專利名稱：無級(jí)變速器的可調(diào)節(jié)帶輪及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)帶輪，特別是無級(jí)變速器或CVT的可調(diào)節(jié)帶輪，其設(shè)有兩個(gè)輪盤，所述輪盤具有中心開口，帶輪的軸插入到所述中心孔中，其第一輪盤固定地連接到所述帶輪軸，通過所述帶輪的操作裝置可使其第二輪盤沿著所述帶輪軸在軸向方向上位移。
背景技術(shù)：
這種類型的帶輪例如從美國專利No. 6，012，998中獲知，其特別地用在特別是小客車的CVT中。在無級(jí)變速器中，使用兩個(gè)帶輪，在它們之間具有傳動(dòng)帶，所述傳動(dòng)帶在所有情況下通過運(yùn)動(dòng)在操作中被夾在兩個(gè)帶輪的兩個(gè)輪盤之間，也就是說，通過操作裝置將所述第二或可位移的輪盤在軸向方向上至少推向所述第一或固定輪盤。由各自操作裝置經(jīng)由所述輪盤施加在傳動(dòng)帶上的夾緊力在這種情況下決定著兩個(gè)帶輪的這些輪盤之間的傳動(dòng)帶的徑向位置，從而決定著CVT的傳動(dòng)比。同時(shí)，所述夾緊力決定著可以在兩個(gè)帶輪之間傳遞的最大扭矩，也就是說，決定著可以施加在所述傳動(dòng)帶與各個(gè)帶輪的所述輪盤之間的最大摩擦力。一般來講，汽車工業(yè)的目標(biāo)是低的生產(chǎn)成本。在CVT的情況下，特別是帶輪是相對(duì)復(fù)雜和需要嚴(yán)格確定尺寸的元件，因此很大程度上決定著總體CVT的成本價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種新的帶輪結(jié)構(gòu)，其可以以比當(dāng)前已知的結(jié)構(gòu)更低的成本來有利地生產(chǎn)。特別地，根據(jù)本發(fā)明的帶輪的許多元件可以以比先前可行方式更簡單的方式生產(chǎn)和/ 或組裝。在根據(jù)本發(fā)明的帶輪的特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，后者甚至具有比已知帶輪更少的元件。根據(jù)本發(fā)明，固定帶輪輪盤的軸向橫截面是非圓的，所述帶輪軸具有在形狀方面與其基本相同的軸向橫截面，至少在固定輪盤位于所述軸上的地方，所述固定輪盤通過壓配合裝在所述軸上。優(yōu)選地，固定輪盤的中心開口遵循具有四個(gè)或更多個(gè)圓角的正多邊形并且在這些角之間具有至少稍微凸出彎曲的邊。這樣的形狀可以相對(duì)容易地生產(chǎn)并且導(dǎo)致輪盤與軸之間的最佳的形狀配合和力配合。固定輪盤和軸的組裝通過如下任一種方式實(shí)現(xiàn)-首先加熱所述固定輪盤和/或冷卻所述軸，然后將所述軸插入到所述固定輪盤的中心開口種，最后使這兩個(gè)元件達(dá)到相同的和/或環(huán)境溫度，或者-首先將潤滑劑施加到所述固定輪盤的中心開口的壁上和/或施加到所述軸的外周面上，然后推動(dòng)所述軸穿過所述固定輪盤的中心開口。該后一組裝技術(shù)是特別簡單的，從而可以低成本地實(shí)施，因此在原理上是優(yōu)選的。對(duì)于已知的帶輪，(軸向)可位移輪盤在切向或周向上通過鍵/槽連接件固定地 (不可轉(zhuǎn)動(dòng)地)連接到所述軸以便于可以在它們之間傳遞扭矩。應(yīng)該指出的是已知鍵/槽連接中的鍵通常是作為單獨(dú)的一個(gè)或多個(gè)元件提供的，其例如呈圓柱形銷或多個(gè)(軸承) 滾珠的形狀。但是，根據(jù)本發(fā)明，通過也使該可位移的輪盤的中心開口具有非圓軸向橫截面來在可位移輪盤與所述軸之間可以以特別有利的方式產(chǎn)生所述不可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述非圓軸向橫截面確實(shí)大于固定輪盤的中心開口，但是優(yōu)選地在形狀上與固定輪盤的中心開口基本相同。顯然，所述軸必須在所述可位移輪盤的位置處具有小于可位移輪盤的開口，但是在形狀上與可位移輪盤的開口基本相同，從而優(yōu)選地在形狀上基本與固定輪盤的開口相同?？晌灰坪凸潭ㄝ啽P與帶輪軸的組裝通過將所述軸插入到所述可位移輪盤的所述開口中而以簡單方式實(shí)現(xiàn)。已知為了例如將扭矩傳遞到變速器的輸出軸(的齒輪)的目的，使所述帶輪設(shè)有齒輪。為了可以生產(chǎn)和/或組裝已知的帶輪，該齒輪在所述軸上總是作為單獨(dú)的元件提供并通過鍵/槽連接不可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接其上。但是，根據(jù)本發(fā)明，有利地，結(jié)合用于可位移和固定帶輪輪盤與帶輪軸的上面所述的組裝方法以在其第一側(cè)或端部整體形成具有所述軸的齒輪。帶輪軸的相應(yīng)的另一側(cè)或端部在這種情況下設(shè)有非圓軸向橫截面，其就是以所需的順序插入和/或推入可位移和固定帶輪輪盤的中心開口中的這一端部。


將參照附圖解釋本發(fā)明，其中圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有兩個(gè)可調(diào)節(jié)帶輪的無級(jí)變速器的橫截圖2示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的主帶輪的橫截面；圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)帶輪的第一示例性實(shí)施方式在其固定輪盤的位置處的并且在軸向方向上取向的橫截面；圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)帶輪的第一示例性實(shí)施方式在其可位移輪盤的位置處的并且在軸向方向上取向的橫截面；以及圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)帶輪的第二示例性實(shí)施方式的橫截面。
具體實(shí)施例方式根據(jù)在圖1中示意性地以橫截面示出的現(xiàn)有技術(shù)的無級(jí)變速器1設(shè)置在其變速器殼體11中，具有所謂的主可調(diào)節(jié)帶輪3和所謂的副可調(diào)節(jié)帶輪7。帶輪3、7每個(gè)包括兩個(gè)輪盤4、5 ；8、9，它們分別裝在主軸2和副軸6上。每個(gè)帶輪3 ；7的一個(gè)輪盤5 ；8在軸向上是可位移的，這樣可以改變帶輪3和7之間的傳動(dòng)帶10的徑向位置，并且可以調(diào)節(jié)傳動(dòng)比， 而相應(yīng)的另一個(gè)固定輪盤4 ；9在軸向上和切向上均固定連接到相應(yīng)的軸2 ；6。每個(gè)可位移的輪盤5和8設(shè)有相應(yīng)帶輪3、4的活塞/缸組件形式的操作裝置，其中副帶輪4的可位移輪盤8設(shè)有單活塞/缸組件沈、27，主帶輪3的可位移輪盤5設(shè)有雙活塞/缸組件。主帶輪3的雙活塞/缸組件包括兩個(gè)缸腔室13、14。第一缸腔室13由缸19、 活塞18、徑向壁M和軸2圈起。第二缸腔室14由缸21、活塞17、上面裝有可位移的輪盤5 的主軸2的輪盤5和軸套20圈起。伴隨著具有軸套20的可位移輪盤5沿著主軸2在軸向方向上的位移，通過孔15和16，可以將流體引入并從所述缸腔室13、14移除和/或可以增加或減小其容積。
軸2、6安裝在變速器殼體11中，在所有情況下每個(gè)軸2 ；6具有兩個(gè)軸承49、52， 至少其中一個(gè)軸承49通過所述軸2或6的軸端部55上的螺母53連接到相應(yīng)的軸2或6。在圖2中以橫截面圖示了從US-6，012，998中獲知的主帶輪3。主帶輪3的固定輪盤4作為單獨(dú)的元件布置在其軸2上。在軸向方向上，固定輪盤4抵靠臺(tái)階33布置，從而在所述方向上固定。所述臺(tái)階33通過軸2的(外)直徑上的階梯式增加而形成。在切向方向上，固定輪盤4通過粘結(jié)劑或通過鍵/槽連接固定在軸2上。根據(jù)本發(fā)明，固定輪盤4相反通過至少一個(gè)多邊形壓緊配合固定在軸2上，正如圖 3中通過主帶輪3在其固定輪盤4的位置處的軸向橫截面示意性圖示出的那樣。壓緊配合將固定輪盤4在軸向和切向方向上固定，其中在所述切向方向上固定輪盤4的中心開口的周面與相對(duì)圓偏離的軸2的周面之間的形狀配合確保了它們的相互固定。根據(jù)本發(fā)明，通過在徑向方向上測量，(未加載/單獨(dú)的)軸2在這種情況下的周面相比于(未加載/單獨(dú)的)固定輪盤4的中心開口的周面具有0.005mm-0.050mm的超出尺寸。優(yōu)選地，徑向方向上的徑向超出尺寸在這種情況下小于0. 025mm，例如具有0. 015mm和0. 02mm之間的值。 通過在固定輪盤4與軸2之間的形狀配合的所述額外的切向固定，這樣小的徑向超出尺寸、 材料必須被壓到的相應(yīng)小的程度、以及在操作期間出乎預(yù)料地低的內(nèi)部應(yīng)力看起來已經(jīng)變得可行。但是，如果在操作期間避免了固定輪盤4與軸2之間的可以打開的間隙，例如為了防止裂縫腐蝕或接觸腐蝕，根據(jù)本發(fā)明所述徑向超出尺寸必須大于0. 025mm，優(yōu)選地大于 0. 035mmo除了所述徑向超出尺寸之外，軸2的軸向橫截面和固定輪盤4的中心開口的軸向橫截面在形狀上基本相同，在這種情況下基本構(gòu)成了具有圓角和凸邊的四邊形。根據(jù)本發(fā)明，所述角至少大約構(gòu)成圓弧，其半徑Rh在Imm和IOmm之間，所述邊至少大約構(gòu)成圓弧，其半徑Rz大于10mm，優(yōu)選地在50mm和IOOmm之間。這里應(yīng)該指出的是一般用在這種形狀配合的技術(shù)中的多邊形形狀具有連續(xù)可變的曲率半徑，在這種情況下上面提到的弧和半徑只是近似值。根據(jù)本發(fā)明，使固定輪盤4的中心開口的邊緣具有小的斜面或倒圓是特別有利的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這將操作期間在固定輪盤4與軸2之間產(chǎn)生的接觸應(yīng)力減小了 3-4倍。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在軸向方向上設(shè)置的尺寸的所述斜面或倒圓是0. 5-2. 5mm，并且優(yōu)選地由具有10_50mm的半徑的圓的弧構(gòu)成，其與所述中心開口的輪廓平滑結(jié)合。根據(jù)本發(fā)明，可位移輪盤5優(yōu)選地也通過多邊形壓緊配合至少在切向方向上固定在軸2上，正如圖4中通過主帶輪3在其可位移輪盤4的位置處的軸向橫截面示意性圖示出的那樣。在這種情況下，在軸2的周面與可位移輪盤5的周面之間留下了一些間隙，在徑向方向上測量到的所述間隙在任何情況下必須小于0. 050mm，優(yōu)選地小于0. 025mm，更特別地具有0. OlOmm和0. 020mm之間的值。這樣的徑向間隙相對(duì)難于生產(chǎn)，但是根據(jù)本發(fā)明是必要的以便于能夠在CVT中使用所述帶輪，其中可位移輪盤5關(guān)于軸2的可行傾斜必須是最小的。除了所述的徑向間隙之外，所述軸2的軸向橫截面和所述可位移輪盤5的中心開口的軸向橫截面在形狀上基本相同，在這種情況下基本構(gòu)成了具有圓角和凸曲邊的四邊形。根據(jù)本發(fā)明，所述角至少構(gòu)成基本是圓弧，其半徑Rz大約10mm，優(yōu)選地在50mm和IOOmm 之間。
圖5以橫截面的形式示意性地示出了從徑向方向上看的根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)帶輪7的第二示例性實(shí)施方式。這是副帶輪7，其軸6 (至少在該示例中)在其左側(cè)上，設(shè)有與其一體成型的齒輪56。在帶輪7的組裝中，因而使兩個(gè)帶輪輪盤8、9連續(xù)地移動(dòng)和/或從所述軸6的右端在所述齒輪56上推動(dòng)。更特別地，副帶輪7的活塞/缸組件26、27的活塞 26在所述輪盤8、9之前在所述軸7上移動(dòng)，其活塞26夾在在軸7的第一臺(tái)階57與為此目的設(shè)置的彈簧58之間的相應(yīng)的缸27中。在圖5中的示例性實(shí)施方式中，固定輪盤9的中心開口和所述軸7均在所述固定輪盤9的位置處均設(shè)有第二臺(tái)階59，其與軸承49 一起構(gòu)成了對(duì)固定輪盤9在軸向方向上的機(jī)械阻擋，在軸向方向上鎖定固定輪盤9，以便于也在所述方向上解除軸7與固定輪盤7之間的所述壓緊配合和/或確保相互固定。
權(quán)利要求
1.可調(diào)節(jié)帶輪(3；7)，其特別地用于無級(jí)變速器，所述可調(diào)節(jié)帶輪(3 ；7)包括具有中心開口的兩個(gè)輪盤G、5 ；8、9)，所述帶輪(3 ；7)的軸O ；6)插入所述中心開口中，其中第一或固定輪盤G ；9)固定連接到所述軸O ；6)，并且其中第二或可位移輪盤(5 ；8)可借助于所述帶輪(3 ；7)的操作裝置(17、18、19、21 ；26,27,58)沿著所述軸O ；6)在軸向方向上位移，其特征在于，所述固定輪盤的中心開口至少在其軸向橫截面上是非圓的，在所述固定輪盤的位置處所述軸O ；6)具有在形狀上與其中心開口基本相同的軸向橫截面，并且所述固定輪盤G ；9)通過壓緊配合裝在所述軸O ；6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3；7)，其特征在于，所述壓緊配合通過所述軸的周面相比所述固定輪盤的中心開口的周面在徑向方向上具有在 0. 005mm-0. 050mm范圍內(nèi)、優(yōu)選在0. 015mm-0. 025mm范圍內(nèi)的超出尺寸來實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3；7)，其特征在于，所述固定輪盤(4、9)的中心開口是正多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3；7)，其特征在于，所述固定輪盤G ；9)的中心開口具有四個(gè)圓角，在它們之間具有至少稍微凸起的曲邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3;7)，其特征在于，所述角根據(jù)具有Imm-IOmm 范圍內(nèi)的大小的曲率半徑0 )彎曲，并且所述邊根據(jù)具有大于10mm、優(yōu)選在50mm-100mm范圍內(nèi)的大小的曲率半徑(Rz)彎曲。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3;7)，其特征在于，所述固定輪盤的中心開口的邊緣設(shè)有斜面或倒圓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3;7)，其特征在于，所述固定輪盤的中心開口的邊緣設(shè)有倒圓，所述倒圓通過具有IOmm和50mm之間的半徑且具有0. 5mm和2. 5mm 之間的軸向尺寸的圓弧形成，所述圓弧與所述中心開口的輪廓平滑結(jié)合。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3;7)，其特征在于，所述可位移輪盤(5 ；8)的中心開口設(shè)有非圓軸向橫截面，其優(yōu)選在形狀上與所述固定輪盤G ；9) 的中心開口的非圓軸向橫截面基本相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3；7)，其特征在于，所述軸O ；6)在所述可位移輪盤的位置處設(shè)有在形狀上與其中心開口基本相同的軸向橫截面，并且在所述可位移輪盤(5 ；8)與所述軸(2 ；6)之間設(shè)有間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3;7)，其特征在于，所述間隙在徑向方向上小于0. 050mm,并且優(yōu)選具有0. OlOmm-O. 025mm范圍內(nèi)的值。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的可調(diào)節(jié)帶輪(7)，其特征在于，所述軸 (6)包括與其一體成型的齒輪(56)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可調(diào)節(jié)帶輪縱(7)，其特征在于，所述操作裝置06、27、58) 包括圍繞所述軸(6)設(shè)置的活塞( )，所述活塞06)被夾在所述軸(7)的周面上的臺(tái)階 (57)與設(shè)置在相應(yīng)操作裝置06、27、58)的缸中的彈簧(58)之間。
13.用于組裝可調(diào)節(jié)帶輪(3；7)的方法，所述可調(diào)節(jié)帶輪(3 ；7)特別是根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的可調(diào)節(jié)帶輪(3 ；7)，所述可調(diào)節(jié)帶輪(3 ；7)包括具有中心開口的兩個(gè)輪盤，帶輪(3 ；7)的軸O ；6)插入所述中心開口中，其中第一或固定輪盤G ；9)固定連接到所述軸O ；6)，其中第二或可位移輪盤(5 ；8)可借助于所述帶輪(3 ；7)的操作裝置(17、18、19、21 ；26,27,58)沿著所述軸O ；6)在軸向方向上位移，其特征在于，通過首先將潤滑劑施加到固定輪盤的中心開口的壁和/或施加到所述軸(2;6)的周面，并且通過然后推動(dòng)所述軸O ；6)穿過固定輪盤G ；9)的中心開口，從而將固定輪盤G ；9)裝在所述軸(2 ；6)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的可調(diào)節(jié)帶輪(7)的組裝方法，其特征在于，所述軸(6)包括與其一體成型的齒輪(56)，所述操作裝置06、27、58)包括活塞06)和彈簧(58)，并且在將固定輪盤(9)裝在所述軸(6)上之前，相繼地，在所述軸(6)上推動(dòng)所述活塞06)并抵靠其周面上的臺(tái)階(57)，沿著所述軸(6)推動(dòng)彈簧(58)并抵靠所述活塞06)以及在所述軸(6)上推動(dòng)所述可位移輪盤(8)并抵靠所述彈簧(58)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可調(diào)節(jié)帶輪(7)，其特別地用于無級(jí)變速器，包括具有中心開口的兩個(gè)輪盤(8、9)，帶輪(7)的軸(6)插入所述中心開口中，其中第一或固定輪盤(9)固定連接到所述軸(6)，并且其中第二或可位移輪盤(8)可借助于帶輪(7)的操作裝置(26、27、58)沿著所述軸(6)在軸向方向上位移。固定輪盤(9)的中心開口至少在其軸向橫截面上看是非圓的，在所述固定輪盤(9)的位置處所述軸(6)具有與其中心開口在形狀上基本相同的軸向橫截面，并且所述固定輪盤(9)通過壓緊配合裝在所述軸(6)上。
文檔編號(hào)F16H55/56GK102245937SQ200980149901
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
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