專利名稱：具有優(yōu)化的摩擦傳動(dòng)液供應(yīng)的錐環(huán)變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錐環(huán)變速器，具有一個(gè)變速器殼體，該變速器殼體限定一個(gè)內(nèi)室的邊界，在該內(nèi)室中安置有一個(gè)第一錐形摩擦輪、一個(gè)第二錐形摩擦輪和一個(gè)與這兩個(gè)錐形摩擦輪形成配合的摩擦環(huán)。
背景技術(shù)：
由US 6,093,131公開了一種錐環(huán)變速器，在該錐環(huán)變速器中，兩個(gè)錐形摩擦輪彼此反向地設(shè)置并且配合在平行的軸上。通過使摩擦環(huán)沿著錐形外殼面移位可無級(jí)地調(diào)節(jié)錐環(huán)變速器的傳動(dòng)比。摩擦環(huán)在此環(huán)繞著這些錐形摩擦輪中的一個(gè)。
該錐環(huán)變速器中的摩擦環(huán)具有一個(gè)環(huán)行的朝向外部的外部接觸表面和一個(gè)環(huán)行的徑向朝向內(nèi)部的內(nèi)部接觸表面。內(nèi)部接觸表面在此與被摩擦環(huán)環(huán)繞著的錐形摩擦輪的接觸表面形成第一接觸區(qū)。錐形摩擦輪的接觸表面在此是錐形摩擦輪的錐狀的外殼面。第二接觸區(qū)在摩擦環(huán)的外部接觸表面與不被摩擦環(huán)環(huán)繞的錐形摩擦輪的接觸表面之間產(chǎn)生。因?yàn)槟Σ镰h(huán)夾緊在兩個(gè)彼此位于對(duì)面的錐形摩擦輪之間，所以可通過該摩擦環(huán)將轉(zhuǎn)矩通過第一接觸區(qū)和第二接觸區(qū)在兩個(gè)錐形摩擦輪之間傳遞。
為了在錐形摩擦輪之間傳遞轉(zhuǎn)矩，使用合適的摩擦傳動(dòng)液，通過該摩擦傳動(dòng)液應(yīng)使接觸區(qū)中彼此貼靠的接觸表面分開。如果這種分開通過摩擦傳動(dòng)液產(chǎn)生，則轉(zhuǎn)矩的傳遞通過摩擦傳動(dòng)液的剪切應(yīng)力在參與的旋轉(zhuǎn)體(錐形摩擦輪、摩擦環(huán))之間于是產(chǎn)生的間隙中進(jìn)行。如果轉(zhuǎn)矩純粹通過摩擦傳動(dòng)液的剪切成功傳遞，則可理想地完全避免通常為金屬的接觸表面的磨粒磨損。
在接觸區(qū)內(nèi)部通過摩擦傳動(dòng)液的剪切來傳遞轉(zhuǎn)矩的迄今公知的實(shí)現(xiàn)方案通過錐形摩擦輪和摩擦環(huán)的浸漬潤滑和由此得到的潤濕來進(jìn)行。錐環(huán)變速器的內(nèi)室在浸漬潤滑中填充有摩擦傳動(dòng)液并且同時(shí)填充有空氣，其中，由于旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)，在內(nèi)室的內(nèi)部導(dǎo)致摩擦傳動(dòng)液和空氣部分地顯著混合或?qū)е虏黄谕匦纬膳菽?，這決定性地影響根據(jù)彈性流體動(dòng)力學(xué)理論純粹通過摩擦傳動(dòng)液的剪切來對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行傳遞。
尤其是在安裝在機(jī)動(dòng)車中的錐環(huán)變速器中，調(diào)節(jié)靜態(tài)液位在浸漬潤滑的情況下非常困難，該靜態(tài)液位在所有工作情況(例如傾斜、溫度影響、速度)中給錐形摩擦輪與摩擦環(huán)之間的接觸區(qū)總是足夠地供應(yīng)摩擦傳動(dòng)液。此外，由于摩擦傳動(dòng)液的剪切而產(chǎn)生熱量，該熱量在所有工作條件下必須導(dǎo)出。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種錐環(huán)變速器，在該錐環(huán)變速器中保證給接觸區(qū)盡可能可靠地供應(yīng)摩擦傳動(dòng)液。
本發(fā)明的任務(wù)通過本發(fā)明的錐環(huán)變速器來解決。優(yōu)選的實(shí)施例可從下面的技術(shù)方案中得到。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種錐環(huán)變速器，該錐環(huán)變速器具有一個(gè)變速器殼體，該變速器殼體限定一個(gè)內(nèi)室的邊界，在該內(nèi)室中安置有一個(gè)第一錐形摩擦輪、一個(gè)第二錐形摩擦輪和一個(gè)與這兩個(gè)錐形摩擦輪形成配合的摩擦環(huán)，其中，在內(nèi)室中存在摩擦傳動(dòng)液，其中，內(nèi)室完全填充以摩擦傳動(dòng)液。
根據(jù)本發(fā)明的錐環(huán)變速器的特征在于，內(nèi)室完全填充以摩擦傳動(dòng)液。這意味著，內(nèi)室沒有空氣，由此不會(huì)導(dǎo)致摩擦傳動(dòng)液和空氣不期望地混合。
在錐環(huán)變速器的內(nèi)室完全填充以摩擦傳動(dòng)液的情況下可導(dǎo)致比具有浸漬潤滑的錐環(huán)變速器中的摩擦損失大的摩擦損失。但通過內(nèi)室完全填充以摩擦傳動(dòng)液造成的可能的效率損失通過由于給接觸區(qū)非常好地供應(yīng)摩擦傳動(dòng)液來使旋轉(zhuǎn)體的優(yōu)選金屬的表面完全分開的優(yōu)點(diǎn)而得到補(bǔ)償。
給接觸區(qū)保持恒定和相同地供應(yīng)摩擦傳動(dòng)液的優(yōu)點(diǎn)還包括，在例如安裝在機(jī)動(dòng)車中的錐環(huán)變速器中傾斜效應(yīng)對(duì)給接觸區(qū)供應(yīng)摩擦傳動(dòng)液不起作用。在起步和冷起動(dòng)條件下也可最佳地給接觸區(qū)供應(yīng)摩擦傳動(dòng)液。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，內(nèi)室中的摩擦傳動(dòng)液具有減振性質(zhì)，由此可降低噪聲輻射。同樣，由于摩擦傳動(dòng)液的剪切而產(chǎn)生的熱量可直接輸出給周圍的摩擦傳動(dòng)液。這尤其是在純粹浸漬潤滑中成為問題，因?yàn)橛捎诔霈F(xiàn)的轉(zhuǎn)速(噴射油)和局部的流體粘度而難于一方面照顧到最佳地導(dǎo)出熱量并同時(shí)足夠地傳遞轉(zhuǎn)矩。
在這一點(diǎn)上指明，根據(jù)本發(fā)明的錐環(huán)變速器的變速器殼體除了確定或限定填充有摩擦傳動(dòng)液的內(nèi)室的邊界之外還可確定或限定未填充有摩擦傳動(dòng)液的另外的內(nèi)室的邊界。例如可設(shè)置至少一個(gè)內(nèi)室，在該內(nèi)室中安置錐環(huán)變速器的軸承的至少一部分。該內(nèi)室可填充有油，該油的性質(zhì)與摩擦傳動(dòng)液的性質(zhì)不同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，內(nèi)室通過一個(gè)開口與一個(gè)儲(chǔ)存容器形成連接，通過該儲(chǔ)存容器可補(bǔ)償摩擦傳動(dòng)液的熱膨脹。由此保證，內(nèi)室在錐環(huán)變速器中溫度不同的情況下完全填充有摩擦傳動(dòng)液，而無需在此在變速器殼體內(nèi)部建立不必要的壓力。這樣設(shè)計(jì)儲(chǔ)存容器與內(nèi)室之間的開口，使得熱膨脹的補(bǔ)償或摩擦傳動(dòng)液的體積變化在無空氣進(jìn)入到內(nèi)室中的情況下進(jìn)行。優(yōu)選在儲(chǔ)存容器內(nèi)部形成用于摩擦傳動(dòng)液的液面。儲(chǔ)存在儲(chǔ)存容器中的摩擦傳動(dòng)液用于在需要時(shí)(例如由泄漏、溫度下降引起)對(duì)內(nèi)室進(jìn)行再填充。在此情況下，摩擦傳動(dòng)液通過開口現(xiàn)在朝內(nèi)室的方向到達(dá)。
借助于液面可簡單地監(jiān)控摩擦傳動(dòng)液的液位。通過儲(chǔ)存容器也可簡單地再填注摩擦傳動(dòng)液。
優(yōu)選開口在錐環(huán)變速器的通常的使用位置中設(shè)置在內(nèi)室的最高點(diǎn)上或至少設(shè)置在該最高點(diǎn)附近。由此尤其是在給內(nèi)室填充摩擦傳動(dòng)液時(shí)可使空氣在該最高點(diǎn)上通過開口逸出。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，內(nèi)室由一個(gè)用于接收第一錐形摩擦輪的錐形的第一分內(nèi)室、一個(gè)用于接收第二錐形摩擦輪的錐形的第二分內(nèi)室和一個(gè)基本上空心圓柱狀的分內(nèi)室組成，摩擦環(huán)可沿著該空心圓柱狀的分內(nèi)室的圓柱軸線(例如以傾斜的圓柱軸線)移動(dòng)地設(shè)置在該空心圓柱狀的分內(nèi)室中。這些分內(nèi)室在此可部分地交疊，在兩個(gè)錐形摩擦輪的外殼面之間的間隙中就可以是這種情況。錐形的第一分內(nèi)室和錐形的第二分內(nèi)室可具有這樣的張角，該張角相應(yīng)于第一錐形摩擦輪和第二錐形摩擦輪的張角。第一分內(nèi)室優(yōu)選稍大于安置在該第一分內(nèi)室中的第一錐形摩擦輪。同樣情況類似地適用于第二分內(nèi)室。由此使具有最小距離的變速器殼體與錐形摩擦輪相適配，以便使得給內(nèi)室填充摩擦傳動(dòng)液所必需的容積降低到最小程度。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在用于摩擦環(huán)的空心圓柱狀的分內(nèi)室與接收被摩擦環(huán)環(huán)繞著的錐形摩擦輪的錐形的分內(nèi)室之間設(shè)置有一個(gè)在橫截面中呈鐮刀形的縮入部。通過該鐮刀形的縮入部在內(nèi)室容積最小的情況下實(shí)現(xiàn)由于壁厚基本上恒定而不是過渡地重的變速器殼體。
用于摩擦環(huán)的空心圓柱狀的分內(nèi)室可具有一個(gè)室展寬部，該室展寬部用來接收用于摩擦環(huán)的調(diào)節(jié)裝置。通過該調(diào)節(jié)裝置可調(diào)節(jié)摩擦環(huán)在錐環(huán)變速器中的軸向位置并且由此調(diào)節(jié)錐環(huán)變速器的傳動(dòng)比。這樣確定室展寬部的尺寸，使得該室展寬部允許調(diào)節(jié)裝置的功能，而無需不必要地增大內(nèi)室的容積。


借助于附圖中所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖表示圖1一個(gè)錐環(huán)變速器的立體俯視圖，其中切下了變速器殼體的一部分；以及圖2圖1的錐環(huán)變速器的另一個(gè)立體俯視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一個(gè)錐環(huán)變速器，該錐環(huán)變速器整體用1標(biāo)記。變速器殼體2(被切下一半)限定一個(gè)內(nèi)室3的邊界或包圍該內(nèi)室，在該內(nèi)室中設(shè)置有一個(gè)第一錐形摩擦輪4、一個(gè)第二錐形摩擦輪5和一個(gè)摩擦環(huán)6。這兩個(gè)錐形摩擦輪4、5彼此反向地設(shè)置，具有彼此間隔開的平行的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線7、8并且分別具有相同的張角。
摩擦環(huán)6與兩個(gè)錐形摩擦輪4、5形成配合并且環(huán)繞著第一錐形摩擦輪4。摩擦環(huán)6在此具有一個(gè)內(nèi)部接觸表面9和一個(gè)外部接觸表面10。內(nèi)部接觸表面9在此相應(yīng)于摩擦環(huán)6的徑向向外指向的圓周面。摩擦環(huán)6的內(nèi)部接觸表面9貼靠在第一錐形摩擦輪4的接觸表面11上，其中，接觸表面11相應(yīng)于第一錐形摩擦輪4的外殼表面。而摩擦環(huán)的外部接觸表面貼靠在第二錐形摩擦輪5的接觸表面12上。
錐形摩擦輪4、5可通過在此未示出的壓緊裝置在拉入摩擦環(huán)6的情況下彼此夾緊。通過該夾緊可使轉(zhuǎn)矩從軸13通過第一錐形摩擦輪4、摩擦環(huán)6傳遞給第二錐形摩擦輪5。在內(nèi)部接觸表面9與錐形摩擦輪4的接觸表面11之間形成一個(gè)第一接觸區(qū)14。類似地在摩擦環(huán)6的外部接觸表面10與第二錐形摩擦輪5的接觸表面12之間得到第二接觸區(qū)15。
內(nèi)室3完全填充以摩擦傳動(dòng)液16。內(nèi)室3在此情況下通過開口17與儲(chǔ)存容器18形成連接，由此，摩擦傳動(dòng)液16例如可由于熱膨脹而通過開口17到達(dá)儲(chǔ)存容器18中。在儲(chǔ)存容器18中形成液面19。位于儲(chǔ)存容器18中的摩擦傳動(dòng)液用于在需要時(shí)填充內(nèi)室3，由此使該內(nèi)室總是被完全填充。
內(nèi)室3與儲(chǔ)存容器18之間的開口17位于內(nèi)室3的最高點(diǎn)20的一個(gè)區(qū)域中，由此在用摩擦傳動(dòng)液16填充內(nèi)室3時(shí)空氣可完全通過開口17逸出。通過液面19可實(shí)現(xiàn)填充液位監(jiān)控。
在錐環(huán)變速器1工作時(shí)，在第一接觸區(qū)14中形成摩擦傳動(dòng)液16的窄膜，由此，第一錐形摩擦輪4的接觸表面11和摩擦環(huán)6的內(nèi)部接觸表面9通過摩擦傳動(dòng)液16彼此分開并且不直接相互滾壓。由于摩擦傳動(dòng)液16在第一接觸區(qū)14中的高壓力和由此產(chǎn)生的高粘度，摩擦傳動(dòng)液16基于可由摩擦傳動(dòng)液16吸收的剪切應(yīng)力而將第一錐形摩擦輪4的轉(zhuǎn)矩傳遞給摩擦環(huán)6。
并且在摩擦環(huán)6的外部接觸表面10與第二錐形摩擦輪5的接觸表面12之間的第二接觸區(qū)15中，轉(zhuǎn)矩理想地僅借助于摩擦傳動(dòng)液16傳遞。由此可顯著降低或避免滾壓的旋轉(zhuǎn)體4、5、6的磨粒磨損。
內(nèi)室3包括一個(gè)錐形的第一分內(nèi)室21，第一錐形摩擦輪4安置在該第一分內(nèi)室中。該錐形的第一分內(nèi)室在此稍大于第一錐形摩擦輪4，由此在錐形摩擦輪4與變速器殼體2之間僅形成非常小的間隙22。第二錐形摩擦輪5設(shè)置在一個(gè)錐形的分內(nèi)室23中，該分內(nèi)室的尺寸稍大于錐形摩擦輪5的尺寸。由此在變速器殼體2與錐形摩擦輪5之間僅形成小的間隙24，由此，通過錐形的第一分內(nèi)室和第二分內(nèi)室21、23使內(nèi)室3的可填充以摩擦傳動(dòng)液16的容積降低到最小程度。除了這些分內(nèi)室21、23之外，內(nèi)室3還具有一個(gè)空心圓柱狀的分內(nèi)室25，摩擦環(huán)6可在轉(zhuǎn)動(dòng)軸線7、8的方向上在該空心圓柱狀的分內(nèi)室的內(nèi)部移動(dòng)。
在空心圓柱狀的分內(nèi)室25與錐形的第一分內(nèi)室21之間設(shè)置有一個(gè)鐮刀形的縮入部26。該鐮刀形的縮入部26朝外敞開并且用于使內(nèi)室3的可填充的容積降低到最小程度。
圖2以另一個(gè)立體視圖示出了圖1的錐環(huán)變速器1。也如圖1中那樣切下了變速器殼體2的一半。從圖1和圖2中可獲知，空心圓柱狀的分內(nèi)室25具有一個(gè)室展寬部27，該室展寬部用來接收用于摩擦環(huán)6的在此未示出的調(diào)節(jié)裝置。由此，空心圓柱狀的分內(nèi)室25狹義上說不同于空心圓柱。需要指明分內(nèi)室21、23、25部分地交疊，其中，該交疊在所述兩個(gè)彼此反向地設(shè)置的錐形摩擦輪4、5之間的間隙中產(chǎn)生。
參考標(biāo)號(hào)清單1 錐環(huán)變速器13 軸2 變速器殼體14 第一接觸區(qū)3 內(nèi)室 15 第二接觸區(qū)4 第一錐形摩擦輪16 摩擦傳動(dòng)液5 第二錐形摩擦輪17 開口6 摩擦環(huán)18 儲(chǔ)存容器7 轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 19 液面8 轉(zhuǎn)動(dòng)軸線 20 最高點(diǎn)9 內(nèi)部接觸表面 21 第一分內(nèi)室10 外部接觸表面 22 間隙11 接觸表面 23 第二分內(nèi)室12 接觸表面 24 間隙
25 空心圓柱狀的分內(nèi)室27 室展寬部26 縮入部
權(quán)利要求
1.錐環(huán)變速器(1)，具有一個(gè)變速器殼體(2)，該變速器殼體限定一個(gè)內(nèi)室(3)的邊界，在該內(nèi)室中安置有一個(gè)第一錐形摩擦輪(4)、一個(gè)第二錐形摩擦輪(5)和一個(gè)與這兩個(gè)錐形摩擦輪(4，5)形成配合的摩擦環(huán)(6)，其中，在該內(nèi)室(3)中存在摩擦傳動(dòng)液(16)，其特征在于該內(nèi)室(3)完全填充以該摩擦傳動(dòng)液(16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的錐環(huán)變速器(1)，其特征在于該內(nèi)室(3)通過一個(gè)開口(17)與一個(gè)儲(chǔ)存容器(18)形成連接，通過該儲(chǔ)存容器可補(bǔ)償該摩擦傳動(dòng)液(16)的熱膨脹。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的錐環(huán)變速器(1)，其特征在于該開口(17)在該錐環(huán)變速器(1)的通常的使用位置中設(shè)置在該內(nèi)室(3)的最高點(diǎn)(20)上或至少設(shè)置在該最高點(diǎn)(20)附近。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的錐環(huán)變速器(1)，其特征在于該內(nèi)室(3)由一個(gè)用于接收該第一錐形摩擦輪(4)的錐形的第一分內(nèi)室(21)、一個(gè)用于接收該第二錐形摩擦輪(5)的錐形的第二分內(nèi)室(23)和一個(gè)基本上空心圓柱狀的分內(nèi)室(25)組成，該摩擦環(huán)(6)可移動(dòng)地設(shè)置在該空心圓柱狀的分內(nèi)室中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的錐環(huán)變速器(1)，其特征在于該錐形的第一分內(nèi)室(21)和該錐形的第二分內(nèi)室(23)具有這樣的張角，該張角相應(yīng)于該第一錐形摩擦輪(4)和該第二錐形摩擦輪(5)的張角。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的錐環(huán)變速器(1)，其特征在于該第一分內(nèi)室(21)稍大于所述安置在該第一分內(nèi)室中的第一錐形摩擦輪(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中一項(xiàng)的錐環(huán)變速器(1)，其特征在于該第二分內(nèi)室(23)稍大于所述安置在該第二分內(nèi)室中的第二錐形摩擦輪(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中一項(xiàng)的錐環(huán)變速器(1)，其特征在于在該空心圓柱狀的分內(nèi)室(25)與該第一分內(nèi)室(21)之間形成一個(gè)鐮刀形的縮入部(26)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中一項(xiàng)的錐環(huán)變速器(1)，其特征在于該空心圓柱狀的分內(nèi)室(25)具有一個(gè)室展寬部(27)，該室展寬部用來接收用于該摩擦環(huán)(6)的調(diào)節(jié)裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錐環(huán)變速器(1)，具有一個(gè)變速器殼體(2)，該變速器殼體限定一個(gè)內(nèi)室(3)的邊界，在該內(nèi)室中安置有一個(gè)第一錐形摩擦輪(4)、一個(gè)第二錐形摩擦輪(5)和一個(gè)與這兩個(gè)錐形摩擦輪(4，5)形成配合的摩擦環(huán)(6)，其中，在該內(nèi)室(3)中存在摩擦傳動(dòng)液(16)，該內(nèi)室(3)通過該摩擦傳動(dòng)液完全填充。
文檔編號(hào)F16H15/42GK101078430SQ20071010513
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者S·邦加特, G·威爾施, R·非肯斯, J·沙佐特, S·科庫斯 申請(qǐng)人:各特拉格·福特傳動(dòng)系統(tǒng)公司