專利名稱：用于無級變速器的帶有改進(jìn)離合器的帶輪組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無級變速器的帶有改進(jìn)離合器的帶輪組件。
背景技術(shù)：
無級變速器包括連接到內(nèi)燃機(jī)的第一帶輪組件、連接到車輪的 第二帶輪組件和在兩個(gè)帶輪組件之間盤繞的帶。每個(gè)組件通常包括連接到發(fā)動機(jī)或者車輪上的軸、由該軸驅(qū)動 的支撐元件和一對半帶輪，其中所述帶輪剛性地和可旋轉(zhuǎn)地連接到 支撐元件上，并能沿著可旋轉(zhuǎn)支撐元件往復(fù)運(yùn)動以限定傳動比。根據(jù)各種變速器結(jié)構(gòu)，兩個(gè)帶輪組件的其中一個(gè)還包括離合 器，其中該離合器用于有選擇地把軸聯(lián)接到驅(qū)動所述半帶輪的支撐 元件上。無級變速器應(yīng)用于小型摩托車上，同時(shí)由于具有增強(qiáng)的驅(qū)動能 力，還被用于例如三輪或者四輪汽車或者雪上汽車等其他車輛上。然而，四輪汽車驅(qū)動模式與小型摩托車不同，尤其是需要完全使用排氣制動(exhaust brake)。 發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的目的是允許在無級變速器中有效使用排氣制動。本發(fā)明的目的借助于如權(quán)利要求1中限定的用于無級變速器 的帶有改進(jìn)離合器的帶輪組件來獲得。


為了更好理解本發(fā)明，下面將僅借助于非限定實(shí)例并參考附圖 來描述優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中圖l為根據(jù)本發(fā)明的帶輪組件的軸向剖面圖；以及圖2為圖1的左視圖(未按比例)。
具體實(shí)施方式
在圖1中，數(shù)字l表示用于無級變速器的帶輪組件。 組件l包括連接軸2，該連接軸2可圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)并具有適合于剛性連接到內(nèi)燃機(jī)(未示出)驅(qū)動軸上的端部5;布置在連接軸2上的球軸承3和飛輪(freewheel)支撐件4;以及借助于球軸承3和 飛輪支撐件4被同心地支撐在連接軸2上的軸套7。此外，帶輪組件l包括在端部5相反側(cè)的、用于把所述連接軸 2的端部6旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到軸套7上的離心離合器8;固定半帶輪9，其剛 性連接到軸套7的沿軸向與離心離合器8相反的端部10上；以及可動 半帶輪ll，其在固定半帶輪9和離心離合器8之間在軸套7上滑動。固定半帶輪和可動半帶輪9、 11限定容納帶13的座部13a，帶13用于從發(fā)動機(jī)傳遞功率到連接到車輪上的從動帶輪組件(未示出), 可動半帶輪11的軸向位置由離心控制裝置14自動限定以便根據(jù)已 知的方法改變傳動比，而不管軸套7角速度如何。更詳細(xì)地說，連接軸2存在縱向通孔15，并在端部5限定錐形座 16，錐形座16與軸線A同軸并容納凸緣17的對應(yīng)聯(lián)接部，其中該凸 緣17適合于連接到內(nèi)燃機(jī)并通過容納在通孔15內(nèi)的螺釘18鎖定到 驅(qū)動軸2上。朝向離心離合器8，緊挨著端部5，連接軸2限定用于飛輪支撐件4的支撐面19，其包括剛性連接到軸套7上的圓柱形外殼20和容納 在外殼20內(nèi)的兩個(gè)滾子保持架22。飛輪支撐件4還在外殼20內(nèi)以一體方式包括軸向地布置在滾子 保持架22之間的超速接頭(overrunningjoint) 23。超速接頭23限定 單向鎖定裝置，并當(dāng)驅(qū)動軸2比軸套7旋轉(zhuǎn)快時(shí)允許相對旋轉(zhuǎn)，并當(dāng) 軸套7速度超過連接軸2時(shí)鎖住相對旋轉(zhuǎn)，設(shè)想圖2示出的旋轉(zhuǎn)方向C 與發(fā)動機(jī)方向一致，并指示車輛向前運(yùn)行狀態(tài)。從相對于凸緣17的相反側(cè)，球軸承3縮緊在驅(qū)動軸2的端部6上， 并借助于螺釘18在軸向上鎖靠連接軸2的肩部2 4 。球軸承3容納在軸套7的可拆卸部分25 (例如適當(dāng)尺寸的螺母) 內(nèi)，并與飛輪支撐件4在連接軸2上限定軸套7的徑向支撐。軸套7借助于離心離合器8可旋轉(zhuǎn)分離地連接到連接軸2上，其 中該離心離合器8包括板支撐件27、沿外圍鉸接到板支撐件27上的 多個(gè)爪28、多個(gè)用于相互連接兩個(gè)相鄰爪28的彈簧50、以及借助于 螺母25剛性地鎖定在軸套7上并容納支撐件27的鼓狀件29。具體地說，板支撐件27—體地包括輪轂30，輪轂30容納連接軸 2的端部6并借助于螺釘18軸向地夾靠球軸承3。此外，板支撐件27限定多個(gè)圓周分布并等距的孔，所述孔容納 與軸線A平行的相應(yīng)的銷32，并限定相應(yīng)的鉸鏈軸B，爪28繞鉸鏈 軸B旋轉(zhuǎn)以選擇性地與鼓狀件29配合。每一個(gè)爪28具有帶適當(dāng)彎曲半徑的摩擦面33，用于在離心加速 度作用下與由鼓狀件29限定并與軸線A同軸地布置的內(nèi)圓柱面34配合o具體地說，每一個(gè)爪28具有重心G，由離心加速度產(chǎn)生的慣性力集中在重心G上，假設(shè)方向C限定車輛的向前運(yùn)行狀態(tài)并指向發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，則重心G位于相應(yīng)的銷32的前面。例如，如果曲軸 背離(facing from)帶輪組件朝向發(fā)動機(jī)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)并且曲軸 剛性連接到帶輪組件1的軸2上，則方向C為逆時(shí)針方向，并與曲軸 旋轉(zhuǎn)方向一致。在說明書和權(quán)利要求書的下文中將參照爪28的組件，其被作為 "盤繞方向"組件。此外，摩擦面33的彎曲和軸B的位置優(yōu)選設(shè)計(jì)成使爪28和鼓狀 件2 9之間的摩擦力作用線布置在相對軸B和內(nèi)圓柱面3 4之間，獲得 將在下面更詳細(xì)描述的效果。鼓狀件29當(dāng)借助于爪28引起轉(zhuǎn)動時(shí)驅(qū)動離心控制裝置14,其中 該離心控制裝置14包括剛性連接到鼓狀件29上的引導(dǎo)元件35和容 納在間隔室37內(nèi)的多個(gè)可動輥36，其中該間隔室37由引導(dǎo)元件35 本身在一側(cè)并由可動半帶輪ll在另一側(cè)限定。可動輥36容納在引導(dǎo)元件35和可動半帶輪11兩者支持的特定 徑向凹槽(未示出)中，并通過這種方式，使軸套7與可動半帶輪 ll在圓周方向上成為一體。此外，推動組件1具有彈簧38和可拆卸支撐件39，其中彈簧38 與引導(dǎo)元件35軸向配合，而可拆卸支撐件39連接到可動半帶輪11并 與彈簧38配合，用于把半帶輪11與固定半帶輪9隔開。具體地說，可拆卸支撐件39包括圓柱形壁40，圓柱形壁40具有 剛性連接到可動半帶輪11的圓周部41的軸向端部。可拆卸支撐件39 朝容納引導(dǎo)元件35的離心離合器8延伸，并在與可動半帶輪ll相反 的一端設(shè)置徑向邊緣42，以限定用于彈簧38的朝向軸線A的止擋， 彈簧38容納在圓柱形壁40內(nèi)并在徑向邊緣42和面向引導(dǎo)元件35的離心離合器8的環(huán)形座43之間。帶輪組件l操作如下。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)靜止或者怠速(idle)時(shí)，帶輪組件l處于打開位置， 其中彈簧38保持半帶輪9、 ll分離，限定適合于輕型卡車(pickup) 的最大變速/減速比。在發(fā)動機(jī)加速后，連接軸2在仍然靜止的軸套7內(nèi)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動并 轉(zhuǎn)動。連接軸2持續(xù)加速，超過嚙合閾值，在超過該閾值時(shí)，爪28克 服彈簧50推壓張開，并與被離心加速度產(chǎn)生的接近力推動的鼓狀件 29的內(nèi)圓柱面34接觸。因此軸套7和半帶輪9、 ll通過摩擦力驅(qū)動，并且當(dāng)運(yùn)行吋，傳 動比借助于輥36而改變，而輥36通過離心加速而操作并在引導(dǎo)元件 35上徑向運(yùn)動，克服彈簧38的推壓力朝向固定半帶輪9推動可動半 帶輪ll。排氣制動狀態(tài)也可在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)，在該過程中，半帶輪9、 11 在驅(qū)動軸2上施加驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，而內(nèi)燃機(jī)通過使車輛減速而抵抗這種 轉(zhuǎn)矩。在排氣制動狀態(tài)期間，旋轉(zhuǎn)方向沒有改變，然而轉(zhuǎn)矩反向，并 且在初始瞬間，半帶輪9、 11趨向超過支撐軸2的角速度。但是，這種作用被飛輪支撐件4的超速接頭23阻止，這是必需 和瞬時(shí)施加的，因此鎖住了驅(qū)動軸2和半帶輪9之間的相對旋轉(zhuǎn)，并 繼續(xù)以由車輛速度和傳動比確定的角速度驅(qū)動帶輪組件l。通過這種方式，帶輪組件l允許連續(xù)地越過接近排氣制動狀態(tài) 的瞬變狀態(tài)，避免了當(dāng)半帶輪9、 ll超過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)可能導(dǎo)致的不期望的加速。此外，離心離合器8維持在高角速度，至少在排氣制動狀態(tài)的第 一 階段期間允許由爪2 8驅(qū)動鼓狀件2 9 。為了在排氣制動狀態(tài)期間使離心離合器8盡可能長時(shí)間保持嚙 合，彈簧38幫助將達(dá)到最小傳動比的固定和可動半帶輪9、 ll迅速 地移開。該比值使半帶輪9、 ll轉(zhuǎn)數(shù)相對于車輪轉(zhuǎn)數(shù)增大，保持帶 輪組件l在高角速度并保持相對慢車速，因此提高了離心加速度。為了保持離心離合器8盡可能長時(shí)間嚙合，爪28還沿盤繞方向 安裝在板支撐件27上。實(shí)際上，在排氣制動狀態(tài)期間，作用于每一 爪28上的摩擦力的合力指向相應(yīng)的軸B并因此產(chǎn)生趨向于使爪28壓 靠鼓狀件29的力矩，這是因?yàn)樽饔镁€位于軸B和內(nèi)圓柱面34之間。 該力矩被添加到作用于爪28上的離心力上，并因此對連接軸2的角 速度限定不明顯的接近力。通過這種方式，與例如在小型摩托車中 出現(xiàn)的通過其中爪在相對方向或者展開方向嵌入的離合器獲得的 速率范圍相比，離心離合器8嚙合較高的速率范圍。在加速(pickup)階段期間，不同的是，摩擦力的合力指向相應(yīng) 的軸B相對于重心G的相反側(cè)，并可忽視地影響接近力，這在加速 階段期間通過離心加速度普遍出現(xiàn)。通過這種方式，離心離合器8 與初始滑移配合，而越平穩(wěn)的加速，就越適合于驅(qū)動四輪汽車，尤 其停車操縱期間。最后，如果排氣制動狀態(tài)延長并且達(dá)到比脫離閾值慢的角速 度，則離心離合器8在彈簧50推壓下打開。隨著離心離合器8的打開，半帶輪9、 11借助于飛輪支撐件4仍 然保持與驅(qū)動軸2連接，而車輛速度可仍然減小，直到用戶通過加 速把連接軸2的轉(zhuǎn)數(shù)返回到超過離心離合器8嚙合值的數(shù)值。理論上，半帶輪9、 11可保持與連接軸2角度固定，直到發(fā)動機(jī) 達(dá)到它的最小轉(zhuǎn)數(shù)。然而，這種狀態(tài)對應(yīng)于在實(shí)踐中沒有達(dá)到的過 慢車速。帶輪組件l的另一方面操作被示出考慮了將發(fā)動機(jī)連接到車輪 上的整個(gè)變速器組件。尤其是，帶輪組件1借助于凸緣17直接地緊固到內(nèi)燃機(jī)上，并 借助于從動帶輪組件，驅(qū)動包括用于直接驅(qū)動車輪的差速機(jī)構(gòu)箱以 及布置在從動帶輪組件和具有中間齒輪、向前齒輪和反向齒輪的差 速機(jī)構(gòu)之間的齒輪箱。在這種情況下，重要的是觀察由于發(fā)動機(jī)直接地連接到軸2上 在向前和倒車狀態(tài)下帶輪組件l旋轉(zhuǎn)方向如何相同。在怠速狀態(tài)下，車輪與發(fā)動機(jī)斷幵連接，并且加速踏板可能意 外下壓，嚙合離心離合器8并使帶輪組件1和從動帶輪組件轉(zhuǎn)動。一旦加速器釋放，發(fā)動機(jī)立即返回到怠速狀態(tài)，同時(shí)由于獲得 的慣性，帶輪組件傾向于超出連接軸2，并撞擊齒輪導(dǎo)致?lián)p壞。然 而，飛輪支撐件4的存在允許與整體變速器的發(fā)動機(jī)同時(shí)減速以及 隨后的平穩(wěn)向前齒輪嚙合。目前帶輪組件l的優(yōu)點(diǎn)允許如下獲得。通過在驅(qū)動軸2和半帶輪9、 U之間應(yīng)用飛輪支撐件4，允許在 裝有無級變速器組件l的車上使用排氣制動，避免了在向排氣制動 狀態(tài)換檔瞬間不期望的加速，或者避免了在空檔時(shí)意外加速后對變 速器的破壞。類似地，爪28的盤繞方向組件允許使爪28長時(shí)間保持支靠鼓狀 件29的內(nèi)圓柱面34上，并因此對制動裝置施加更少壓力。此外，在加速期間，爪28的盤繞方向組件使得加速更平穩(wěn)，并 允許在沒有磨損情況下以高精度操作，因此提高了例如在停車時(shí)的 靈活性。此外，彈簧38使得在排氣制動狀態(tài)期間半帶輪9、 ll達(dá)到打開位置更快，因此減少了帶輪組件響應(yīng)時(shí)間。最后明顯的是，在沒有脫離在附加權(quán)利要求書限定的本發(fā)明保 護(hù)范圍情況下，可對在這里描述和示出的帶輪組件l進(jìn)行各種改變 和變型。具體地說，飛輪支撐件可替換球軸承3，而支撐表面19可引導(dǎo) 簡單的滾子保持架。此外，可以想象，摩擦面33輪廓的尺寸設(shè)計(jì)成使軸B布置在內(nèi) 圓柱面34和摩擦力合力的作用線之間。在這種情況下，可保持平穩(wěn) 的加速，然而由于離心離合器在較高轉(zhuǎn)速下傾向于脫離，因此在其 中飛輪支撐件4和離心離合器8共同把驅(qū)動轉(zhuǎn)矩從半帶輪9、 ll傳送 到連接軸2上的速率范圍可降低。無級變速器可存在各種結(jié)構(gòu)，而借助于另外變型，可以設(shè)計(jì)這 樣的結(jié)構(gòu)，即其中離合器8和飛輪支撐件4兩者均布置在單個(gè)從動帶 輪組件上。此外，控制裝置14可與描述的不同，例如它們可借助于由電子 控制單元控制的致動器自動地操作。同時(shí)半帶輪可以變化方式連接到軸套7上。通常，兩個(gè)半帶輪9、 11中至少一個(gè)必須可旋轉(zhuǎn)地連接到軸套7上。單向鎖定裝置23例如可包括電子控制離合器。在描述的典型實(shí)施例中，如圖2所示，車輛向前運(yùn)行狀態(tài)相應(yīng)于連接軸的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。然而，例如由于齒輪減速器布置在內(nèi)燃機(jī) 和帶輪組件l之間，因此當(dāng)車輛向前運(yùn)行時(shí)，連接軸2的旋轉(zhuǎn)方向可以是順時(shí)針方向。在這種情況下，爪28的組件將與圖2中示出的布置成鏡像關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于車輛無級變速器的帶輪組件(1)，包括具有軸線(A)的軸(2)；可圍繞所述軸線(A)旋轉(zhuǎn)的支撐元件(7)；可旋轉(zhuǎn)地連接到所述支撐元件(7)上的第一半帶輪(9)；面向所述第一半帶輪(9)以限定座部(13a)的第二半帶輪(11)，所述座部(13a)適合于容納所述變速器的帶(13)，所述第一和第二半帶輪(9、11)中的至少一個(gè)相對于所述支撐元件(7)縱向可移動；以及離合器(8)，所述離合器包括連接到所述軸(2)上的第二支撐元件(27)、連接到所述支撐元件(7)并且容納所述第二支撐元件(27)的鼓狀件(29)、以及圍繞相應(yīng)的鉸鏈軸(B)被鉸接到所述支撐元件(27)上以可選擇地與所述鼓狀件(29)配合的多個(gè)摩擦元件(28)，所述帶輪組件(1)的特征在于，所述摩擦元件(28)相應(yīng)的重心(G)相對于所述軸(2)的旋轉(zhuǎn)方向位于相應(yīng)鉸鏈軸(B)前面，其中所述軸(2)的旋轉(zhuǎn)方向限定所述車輛的向前運(yùn)行狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的帶輪組件，其特征在于，包括布置在所述 支撐元件(7)和所述軸(2)之間的單向聯(lián)接裝置(23),以便當(dāng) 所述支撐元件(7)的角速度趨向超過所述軸(2)的角速度時(shí)允 許驅(qū)動所述軸(2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的帶輪組件，其特征在于，所述支撐元件(7) 為至少部分地容納所述軸(2)的軸套，并且，所述帶輪組件包括 徑向地布置在所述軸(2)和所述軸套(7)之間的可旋轉(zhuǎn)支撐裝 置(3、 4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的帶輪組件，其特征在于，所述單向聯(lián)接裝 置(23) —體形成到所述可旋轉(zhuǎn)支撐裝置(4)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的帶輪組件，其特征在于，所述可旋轉(zhuǎn)支撐裝置(3、 4)包括第一和第二軸承(3、 4)，并且，所述單向聯(lián)接 裝置(23) —體形成在所述第一和第二軸承(3、 4)的至少一個(gè) 上。
6. 根據(jù)前面權(quán)利要求任何之一的帶輪組件，其特征在于，所 述單向聯(lián)接裝置(23)包括至少一個(gè)超速接頭。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的帶輪組件，其特征在于，所述第一和第二 軸承(3、 4)的至少其中之一包括滾子保持架。
8. 根據(jù)前面權(quán)利要求任何之一的帶輪組件，其特征在于，包 括與所述第一和第二半帶輪(9、 11)的至少其中之一配合的推壓 元件(3S)，用于從所述第一半帶輪(9)中移開所述第二帶輪(11)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的帶輪組件，其特征在于，所述推壓元件 (38)與剛性連接到所述支撐元件(7)上的固定元件(35)配合，并與剛性連接到所述半帶輪(11)的圓周部分(41)上的支撐元 件(39)配合。
10. 根據(jù)前面權(quán)利要求之一的帶輪組件，其特征在于，所述離 合器(8)包括剛性連接到所述軸(2)上的第二支撐元件(27) 和剛性連接到所述支撐元件(7)并容納所述第二支撐元件(27) 的鼓狀件(29)，多個(gè)摩擦元件(28)圍繞相應(yīng)的鉸鏈軸(B)被 鉸接到所述第二支撐元件(27)上，用于可選擇地與所述鼓狀件(29)配合，并且，所述摩擦元件(28)的相應(yīng)重心(G)相對于 所述軸(2)的旋轉(zhuǎn)方向位于相應(yīng)鉸鏈軸(B)前面，其中所述軸 (2)的旋轉(zhuǎn)方向限定所述車輛的向前運(yùn)行狀態(tài)。
11. 根據(jù)前面權(quán)利要求任何之一的帶輪組件，其特征在于，包 括用于調(diào)節(jié)所述第二帶輪Ul)縱向部分的控制裝置(14)，并且，所述軸(2)包括適合于連接到內(nèi)燃機(jī)曲軸上的聯(lián)接元件(17)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的帶輪組件，其特征在于，所述控制裝置(14)包括剛性連接到所述支撐元件(7)上的引導(dǎo)元件(35) 和多個(gè)離心元件(36)，所述離心元件可在所述引導(dǎo)元件(35)上 運(yùn)動，并可與所述第二半帶輪(11)配合，用于限定所述第二半 帶輪(11)的位置。
全文摘要
應(yīng)用于車輛無級變速器的帶輪組件(1)，包括具有軸線(A)的軸(2)；可圍繞軸線(A)旋轉(zhuǎn)的支撐元件(7)；可旋轉(zhuǎn)地連接到支撐元件(7)的第一半帶輪(9)；面向第一半帶輪(9)以限定座部(13a)的第二半帶輪(11)，座部適于容納變速器的帶(13)，半帶輪(9、11)至少之一相對支撐元件(7)縱向可移動；離合器(8)，包括連接到軸(2)的第二支撐元件(27)、連接到支撐元件(7)且容納第二支撐元件(27)的鼓狀件(29)及圍繞相應(yīng)鉸鏈軸(B)被鉸接到支撐元件(27)上以可選擇地與鼓狀件(29)配合的多個(gè)摩擦元件(28)，摩擦元件的相應(yīng)重心(G)相對軸(2)的旋轉(zhuǎn)方向位于相應(yīng)鉸鏈軸(B)前面，其限定車輛的向前運(yùn)行狀態(tài)。
文檔編號F16D43/18GK101278146SQ200680034163
公開日2008年10月1日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者A·加萊蒂, P·塞塔 申請人:特高歐洲公司