專利名稱：變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滾動牽引型變速器(rolling-tractionvariator),在這 種變速器中，通過一個或多個滾子將驅(qū)動力從一個環(huán)圏(race)傳遞到另 一個環(huán)圈，該滾子的方位可根據(jù)變速器驅(qū)動比的變化而變化。更具體 地，本發(fā)明涉及一種用于控制這種變速器內(nèi)的滾子方位的新穎機構(gòu)。
背景技術(shù)：
文中所用的詞語"變速器"指的是以連續(xù)可變比值傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動 力的裝置。變速器可特別但絕不排它地應(yīng)用于機動車輛的傳動系統(tǒng) (transmission)中。
滾動牽引型變速器的最為人所知的形式使用了至少兩個同軸安 裝的環(huán)圏，該環(huán)圏具有成形為使得環(huán)圏共同限定大致環(huán)形的空間的相 對面。至少一個滾子安置在環(huán)圏之間的空間內(nèi)，并且在環(huán)圈的成形面 上運動以便將驅(qū)動力從一個環(huán)圈傳遞到另 一個環(huán)圏。滾子傾斜度的變 化與環(huán)圖的相對速度的變化有關(guān)，并且因此與變速器所提供的驅(qū)動比 的變化有關(guān)。
文中將與驅(qū)動比變化有關(guān)的滾子傾斜度變化稱為"旋進 (precession)"，以便與滾子的其它轉(zhuǎn)動(例如滾子圍繞其自身軸線的轉(zhuǎn) 動)區(qū)別開。
需要某些機構(gòu)來控制滾子傾斜度，并且現(xiàn)有技術(shù)包含了許多例 子。典型地，這些機構(gòu)不是通過將扭矩直接作用于滾子的安裝件來產(chǎn) 生作用。相反，滾子以如下方式安裝，該方式使得滾子的移動導(dǎo)致滾 子自身由于環(huán)圈作用于其上的作用力而轉(zhuǎn)向到新的傾斜度。因為在任 何其它條件下、在滾子與環(huán)圈互相接合的區(qū)域內(nèi)滾子運動不平行于環(huán)
圈運動，故由于滾子尋找其自身軸線與變速器環(huán)圏的公共軸線相重合 的位置，從而引起了轉(zhuǎn)向效果?？刂茩C構(gòu)用于調(diào)節(jié)滾子的位移。
這些機構(gòu)的示例存在于申請人先前公開的許多專利案件中，包括
PCT/GB03/00259(WO03/062670)在內(nèi)。在大多數(shù)情況下，導(dǎo)致滾子自 身轉(zhuǎn)向所需要的位移沿著周向方向(圍繞變速器環(huán)圏的公共軸線)，并
且通過允許滾子圍繞相對于徑向平面傾斜的軸線旋進，在滾子位移與 滾子傾斜度之間建立了關(guān)系。提供了促動器，用于沿著周向方向推動 滾子，從而影響(1)滾子位移和(2)變速器的比值。
這些機構(gòu)有助于變速器的"扭矩控制"。這種概念為本領(lǐng)域所知， 但也將概略地對其解釋。更加傳統(tǒng)的"比值控制"型傳動系統(tǒng)構(gòu)造成 使得它們接收指示了所需驅(qū)動比的某些形式的輸入，然后調(diào)整自身以 便提供驅(qū)動比。亦即，直接設(shè)定驅(qū)動比。相反，在扭矩控制型傳動系 統(tǒng)中，直接設(shè)定扭矩。比值的變化是由于在輸入和輸出時將扭矩作用 于慣性，并且變速器自動地適應(yīng)這種變化。在本文中，將作用于變速 器環(huán)圈上的扭矩總和稱為反作用扭矩，這是由于這種扭矩為必須反作 用于變速器的安裝件的扭矩。反作用扭矩涉及滾子，并且因此通過其 相關(guān)的(多個)促動器而涉及變速器的殼體。因此，由于由促動器和環(huán) 圏作用在每個滾子上的力(忽略滾子的加速度)必須相等且相反，故通 過設(shè)定促動器的力來直接設(shè)定反作用扭矩。通過控制促動器的力，并 且因而通過控制反作用扭矩而不是控制變速器的比值，對傳動系統(tǒng)執(zhí) 行控制。
最廣泛采用的控制機構(gòu)使用用于每個滾子的相應(yīng)的液壓活塞/缸 體型促動器，活塞通過活塞桿而聯(lián)接到承載該滾子的托架上。然而， 文中描述了類型完全不同的機構(gòu)，在該機構(gòu)中，變速器具有恒星輪和 齒環(huán)，并且滾子托架與兩者接合。恒星輪與齒環(huán)的相對運動導(dǎo)致了托 架的傾斜移動，因而導(dǎo)致滾子將其自身轉(zhuǎn)向到新方位。在這種結(jié)構(gòu)中， 驅(qū)動該恒星輪將存在問題。為此，恒星輪需要某些聯(lián)接，并且原則上 可沿著軸向方向聯(lián)接(例如通過沿著變速器軸延伸的某些套筒)，或者
沿著徑向方向聯(lián)接(例如通過延伸穿過環(huán)形空腔的臂部)。前一種選擇 造成了設(shè)計困難。后一種選擇由于當(dāng)滾子和/或其托架前后移動時臂部 將阻擋滾子和/或其托架而存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
才艮據(jù)本發(fā)明的第一方面，具有一種包括一對環(huán)圏的變速器，該以 對環(huán)圏安裝成用于圍繞公共軸線轉(zhuǎn)動并且具有相應(yīng)的成形面，該成形 面共同限定包含至少一個滾子的環(huán)形空腔，滾子在環(huán)圏的成形面上運 動，以將驅(qū)動力從一個環(huán)圈傳遞到另一個環(huán)圈，滾子具有滾子軸線并
且通過軸承而安裝到托架上，軸承允許滾子圍繞其軸線而旋轉(zhuǎn)(spin) 并且還相對于托架而旋進，以改變滾子軸線相對于/>共軸線的傾斜 度，并且因而能夠改變變速器比值。該變速器還包括恒星輪和齒環(huán)， 該恒星輪和齒環(huán)與公共軸線同心并且安裝成用于圍繞^^共軸線轉(zhuǎn)動， 托架與恒星輪及齒環(huán)接合，以便恒星輪與齒環(huán)的相對轉(zhuǎn)動導(dǎo)致托架的 傾斜移動和因而發(fā)生的滾子軸線的傾斜度變化，該變速器還包括用于 控制恒星輪和齒環(huán)轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，該機構(gòu)包括行星輪，其安裝在環(huán)形空 腔內(nèi)并且與恒星輪和齒環(huán)可操作地接合，可操作地聯(lián)接到行星輪上的 促動器，和用于不依賴于行星輪與恒星輪及齒環(huán)的接合而控制行星輪 轉(zhuǎn)動的裝置。
通過不依賴于行星輪與恒星輪及齒環(huán)的接合而控制行星輪的轉(zhuǎn) 動，行星輪可用來控制恒星輪和齒環(huán)的移動。行星輪也可與恒星輪及 齒環(huán)一起移動，因此可以避免行星輪在滾子等處的阻擋問題。
雖然在某些方面有必要不依賴于行星輪與恒星輪及齒環(huán)的接合 而控制行星輪的轉(zhuǎn)動，但不應(yīng)意味著必須提供用于轉(zhuǎn)動行星輪的機 構(gòu)。在優(yōu)選實施例中，該裝置僅僅用于防止行星輪轉(zhuǎn)動。在這種實施 例中，促動器優(yōu)選地布置成沿著周向的行進方向圍繞/>共軸線移動行 星輪。需要產(chǎn)生了恒星輪與齒環(huán)的相對轉(zhuǎn)動的行星輪的這種周向移 動，以控制托架傾斜并且因而控制變速器比值。
行星輪的移動路徑通常為圍繞公共軸線的圓弧。在優(yōu)選實施例 中，用于控制行星輪轉(zhuǎn)動的裝置例如包括滑動地容納在槽口內(nèi)的舌狀 物。通過這種方式，可以適應(yīng)行星輪橫向于行星輪行進方向的移動。
促動器自身優(yōu)選地為線性促動器，更優(yōu)選地為液壓活塞和缸體裝 置。最優(yōu)選的實施例包括關(guān)于缸體的成對的活塞。
可以通過互補的滑動部件來實現(xiàn)行星輪與促動器之間的聯(lián)接，在 將促動器的力傳遞到行星輪并且防止行星輪轉(zhuǎn)動的同時，該滑動部件 適應(yīng)行星輪在橫向于促動器行進方向的方向上的某些運動。
特別優(yōu)選地，恒星輪、齒環(huán)和行星輪為齒狀的，以形成行星齒輪組。
本發(fā)明良好地適合于用于扭矩受控型變速器。這可以簡單地通過 直接控制促動器作用于行星輪上的力而實現(xiàn)，這又直接控制變速器的 傳遞扭矩。
優(yōu)選地，齒環(huán)包括環(huán)形外部和引導(dǎo)至內(nèi)^"轂部的至少 一個徑向延 伸的肢部。輪轂部可以圍繞公共軸線形成軸頸，用于安裝齒環(huán)。
特別優(yōu)選地，行星輪通過從齒環(huán)的輪轂部徑向向外延伸的控制構(gòu) 件而可操作地聯(lián)接到齒環(huán)上。通過將控制齒環(huán)轉(zhuǎn)動所需的扭矩傳遞到 齒環(huán)的可通過其軸承來支承的輪轂部，可以避免齒環(huán)外部的變形問 題。
優(yōu)選地，在這種實施例中，控制構(gòu)件具有與行星輪的齒狀外部相 嚙合的齒狀外部。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，具有一種包括一對環(huán)圈的變速器，該一 對環(huán)圈安裝成用于圍繞公共軸線轉(zhuǎn)動，并且該成對的環(huán)圈具有相應(yīng)的 成形面，成形面共同限定包含至少一個滾子的環(huán)形空腔，滾子在環(huán)圈 的成形面上運動，以將驅(qū)動力從一個環(huán)圈傳遞到另一個環(huán)圏，滾子具 有滾子軸線并且通過軸承而安裝到托架上，軸承允許滾子圍繞其軸線 而旋轉(zhuǎn)并且還相對于托架而旋進，以改變滾子軸線相對于公共軸線的 傾斜度，并且因此能夠改變變速器比值。該變速器還包括恒星輪和齒
環(huán)，該恒星輪和齒環(huán)與^^共軸線同心并且安裝成用于圍繞^^共軸線轉(zhuǎn) 動，托架與恒星輪及齒環(huán)接合，以便恒星輪與齒環(huán)的相對轉(zhuǎn)動導(dǎo)致托 架的傾斜移動和因而發(fā)生的滾子軸線的傾斜度變化，該變速器還包括 用于控制恒星輪和齒環(huán)轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，該機構(gòu)包括行星輪和促動器，該 行星輪安裝在環(huán)形空腔內(nèi)并且與恒星輪和齒環(huán)可操作地接合，該促動 器可操作地聯(lián)接到行星輪上，以沿著周向方向圍繞公共軸線而移動行 星輪，該行星輪以防止其轉(zhuǎn)動的方式安裝。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，具有一種包括兩個環(huán)圈的變速器，該兩 個環(huán)圏安裝成用于圍繞公共軸線轉(zhuǎn)動，并且該兩個環(huán)圈具有相對的成 形面，成形面限定包含至少一個滾子的環(huán)形空間，滾子在環(huán)圏上運動， 以在環(huán)圏之間傳遞驅(qū)動力，滾子安裝在托架上，以便滾子相對于公共 軸線的傾斜度可以變化， >夂人而能夠改變變速器的驅(qū)動比，變速器還包 括轉(zhuǎn)動地安裝的恒星輪部件和齒環(huán)部件，托架接合該恒星輪部件和齒 環(huán)部件，以便恒星輪與齒環(huán)的相對轉(zhuǎn)動導(dǎo)致托架的傾斜移動和因而發(fā)
生的滾子傾斜度的變化，和行星輪，其與恒星輪和齒環(huán)接合以控制恒 星輪和齒環(huán)的位置，行星輪的轉(zhuǎn)動位置可不依賴于行星輪與恒星輪及 齒環(huán)的接合而受到控制。


現(xiàn)在將參考附圖A (義示范性地描述本發(fā)明的具體實施例，在附圖
中
圖1為在穿過實現(xiàn)本發(fā)明的第一變速器的軸向平面中的截面圖， 其僅僅顯示了變速器軸線的一側(cè)的半個變速器；
圖2為沿著軸向方向的同一變速器的視圖，省略變速器的一個環(huán) 圏以便顯示內(nèi)部部件，該圖還省略了用于驅(qū)動恒星輪和齒環(huán)的機構(gòu)；
圖3為同一變速器的透視圖，其也省略了一個環(huán)圈，但包括用于 驅(qū)動恒星^^和齒環(huán)的才幾構(gòu)；
圖4顯示了托架部件；
圖5顯示了包括托架部件和軸承環(huán)圏的分解的組件； 圖6顯示了包括變速器滾子和相關(guān)軸承部件的分解的組件； 圖7顯示了包括托架、滾子和軸承的組件； 圖8和圖9都顯示了沿著軸向方向觀察的滾子組件及其相關(guān)的恒 星輪和齒環(huán)；
圖10為實現(xiàn)本發(fā)明的第二變速器的透^L圖，在該圖中，省略一 個變速器環(huán)圈和控制構(gòu)件以便顯示內(nèi)部部件；及 圖ll對應(yīng)于圖10，但包括控制構(gòu)件。
具體實施例方式
可從圖1-圖3中理解本變速器10的總體構(gòu)造。該變速器10屬于 環(huán)形環(huán)圈-雙空腔型并且具有內(nèi)環(huán)圈12，內(nèi)環(huán)圏12的半環(huán)形凹入表面 14,16分別面向外環(huán)圈22，24的類似成形表面18，20，以便限定大致環(huán) 形的空腔26,28。環(huán)圈安裝成用于圍繞由主軸32所限定的公共軸線30 轉(zhuǎn)動。外環(huán)圈22,24通過花鍵而連接到軸上，因此與軸一起轉(zhuǎn)動。內(nèi) 環(huán)圏安裝在轉(zhuǎn)動軸承34上，因而可相對于軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)環(huán)圈在其外周 緣上承載轉(zhuǎn)子36,通過該轉(zhuǎn)子36而使轉(zhuǎn)動驅(qū)動力傳遞到內(nèi)環(huán)圈/從內(nèi) 環(huán)圏傳遞轉(zhuǎn)動驅(qū)動力。
每個空腔26，28包括成組的滾子38,40。在本實施例中，每個空腔 具有三個滾子。滾子在環(huán)圏的凹入表面14,16,18,20上運動，因而用于 在環(huán)圈之間傳遞驅(qū)動力。滾子38相對于公共軸線30的傾斜度在圖1 中由角度I表示。滾子的旋進改變了滾子的傾斜度I，因此，由于這導(dǎo) 致每個滾子在相應(yīng)環(huán)圈上遵循的圓形路徑的相對長度的變化，故改變 了內(nèi)環(huán)圈12和外環(huán)圈22，24的相對速度。因此，驅(qū)動力以連續(xù)可變的 比值在主軸32與轉(zhuǎn)子36之間傳遞。
為了在滾子與環(huán)圈之間提供牽引力，它們必須;波此相對偏置。這 通常利用液壓或機械"末端負載"裝置將環(huán)圈軸向地推向其它環(huán)圈而 實現(xiàn)。文中沒有顯示末端負載裝置，但可在Torotrak(Development) Ltd
的公開號為WO02/079675的國際專利申請PCT/GB02/01551中發(fā)現(xiàn)例 子。滾子和環(huán)圏不互相接觸，相反，滾子和環(huán)圏由牽引流體薄膜持續(xù) 地分開，該薄膜通過將流體噴射到滾子和環(huán)圏上而得以維持。另外， 用來供應(yīng)牽引流體的裝置不與本目的直接相關(guān)并且未在文中示出，但 可在Torotmk(Development) Ltd的公開號為WO03/062675的國際專利 申請PCT/GB03/00281中發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)难b置。
每個滾子38，40承載在相應(yīng)的托架42，44上。空腔26，28都包含相 應(yīng)的恒星輪46,48和相應(yīng)的齒環(huán)50,52。恒星輪及齒環(huán)與公共軸線30 同軸，并且可圍繞公共軸線30轉(zhuǎn)動。恒星輪位于齒環(huán)的徑向內(nèi)側(cè)。 每對恒星輪/齒環(huán)在其自身之間限定環(huán)狀空間(annulus)，托架42,44通 過與恒星輪及齒環(huán)接合而安裝在環(huán)狀空間內(nèi)。在本實施例中，恒星輪、 齒環(huán)及托架以齒輪的方式而為齒狀的，以j更它們實際上共同形成行星 齒輪裝置。齒環(huán)的齒為內(nèi)齒，并且齒環(huán)形成環(huán)形齒輪。因為齒環(huán)的移 動范圍是有限的，故齒不需要圍繞齒環(huán)的整個內(nèi)圓周連續(xù)。類似地， 因為托架僅僅在有限的角度范圍內(nèi)移動，故托架不需要完整的圓形外 周緣。因此，每個托架42，44形成有徑向內(nèi)部的圓形部分54，其通過 肢部58(具體參考圖4)而聯(lián)接到徑向外部的圓形部分56上。托架的形 成允許托架在沒有阻擋其它部件(例如滾子自身)的情況下而配合到可 用空間內(nèi)。
兩個空腔26,28內(nèi)的恒星輪46,48通過穿過了內(nèi)環(huán)圏12的套筒60 而;(皮此聯(lián)接，以j吏它們共同轉(zhuǎn)動。應(yīng)注意的是，內(nèi)環(huán)圈12因此在套 筒上形成軸頸，而不是直接在主軸32上形成軸頸。套筒60自身通過 相應(yīng)空腔26，28內(nèi)的兩個軸承62,64而在主軸32上形成軸頸。齒環(huán) 50，52中的每一個通過徑向延伸的肢部66，68而聯(lián)接到相應(yīng)的輪轂 70,72上，并且通過這種方式，齒環(huán)50,52利用相應(yīng)的軸承74,76可轉(zhuǎn) 動地安裝在套筒60上。肢部66,68成形并定位成以便避免在空腔內(nèi)阻 擋滾子等。
每個滾子38，40通過軸承裝置而安裝在其托架42,44上，該軸承裝置允許滾子具有兩個自由度(1)滾子能夠圍繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動(2)
滾子能夠旋進，從而改變其傾斜度并且因此改變變速器比值。現(xiàn)在將
參考圖4-圖7描述軸承裝置。
滾子38圍繞其自身軸線的轉(zhuǎn)動是利用容納在滾子中心孔內(nèi)的滾 針軸承78(圖6)來提供的。容差環(huán)80位于滾子與軸承之間?？紤]到構(gòu) 造的變化，容差環(huán)在滾子38與軸承78之間提供了某種適應(yīng)性。在使 用時，滾子沿著其直徑承受變速器環(huán)圏的較大作用力，并且因此產(chǎn)生 稍微的變形。容差環(huán)彈性變形以便適應(yīng)滾子變形，并且因此確保壓力 主要由滾子自身承受，而不是被傳遞到軸承上。軸承的內(nèi)環(huán)圏以圍繞 輪轂86裝配的兩個部件82，84形成(圖5)。兩個環(huán)圈部件可以例如焊 接在一起，然后對其外圓周進行加工，從而提供了內(nèi)軸承環(huán)圏所需要 的規(guī)則圓形表面。備選地，它們可以通過圍繞其圓周的圓形帶(未示出) 而緊固在一起，圓形帶將提供軸承表面。圓形套管88從輪轂86的任 一側(cè)突出，并且與旋進軸線90同心和對齊。套管容納在相應(yīng)內(nèi)環(huán)圈 部件82,84的內(nèi)面中的互補圓形凹口 92內(nèi)。這種構(gòu)造允許內(nèi)軸牙、環(huán)圏 82，84及承載在內(nèi)軸承環(huán)圈上的滾子相對于托架42,44圍繞旋進軸線 90而旋進。
注意到旋進軸線沒有位于徑向平面(即垂直于變速器環(huán)圏的公共 軸線30的平面，例如圖2中的紙張平面)內(nèi)是至關(guān)重要的。相反，旋 進軸線相對于該平面傾斜，從而形成了所謂的后傾角。這一點從圖4 中得到最好的理解，圖4顯示了沿著垂直于旋進軸線90的方向的托 架42,44。托架的輪齒顯示為傾斜于旋進軸線而不是垂直于旋進軸線。 輪齒的這種角度確定了旋進軸線與徑向平面之間的后傾角。該后傾角 對于變速器功能具有重要意義。
圖8和圖9用來解釋滾子的移動。在這些附圖中，滾子38，40包 含在護罩93內(nèi)，為簡明起見，在其它附圖中省略了護罩93。
已經(jīng)說明了滾子在其相對于其托架的移動中具有兩個自由度。此 外，托架自身具有兩個自由度。托架可以(l)圍繞公共軸線30沿著周
向路徑(圖8中的虛線95)移動，以及(2)進行傾斜移動。在圖9中，線 96是徑向線，該徑向線穿過公共軸線30并且穿過托架42，44的中心 點。線98是相對于托架固定的參考線。文中將這兩條線之間的角度X 稱為托架的傾角。應(yīng)注意的是，如果恒星輪46和齒環(huán)50轉(zhuǎn)動相同角 度，則結(jié)果為托架將周向移動，但其傾角將不會改變，這是因為半徑 96和參考線98將轉(zhuǎn)動相同角度。因此，將不會存在滾子的旋進和變 速器比值的變化。
然而，應(yīng)考慮當(dāng)恒星輪46和齒環(huán)50轉(zhuǎn)動不同角度時發(fā)生的情況。 在圖8中，滾子的位置對應(yīng)于1:1的變速器比值。托架的傾角X為0。 在圖9中，恒星輪46和齒環(huán)50均順時針地前進，從而導(dǎo)致滾子沿著 其路徑95移動，而且恒星輪相對于齒環(huán)順時針地前進，從而導(dǎo)致托 架42傾斜，故傾角X現(xiàn)在不是0。托架的這種傾斜的效果將在滾子 38上產(chǎn)生瞬間轉(zhuǎn)向效果，滾子38因此相對于托架旋進，從而采用所 示的傾斜位置并且因而改變變速器比值。因此，顯而易見的是，通過 恒星輪46,48和齒環(huán)50,52，可以對變速器進行控制。
恰當(dāng)?shù)仳?qū)動恒星輪和齒環(huán)以控制變速器存在挑戰(zhàn)，這主要是由于 恒星輪在變速器空腔內(nèi)的位置。圖3顯示了具有實現(xiàn)本發(fā)明的適當(dāng)控 制裝置的變速器。
該裝置使用了行星輪100,該行星輪100與恒星輪和齒環(huán)接合， 并且控制恒星輪和齒環(huán)。行星輪在此稍微類似于托架42,44而形成。 行星輪具有分別與恒星輪和齒環(huán)接合的內(nèi)齒部和外齒部，并且它們位 于圓形軌跡上，但行星輪不需要并且也不具有整個圓形周緣，而是成 形為使得行星輪可以在沒有阻擋兩個托架42的情況下而配合到兩個 托架42之間的有限空間內(nèi)。托架的轉(zhuǎn)動位置不由其與恒星輪或齒環(huán) 的接合所控制。相反，在所示的實施例中，通過形成于行星輪上的舌 狀物102與形成于控制桿106中的槽口 104的接合，防止托架的轉(zhuǎn)動。 控制桿從容納在缸體110內(nèi)的液壓活塞108上側(cè)向地突出。由活塞和 缸體形成的液壓促動器具有雙重作用，即通過對相對的工作腔室
112,114加壓，可以在任一方向上施力。；fr星輪與控制桿的舌狀物與
槽口的接合允許行星輪相對于活塞側(cè)向移動，這由于行星輪遵循作為 圓弧的路徑而具有必要性。
當(dāng)活塞108移動時，利用行星輪100而使恒星輪46和齒環(huán)50在 相同方向上移動。然而，由于恒星輪具有比齒環(huán)更小的直徑和更少的 齒，故恒星輪移動了更大的角度。因此，托架42，44(a)沿著其周向路 徑移動，以及(b)發(fā)生傾斜，以便改變變速器比值。
這種裝置可用來提供扭矩控制。該裝置提供了滾子的周向位置與 變速器比值之間的必需關(guān)系。由環(huán)圈施加于滾子上的凈扭矩通過活塞 108而受到反作用，以便活塞施加的力與反作用扭矩成比例，并且確 定該反作用扭矩。
活塞位置與托架傾斜之間的關(guān)系取決于齒環(huán)和恒星輪的相對尺 寸，并且可以選擇成適合于其它設(shè)計要求。
圖3所示驅(qū)動裝置的可能的一個困難在于，行星輪IOO施加于齒 環(huán)50上的負載可能過大。在這個方面，應(yīng)注意的是，由所有六個變 速器滾子施加于齒環(huán)50上的力將通過單個行星輪100而受到反作用。 所造成的非對稱負載可導(dǎo)致齒環(huán)50的不期望的變形。大負載也可作 用于恒星輪46上，但由于恒星輪更加緊湊且作為堅硬構(gòu)件，故問題 不太大。
原則上，可使用另外的行星輪來控制變速器，可能每個變速器空 腔使用一個行星輪，但這將會增加構(gòu)造復(fù)雜度。相反，在圖10和圖 11所示的實施例中，該方法通過齒環(huán)50的可較堅硬且由軸承直接支 承的內(nèi)部而不是通過齒環(huán)50的不太堅硬的外部，將所需的扭矩施加 于齒環(huán)50上。在這些附圖中看到的變速器與圖3中的變速器具有許 多共同之處，因此相同的標(biāo)號將用于上述附圖的相同構(gòu)件。圖10省 略了控制構(gòu)件150，以便顯示其下方的部件，而圖11包括該構(gòu)件。
在本實施例中，齒環(huán)50具有一體式輪毅152，該輪穀152通過輪 輻154聯(lián)接到齒環(huán)的環(huán)形外部上，在本實施例中具有三個輪輻154。
輪轂152包含軸承(圖中未示出)，齒環(huán)50通過該軸承而轉(zhuǎn)動地安裝在 主軸32上。用于驅(qū)動恒星輪46和齒環(huán)50的控制裝置再次包括雙作 用類型的液壓促動器，液壓促動器在該實施例中具有通過聯(lián)接桿160 聯(lián)接的一對活塞頭156,158。活塞頭156,158在相應(yīng)的缸體162，164內(nèi) 運動，并且附圖顯示了端口 166,168，液壓流體以受控壓力通過端口 166,168引入到相應(yīng)缸體內(nèi)的工作腔室170,172內(nèi)。這些壓力的差異構(gòu) 成了用于調(diào)節(jié)變速器特性的主控制信號，并且利用相關(guān)液壓系統(tǒng)而得 到調(diào)節(jié)。上述壓力差對應(yīng)于作用在聯(lián)接桿160上的凈力，并且該力被 傳遞到行星輪100。類似于圖3的實施例，液壓促動器與行星輪100 之間需要聯(lián)接，其傳遞促動器的力并且適應(yīng)在行星輪IOO往復(fù)移動時 行星輪100的路徑曲率。在本實施例中，這種聯(lián)接是利用舌狀物174 實現(xiàn)，該舌狀物174剛性地聯(lián)接到行星輪IOO(它們在所示的實施例中 作為單個構(gòu)件形成)，并且徑向延伸以容納在聯(lián)接桿160的互補形成的 槽口中。通過沿著該槽口輕微地滑動，舌狀物174允許行星輪100遵 循其彎曲路徑。然而，舌狀物174緊配合在槽口內(nèi)，以^J口此形成的 聯(lián)接防止行星輪100轉(zhuǎn)動。
如前所述，在圖10中表示為176的行星輪100的徑向最內(nèi)端的 齒部與恒星輪46嚙合。行星輪100的徑向外齒部178操作地聯(lián)接到 齒環(huán)50上，但在本實施例中(與圖3所示的實施例相反)，徑向外齒部 178不與齒環(huán)50嚙合。相反，它與控制構(gòu)件150的內(nèi)輪齒180嚙合。
控制構(gòu)件150聯(lián)接到齒環(huán)50上，以與齒環(huán)50 —起移動。在本實 施例中，控制構(gòu)件150具有控制輪轂182，該控制輪轂182圍繞主軸 32并且鎖在齒環(huán)50的輪轂152上?？刂茦?gòu)件150的臂部184從控制 輪轂182徑向地延伸，并且在承載輪齒180的返回部186內(nèi)終止，輪 齒180徑向向內(nèi)地朝向，從而與上述行星輪IOO嚙合。因此，行星輪 100的移動通過控制構(gòu)件150而傳遞到齒環(huán)50。由于側(cè)向負載通過控 制輪轂152而反作用于主軸32上，故在該實施例中減弱齒環(huán)50的任 何非對稱變形的趨勢。
權(quán)利要求
1.一種包括一對環(huán)圈的變速器，所述一對環(huán)圈安裝成用于圍繞公共軸線轉(zhuǎn)動并且具有相應(yīng)的成形面，所述成形面共同限定包含至少一個滾子的環(huán)形空腔，所述至少一個滾子在所述環(huán)圈的成形面上運動，以將驅(qū)動力從一個環(huán)圈傳遞到另一個環(huán)圈，所述滾子具有滾子軸線并且通過軸承而安裝到托架上，所述軸承允許所述滾子圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)并且還相對于所述托架旋進，以改變所述滾子軸線相對于所述公共軸線的傾斜度并且因此能夠改變變速器比值，所述變速器還包括恒星輪和齒環(huán)，所述恒星輪和所述齒環(huán)與所述公共軸線同心并且安裝成用于圍繞所述公共軸線轉(zhuǎn)動，所述托架與所述恒星輪及所述齒環(huán)相接合，以便所述恒星輪與所述齒環(huán)的相對轉(zhuǎn)動導(dǎo)致所述托架的傾斜移動和因而發(fā)生的所述滾子軸線的傾斜度變化，所述變速器還包括用于控制所述恒星輪和所述齒環(huán)轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，所述機構(gòu)包括行星輪、促動器和用于不依賴于所述行星輪與所述恒星輪及所述齒環(huán)的接合而控制所述行星輪轉(zhuǎn)動的裝置，所述行星輪安裝在所述環(huán)形空腔內(nèi)并且與所述恒星輪和所述齒環(huán)可操作地接合，所述促動器可操作地聯(lián)接到所述行星輪上。
2. 如權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，用于控制所述行星輪轉(zhuǎn)動的所述裝置用于防止所述行星輪轉(zhuǎn)動。
3. 如權(quán)利要求1所述的變速器，其特征在于，所述促動器布置成 以便沿著周向的行進方向圍繞所述公共軸線移動所述^f亍星輪。
4. 如權(quán)利要求3所述的變速器，其特征在于，用于控制所述行星輪轉(zhuǎn)動的所述裝置適于防止所述行星輪轉(zhuǎn)動，并且適于適應(yīng)所述行星 輪沿著橫向于其行進方向的方向的某些移動。
5. 如權(quán)利要求4所述的變速器，其特征在于，用于控制所述行星 輪轉(zhuǎn)動的所述裝置包括滑動地容納在槽口內(nèi)的舌狀物。
6. 如上述權(quán)利要求中的任一項所述的變速器，其特征在于，所述 促動器為線性促動器。
7. 如權(quán)利要求4所述的變速器，其特征在于，所述促動器包括液 壓活塞和缸體裝置。
8. 如權(quán)利要求4所述的變速器，其特征在于，所述促動器包括位 于相應(yīng)缸體內(nèi)的成對的活塞。
9. 如權(quán)利要求6-8中的任一項所述的變速器，其特征在于，所述 促動器通過互補的滑動部件聯(lián)接到所述行星輪上，在將所述促動器的 力傳遞到所述行星輪并且防止所述行星輪轉(zhuǎn)動的同時，所述滑動部件 在橫向于所述促動器的行進方向的方向上適應(yīng)所述行星輪的某些移 動。
10. 如上述權(quán)利要求中的任一項所述的變速器，其特征在于，所 述恒星輪、齒環(huán)和行星輪為齒狀的，并且形成行星齒輪組。
11. 如上述權(quán)利要求中的任一項所述的變速器，其特征在于，所 述變速器為扭矩受控型。
12. 如上述權(quán)利要求中的任一項所述的變速器，其特征在于，所 述齒環(huán)包括環(huán)形外部和引導(dǎo)至內(nèi)輪轂部的至少 一個徑向延伸的肢部。
13. 如權(quán)利要求12所述的變速器，其特征在于，所述輪轂部圍繞 所述公共軸線形成軸頸，用于安裝所述齒環(huán)。
14. 如權(quán)利要求13所述的變速器，其特征在于，所述行星輪通過 控制構(gòu)件可操作地聯(lián)接到所述齒環(huán)上，所述控制構(gòu)件從所述齒環(huán)的輪 轂部上徑向向外地延伸。
15. 如權(quán)利要求14所述的變速器，其特4正在于，所述控制構(gòu)件具 有與所述fl"星4侖的齒狀外部相嚙合的齒狀外部。
16. —種包括一對環(huán)圏的變速器，所述一對環(huán)圈安裝成用于圍繞 公共軸線轉(zhuǎn)動并且具有相應(yīng)的成形面，所述成形面共同限定包含至少 一個滾子的環(huán)形空腔，所述至少一個滾子在所述環(huán)圈的成形面上運 動，以將驅(qū)動力^L一個環(huán)圏傳遞到另一個環(huán)圈，所述滾子具有滾子軸 線并且通過軸^^安裝到托架上，所述軸承允"i午所述滾子圍繞其軸線旋 轉(zhuǎn)并且還相對于所述托架旋進，以改變所述滾子軸線相對于所述公共 軸線的傾斜度并且因此能夠改變變速器比值，所述變速器還包括恒星 輪和齒環(huán)，所述恒星輪和所述齒環(huán)與所述公共軸線同心并且安裝成用 于圍繞所述公共軸線轉(zhuǎn)動，所述托架與所述恒星輪及所述齒環(huán)相接 合，以便所述恒星輪與所述齒環(huán)的相對轉(zhuǎn)動導(dǎo)致所述托架的傾斜移動 和因而發(fā)生的所述滾子軸線的傾斜度變化，所述變速器還包括用于控 制所述恒星輪和所述齒環(huán)轉(zhuǎn)動的機構(gòu)，所述機構(gòu)包括行星輪和促動 器，所述行星輪安裝在所述環(huán)形空腔內(nèi)并且與所述恒星輪和所述齒環(huán) 可操作地接合，所述促動器可操作地聯(lián)接到所述行星輪上，以沿著周 向方向圍繞所述公共軸線移動所述4亍星輪，所述行星輪以防止其轉(zhuǎn)動 的方式而^^皮安裝。
17. —種變速器，其基本如在本發(fā)明中參考圖1-圖9或圖10和圖 ll描述并示于其中。
全文摘要
公開了一種變速器(10)，其具有兩個環(huán)圈(12，12)，該環(huán)圈安裝成用于圍繞公共軸線轉(zhuǎn)動。環(huán)圈的相對成形面(14，18)限定包含至少一個滾子(38，40)的環(huán)形空間，滾子在環(huán)圈上運動以在環(huán)圈之間傳遞驅(qū)動力。滾子以如下方式安裝到托架(42，44)上，該方式使得能夠改變滾子相對于公共軸線的傾斜度，從而能夠改變變速器比值。滾子及其托架由機構(gòu)控制。該機構(gòu)包括托架所接合的恒星輪(46，48)和齒環(huán)(50，52)。恒星輪與齒環(huán)的相對轉(zhuǎn)動導(dǎo)致托架(42，44)的傾斜移動，以便滾子將自身轉(zhuǎn)向到新的傾斜度。為了控制恒星輪和齒環(huán)，提供了與兩者相接合的行星輪(100)。不依賴于托架與恒星輪及齒環(huán)的接合而控制托架的轉(zhuǎn)動位置。
文檔編號F16H63/06GK101365894SQ200680052100
公開日2009年2月11日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月5日
發(fā)明者B·杜特森 申請人:托羅特拉克(開發(fā))有限公司