專利名稱：用于錐盤纏繞接觸裝置變速器的轉(zhuǎn)矩探測裝置的制作方法
用于錐盤纏繞接觸裝置變速器的轉(zhuǎn)矩探測裝置
本發(fā)明涉及一種用于錐盤纏繞接觸裝置變速器的轉(zhuǎn)矩探測裝置。 例如在機動車中使用的錐盤纏繞接觸裝置變速器通常包括兩個錐盤
對，這些錐盤對被纏繞接觸裝置、例如平環(huán)鏈纏繞。通過反向改變每個錐
盤對的錐盤之間的距離可連續(xù)地改變變速器的變速比。
錐盤對、優(yōu)選驅(qū)動側(cè)的錐盤對有利地包括一個組合的轉(zhuǎn)矩探測器，通
過該轉(zhuǎn)矩探測器檢測從驅(qū)動發(fā)動機作用過來的轉(zhuǎn)矩并且使所屬的盤對的錐
盤之間的壓緊壓力根據(jù)轉(zhuǎn)矩變化。
例如在DE42 34 294A1、 DE 1954644 Al、 DE40 26683、 DE 19545 492 Al和DE 199 51 950 Al中描述了這種具有組合的轉(zhuǎn)矩探測器的錐盤纏 繞接觸裝置變速器。
圖4示出了一個錐盤纏繞接觸裝置變速器的驅(qū)動側(cè)部分的橫剖面。在 與未示出的定盤構(gòu)造成一體的輸入軸10上，可軸向移動地、但無相對轉(zhuǎn)動 地與輸入軸相連接地設(shè)置一個動盤14。
在動盤14的后側(cè)上在其徑向外部區(qū)域中剛性地固定一個具有兩個彼此 徑向間隔開的壁的圓柱環(huán)16， 一個活塞18在該圓柱環(huán)中工作，由此，根據(jù) 該圖在活塞18的右側(cè)形成一個第一壓力室20，該第一壓力室可通過一些構(gòu) 造在動盤14中的徑向的孔22、 一個處于動盤14與軸10之間的環(huán)形室24 和構(gòu)造在軸10中的徑向孔26和軸向孔28被加載以液壓壓力，該液壓壓力 為了變速比調(diào)節(jié)而可變化。
總體上環(huán)狀的活塞18剛性地與一個總體上杯狀的支撐環(huán)30相連接， 該支撐環(huán)又剛性地與輸入軸10相連接。在支撐環(huán)30的端側(cè)端部上構(gòu)造有 一些斜坡面32。
另外， 一個總體上構(gòu)造成環(huán)狀的探測活塞36在相對于輸入軸10的圓 周面和支撐環(huán)30的內(nèi)圓周面密封的情況下可軸向移動地設(shè)置在支撐環(huán)30 內(nèi)部。探測活塞36構(gòu)造有一個朝動盤14指向的突起，在該突起的后側(cè)上 構(gòu)造有一些斜坡面38，這些斜坡面形成斜坡面32的對應(yīng)面。在斜坡面32與38之間設(shè)置有一些滾動體，在所示例子中為球40。
在探測活塞36與動盤14之間構(gòu)造有一個第二壓力室42，該第二壓力 室可通過穿過輸入軸10的輸入管路44被加載以液壓壓力，其中，液壓介 質(zhì)可通過也構(gòu)造在輸入軸10中的輸出管路46輸出。
通到第二壓力室中的輸入管路開口 48的有效橫截面通過動盤14的軸 向位置來確定。從第二壓力室42通出來的輸出管路開口 50的有效橫截面 通過探測活塞36的位置來確定。探測活塞36以一些在圓周方向上間隔開 的軸向的臂52伸過支撐環(huán)30的缺口。臂52的徑向外面設(shè)置有軸向地和徑 向地指向的齒部，這些齒部與輸入輪54的內(nèi)齒部相嚙合，該輸入輪借助于 軸承8基本上不可軸向移動地支承在輸入軸10上。
在剛性地與動盤14相連接的圓柱環(huán)16的徑向內(nèi)部， 一個環(huán)形件56剛 性地與圓柱環(huán)16相連接，該環(huán)形件的內(nèi)側(cè)形成一個導(dǎo)向面58，球40靠置 在該導(dǎo)向面上并且該導(dǎo)向面限制球40的徑向向外運動。
到現(xiàn)在所述裝置的結(jié)構(gòu)和功能已經(jīng)公知，因此僅進行簡短描述
當(dāng)轉(zhuǎn)矩從可被轉(zhuǎn)動驅(qū)動的輸入輪54作用在探測活塞36上時，該轉(zhuǎn)矩 通過斜坡面38、球40和斜坡面32傳遞給支撐環(huán)30并且由此傳遞給軸10。 這樣構(gòu)造斜坡面，使得探測活塞36隨著轉(zhuǎn)矩增大而根據(jù)

圖1向右運動，由 此，輸出管路開口 50逐漸閉合。隨著輸出管路開口 50的有效尺寸變小， 第二壓力室42中的壓力增大，由此， 一個與輸入轉(zhuǎn)矩相關(guān)的壓緊壓力作用 在動盤14上。當(dāng)動盤14最大程度地向左移動(變速器的最大減速傳動) 時，輸入管路開口48閉合，由此，第二壓力室42無壓力。當(dāng)根據(jù)圖5向 右調(diào)節(jié)動盤14時，導(dǎo)向面58的有效半徑變小，由此，球與斜坡面之間的 靠置隨著動盤14向右移動增大而徑向向內(nèi)移動，由此，第二壓力室42中 的壓力附加地與變速比相關(guān)地變動，因為斜坡面的坡度與球和斜坡面之間 的接觸部位到輸入軸10的軸線的徑向距離相關(guān)。在此情況下，楔形面的坡 度通常在徑向內(nèi)部比在徑向外部大。
尤其是通過探測活塞36、斜坡面32和38以及導(dǎo)向面58和球40構(gòu)成 的公知轉(zhuǎn)矩探測裝置具有以下特性
-隨著輸入軸10的轉(zhuǎn)速增大，在球40上作用一個逐漸增大的離心力， 該離心力通常不完全地由斜坡面和導(dǎo)向面的反力承受，由此，第二壓力室42中的壓力變得與轉(zhuǎn)速相關(guān)。這可導(dǎo)致錐盤纏繞接觸裝置 變速器打滑或?qū)е逻^負荷或遲滯。 -當(dāng)斜坡面在圓周方向上的坡度(徑向相關(guān)性)僅與到輸入軸10的 軸線的距離相關(guān)時，滾動面的法線具有徑向分量，在該滾動面上球 在斜坡面上滾動。因此，球的中心點和球與斜坡之間的接觸點處于 不同的半徑上。這種不同與導(dǎo)向活塞的軸向移動近似成比例。其結(jié) 果是，壓緊壓力(第二壓力室中的壓力)與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系不僅與 變速比相關(guān)，而且與流過第二壓力室42的液壓介質(zhì)的體積流量和 速滯壓力以及與轉(zhuǎn)矩相關(guān)。 本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種轉(zhuǎn)矩探測裝置，在該轉(zhuǎn)矩探測裝置中，所測定的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速、體積流量、速滯壓力和其它參量的前述不利的相關(guān)性得到避免。本發(fā)明任務(wù)的第一解決方案通過一種用于錐盤纏繞接觸裝置變速器的 轉(zhuǎn)矩探測裝置來實現(xiàn)，該轉(zhuǎn)矩探測裝置包括一個剛性地與錐盤對的軸相連 接的斜坡面、另一個剛性地與包圍軸的、可相對于軸軸向移動和扭轉(zhuǎn)的探 測活塞相連接的斜坡面和一個剛性地與動盤相連接的導(dǎo)向面，這樣構(gòu)造斜 坡面，使得當(dāng)在探測活塞與軸之間起作用的轉(zhuǎn)矩變化時探測活塞的軸向位 置通過設(shè)置在斜坡面之間的球在斜坡面上的滾動而變化，球靠置在該導(dǎo)向 面的徑向內(nèi)側(cè)上，其中，動盤與軸無相對轉(zhuǎn)動地并且可軸向移動地相連接 并且被與探測活塞的軸向位置相關(guān)的液壓壓力朝剛性地與軸相連接的定盤 的方向擠壓，這樣成形導(dǎo)向面，使得球與軸的軸線之間的徑向距離與動盤 和定盤之間的軸向距離相關(guān)，其中，這樣構(gòu)造導(dǎo)向面，使得每一個球與斜 坡面的接觸點、球與導(dǎo)向面的接觸點和球的中心點處于一個徑向指向的平 面中。由此實現(xiàn)，離心力由反力完全承受并且不引起壓緊壓力的不利的轉(zhuǎn)速 相關(guān)性。本發(fā)明任務(wù)的第二解決方案通過一種用于錐盤纏繞接觸裝置變速器的 轉(zhuǎn)矩探測裝置來實現(xiàn)，該轉(zhuǎn)矩探測裝置包括一個剛性地與錐盤對的軸相連 接的斜坡面、另一個剛性地與包圍軸的、可相對于軸軸向移動和扭轉(zhuǎn)的探 測活塞相連接的斜坡面和一個剛性地與動盤相連接的導(dǎo)向面，這樣構(gòu)造斜坡面，使得當(dāng)在探測活塞與軸之間起作用的轉(zhuǎn)矩變化時探測活塞的軸向位 置通過設(shè)置在斜坡面之間的球在斜坡面上的滾動而變化，球以它們的徑向 外部區(qū)域靠置在該導(dǎo)向面的徑向內(nèi)側(cè)上，其中，動盤與軸無相對轉(zhuǎn)動地并 且可軸向移動地相連接并且被與探測活塞的軸向位置相關(guān)的液壓壓緊壓力 朝剛性地與軸相連接的定盤的方向擠壓，這樣成形導(dǎo)向面，使得球與軸的 軸線之間的徑向距離與動盤和定盤之間的軸向距離相關(guān)，其中，這樣構(gòu)造 導(dǎo)向面，使得每一個球與斜坡面的接觸點和球與導(dǎo)向面的接觸點處于一個 相對于徑向方向具有預(yù)確定的角度的平面中。由此實現(xiàn)，離心力引起壓緊壓力的可通過角度預(yù)給定的轉(zhuǎn)速相關(guān)性， 該轉(zhuǎn)速相關(guān)性可在變速器的控制中被考慮。有利的是，斜坡面的坡度隨著到這些斜坡面的最深部位的間距增大而 這樣減小，使得壓緊壓力和轉(zhuǎn)矩的商基本上與斜坡面和導(dǎo)向面的彼此相對 位置無關(guān)。由此，接觸點相對于球的中心點徑向移動的消極影響可得到補償。這 這樣來實現(xiàn)徑向移動、軸向移動和圓周移動在導(dǎo)向面的位置被任意預(yù)給 定的情況下這樣設(shè)置，使得轉(zhuǎn)矩和壓緊壓力或第二壓力室中的壓力的關(guān)系 基本上保持恒定。下面借助于示意性附圖示例性地并且更詳細地對本發(fā)明進行描述，本 發(fā)明可用于具有組合的轉(zhuǎn)矩探測器的在很大程度上全部類型的錐盤纏繞接 觸裝置變速器。附圖表示圖1 在圖4的平面I-I中剖切的兩個剖面視圖，斜坡面彼此間的相對 位置關(guān)于圓周方向不同，圖2 在圖4的平面II-II中剖切的三個剖面視圖，其中，球關(guān)于圓周 方向相對于導(dǎo)向面在不同的位置中，圖3 與圖1類似的視圖，斜坡面的形狀相對于圖1不同，以及圖4 公知結(jié)構(gòu)形式的錐盤纏繞接觸裝置變速器的驅(qū)動側(cè)部分區(qū)域的橫剖面。下面描述的根據(jù)本發(fā)明的幾何特征可在根據(jù)圖4的變速器中應(yīng)用。 圖1在分圖a)中示出了斜坡面32與38之間的球40，這些斜坡面在 圓周方向上重復(fù)地構(gòu)造在支撐環(huán)30或探測活塞36上。圖la)示出了無轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，在該無轉(zhuǎn)矩狀態(tài)中探測活塞36最大程度地 接近支撐環(huán)30。在根據(jù)圖lb)的位置中，構(gòu)造在探測活塞36上的斜坡面 38在圓周方向(y)上由于由輸入輪54引入的轉(zhuǎn)矩而相對于支撐環(huán)30的斜 坡面32移動，由此，球40在斜坡面上滾動一定的尺寸并且支撐環(huán)30與探 測活塞36之間的距離增大。如可看到的那樣，使接觸點P和P2與球的中 心點M相連接的線由此相對于X方向(輸入軸10的軸線的方向)占據(jù)一 個角度。為了使包括接觸點B,、 B2、球的中心點M和球與導(dǎo)向面58的接 觸點的平面保持徑向指向，形狀面58在根據(jù)圖4的II-II的剖面中觀察具有 圖2中所示的形狀，其中，僅示出了一個在圓周方向上從在徑向上處于支 撐環(huán)30的斜坡面32的最深部位上的部位起的半部。如可看到的那樣，導(dǎo) 向面在其中部區(qū)域中具有一個平穩(wěn)段60，在該平穩(wěn)段上球40在根據(jù)圖2a) 的位置中靠置在點P,上。圖2b)示出了在圖lb)的狀態(tài)中球40與導(dǎo)向面58之間的接觸，其中，接觸部位P2、 P3側(cè)向移出，包括點B" M、 B2、 P4 (P2與P3之間的中心)的平面保持徑向指向。在根據(jù)圖2c)的與泵位置、即斜坡面32與38之間在圓周方向上最大 程度的移動相應(yīng)的位置中，接觸點Ps相對于圖2c的有效接觸點P4更遠地 移出。導(dǎo)向面58可這樣與斜坡面32和38相協(xié)調(diào)，使得包括球與斜坡面和導(dǎo) 向面的接觸點以及球中心的平面處于徑向方向上。由此保證，隨著轉(zhuǎn)速的 增大作用在球40上的離心力由反力完全承受并且不存在壓緊壓力的不利的 轉(zhuǎn)速相關(guān)性。也可這樣構(gòu)造導(dǎo)向面58，使得球與斜坡面以及與導(dǎo)向面的接 觸點確定一個平面，該平面與徑向方向具有一個預(yù)給定的角度。由此實現(xiàn) 壓緊壓力的可預(yù)給定的轉(zhuǎn)速相關(guān)性，該轉(zhuǎn)速相關(guān)性可在錐盤纏繞接觸裝置 變速器的液壓控制中被考慮。圖3示出了相對于圖l變化的斜坡面形狀，其中，僅示出了支撐環(huán)30 的斜坡面32。如可看到的那樣，斜坡面32在圓周方向y上的坡度a變化， 其中，坡度隨著到最深部位的距離增大而變小。通過這種在圓周方向上減 小的坡度，接觸點相對于球中心M徑向移動的消極影響可得到補償，其方 式是，徑向移動、軸向移動和圓周移動在斜坡面32或?qū)蛎?8的位置被任意預(yù)給定的情況下這樣變化，使得rtan(ot)(相應(yīng)于轉(zhuǎn)矩)和壓緊壓力或 第二壓力室42中的壓力的商在r和域a變化時基本上保持恒定。r是接觸 點B到輸入軸10的軸線的徑向距離，a二a(r)是與徑向距離相關(guān)的主斜坡 角度，即斜坡在球40的在圖3中所示的最深位置時的坡度。 參考標(biāo)號清單10輸入軸38斜坡面14動盤40球16圓柱環(huán)42第二壓力室18活塞44輸入管路20第一壓力室46輸出管路22孔48輸入管路開口24環(huán)形室50輸出管路開口26徑向孔52臂28軸向孔54輸入輪30支撐環(huán)56環(huán)形件32斜坡面58導(dǎo)向面36探測活塞60平穩(wěn)段
權(quán)利要求
1.轉(zhuǎn)矩探測裝置，用于錐盤纏繞接觸裝置變速器，該轉(zhuǎn)矩探測裝置包括一個剛性地與錐盤對的軸(10)相連接的斜坡面(32)、另一個剛性地與包圍該軸的、可相對于該軸軸向移動和扭轉(zhuǎn)的探測活塞(36)相連接的斜坡面(38)和一個剛性地與動盤(14)相連接的導(dǎo)向面(58)，這樣構(gòu)造這些斜坡面，使得當(dāng)在該探測活塞與該軸之間起作用的轉(zhuǎn)矩變化時該探測活塞的軸向位置通過設(shè)置在這些斜坡面之間的球(40)在這些斜坡面上的滾動而變化，這些球靠置在該導(dǎo)向面的徑向內(nèi)側(cè)上，其中，該動盤與該軸無相對轉(zhuǎn)動地并且可軸向移動地相連接并且被與該探測活塞的軸向位置相關(guān)的液壓壓力朝剛性地與該軸相連接的定盤的方向擠壓，這樣成形該導(dǎo)向面，使得這些球與該軸的軸線之間的徑向距離與該動盤和該定盤之間的軸向距離相關(guān)，其特征在于這樣構(gòu)造該導(dǎo)向面(58)，使得每一個球(40)與這些斜坡面(32，38)的接觸點、這些球與該導(dǎo)向面(58)的接觸點和這些球的中心點處于一個徑向指向的平面中。
2. 轉(zhuǎn)矩探測裝置，用于錐盤纏繞接觸裝置變速器，該轉(zhuǎn)矩探測裝置包括 一個剛性地與錐盤對的軸(10)相連接的斜坡面(32)、另一個剛性地與包 圍該軸的、可相對于該軸軸向移動和扭轉(zhuǎn)的探測活塞(36)相連接的斜坡 面(38)和一個剛性地與動盤(14)相連接的導(dǎo)向面(58)，這樣構(gòu)造這些 斜坡面，使得當(dāng)在該探測活塞與該軸之間起作用的轉(zhuǎn)矩變化時該探測活塞 的軸向位置通過設(shè)置在這些斜坡面之間的球(40)在這些斜坡面上的滾動 而變化，這些球靠置在該導(dǎo)向面的徑向內(nèi)側(cè)上，其中，該動盤與該軸無相 對轉(zhuǎn)動地并且可軸向移動地相連接并且被與該探測活塞的軸向位置相關(guān)的 液壓壓緊壓力朝剛性地與該軸相連接的定盤的方向擠壓，這樣成形該形狀 面，使得這些球與該軸的軸線之間的徑向距離與該動盤和該定盤之間的軸 向距離相關(guān)，其特征在于這樣構(gòu)造該導(dǎo)向面(58)，使得每一個球(40) 與這些斜坡面(32， 38)的接觸點和這些球與該導(dǎo)向面(58)的接觸點處 于一個相對于徑向方向具有預(yù)確定的角度的平面中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的轉(zhuǎn)矩探測裝置，其特征在于這些斜坡面(32， 38)的坡度隨著到這些斜坡面的最深部位的間距增大而這樣減小，使得壓緊壓力和轉(zhuǎn)矩的商基本上與這些斜坡面和該導(dǎo)向面(58)的彼此相對位置無關(guān)o
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)矩探測裝置，用于錐盤纏繞接觸裝置變速器，該轉(zhuǎn)矩探測裝置包括一個剛性地與錐盤對的軸相連接的斜坡面、另一個剛性地與包圍該軸的、可相對于該軸軸向移動和扭轉(zhuǎn)的探測活塞相連接的斜坡面和一個剛性地與動盤相連接的導(dǎo)向面，這樣構(gòu)造這些斜坡面，使得當(dāng)在該探測活塞與該軸之間起作用的轉(zhuǎn)矩變化時該探測活塞的軸向位置通過設(shè)置在這些斜坡面之間的球在這些斜坡面上的滾動而變化，這些球靠置在該導(dǎo)向面的徑向內(nèi)側(cè)上，其中，該動盤與該軸無相對轉(zhuǎn)動地并且可軸向移動地相連接并且被與該探測活塞的軸向位置相關(guān)的液壓壓力朝剛性地與該軸相連接的定盤的方向擠壓，這樣成形該導(dǎo)向面，使得這些球與該軸的軸線之間的徑向距離與該動盤和該定盤之間的軸向距離相關(guān)，其中，這樣構(gòu)造該導(dǎo)向面，使得每一個球與這些斜坡面的接觸點、這些球與該導(dǎo)向面的接觸點和這些球的中心點處于一個徑向指向的平面中。
文檔編號F16H55/56GK101410650SQ200780010525
公開日2009年4月15日 申請日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者A·格茨, E·克雷默, W·岡特內(nèi) 申請人:盧克摩擦片和離合器兩合公司