CN102667233B - 用于带有凸状滑轮轮盘的变速器的传动带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的无级变速器的传动带，其设有两个滑轮，每个都包括两个大致锥形的滑轮轮盘，在它们之间传动带可以保持在可变径向位置处，所述传动带设有横向元件（32），其在两个侧向侧都设有用于与滑轮摩擦接触的侧部（40），在所述侧部（40）中设有一个或多个两种不同类型的槽（41），其中第一种类型的槽（50）比第二种较浅类型的槽（51）深。

Description

用于带有凸状滑轮轮盘的变速器的传动带

技术领域

本发明涉及一种传动带，其特别地用于带有两个可变滑轮的无级变速器中，所述滑轮带有凸状滑轮轮盘。国际专利申请公报WO2006/062400A1中描述了所述类型的传动带和相关联的变速器的一个示例。这种已知的传动带的特征在于，特别是可滑动地安装在连续的、即环状的张紧元件上的一系列横向元件。

背景技术

当相对于横向元件描述方向时，始终假定横向元件在竖直位置上，例如在图2中以其前视图示出的那样。在这一附图中，传动带的纵向或周向方向相对附图所在平面成直角。在图2所在平面中，侧向或宽度方向为从左到右并且径向或高度方向为从上到下。

已知的横向元件包括底部部分、中间部分和顶部部分。环状的张紧元件——在本示例中——由两组多个嵌套的、平坦的和柔性的、即相对细的金属环形成。横向元件的底部部分的边缘形成用于这些环组的支承表面，所述边缘沿顶部部分的方向向上面向。横向元件的大致呈箭头状的顶部部分位于环组的上方或径向外部，并且沿高度方向包围所述环组。位于环组的高度的中间部分使底部部分和顶部部分彼此连接，并且其侧向定向的边缘形成止挡表面，所述止挡表面每个都限制相应的环组相对于横向元件的轴向位移。横向元件被保持在传动带中以使得它们可以相对于环状张紧元件的周向方向运动。在本示例中，每个横向元件的一个主表面、例如后表面设有凹部，其相应的另一个主表面、例如前表面设有凸起，其中传动带中的一个横向元件的凸起被保持在另一个、即邻近的一个横向元件的凹部中。另外，横向元件的底部部分设有所谓的摇动边缘、即位于基本上恒定厚度的横向元件的顶侧和逐渐变细的下侧之间的大致稍微圆形的过渡段。摇动边缘容许邻近横向元件的相对旋转，允许传动带沿其周向方向遵循曲线轨迹，如在变速器滑轮的位置处所需要的那样。

在已知的传动带中，横向元件基本上填充了环状张紧元件的整个圆周，并且在变速器滑轮的位置处被夹在其凸出地弯曲的轮盘之间，以使得驱动力可以借助于摩擦力在滑轮和传动带之间传递。结果，通过沿旋转方向向前推动彼此、同时由环状张紧元件引导的横向元件，一个滑轮的旋转可以被传递到另一个。

如其前视图所示，横向元件的底部部分的侧向定向的侧部或侧表面在这种情况下沿高度方向设有凸曲率。这些侧表面设计用于与滑轮的稍微凸出的、即同样凸出地弯曲的轮盘表面摩擦接触，如包括其(旋转)中心轴线的其横截面所示。已知的横向元件的侧表面包括一个或多个槽，所述槽相对于相应侧表面的一般或总体凸出地弯曲的轮廓被限定。如在这种类型的变速器中所应用的那样，这些槽被提供用于容纳润滑剂，并且用于实现传动带和滑轮之间的有利的高摩擦系数。

尽管已知的传动带固有地良好地起作用，但已经发现在传动带在变速器中长期运行之后，所述侧表面不利地易于磨损。结果，发现所述摩擦系数在运行期间逐渐地、但是显著地减小。特别地，如果其不均衡地分配以使得侧表面的凸状轮廓在运行期间改变，那么发现这种磨损是成问题的。已经发现在极端的情况下，侧表面的一部分可能使其初始凸状轮廓完全地松动。

发明内容

本发明的一个目的是减小运行期间的侧表面磨损，或至少减小其不均衡程度。根据本发明，这一目的可以通过在已知的传动带设计中应用以下特征来实现，即，本发明提出一种用于机动车辆的无级变速器的传动带，所述无级变速器具有两个滑轮，每个滑轮具有两个大致锥形的滑轮轮盘，在所述滑轮轮盘之间，所述传动带被保持在可变径向位置处，所述传动带包括设有用于与滑轮摩擦接触的侧表面的横向元件，所述侧表面设有包括槽的表面轮廓，所述槽大致沿横向元件的厚度方向、即沿传动带的周向方向被定向，其中，所述表面轮廓包括由表面轮廓的突起部分分开的至少两种类型的槽，其中第一种类型的槽比第二种更浅类型的槽深。

根据本发明，横向元件的侧表面至少初始地设有表面轮廓，所述表面轮廓包括由相对浅和相对深的槽分开的突起部分。较深的槽正如在已知的带中那样被提供用于容纳润滑剂的目的，而较浅的槽被提供以至少相对于已知的带来说至少减小槽中间的侧表面的突起部分与滑轮轮盘之间的初始接触面积。

结果，在变速器的初始运行过程中出现所谓的磨合运转效果。也就是说，侧表面的突起部分相对迅速地磨损掉。通过提供浅槽，突起部分的所述接触区域相对迅速地增大，并且传动带和滑轮之间的接触压力随其降低，直到磨损率下降到(几乎为)零和稳定状态、最小磨损率达到。在横向元件的侧表面的(表面轮廓)的初始的、磨合运转的磨损期间，它们形成并且自然地固定下来(settle)以提供一般的侧表面轮廓，所述侧表面轮廓在变速器的长期运行期间提供有利地低的和/或均衡分布的磨损率。

附图说明

下面参考附图以举例的方式更详细地说明本发明，其中：

图1示意性地示出了根据现有技术的一种设有两个滑轮和传动带的无级变速器，

图2示出了图1中示出的变速器在滑轮轮盘的位置处成切线地定向的横截面，

图3示出了根据已知的技术的传动带的横向元件的一个侧视图，

图4示出了沿传动带的运动方向或周向方向观察的已知横向元件的一部分的放大图，所述部分包括横向元件的一个侧表面，所述侧表面设有包括槽的表面轮廓，并且其中

图5示出了设有根据本发明所限定的表面轮廓的侧表面的一部分的放大图。

优选实施方式

图1示意性地示出了根据现有技术的无级变速器的主要部分的一个视图。所述已知的变速器包括可以由发动机(未示出)以(力的)第一力偶Tp驱动的变速器输入轴6上的第一滑轮1，以及可以以第二力偶Ts驱动负载(未示出)的变速器输出轴7上的第二滑轮2。两个滑轮1、2都设有不变地固定到相应的滑轮轴6、7上的大致锥形的滑轮轮盘5，并且设有可以相对于所述轮轴6、7沿轴向方向位移的同样大致锥形的滑轮轮盘4。传动带3被夹在两个滑轮1、2的滑轮轮盘4、5之间，这一传动带在所有情况下都描绘出大致呈圆形的一段圆弧、即运行半径R的形式的路径。机械动力可以借助于传动带3和滑轮1、2之间的摩擦力在两个滑轮轴6、7之间传递，变速器1的传动比由传动带3分别在第一和第二滑轮1和2的位置处的运行半径R的份额(quotient)给定。

在此所示出的传动带3是所谓的推动带类型，其包括大致连续系列的横向元件32，所述横向元件32每一个都由底部部分33、顶部部分35以及使底部部分33和顶部部分35彼此连接的中间部分34组成。底部部分33顶侧的朝向顶部部分35面向的一部分、即底部部分33在中间部分34两侧的沿径向向外定向的边缘36形成用于连续的、即环状的张紧元件31的支承表面36。在本示例中，环状张紧元件31由多个嵌套的、即同心地堆叠的平坦且相对细的柔性的环的两个组31a、31b形成。环状张紧元件31的环和横向元件32都由金属制成，典型地分别由马氏体时效钢和碳钢制成。

横向元件32的顶部部分35位于环状张紧元件31的径向外部并且沿高度方向包围所述环状张紧元件31，而中间部分34位于环状张紧元件31的环组31a、31b之间。中间部分的沿轴向侧向定向的边缘37在这种情况下每一个都沿轴向方向形成用于一组环31a、31b的止挡表面37。

横向元件32被保持在传动带3中以使得它们可以相对于环状张紧元件31的周向方向运动。在这一布置中，每个横向元件的一个主表面、例如后表面46设有凹部(未示出)，并且其相应的另一个主表面、例如前表面43设有凸起44，横向元件32的所述凸起44在所有情况下都接收在相邻横向元件32的凹部中。横向元件32的底部部分33设有所谓的摇动边缘45、即位于基本上恒定厚度的横向元件32的顶侧与其大致逐渐变细的下侧之间的稍微圆形的过渡段，所述摇动边缘45在横向元件32的前表面43中沿横向方向延伸。摇动边缘45允许相邻横向元件32之间的摇动或滚压倾斜运动，结果如沿周向方向观察的那样，传动带3可以遵循滑轮1、2的轮盘4、5之间的曲线路径。

从现有技术中已知使得两个滑轮1、2的轮盘4、5的锥形表面呈球形或凸状，如在图2中在变速器位于滑轮轮盘4、5位置处的成切线地定向的横截面中示意性地示出的那样。在本示例中，滑轮轮盘4、5的锥形表面10在由径向和轴向方向限定的横截面平面中以恒定的曲率半径Rr10稍微凸出地弯曲。在横向元件32的底部部分33两侧，侧向定向的侧部或侧表面40同样设有曲率半径Rr40的凸曲率。实际上，所述两个曲率半径Rr10、Rr40都远远大于图2(以及其它图)中所示；它们在图中被夸张地示出以便清楚表示。尽管如此，所述曲率半径Rr10、Rr40被限定以使得径向和滑轮轮盘4、5之间以及径向侧表面40之间的角度变化到显著的大小、即若干度，例如7.5和11.5度之间的大约四度。另外，实际上，与以上提及的恒定曲率半径Rr10、Rr40相反，也可采用沿径向或高度方向变化的曲率半径。

在如上所述的变速器中，使用液体润滑剂以便尽可能限制轮盘表面10和侧表面40在它们之间的摩擦接触中的磨损和/或损坏。已知的横向元件32的侧表面40包括一个或多个槽41，所述槽41设置用于容纳所述润滑剂，并且因此用于实现所述摩擦接触中有利地高的摩擦系数。

横向元件32的侧表面40在图3和4中被更详细地示出，图3和4分别示出了横向元件32在其侧表面40位置处的侧视图和前视图。侧表面40被示出为包括多个由侧表面40的较高定位部分42分开的槽41，所述较高定位部分42限定其一般或总体凸出地弯曲的轮廓并且实际上达成在运行期间与滑轮轮盘表面10的(直接、即物理)接触。

槽41大致沿横向元件32的在其后表面46和前表面43之间延伸的厚度方向、即沿传动带3的周向方向被定向。单个槽41在传动带3的高度或径向方向上的尺寸、即槽宽，优选地近似等于侧表面40在该方向上的总尺寸的1到5％。槽41的深度是较不严格的参数并且优选地达到其宽度的25％和50％之间。

特别地考虑到传动带3在以单个传动比运行长期时间段的乘用机动车辆的变速器中的典型应用，侧表面40的上述已知的表面轮廓可以加以改进，其中所述典型应用可能引起侧表面40局部的、因此是不均衡的和高度不良的磨损。

根据本发明，横向元件32的侧表面40至少初始地设有表面轮廓，所述表面轮廓包括由相对浅的槽51和相对深的槽50分开的突起部分52。在图5中通过横向元件32的部分“A”的放大图示出了根据本发明的这一表面轮廓，所述部分“A”对应于关于图4中的已知横向元件32的所指示的部分。

较深的槽50正如在已知的带中那样被提供用于容纳润滑剂的目的，而较浅的槽51被提供以至少相对于已知的带3来说至少减小槽50、51中间的侧表面40的突起部分52与滑轮轮盘4、5之间的初始接触面积。结果，在变速器的初始运行过程中出现所谓的磨合运转效果。也就是说，侧表面40的突起部分52相对迅速地磨损掉。通过提供浅槽51，突起部分52的接触区域相对迅速地增大，并且传动带3和滑轮1、2之间的接触压力随其降低，直到磨损率下降到(几乎为)零和稳定状态、最小磨损率达到。在横向元件32的侧表面40的(表面轮廓)的初始的、磨合运转的磨损期间，它们形成并且自然地固定下来以提供总体的侧表面轮廓，所述侧表面轮廓在变速器的长期运行期间提供有利地低的和/或均衡分布的磨损率。

优选地，表面轮廓的突起部分52被提供为至少初始地具有平滑圆形的、凸出地弯曲的(横截面)轮廓。优选地，浅槽51和深槽50在侧表面40中被间歇地(intermittedly)设置。更优选地，浅槽51和深槽50在横向元件32的整个局部厚度、即其沿传动带3周向方向的尺寸上延伸。

优选地，深槽50是浅槽51的5到25倍深，槽深度相对于并且垂直于假想的连续凸状曲线被测量，所述凸状曲线接触相应侧表面40的初始轮廓“C”的(相对)突起的部分52。更优选地，深槽的深度在25和250微米之间。更优选地，浅槽51的深度在2和20微米之间。更优选地，深槽50多于浅槽51的5倍深。

优选地，深槽50具有25和100微米之间的宽度，而浅槽51的宽度达到100和250微米之间。更优选地，浅槽51多于深槽50的2倍宽。

优选地，至少浅槽51、但是更优选地深槽50也同样至少初始地设有平滑圆形的凹状弯曲轮廓。更优选地，至少表面轮廓的浅槽51的凹状轮廓与其突起部分52的凸状轮廓平滑地结合，但是优选地也同样与深槽50的轮廓结合。

Claims (8)

1.用于机动车辆的无级变速器的传动带(3)，所述无级变速器具有两个滑轮(1、2)，每个滑轮(1、2)具有两个大致锥形的滑轮轮盘(4、5)，在所述滑轮轮盘之间，所述传动带(3)被保持在可变径向位置(R)处，所述传动带(3)包括设有用于与滑轮(1、2)摩擦接触的侧表面(40)的横向元件(32)，所述侧表面(40)设有包括槽(50；51)的表面轮廓，所述槽(50；51)大致沿横向元件(32)的厚度方向、即沿传动带(3)的周向方向被定向，其特征在于，所述表面轮廓包括由表面轮廓的突起部分(52)分开的至少两种类型的槽(50；51)，其中第一种类型的槽(50)比第二种更浅类型的槽(51)深。

2.根据权利要求1所述的传动带(3)，其特征在于，当由接触表面轮廓的突起部分(52)的假想连续曲线限定时，所述横向元件(32)的侧表面(40)凸出地弯曲。

3.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，浅槽(51)和深槽(50)被间歇地设置在所述表面轮廓中。

4.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，所述槽(50；51)的深度垂直于且相对于接触所述表面轮廓的突起部分(52)的假想连续凸状曲线被测量。

5.根据权利要求4所述的传动带(3)，其特征在于，浅槽(51)的深度达2到20微米，深槽(50)的深度达25到250微米。

6.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，深槽(50)的宽度达25到100微米。

7.根据权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，浅槽(50)的宽度达100到250微米。

8.设有两个滑轮(1、2)的变速器，每个滑轮都包括两个大致锥形的滑轮轮盘(4、5)，在所述滑轮轮盘之间，根据前述权利要求中的任一项所述的传动带(3)被保持在可变径向位置(R)处，其特征在于，滑轮的滑轮轮盘(4、5)沿它们的径向方向设有凸曲率。