本公開涉及一種包括推型傳動帶的、具有增加的速度比覆蓋范圍的無級變速器，更特別地涉及一種用于這種變速器的控制方法。

背景技術(shù)：

無級變速器總體是已知的，例如從歐洲專利申請ep1529985-a獲知。在這種變速器的設(shè)計中，通常目標(biāo)是，在給定所需的每單位質(zhì)量的傳動功率的生產(chǎn)能力和/或變速器體積的情況下，使由變速器提供的可用變速器速度比范圍、即它的速度比覆蓋范圍最大化。為實現(xiàn)該目的存在多種方式，通常需要大量研究和對變速器的帶輪和/或傳動帶構(gòu)件進行顯著的重新設(shè)計。因此，目前，一個目標(biāo)是以成本節(jié)省且優(yōu)選簡單的方式來實現(xiàn)上述目的，尤其不需要對現(xiàn)有變速器設(shè)計進行重要改變。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開，上述目標(biāo)在根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器中實現(xiàn)，更特別是通過根據(jù)權(quán)利要求5所述的速度比控制方法來實現(xiàn)。在該新的變速器中和/或通過該新的控制方法，傳動帶在變速器帶輪中的至少一個的帶輪盤之間的徑向位置被確定成：使得傳動帶的環(huán)件組至少部分地延伸超過相應(yīng)的帶輪的外周，即至少部分地延伸至相應(yīng)的帶輪的徑向外側(cè)，然而，僅在傳動帶在相應(yīng)的帶輪處的彎曲軌道的一區(qū)段上至少部分地延伸超過外周。

本公開利用了以下情況：在變速器的操作過程中，在傳動帶的運動方向上觀看時，由于帶輪的和傳動帶本身的彈性變形，傳動帶的彎曲式帶輪軌道徑向向內(nèi)盤旋。特別是，傳動帶在帶輪盤之間的彎曲式帶輪軌道的彎曲半徑在傳動帶在帶輪盤之間進入的位置處大于從帶輪盤之間退出的位置處。因此，在傳動帶(從帶輪的盤之間)退出帶輪的位置處，傳動帶的環(huán)件組可位于帶輪盤的外周的內(nèi)側(cè)，從而在軸向方向上被約束，盡管它在所述進入的位置處位于該帶輪的帶輪盤的徑向外側(cè)。

上述彈性變形以及傳動帶徑向向內(nèi)盤旋的量不僅正比于傳動帶在帶輪盤之間被夾持所受到的力，而且還正比于傳動帶在這種盤之間的徑向位置。因此，根據(jù)本公開，傳動帶(在進入處)在帶輪盤之間最極端的徑向位置有益地設(shè)置成正比于這種夾持力。

在實際變速器設(shè)計中，傳動帶的徑向向內(nèi)盤旋量通常達到1-2毫米或更多，從而根據(jù)本公開，在傳動帶在帶輪的帶輪盤之間的進入位置處，環(huán)件組可延伸超過帶輪的周邊至多相同的量。因此，傳動帶的最大受控的徑向位置與傳統(tǒng)控制方法相比可增加相同的量，從而有利地增加了變速器的速度比覆蓋范圍，而除了在變速器中包括稍微長點的傳動帶來使得能夠?qū)崿F(xiàn)所述增加的徑向位置之外，無需對變速器進行任何修改。替代性地，可減小帶輪的直徑以及變速器整體的外形尺寸，同時有利地維持變速器的速度比覆蓋范圍。

應(yīng)當(dāng)注意，從ep1529985-a獲知使變速器設(shè)有與帶輪盤分離的引導(dǎo)器件，以將極限軸向位置施加于環(huán)件組，從而這些環(huán)件組可超過帶輪的外周，而不會出現(xiàn)環(huán)件組的一個或多個環(huán)型環(huán)件與傳動帶分離的風(fēng)險。然而，該現(xiàn)有變速器因而需要成引導(dǎo)器件形式的附加構(gòu)件，從而提高了其復(fù)雜性和成本。

附圖說明

現(xiàn)在將通過示例根據(jù)附圖來進一步闡述根據(jù)本公開的新的控制方法，在附圖中：

圖1提供了具有在兩個帶輪上運行的傳動帶的無級變速器的示意透視圖；

圖2示出了沿著傳動帶的周向方向定向的現(xiàn)有傳動帶的剖視圖；

圖3提供了現(xiàn)有傳動帶的橫向構(gòu)件沿著寬度方向的視圖；

圖4提供了包括帶輪和帶的現(xiàn)有技術(shù)變速器部分的剖視圖，帶被示為處于相對于帶輪的極限徑向位置；

圖5以現(xiàn)有技術(shù)變速器的示意側(cè)視圖示出了現(xiàn)有技術(shù)變速器的操作的一個方面；

圖6以現(xiàn)有技術(shù)變速器的帶輪和帶的剖視圖示出了現(xiàn)有技術(shù)變速器的相同的方面；

圖7以變速器的示意側(cè)視圖示出了操作過程中的新的變速器；以及

圖8以變速器的帶輪和帶的剖視圖示出了圖5的新的變速器。

具體實施方式

在附圖中，相同的附圖標(biāo)記涉及相同的或至少相應(yīng)的技術(shù)特征。

圖1中無級變速器的示意圖示出了在兩個帶輪1、2上運行的傳動帶3，傳動帶3包括成兩組的多個柔性環(huán)件31以及多個橫向構(gòu)件32，所述多個橫向構(gòu)件32沿著環(huán)件組31的周長以基本上連續(xù)的行相繼布置，同時以此被容納和引導(dǎo)。變速器帶輪1、2分別包括一對錐形盤4、5，所述錐形盤4、5限定出漸縮的周向槽，所述槽朝著徑向外側(cè)敞開并圍出一銳角：所謂的帶輪角φp。傳動帶3的周向區(qū)段位于帶輪槽中，同時在相應(yīng)的帶輪1、2的帶輪盤4、5之間被夾持。

這些帶輪盤4、5之間的軸向間隔可被控制，通常通過使帶輪1、2中的僅一個帶輪盤4設(shè)置成能夠相對于相應(yīng)的帶輪軸6、7軸向地移動來控制，以便控制帶輪1、2之間的速度比。在所示的變速器配置中，上帶輪1將比下帶輪2旋轉(zhuǎn)得更快。通過改變帶輪1、2的兩個錐形盤4、5之間的距離，傳動帶3在帶輪1、2處的徑向位置或運行半徑r1、r2在相反的徑向方向上變化，因此改變兩個帶輪1、2的旋轉(zhuǎn)速度之間的比。更特別地，速度比被限定為：變速器的輸出帶輪2的旋轉(zhuǎn)速度除以變速器的輸入帶輪1的旋轉(zhuǎn)速度，所述輸出帶輪2與負載相應(yīng)，所述輸入帶輪1與驅(qū)動負載的發(fā)動機或電機相應(yīng)。因此，圖1中，變速器被示為處于其最小速度比。

圖2中，以沿著傳動帶3的周向方向或長度方向l定向(即，朝著垂直于傳動帶3的軸向或?qū)挾确较騱以及徑向或高度方向h的方向)的剖視圖示出了傳動帶3的一個示例性實施例。在該圖2中，環(huán)件組31以剖視圖示出，且傳動帶3的一個橫向構(gòu)件32以前視圖示出。環(huán)件組31在該情況下分別由五個單獨的平坦的、薄的柔性環(huán)型環(huán)件構(gòu)成，所述環(huán)型環(huán)件彼此同心地嵌套以形成相應(yīng)的環(huán)件組。然而，實際上，這些環(huán)件組31通常包括多于五個的環(huán)型環(huán)件，例如九個、十二個或可能更多個環(huán)型環(huán)件。

橫向構(gòu)件32(其側(cè)視圖被包括在圖3中)通過其接觸面37承擔(dān)了施加于每個帶輪1、2的盤4、5之間的夾持力，在橫向構(gòu)件32的每一軸向側(cè)處分別相應(yīng)地設(shè)置一個接觸面37。這些接觸面37在徑向向外方向上彼此偏離，從而在接觸面37之間限定出一銳角，所述銳角表示傳動帶3的帶角φb且近乎對應(yīng)于帶輪角φp。橫向構(gòu)件32能夠在周向方向l上沿著環(huán)件組31移動、即滑動，從而通過相互抵靠并在傳動帶3和帶輪1、2的旋轉(zhuǎn)方向上沿著環(huán)件組31的周長彼此向前推進的橫向元件32來在變速器帶輪1、2之間傳遞扭矩。

傳動帶3的橫向構(gòu)件32(其也在圖4中以側(cè)視圖示出)設(shè)有彼此相反定位的兩個切口33，所述切口33分別朝著橫向部件32的相應(yīng)的軸向側(cè)敞開，且分別容納相應(yīng)的環(huán)件組31的一小周向區(qū)段。因此，橫向部件32的第一部或基部34相對于環(huán)件組31徑向向內(nèi)延伸，橫向部件32的第二部或中部35位于環(huán)件組31之間，且橫向部件32的第三部或頂部36相對于環(huán)件組31徑向向外延伸。各個切口33的徑向內(nèi)側(cè)由橫向部件32的基部34的所謂的支承表面42限定，所述支承表面42大致在橫向構(gòu)件32的頂部36的方向上徑向向外朝向，并接觸環(huán)件組31中的一個的內(nèi)側(cè)。

橫向部件32的兩個主面38、39在周向方向l上彼此相反朝向，兩個主面38、39中的第一表面或后主面38是基本平坦的。橫向部件32的另一表面或前主面39設(shè)有所謂的擺動邊緣18，所述擺動邊緣18沿著徑向方向h在前主面39的上部和下部之間形成過渡，前主面39的上部基本平行于后主面38延伸，前主面39的下部傾斜成使它朝著后主面38延伸。因此，橫向構(gòu)件32的所述頂部在主面38、39之間、即在周向方向l觀看時設(shè)有基本上不變的尺寸，所述尺寸通常稱為橫向構(gòu)件32的厚度。另外，橫向區(qū)段10被示為設(shè)有突起40并設(shè)有相應(yīng)的孔41，所述突起40從其前主面38突出，所述孔41設(shè)置在其后主面39中。在傳動帶3中，后隨橫向區(qū)段32的突起40至少部分地定位于前導(dǎo)橫向區(qū)段32的孔41中，從而防止了或至少限制了這些相鄰的橫向構(gòu)件32在垂直于傳動帶3的周向方向的平面中的相對移動。

橫向構(gòu)件32和傳動帶3的環(huán)件組31(的環(huán)型環(huán)件)通常由鋼制成。

在傳統(tǒng)變速器中，施加于傳動帶3(在任一帶輪1；2處)的最大運行半徑由仍位于帶輪盤4、5之間的環(huán)件組31(的環(huán)型環(huán)件)來限制，以避免環(huán)件組31或它的單獨的環(huán)型環(huán)件在軸向方向上從傳動帶3分離。現(xiàn)有設(shè)計以及變速器的受控操作的該后一要求在圖4中更詳細地示出，其中，傳動帶3被示為相對于相應(yīng)的帶輪1；2的旋轉(zhuǎn)中心處于最大或極大運行半徑r-max。圖4中，水平虛線表示帶輪盤4、5的靠外延伸尺度和直徑，環(huán)件組31位于其直接徑向靠內(nèi)處。顯然，至少結(jié)合由相應(yīng)的帶輪軸6；7的直徑確定的傳動帶3極小徑向位置，該極大運行半徑r-max在兩個帶輪1、2處也確定了由變速器提供的極大和極小速度比，即，確定了變速器的總速度比覆蓋范圍。

應(yīng)當(dāng)注意，在本公開中，為了簡單起見，傳動帶3的運行半徑由環(huán)件組31相對于其旋轉(zhuǎn)中心的徑向靠外延伸尺度來限定，而在本領(lǐng)域中該參數(shù)通常與擺動邊緣18相應(yīng)。

在本領(lǐng)域中，已經(jīng)注意到，在變速器的操作過程中，傳動帶3在帶輪1、2的帶輪盤4、5之間的實際的彎曲帶輪軌道不必沿循圓弧，而是可在傳動帶3的旋轉(zhuǎn)方向dr上徑向向內(nèi)盤旋至較小或較大的程度。該變速器操作的方面在圖5和圖6中分別以變速器的側(cè)視圖和輸出帶輪2的剖視圖示意性地示出。

圖5中，傳動帶3的軌道以追蹤環(huán)件組31的徑向靠外延伸尺度的點劃線t3來示意性地示出。可注意到，傳動帶3在進入輸出帶輪2(的盤4、5之間)時的運行半徑r-in與在從輸出帶輪2退出時的運行半徑r-out之間的明顯區(qū)別。傳動帶3在輸出帶輪2處的該徑向向內(nèi)盤旋至少大部分地由帶輪盤4、5的和帶輪軸7的彈性變形引起，所述彈性變形不僅依賴于所施加的負載，而且在很大程度上還依賴于傳動帶3的運行半徑而增加。因此，圖5中，傳動帶3在輸入帶輪1處的向內(nèi)盤旋是極小的，甚至可忽略。

圖6中，軸7的彎曲是輸出帶輪2的變形的主要原因，且該彎曲被夸大以更清楚地示出傳動帶3在進入帶輪盤4、5之間時的運行半徑(r-in)以及在退出帶輪盤4、5之間時的運行半徑(r-out)。在實際中，帶輪盤4、5也將在軸向方向上彎曲或屈曲至某一程度。

在圖5和圖6中，傳動帶3的彎曲的帶輪軌道都滿足上述要求，即，環(huán)件組31的徑向靠外延伸尺度保持在帶輪1、2的帶輪盤4、5的外周或徑向尺寸rd內(nèi)。然而，根據(jù)本公開，對于傳動帶3的所述彎曲的帶輪軌道的僅一部分而言，如果環(huán)件組31定位于帶輪盤4、5的徑向尺寸rd內(nèi)，環(huán)件組31在軸向方向上就已經(jīng)充分被約束。該思想使得可能增加所述極大運行半徑r-max。更特別地，這種極大運行半徑r-max不是由傳動帶3在帶輪盤4、5之間進入的運行半徑r-in來確定，而是由傳動帶3從帶輪盤4、5之間退出的運行半徑r-out來確定，該后一退出的運行半徑r-out應(yīng)小于帶輪1、2的徑向尺寸rd，尤其小于帶輪1、2的帶輪盤4、5的徑向尺寸rd。公式是：

r-in>rd>r-out(1)

因此，在變速器的操作過程中，且至少在變速器的一個帶輪1、2處，環(huán)件組31在傳動帶3在相應(yīng)的帶輪1、2的帶輪盤4、5之間進入的位置處至少部分地延伸超過帶輪盤4、5的徑向尺寸，且同時被完全容納在帶輪盤4、5之間，即在傳動帶3從相應(yīng)的帶輪1、2的帶輪盤4、5之間退出的位置處在軸向方向上被帶輪盤4、5約束。

根據(jù)本公開，傳動帶3的上述可能的軌道在圖7和圖8中分別以變速器的側(cè)視圖和輸出帶輪2的剖視圖示意性地示出。

圖7中，傳動帶3的軌道以追蹤環(huán)件組31的徑向靠外延伸尺度的點劃線t3來示意性地示出。傳動帶3在進入輸出帶輪2(的盤4、5之間)時的運行半徑r-in(通過傳動帶3的環(huán)件組31的徑向靠外延伸尺度來限定)超過輸出帶輪2的徑向尺寸rd，而在從輸出帶輪2退出時的該運行半徑r-out，由于傳動帶3在其所述彎曲的帶輪軌道中在輸出帶輪2處且根據(jù)本公開的徑向向內(nèi)盤旋。由于通過控制由輸入和輸出帶輪1、2施加在傳動帶3上的夾持力、通過變速器的控制系統(tǒng)施加于傳動帶3上的該軌道，相對于圖5所示的現(xiàn)有技術(shù)變速器，有利地減小了這些帶輪1、2之間的所述最小速度比。

圖8中，圖7的輸出帶輪2以剖視圖示出，該剖視圖對應(yīng)于圖6的剖視圖，其中，輸出帶輪2的彈性變形被夸大，以相對于帶輪盤4、5的徑向尺寸rd更清楚地示出傳動帶3在帶輪盤4、5之間進入的運行半徑r-in，以及從這些帶輪盤4、5之間退出的運行半徑r-out。

根據(jù)本公開，上述原理，也就是將傳動帶3在帶輪1；2的盤4、5之間進入的運行半徑r-in(通過傳動帶3的環(huán)件組31的徑向靠外延伸尺度來限定)控制成超過相應(yīng)的帶輪1；2的徑向尺寸rd，同時保證在退出帶輪1；2時的運行半徑r-out保持處于相應(yīng)的帶輪1；2的徑向尺寸rd內(nèi)的原理，也可應(yīng)用于輸入帶輪1，以便有利地相對于現(xiàn)有技術(shù)變速器增加變速器的最大速度比。變速器的該替代性設(shè)置在圖7右上角處的插入圖中示出。

實際上，傳動帶的徑向向內(nèi)盤旋通常達到2毫米左右，從而根據(jù)本公開，在傳動帶在帶輪盤之間進入的位置處，環(huán)件組31可延伸超過帶輪的徑向尺寸rd至多相同的量。例如，如果傳動帶3的運行半徑r1和r2在傳統(tǒng)變速器中在30-75mm之間變化，根據(jù)本公開控制的該新的變速器對于輸入帶輪1和輸出帶輪2的帶輪進入處的極大運行半徑r-in使速度比覆蓋范圍非常顯著地增加了差不多6％，也就是說，所述典型的、傳統(tǒng)變速器的速度比覆蓋范圍達到(70mm/30mm)²，即5.44，而該新的變速器提供的速度比覆蓋范圍為(70+2mm/30mm)²，即5.76。

除了前文描述的所有內(nèi)容和附圖的所有細節(jié)，本公開還涉及和包括權(quán)利要求書的所有特征。權(quán)利要求書中括號里的附圖標(biāo)記并不限制權(quán)利要求書的范圍，而是僅用于提供對應(yīng)特征的非限制性示例。所要求保護的特征可根據(jù)具體情況單獨應(yīng)用于某個給定的產(chǎn)品或給定的流程，但將這些特征中的兩個或更多的任意組合應(yīng)用于此也是可能的。

本公開闡述的本發(fā)明不限于本文明確提到的實施例和/或示例，而是包含實施例和/或示例的修正、改變和實際應(yīng)用，尤其是在本領(lǐng)域技術(shù)人員可得到的范圍之內(nèi)的那些修正、改變和實際應(yīng)用。