较薄的设计，或者因为至少从横向元件的垂直方向看(即从脚部向头部的方向看)时，凸耳为较小的设计。所有这些现在都是可能的，因为腹部和凸耳对该新颖设计中的应力的敏感性大大降低。而且，较薄的部分有助于确定三点支承，同时较薄的凸耳也有助于降低横向元件生产过程中的废品率。

特别是，关于后一种效果，这意味着当两个横向元件接触并且横向元件的头部已经相对于腹部或脚部处于略微扭曲的位置处时，凸耳的一个端部可能具有的负面影响降低。作为在生产期间对横向元件加热和冷却的结果，这种特性的扭转效果可能以较小的程度发生。由于在该新颖设计中，凸耳基本上在传动带的轴向上不具有任何支承功能，这导致了横向元件的较大设计自由度，在本发明中根据从属权利要求中给出的措施对此进行了开发。

附图说明

在下文中，将参照附图并通过例子更加详细地对本发明进行解释，其中：

图1示出了部分切去的传动装置的透视图，其中该传动装置中采用了本发明的传动带；

图2示出了沿周向通过该传动带的剖视图，其结合有本发明的横向元件的正视图，代表了其主表面的轮廓，该附图还示出了横向元件的侧视图；

图3图解性地示出了用于生产横向元件的已知冲压装置；

图4示出了可以用于形成本发明的横向元件的冲压机的顶出器；

图5图解性地示出了用于生产本发明的横向元件的冲压过程，其收缩效果在本发明中使用；

图6和7示出了与图2相对应的本发明的横向元件的第二和第三实施例的正视图；

图8示出了带有薄凸耳的横向元件和不带有薄凸耳的横向元件的扭转效果；

图9示出了与图2相对应的本发明的横向元件的第四实施例的正视图；

在整个附图中，对应的结构性横向元件以相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1示出了用于驱动例如客车的可连续变速传动装置的中央部分。该传动装置本身基本上是已知的，并包括至少第一和第二对圆盘，即驱动轮1、2和容纳在驱动轮1、2的圆盘之间的传动带3。驱动轮1、2的圆盘以圆锥形方式形成，并使至少一个圆盘布置成可在轴向上沿着相应驱动轮1、2的轴移动。为实现该目的，在该传动装置中通常包括电控和液压驱动移动装置，但是这些装置在附图中未示出。这些移动装置的动作导致相应圆盘的轴向移动，并因此导致驱动轮1、2的圆盘之间的传动带3的位置的径向调节。驱动轮1、2的驱动力借助于圆盘和传动带3之间的锥形接触面中的摩擦力进行传递。在该例子中，传动带3和驱动轮1、2均由金属制成。

图2示出了沿圆周方向通过图1所示传动带3的横截面，其包括本发明的第一实施例的横向元件16的正视图。传动带3还包括两个连续的承载件4，每个承载件均包括一系列嵌套扁平金属环，并支承横向元件16，且因此能够吸收产生于传动带3和驱动轮1、2之间的力的径向分量。横向元件16以能够在其周向上相对于承载件4自由移动的方式结合到该传动带3中。在该附图中示出的视图代表了通过承载件4的横截面，该承载件容纳在预期位置中并彼此相对定向。图2的右手部分示出了横向元件16的侧视图，即从传动带的宽度方向或轴向看的视图。

图2还示出了位于横向元件16的底部或脚部中的两个轴向定向的侧面5，该侧面用于与驱动轮1和2接触；在横向元件16的顶部或头部中的凸台(projecting boss)6；横向元件16的中部或腹部7，它位于承载件4之间；头部的侧面部分或凸耳(lug)8，它沿轴向在承载件4上延伸；所谓的倾斜线9，其中横向元件16在该倾斜线下方的厚度减小，在这种情况下，厚度通过锥形表面10逐渐减小。所提到的侧视图也示出了切口11，相邻横向元件16的凸台6可以容纳在其中。

承载件4容纳于横向元件16中的狭槽状切口中，这些切口至少通过横向元件16的脚部、腹部7和凸耳8界定。因此，凸耳8的主要功能也是限制承载件4在传动带的垂直方向或径向上的自由移动。为成功实现该功能，凸耳8最低限度在轴向上延伸至承载件4的中心。

而且，本发明的横向元件16设计有三个所谓的接触区域14、15，它们以阴影线形式示出，并且每个接触区域均由连续表面形成，这些连续表面相对于横向元件16的其它部分高出，即横向元件16在此处的厚度局部地略微较大。在上下文中，如果头部中的顶部接触区域14处的厚度反过来略微大于脚部中的底部接触区域15处的厚度的话，将是有利的。所有这些均使得该接触区域14、15确保了在传动带3中横向元件16彼此之间始终倾斜定向(虽然只是较小的角度)，这在使用期间提供了有利和稳定的传动带结构。该顶部接触区域14优选围绕凸台6延伸，优选从与其相距一定距离处开始，在垂直方向上，最好从凸耳8的下侧向着横向元件16的顶部边缘延伸，并且在宽度方向上，优选在腹部7的至少整个宽度上延伸。在宽度方向上，每个底部接触区域15最好从位于轴向定向的侧面5处的横向元件16的一边缘开始伸过狭槽状切口的半个轴向尺寸，在垂直方向上，最好从倾斜线9开始延伸至位于狭槽状切口处的横向元件16的边缘。根据本发明，底部接触区域15在宽度方向上尽可能远地向着横向元件16的侧面延伸，这有利地导致了横向元件之间的稳定接触，而且，可以成功地控制这些区域15的厚度。在所有情况下，最好通过在形成横向元件16期间对该横向元件16的材料进行相对变薄、移动或收缩来形成接触区域14、15。

根据本发明，形成上述结构的接触区域14、15的方式对于优化传动带3的功能至关重要。采用三个接触区域14和15确保了在传动带3中形成相邻横向元件16之间的准确限定和稳定接触，结果是，在使用传动带期间，可以有利的方式、即沿着预定轨迹并在没有不希望的较高内应力的情况下在驱动轮1、2之间进行传输。而且，接触区域14、15确保横向元件16的准确厚度可以按照相对简单的方式控制和监视在非常精密的公差范围内。另一方面，由于这种对厚度的控制和监视，只是影响横向元件16的主表面的整个表面的较小部分，尤其是接触区域14、15，并且另一方面，由于接触区域14、15可以通过在冲压过程中对其它位置处的材料进行移动或收缩而生产，因此冲压出该传动件的基材的厚度(其必须进行准确检查和控制，并且实际上作为该材料的必要轧制结果，其通常自动进行)与接触区域14、15处的厚度对应。后一种生产方法的主要优点在于，在冲压期间，不必生产局部加厚部分，该局部加厚部分在原则上只能给预期厚度带来困难，并意味着会产生大量废料，或者意味着需要再加工过程，其中横向元件16至少在厚度方向上被准确地加工成正确尺寸，即经过适当的校正。因此，在特定位置处，在这种情况下为接触区域14、15处，本发明的冲压过程也试图保持现有厚度。

图3以剖视图示出了用于从条状基材25生产横向元件16的已知冲压装置。在该附图中，从横截面中可以看到已经从基材25上切掉的横向元件16的一部分20，例如凸耳8。为实现该目的，基材已经夹持在冲压装置的夹取部分21、22之间，即夹持在冲压装置的导向板22和切割模21之间。在这种情况下，包括部分20在内的将要形成的横向元件16夹持在冲头23和顶出器(ejector)24之间。顶出器24推压在横向元件16上的力小于冲头23的力，从而包括冲头23、顶出器24和横向元件16的组件相对于夹取部分21、22向下移动，以使得切割模21的边缘从基材25中切出横向元件16。已知在冲头23和切割模21之间采用一定间隙，即切割间隙。为了成功地将横向元件16切下，这是必需的。这种冲压装置和冲压过程的设置本身是已知的。

与已知的冲压过程不同，本发明提出通过在冲压期间在一定程度上使横向元件16的其它部分移动的方式在该横向元件上形成接触区域14、15，其中在该操作期间，将要移动的材料向着例如横向元件16的边缘或者向着锥形面10流动。根据本发明，通过使用以图解性透视图示出的顶出器24可以实现材料的这种移动。为了实现该目的，指向将形成的横向元件16的顶出器24的工作面26设置在将被移动的横向元件部分的位置处，该工作面26设有高出的工作面部分27、28。正如已经描述的那样，该方法具有相当多的优点，尤其是涉及横向元件16的厚度的准确性和可控性。因此，本发明的一方面在于横向元件16的接触区域14、15基本上通过移动在成形过程中处于与横向元件16的主表面相邻的区域中的基材来形成。

在本发明的另一实施例中，以意想不到和有利的方式利用在已知冲压过程中所发生的收缩效应。该收缩效应在图5的左手部分中示出，并涉及冲压期间在冲压产品(在这种情况下，指横向元件16，尤其所述部分20)的顶出器24一侧上的圆形边缘或收缩边缘29的自然形成。此外，图5的右手部分示出，如果所述部分20足够窄或足够低，则在其每一侧上的边缘29的倒圆可以彼此交迭，从而使得初始材料的厚度出现局部减小。因此，这意味着在冲压期间，横向元件的足够宽或足够高的部分20的标称厚度D0相对于基材25的厚度未发生改变，而作为收缩效应的结果，足够窄或足够低的部分20的厚度D1减小。根据本发明的经验，如果所述部分的宽度或高度尺寸小于其厚度的大约1.5倍，则将出现所述厚度上的减小。

在以上详细描述的采用收缩效应的本发明的实施例中，与已知的横向元件16的凸耳8相比，以这样的方式减小凸耳8的高度，以使得如剖视图中所看到的那样，使边缘29的倒角确实彼此交迭。图6和7示出了本发明的横向元件的第二和第三实施例，其中与已知横向元件16相比，凸耳8被设计为具有减小的高度，特别是，作为上述收缩效应的结果，凸耳8的厚度在其轴向尺寸或宽度尺寸的大部分上减小。这限定了顶部接触区域14在宽度方向上的界限，具有阴影接触区域14和15的附图示出了标称材料厚度保持不变的横向元件16的那些部分。由于考虑到较小的凸耳8降低了传动带3的质量，因此横向元件16的该实施例在传动带3的性能上具有有益效果。

根据本发明的更详细的实施例，其中横向元件16设有具有较小高度的凸耳8，这些凸耳可以在顶出器24的帮助下进行冲压，该顶出器24设有一个被连接并位于中心的高出工作面部分28，该工作面部分有益于其可行性和成本。于是，该工作面部分28成为顶部接触区域14在垂直方向上的界限的限定因素，该界限在这种情况下有利地位于与凸耳8的下侧相同的高度处，并成为在底部两个接触区域15的宽度方向上的界限。顺便提及，在这种情况下，底部两个接触区域15的垂直方向上的界限由倾斜线9限定，该倾斜线形成在脚部中向锥形面10的过渡。

在图7所示的横向元件的实施例中，腹部7设置有在脚部的方向上逐渐变细的形状，从而为凸台6的较低定位、即进一步朝向腹部7定位产生空间。这种类型的设计能够使其头部形状较小，特别是，设有更扁平的上部轮廓19。结果是，正如通过比较图6和7可清楚地看到的那样，根据本发明具有较低高度的凸耳8最好与头部的中心部分邻接。在这种特性的设计中，沿宽度方向的头部高度曲线可以显著减小，这有利于其生产，而且进一步减小了横向元件16和传动带3的质量。

尽管在附图中顶部接触区域14的下限基本上位于与凸耳8的下侧具有相同高度的位置处，但是所述下限优选可位于较高的高度处，例如位于凸台6的高度处，甚至位于其上方。后一个特征可以用图9中所示的横向元件16来说明，并且可以通过将顶出器24的所述高出工作面部分28设计为相应较大来实现，例如使得该部分28延伸越过整个腹部7或者甚至部分进入到头部中。所述有利之处来自几何属性，即在垂直方向上底部接触区域15和顶部接触区域14越远离，在两个区域14、15中的其中一个处的厚度给定绝对偏差对两个相邻横向元件16彼此之间在传动带3中的最终位置的影响越小。换句话说，接触区域14、15彼此之间越远离，厚度的容许公差越大。于是，在优选实施例中，所述整个顶部接触区域14位于凸台6的上方，即从凸台6径向向外，并优选沿径向在它们之间具有一些间隙17。因此，顶部接触区域14将不会受到干扰，例如通过在冲压过程中凸台6的形成而局部高出。

图8示出在本发明的横向元件16的平面图中，变薄至少发生在凸耳8的大部分上和顶部接触区域14的形成上。图8还示出了所述变薄的附加有利效果。已知的横向元件16在该附图的顶部示出。如图中所示，通过这种类型的元件，已知该头部可相对于脚部不期望地采取略微扭转的位置。这可能由于用于横向元件16的生产过程、特别是该过程中的热处理如用于使该材料硬化的淬火过程而产生。这种扭转效应所发生的程度已经证明可在横向元件16之间显著变化。在使用传动带3的过程中，横向元件16至少通过其脚部彼此紧紧地压靠在一起，即它们在周向上的距离A1减小到0，因此在相邻的一对横向元件16的头部具有不等程度的扭转效应的情况下，为了使它们挤压在一起，转矩M1施加到这些头部上。由于在此处第一接触形成于相邻横向元件16之间，因此该转矩M1所需要的力F从凸耳8的端部30产生。该力F在横向元件16中导致不希望的和可变的应力，并且尤其在凸耳8和腹部7中，该应力可以使头部过早地从横向元件16或凸耳8处断裂，结果是，对传动带3的使用寿命产生负面影响。

从图8的底部可以看出，考虑到本发明的横向元件16的凸耳8的端部在收缩效应的影响下较薄，所述第一接触所发生的位置31已经明显向横向元件16的轴向中央移动，从而在给定相同程度的扭转效应的情况下，横向元件之间的距离A2和所施加的转矩M2以及应力将明显和有利地降低。通过这种方法，根据本发明形成的凸耳8在传动带的使用寿命方面也具有有利效果；在上下文中，应当注意到，该有利效果也可以有利地与本发明所述的三点支承的使用无关。

除了上面已经描述的之外，本发明还涉及附图中的所有细节和随后的权利要求中所描述的细节。

Claims (16)

1.一种尤其是用于例如客车的可连续变速传动装置中的传动带(3)，该传动装置具有两个驱动轮(1，2)，该传动带(3)保持在该两个驱动轮之间，该传动带(3)包括两个连续的承载件(4)，多个横向元件(16)保持在该承载件上，该横向元件(16)至少可沿该承载件(4)的周向自由移动，该承载件(4)位于该横向元件(16)中的两个狭槽状切口中，并在它们之间沿宽度方向具有一腹部(7)，在该腹部上方具有一头部，该头部包括两个沿宽度方向自由延伸的部分或凸耳(8)，并且在其下方具有该横向元件(16)的脚部，该横向元件(16)还包括将彼此接触的主表面，具有比横向元件(16)的其它部分更大的厚度的三个接触区域(14，15)限定在至少一个主表面上，通过该接触区域(14，15)，可在相邻横向元件(16)之间形成几何学上的稳定接触，其特征在于，一第一或顶部接触区域(14)至少基本上位于该头部中，并且其余的两个或底部接触区域(15)至少基本上位于该脚部中。

2.根据权利要求1所述的传动带(3)，其特征在于，横向元件(16)在顶部接触区域(14)处的厚度略大于在两个底部接触区域(15)处的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，横向元件(16)在接触区域(14，15)处与在上述其它部分处的厚度之差在10至200微米的范围内，优选小于100微米。

4.根据权利要求1、2或3所述的传动带(3)，其中横向元件(16)在头部中设置有凸台(6)，该凸台从所述主表面中突出，其特征在于，顶部区域(14)至少大部分围绕着该凸台(6)。

5.根据权利要求1、2或3所述的传动带(3)，其中横向元件(16)在头部中设置有凸台(6)，该凸台从所述主表面中突出，其特征在于，顶部接触区域(14)沿垂直方向位于凸台(6)的上方。

6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的传动带(3)，其特征在于，顶部接触区域(14)沿垂直方向位于横向元件(16)的上轮廓(19)的附近。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的传动带(3)，其特征在于，沿宽度方向看，顶部接触区域(14)位于横向元件(16)的中央。

8.根据权利要求7所述的传动带(3)，其特征在于，沿宽度方向看，顶部接触区域(14)大约在腹部(7)的宽度上延伸。

9.根据权利要求7或8所述的传动带(3)，其特征在于，沿宽度方向看，顶部接触区域(14)在凸耳(8)之间延伸，但不延伸到凸耳(8)中。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的传动带(3)，其特征在于，两个底部接触区域(15)中的每一个均位于横向元件(16)的轴向定向侧面(5)的附近。

11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的传动带(3)，其特征在于，沿宽度方向，两个底部接触区域(15)中的每一个在超过承载件(4)一半的宽度上延伸，并优选在实质上等于该宽度的距离上延伸。

12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的传动带(3)，其特征在于，两个底部接触区域(15)至少以腹部(7)的宽度彼此分离。

13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的传动带(3)，其特征在于，凸耳(8)的高度使得由用于形成横向元件(16)的冲压过程所导致的材料收缩部(29)在超过凸耳(8)一半的宽度上延伸，并优选在其整个宽度上延伸。

14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的传动带(3)，其特征在于，至少在顶部接触区域(14)的外侧，凸耳(8)的高度小于或等于横向元件(16)的局部厚度的1.5倍。

15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的传动带(3)，其特征在于，在凸耳(8)的位置处，上轮廓(19)的侧面形状基本上呈S形。

16.一种用于冲压横向元件(16)的冲压装置，该横向元件(16)适于在前述任一项权利要求所述的传动带中使用，该装置设有一顶出器(24)，该顶出器(24)的外轮廓描述了横向元件(16)的外轮廓的至少一部分，该顶出器(24)设有一工作面(26)，该工作面将与横向元件(16)接触，并且其中位于一高出位置处的至少一个工作面部分(27，28)被结合，从而在冲压该横向元件(16)期间，该横向元件(16)通过材料移动局部提供有一个或多个变薄部分。

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