专利名称：锥形摩擦环传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与倒退(车)有关的锥形摩擦环传动装置。
人们越来越多地为了尤其是大批量用在汽车上来适当设计无级变速传动装置(CVT)。这样的无级变速传动装置也是一种锥形摩擦环传动装置，所以，本发明的任务是提供一种具有一个倒档的锥形摩擦环传动装置。
作为上述任务的解决方案，本发明提出一种锥形摩擦环传动装置，它有一个配置在从动锥体后面的且与该锥形摩擦环传动装置串联的倒档。这样的布置结构一方面有下述优点，即锥形摩擦环传动装置能以恒定的旋转方向运转，这对锥形摩擦环传动装置的控制或者摩擦环调整都是很有利的。此外，这种布置结构还能使倒档实现无级调节。
在本发明的意义上，术语“串联”、“前”或“后”涉及在包括一锥形摩擦环传动装置的传动路径中的传力线。在这一点上，根据本发明，倒档应串联设置在锥形摩擦环传动装置的在传动路径中背对发动机的那侧。
倒档最好包括一个有至少一个环绕运动的传动支架的行星齿轮系，该传动支架至少支承着行星齿轮系的一个传动件并可以有选择地同一个外壳或一个环绕运动的传动件固定在一起。通过这样的布置结构提供了一个倒档，根据需要，倒档既可以在驱动装置旋转过程中被接入，也可以在锥形摩擦环传动装置的旋转过程中被接入，在锥形摩擦环传动装置中，环绕运动的传动件被有选择地相应固定住，其中，这样的固定可通过合适的离合器或同步器而得到相应保护地进行。这样的换档可能性特别适应于对锥形摩擦环传动装置的要求，锥形摩擦环传动装置本身只能在旋转状态下改变其传动比。
该倒档特别可以包括一个带有行星齿轮、太阳齿轮和外齿轮的行星齿轮系，其中，一个第一传动件与锥形摩擦环传动装置的输出端有效连接，一个第二传动件与由锥形摩擦环传动装置和倒档组成的总体装置的输出端有效连接，而第三传动件可相对一个外壳至少在其自由度方面被固定下来。一个行星齿轮系具有以下有利特性，即当固定其中一个传动件(外齿轮、太阳齿轮、行星齿轮，其中后者应有利地保持其自转能力)时，其它传动件仍能继续环绕运动，而且能按照由此得出的传动比交互作用。特别是，至少在自由度方面相应固定一个传动件就决定了在其余两个传动件之间的相对速度的显著改变，从而使得相对速度的变化可被用于控制倒档。
后者尤其可以通过下述措施来保证，即第三传动件是行星齿轮。如果在行星齿轮系中各行星齿轮自身的绕相应太阳齿轮环行的自由度被固定下来，就会在外齿轮和太阳齿轮之间直接产生转向改变，这样，如果在行星齿轮相应同步绕行时实现的是各前进档，则可实现一个相应的倒档，其中在必要时，也可通过行星齿轮系来适当地选择传动比。
如果第一传动件被一个随锥形摩擦环传动装置的从动锥体环绕运动的小齿轮带动，则由锥形摩擦环传动装置和倒档组成的总体装置可被设计得特别紧凑。这样的总体装置可以确保锥形摩擦环传动装置和倒档之间的直接的传力线和扭矩传递线，从而使得该总体装置可以特别紧凑且尤其对新型汽车最经济合算地构成。
就后一要求而言，以下措施可能是更有利的或者同样有利的，即第二传动件与一差速器的环绕运动的支架相连地环绕运动。特别是与用于汽车有关，在这里可以有利地使用主差速器，从而倒档可直接被整合到差速器中，其中，特别是与锥形摩擦环传动装置有关地，可与倒档的传动装置方面的设计结构无关地获得紧凑的构造。
以下措施尤其对正常运转是有利的，即第一、第二传动件可相互固定住。视与倒档相关的换档操作的具体实施形式而定，这样的调整也可有利地被用来将所希望的行星齿轮系运转状态固定下来。由于第一、第二传动件可相互固定住，所以通过行星齿轮系确保了直接的传力线，因而行星齿轮系在这种运转状态中基本无损失地运转，特别就前进档而言，总体装置高效率地运转。第三传动件和前两个传动件的有选择固定最好彼此有关联，从而使行星齿轮系在其各种运转状态下都能工作安全地环绕运动。对此特别有利的是，第一传动件或第二传动件由行星齿轮系的外齿轮或太阳齿轮构成，第三传动件由行星齿轮构成，因为这样可以很简单且结构紧凑地实现这些传动件之间所需的相互配合。这特别适用于下述情况，即第二传动件直接与一差速器的环绕运动的支架相连或者与该支架成为一体和/或第一传动件直接由一个随从动锥体运行的小齿轮来带动。在此实施形式里，总体装置尤其可以在传统汽车传动装置方面导致一种结构很紧凑的、成本合算的和即使是最小型汽车也能用得上的传动装置，而传统汽车传动装置受部件繁多以及成套汽车级别变化限制地总是有同向的驱动。
为了相对外壳固定住如环绕运动的传动支架或行星齿轮或第三传动件的自由度，可有利地采用各种连接方式如摩擦接合或形状配合连接来实现上述固定。摩擦接合已被证明是特别有利的，它们可以实现流畅的过渡，这种过渡视具体设计而定地甚至可以在环绕运动过程中实现接入倒档。但是，后者因为相当高的动力和摩擦损失而不是对任何应用形式都是有利的，所以，在这些情况下，在发动机和锥形摩擦环传动装置之间采用特殊的起动离合器可能是有利的。为了固定，视具体用途而定地适当采用离合器、惯性制动器，同步器和类似装置，正如它们与早已熟知的传动装置有关地发展的那样。
参照附图来描述本发明的其它优点、目的和特点。附图表示
图1由锥形摩擦环传动装置和倒档组成的第一装置，图2由锥形摩擦环传动装置和倒档组成的第二装置。
图1、2所示的装置分别包括一个锥形摩擦环传动装置1和一个与之串联的倒档2。在这两个实施例中，锥形摩擦环传动装置1的本身结构基本相同，它们各自具有一个输入锥体3和一个输出锥体4，这两个锥体是轴向平行且彼此对齐地布置着，一个摩擦环5可在它们之间的一道缝隙6中移动，因此，根据摩擦环5的位置可调节出可变的传动比。在这两个实施例中，摩擦环5包围着主动(输入)锥体3，而从动(输出)锥体4则支承着一个从动小齿轮7。当然，根据具体的实施形式而定，该锥形摩擦环传动装置也可以略有不同地构成。
在图1所示的实施例中，从动小齿轮7直接与一个组件8啮合，该组件承载一个行星齿轮系10的太阳齿轮9。图2所示的装置也包括一个带有一个太阳齿轮112的行星齿轮系11，该太阳齿轮被从动小齿轮7带动。这是通过一条传动带13和一个随太阳齿轮12转动的齿轮14实现的。作为传动带13，可以使用所有已知的传动带装置及传动链装置，可以通过它们始终保证工作安全性足够高的动力传递。
两个行星齿轮系10、11分别具有行星齿轮15、16，这些行星齿轮一方面同相关的太阳齿轮9、12啮合，另一方面又与相关的外齿轮17、18啮合。
在图1所示的实施形式中，外齿轮17直接与一个差速器20的环绕运动的支架19相连。就此而言，在这这种布置结构中，行星齿轮系10和进而倒档2直接位于差速器20上。因此，这种布置结构被证明其构造非常紧凑的并且其效率特别高，因为在传动路径中的传动件数量减少了。当然，一个直接安置在差速器20上的倒档2也与本发明其余特征无关地因结构紧凑而非常有利。此外，从动小齿轮7直接与一倒档的一输入齿轮啮合且倒档输出齿轮直接与一差速器的环绕运动的支架相连，这样的布置结构因由锥形摩擦环传动装置决定的换向的缘故而对通用的汽车发动机很有利，因为这样的布置结构只要求最少的传动件并因而有特别高的效率。
在图2所示的实施例中，外齿轮18与一个从动齿轮21相连并且随其环绕运动，该从动齿轮又与一个差速器23的环绕运动的支架22啮合。由此决定的换向通过传动带装置13来补偿，在这里，在图2所示的实施例中，倒档安置在一个中间轴24上或该中间轴的周围。安置在中间轴24上的结构与图1所示的、直接安置在差速器20上布置结构相比有这样的优点，即可以更灵活地设计图2所示总体装置的空间布置。这一点特别对周围环境是有利的，其中，通过第三部件限定了差速器周围的空间状况。当然，倒档布置在一根中间轴24上(特别也是因为由此决定的转向转换之故)也与本发明的其余特征无关地是有利的。这特别适用于以下情况，即锥形摩擦环传动装置配合那些国外的具有相反转向的发动器一起使用。在这些情况下，可放弃传动带装置13，从动小齿轮7与齿圈14啮合。此外，下述做法也是有利的，即从动锥体4直接布置在中间轴24上，从而可以完全放弃一个独立的从动小齿轮7及传动带装置13。
此外，技术人员可马上认识到，从锥形摩擦环传动装置1起，传动可以不经过太阳齿轮9、12来进行，而是也可以经过外齿轮17、18或者经过倒档的其它传动件来实现。同样，倒档输出轴也不一定要经过外齿轮17、18。确切地说，为此也可使用太阳齿轮或者其它传动件。
为了能将图1、2所示的实施例工作安全地保持在其“前进”或者“倒退”的状态中，分别设置了固定系统，利用这些固定系统，可以死死地固定住一个传动件，也就是说，在这些实施例中，可以刚性地固定住一个随行星齿轮环绕运动的且行星齿轮15、16就支承在其上的支架25、26。此外，存在这样的固定系统，即它们可以实现有关的行星齿轮系10、11的两个传动件的相互固定。在这里，在图1所示的实施例中，可选择地相互固定住太阳齿轮9和外齿轮17，而在图2所示的实施例中，可选择地相互固定住外齿轮18和行星齿轮16的旋转支架26。
为了将传动件固定在外壳上或者将它们相互固定住，可以使用不同的固定系统，例如离合器、惯性制动器或同步器。例如在所述实施例中就设有其中三个固定系统，在这里，根据具体要求的不同，可以毫无问题地更换这些固定系统。
在图1所示的实施例中，行星齿轮15支架25借助一个可有选择地制动一个制动小齿轮28的电磁制动器27被固定，该制动小齿轮又与行星齿轮15支架25啮合。如果在这种布置结构中要改变转向，则需要启动制动器，从而按照支架25相对太阳齿轮9和外齿轮17减速的程度使主动小齿轮的行驶即转速递减到最后会停止，然后换向。
外齿轮17和太阳齿轮9的固定是通过一制动器29实现的，其中由此也相对外齿轮17和太阳齿轮9固定了行星齿轮15。由于行星齿轮系10在这种状态下损耗很低地运转，所以最好选择这种状态为前进档，其中可以直接看到，例如在支架25和太阳齿轮9和/或外齿轮17之间也可设置一个对应于制动器29的制动器。同样，防止行星齿轮15相对支架25旋转可能就足以使行星齿轮系10本身相应地停下来并可以整个环绕运动。
在图2所示的实施例中，可选择的固定是通过同步器30实现的，利用该同步器，支承着行星齿轮16并与之一起环绕运动的支架26可以有选择地同外齿轮18或与一个固定不动的齿轮31同步，这个固定不动的齿轮在这个实施例中被固定在外壳32上。在此出现的机理对应于在图1所示实施例中已说明的机理，其中，支架26当然也可以同太阳齿轮12而不是同外齿轮18同步。
权利要求
1.一种锥形摩擦环传动装置(1)，它具有一个布置在从动锥体(4)后面的且与该锥形摩擦环传动装置(1)串联的倒档(2)。
2.按权利要求1所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于该倒档包括一个带有至少一个环绕运动的传动支架(25，26)的行星齿轮系，该传动支架至少支承着该行星齿轮系的一个传动件(15，16)并且可以有选择地与一个固定不动的支架(27，32)或者一个环绕运动的传动件(9，17，12，18)固定在一起。
3.按权利要求1或2所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于该倒档(2)包括一个带行星齿轮(15，16)、太阳齿轮(9，12)和外齿轮(17，18)的行星齿轮系(10，11)，其中的一个第一传动件(9，12)与该锥形摩擦环传动装置(1)的输出端(7)有效相连，一个第二传动件(17，18)与由该锥形摩擦环传动装置(1)和倒档(2)组成的总体装置的输出端(20，23)有效相连，而一个第三传动件(15，16)与一个支架或外壳(27，32)有关地至少在自由度方面被固定下来。
4.按权利要求3所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于该第三传动件是行星齿轮。
5.按权利要求3或4所述的锥体摩擦传动装置，其特征在于该第一传动件被一个随该从动锥体环绕运动的小齿轮(7)带动。
6.按权利要求3至5中任一项所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于该第二传动件与一个差速器(20)的环绕运动的支架(19)相连地环绕运动。
7.按权利要求3至6中任一项所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于这些传动件中的两个且最好是第一传动件和第二传动件是可相互固定在一起的。
8.按权利要求2至8中任一项所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于为了固定，可以使用一离合器(29)、一惯性制动器(27，28)和/或同步器(30)。
全文摘要
一种锥形摩擦环传动装置，它有一个布置在锥形摩擦环传动装置的从动锥体后面的且与该锥形摩擦环传动装置串联的倒档。
文档编号F16H37/02GK1602397SQ03801189
公开日2005年3月30日 申请日期2003年12月17日 优先权日2003年1月17日
发明者乌尔里克·罗斯, C·德雷格尔, W·布兰维特 申请人:乌尔里克·罗斯