CN2414253Y - V形滑轮环状无级变速器 - Google Patents

V形滑轮环状无级变速器 Download PDF

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Abstract

一种V形滑轮环状无级变速器,包含一组无级变速牵引机构,二个牵引机构滑轮,其中至少一个滑轮是调整滑轮,它的操作直径介于两个极限位置之间,其他的滑轮是固定滑轮,其操作直径固定,一个变速元件放置在至少一组变速机构的牵引机构平面上,弹簧分别设置在该至少一个可调整滑轮的轴向两侧。本实用新型的变速器具有结构简单、成本低、节省空间且速率变化范围大的优点。

Description

V形滑轮环状无级变速器
本实用新型涉及一种V形滑轮环状无级变速器，其通过改变其中至少一个承载牵引机构的滑轮的操作直径而改变变速比率。
皮带是一种传统的牵引机构，例如，V形皮带或一圆形皮带，也可以是一链条或另一种连接型皮带或带状构件。
滑轮适用于各自所使用的牵引机构，特别是V形皮带或圆形皮带，大多数滑轮的轴向定位的牵引机构运行表面相对于连续牵引机构循环的平面是轻度倾斜的。为了改变传输速率，这种牵引机构滑轮的操作直径是可变化的。
在所描述的锥形牵引机构的例子中，用以调整滑轮的运行表面由两个半个滑轮组成，其被布置在牵引机构的平面上下，且其轴向距离可以变化。因为运行表面为锥形结构，所以调整滑轮的操作直径也能够被改变。
调整滑轮操作直径的改变也可能不需要轴向的运动，仅需由径向移动，例如使由片段组成的调整滑轮处于相互交叠的状态，且在牵引机构的平面有可旋转的中心，以及可相对于调整滑轮的轴有径向的移动。
最简单牵引传动方式包含两个滑轮，如果要设计无级变速的牵引机构，至少其中一个滑轮是可调的。
为了增加传输速度比率范围，牵引机构必须有多个，例如，两个，因此整个牵引机构至少有四个滑轮。在这种情况下，其中一个牵引机构的皮带滑轮和另一个牵引机构要结合一体并置于同一轴上，例如一个双滑轮结构，可以参见德国专利DE3825091。
但是，更精确地说，由于轴向的移动，这些改变直径的滑轮会遇到牵引平面在轴向移动的问题，也就是说一个滑轮固定，另一个滑轮作轴向的移动，在这种情况之下，会造成牵引机构形成一个倾斜状态。因此造成不良牵引，特别是增加引牵机构的磨损。
因此，在德国专利DE3825091中即尝试着借由同一时间内使得调整滑轮所设置的载具在轴向上形成移动来消除轴向位移的问题。而这则会造成在结构上额外的花费，且也意味着该调整滑轮要设置在一种可移动的构件上，而这也就是说，在这种变速器或是可变速元件内，虽然其可能受到要改变其在结构上尺寸的限制，但对于变速元件的滑轮而言，其仍然必须要象固定滑轮般的具有不可变的直径。
因此，本实用新型的目的是提供一个简单、低成本及节省空间且有最大传输比率的V形滑轮环状无级变速器。
本实用新型的技术方案在于：提供一种V形滑轮环状无级变速器，包含一组无级变速牵引机构，二个牵引机构滑轮，其中至少一个滑轮是调整滑轮，它的操作直径介于两个极限位置之间，其他的滑轮是固定滑轮，其操作直径固定，一个变速元件放置在至少一组变速机构的牵引机构平面上，其中，弹簧分别设置在该至少一个可调整滑轮的轴向两侧。
事实上，在这个V形滑轮环状无级变速器中，一个或多个可调整滑轮相对于牵引机构的平面被预压，此牵引机构在可变直径滑轮上运作。且牵引机构无轴向位移，因此没有不正常损耗，也不需要补偿皮带轮牵引机构的轴向位移。根据本实用新型，当此传动机构包含被轴向预压的两个半个滑轮，这两个半个滑轮被用相等但相反方向的力量预压。
这个可调式的滑轮是由两个半个的滑轮组成，它的预压方向不会造成牵引机构有不良牵引效果，这个牵引机构与径向变化的可调式滑轮同理。
预压力可通过例如弹簧力来作用，或者可通过流体的压力，也就是说使用液压油或气体，或者磁力来作用。
如果牵引机构包含两组牵引机构，也就是说至少有四个滑轮，其中两个在同一个轴上运转，即构成双滑轮的形式。在本实用新型提供的一较佳实施例至少有四个滑轮，其中外侧两个滑轮为一种可调式滑轮形式，另外在那两个外侧滑轮之间且位于同一个轴上的两个滑轮，能够以固定滑轮的形式(最好是以双滑轮的形式)前后一起移动。
这个所谓的变速器包含两个中央滑轮的可变速元件，除了作为中央旋转的支点以外，它的优点是不需要包含其他更多的功能(譬如说滑轮移动的能力)。因此，不必要变成很复杂或很大的机构。换言之，外侧的滑轮做为旋转轴时，不需要相对于其滑轮盖有任何位移。因此有更多可用空间，该外侧滑轮更容易提供作为可调式滑轮。
本实用新型将参考附图对以下的实施例进行详细地描述。
图1为一调整滑轮的纵向剖视图。
图2a为根据本实用新型的一种变速器的垂直剖面图。
图2b为根据本实用新型的一种变速器的俯视图。
图3为根据本实用新型另外一种变速器的俯视图。
参见图1至图3，图1以较大比例详细显示在图2中阐述的驱动调整滑轮9。在该变速器中，两个外侧滑轮，即驱动滑轮9和从动滑轮10，是调整滑轮。它们各自的旋转轴相对于变速器外壳17保持不变，但是它们的操作直径19是可变动的(参照图1可看得更清楚)。
图1是驱动调整滑轮9的纵向剖面图，驱动调整滑轮9的轴与马达25的轴7固定在一起。另一方面，从动调整滑轮10具有相同设计，只是它的轴与输出轴18结合在一起以作为被驱动元件，例如连接钻床的主轴。
滑轮操作直径的调整是基于以下的事实(请参照图1)，调整滑轮包含二个半个滑轮2a、2b，一个驱动V形皮带15，皮带的边缘相对于运行表面22a、22b是一个锥面的接触，两个半个滑轮2a、2b处于牵引机构平面20的两侧，且V形皮带在两个半个滑轮2a、2b之间运转。
两个半个滑轮2a、2b对于可调滑轮旋转轴的相对位移造成两个运行表面22a、22b之间空隙的变化，而且因为V形皮带15的宽度不变，V形皮带会在运行表面22a、22b作径向地向内或向外的移动。
运行表面22a、22b之间的空隙被动地由二个半个滑轮2a、2b控制，这二个半个滑轮2a、2b是由弹簧3a、3b分别从外侧沿旋转轴线21a预压向牵引机构平面20。弹簧3a、3b由末端的弹簧片4a、4b和固定环5a、5b支撑，并固定于滑轮轴27。
因为具有相同规格的弹簧3a、3b被设置于滑轮轴27的相对两侧，纵然变速器在传动时有振动发生，无论运行表面22a、22b之间空隙如何地变化，牵引机构平面20，也就是V形皮带15的中央会一直保持在两个固定环5a、5b的中间。
因此，V形皮带15在旋转轴21a的方向上不会有任何移动。
在滑轮轴27上不会旋转但会作轴向移动的两个半个滑轮2a、2b是经由传统型式的固定键8在轴向上与滑轮轴27连接。在半个滑轮与滑轮轴27都有一个相对的长槽，固定键8就插入长槽以提供非旋转连接。
运行表面22a、22b之间的空隙会根据作用于牵引机构平面20的力量被动地调整。
如图2a和图2b所示，牵引传动机构包含两个V形皮带，也就是驱动V形皮带15及从动V形皮带14，前者经过驱动调整滑轮9和变速双滑轮13，后者经过变速双滑轮13和从动调整滑轮10在一个较高的平行平面运转。
以这种配置，根据所要的整体增速及减速比，这两个V形皮带14、15在变速双滑轮13上运转。此变速双滑轮13有两个大小不同但直径固定的滑轮组成。
变速双滑轮13经由滚珠轴承装在变速轴12上，此变速轴12与旋转轴线21a、21b平行。变速轴12与枢接在旋转轴24上的变速杆16垂直固定。该旋转轴24与变速轴12平行，而且未设置在旋转轴21a、21b的连线上。
变速杆16的旋转移动会造成变速双滑轮13相对于旋转轴21a、21b之间的位置变化，例如若与旋转轴线21a的距离减少，则与旋转旋转轴线21b的距离会增加。
因此，对于右边的V形皮带14施加拉力，也就是右边可调整滑轮10上的两个半个滑轮2a、2b对称地上下分开，会造成他们的操作直径减小。
在此同时，左边的V形皮带15的张力降低，也就是左边调整滑轮9上的两个半个滑轮2a、2b因弹簧3a、3b的压力而压向对方，造成左边调整滑轮9的操作直径增加。因此，这两个V形皮带14、15会造成速度的增加或降低，如上述例子，当马达25速度不变的时候，输出轴的速度将增加，相反的过程也是以类似的方式来操作。
基此原理，不管可调滑轮9、10如何被调整，V形皮带14、15仍然在引牵机构平面20a、20b上，变速器的调整也就是变速杆16的旋转移动也和平面20平行，而且不需要作横向的调整移动，这样就形成一个非常简单且不占空间的无级变速传动结构。
如图2a和图2b所示传动装置，变速双滑轮13有两个大小不同直径的滑轮，决定了全部传输速率比。
基于上述例子，变速双滑轮13也能够从变速轴12卸下，上下倒置同时上下皮带互换，转速比也因此有所变化。
如果，用另一个不同操作直径的变速双滑轮，以取代变速双滑轮13会提供不同的变速范围。另外可由变速轴12、变速杆16的位置移动以及皮带长度的变化而达到变化速度范围的目的。
图3是与图2不同的另外一种速度传输结构，它的中央变速双滑轮13＇不是装在变速器上而是固定在一轴12′上。另外，变速元件11包含两个张力滚轮23a、23b。这两个滚轮经一根张力杆28连接在一起，并能在杆的两端自由旋转。滚轮23a是在牵引机构平面20a上，且在V形皮带15内，同理滚轮23b在V形皮带14内。
张力杆28由变速杆16绕着与牵引机构平面垂直的轴24旋转，此轴位于张力杆28的中央点。滚轮23b将V形皮带14往外拉，将造成皮带移动路径变化。因此，V形皮带会将两个半个滑轮2a、2b分开，而且减少操作直径。

Claims (5)

1、一种V形滑轮环状无级变速器，包含
一组无级变速牵引机构，
二个牵引机构滑轮，其中
至少一个滑轮是调整滑轮，它的操作直径(19)介于两个极限位置(19a、19b)之间，其他的滑轮是固定滑轮，其操作直径固定，
一个变速元件(11)放置在至少一组变速机构的牵引机构平面(20)上，
其特征在于：弹簧(3a、3b)分别设置在该至少一个可调整滑轮的轴向两侧。
2、根据权利要求1所述的V形滑轮环状无级变速器，其特征在于：该可调整滑轮包含两个半个滑轮(2a、2b)，该两个半个滑轮的运行表面(22a、22b)相对于牵引机构平面(20)呈倾斜状，弹簧(3a、3b)分别与可调整滑轮的旋转轴(21a)同轴地布置，每一弹簧中的一端固定在旋转轴(21a)上，另一端抵靠该两个半个滑轮(2a、2b)。
3、根据权利要求1或2所述的V形滑轮环状无级变速器，其特征在于：该变速元件(11)与一旋转轴(24)枢接，该旋转轴(24)垂直于该牵引机构平面(20)。
4、根据权利要求3所述的V形滑轮环状无级变速器，其特征在于：该变速元件(11)包含至少一个张力滚轮(23a)，该张力滚轮装设在一张力杆(28)的一端上，该张力杆(28)与旋转轴(24)枢接。
5、根据权利要求4所述的V形滑轮环状无级变速器，其特征在于：该变速元件(11)包含张力滚轮(23a、23b)，它们分别装设在张力杆(28)的两相对端上，该张力杆(28)与旋转轴(24)枢接。
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