传动元件及设置有该传动元件的传动装置的制作方法

根据第一方面，本发明涉及一种用于设置有多个皮带轮的传动装置(例如无级变速器)的传动元件(transmissionelement)。

根据第二方面，本发明涉及一种设置有这种传动元件的传动装置。

背景技术：

在us5492506中公开了这种用于传动装置的皮带轮。该皮带轮具有能够在两个盘部之间的有限范围内径向往复运动的接触块。该接触块限定了传动元件的运动半径，该传动元件为围绕皮带轮运行的齿形带的形式。该接触块具有用于与上述齿形带形状锁定啮合的齿廓。这种已知皮带轮的缺陷在于，该皮带轮与所述齿形带共同运动时，该皮带轮的运动半径实际上只能在有限的范围内变化。这限制了应用范围。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种传动元件，以在传动装置中以简单可靠的方式实现力的特别是形状锁定的传递，该传动装置的传动比可在相对较宽的范围内以连续可变的方式变化。

该目的通过根据本发明的用于传动装置的传动元件实现，传动装置例如是设置有至少两个皮带轮的无级变速器，该传动元件配置成在安装状态下围绕所述传动装置的至少两个皮带轮行进，以能够在操作期间将驱动力从所述至少两个皮带轮中的第一皮带轮传递至第二皮带轮；

所述传动元件包括：

细长的柔性环形承载元件，所述承载元件沿其纵向方向以规则间距设置有多个容置空间，其中，所述多个容置空间中的每个容置空间设置有位于所述承载元件的内侧的开口，所述承载元件的内侧在操作期间朝向所述至少两个皮带轮中的一个皮带轮，其中，所述承载元件具有沿所述承载元件的纵向方向延伸穿过所述多个容置空间的通道；

多个啮合元件，所述多个啮合元件中的每个啮合元件均容置于所述多个容置空间中的一个容置空间中，用于在主动位置和被动位置之间大致与所述纵向方向成直角移动，并且在所述主动位置，所述啮合元件比在所述被动位置更向内凸出，且至少从所述容置空间的开口伸出，以便于在所述主动位置能够与所述传动装置的所述至少两个皮带轮中的一个皮带轮啮合，并且其中，所述多个啮合元件中的每个啮合元件设置有与所述承载元件的通道至少部分呈直线设置的通路；

环形弹性元件，所述环形弹性元件延伸穿过所述承载元件的所述通道且穿过所述多个啮合元件中的每个啮合元件的所述通路，其中，所述弹性元件配置成，在所述多个啮合元件中的每个啮合元件从所述主动位置向所述被动位置的方向移动期间为相应的所述啮合元件提供来自所述弹性元件的弹性作用的阻力。

在柔性环形承载元件中设置有可移动的啮合元件能够提供以固定间距设置的啮合元件，其中，能够利用设置有接触元件的皮带轮进行共同运动，所述接触元件具有齿且能够径向移动。因此，利用处于主动位置的啮合元件，传动元件作为齿形带工作。在工作期间，在接触元件的确定的径向位置，不是所有的接触元件(传动元件可以在这些接触元件上行进)可以与传动元件的啮合元件啮合，因为它们是彼此不同相的。在这方面，使用本发明中的传动元件来实现的是，由于接触元件不同相而在工作时导致与接触元件的齿发生冲突接触的这些啮合元件在进行接触时朝向被动位置运动，因此是不工作的，从而没有与皮带轮形成形状锁定式接触。然而，力的形状锁定式传递通过在主动位置与皮带轮啮合的其它啮合元件保证。

因此，特别地，根据本发明的传动元件配置用于传动装置，该传动装置还设置有用于与传动元件接触的多个接触元件，这些接触元件围绕至少两个皮带轮中的相应的皮带轮的旋转轴线分布，该接触元件限定了传动元件围绕关联的皮带轮行进的运动半径，其中，所述多个接触元件中的每个接触元件在其朝向传动元件的外侧设置有至少一个啮合元件，优选地，设置有多个啮合元件(例如齿)，所述啮合元件相对于彼此以规则间隔设置。

因此，在根据本发明的传动元件中，每个啮合元件在主动位置凸出于开口之外，并且，在被动位置，位于承载元件的内部，或者也从开口凸出，但是其凸出的程度远没有在主动位置大。

所述承载元件优选地在其纵向方向上以规则间距设置有多个另外的容置空间，其中，所述多个另外的容置空间中的每个容置空间设置有位于所述承载元件的内侧的另外的开口，所述承载元件的内侧在操作期间朝向皮带轮，其中，在与所述承载元件的纵向方向垂直的所述承载元件的横向方向上，容置空间和另外的容置空间在每个情况下相邻地设置，其中，所述多个啮合元件中的每个啮合元件相应地容置于所述多个容置空间中的一个容置空间中和相邻地设置的多个另外的容置空间中的一个另外的容置空间中。由于各个啮合元件容置于两个相互相邻的容置空间中，因此，相对较大的啮合元件可以利用相对较小的容置空间设置于传动元件上。小的容置空间有利于限制承载元件的机械强度的弱化，其中，相对大的啮合元件有利于传递驱动力。

在此，所述承载元件有利地具有在所述承载元件的纵向方向上穿过所述多个另外的容置空间的在所述承载元件内延伸的另外的通道，并且其中，所述多个啮合元件中的每个啮合元件设置有另外的通路，所述另外的通路与所述承载元件中的另外的通道至少部分地呈直线设置，所述承载元件还包括另外的环形弹性元件，所述另外的环形弹性元件延伸穿过所述承载元件中的所述另外的通道和相应的所述啮合元件的每个所述另外的通路，其中，所述另外的弹性元件配置成，在所述多个啮合元件中的每个啮合元件从所述主动位置向所述被动位置的方向移动期间为相应的所述啮合元件提供来自所述弹性元件的弹性作用的阻力。通过设置另外的环形弹性元件可以获得更加稳定的弹性作用，还可以增强弹性作用。

有利地，在所述承载元件中沿所述承载元件的纵向方向设置有环形加强元件，所述环形加强元件配置成提高对所述承载元件的拉伸的阻力。由于承载元件对拉伸具有较大的阻力，所以在传递驱动力时在很大程度上防止了承载元件的可能的拉伸，因此，在传递可变的驱动力的情况下，啮合元件之间的间距保持相同或者至少大致相同。啮合元件之间的距离保持尽可能均匀有利于实现力的均匀传递。

有利地，延伸穿过所述环形通道的所述弹性元件和/或所述另外的弹性元件形成为环形空心弦杆，其中，所述空心弦杆的内腔填充有流体。该空心弦杆有利于实现期望的弹力。

优选地，所述承载元件由连续互连的多个承载子元件沿着纵向方向形成。以该方式可以实现不同长度的传动元件，其中，传动元件沿其整个长度在啮合元件之间具有相同的间距。

有利地，所述承载元件由包括橡胶的材料制成。该材料有利于承载元件的柔性，从而能够实现围绕至少两个皮带轮设置传动元件。

有利地，所述承载子元件在连接状态下硫化到彼此。由此可以获得耐用的连接关系，从而提高承载元件的耐磨损性。

优选地，所述多个啮合元件中的每个啮合元件的所述通路和/或所述另外的通路是通孔。在该啮合元件的实施方式中，啮合元件包围弹性元件，由此可以实现啮合元件锁定在承载元件中。也实现啮合元件主动跟随弹性元件运动。

本发明还涉及一种传动装置，包括根据本发明的传动元件、能够绕第一旋转轴线旋转的第一皮带轮和能够绕第二旋转轴线旋转的第二皮带轮，其中，所述传动元件围绕所述第一皮带轮和所述第二皮带轮行进，以能够在操作期间将驱动力从所述第一皮带轮传递至所述第二皮带轮；所述第一皮带轮和所述第二皮带轮中的至少一者包括：与所述传动元件接触的多个接触元件，所述多个接触元件围绕关联的所述皮带轮的旋转轴线分布，所述接触元件限定了所述传动元件围绕关联的所述皮带轮行进的运动半径，其中，所述多个接触元件中的每个接触元件的朝向所述传动元件的外侧设置有至少一个啮合元件，优选地，设置有多个啮合元件，所述啮合元件例如为齿，所述啮合元件相对于彼此以规则的间距设置，用于在操作期间与所述传动元件的多个啮合元件中的一个或者多个位于主动位置的啮合元件啮合；移动装置，所述移动装置用于使所述接触元件沿径向方向往复运动，并且，所述移动装置优选地还包括用于每个接触元件的径向导向件，各个接触元件能够在内径位置和外径位置之间径向往复移动，其中，移动装置配置成在内径位置和外径位置之间径向往复移动接触元件。根据本发明的传动装置的优点与根据本发明的传动元件的上述优点类似。

附图说明

基于参考以下示意图对根据本发明的传动元件的优选实施方式的描述，在下文中将对本发明进行说明，其中：

图1为根据本发明的传动元件的优选实施方式的一部分的等距视图；

图2示出了图1的传动元件的部件的等距视图、正视图和侧视图；

图3为图1所示的传动元件的部件的组合的等距视图；

图4为图1所示的传动元件的另一部件的等距视图；

图5示出了图4中的a-a剖视面；以及

图6示出了图4中的b-b剖视面；

图7是根据本发明的传动元件的优选实施方式的一部分和皮带轮的一部分的等距视图；

图8、图9和图10为在各种不同操作模式下根据本发明的传动元件和皮带轮的一部分的优选实施方式的侧视图；

图11为根据本发明的传动装置的一部分的优选实施方式的等距视图，其中设置有图1所示的传动元件；以及

图12为图11所示传动装置的一部分的局部侧面剖视图。

具体实施方式

作为根据本发明的传动元件的优选实施方式的图1至图6所示的传动元件1具有承载元件3。该承载元件3是由硫化橡胶制成的环形带元件，其整个长度的一部分如图1和图4所示。如图4所示的承载元件3由各个连续的互连的承载子元件4构成，该承载子元件4通过硫化的方式相互固定连接。传动元件的典型长度在几十厘米至约一米半的范围内，该传动元件至少用作车辆(例如汽车)的无级变速器中的传动元件。

环形绳索5具体作为加强元件设置在承载元件3中，用于实现承载元件3的期望的抗拉伸性，即显著的提高承载元件3的抗拉伸性。上述绳索由复合材料制成，该复合材料例如包括碳纤维。上述绳索5设置于承载元件3的通道15内，通道15设置于承载元件的纵向两侧和中央。通道15同样为环形。

当使用图1所示的传动元件1期间，在传动元件1安装在传动装置中的情况下，传动元件1的底侧11或者内侧指向传动装置的皮带轮。图7至图10示出了传动元件的简化视图，其中，内侧11指向接触元件。

图11和图12示出了一种特别适合于与上述传动元件1共同工作的传动装置50，下面将更加详细地介绍传动装置50。该传动装置50包括可围绕第一旋转轴线52旋转的第一皮带轮54和可围绕第二旋转轴线56旋转的第二皮带轮58。传动元件1围绕第一皮带轮54和第二皮带轮58行进。因此驱动力能够在操作期间从第一皮带轮54向第二皮带轮58传递，从而在第一轴52与第二轴56之间传递。两个皮带轮分别由两个各自的盘部62、62’和盘部64、64’构成，盘部62与盘部62’之间以及盘部64与盘部64’之间分别具有中间空间66，传动元件1轴向装入该中间空间66中。为了清晰起见，图12省略了皮带轮54和皮带轮58的两个盘部62、62’和盘部64、64’中的第一盘部62’和64’。

第一皮带轮54和第二皮带轮58设置有接触元件12a、12b，接触元件12a、12b分别绕上述皮带轮54、58的旋转轴线52、56分布。接触元件12a、12b限定了传动元件1围绕上述皮带轮54、58行进的运动半径r。另外，参见图8和图9，接触元件12a、12b是相同的。附图标记12a指示接触元件，至少在如附图所示的情况下，接触元件与传动元件1接触，同时，附图标记12b指示至少在如附图所示的情况下未与传动元件1接触的接触元件。每个接触元件12a、12b在其朝向传动元件1的外侧设置有啮合元件，该啮合元件以规则的间距设置，且在图11和图12所示的实施方式中由齿30a至30e形成。接触元件12a、12b能够在皮带轮54、58的径向方向上移动，用于改变皮带轮54、58的运动半径r1。为此，在皮带轮54、58上还设置有径向槽60，接触元件12a、12b可滑动地保持在该径向槽60中。该传动装置还包括移动部件(未示出)，该移动部件能够在径向上移动接触元件12a、12b。

图6进一步示出了设置于承载元件3中的容置空间7，该容置空间7在其高度方向h上与传动元件的纵向方向l成直角延伸。在传动元件1在传动装置中操作期间传动元件1与皮带轮之间接触时，高度方向h与该皮带轮的径向方向一致。每个容置空间7在底侧11设置有开口9。此外，在所示实施方式中，容置空间7在上侧13同样设置有开口，即，该容置空间7是连续的。在每个情况下，容置空间7沿着宽度方向b成对地彼此相邻且在纵向方向上相互具有固定的间距a。因此，在每个情况下，一个容置空间与另一容置空间在承载元件的纵向方向上以规则间距相互相邻设置。

啮合元件19可移动设置于容置空间7中，该啮合元件19设置有孔形式的通路21和齿部23。该啮合元件19在与传动元件1的纵向方向l成直角的方向上在主动位置和被动位置之间是可移动的，其中，在主动位置，齿部23的大部分凸出于承载元件3的底侧11的下方，或者凸出到开口9的内侧，在被动位置，齿部23不凸出或者只有小部分凸出于承载元件3的底侧11的下方。孔21在主动位置和被动位置均完全位于容置空间7中。齿部23形成用于皮带轮的啮合部，其中，齿部23的齿厚d2对应于皮带轮的啮合轮廓，或者至少对应其接触元件。啮合元件靠近通孔21处的厚度d1对应于容置空间7的尺寸d，以便于啮合元件19与容置空间7之间形成滑动接触。在上述实施方式中，尺寸d1与d2相等。因此，具有啮合元件19的传动元件1在其主动位置作为一个齿形带工作。

容置空间7在承载元件3的纵向方向l上以规则的间距a设置，并在承载元件3的宽度方向b上以图6所示的距离b设置。在纵向方向l上相邻的容置空间7通过通道17相互连接。通道17内设置有穿过上述啮合元件19的孔21的弹性元件25。弹性元件25实施为带有加厚部27的空心环状弦杆，以在通道17中形成封闭形状。啮合元件19的孔21的高度h2基本上与弹性元件25的高度h1相同。弦杆25的内部空间29填充有气体(例如空气或者氮气)，以获得期望的弹力弹性。可替代地，内部空间29可以填充液体(例如油)，以获得更大的弹力弹性。该弹性元件25由合成硅橡胶制成，优选使用复合材料进行加强。

图7示出了传动元件1，其中传动元件1的底侧11的部分与接触元件12a抵接。该图还示出了与接触元件12a相同的接触元件12b。在如图8至图10所示的旋转方向r的情况下，接触元件12b与传动元件1的底侧11接触，从而利用以规则间距设置在皮带轮的周缘的大量的这种接触元件，保证传动元件1和皮带轮之间连续啮合。在此，接触元件相对于关联的皮带轮的中心轴线以半径r设置，请参考图8和图9，该半径r对于皮带轮的所有接触元件是相同的，但是，半径r是可变地调节的。存在于传动元件1的不与接触元件12a抵接的部分的啮合元件19位于主动位置。位于接触元件12a的位置的啮合元件19的位置状态取决于接触元件12a与啮合元件19的相对位置。

图8所示的是啮合元件19与接触元件12a的齿30a、30b、30c和30d的顶部的位置接触的情况。位于齿30a、30b和30c的位置处的啮合元件在此位于被动位置。随着传动元件运行到皮带轮上时，齿30d和30c的位置处的啮合元件位于主动位置和被动位置之间的位置。值得说明的是，在图8所示的情况下，同一皮带轮的接触元件(未示出)的至少一个齿与传动元件1的啮合元件19啮合。因为在接触元件12a的位置处的啮合元件19已经移动到其被动位置，传动元件的半径被保持，该半径由皮带轮上的接触元件的径向位置限定。

图9示出了接触元件12a的所有齿30a、30b、30c和30d与皮带轮1的啮合元件19啮合的情况。此时，啮合元件19位于主动位置，其中，在传动元件1和皮带轮之间实现最大啮合。

图10示出了接触元件12a的所有齿30a、30b、30c和30d同样与皮带轮的啮合元件19接触并且在一定范围内啮合在啮合元件19上(虽然啮合的部分有限)，从而能够传递驱动力。在这种情况下，啮合元件位于主动位置和被动位置之间。