CN1723354A - 一种可连续变速的传输装置及其装配方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种可连续变速的传输装置，其包括壳体(116)和成对的输入(102，106)和输出(100)盘，形成第一和第二环形空腔。盘(100，102，106)安装到壳体，可绕共用轴转动。第一转轮(110)和第二转轮(112)，具体地第一和第二组转轮，分别设置在第一和第二空腔，在输入和输出盘之间传输驱动。第一促动器(130)和第二促动器(148，150，152)作用于各个转轮。第一促动器连接到第一支承部分(126)，其与壳体配合，沿平行于变速器的轴线方向进入壳体。第二促动器连接到第二支承部分(146)，其可与壳体配合，沿不平行于变速器的轴线方向进入壳体。

Description

一种可连续变速的传输装置及其装配方法
技术领域
本发明涉及一种可连续变速的传输装置(变速器)及其装配方法。
背景技术
所属领域的技术人员熟悉环形轮道转动牵引型变速器的总体结构。通常一组变速器盘的相对表面之间形成两个环形腔，变速器盘安装成可绕共用轴转动。通过一组位于两个空腔中的转轮在变速器盘之间传递传动。转轮相对盘的倾斜程度可根据变速器传动比的变化进行改变。横向于盘轴线方向的偏压力通过促动器施加到各个转轮，促动器目前的设计是液压型的。
制造和安装现有的变速器比较复杂。盘、促动器和转轮通常都安装于壳体内，在目前的样机情况下，将这些部件安装到壳体是一耗时的工艺过程，不容易实现自动化或满足生产线技术的要求。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种变速器，其能够直接进行装配。
需要向多个促动器提供液压流体意味着加工变速器部件，尤其是壳体，的复杂性。本申请人已经提出，为了简化结构，在多段的壳体的相对表面之间形成流体通道，可参考公开的国际专利申请PCT/GB 99/02968。尽管如此，本发明一些实施例的另外或可选的目的是提供变速器的液压促动器的流体供应机构，使其可直接进行制造和装配。
变速器壳体的形状在许多情况下是关键的设计因素。目前需要变速器能够安装到现有设计的机动车辆上。因此对于后轮驱动的车辆，变速器将安装到传输通道中。变速器过大的长度和宽度都产生了问题，具体地，现有设计设置了横向突出的“突出部”以容纳转轮控制促动器，这就带来了安装问题。本发明另外的或可选择的目的是提供一种变速器，其外形适合安装到机动车辆。
根据本发明的第一方面，可连续变速的传输装置(变速器)包括壳体，成对的第一输入/输出盘，形成第一变速器空腔；成对的第二输入/输出盘，形成第二变速器空腔；所述盘安装到所述壳体，可绕共用的变速器轴线转动，至少一个第一转轮设置在所述第一变速器空腔，至少一个第二转轮设置在所述第二变速器空腔，所述转轮用于在所述输入和输出盘之间传递驱动，第一促动器施加偏压力到所述第一转轮，第二促动器施加可调节的偏压力到所述第二转轮，其中，所述第一促动器连接到第一支承部分，所述壳体和所述第一支承部分设置成，通过沿基本平行于变速器轴线的方向推动第一支承部分，所述第一支承部分可与所述壳体配合；第二促动器连接到第二支承部分，所述壳体和第二支承部分设置成，通过沿不平行于所述变速器轴线的方向推动第二支承部分，第二支承部分可与壳体配合。
根据本发明的第二方面，提出了一种制造可连续变速的传输装置(变速器)的方法，变速器包括壳体，成对的第一输入/输出盘，形成了第一变速器空腔；成对的第二输入/输出盘，形成了第二变速器空腔；所述盘安装到所述壳体，可绕共用的变速器轴线转动，至少一个第一转轮设置在所述第一变速器空腔，至少一个第二转轮设置在所述第二变速器空腔，第一促动器施加偏压力到所述第一转轮，第二促动器施加可调节的偏压力到所述第二转轮，所述方法包括将第一促动器设置到第一支承部分，沿变速器轴线的方向推动所述第一支承部分，使得所述第一支承部分与所述壳体配合；所述第二促动器设置到第二支承部分，沿不平行于变速器轴线的方向推动所述第二支承部分，使所述第二支承部分与壳体配合。
根据本发明的第三方面，可连续变速的传输装置(变速器)包括变速器壳体，成对的第一输入/输出盘，形成了第一变速器空腔；成对的第二输入/输出盘，形成了第二变速器空腔；所述盘安装到所述壳体，可绕共用的变速器轴线转动，三个第一转轮设置在第一变速器空腔，三个第二转轮设置在第二变速器空腔，转轮用于在输入和输出盘之间传输驱动，各第一转轮连接到各自的第一促动器，各第二转轮连接到各自的第二促动器，促动器用于向相关的转轮施加可调节的偏压力，并固定到变速器壳体，所有的第二促动器都设置到包含变速器轴线的平面的一侧，第一促动器绕轴线以一定角度间隔开，因此可设置在所述平面的任一侧。
附图说明
下面参考附图以示例的方式介绍本发明的特定实施例，附图中：
图1是已知通用型变速器的主要部件的示意图；
图2是根据本发明的变速器的简化透视图，其中变速器壳体剖开，可见到变速器的内部部件，为了简化省略了某些部件；
图3是沿同一变速器径向的视图，壳体剖开显示出内部部件；
图4是从一端和一侧看去的同一变速器的部件的分解透视图；
图5是变速器的第一分组件的透视图；
图6是通过变速器的促动器的轴向平面的局部视图。
具体实施方式
首先参考图1介绍环形轮道转动牵引型变速器的总体结构。其中，两个输入盘12，14安装在驱动轴16上与其一起转动，各自具有部分环形表面18，20，面对对应的部分环形表面22，24，环形表面22，24在中心输出盘26上形成。因此通过输入和输出盘的相对表面形成两个环形空腔。盘所表示的“输入”“输出”有一定的随意性，因为扭矩可沿任何方向(从输入到输出，或相反方向)通过变速器进行传递。图中显示出带有两个部分环形表面22，24的单个输出盘26，但是两个盘，一般是背对背的，也可具有相同的功能。输出盘26是轴颈连接的，所以能够独立于轴16转动。来自发动机和其他原动机的驱动力通过一组设置在环形空腔中的转轮在输入和输出盘之间传递。图中显示了一个代表性的转轮28，但一般在各个空腔中设置三个这样的转轮。通过液压端部载荷机构15向输入盘12，14施加的端载荷在转轮和盘之间形成压力实现驱动传递。盘连接到另外的传动部分，通常为行星齿轮混合器，如现有技术已知和欧洲专利185463所介绍的。各个转轮轴颈连接于各个支承部分30，其连接到液压促动器32，促动器将可调节的平移力施加到转轮/支承组合件。除了能够平移运动，转轮/支承组合件还能够绕由液压促动器32确定的轴线转动，改变转轮的倾斜角度，移动转轮和盘之间的触点，因此改变变速器的传动比，如所属领域的技术人员都知道的。
图示类型的变速器在现有技术中称为“扭矩控制“。液压促动器32施加可控力到转轮/支承组件，为了平衡，该力必须与盘表面18，20，22，24和转轮28之间传递的扭矩导致的转轮上的反作用力取得平衡。促动器32决定的轴线与正交于变速器轴线的平面成一定角度。该角度称作“后倾角”。这样的机构都知道的结果是，使用时各个转轮自动进入要求的位置和倾斜角度，传递促动器32的偏压力决定的反扭矩。在这点上，反扭矩意味着输入变速器和变速器输出的总扭矩。促动器32的力通过液压回路进行控制，流体在可变压力下通过液压回路供应到促动器。
本发明适用于所谓的“比例控制”型变速器，其对转轮位置进行探测和调节以提供选择的比例。
在图2的前面，可看到变速器的输出盘100。第一输入盘102(为了简化图2省略了一半)与输出盘100形成了第一环形变速器空腔104，第二输入盘106与输出盘100形成第二环形空腔108。一组第一转轮110设置在第一环形空腔。一组第二转轮112(在图2中省略，可在图3中看到)设置在第二环形空腔。在图示的实施例中，设置了三个第一转轮110和三个第二转轮112。盘100，102，106围绕主轴形成的变速器轴线轴颈连接，主轴也在图2中省略，以进行有具代表性的简化，主轴通过图3中标记为114的孔。
转轮、盘和轴都容纳于壳体116。在本实施例中，壳体是铸造和机械加工的金属结构。壳体的形状非常适合于接合到传统的后轮驱动汽车的筒腔，使用时朝着汽车的发动机的端部118的宽度较宽但通过截头锥形过渡区120连接到较窄部分122。该壳体形状可能的造成变速器安装困难，但是在图示的实施例中通过将主要的变速器部件分解成一组分组件，避免了这个困难。如下面将进行的说明。
第一分组件123在图5中显示出独立于壳体和其他的变速器部件，其包括第一支承部分124，在本实施例中，其包括具有圆形周边和同心圆形开口128的板126。围绕板126均匀间隔设置的三个促动器壳体130，各自形成三个转轮控制缸，控制缸在图5中未显示但在图3中以标记132显示出一个。在图示的实施例中，促动器壳体130与板126整体形成，这些部件通过单个铸件形成。但是很明显，为了便于制造，这些部件可用单独构件，再用螺栓或其他方式固定到一起。优选的制造方式是用铝来形成促动器壳体，缸孔进行硬阳极化处理，不要求设置缸套。在图示的示例中，三个促动器壳体130绕变速器的轴线等角度(如间隔120度)间隔开。图5中用134表示的圆是组装好的变速器的第一环形空腔的中心圆。当第一转轮110及其相关的活塞杆136和活塞138(见图3)移动时，转轮的中心受到变速器盘的限制沿圆134移动。促动器壳体130对准近似沿圆134的切线推动转轮，尽管从图3可以看到转轮中心140到活塞中心142的连线倾斜于圆134的平面(即正交于变速器轴线的平面)，该倾斜就是前面提到的后倾角。
变速器的第二分组件包括作为支承块146的第二支承部分。支承块146支承相关三个第二转轮112的变速器壳体148，150，152。壳体152位于背景处，在图3中大部分被遮挡。注意到第一支承部分围绕变速器轴线，支承块146位于轴线的一侧。用更准确的几何术语来表示，在本示例中的支承块146和促动器壳体148，150，152都位于包含变速器轴线的平面的一侧。将三个促动器放置到变速器轴线的一侧本身不是新东西，已经在本申请人的以前的国际专利申请PCT/GB99/02968公开，显示了适当的促动器位置，其内容在本文中参考引用。如PCT/GB99/02968介绍的，相关于第二环形空腔的促动器壳体148，150，152都与平行变速器轴线的共用平面相交，在这个意义上可称为“共面“。
两个促动器壳体148，150在这个机构中是并列的，但沿变速器轴线方向是分开的。第二促动器壳体148，150，152的位置导致转轮绕变速器轴线等角度间隔开，即使促动器不是这样。
为了容纳第一支承部分124，变速器壳体116设有面对轴向的凹部154(见图4)，其为圆形并与变速器轴线同心。为了容纳第二支承部分146，变速器壳体在区域156设有面对径向的矩形凹部。组装变速器可直接进行。上面提到的两个分组件可在支承部分124，146与壳体116配合之前进行组装，其后，沿不平行于壳体的方向推动第二支承部分146，在图示实施例中，该方向为相对变速器轴线的径向，与壳体配合。沿平行于变速器轴线的方向推动第一支承部分，因此，进入凹部156并与壳体116配合。
这样的促动器壳体不仅方便组装，而且还能以节约空间的方式设置在钟口状的壳体116中。在壳体116的较宽区域，连接到第一环形空腔的第一促动器壳体130绕变速器轴线以均匀角度间隔开，充分利用多出的宽度和高度。在壳体的较窄区域设置第二促动器壳体148，150，152使得其可安装到空间内。
所显示的机构可通过简单的结构提供流体到转轮控制促动器。从图4可以看到，第一支承部分利用两个一般沿圆周延伸的通道158，160形成流体歧管，通道在板126的后表面形成并通过轴向孔如162与促动器连通。一个通道158传导流体到各促动器的工作腔，沿一个方向(顺时针方向)推动转轮，另一个通道160传导流体到各促动器的相对的工作腔，沿相反的方向(逆时针方向)推动转轮。两个通道158，160连接到液压控制回路(未显示)的不同区域，施加两个不同的可调节的压力，以便控制变速器。
背板164覆盖了板126的后表面，限制了通道158和160中的流体。当然，如果需要，通道可在背板中加工出，而不是在板126上加工，或者也在板126加工出。
第二支承部分146还可以利用在部件146中或其表面上形成的通道，形成歧管来分配液压流体。
现在参考图6，现在将介绍变速器的一个促动器的结构。促动器壳体在这个附图中用700表示，用铝铸件形成，带有硬阳极化的孔702，形成圆柱体以容纳活塞704。活塞杆706连接活塞到支承变速器转轮710的支承部分708。活塞和圆柱体之间要求的密封通过活塞的环形凹部中的密封件705保持，进行活塞/活塞杆的轴线的“冲击性”角度移动不会损害密封。从附图中可看出，活塞/活塞杆组件稍微倾斜于圆柱体，这是由于该冲击性移动的结果，这是必要的，以便使得转轮710的中心沿着圆弧路径移动，该路径对应于转轮所在的环形空腔的中心圆。
促动器是双动的，具有位于活塞704两侧的相对的工作腔714，716。尽管冲击性移动导致这个区域的活塞杆的横向移动，当活塞杆706从圆柱体出现时有必要保持密封，通过容纳于环形凹槽716并能够限制横向移动的浮动密封机构714实现了密封。该密封机构包括在本实施例中用塑料制成的环件718，和L形密封带720，其受到第一予压力弹性圈722径向向内偏压，形成相对活塞杆706的密封，还受到第二予压力弹性圈724的沿轴向的偏压。活塞杆706的横向移动作用于凹槽716中的密封机构714，但不影响其提供的密封。
端口726，728设置在形成促动器壳体的铸件上，用于提供流体到空腔714，716。

Claims (11)

1.一种可连续变速的传输装置(变速器)，其包括壳体，成对的第一输入/输出盘，形成第一变速器空腔；成对的第二输入/输出盘，形成第二变速器空腔；所述盘安装到所述壳体，可绕共用的变速器轴线转动，至少一个第一转轮设置在所述第一变速器空腔，至少一个第二转轮设置在所述第二变速器空腔，所述转轮用于在所述输入和输出盘之间传输驱动，第一促动器施加偏压力到所述第一转轮，第二促动器施加可调节的偏压力到所述第二转轮，其中，所述第一促动器连接到第一支承部分，所述壳体和所述第一支承部分设置成所述第一支承部分可与所述壳体配合，通过沿基本平行于变速器轴线的方向进入所述壳体，所述第二促动器连接到第二支承部分，所述壳体和所述第二支承部分设置成所述第二支承部分可与所述壳体配合，通过沿不平行于所述变速器轴线的方向进入壳体。
2.根据权利要求1所述的变速器，其特征在于，所述变速器包括至少三个第二转轮，分别通过各自的第二促动器推动，其中所述第二促动器位于包含变速器轴线的假想平面的同一侧。
3.根据权利要求2所述的变速器，其特征在于，所述变速器包括至少三个第一转轮，分别通过各自的第一促动器推动，其中所述第一促动器绕变速器轴线互相间隔开一定角度，可设置在所述平面的任一侧面。
4.根据权利要求2或3所述的变速器，其特征在于，所述第二促动器包括共面的促动器壳体。
5.根据权利要求3或4所述的变速器，其特征在于，所述第一促动器绕变速器轴线以相等角度间隔开。
6.根据前面权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，所述促动器是液压的，所述第一支承部分包括围绕所述变速器轴线的板，沿周向延伸的流体供应管路形成于所述板或其附近，以输送流体进入或流出所述第一促动器。
7.根据权利要求6所述的变速器，其特征在于，背板位于所述第一支承部分的附近，所述流体供应管路在所述第一支承部分和所述背板的表面之间形成。
8.根据前面权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，所述壳体提供了面朝轴向的凹部，可容纳所述第一支承部分。
9.根据前面权利要求中任一项所述的变速器，其特征在于，所述壳体提供了面朝径向的凹部，可容纳所述第二支承部分。
10.一种制造可连续变速的传输装置(变速器)的方法，所述变速器包括壳体，成对的第一输入/输出盘，形成了第一变速器空腔；成对的第二输入/输出盘，形成了第二变速器空腔；所述盘安装到所述壳体，可绕共用的变速器轴线转动，至少一个第一转轮设置在所述第一变速器空腔，至少一个第二转轮设置在所述第二变速器空腔，第一促动器施加偏压力到所述第一转轮，第二促动器施加可调节的偏压力到所述第二转轮，所述方法包括将第一促动器设置到第一支承部分，沿变速器轴线的方向推动所述第一支承部分，使得所述第一支承部分与所述壳体配合；所述第二促动器设置到第二支承部分，沿不平行于变速器轴线的方向推动所述第二支承部分，使得所述第二支承部分与壳体配合。
11.一种基本上如本文参考附图所介绍的和如附图所显示的可连续变速的传输装置。
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