用于传动带的横向元件和该传动带的制造方法与工艺

本发明涉及一种用于无级变速器的传动带，所述传送带具有两个可变皮带轮，每个皮带轮都限定出圆周V型槽。所述传动带设有通常由两个带组构成的环形承载件，每个带组包括至少一个、但通常是多个同心地嵌套的、相对较薄且较平坦的环形金属带，并且传动带设有多个布置于带组上且与带组成滑动关系的金属横向元件。每个横向元件都设有一个或多个切口，每个切口以如下方式容纳相应的带组：横向元件的第一部分在带组下方延伸，横向元件的第二部分位于带组之间，横向元件的第三部分在带组上方延伸。从EP-A-0014013中可获知这种类型的传动带。

背景技术：
当就传动带和/或其横向元件来描述方向时，总是假定横向元件处于如图2中以其正视图示出的竖直位置。在图2中，传动带的纵向或长度方向L与图面成直角。在图2的图面中，横向或宽度方向W从左至右，径向或高度方向H从上至下。特别在切口的位置处，为了保证传动带的持续的良好操作，横向元件的外表面必须满足某些要求。例如，在传动带进行传动的操作过程中，横向元件通过变速器皮带轮径向地向外推靠带组。因此，带组（的径向内侧）接触于横向元件的所述第一部分的径向向外的表面部分，该表面部分形成相应的切口的底部，所述表面部分称为支承表面。支承表面的修整和形状对带组的性能和/或耐久性以及对传动带整体都有显著的影响。例如，从GB-A-2013116获知，可将支承表面设计成具有双凸形弯曲特性、也就是在宽度方向和在所述长度方向上均弯曲的光滑表面。可以理解的是，支承表面在宽度方向上的弯曲在横向元件的包含宽度和高度方向的横截面中、即横向元件的在长度方向上定向的横截面中限定，长度方向的弯曲在横向元件的包含高度和长度方向的横截面中、即横向元件的在宽度方向上定向的横截面中限定。支撑表面的该现有形状被认为能最佳地支撑带组，至少能最大化它们间的接触区域、即能最小化带组由所述接触所产生的应力。然而，由于制造横向元件的优选方法是通过冲压，因此提供支承表面的这种弯曲形状是困难且昂贵的。现有的横向元件通过刀具从带状基材上切割或冲切出，所述刀具沿着传动带的上述长度方向移动穿过该基材。这种切割处理原则上不能使其中形成的表面、例如支承表面在刀具移动方向上凸形弯曲。因此，在制造过程中，支承表面的所述长度方向的弯曲需要在另外的步骤中、例如借助于磨削形成，这增加了其制造过程的整体复杂性和成本。

技术实现要素：
本发明的目的是为横向元件的、尤其是其支承表面的上述现有的实施方案提供一种可行的替代方案，该替代方案也有益地支撑带组和/或与带组接触。有益地，这种替代方案应以更基础的和成本效益好的制造过程来实现。根据本发明，上述目的通过以下实现：为横向元件的支承表面提供两个边缘，所述两个边缘至少在传动带的操作过程中与带组形成接触且限定出带组的局部弯曲的位置，所述支承边缘在传动带的长度方向上彼此间隔开横向元件在该方向上的尺度（即横向元件的厚度）的40%-60%、优选大约50%的距离。优选地，所述两个支承边缘中的至少一个在传动带的长度方向上与横向元件的朝着该长度方向的主面间隔开横向元件的厚度的5%-35%、优选大约25%的距离。因此，根据本发明，显著地和有益地降低了带组的带中的弯曲应力。然而，通过实施GB-A-2013116的教导，通过接触带组的横向元件引入到带组中的接触应力被降低，而本发明实现了带组中的弯曲应力的降低。该弯曲应力降低源自权利要求中所述的带组的纵向弯曲的相继位置、即横向元件的支承表面的（支承）边缘的基本上均等的间距或间隔。本发明依据传动带的一种模型，所述模型考虑了传动带的纵向弯曲及其横向元件和带组构件之间的相互作用。该模型揭示了，至少在支承表面的所述纵向曲率小于传动带的纵向曲率时、例如在没有弯曲部或甚至凹形纵向弯曲部被施加于支承表面时，带组主要支承在支承表面的两个彼此纵向间隔开的边缘上。支承表面上的这些位置、即支承边缘通常靠近横向元件的相应的主面定位，且所述支承边缘和所述主面之间仅设有小的过渡区域（所述过渡区域因而不意图接触带组）。已发现，如果在所述支承边缘在传动带的长度方向上、即不仅对于传动带的所有单个横向元件、而且在两个相继的横向元件之间也互相均等地间隔开时，带组中的拉应力在传动带的操作过程中被最小化。应当指出，传动带中两个相继的横向元件的支承边缘之间的间隔通常根据传动带的局部弯曲半径而变化。然而，这种变化也通常仅为横向元件的厚度的大约3%，这完全落入在制造过程中所设定和控制的单个横向元件的支承边缘之间的间隔的精度内。因此，弯曲半径的这种影响在多数情况下可忽略。然而，在确定传动带中的单个和邻近的横向元件的支承边缘的期望的、彼此均等的间隔时，也可包括两个相继的横向元件的所述支承边缘之间由于传动带的纵向弯曲所产生的（附加）间隔。根据本发明，支承表面的所述两个边缘在横向元件的整个制造过程中可在附加的加工步骤中形成。例如，在传动带的宽度方向上定向的、且在支承表面上居中地定位的凹槽可在这种加工步骤中通过蚀刻或通过机加工形成。形成支承表面凹槽的一种有益的方法是，设定冲压过程的某些加工参数，使得横向元件的切割表面具有相对较大的裂口区域。该切割表面至少包括所述支承表面及其中设置的位于支承表面的两个区域之间的凹槽或裂口区域，所述两个区域通过剪切形成且代表根据本发明的所述两个支承边缘。另外，根据本发明，支承表面的所述两个支承边缘可通过以下形成：设定冲压过程的某些加工参数，使得横向元件具有相对较大的收缩区域和撕掉区域，所述收缩区域和所述撕掉区域总共占横向元件的厚度的40%-60%。例如，可形成为横向元件的厚度的15%的收缩区域和为横向元件的厚度的25%的撕掉区域。关于以上提出的冲压过程设定，应当指出，这些对冲压领域的技术人员而言是众所周知的。例如，冲压加工参数的切割间隙、模具角度、压边力影响这种裂口、撕掉和收缩区域的大小。仅作为这种现有技术的示例，可参考专利申请WO-A-2004/036083、WO-A-2004/111490、EP-A-1158203和EP-A-1158204。附图说明为了说明本发明，将参照附图对传动带的示例性实施例进行描述，在附图中：图1提供了无级变速器的示意性透视图，其具有在两个皮带轮上运行的传动带；图2示出了现有传动带在沿传动带的纵向方向观看时的剖面图；图3提供了现有传动带的横向元件在宽度方向上定向的视图；图4以简化的视图提供了现有传动带的包括三个横向元件的一段在宽度方向上定向的视图；图5以简化的视图提供了根据本发明的传动带的包括三个横向元件的一段在宽度方向上定向的视图；图6是现有传动带和根据本发明的传动带的环形带中在纵向方向上的（模型化的）应力的示意图；以及图7提供了在根据本发明的制造方法中制造的横向元件的支承表面在宽度方向上定向的示意性的横截面。具体实施方式图1中的无级变速器的示意性图示示出了传动带3，所述传动带3在两个皮带轮1、2上运行，并包括封闭的带组31，所述带组31承载在带组31的圆周上成基本上连续的列布置的横向元件32。在示出的位置中，上皮带轮1比下皮带轮2旋转得更快。通过改变两个部件（在该情况下是构成每个皮带轮1、2的圆锥形盘4、5）之间的距离，可改变传动带3在相应的皮带轮1、2上的所谓的运行半径R，因此可按要求改变所述两个皮带轮1、2之间的速度差。这是改变变速器的输入轴6和输出轴7之间的旋转速度差的已知方式。在图2中，示出了传动带3，其横截面朝向纵向方向。该图示出了以横截面示出的两个带组31，所述带组31承载并引导传动带3的横向元件32，其中一个横向元件32在图2中以正视图示出。传动带3的横向元件32和带组31通常由金属（通常是钢）制成。横向元件32能够沿着带组31的长度方向L移动、即滑动，从而当力在变速器皮带轮1、2之间传递时，所述力通过横向元件32彼此挤压并沿着传动带3和皮带轮1、2的旋转方向彼此前推来传递。带组31将传动带3保持在一起，且在该特殊的示例性实施例中分别由五个单独的环形带构成，所述环形带互相同心地嵌套，以形成带组31。实际上，带组31通常包括多于五个的环形带、例如高达十二个或更多个环形带。在图3中还以侧视图示出的横向元件32设有两个切口33，所述两个切口33定位成彼此相反且朝着元件32的相反的横向侧开口。每个切口33容纳所述两个带组31中的相应的一个。因此，横向元件32的第一或底部部分34从带组31向内径向地延伸或在高度方向H上在带组31的下方延伸，横向元件32的第二或颈部部分35位于带组31之间且处在带组31的相同（径向）高度处，横向元件32的第三或头部部分36向外径向地延伸或在高度方向H上在带组31上方延伸。相应的切口33的下侧或径向内侧通过横向元件32的底部部分34的所谓的支承表面42限界，所述支承表面42径向向外地或朝着头部部分36的大致方向向上地朝向。支承表面42在传动带3的宽度方向W和/或长度方向L上通常具有凸形弯曲部。与之相关的曲率半径相对于支承表面42的尺寸而言通常是大的，因此在图2和图3的尺度中/上是不可辨的。横向元件32的所述底部部分34的侧向侧或皮带轮接触表面37相对彼此成角度φ定向，这至少基本上对应于在变速器皮带轮1、2的圆锥形盘4、5之间限定的V型角φ（见图1）。横向元件32的朝向传动带3的长度方向L的第一或后主面38基本上是平坦的，而所谓的摆动或倾斜边缘18设置在横向元件32的相反朝向的第二或前主面39上。在侧视图中，在高度方向H上在摆动边缘18之上，横向元件32具有基本上不变的厚度，而在高度方向H上在摆动边缘18之下，所述底部部分34朝着横向元件32的底侧窄缩。摆动边缘18通常成横向元件32的前主面39的稍微圆滑的部分的形式设置。在传动带3中，在传动带3的在皮带轮1、2之间张拉的直部分中、和在传动带3的位于变速器皮带轮1、2的圆锥形皮带盘4、5之间的弯曲部分中，横向元件32的前主面39均与邻近的横向元件32的后主面38在摆动边缘18的位置处形成接触。横向元件32还设有在其前主面39上的凸出部40和在其后主面38中的孔41。传动带3中的两个邻近的横向元件32的凸出部40和孔41在如下意义上互相接合：所述两个邻近的横向元件32中的第一个的凸出部40至少部分地嵌入所述两个邻近的横向元件32中的第二个的孔41中。因此，所述两个邻近的横向元件32之间的相对移位和/或旋转被限于所述凸出部40和孔41之间提供的间隙。在变速器的操作过程中，传动带3的横向元件32被变速器皮带轮1、2的圆锥形盘4、5径向向外地推压，使得横向元件32经由其支承表面42接合带组31，如沿着图2中标示的横向元件32的剖面A-A的图4所示。通过横向元件32沿着径向向外的方向施加在带组31上的接触力F在支承表面42的边缘处集中，在此这些支承表面42经由基本上平滑弯曲的或倾斜的过渡部43与横向元件32的相应的主面38、39联接起来。带组31的各个带通过这种集中的接触力F张紧。在现有的横向元件32中，所述过渡部的尺寸相对较小，从而对于单个横向元件32，所述集中的接触力F沿着传动带3的长度方向L间隔开距离A，所述距离A几乎相应于横向元件32在传动带3的长度方向L上的厚度尺寸。另一方面，在两个相继的横向元件32之间，所述集中的接触力间隔开小得多的距离B（作为大的距离A的直接结果）。图6是一段传动带3上的带组31的径向最内的带中的沿着纵向方向的应力图，该段的长度大约为三个（即两个整个加两个半个）横向元件32的厚度且该段位于变速器皮带轮1、2的圆锥形皮带轮盘4、5之间。在图6中可以看出，纵向带应力在长度方向L上遵循基本上自重复的型式振荡。图6还示出了对于每个横向元件32所述带应力具有两个顶峰或尖峰。这些应力尖峰的相对位置基本上对应于支承边缘的位置、即横向元件32的支承表面42的所述集中的接触力F所发生的边缘的位置。在现有的横向元件32中，所述过渡部的尺寸相对较小，使得对于单个横向元件32而言，所述集中的接触力F在传动带3的长度方向L上间隔开的距离A与横向元件32在传动带3的长度方向L上的厚度尺寸几乎对应。另一方面，在两个相继的横向元件32之间，（作为结果）所述集中的接触力间隔开小得多的距离B。在这方面应当指出，实际上，横向元件通常具有1.5mm至2.0mm的厚度，并通常设有0.3mm宽的过渡部，从而对于现有的横向元件而言，距离B为大约0.6mm，距离A为大约0.9mm。根据引出本发明的理论研究，可通过更均等地间隔所述集中的接触力F的位置来降低应力尖峰的高度。事实上，图6中标记为“图5带”的线代表传动带3的与图4的段对应的段中的纵向应力，只是对于传动带中的单个横向元件和两个相继的横向元件之间而言均具有均等地间隔的、即互相均等地间隔开的支承边缘。图6清楚地示出了，虽然平均起来现有的图4带与根据本发明的图5带的纵向应力几乎相同，但是产生的最大应力水平在新颖的图5带中显著地并有益地降低。在同样沿着图2标示的横向元件32的剖面A-A的图5中示出的根据本发明的传动带3中，横向元件32的支承表面42的（支承）边缘的所述均等的间距通过以下实现：相对于横向元件32的厚度居中地定位支承表面42，且使支承表面42在带的长度方向L上的尺寸有效地为横向元件32在该方向上的总厚度的一半。换言之，在图5的新颖的传动带3中，横向元件32的支承表面42和相应的主面38、39之间的所述过渡部占横向元件32的（本地）厚度的大约四分之一。因此，对于传动带中的单个横向元件和两个相继的横向元件之间而言，所述集中的接触力F在传动带3的长度方向L上均间隔开距离C，所述距离C相应于横向元件32的厚度的一半，或大约在0.8mm和1.0mm之间。当然，上述说明依赖于以下假定：与横向元件32的所述厚度相比，两个相继的横向元件32之间的（响应于和依赖于传动带3的纵向弯曲的）附加间隔相对较小、优选是可忽略的。替代性地，两个相继的横向元件32之间的该附加间隔通过以下方式计入：在传动带3的最紧的弯曲状态中，使所述距离C相应于横向元件32的厚度的一半加所述附加间隔的一半。与现有技术的已知横向元件相比，上述较大的过渡部例如可通过在冲压之后施加更强的、例如更长的已知的去毛刺过程来实现。然而，根据本发明，还可调整横向元件冲压中的加工设定。特别地，通过在刀具和冲压机的模具之间施加横向元件厚度的10%-15%、优选12%-13%的（横向）间隙，可获得支承表面42的目前期望的形状。在这些加工设定的情况下，支承表面42具有相当大的收缩区域CZ，所述收缩区域CZ之后是支承表面42，且形成从前主面39至支承表面42的过渡部、特别是支承表面42的第一支承边缘，所述第一支承边缘由基本上跨过支承表面42的宽度的第一剪切区域SZ1形成。在第一剪切区域SZ1之后，接着是裂口区域TIZ，所述裂口区域TIZ在支承表面42的所述第一支承边缘（SZ1）和第二支承边缘（SZ2）之间有效地形成支承表面42中的凹槽。该第二支承边缘（SZ2）也由剪切区域、即第二剪切区域SZ2形成。然而，该第二剪切区域SZ2通常被构造成一列沿宽度方向定向的分离的高点，而不是跨过支承表面42的宽度的连续的表面部分。最后，提供了撕掉区域TOZ，所述撕掉区域TOZ形成从支承表面42至后主面38的过渡部。在图7中，根据本发明，支承表面42的所述支承边缘SZ1、SZ2间隔开横向元件32的厚度的大约60%的距离。