专利名称：皮带驱动环连续变速传动装置连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能量传送系统，具体地说，涉及一种用于将能量从主动轮传送到从动轮的皮带驱动环连续变速传动装置连接器。
背景技术：
在本领域中众所周知，齿轮类型传动装置可以被用于驱动机动车、摩托车或类似设备。为了提高燃料效率，最好选择一种连续变速传动装置，即CVT。针对连续变速传动装置，已经研制出多种皮带。
连续变速传动装置的皮带具有类似于普通皮带的轮廓。具体地说，它们顶部宽、底部窄，被安装在皮带轮的半轮之间，所述皮带轮确定了一环形槽。其上套有皮带的皮带轮包括一可移动的半轮和一固定半轮，两个半轮都具有截锥形。通常一个半轮运动，另一个半轮保持固定。
相对于另一个半轮移动一个半轮改变皮带轮的有效直径φ，皮带在所述有效半径内操作，从而皮带的速度是皮带轮有效直径的函数，也就是说，是半轮彼此之间轴向位置的函数。通常在连续变速传动传送中，具有两个皮带轮，一个主动轮，一个从动轮。
虽然在现有技术中，每个连续变速传动装置的皮带都是弹性的，每个皮带都具有其它动力传送皮带所不具有的特性。例如要求皮带具有横向刚度，允许皮带在皮带半轮之间一特定有效直径没有变形地运行。从而每个连续变速传动装置皮带系统包括一缠绕在可变直径皮带轮上的皮带。
柔性皮带的一个变化是驱动环。该驱动环包括一被安装在皮带轮内的不易磨损的塑料或金属环。一柔性皮带被缠绕在该环上。随着皮带半轮的运动，环的转动轴线变得与皮带轮的转动轴线不在一条直线上。
在现有技术中，发明人为Donowski的美国专利US5,709,624介绍了一种可变直径皮带轮，其中涉及了有关皮带轮和皮带之间的关系。一个单独的驱动环在两个皮带轮的半轮内运转。柔性皮带通过皮带轮在驱动环上运转。随着半轮彼此相对运动，皮带轮的有效直径改变。由于驱动环在半轮之间承受横向力或压缩力，不需要设计皮带调节这些力。然而Donowski的设备包括被用作内燃机的辅助驱动系统一部分的一单独驱动环。要求一稳定元件保持驱动环的转动轴线至少基本上平行于半轮元件的转动轴线。Donowski的设备不能被用于连续变速传动的传动装置。
在现有技术中，发明人为Clark的美国专利US4,875,894介绍了一种可连续变化变速箱，该变速箱包括一输入和输出轴，每个轴都具有一转动盘组件。每个转动盘组件具有接触垫，所述接触垫形成具有连续变化直径的圆。利用一种连接机械例如刚性连接环将两个转动盘组件连接在一起。每个皮带轮之间利用环的转动实现动力传输。该设备并没有提供使用弹性皮带代替刚性环连接两个盘进行动力传输的可能性。这扩大了设备的操作空间，所述空间通常是一个由皮带轮最外缘尺寸所限定的正方形或圆形空间。
驱动环不能被应用在连续变速传动装置连接器中。通常在操作时，柔性连续变速传动皮带严重地受热和摩擦影响。此外，与车辆驱动系统中所使用的动力传输皮带相比，连续变速传动皮带成本高。因此当连续变速传动皮带损坏后，必须用类似的皮带更换，而不能使用成本低廉的V形皮带。
这就提出了需要一种具有驱动环的皮带驱动环连续变速传动连接器，需要一种具有缠绕在驱动环之间环形带的皮带驱动环连续变速传动连接器。需要一种具有一用于以预定空间关系固定所述驱动环的轴承架的皮带驱动环连续变速传动连接器。本发明满足这些要求。
发明概述本发明的主要目的是提供一种具有驱动环的皮带驱动环连续变速传动连接器。
本发明的另一个方面是提供一种具有缠绕在驱动环之间的环形带的皮带驱动环连续变速传动连接器。
本发明的另一个方面是提供一种具有一用于以预定空间关系固定驱动环的轴承架的皮带驱动环连续变速传动连接器。
通过说明书和下文的介绍，本发明的其它方面将被指出并变得清楚。
本发明包括一皮带驱动环连续变速传动连接器。一对驱动环被转动地连接在轴承架的两端。该轴承架控制驱动环的空间关系，避免驱动环在连接器操作时相对运动，增加了能量传输，降低了摩擦热，从而增加了连接器的使用寿命。驱动环包括金属或非金属材料，与现有技术中的弹性材料组成的皮带相比，具有更高的耐磨性，从而延长了皮带寿命。皮带被缠绕在驱动环之间，可以是本领域中任何适合类型的皮带，从而降低了连接器的成本。轴承架以预定的空间关系将驱动环保持在皮带半轮之间。由于主动皮带轮与所述连续变速传动主动皮带半轮的侧面摩擦接触，主动皮带轮上的驱动环沿相同方向转动。由于通过皮带机械连接，从动皮带轮上的驱动环与主动皮带轮上的驱动环的转动方向相同。由于该从动驱动环与从动皮带半轮的侧面摩擦接触，从而驱动从动皮带轮。由于环代替皮带接触半轮侧面，连接器的摩损被显著地降低。通过皮带半轮的运动，调整每个皮带轮的有效直径或半径。皮带半轮的轴向运动导致每个驱动环的转动轴线与各自的皮带轮的转动轴线不在一条直线上。由于驱动环被机械地连接，响应于皮带半轮的运动，驱动环与轴承架作为一个单元一起运动，因此改变了有效传动比。
附图简介作为说明书一部分的附图用于说明本发明的最佳实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。
图1是一个本发明连接器的透视图；图2是位于两个皮带轮之间的本发明的横截面视图；图3是驱动环连接器的侧视图；图4是驱动环连接器的侧视图；图5是轴承架的透视图；图6是轴承架和环的侧视图；图7是轴承架和环的侧平面视图；图8是环和轴承的透视图；图9是环的透视图；图10是一组皮带轮上的连接器的横截面视图。
优选实施例介绍图1是本发明连接器的透视图。皮带驱动环连续变速传动连接器包括驱动环10、11。在轴承架15两端具有孔16和17。轴承18和19被分别安装在孔16和17上。环或环形齿轮10和11被可转动地安装在轴承架15上的轴承18和19内。本领域普通技术人员可以想象到，轴承架15以适合的空间关系保持轴承18和19，轴承18和19反过来以适合的空间关系保持环10和11。环10和11中每个都具有一转动平面，这两个转动平面共面。轴承18和19可以包括本领域公知的任何适合类型的轴承，包括但不局限于滚珠轴承、滚针轴承或滑动轴承。
皮带21和22被缠绕在环10和11的外表面上。两根皮带并排地从环10缠绕到环11上。所述皮带可以选用本领域内任何适合类型的皮带。在最佳实施例中，它们具有齿形或嵌齿轮廓。根据用户需要，它们可以具有沿纵向分布的肋条的多肋条轮廓或V形带轮廓。此外在最佳实施例中，轴承架15两侧都有皮带。在另一个实施例中，环10和11被连接到轴承架15上，从而每个环的中央平面轴线与轴承架的主轴线不对齐，也就是说，环偏移到轴承架中心线的一侧，因此皮带或单独一个皮带可以在轴承架的一侧上运行。环采用这种方式在轴承架内偏移使用户能够适应连续变速传动形状的变化。
图2是位于两个皮带轮之间的本发明的横截面视图。如图所示，本发明的系统被安装在主动轮100和从动轮200之间。皮带半轮101、102分别沿轴线M1’、M1运动，以便增加或减少皮带半轮之间的间距，皮带半轮201、202分别沿轴线M2’、M2运动，以便增加或减少皮带半轮之间的间距。如图2所示，轴线M1’、M1是不平行的。轴线M2’、M2也是不平行的。上述轴线彼此偏移一预定夹角。这是由于皮带轮从减速转动条件下的大间距运动到加速传动条件下的小间距，如图2所示，环10和11可以与相对的半轮的侧面接触。与图2所示状态相比，使每个半轮的转动轴线再稍微倾斜，则增加内侧半轮的半轮之间的空间。阻止环10和11与超速条件下的各自半轮内侧接触。利用本领域公知的措施，实现连续变速传动皮带半轮的运动。
在操作中，皮带轮100沿R1方向转动，皮带轮200沿R2方向转动，皮带轮100的转动轴线通过孔16，皮带轮200的转动轴线通过孔17，如图3、4、9所示，环10的表面33、34分别在接触区域110、111支撑在皮带半轮表面103和105上。如图3、4、9所示，环11的表面31和32分别在接触区域210、211支撑在皮带半轮表面104和106上。
这种接触导致环10沿R3方向与皮带轮100一致地转动。随着环10转动，皮带21、22的运动导致环11沿方向R4转动，在环11的驱动下，皮带轮200沿R2方向转动。本领域公知利用皮带半轮部分的相对位置关系确定皮带驱动环连续变速传动连接器的每个环的有效半径。随着指定的皮带轮的皮带半轮运动到一起，随着环齿轮的转动轴线被迫趋向皮带轮的转动轴线，该有效半径将增加。相反随着皮带半轮部分向离开方向运动，随着环齿轮的转动轴线被迫离开皮带轮的转动轴线，该有效半径将下降。
图3是一个驱动环连接器的侧视图，支承面32接触半轮支承面105，在图2中，支承面34接触半轮表面106。
图4是一个驱动环连接器的侧视图。
图5是一个轴承架的透视图。在轴承架15的两端分别有孔16和17，分别将轴承18和19安装在孔16和17内。分别将环10和11压配在轴承18和19内。每个环都具有一个与皮带(未示)轮廓相配合的轮廓。虽然可以使用本领域公知的任何轮廓，在这个图5中，环10和11具有齿形轮廓。轴承18和19相对于轴承架15机械地保持和适合地安置环10和11。
图6是一个轴承架和环的侧视图。
图7是一个轴承架和环的侧平面视图。
图8是一个轴承和环的透视图。没有显示轴承架15和皮带21、22。
图9是一个环的透视图。环10的两个相背支承表面33、34之间的夹角是α。夹角α的顶点基本上位于环10的转动轴线上。环11(未示)的两个相背支承表面31和32之间的夹角也是α。角度α的值基本上等于与环配合操作的皮带半轮的内表面之间夹角的1/2。因此可以指定α，使其适应特定皮带轮的物理特性。这个数字通常是适用于环10和11的。当然，本领域普通技术人员认识到，根据与环配合操作的皮带轮的夹角，每个环的夹角α可以变化。表面101环绕环10，如图8所示，轴承支承在表面101上。在所推荐的实施例中，表面31、32、33、34包含非金属摩擦材料，当然，表面31、32、33、34也可以包含金属摩擦材料。
图10是一组皮带轮上的连接器的横截面视图，如图所示，一连接器位于皮带轮100和200之间。
虽然仅介绍本发明的一种形式，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，可以对结构和元件之间关系进行各种改进。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种皮皮带驱动环连续变速传动连接器包括一轴承架；被转动地安装在该轴承架上的第一和第二转动元件；至少一个被缠绕在所述第一和第二转动元件之间的环形带元件，该环形带元件支承在所述第一和第二转动元件的外表面上。
2.一种根据权利要求1所述连接器，其特征在于所述第一和第二转动元件中每个转动元件具有一转动平面；所述第一和第二转动元件的转动平面共平面。
3.一种根据权利要求2所述连接器，其特征在于所述轴承架确定至少一个平面，该平面与所述第一和第二转动元件的转动平面共面。
4.一种根据权利要求2所述连接器，其特征在于每个转动平面还包括相背的用于与皮带轮啮合的支承表面。
5.一种根据权利要求4所述连接器，其特征在于每个转动元件表面还包括一与皮带啮合的表面，该表面具有轮廓。
6.一种根据权利要求5所述连接器，其特征在于还包括用于将所述第一和第二转动元件安装在轴承架上的轴承。
7.一种根据权利要求6所述连接器，其特征在于还包括多个缠绕在所述第一和第二转动元件之间并围绕所述第一和第二转动元件的外表面的环形带。
8.一种根据权利要求7所述连接器，其特征在于所述轴承架弹性地偏压所述第一和第二转动元件，使所述第一和第二转动元件彼此远离，从而在所述环形带上维持张力。
9.一种根据权利要求8所述连接器，其特征在于每个转动元件上两个相背的支承表面之间存在一夹角。
10.一种根据权利要求9所述连接器，其特征在于相背的支承表面包括非金属材料。
11.一种根据权利要求5所述连接器，其特征在于所述轮廓是齿形轮廓。
权利要求
1.一种皮皮带驱动环连续变速传动连接器包括一轴承架；被转动地安装在该轴承架上的第一和第二转动元件；至少一个被缠绕在所述第一和第二转动元件之间的环形元件，该环形元件支承在所述第一和第二转动元件的外表面上。
2.根据权利要求1所述连接器，其特征在于所述第一和第二转动元件中每个转动元件具有一转动平面；所述第一和第二转动元件的转动平面共平面。
3.根据权利要求2所述连接器，其特征在于所述轴承架确定至少一个平面，该平面与所述第一和第二转动元件的转动平面共面。
4.根据权利要求2所述连接器，其特征在于每个转动平面还包括相背的用于与皮带轮啮合的支承表面。
5.根据权利要求4所述连接器，其特征在于每个转动元件表面还包括一与皮带啮合的表面，该表面具有轮廓。
6.根据权利要求5所述连接器，其特征在于还包括用于将所述第一和第二转动元件转动地安装在轴承架上的轴承。
7.根据权利要求6所述连接器，其特征在于还包括多个缠绕在所述第一和第二转动元件之间并围绕所述第一和第二转动元件的外表面的环形元件。
8.根据权利要求7所述连接器，其特征在于所述轴承架弹性地偏压所述第一和第二转动元件，使所述第一和第二转动元件彼此远离，从而在所述环形元件上维持张力。
9.根据权利要求8所述连接器，其特征在于每个转动元件上两个相背的支承表面之间存在一夹角。
10.根据权利要求9所述连接器，其特征在于相背的支承表面包括非金属材料。
11.根据权利要求5所述连接器，其特征在于所述轮廓是齿形轮廓。
全文摘要
本发明包括一皮带驱动环连续变速传动连接器。驱动环(10，11)被转动地连接在轴承架(15)的两端。皮带(20，21)缠绕着驱动环。每组驱动环的转动轴线的相对空间布置被轴承架所维持，该轴承架以预定关系将驱动环保持在皮带半轮(101，102，201，202)之间。由于主动皮带轮与所述连续变速传动主动皮带半轮的侧面摩擦接触，主动皮带轮(100)上的驱动环沿相同方向转动。由于通过皮带机械连接，从动轮上的驱动环与主动轮上的驱动环的转动方向相同。由于该从动驱动环与所述连续变速传动从动皮带半轮的侧面摩擦接触，从而驱动从动皮带轮(200)。通过皮带半轮的运动，调整每个皮带轮的有效直径或半径。皮带半轮的轴向运动导致每个驱动环的转动轴线与各自的皮带轮的转动轴线不在一条直线上。由于驱动环被机械地连接，响应于皮带半轮的运动，驱动环与轴承架作为一个单元一起运动，因此改变了有效传动比。
文档编号F16H9/10GK1483114SQ01817402
公开日2004年3月17日 申请日期2001年7月18日 优先权日2000年7月21日
发明者苑静, 静 苑 申请人:盖茨公司