专利名称：皮带轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及皮带轮，特别是用于连续变速传动装置中的皮带轮，所提供的皮带轮，在其轴上有两个轮缘，这两个轮缘对皮带轮轴可无旋转地固定于皮带轮轴上，并且，通过移动装置，至少一个轮缘可以相对皮带轮轴作轴向移动。
这种皮带轮从德国公开发表的德国专利文件(German offen1egungsschrift)43.05.102中可知，特别应用于连续变速传动装置中，例如机动运输车辆中。传动皮带安装在两个皮带轮之间，通过改变传动皮带的径向位置，可以设定无限多数的传动比。传动皮带的径向位置的改变，是利用移动装置，使轴向可移动的轮缘的轴向位置的改变而实现的。为此目的，一方面，轮缘必须以下述方式安装，即在皮带轮轴上可以轴向滑动，另一方面，为了传递转矩，轮缘在旋转方向上相对皮带轮轴必须固定。皮带轮轴上的轮缘无旋转地在轴向自由定位，这是有可能的，例如利用槽/齿连接，或者像根据德国公开发表的专利文件(German offengungsschrift)43.05.102的已知的皮带轮那样，利用球/槽连接。但是，这些已知的连接结构昂贵而复杂，被认为零件数量多，机械加工精度要求高，而且，它们在轴向和径向上都需要较大的装配空间。
本发明的目的是为了克服上述缺点，并提供一种简单的、相当廉价的皮带轮，它仅需要有限的装配空间。为此，根据本发明的皮带轮，其特证是至少一个轮缘以下述方式装配在带轮轴上，即如果移动装置强使轮缘有一个稳定的轴向位置，轮缘就相对皮带轮轴在轴向固定，另外，如果移动装置强使轮缘改变其轴向位置，轮缘就可在轴向和/或旋转方向上相对皮带轮轴活动。由于这样的事实，即如果希望有一个稳定的轴向位置，轮缘就相对皮带轮轴在轴向固定，而如果要改变轮缘的轴向位置，轮缘就仅在轴向和/或旋转方向活动，这就可以得到一种简单的、相对廉价的、装配空间有限的皮带轮。然而，轮缘在轴向固定于一个稳定的位置，不仅可利用移动装置，而且可以通过轮缘与轴的装配本身来实现。
根据本发明的进一步发展，是将轮缘倾斜地装配在皮带轮轴上。这种设计有特殊的优点，因为很少或不需要众多的零件以及精密的机械加工和组装操作，而且，所需要的装配空间是很有限的。根据本发明的皮带轮轮缘可包括一个在皮带轮轴上延伸的轴衬。在这种情况下，轴衬能特别地支持和强化倾斜效果。至少在轴衬的一端，至少贴近皮带轮轴的轴衬边缘可作成形处理，特别是磨圆。接触应力可通过这种方法得到限制。根据本发明的轴衬的端部，可调节地与轴衬的其余部分相连接，例如，利用一个弹性铰接件，使轴衬和轴之间的连接最佳化。
本发明也具有这样的可能生所提供的皮带轮轴和/或轮缘和/或轴衬，带有一个或多个接触环。通过对这些接触环的材料的选择，各种不同的连接按照它们的类型都可达到最佳化。特别是，为了这种目的，接触环能以自调节的方式被连接至轮缘或它的轴衬。
接触环或其他的一个或多个接触界面可作硬化处理，和/或所提供的具有合适的表面构造，目的是以此得到满意的摩擦阻力并支持不同零件之间的相对运动。通过给出这样的表面构造，即其圆周方向的摩擦系数大于轴向摩擦系数，轮缘在旋转方向的相对活动，与在轴向的相对活动相比，是次要的。
轮缘和/或它的轴衬，以窄小的公差精细地装配于皮带轮轴。这样可防止处于压力下的流体在轮缘和皮带轮轴之间泄漏，也限制轮缘侧面角的偏移。轮缘侧面角的这种偏移，主要是倾斜所造成的，根据本发明通过对轮缘侧面角的校正，可以克服这上点，特别是通过固定轮缘的侧面角进行对照比较。
本发明也涉及具有根据本发明的皮带轮的连续的变速传动装置。
对本发明，将参照附图行解释，其中
图1表示连续变速传动装置的断面，所用的皮带轮是根据先前的技术；图2a以图形说明根据本发明的一个具体装置，一部分是断面图；图2b是皮带轮/传动皮带组合的径向视图；图3a以图形表示皮带轮轴上的轮缘，带有接触环；图3b以图形表示皮带轮轴上的轮缘，带有滑动部；图3c以图形表示皮带轮轴上的轮缘，其上的轴衬有弹性铰接件。
图1以图形表示连续速传动装置1，包括按照现有的技术设计并装配在传动机罩11中的皮带轮3和7。皮带轮3包括装在初动轴2上的轮缘4和5。从动皮带轮7包括装在从动轴6上的轮缘8和9。轮缘5和8分别可移动地装配在皮带轮轴2和6上。
轴向可移动的轮缘5有活塞筒装置12，该装置中有一个高压腔14和一个第二高压腔13。腔25是低压腔。流体在压力之下经由适当的通道15和16，来回地在两个压力腔13和14之间供给和泄放，以便调节轮缘5在轴上的位置。高压腔13具有基本上是弧形的壁18和24，还有壁19和轴2。壁17可以在壁20和轮缘5的筒形壁21之间滑动。壁17也顶靠着壁19，这样，组合体17，19，24起活塞17和筒体19，24两者的作用。在这个具体装置中，壁18的一端可滑动地靠在壁19上，另一端不动地固定在轮缘5的壁20上。皮带轮7的轴向可移动的轮缘8具有活塞/筒体装置12′，该装置关闭由通道15′供应流体的高压腔14′。
传动皮带10绕过皮带轮3和7，传动皮带在皮带轮3和7上的径向位置的比，决定传动比。这些径向位置是可变的，取决于可轴向移动的轮缘5和8在轴上的位置。在下文中，假定连续变速传动装置1的工作方式的其他方面是已知的。
在利用传送皮带10在皮带轮3和7之间进行转矩传递时，为了一方面使转矩从皮带轮轴2传递到轮缘4和5，另一方面使转矩从轮缘8和9传递到皮带轮轴6，轮缘4，5，8和9必须以无旋转的方式分别装置在皮带轮轴2和6上。但是，为了能够调节传动比，轮缘5和8必须是轴向可移动的。为使轮缘在轴上无旋转地定位，而同时轮缘又能相对皮带轮轴作轴向移动，在皮带轮轴2和6上设有球槽26。球槽26含有球27，这些球依次延续到轮缘5和8各自的壁20和29上的球槽28中。除此以外，还可以利用槽/齿连接代替球/槽连接，使轮缘5和8不能相对轴旋转，但可在轴向自由定位。这两种连接，要求附加一些零件，精确的机械加工，以及附加的组装操作。这些连接机构必然是昂贵而复杂的。此外，还要求在轴向和径向两方面有相当大的装配空间，不仅为了容纳(足够数量的)球，而且为了球的轨道或槽的加工。槽或球轨也从不利的方面削弱了皮带轮轴。
根据本发明的皮带轮具体装置以图形表示于图2a中，包括不活动地固定连接于皮带轮轴30上的轮缘31，和在轴向可以移动的轮缘32。轮缘32借助于移动装置34，35以已知的方式移动。由固定在轮缘的筒体34和固定在轴上的活塞35组成的移动装置，可关闭腔36，对该腔提供流体的方法未加表示。传动皮带33被安置在轮缘31和32之间。
轮缘32也包含轴衬37，部分地凸出在皮带轮轴30上，根据本发明，它可以倾斜地设置在皮带轮轴30上。
由于如图26所示，传动皮带33与轮缘32的接触只是一个圆的有限的扇形段ψ，驱动皮带33将向轮缘32旋加一个偏心力F，这个偏心力将会使轮缘相对皮带轮轴30倾斜。这一点用相当极端的形态表示在图3a中。通过这种倾斜，轮缘32在轴衬37的边缘38的位置上，相对皮带轮轴30被固定。这意味着只要移动装置34，35强使轮缘有一个稳定的轴向位置，轮缘32在旋转方向和轴方向都被固定。
一旦通过对腔36来回地输送流体，移动装置34，35强使轮缘作轴向移动，传动皮带所施加的力F，腔36中的压力，以及轮缘32的轴衬37的边缘38位置上的倾斜力之间的平衡就被扰动，轮缘32将在这些力的变动不定中寻找新的平衡点。在这种情况下，轮缘32的轴衬37的边缘38将会滑动和/或滚动。这种滚动的发生，是由于传动皮带33对轮缘32的合力F的偏心作用点在圆周方向经常移动。可以发现，在上述滑动或滚动过程中，即使轮缘32相对皮带轮轴30有所转动，那也是很微小的，所以，相对皮带轮轴30的无旋转连接状态可以保持住。
由于倾斜，在轴衬37的边缘38，以及它与轴30的接触点上可产生Hert Zian应力，这种应力可通过将边缘38磨圆的方法加以限制。所提供的皮带轮轴30也配上接触环39，轴衬37上配置接触环40，其边缘被磨圆。使用这些接触环39和40，轴衬37和轴30之间的连接能达到最佳状态。这意味着接触界面的磨损可通过适当地选择材料加以限制。因此，轮缘32，轴衬37以及皮带轮轴30本身材料的选择不会受到接触界面上所希望的特性的影响。特别是，接触面，在这种情况下即接触环39和40，是径硬化处理的。轴衬37和皮带轮轴30的连接可进一步最佳化，即通过弹性铰接件42将接触环41以自调节方式连接到轴衬37上，如图3b所示，这样特别能产生低Hert Zian应力的效果。
它是另一种具体装置如图3c所示，其中，轴衬37上有一个凹口45，轴衬的端部44利用该凹口可以相对轴衬37的其余部分作微小的摆动；并可调节到最佳状态。在这种情况下，凹口45起弹性铰接件的作用。
通过适当方式提供接触界面，也能对轮缘32和/或它的轴衬37在皮带轮轴30上的滑动和滚动产生影响，如具有适当的表面构造的接触环39和40。例如，接触环39的外围带有槽43。一种表面构造，其圆周方向的摩擦系数大于轴向的摩擦系数，这种表面构造可以保证，尽管轮缘以倾斜的方式在轴向可以移动，但轮缘32相对皮带轮轴30旋转是不可能的，或者说仅可能在很有限的范围内。
轮缘32在皮带轮轴30上的倾斜、滑动和滚动，不仅可通过使用接触环，适当作成表面构造，适当选择材料，而且可通过适当选择轴衬37的长度来达到最佳状态。
轮缘32的倾斜使轮缘的侧面角产生偏移α′。给轮缘一个校正的侧面角，例如α-α′，可使偏移α′得到校正。
为了流体的供应和泄放，例如为移动装置34，35的需用，皮带轮轴在轮缘32和轴衬37的位置上提供一些孔。倾斜可能造成这些孔不会密闭得那么好，例如，皮带轮轴30上的轴衬37，但是，使轮缘32和/或轴衬37以窄小的公差与皮带轮轴30装配，可以克服这一点。
经过上述说明，可以清楚地看出，本发明提供一种比较廉价并简单的皮带轮，因为很少或不需要附加零件，同时，高的造价和精密的机械加工也可以避免。此外，皮带轮在径向和轴向都不要求任何附加的装配空间。显然，在发明的概念之内，许多被视为本发明的组成部分的具体装置，是可以想得到的。
例如，有这种情况，以已知方法提供的皮带轮，带有活塞/筒体组件，提供的轴衬37也关闭筒体，所用的方法是部份地关闭轴衬，档住流体。轮缘上的力的分布可通过下述方式扰动，即轮缘在所期望的移动中，倾斜作用被暂时稍微抑制，其结果是引起滑动和滚动。
权利要求
1.皮带轮，特别是用于连续变速传送装置中的皮带轮，所提供的皮带轮，在其轴上有两个轮缘，这两个轮缘无旋转地固定于皮带轮轴上，并且，通过移动装置，至少一个轮缘可以相对皮带轮轴作轴向移动。其特征是至少可移动的轮缘以下述方式装配在皮带轮轴上，即如果移动装置强使轮缘有一个稳定的轴向位置，轮缘就相对皮带轮轴在轴向固定，如果移动装置中使轮缘在轴向改变位置，轮缘就可在轴向和/或旋转方向上相对皮带轮轴活动。
2.根据权利要求1的皮带轮，其特征是轮缘是倾斜地装配在皮带轮轴上。
3.根据权利要求1或2的皮带轮，其特征是轮缘包含一个在皮带轮轴上轴向延伸的轴衬。
4.根据权利要求3的皮带轮，其特征是至少在轴衬的一端，至少贴近皮带轮轴的轴衬边缘被成形处理，特别是磨圆。
5.根据权利要求3或4的皮带轮，其特征是轴衬的端部可调节地与轴衬的其余部分相连接。
6.根据权利要求5的皮带轮，其特征是借助于一个弹性的铰接件，使轴衬的端部可调节地与轴衬的其余部分相连接。
7.根据上述权利要求之一的皮带轮，其特征是被提供的皮带轮轴和/或轮缘和/或轴衬带有一个或多个接触环。
8.根据权利要求7的皮带轮，其特征是接触环以自调节的方式被连接于轮缘或它的轴衬。
9.根据上述权利要求之一的皮带轮，其特征是一个或多个接触界面作硬化处理。
10.根据上述权利要求之一的皮带轮，其特征是被提供的一个或多个接触界面具有某种表面构造。
11.根据权利要求10的皮带轮，其特征是表面构造在圆周方向的摩擦系数大于轴向摩擦系数。
12.根据上述权利要求之一的皮带轮，其特征是轮缘和/或它的轴衬以窄小的公差装配于皮带轮轴上。
13.根据上述权利要求之一的皮带轮，其特征是可移动的轮缘的侧面角，由于倾斜效应，已作过校正，特别是通过与固定轮缘的侧面角互相对照。
14.所提供的连续变速传动装置具有根据上述权利要求之一的皮带轮。
全文摘要
一种皮带用于连续变速传动装置中的皮带轮，在其轴上有两个轮缘，这两个轮缘无旋转地固定于皮带轮轴上，并且，通过移动装置，至少一个轮缘可以相对皮带轮轴作轴向移动。可移动的轮缘以下述方式装配在皮带轮轴上，即如果移动装置强使轮缘有一个稳定的轴向位置，轮缘就相对皮带轮轴在轴向固定，如果移动装置强使轮缘在轴向改变位置，轮缘就可在轴向和/或旋转方向上相对皮带轮轴活动。
文档编号F16H55/56GK1128847SQ9511827
公开日1996年8月14日 申请日期1995年11月10日 优先权日1994年11月10日
发明者塞巴斯蒂安·彼得·亨利库斯·约瑟夫·伯格斯 申请人:范·道内斯传动公司