制造被设为无级变速器的传动带的一部分的横向元件的方法

制造被设为无级变速器的传动带的一部分的横向元件的方法
【专利摘要】一种利用冲切模从母材上切出用于无级变速器的传送带的横向元件(10)的方法。该横向元件(10)设有缺口，用于以如下方式容纳传动带的带组：横向元件(10)的第一部分(13)在带组下方延伸，第二部分(14)位于与带组相同的高度上，且第三部分(15)在带组上方延伸。第一部分(13)的面朝缺口的外表面部分包括用于承载带组的承载表面(23)和在承载表面(23)和第二部分(13)之间形成过渡的连接表面(26)。根据本发明，承载表面(23)和连接表面(26)单独地形成，即，从母材上单独地切出(脱出)。
【专利说明】制造被设为无级变速器的传动带的一部分的横向元件的方 法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种制造被设为传动带的一部分的横向元件的方法，所述传动带用于 具有两个可变带轮的无级变速器，每一可变带轮形成有用于容纳传动带（的一部分）的V 槽。传动带设有由至少一个、通常为两个带组构成的环形承载件，且多个金属横向元件设置 在带组上并与带组形成滑动关系。带组包括至少一个、但是通常是多个同中心嵌套的柔性 环形金属带。

【背景技术】
[0002] 相对于横向兀件描述方向的时候，通常假设横向兀件位于坚直位置，如图2的前 视图所示。在该图中，传动带的纵向或者圆周方向与图的平面呈直角。横向或者宽度方向 是从图2中平面的左到右，径向或者高度方向是从图2中平面的上到下。
[0003] 每一横向元件具有两个主体表面，并设有至少一个、但通常为两个相反定位的缺 口。缺口在横向元件的主体表面之间延伸，且在传动带中，以如下方式容纳带组：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与带组相同的高度，横向元件的第 三部分在带组上方延伸。缺口的下、底部表面的主要部分（该表面与横向元件的所述第一 部分相关）用于在高度方向上支撑带组的内侧，且下文将其称为承载表面。在该承载表面 和横向元件的所述第二部分的主要横向朝向的侧面之间，提供了凹的弯曲连接表面。这个 凹的连接表面相对于承载表面（的实质延伸部）至少部分地凹入，并通过凸弯曲过渡表面 连接到承载表面。
[0004] 这样的连接表面有利地限制了在横向元件的所述第一和第二部分之间的（缺口） 应力水平，此外，有助于迫使或者至少推压带组向着承载表面（的中部），即，远离横向元件 的所述第二部分。
[0005] 此外，为了横向元件和无级变速器的带轮的带轮盘之间的接触，横向元件在两侧 处设有带轮盘接触表面，所述带轮盘接触表面在向着承载表面的方向上彼此分开。
[0006] 横向元件沿着带组的整个圆周设置，其中它们能够传递与传动带的移动有关的 力。这种类型的传动带可从EP-A-0014013中得知。
[0007] 在已知的制造方法中，横向元件部分地通过将冲切模压穿一片母材切出而形成。 在这样的切割工艺中，横向元件的圆周表面形成，所述圆周表面在其主体表面之间延伸，且 包括（多个）承载表面以及带轮盘接触表面。横向元件可利用单个冲切模在单步切割动作 下从母材上切出，该冲切模是根据待成型的横向元件来成型的。然而，还已知的是在多个步 骤中切出横向元件，即，利用对应数量的冲切模通过多次局部切割形成横向元件的圆周表 面，每一个冲切模为所述圆周表面的一部分。
[0008] 后一种类型的切割工艺在W0-2007/073159-A1中详细记载，其教导了用于形成 (多个）缺口（包括（多个）承载表面以及横向元件的带轮盘接触表面）的最终切割步骤。


【发明内容】

[0009] 本发明的一个目的在于提高已知制造方法和切割工艺。更特别地，本发明旨在优 化根据横向元件在传动带中的使用从这种切割工艺中获得的横向元件的形状。根据本发 明，这样的目的利用根据权利要求1的制造横向元件的方法而实现。
[0010] 本发明针对欧洲专利申请EP-A-1544502的背景作出，该文献教导了带组的最内 侧柔性金属带中的应力可通过承载表面宽度的最大化（即，通过最大化带组宽度方向上的 支撑）而有利地最小化。在后一方面EP-A-1544502教导了，可以通过将过渡表面的曲率 (凸起）半径减少来减少过渡表面的宽度，从而增加承载表面的宽度，基本上对带组的使用 寿命并未产生不良影响。实际上，在已知的制造方法中，过渡表面的最小凸曲率半径受到能 够施加于冲切模的对应部分的最小凹曲率的限制，所述最小凸曲率半径根据所采用的模具 材料以及模具形成工艺约为3到5_。
[0011] 本发明提出了在至少两个连续的阶段中至少形成横向元件的承载表面和缺口的 连接表面。当然这种新的形成过程还要求应用至少两个冲切模。在一个切割阶段使用一个 冲切模形成承载表面，且在另一个切割阶段使用另一个冲切模形成连接表面。这种方式下， 承载表面和连接表面之间的凸弯曲过渡表面不是通过冲切模的对应成形的凹部分形成的。 事实上，在根据本发明的方法中，过渡表面理论上根本不形成，但是会在两个切割阶段中通 过两个冲切模所制造的两个切口之间造成不连续的交叉或者转角。当然，实际上，由于冲切 模在冲切阶段所施加的阻力，母材在某程度上会变形，这样在承载表面和连接表面之间通 常无论如何都会形成连续的凸弯曲过渡边缘。而且，与已知的过渡表面相比，后者（即，间 接形成的过渡表面）的曲率半径可以小一个数量级。至少这样的过渡边缘可以设有小于传 统制造方法可获得的3mm的曲率半径。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 进一步地，本发明在下文的说明的基础上参考附图进行解释，其中相同的附图标 记表示相同或相似的部件，在附图中：
[0013] 图1示意性地示出了具有传动带的无级变速器的侧视图；
[0014] 图2和3示意性地示出了传动带的横向元件的不同视图；
[0015] 图4示意性地示出了形成横向元件的已知制造方法；
[0016] 图5更为详细地显示了图4的已知制造方法中的步骤；
[0017] 图6示出了根据本发明的替代性加工步骤的第一阶段；
[0018] 图7示出了根据本发明的替代性加工步骤的第二阶段；
[0019] 图8示意性地示出了与已知制造方法相比，由本发明（根据本发明的替代性加工 步骤）获得的横向元件的细节。

【具体实施方式】
[0020] 图1示意性地示出了无级变速器，比如用于机动车中。无级变速器总体上用附图 标记1表不。
[0021] 无级变速器1包括设置在分开的带轮轴2、3上的两个带轮4、5。闭环传动带6绕 着带轮4、5设置，并用作在带轮轴2、3之间传递扭矩。在本身已知的情况下，带轮4、5中的 每个都包括两个带轮盘，其中传动带6在所述两个带轮盘之间定位并被夹持，这样在摩擦 力的帮助下，传动力可以通过传动带6在带轮4、5之间传递。（在图1中，仅能看到带轮4、 5中的每个的带轮盘中的一个）。
[0022] 传动带6包括由至少一个、但通常是两个的带组7构成的环形承载件7,（每一） 带组7包括至少一个、但通常是多个同中心嵌套的柔性环形金属带。横向元件10沿着环形 承载件7的整个圆周长度设置，所述横向元件10在其圆周方向上可相对于环形承载件7移 动。出于简化的目的，在图1中仅示出了三个横向元件10。一般来说，事实上环形承载件7 和横向元件10都是由金属、特别是钢制成的。
[0023] 图2和3显示了横向元件10。横向元件10的第一主体表面总体上用附图标记11 表不，而横向兀件10的第二主体表面总体上用附图标记12表不。圆周表面17在主体表面 11、12之间延伸。
[0024] 从图2的下到上，横向元件10依次包括大体上为梯形的第一部或基部13、大体上 为长方形的相对较窄第二部或颈部14、以及大体上为三角形的第三部或顶部15。通常，在 传动带6中，基部13位于传动带6的内圆周侧，而顶部15位于传动带6的外圆周侧。此外， 在传动带6中，横向元件10的第一主体表面11的至少一部分抵靠后续横向元件10的第二 主体表面12的至少一部分，而横向元件10的第二主体表面12的至少一部分抵靠在前横向 元件10的第一主体表面11至少一部分。
[0025] 横向元件10还包括彼此相反定位的两个缺口 16。缺口 16在横向元件10的主体 表面11、12之间延伸，且在传动带6中，以如下方式容纳环形承载件6的带组：基部13在带 组下方延伸，颈部14与带组位于相同的（径向）高度水平处，而顶部15在带组上方延伸。
[0026] 此外，基部13包括两个带轮盘接触表面18。当横向元件10移到带轮4、5上时，横 向元件10和带轮盘之间的接触通过所述带轮盘接触表面18得以实现。在横向元件10的 第一主体表面11中，凹部19设置在顶部16中，所述凹部19在图3中用虚线表示。凹部19 对应于第二主体表面12上的突起20。在传动带6中，横向元件10的突起20至少部分地位 于后续横向元件10的凹部19中。突起20和对应的凹部19用于防止（或者至少限制）相 邻的横向元件10在垂直于传动带6的圆周方向的平面中相互移位。
[0027] 除了凹部19,倾斜边缘21和阶梯22也设置在横向元件10的第一主体表面11处。 倾斜边缘21和台阶22都设置在基部13中，并且基本上轴向地延伸，S卩，在其宽度方向上延 伸。从倾斜边缘21径向向内，所述基部实际上是收缩的。倾斜边缘21使得传动带中的两 个相互接触的横向元件相互倾斜或者旋转，一如在横向元件10在带轮4、5处的弧形路径中 发生的情况那样。
[0028] 所述缺口 16通过横向元件10的圆周表面17的各个部分界定，这些部分包括：
[0029] -承载表面23,其与所述基部13相关且用于在径向上支撑环形承载件7 ;
[0030] -侧面24,其与所述颈部14相关，并用来在轴向上挡住环形承载件7 ;
[0031] -顶表面25,其与所述顶部15相关，并用来在径向向外的方向上挡住环形承载件 7 ;及
[0032] -连接表面26,其主要与所述基部13相关，位于基部13的承载表面23与所述侧 面24之间，并且是凹弯曲的。
[0033] 所述连接表面26在承载表面23和颈部14的侧面24之间提供了平滑地凹弯曲的、 渐变式的过渡，且至少基本上不与环形承载件7产生接触。
[0034] 在下文中，对从母材条带30形成横向元件10的已知制造方法W0-2007/073159-A1 将在图4的基础上进行说明。在该已知方法中，横向元件10在多个连续加工步骤A-G中形 成，这些步骤为了实现图2和3的横向元件而执行。还是在这个已知方法中，最终横向元件 10的台阶22包括在条带30的形状中。
[0035] 从图4可知，在已知的制造方法中可看出，横向元件10成对制造，其中横向元件10 的各个对的顶部15相向设置，且其中该横向元件10的基部13位于条带30的侧处。因此， 加工步骤A-Η在条带30的中央轴线31的两侧相对于该轴线31以镜像对称方式进行。为 了进行下面的说明，中间形成的横向元件10被称为基础元件32。
[0036] 在已知方法的第一步骤A中，四个部分通过四个冲切模41从条带30上切出。因 此，四个基础元件32的缺口 16粗略地形成，即预成型为凹槽33。
[0037] 在第二步骤B中，另两个部分通过另外两个冲切模41从条带30上切出。因此，两 个基础元件32的凹槽33和条带30的边缘之间的空通道形成，这样纵向相邻的基础元件32 的基部13相互脱离。并且，中心孔34从条带30的中心轴线31被冲切出来，该中心孔34 被用来在下述步骤C-G中借助于中心销将条带对齐并固定到位。
[0038] 在第三步骤C中，另外六个部分借助于另外六个冲切模44从条带30切出。因此， 最终横向元件10的圆周表面17的大部分形成。执行这个第三步骤C之后所获得的结果在 图4所标注的" I "部分示出。在这个阶段，在已知的成形方法中，只有很小的连接元件36 保持在基础元件32和条带30的剩余的中心部分或者"脊骨" 35之间。
[0039] 在第四步骤D中，成形模45被压入基础元件32中。因此，至少倾斜边缘21形成 在基础兀件32的第一主体表面11上。
[0040] 在第五步骤E中，销形状的成形模46被压入基础元件32中。因此，凹部19形成 在基础元件32的第一主体表面11上，而对应的突起20也形成在基础元件32的第二主体 表面12上。
[0041] 在第六步骤F中，基础元件32的缺口 16借助于另外四个冲切模47精确地并最终 地在上述凹槽33的位置处被切出。因此，形成最终横向元件的圆周表面17的相关部分，包 括所述承载表面23、所述侧面24、所述顶表面25和所述连接表面26。
[0042] 在已知方法的第七也是最后的步骤G中，基础元件32借助于又一个冲切模48通 过切穿连接元件36,从条带30的脊骨35上脱出，最终形成横向元件10。
[0043] 注意到在图4的示例中，最终横向元件10的所述台阶22已经包含在条带30的形 状中。
[0044] 本发明被视为对横向元件10的底部13的至少承载表面23和连接表面26的切割 (比如作为上述已知制造方法的第六加工步骤F的一部分所发生的）进行了改进。为了参 考，已知制造方法的该第六步骤F在图5中以基础元件32的聚焦于在所述第一加工步骤A 中形成的凹槽33的区段的近视图更为详细地示出。
[0045] 在图5中，粗实线指第六切割步骤F之前基础元件32的轮廓，而阴影区域47代表 在所述第六加工步骤F中切出并形成缺口 16的最终轮廓的另一个冲切模47的基本形状。 图5显示了在已知制造方法中，承载表面23和连接表面26同时形成，S卩，利用同一冲切模 47且在同一切割动作中形成。确实，在已知方法中，缺口 16的整个圆周是同时形成的。已 知制造方法中，凸弯曲的过渡表面27形成在承载表面23和连接表面26之间，这在图5中 清晰可见（在图2中也是）。该过渡表面27的（凸）曲率半径可以很小，但实际上总是具 有大于零的某值，因为被用来切出缺口 16的所述另一个冲切模47的对应部分可以采用的 最小的凹曲率。此外，会形成自然平滑的这种过渡表面27,即便是其由所述另一个冲切模 47中的最尖角形成。为了仍然满足现有的技术需求，以便最小化过渡表面27的范围，尤其 以便减小过渡表面27的曲率半径，从而最大化承载表面的范围，本发明提出了一种新的制 造方法，该方法在此在图6和7中示出。
[0046] 根据本发明的方法包括：不考虑任意其他在前的或者后续的加工步骤，在两个单 独阶段中使用两个单独的冲切模49、50 (即承载表面冲切模49和连接表面冲切模50)形成 承载表面23 (见图6)和连接表面26 (见图7)的加工步骤。以这种方式，这两个表面23、24 可以形成为在相对较尖的（过渡）边缘28处相互连接，因此它们之间的（宽度上的）过渡 范围得到最小化。结果，承载表面23的宽度范围在所述侧面24的方向上得到有益的最大 化。
[0047] 可能的是承载表面23在形成连接表面26之前就形成了，因为凹槽33此时使得连 接表面冲切模49容易接近。在根据本发明的制造方法的这种设置中，如图6所示，承载表 面冲切模49也形成了连接表面26的初步形状，以及所述侧面24的最终形状的一部分。
[0048] 替代性地，连接表面26在承载表面23 (未示出）形成之前形成。在这种情况下， 连接表面冲切模50沿着其整个圆周切穿母材30并由母材30支撑，这通常提高了切割的精 确性，且由此对最终产品横向元件32的形状精度和/或尺寸也是有益的。此外，连接表面 冲切模50可以成形为：不仅仅切割连接表面26,还完全地切割所述侧面24 (未示出）。这 种情况下，连接表面冲切模50和连接表面冲切模49之间的对齐与此处图6所示的设置方 式相比有益地不那么重要，因为这种情况下模49和50不在所述侧面24的平面中邻接，而 是在所述侧面24与所述顶表面25之间的直线上（即边缘中）邻接。
[0049] 图7提供了由本发明所形成的承载表面23和连接表面26之间的过渡（即，成过 渡边缘28的形式）的近视图。为了比较，在传统制造方法中形成的过渡表面27以虚线表 示在图中。图7显示了由本发明获得的连接表面26的较大的宽度范围。
[0050] 对本领域技术人员来说清楚的是，本发明的范围并不限于上述实施例，在不偏离 由权利要求所限定的本发明范围的情况下，对其进行各种修正和改进都是可以的。
【权利要求】
1. 一种制造横向元件（10)的方法，该横向元件（10)被设为用于无级变速器的具有多 个这种横向元件（10)和环形承载件（7)的传动带￠)的一部分，所述横向元件（10)设有 两个主体表面（11、12)以及在所述主体表面（11、12)之间延伸的圆周表面（17)，所述横向 元件（10)包括基部（13)、颈部（14)和顶部（15)，缺口（16)设置在基部（13)和顶部（15) 之间，基部（13)在缺口（16)的位置处设有用以支撑环形承载件（7)的承载表面（23)，所述 承载表面（23)经由凹弯曲的连接表面（26)连接到颈部（14)的侧面（24)，在该方法中横向 元件（10)从母材条带（30)上切出，其特征在于，所述承载表面（23)和所述连接表面（26) 在该制造方法的两个单独阶段中彼此单独形成。
2. 根据权利要求1的制造横向元件（10)的方法，其特征在于，所述连接表面（26)在所 述承载表面（23)形成之前形成。
3. 根据权利要求2的制造横向元件（10)的方法，其特征在于，所述颈部（14)的所述侧 面（24)在所述连接表面（26)形成的同时形成。
4. 根据权利要求1、2或3的制造横向元件（10)的方法，其特征在于，所述承载表面 (23) 通过借助于承载表面冲切模（49)从母材条带（30)上切出所述承载表面（23)而形成， 所述连接表面（26)通过借助于连接表面冲切模（50)从母材条带（30)上切出所述连接表 面（26)而形成。
5. 根据权利要求4的制造横向元件（10)的方法，其特征在于，所述缺口（16)的顶表面 (25)也通过借助于所述承载表面冲切模（49)从母材条带（30)上切出所述顶表面（25)而 形成。
6. 根据权利要求4或5的制造横向元件（10)的方法，其特征在于，所述颈部（14)的 所述侧面（24)也通过借助于所述连接表面冲切模（50)从母材条带（30)上切出所述侧面 (24) 而形成。
7. -种用于无级变速器的传动带￠)，所述传动带（6)设有由根据权利要求1-6中任 一项的制造方法制造的一个或多个横向元件（10)，所述一个或多个横向元件（10)在其承 载表面（23)和连接表面（26)之间设有尖角边缘（28)。
8. 根据权利要求7的传动带（6)，其特征在于，所述边缘（28)至少近似地根据曲率半 径小于3mm的曲度形成。
9. 一种无级变速器，其包括根据权利要求7或8的传动带。
【文档编号】B21D53/14GK104094017SQ201280065598
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2011年12月30日
【发明者】G·G·H·龙普朋恩, L·H·R·M·普林森 申请人:罗伯特·博世有限公司