專利名稱：無級(jí)變速器的可調(diào)節(jié)帶輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種可調(diào)節(jié)的帶輪，尤其用于無級(jí)變速器或者VCT，所述可調(diào)節(jié)的帶輪設(shè)置有一對(duì)帶輪槽輪或者輪盤，其中一個(gè)槽輪固定到所述帶輪的軸上，ー個(gè)通過設(shè)置在圍繞所述帶輪軸配合的套管上而相對(duì)所述帶輪軸在軸向上可移位。所述可移位的槽輪借助于圓柱形螺旋彈簧被推向所述固定的槽輪，所述圓柱形螺旋彈簧保持在這個(gè)可移位的槽輪和所述帶輪軸或者固定到所述帶輪軸的帶輪的一部分之間。
背景技這種帶輪例如從歐洲專利公開文獻(xiàn)EP-A-0777 070中已知，并且尤其使用在用于客用汽車的無級(jí)變速器中。所述無級(jí)變速器包括至少兩個(gè)帶輪和纏繞所述帶輪的傳動(dòng)帯，其中，所述兩個(gè)帶輪限定在其槽輪對(duì)之間的V形槽，所述傳動(dòng)帶保持在所述帶輪槽中同時(shí)被夾持在由至少所述彈簧施加的夾持カ的影響下在各自槽輪對(duì)之間。但是，典型地，所述帶輪還設(shè)有液壓式致動(dòng)的活塞/缸組件，用于朝向其固定的槽輪推動(dòng)其可移位的槽輪，即用于除由所述彈簧施加的夾持カ外，在運(yùn)行過程中影響所述傳動(dòng)帶上的可控附加夾持力。所述帶輪夾持カ確定CVT能夠傳遞的傳動(dòng)比和扭矩。例如從歐洲專利公開文獻(xiàn)EP-A-I 427 953已知所述帶輪槽輪在所述夾持力的影響下彈性變形。特別地，所述槽輪在軸向方向上彼此偏離，使得它們之間的軸向間距增加。這種相互槽輪偏離的結(jié)果是，所述傳動(dòng)帶的徑向位置(也稱為運(yùn)轉(zhuǎn)半徑)至少局部地降低，至少這種徑向位置沿所述帶輪槽輪之間的傳動(dòng)帶的弧形跡線不是恒定的。所述相互槽輪偏離的量沿著各自槽輪對(duì)的徑向尺寸増加，同時(shí)涉及正在増加的夾持力。

發(fā)明內(nèi)容
CVT的上述動(dòng)態(tài)變形行為已知有害于所述變速器的效率。同時(shí)，對(duì)于實(shí)際CVT設(shè)計(jì)也容許一定量的相互槽輪偏離。本發(fā)明偏離這個(gè)已知的教導(dǎo)，意圖進(jìn)一歩改善CVT的系統(tǒng)性能，尤其通過優(yōu)化所述帶輪的設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過提供所述帶輪的所述螺旋彈簧具有至少有效的圓錐形，它的直徑較大的第一端部支承在所述可移位的槽輪上，它的直徑較小的第二端部放置在所述帶輪軸上或固定到所述帶輪軸的帶輪部分上。結(jié)果，至少與已知的圓柱形彈簧相比，由所述彈簧施加的夾持カ在徑向向外的位置上作用到所述可移位的槽輪上，藉此，它的軸向偏離在運(yùn)行過程中被減小。更重要地，利用所述彈簧的所述圓錐形，加強(qiáng)肋或支撐肋能夠設(shè)置在所述可移位的槽輪和所述彈簧徑向內(nèi)部的套筒之間，即在運(yùn)行過程中有利地減小它的軸向偏離。特別地，所述支撐肋能夠被設(shè)計(jì)成占用在所述可移位的槽輪，它的套筒和處于最大壓縮狀態(tài)的彈簧之間設(shè)置的空間。由于本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的所述可移位的槽輪的軸向偏離減小，所述傳動(dòng)帶的徑向移位或滑動(dòng)被顯著地減小，結(jié)果，所述變速器的效率明顯改善。本發(fā)明的ー個(gè)重要方面是這個(gè)改善是有利地在同一“包裝”中實(shí)現(xiàn)的，即所述帶輪的輪廓不相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的帶輪設(shè)計(jì)擴(kuò)展。還應(yīng)指出的是，如同常規(guī)圓柱形彈簧，所述圓錐形彈簧也具有線性弾性率。本發(fā)明的進(jìn)ー步洞察力是，不僅所述相互槽輪偏離的絕對(duì)量是所述帶輪設(shè)計(jì)的確定因子，而且它的各自槽輪的軸向偏離的相對(duì)量也是如此。也就是說，如果所述相互槽輪偏離的量主要是由所述兩個(gè)帶輪槽輪中的僅ー個(gè)帶輪槽輪的變形引起的，不僅所述傳動(dòng)帶的徑向位置如現(xiàn)有技術(shù)中所述的那樣減小，而且它的軸向位置相對(duì)于兩個(gè)不變形的，理想地剛性的槽輪之間的理論位置移位。由于所述帶輪的槽輪之間的相互槽輪偏離的不對(duì)稱分布，使在所述位移之間限定的V形槽的中間沿軸向偏移向所述最變形的槽輪。這個(gè)軸向偏移對(duì)于所述CVT的兩個(gè)帶輪通常是不同的，從而它的V形槽的相互軸向?qū)R將因此被影響。任何這種軸向不對(duì)齊都是不理想的，因?yàn)楫?dāng)穿過所述兩個(gè)帶輪之間吋，它可能減小所述CVT的動(dòng)カ傳遞效率和/或使所述傳動(dòng)帶歪斜，這可能導(dǎo)致它的(早期)失效。、
應(yīng)當(dāng)指出的是，即使在所述CVT中應(yīng)用基本相同設(shè)計(jì)的兩個(gè)帶輪，所述V形槽的中間的所述軸向偏移通常根本不相等。首先，所述傳動(dòng)帶在所述V形槽中的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑，進(jìn)而所述帶輪槽輪的軸向偏離的量將在所述兩個(gè)帶輪之間通常不同，其次，所述帶輪正常集成到所述變速器中，其中，它們的可移位的和固定的槽輪位于相互相対的軸向側(cè)上。根據(jù)本發(fā)明，通過強(qiáng)化所述可移位的槽輪，尤其是以上述方式，所述兩個(gè)帶輪槽輪的所述相對(duì)軸向偏離有利地變得更均勻地分布。更優(yōu)選地，所述帶輪被設(shè)計(jì)，即在所述各自的帶輪方面，所述帶輪槽輪被集成在各自的帶輪中使得它的槽輪的軸向偏離在所述傳動(dòng)帶運(yùn)行半徑和夾持カ出現(xiàn)的最高值所限定的運(yùn)行條件下基本相同。


參照

本發(fā)明，其中圖I顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有兩個(gè)可調(diào)節(jié)帶輪的無級(jí)變速器的截面示意圖；圖2顯示了所述已知帶輪的可移位槽輪在它的相對(duì)于所述帶輪軸的最向前和向后位置中的特寫視圖；圖3提供根據(jù)本發(fā)明的所述帶輪的可移位槽輪的示例性實(shí)施例，同樣以相對(duì)于所述帶輪軸的最向前和向后位置中例示；以及圖4顯示在利用FEM分析對(duì)其近似分析時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的帶輪與已知的帶輪相比的彈性變形。
具體實(shí)施例方式圖I以截面圖的方式示意性地說明了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無級(jí)變速器1，無級(jí)變速器I設(shè)置在變速器殼體11內(nèi)，無級(jí)變速器I配置有可調(diào)節(jié)的主帶輪3和可調(diào)節(jié)的副帶輪7，每個(gè)帶輪3，7分別包括一對(duì)槽輪4，5和8，9，槽輪對(duì)4，5 ;8，9分別布置在主帶輪軸2和副帶輪軸6上。帶輪軸2，6安裝在變速器外殼11內(nèi)的軸承50，51上。每個(gè)帶輪3，7的第一槽輪4，9固定到各自的帶輪軸2，6上，而其第二槽輪5，8相對(duì)于各自帶輪軸2，6通過放置在這樣的各自帶輪軸2，6上的各自套管20，25軸向可移位地配置。這樣，帶輪3，7之間的傳動(dòng)帶10的徑向位置能夠被改變并且能夠設(shè)定傳動(dòng)比。軸向可移位的槽輪5，8分別配置有液壓式致動(dòng)的活塞/缸組件。對(duì)于副帶輪軸7的可移位槽輪8，它是單活塞/缸組件，對(duì)于主帶輪軸3的可移位槽輪5，它是雙活塞/缸組件。所述雙活塞/缸組件包括弟一和弟~■缸內(nèi)fe 13，14。弟一缸內(nèi)fe 13由缸19，24、活塞18以及主帶輪軸2封閉。第二缸內(nèi)腔14由缸21、活塞17、可移位的槽輪5以及主帶輪軸2的套管20封閉。流體能夠通過孔15，16流到缸內(nèi)腔13和14并從缸內(nèi)腔13和14流出，這樣，可移位的槽輪5和它的套管20沿著主帶輪軸2軸向移動(dòng)。副帶輪7的可移位的槽輪8的活塞/缸組件26，27具有類似的結(jié)構(gòu)和操作，但是，除了圓柱形螺旋彈簧100設(shè)置在它的缸27內(nèi)以用于影響作用到傳動(dòng)帶10上的基本夾緊力，也在所述活塞/缸組件內(nèi)缺乏油壓起作用。需要指出的是，在某些變速器設(shè)計(jì)中，彈簧也同樣應(yīng)用在主帶輪3的缸內(nèi)腔13，14內(nèi)。在圖2中更詳細(xì)地顯示了在其相對(duì)于副帶輪軸6的兩個(gè)最極端的軸向位置的副帶輪7的可移換槽輪8。這里能夠看出彈簧100 —方面保持在可移位的槽輪8和，另一方面，副帶輪7的活塞/缸組件26，27的活塞26之間 ，活塞26固定到副帶輪軸6上。彈簧被壓縮的較大或者較小的程度取決于可移位的槽輪8相對(duì)于副帶輪軸6的軸向位置。在圖3中圖示說明根據(jù)本發(fā)明的副帶輪7的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的副帶輪7配置有螺旋彈簧101，螺旋彈簧101具有圓錐形的外輪廓，它的直徑較大的第一端部102鄰接可移位的槽輪8，與其相對(duì)的直徑較小的第二端103放置在活塞26上。至少與圖2中已知的圓柱形彈簧100相比，由這個(gè)圓錐形彈簧101施加的夾持力在徑向向外的位置作用在可移位的槽輪8上。因此，軸向偏離，即在運(yùn)行過程中在其上載荷作用下，從可移位的槽輪8的傳動(dòng)帶10的向外彎曲被減小。更重要的是，圓錐形彈簧101允許支撐肋、肋條或頸圈104設(shè)置在可移位的槽輪8和在圓錐形彈簧101內(nèi)的它的套管25之間。圖3中最左部分中的虛線A表明可移位的槽輪8和它的套管25的常規(guī)輪廓，從該處徑向向外定位支撐頸圈104。這個(gè)支撐頸圈104顯著地減小了可移位的槽輪8的軸向變形和/或偏離。在圖示的實(shí)施例中，支撐頸圈104填充于設(shè)置在可移位的槽輪8、它的套管25以及處于最大壓縮狀態(tài)的圓錐形彈簧101之間的空間內(nèi)。在圖4中，根據(jù)圖I和2的副帶輪7的可移位的槽輪8的軸向偏離，在圖4的左側(cè)說明計(jì)算傳動(dòng)帶10和施加到傳動(dòng)帶10上的夾緊力兩者具有最高出現(xiàn)值的運(yùn)行條件。圖4的右側(cè)，這種軸向偏離說明類似的帶輪設(shè)計(jì)，但是，其通過其中包括支撐頸圈104根據(jù)本發(fā)明做出修改，在這種情況下，支撐頸圈104設(shè)置在帶輪7的整個(gè)圓周上，也就是以連續(xù)的圓錐形狀體。顯然副帶輪7的可移位槽輪8的這種軸向偏離的絕對(duì)值能夠從0.25_減小到O. 16mm，也就是，減少三分之一以上。此外，通過這樣加強(qiáng)可移位的槽輪8，能夠使得其軸向偏離基本上等于固定的槽輪9的軸向偏離，這點(diǎn)在圖4中也是明顯的。需要指出的是，上述實(shí)例以及提到的相關(guān)數(shù)字在此涉及通過支撐頸圈104集成于其內(nèi)達(dá)到的已知帶輪設(shè)計(jì)的最小修改，并且這僅僅表明可獲得的積極的結(jié)果。在完全重新設(shè)計(jì)全面優(yōu)化使用本發(fā)明的帶輪的情況下，事實(shí)上可以獲得更大的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.可調(diào)節(jié)的帶輪(7)，尤其用于無級(jí)變速器(I)，所述帶輪(7)具有ー對(duì)帶輪槽輪(8，9)，其第一帶輪槽輪(9)固定到所述可調(diào)節(jié)的帶輪(7)的帶輪軸出)，其第二帶輪槽輪(8)放置在所述帶輪軸出)的套管(25)上，所述套管(25)在所述帶輪軸￠)的軸向或者長(zhǎng)度方向上是可移位的，其特征在干， 所述可調(diào)節(jié)的帶輪(7)設(shè)置有圓錐形彈簧(101)，所述圓錐形彈簧(101)設(shè)置在所述第ニ、可移位的帶輪槽輪(8)和所述帶輪軸(6)或者固定到所述帶輪軸￠)的所述可調(diào)節(jié)的帶輪⑵的另一部件(26)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可調(diào)節(jié)的帶輪(7)，其特征在干， 所述圓錐形彈簧(101)的較大直徑的軸向端部(102)鄰接所述第二、可移位的槽輪(8)，所述圓錐形彈簧(101)的較小直徑的相対的另ー軸向端部(103)鄰接所述帶輪軸(6)或者固定到所述帶輪軸出)的所述可調(diào)節(jié)的帶輪(7)的另一部件(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或者2所述的可調(diào)節(jié)的帶輪(7)，其特征在干， 所述可調(diào)節(jié)的帶輪(7)配置有活塞/缸組件(26，27)，其中，它的活塞(26)固定到所述帶輪軸出)，并且所述圓錐形彈簧(101)鄰接所述活塞(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或者3所述的可調(diào)節(jié)的帶輪(7)，其特征在干， 在所述套管(25)和所述第二、可移位的帶輪槽輪(8)之間設(shè)置加強(qiáng)肋、肋條或者頸圈(104)，其徑向地位于所述圓錐形彈簧(101)內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3或者4所述的可調(diào)節(jié)的帶輪(7)，其特征在干， 所述套管(25)或者所述加強(qiáng)肋(104)在所述第二、可移位的帶輪槽輪(8)的方向上徑向向外逐漸變細(xì)，基本上沿著處于最大壓縮狀態(tài)的所述彈簧(101)的內(nèi)圓周的輪廓。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中一項(xiàng)或者多項(xiàng)所述的可調(diào)節(jié)的帶輪(7)，其特征在干， 在其運(yùn)行過程中，所述第一、固定的帶輪槽輪(9)在軸向方向的變形量基本上等于所述第二、可移位的帶輪槽輪(8)在相對(duì)的軸向方向上的相應(yīng)的變形量。
全文摘要
可調(diào)節(jié)的帶輪(7)，尤其用于無級(jí)變速器，所述可調(diào)節(jié)的帶輪(7)具有一對(duì)帶輪槽輪(9)，其中，它的第一帶輪槽輪(9)附加到所述可調(diào)節(jié)的帶輪(7)的帶輪軸(6)上，它的第二帶輪槽輪(8)附加到所述帶輪軸(6)的套管(25)上，所述套管(25)相對(duì)于所述軸(6)是軸向可移位的。所述可調(diào)節(jié)的帶輪(7)配置有圓錐形的螺旋彈簧(101)，所述圓錐形的螺旋彈簧(101)放置在所述第二、可移位的帶輪槽輪(8)和所述帶輪軸(6)或者所述帶輪軸(6)的所述可調(diào)節(jié)的帶輪(7)的部件(26)之間。
文檔編號(hào)F16H55/56GK102667253SQ201080058518
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者P·A·J·M·費(fèi)斯 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司