專利名稱：具有可軸向移動(dòng)的皮帶輪輪轂單元的連續(xù)變速傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)變速傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置包括一個(gè)殼體，其容納有兩個(gè)皮帶輪組件和一個(gè)裝在所述皮帶輪組件周圍以傳送轉(zhuǎn)矩的環(huán)形撓性元件，所述皮帶輪組件中的一個(gè)設(shè)有用于一輸入軸的聯(lián)接裝置，另一個(gè)皮帶輪組件設(shè)有用于一輸出軸的聯(lián)接裝置，每個(gè)所述皮帶輪組件包括兩個(gè)圍住一槽的輪盤(pán)，該槽沿徑向向外的方向增大，每個(gè)所述皮帶輪組件還包括螺旋傳動(dòng)裝置，該裝置用于改變每個(gè)皮帶輪組件的兩個(gè)輪盤(pán)之間的距離，以改變傳動(dòng)比。
這種連續(xù)變速傳動(dòng)裝置是眾所周知的。皮帶輪組件分別安置在輸入軸和輸出軸上，這些軸通過(guò)滾動(dòng)元件軸承相對(duì)于殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐。通常，每個(gè)皮帶輪組件的一個(gè)輪盤(pán)可以通過(guò)鍵/槽式連接或通過(guò)滾珠/座圈連接可相對(duì)于相應(yīng)的軸滑動(dòng)。
因此，皮帶輪組件相對(duì)于殼體是間接支撐的，即通過(guò)軸支撐。本發(fā)明的目的在于提出一種連續(xù)變速傳動(dòng)裝置，以改進(jìn)皮帶輪的支撐并降低制造成本。該目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即，每個(gè)輪盤(pán)與一輪轂單元連接，該輪轂單元包括一個(gè)滾動(dòng)元件軸承裝置，以可旋轉(zhuǎn)地支撐輪盤(pán)且相對(duì)于殼體軸向移動(dòng)。
在本發(fā)明的連續(xù)變速傳動(dòng)裝置中，皮帶輪組件通過(guò)它們的輪轂相對(duì)于所述殼體被直接支撐。輪轂利用滑動(dòng)軸承或滾珠/座圈或鍵/槽連接支撐在所述殼體中。這樣，當(dāng)改變傳動(dòng)比時(shí)，輪盤(pán)可自由地執(zhí)行軸向運(yùn)動(dòng)?？紤]到兩個(gè)輪盤(pán)同時(shí)彼此相向或相離運(yùn)動(dòng)的事實(shí)，用于傳動(dòng)軸和從動(dòng)軸的皮帶輪組件具有很高的一致性。
輪轂單元應(yīng)在加載條件下以穩(wěn)定的方式支撐輪盤(pán)。為此，每個(gè)輪轂單元可包括一個(gè)雙列角面接觸軸承。優(yōu)選的是，每個(gè)輪轂單元包括一個(gè)套筒或外環(huán)，滾動(dòng)元件軸承裝置固定在該套筒或外環(huán)中，并且，殼體包括對(duì)應(yīng)的圓柱形部件，在每個(gè)圓柱形部件中，通過(guò)一個(gè)可滑動(dòng)/軸向運(yùn)動(dòng)的軸承可滑動(dòng)地容納一個(gè)套筒。
根據(jù)第二實(shí)施例，至少一個(gè)軸承裝置可以包括一個(gè)滾動(dòng)元件軸承，該滾動(dòng)元件軸承具有內(nèi)環(huán)和外環(huán)，該內(nèi)環(huán)和外環(huán)的座圈與一系列滾動(dòng)元件滾動(dòng)接觸，在滾動(dòng)元件和至少一個(gè)環(huán)之間的所述接觸允許產(chǎn)生軸向位移。可以通過(guò)多種方式獲得軸承環(huán)的軸向位移。根據(jù)第一種可能性，至少一個(gè)滾動(dòng)元件軸承的環(huán)可以具有一個(gè)圓柱形座圈，并且滾動(dòng)元件可具有圓柱形狀。在這種情況下，滾動(dòng)元件軸承的一個(gè)環(huán)可以具有臺(tái)肩，該臺(tái)肩圍住圓柱形座圈，滾動(dòng)元件以微小的間隙容納在臺(tái)肩間，另一個(gè)環(huán)的座圈的寬度大于所述臺(tái)肩之間的距離?？紤]到皮帶輪組件輪盤(pán)上的力矩載荷，有必要在滾柱和座圈上提供一特殊的凸面(crowning)或彎曲部分；例如，可采用所謂的CARB軸承。
如果每個(gè)輪轂單元包括一個(gè)內(nèi)環(huán)元件，該內(nèi)環(huán)元件與相應(yīng)的皮帶輪成一整體，則可以實(shí)現(xiàn)一堅(jiān)固而簡(jiǎn)單的布局或設(shè)計(jì)。
為了適應(yīng)皮帶輪輪轂單元的軸向運(yùn)動(dòng)，每個(gè)聯(lián)接裝置包括一個(gè)伸縮端，該伸縮端與輸入軸或輸出軸相應(yīng)的伸縮端接合。
每個(gè)皮帶輪組件的線性運(yùn)動(dòng)的螺旋傳動(dòng)裝置包括一個(gè)帶有相反螺紋部分的中心螺桿軸，每個(gè)輪盤(pán)或皮帶輪輪轂單元設(shè)有一個(gè)螺母，該螺母與所述螺紋部件中的一個(gè)嚙合。滾珠螺桿的螺母和支撐軸承的內(nèi)環(huán)可由一個(gè)整體件構(gòu)成。
現(xiàn)在參照?qǐng)D中所示的連續(xù)變速傳動(dòng)裝置的幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述。


圖1顯示了本發(fā)明的連續(xù)變速傳動(dòng)裝置的第一實(shí)施例；圖2顯示了第二實(shí)施例。
圖1所示的連續(xù)變速傳動(dòng)裝置(continuously variable transmission)包括一個(gè)殼體1，該殼體1容納有兩個(gè)皮帶輪組件2、3(pulley sets)。皮帶輪組件2、3各自包含兩個(gè)圍住一V形槽的輪盤(pán)4、5。一皮帶或其它環(huán)形撓性元件24(推動(dòng)或拉動(dòng))容納在兩皮帶輪組件2、3的輪盤(pán)4、5之間的槽中。
所述皮帶輪組件2、3的輪盤(pán)4、5能夠彼此相向或相離移動(dòng)，從而改變所述皮帶輪組件2、3之間的傳動(dòng)比。為此，輪盤(pán)4、5分別由對(duì)應(yīng)的皮帶輪輪轂單元7、8支撐。這些皮帶輪輪轂單元7、8可以例如通過(guò)滑動(dòng)軸承10相對(duì)于殼體1被軸向可移動(dòng)地支撐。這些滑動(dòng)軸承中的每一個(gè)包括一套筒12，該套筒12可滑動(dòng)地裝配在殼體1的相應(yīng)的成形圓柱部件13中。
此外，每個(gè)皮帶輪輪轂單元7、8包括一個(gè)雙列角面接觸軸承9，該軸承9始終是潤(rùn)滑和密封的。利用該雙列角面接觸軸承9，所述輪盤(pán)4、5以非常穩(wěn)定的方式相對(duì)于殼體1可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。
每個(gè)雙列角面接觸軸承9由一公共內(nèi)環(huán)元件11組成，該內(nèi)環(huán)元件11與相應(yīng)的輪盤(pán)4、5成一體。也可采用一個(gè)分離的內(nèi)環(huán)。而且，提供有兩個(gè)分離的外環(huán)25、26，該外環(huán)25、26通過(guò)隔離環(huán)或隔離墊圈27在軸向上相互支撐。并且，可使用一個(gè)整體件的外環(huán)。兩列滾珠28容納在內(nèi)環(huán)元件11和外環(huán)25、26的座圈之間。
如上所述，輪盤(pán)4、5利用輪轂單元7、8穩(wěn)定地相對(duì)于殼體支撐。然而，除此以外，還使用一中空中心軸21來(lái)進(jìn)一步支撐，該中空中心軸21可滑動(dòng)地固定在輪盤(pán)4、5和輪轂單元7、8的孔29中。中空中心軸21可以通過(guò)軸鍵/槽連接或滾珠/滾道連接來(lái)與這些元件接合。在理想的運(yùn)動(dòng)情況下(無(wú)滑移)，該中空中心軸是不必要的。
輪盤(pán)4、5通過(guò)螺旋傳動(dòng)裝置6彼此相對(duì)地軸向運(yùn)動(dòng)，該螺旋傳動(dòng)裝置6包括一個(gè)具有相反螺紋部分17、18的中心螺桿軸16。此外，每個(gè)輪盤(pán)4、5或輪轂單元7、8具有一個(gè)螺母19、20，該螺母19、20與螺紋部分17、18中的一個(gè)嚙合。
中心螺桿軸16與一機(jī)械控制裝置連接在一起，該機(jī)械控制裝置在所述中心螺桿軸16和相應(yīng)的皮帶輪組件2、3之間提供相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
皮帶輪組件2、3(特別是其螺母19、20)中的每一個(gè)設(shè)置有連接傳動(dòng)/從動(dòng)軸的聯(lián)接裝置14、22。這種聯(lián)接裝置由一個(gè)伸縮端構(gòu)成，并且具有溝槽，該溝槽軸向可移動(dòng)地與所述傳動(dòng)/從動(dòng)軸的相應(yīng)的成形末端嚙合。
圖2所示的實(shí)施例在很大程度上類似于圖1的實(shí)施例。在此所對(duì)應(yīng)的部件用同樣的參考標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖2的連續(xù)變速傳動(dòng)裝置的輪轂單元7、8中的每一個(gè)包括一滾動(dòng)軸承30，該滾動(dòng)軸承30的固定外環(huán)31與殼體1相連。該固定外環(huán)31具有臺(tái)肩32，成列的滾柱33以微小的軸向間隙容納在其間。
內(nèi)環(huán)34夾緊在輪轂單元7、8上，并經(jīng)由機(jī)械裝置如彈性擋圈(或卡簧)或者通過(guò)冷成型或軌道成型進(jìn)行材料加厚(鐓粗)而在軸向上作機(jī)械運(yùn)動(dòng)。作為一種選擇，內(nèi)環(huán)34也可以和輪轂形成一整體件。所述內(nèi)環(huán)34的座圈寬度大于外環(huán)31的臺(tái)肩32之間的距離。
由輪轂單元7、8支撐的輪盤(pán)4、5現(xiàn)在可以彼此相向或相離地移動(dòng)，其原因在于滾柱33與內(nèi)環(huán)34不僅滾動(dòng)接觸，而且滑動(dòng)接觸。在運(yùn)行情況下，該軸向滑動(dòng)非常平穩(wěn)。
盡管輪轂單元包括一單列軸承，但也可以采用一個(gè)或更多的分離軸承。該軸承可以包括滾珠軸承和滾柱軸承，例如錐形滾子、滾針軸承或球面滾柱軸承。用潤(rùn)滑劑或特殊的液體或氣體冷卻皮帶24。
此外，皮帶輪輪轂單元和連續(xù)變速傳動(dòng)裝置作為一個(gè)整體包括用于控制和監(jiān)測(cè)載荷、轉(zhuǎn)數(shù)、溫度等的傳感器。皮帶輪輪轂單元始終可以自給、潤(rùn)滑和密封。輪盤(pán)具有一個(gè)最小寬度為15mm的V形槽。圍起來(lái)的V形角在5-30度之間變化。輪轂和撓性皮帶的面接觸可以是直線型、彎曲型或兩者的組合。
一個(gè)或兩個(gè)皮帶輪組件可配置有彈簧，以定位或預(yù)加載撓性傳動(dòng)裝置。皮帶輪輪轂單元的元件可以由金屬或非金屬材料、復(fù)合材料、粉末材料等制成。此外，輪盤(pán)的表面上可具有一涂層，該涂層可改善摩擦特性，以促進(jìn)轉(zhuǎn)矩傳遞。輪盤(pán)可冷成型和/或硬車削或旋轉(zhuǎn)，以便為轉(zhuǎn)矩傳遞提供最佳摩擦特性。輪盤(pán)可以由具有淬硬表面的鑄鐵構(gòu)成，該淬硬表面例如可通過(guò)激光鍍敷獲得，從而獲得轉(zhuǎn)矩傳遞所需的耐磨性和摩擦特性。
皮帶輪輪轂單元的內(nèi)環(huán)可以形成一個(gè)具有螺紋裝置的螺母的整體件。此外，皮帶輪輪轂單元可以具有一雙列角面接觸軸承，該軸承的一座圈與輪轂結(jié)合成一整體，而另一座圈為通過(guò)冷成型或機(jī)械鎖定裝置鎖定在輪轂上的分離型套圈。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)變速傳動(dòng)裝置，包括一個(gè)殼體(1)，該殼體(1)容納有兩個(gè)皮帶輪組件(2，3)和一個(gè)裝在所述皮帶輪組件(2，3)周圍以傳送轉(zhuǎn)矩的環(huán)形撓性元件(24)，所述皮帶輪組件(2，3)中的一個(gè)設(shè)有用于一輸入軸的聯(lián)接裝置(14)，所述皮帶輪組件(2，3)中的另一個(gè)設(shè)有用于一輸出軸的聯(lián)接裝置(22)，每個(gè)所述皮帶輪組件(2，3)包括兩個(gè)圍住一個(gè)槽的輪盤(pán)(4，5)，該槽沿徑向向外的方向增大，該皮帶輪組件(2，3)還包括一個(gè)螺旋傳動(dòng)裝置(6)，該螺旋傳動(dòng)裝置(6)用于改變每個(gè)皮帶輪組件(2，3)的兩個(gè)輪盤(pán)(4，5)之間的距離，以改變傳動(dòng)比，其特征在于，每個(gè)輪盤(pán)(4，5)與一個(gè)輪轂單元(7，8)相連，該輪轂單元包括用于可旋轉(zhuǎn)地支撐輪盤(pán)(4，5)且可相對(duì)于殼體(1)軸向移動(dòng)的軸承裝置(9，10；30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)輪轂單元(7，8)利用一線性軸承(10)如滑動(dòng)軸承或滾珠/座圈軸承相對(duì)于所述殼體被支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)輪轂單元(7，8)包括一個(gè)外環(huán)或套筒(12)，在該外環(huán)或套筒內(nèi)固定有滾動(dòng)元件軸承裝置(9)，并且殼體(1)包含相應(yīng)的圓柱部分(13)，在每個(gè)圓柱部分(13)中，一套筒(12)可滑動(dòng)地穿過(guò)滑動(dòng)軸承(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)輪轂單元(7，8)包括一雙列角面接觸軸承(9)。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)滾動(dòng)元件軸承裝置(9)包括一4點(diǎn)角面接觸滾珠軸承。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)滾動(dòng)元件軸承裝置(9)包括一不對(duì)稱角面接觸軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)軸承裝置包括一個(gè)具有一內(nèi)環(huán)(34)和一外環(huán)(31)的滾動(dòng)元件軸承(30)，該內(nèi)環(huán)和外環(huán)的座圈與一系列滾動(dòng)元件(33)滾動(dòng)接觸，所述滾動(dòng)元件(33)與至少一個(gè)環(huán)(31，34)之間的接觸容許軸向位移。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)滾動(dòng)元件軸承(30)的環(huán)(31，34)具有一個(gè)圓柱形座圈，且滾動(dòng)元件(33)呈圓柱形。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)滾動(dòng)元件軸承(30)的環(huán)(31，34)具有一個(gè)凸面座圈，且滾動(dòng)元件(33)呈凸面形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，其中一個(gè)環(huán)(31)具有臺(tái)肩(32)，該臺(tái)肩(32)包圍住該圓柱形座圈，滾動(dòng)元件(33)以微小的間隙容納在臺(tái)肩(32)之間，另一個(gè)環(huán)(34)的座圈的寬度大于所述臺(tái)肩(32)之間的距離。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)聯(lián)接裝置(14，22)包括一個(gè)伸縮元件，該伸縮元件與輸入或輸出軸的對(duì)應(yīng)的伸縮端接合。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)皮帶輪組件(2，3)的螺旋傳動(dòng)裝置(6)包括一具有反向螺紋部分(17，18)的中心螺桿軸(16)，每個(gè)輪盤(pán)(4，5)或輪轂單元(7，8)設(shè)有一個(gè)螺母(19，20)，該螺母與所述螺紋部件(17，18)嚙合。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)螺桿軸(16)與一機(jī)械控制裝置(23)或電動(dòng)/電子控制裝置連接。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)輪盤(pán)(4，5)可滑動(dòng)地安置在一中空中心軸(21)上。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)滾動(dòng)元件軸承裝置(9)包括一個(gè)非對(duì)稱角面接觸滾珠軸承。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)螺旋致動(dòng)器為滾柱螺旋致動(dòng)器。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)螺旋致動(dòng)器為滾珠螺旋致動(dòng)器。
18.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)螺旋致動(dòng)器為摩擦螺旋致動(dòng)器。
19.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述螺旋致動(dòng)器的螺母安置在一根貫穿皮帶輪組件的公共傳動(dòng)軸上。
20.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，螺母設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置，如用于連接傳動(dòng)離合器、控制單元和差速器的齒條。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制裝置包括電氣裝置、電子裝置、水力裝置或這些裝置的組合。
22.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，設(shè)有一傳感器，該傳感器用于檢測(cè)與傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、載荷、溫度等相關(guān)的參數(shù)。
23.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，設(shè)有一傳感器，該傳感器用于監(jiān)測(cè)與傳動(dòng)軸和/或從動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。
24.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，皮帶輪組件通過(guò)花鍵套管相互連接。
25.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述撓性元件為拉動(dòng)鏈條或推動(dòng)帶，如撓性金屬帶、非金屬帶、復(fù)合帶或其組合。
26.根據(jù)權(quán)利要求1-24中任何一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述撓性元件為一鏈條或傳送帶(推動(dòng)或拉動(dòng))。
27.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，每個(gè)皮帶輪組件的輪盤(pán)是相同的。
28.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)皮帶輪組件包含一個(gè)傳感器，該傳感器用于檢測(cè)與傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、載荷、溫度等相關(guān)的參數(shù)。
全文摘要
一種連續(xù)變速傳動(dòng)裝置，包括一個(gè)殼體(1)，該殼體(1)容納有兩個(gè)皮帶輪組件(2，3)和一個(gè)裝在所述皮帶輪組件周圍以傳送轉(zhuǎn)矩的環(huán)形撓性元件(24)，其中一個(gè)皮帶輪組件設(shè)有用于一輸入軸的聯(lián)接裝置(14)，而另一個(gè)皮帶輪組件設(shè)有用于一輸出軸的聯(lián)接裝置(22)，每個(gè)所述皮帶輪組件包括兩個(gè)圍住一槽的輪盤(pán)(4，5)，該槽沿徑向向外的方向增大，該皮帶輪組件還包括一螺旋傳動(dòng)裝置(6)，該裝置用于改變每個(gè)皮帶輪組件的兩個(gè)輪盤(pán)之間的距離，以改變傳動(dòng)比。每個(gè)輪盤(pán)與一個(gè)輪轂單元(7，8)連接，該輪轂單元包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支撐輪盤(pán)的滾動(dòng)元件軸承裝置(9，10；30)，每個(gè)輪轂單元可相對(duì)于殼體(1)軸向移動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H63/06GK1575387SQ02820930
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2002年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
發(fā)明者亨德里克斯·揚(yáng)·卡帕恩, 科尼利厄斯·彼得魯斯·安東尼厄斯·維瑟斯, 雅各布斯·茨瓦茲, 伯納德斯·赫拉爾杜斯·范萊文, 保羅·伯納德·米尼 申請(qǐng)人:Skf公司