CN102076991B - 具有横向元件和张紧元件的传动带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传动带(1)，其具有独立的张紧元件(20)，所述张紧元件包括支撑件(21)和嵌入其中且具有大致细长的横截面的张紧带(23)，传动带还具有一系列分离的横向元件(30)，其中每个横向元件(30)都设有两个沿传动带(1)的周向定向的主表面(31)和两个相互成锐角设置的侧表面(32)，所述侧表面在横向元件(30)的两侧在其两个主表面(31)之间延伸，其目的是与传动轮摩擦接触。所述横向元件(30)在此限定出一开口，张紧元件(20)被引导通过所述开口，并且其在轴向上的公称尺寸大于张紧元件(20)在该方向上的公称尺寸。

Description

具有横向元件和张紧元件的传动带

技术领域

本发明涉及一种根据所附权利要求1前序部分所述的传动带。这种类型的传动带通常用于传动线路中两轴间的驱动力传递，传动带绕经两个或更多个旋转轮，并在旋转轮之间拉紧。这种传递的一种公知的应用是用于例如为小型摩托车的两轮机动车的无级变速器。传动带本身已公知，并且例如在欧洲的专利公报No.0135710以及更新的专利申请EP-A-1626201中已经详细地描述。

背景技术

公知的传动带包括或多或少的一系列分离的横向元件以及一个或两个独立的张紧元件。每个横向元件设有沿传动带周向定向的两个主表面，并且设有两个相互成锐角设置的侧表面，该侧表面在横向元件的两侧在两个主表面之间延伸，并且用于与传动轮摩擦接触。该横向元件限定出一个或两个开口，所述开口大致沿轴向、横向或侧向延伸直至侧表面，而且所述一个或多个张紧元件被引导通过该开口。因此横向元件的第一部分径向地位于张紧元件的内侧，第二部分径向地位于其外侧，处于其第一和第二部分之间并使这些部分相互连接的横向元件的第三部分位于一个或多个张紧元件的高度处。张紧元件由橡胶或软塑料支撑件构成，在其中嵌入有多个由纤维材料制成而且具有或多或少的圆形横截面的张紧索。原则上还可以由具有大致细长的横截面的单个金属或硬塑料张紧带来提供张紧元件，以代替所述张紧索，其因此在周向上具有柔韧性。更特别地，张紧带在径向上的尺寸或高度等于其在轴向上的尺寸或其宽度的1％和10％之间，优选在2％和3％之间。

横向元件在传动带的周向上与张紧元件联接、即依靠锁合连接(positiveconnection)相互连接，也就是通过(单独的)摩擦之外的方法相互连接，以使得在该方向上可以传递相当大的力以致有利于运转过程中传动轮之间的扭矩传递。在轴向上，在已知的传动带中，横向元件和张紧元件之间一般只有非锁合的、即摩擦型的连接，以使得两个传动带构件能够相对容易地沿该方向移动分开。该后一种特征使得可以利用少量构件实现有利的简单的传动带设计。此外，横向元件和张紧元件能够由此容易地一个滑入另一个中以便于传动带的装配。

传动带中，在张紧元件中使用的张紧索或张紧带的横向横截面的整个表面积对于其承载能力是决定性的。然而，在应用中，发现张紧带在这种情况下具有比相应数量的张紧索小的承载能力。更特别的是，已经发现，由于其所谓的疲劳断裂，在传动带的意想不到的少的运转小时后张紧带会断裂。

发明内容

本发明基于改进带有一个或多个张紧带的传动带的承载能力，同时使其横截面保持不变的愿望而作出。根据本发明，该目的通过应用来自权利要求1的特征部分的手段而实现。

与本发明不同，已知的传动带设计的一种通用特征是，在其中使用的张紧元件沿轴向或横向被夹紧在横向元件中。为此，张紧元件可延伸至刚好达到横向元件的外侧，也就是说延伸超出其对应的侧表面，从而其支撑件在传动器中开始与传动带轮(摩擦)接触。大致沿轴向施加到传动带的夹紧力因此首先作用在张紧元件的支撑件上，所述支撑件因此被推进横向元件的开口中并被夹紧在其中。从上述专利申请EP-A-0135710中已知这样设定形状和以这种方式工作的传动带设计。另一种选择是，通过在其两侧闭合所述开口，至少部分地闭合并且与张紧元件接触，沿横向元件中的开口的轴向方向扣留住张紧元件，如从JP-A-2006-090542，JP-A-2006-057835和US-A-6,102,823中已知的那样。

特别地，在US-A-6,102,823中，注意到这种已知的传动带的横向元件至少由在传动带中彼此固定的三个分开的子构件构成。所述元件的梁状的第一子构件径向地位于张紧元件的外侧或之上；类似地，所述元件的梁状的第二子构件径向地位于张紧元件的内侧或之下；第三子构件被设置成使所述第一和第二子构件互连。该已知的传动带的所述开口不仅由所述第一和第二子构件在所述带的相反地定向的径向方向上限定，而且由所述第三子构件在所述带的相反地定向的轴向方向中的一个上限定。因此，在所述轴向上，所述开口紧密地配合拉伸元件，并且甚至看起来是夹紧拉伸元件，从而阻止其相对于横向元件在该方向上的相对运动。

至少在已知的变速器中传动带绕经带轮并且因此沿其周向弯曲的位置，其结果是支撑件的材料倾向于的变形。更特别地，支撑件材料趋向于在轴向上凸出。然而，由于张紧元件在这一方向上被扣留在横向元件中的开口中，或者扣留在横向元件与带轮之间，该凸出被抑制且轴向指向的压力在张紧元件中建立。如果张紧元件在径向上的公称尺寸或其高度比横向元件的开口在该方向上的公称尺寸大，那么支撑件材料的凸出以及其中相关联的轴向压力也会发生。因此，传动带中张紧元件的支撑件材料至少在一定程度上在竖直方向上被压缩，因此其在其宽度上凸出。因此此处使用的术语“公称”用于表示所讨论的尺寸是在没有负载或非变形的状态下测得的，也就是说，指的是从带组件中分开地取出的相应传动带构件的尺寸。

一般来说，上述方法也适用于已知的传动带，以使其张紧元件和横向元件构件有利地夹紧在一起。在本文中，已知将张紧元件设置比横向元件中的开口的公称高度高出20％。

然而，通过对本发明的基础进行的这些研究，可以推论，尽管由于支撑件在轴向上施加到其上的压力，因此通常使用的张紧索不受几乎不受额外的负载，但张紧带的结果是确实处于相当大的额外负载下。当然相比于张紧索来说，因为用于所述张紧带的细长的横向横截面，因此这里可能张紧带的额外负载可归因于其特别是在横向上的相对高的刚性。

通过应用根据本发明的方法，也就是说通过将张紧元件在横向或轴向上的尺寸、即其宽度选择为比其被接收于其中的横向元件中的开口在该方向上的最小局部尺寸小，所述额外负载有利地不会发生，并且传动带的承载能力也得到提高。换句话说，在根据本发明的传动带中，横向元件中的开口的公称宽度比张紧元件在这些各自的开口的位置的公称宽度大。根据本发明，宽度中的所述差值优选地等于张紧元件的公称径向尺寸、也就是公称高度的5％-50％更特别地等于其25％-35％或者其30％左右。

附图说明

本发明将在下文中参照附图更详细地描述。

图1示出了已知传动带的侧视图。

图2示意性地示出了已知传动带的横向横截面。

图3示意性地示出了已知传动带的纵向横截面。

图4示意性地示出了根据本发明的传动带的第一示例的横截面。

图5示意性地示出了根据本发明的传动带的第二示例的横截面。

图6示意性地示出了根据本发明的传动带的第三示例。

具体实施方式

在附图中，用相同的附图标记表示传动带的相同或相似的结构部件。

图1、2和3中示出了已知的传动带1，其中图1表示侧视图，图2表示其横向横截面A-A，以及图3表示其纵向横截面B-B。已知的传动带1具有两个独立的张紧元件20，其由多个嵌入支撑件21中的张紧索22构成。在所示例子中，两个支撑件21各自包括六个具有圆的横向横截面的张紧索22。此外，已知的传动带1，实质上至少包括连续的系列的所谓横向元件30。与其轴向或宽度以及径向或高度尺寸相比，横向元件30在传动带1的周向或纵向、也就是厚度上具有小的尺寸。

每个横向元件30都设有两个主表面31，它们在传动带1相互反向的周向上定向，还设有两个互成锐角设置的侧表面32，所述侧表面在主表面31之间在横向元件30的两侧延伸，并且用于与传动带使用于其中的变速器的带轮摩擦接触。横向元件30限定出两个开口，它们大致在轴向或横向上延伸至相应的侧表面32并且张紧元件20被引导通过其中。横向元件30的第一部分33因此位于张紧元件20的径向内侧，第二部分35位于其径向外侧，处于所述第一部分33和第二部分35之间并且使它们彼此连接的横向元件30的第三部分34位于张紧元件20的(径向)高度处。张紧元件20的支撑件21由柔性材料制成，例如橡胶或软塑料，而横向元件30特别地由刚硬材料制成，并且优选为耐磨材料，例如为纤维加强塑料。

在传动带1的周向上，横向元件30借助于所谓的锁合连接被联接至张紧元件20，以使得相当大的压力可以在此方向上传递，以有利于运转过程中在传动带轮之间的扭矩传递。在图3中，在这里所示的已知传动带1中，所述锁合连接包括张紧元件20的轴向定向的、径向向外指向的的凸出或脊26，所述脊26在第三部分35底侧位置处嵌入横向元件30中的凹口或凹槽36中，所述第三部分处于相应的张紧元件20中所述开口的上方。所述锁合连接当然也可以通过为横向元件30设置接合在张紧元件20的特意设置的凹槽中的脊而实现，或者通过为两个相邻的横向元件30之间的张紧元件20设置轴向和/或径向、也就是宽度和/或高度方向指向的加厚部而实现。

在轴向上，一种所谓的非锁合连接、也就是摩擦接触存在于传动带1的所述构件30、20之间，以使得张紧元件20可以在所述轴向上相对容易地滑动出横向元件30(中的所述开口)，或相反地可以装配在其中以有利于传动带1的装配。

为了在运转过程中在变速器中支撑横向元件30和张紧元件20间的机械连接以及横向元件30和传动带轮间的摩擦传递，在已知的传动带1中，张紧元件的尺寸设置为使其至少在没有负载的状态下在轴向或横向上延伸至刚好处于横向元件30外侧。换句话说，如图2所示，张紧元件20的轴向尺寸比它们所装配于其中的横向元件30中的所述开口的轴向尺寸大出一个微小的但却清晰可见的量“δ”。因此，通过相应的带轮大致沿轴向施加在传动带1上的夹紧力起初作用于张紧元件20的支撑件21上，所述支撑件21因此被压进横向元件30中的开口中并被夹紧于其中，因此它们之间的所述机械连接在径向上也被加强。

虽然理论上来说，对于每个张紧元件20，也可以用单个张紧带23来代替多个张紧索22，但申请人发现，在传动带1的一个其它方面未改变的设计中，它们之间的单纯互换在实践中并没有产生预期的结果。更特别地，这样设定形状的传动带表现出令人失望的使用寿命和/或承载能力。然而，根据本发明，利用以一种十分简单且可靠的方式对已知的传动带设计进行的附加(也就是，除了使用单个张紧带23来代替一些张紧索22之外)的改动，该缺点可以被克服。根据本发明设定形状的传动带1在图4中示出。

如图4所示，参考传动带1的分开的张紧元件20和横向元件30构件，对图1-3中的已知传动带的附加改动涉及张紧元件20的公称宽度Tb相对于横向元件30中的开口的公称宽度Ob的减小。这里使用的术语“公称”表示所讨论的尺寸是在没有负载或没有变形的状态下测量的，也就是说，指的是相应的、分开的传动带构件20、30的尺寸。

根据本发明，横向元件30由此在宽度上延伸至超出张紧元件20，因此横向元件30的侧表面32所处的假想平面并不与张紧元件20相交。换句话说，至少如果是在开口的位置，如果是在开口的位置、在任意的径向位置r1、r2、并且在特别是张紧元件20没有变形的情况下测量的话，由横向元件30限定的开口在轴向或横向上的尺寸比该方向上张紧元件20的尺寸大，其中张紧元件20容纳于所述开口中。根据本发明的这种在公称宽度上的差值或在轴向上的间隙在图4中示出，并且在下文中表示为轴向公称间隙“ε”，所述间隙以公称的形式呈现在所述假想平面和相应的张紧元件20的一个至少大致沿轴向定向的端表面24之间。

由于根据本发明在轴向上观察时，在所述传动带1中，张紧元件20保留在横向元件30内，也就是说不延伸超出其侧表面32，因此在运转过程中只有所述侧表面与传动带轮发生(摩擦)接触。因此，张紧元件20的张紧带23至少在此方向上不处于额外负载下，这使得传动带1的使用寿命和/或承载能力在整体上实现相当大的提高。

根据本发明，由于有轴向公称间隙ε，因此在传动带1中提供了空间以用于张紧元件20或其支撑件21在其横向元件30的所述开口内部的轴向凸出。在弯曲的影响下，支撑件21的凸出至少在传动带1绕经传动带轮处发生，所述弯曲在该处沿周向传递给传动带。此外，张紧元件20可以设有一个径向公称尺寸或高度，其在此方向上比横向元件中的开口的公称尺寸大。因此，在传动带1中张紧元件20的支撑件材料21在垂直方向上一定程度地被压缩，由此这将使得在轴向上有一点膨胀或突出。张紧元件20在垂直方向上的这种相对于横向元件30中的开口的公称加大尺寸在图4中用“γ”表示。

然而，也已发现，关于在张紧元件20的垂直方向上前述的公称余量γ，关于具有张紧索22的传动带1中而发展或被应用到其中的所述已知的设计准则不适用或不完全适用于根据本发明的传动带1。根据本发明，因为张紧元件20在轴向上缺乏被夹紧，所以参数γ不能太小。然而，同样的，由于现在在径向上施加到张紧元件20的额外负载或压力，所以这个参数当然也必须不能太大。特别是，根据本发明的张紧元件20的公称高度的值应该在横向元件(30)中的开口的公称高度的106％-111％的范围内，更特别地优选是其108％。

在图5中，类似于横向的横截面，示出了本申请的概念应用于其中的传动带1的第二实施方式。该特定的传动带包括一个设有单个张紧带23的单个张紧元件20。横向元件30具有差不多C形的结构，以使得在其第一部分33和第二部分35之间限定有开口。所述开口在第一轴向定向上(参见图5的左边)由横向元件30的第三部分34闭合，并且在相反的第二轴向定向上(参见图5的右边)开放，以使得张紧元件20能容易地被装配在其中。

正如图4所示的本发明的第一实施方式那样，在第二实施方式中，横向元件30在轴向上延伸超出张紧元件20，因此，根据作为本发明基础的思想，传动带轮不能(推动)与张紧元件20接触。

在图6中，类似于横向的横截面，示出了本申请的概念应用于其中的传动带1的第三实施方式。所述传动带也包括一个设有单个张紧带23的单个张紧元件20，该实施方式中，所述张紧带23容纳在横向元件30中的开口中，所述开口在每一侧都闭合，因此所述横向元件30呈差不多O形的结构。所述开口在两个轴向上(图6中的向左和向右)被横向元件30的第三部分34封闭。在图6的底部，可以看到此处张紧元件20的公称宽度比开口的公称宽度小(30％左右)，因此根据本发明的轴向间隙ε提供在它们之间。在图6中，支撑件21的外形25也已被示意性地示出，所述外形在轴向或宽度上凸出，所述支撑件或张紧元件20容纳在横向元件30的开口中。因为张紧元件20在径向上的公称尺寸、也就是其高度比横向元件30中开口在此方向上的公称尺寸大，以使得在传动带1中张紧元件20的支撑元件21在该方向上被压缩，因此发生所述凸出。

在图6中可见的、仍然保留在传动带1中的、位于横向元件30和张紧元件20之间的间隙在这种情况下可用于变速器中在张紧元件20绕经带轮处张紧元件20的额外变形或轴向凸出。

因此本发明a/o涉及一种传动带1，其具有独立的张紧元件20，所述张紧元件包括支撑件21和嵌入其中的张紧带23，所述张紧带23是金属的并且具有大致细长的横截面，并且所述传动带具有一系列分离的横向元件30，它们每个都设有沿传动带1的周向定向的两个主表面31，并且设有互成锐角设置的两个侧表面32，所述侧表面32沿横向元件30的两个轴向侧在其主表面31之间延伸，每个横向元件30都限定有开口，张紧元件20被引导通过所述开口中，在所述传动带1中横向元件30在周向上联接至张紧元件20，并且在所述传动带1中所述开口至少在轴向上比张紧元件20大。张紧元件20和横向元件30可在轴向上相互位移，至少在它们之间达到一定的轴向相互位移量。

Claims (21)

1.一种传动带（1），其具有包括支撑件（21）和张紧带（23）的独立的张紧元件（20），所述张紧带（23）嵌入所述支撑件（21）中、具有大致细长的横截面，所述传动带（1）还具有一系列分离的横向元件（30），所述横向元件（30）中的每一个都设有两个沿所述传动带（1）的周向定向的主表面（31），并且设有两个互成锐角设置的侧表面（32），所述侧表面（32）在所述横向元件（30）的所述主表面（31）之间在所述横向元件（30）的两个轴向侧延伸，所述横向元件（30）中的每一个都限定出所述张紧元件（20）通过其中被引导的开口，所述开口沿所述传动带（1）的相反地定向的两个径向、并且沿所述传动带（1）的相反地定向的轴向中的至少一个被所述横向元件（30）闭合，并且所述横向元件（30）在传动带的周向上与所述张紧元件（20）联接，其特征在于，至少在所述横向元件（30）的所述开口的位置和沿着所述张紧元件（20）在径向上的整个尺寸，所述张紧元件（20）的在轴向上的尺寸小于所述横向元件（30）中所述开口的在此方向上的局部尺寸，所述张紧元件（20）和所述横向元件（30）可在轴向上相互位移，即在此方向上仅仅通过摩擦力保持在一起，所述相互位移至少达到少量的轴向相互位移量，传动带只由所述支撑件（21）、所述张紧带（23）和所述横向元件（30）这三个零件构成。 

2.根据权利要求1所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧元件（20）在轴向上的所述尺寸和所述开口在该方向上的所述局部尺寸之间的差的值处于相应开口在径向上的尺寸的从5%到50%的范围内。 

3.根据权利要求1所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧元件（20）在轴向上的所述尺寸和所述开口在该方向上的所述局部尺寸之间的差的值处于相应开口在径向上的尺寸的从25%到35%的范围内。 

4.根据权利要求1所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧元件（20）在轴向上的所述尺寸和所述开口在该方向上的所述局部尺寸之间的差的值为所述开口在径向上的尺寸的大约30%。 

5.根据前述权利要求中的任一项所述的传动带（1），其特征在于，至少在所述横向元件（30）的所述开口的位置和至少在沿着所述张紧元件（20）在轴向上的整个尺寸的一个位置处，所述张紧元件（20）在径向上的尺寸至少等于所述开口在该方向上的局部尺寸。 

6.根据权利要求5所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧元件（20）在径向上的尺寸大于所述开口在该方向上的局部尺寸。 

7.根据权利要求5所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧元件（20）在径向上的所述尺寸的值处于所述开口在该方向上的所述尺寸的从106%到111%的范围内。 

8.根据权利要求7所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧元件（20）在径向上的所述尺寸的值等于所述开口在该方向上的所述尺寸的大约108%。 

9.根据权利要求1-4中的任一项所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧带（23）在径向上的尺寸的值处于所述张紧带（23）在轴向上的尺寸的从1%到10%的范围内。 

10.根据权利要求5所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧带（23）在径向上的尺寸的值处于所述张紧带（23）在轴向上的尺寸的从1%到10%的范围内。 

11.根据权利要求9所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧带（23）在径向上的尺寸的值等于所述张紧带（23）在轴向上的尺寸值的2%到3%。 

12.根据权利要求10所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧带（23）在径向上的尺寸的值等于所述张紧带（23）在轴向上的尺寸值的2%到3%。 

13.根据权利要求1-4中的任一项或权利要求6-8中的任一项或10-12中的任一项所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧带（23）由金属制成。 

14.根据权利要求1-4中的任一项或权利要求6-8中的任一项或10-12中的任一项所述的传动带（1），其特征在于，所述传动带（1）设有两个分开的张紧元件（20）并且设有横向元件（2），其中所述横向元件中的每一个都包括沿径向位于所述张紧元件（20）内侧的第一部分（33）、沿径向位于所述张紧元件（20）外侧的第二部分（35）以及将所述第一部分（33）和所述第二部分（35）连接在一起的居中地定位的第三部分（33），在所述第一部分（33）和所述第二部分（35）之间限定出开口，所述开口在所述第三部分（34）的每个轴向侧有一个，各自容纳相应的张紧元件（20）。 

15.根据权利要求1-4中的任一项或权利要求6-8中的任一项或10-12中的任一项所述的传动带（1），其特征在于，所述传动带（1）的相应构件（20、23、30）的相应尺寸在没有负载或没有变形的状态下有效和/或被测量、即在分开地从传动带（1）取出的相应构件（20、23、30）上有效和/或被测量。 

16.根据权利要求5所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧带（23）由金属制成。 

17.根据权利要求5所述的传动带（1），其特征在于，所述传动带（1）设有两个分开的张紧元件（20）并且设有横向元件（2），其中所述横向元件中的每一个都包括沿径向位于所述张紧元件（20）内侧的第一部分（33）、沿径向位于所述张紧元件（20）外侧的第二部分（35）以及将所述第一部分（33）和所述第二部分（35）连接在一起的居中地定位的第三部分（33），在所述第一部分（33）和所述第二部分（35）之间限定出开口，所述开口在所述第三部分（34）的每个轴向侧有一个，各自容纳相应的张紧元件（20）。 

18.根据权利要求5所述的传动带（1），其特征在于，所述传动带（1）的相应构件（20、23、30）的相应尺寸在没有负载或没有变形的状态下有效和/或被测量、即在分开地从传动带（1）取出的相应构件（20、23、30）上有效和/或被测量。 

19.根据权利要求9所述的传动带（1），其特征在于，所述张紧带（23）由金属制成。 

20.根据权利要求9所述的传动带（1），其特征在于，所述传动带（1）设有两个分开的张紧元件（20）并且设有横向元件（2），其中所述横向元件中的每一个都包括沿径向位于所述张紧元件（20）内侧的第一部分（33）、沿径向位于所述张紧元件（20）外侧的第二部分（35）以及将所述第一部分（33）和所述第二部分（35）连接在一起的居中地定位的第三部分（33），在所述第一部分（33）和所述第二部分（35）之间限定出开口，所述开口在所述第三部分（34）的每个轴向侧有一个，各自容纳相应的张紧元件（20）。 

21.根据权利要求9所述的传动带（1），其特征在于，所述传动带（1）的相应构件（20、23、30）的相应尺寸在没有负载或没有变形的状态下有效和/或被测量、即在分开地从传动带（1）取出的相应构件（20、23、30）上有效和/或被测量。 

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