旋转式传动机构的制作方法

专利名称：旋转式传动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及旋转式传动机构，带有至少两个可以摩擦传递转矩的旋转传动件。本发明尤其涉及带有两个旋转传动件的传动机构，，它们分别具有至少一个滚动面，用于连接两个旋转传动件的旋转连接件。在这种情况下，至少两个旋转传动件的滚动面之一优选具有至少两个用于带有不同工作半径的连接件的滚道，从而由此可以实现无级或几乎无级调节的传动机构。
这种设置例如由EP 0 878 641 A1有所公开，它涉及锥形摩擦环传动机构，其中，两个带有反向圆锥角的锥体这样旋转设置，即，使它们之间保持恒定的距离，其中环作为连接件环绕锥体之一旋转。然而，事实证明，这种设置导致相当大的磨损或传动效率不足，特别是在负荷增大时会损坏传动机构。
因此，本发明的目的在于，提供一种旋转式传动机构，带有至少两个可以摩擦传递转矩的旋转传动件，具有更好的传动特性或更长的使用寿命。
作为解决方案，本发明提出一种旋转式传动机构，带有至少两个可以摩擦传递转矩的旋转传动件，其中传动件之间至少在工作期间具有间隙。
通过这种无接触式运行，这种传动机构非常耐磨，其中，为传递力或转矩，在相应的传动件和连接件之间具有适当的相互作用机构。优选通过尽管有压紧力仍保持在间隙内并传递必要的力或转矩的流体或液体进行连接。另一方面，也可以具有其他相互作用机构，例如电子或者电磁系统。
本发明特别适用于至少在工作期间各锥体和摩擦环之间存在间隙或液体的锥形摩擦环传动机构。由此也可以使摩擦环很容易地相对于所要求的传动比定位。本发明当然也适用于传动件彼此摩擦的相互作用的其他可连续调整的传动机构。在这一点上，传动件之间“摩擦的相互作用”是指这种相互作用，即从一个传动件向另一个传动件传递转矩，而为此这些传动件之间不存在形状配合。一般情况下在摩擦的相互作用中，至少通过相当高的极限转矩存在一定的滑移，其中，出现这种滑移常常无损害性，一般情况下相应的传动机构在这些极限转矩下受到驱动。
作为对上述间隙的替换或补充，作为润湿至少旋转传动件之一和/或如摩擦环连接件的液体，可以使用一种液体特别是硅油，包括具有苯基的甲基硅氧烷、二甲基二苯硅氧烷和/或甲基苯基硅氧烷。特别是也可以使用含有例如苯-烷基或者烃基氟基的二甲基聚硅氧烷。在这种情况下，特别是里面可以单独或者作为硅氧烷组与二苯基硅氧基交替的二甲基硅氧基。
具体地说，这些液体一般以总的概念“硅油”公开，它们未详细说明，在EP 0 878 641 A1中也作为润湿无级调节传动机构旋转传动件的液体有所公开。硅油的润滑性能相当低，在实际试验中，特别是在与如连接辊或者摩擦环这种滚动连接件的相互作用下证明是存在缺陷的，原因是在公知硅油的情况下，在运行期间将液膜拉断。然而，硅油的特征在于，与其他液体相比耐温性非常突出。
提出的具有苯基的甲基硅氧烷、二甲基二苯基硅氧烷和/或包括甲基苯基硅氧烷的液体，特别是将二苯基硅氧烷组加入聚甲基硅氧烷的话，与其它液体相比特征在于可压缩性很高，也许会防止液膜断裂。由此提供一些油，它们在其温度/粘度-或温度/可压缩性-特性上具有对于带有滚动连接件的传动机构来说具有优点的特性，其中可以发现，对于这种设置来说，那种类型的液体，即其粘度或可压缩性随着取决于温度的粘度梯度或压缩梯度而变化，该梯度处于矿物油的粘度梯度或压缩梯度和二甲基硅氧烷的粘度梯度或压缩梯度之间，可以有利地非常普遍地用于传动机构。利用这些特性，液体或油一方面可以避开润滑相应的传动机构，以便使工作温度不致过高。另一方面，润滑不会过强，以至于阻碍连接件和相应传动件之间足够的连接。此外，所述的压缩窗也在压力下保持部件周围液膜足够的稳定性，而不会阻碍液体的均匀分布。
特别是可以使用那些液体，即含具有苯基的聚二甲基硅氧烷，聚二甲基二苯基硅氧烷和/或聚甲苯基硅氧烷和/或被烷基取代了的γ-三氟丙基取代的聚二甲基硅氧烷。同样也可以使用“硅酮”，其中，在所使用的聚二甲基硅氧烷中也含有有机取代基，例如10-25％的苯基或者γ-三氟丙基或者其他的烷基作为取代基。
此外，作为补充或替代，特别具有优点的是，相应的液体在其温度方面稳定，在其特性上变化尽可能小于矿物油。按照这种方式，可以保证传动机构较长的使用寿命，因为相应的流体很少退化。此外，该流体的物理特性在例如像最高负荷下或者最高转速时，或者像冬季的起动过程时等不同状态下，也能尽可能保持恒定。
一般涉及聚二甲基硅氧烷中的苯基硅氧单位或涉及硅氧烷中的苯基硅氧烷单位，它们既可以成对也可以成组使用，以便实现所要求的结构。另一方面，上述可压缩性特别是与连接件和旋转传动件之间保持的间隙相互作用，该间隙注入相应的液体，在高压下也能稳定地通过液体搭接。在这种情况下，液体用于力传递，从而里面出现的剪力可以传力连接连接件和相应的传动件。另一方面，高压缩性保证在较高或更高的转矩时也能进行这种传递，在这种转矩中，仅较小的间隙便可实现足够高的剪力和不被拉断的液膜，其中，该间隙只有通过较高的压紧力以及液体较高的阻力才能相对于这种压紧力保持。
不言而喻，在间隙和/或液体方面的上述考虑事项，即无论其温度稳定性，其可压缩性或是其粘度，都不受本发明传动机构其他特征的影响，单独或者共同地对于无级传动机构来说，特别是对于带有两个彼此滚动传动件的传动机构来说也是具有优点的。
特别是在本身通过摩擦连接或者通过液压的、静压的或者液力的、电磁的或者其他无接触式相互作用或其他无形状配合连接式相互作用连接的传动件中，优选的是，在包括用于连接件的一个传动件两个滚道的传动机构中，这些滚道具有不同的表面，以便能够以适当的方式构成或配合例如像表面压力或者类似的相互作用。在这种情况下，例如可以具有沿旋转传动件至少之一的不同宽度的槽或凸起部或变化的表面结构或表面处理。按照这种方式，例如表面压力可以配合传动件的不同半径。不言而喻，传动件上滚道中的这种表面变化不受本发明传动机构其他特征的影响也是具有优点的。
为了使相互作用的构成与滚道无关，也可以将连接件的表面结构化。特别是该表面可以具有槽或者类似结构，以便例如在液压的相互作用时以适当的方式影响剪力和压缩力。此外，连接件也可以具有用于与其接触的不同传动件的不同表面。
为了特别是在与润湿连接件滚动面或相应传动件对应滚动面的液体的相互作用下保证良好的剪力分布而不会拉断液膜，连接件具有至少一个带有不同于直线的横截面、优选呈凹形或鼓形的横截面的滚动面。由此在压紧力较高时，也能保证传递足够剪力的连续液膜。在这种情况下，横截面的选择优选与液体相配合。作为补充或替代，如后面所述那样，连接件的横截面适当地不同于仅一侧由保持装置保持的直线形，因为这种一侧的保持装置虽然使连接件保留相当多的自由度，但也要与由于不同于直线的滚动面造成的相当不稳定的连接件本身稳定地共同作用，从而整个系统特别是在滚道变换时在较少的动力消耗下便可运行。
不言而喻，连接件或旋转传动件的这种表面构成与本发明传动机构其他特征无关，也能有利地用于构成传动件和连接件之间的相互作用。
为了保证传动机构中带有无级调节的传动件，减少例如低速行驶、倒车档中或恒定持续负荷时等特殊行驶状态下的问题，提出带有无级调节分传动机构的传动机构，其特征是两个平行换接的传动系，其中，在两个传动系的第一传动系中设置无级调节分传动机构。
这种设置可以通过第二传动系实现特殊的行驶-或负荷状态，而第一传动系可以提供无级调节传动机构的优点。在这种关系下，概念“两个传动系的平行换接”是指，在共用的输入侧传动件，例如发动机的驱动轴或者离合器片或者类似的，和共用的输出侧传动件，例如汽车的主差速器之间具有两个传动系。在输入侧的共用传动件和输出侧的传动件之间，这两个传动系可以同时交替地、相加地、和/或差速地运行，由此满足不同的要求。不言而喻，这种设置与本发明的其他特征也无关是具有优点的。
就此而言优选的是，在两个传动系的第二传动系中具有倒车档，第一档和/或超速档。对于这些情况来说，无级调节传动机构只能有限地和在相当大的浪费下使用，特别是在超速档中，也就是在高转速和低转矩下损耗很大。
如果在两个传动系之间具有至少一个空档，那么这些传动系没有复杂的换档消耗或无需复杂的换档-和调节技术便可组合。
作为补充或替代，在包括无级调节分传动机构的传动机构中，可以将分传动机构设置在例如差速传动件或者行星齿轮传动件的两个功率分配器之间，其中，无级调节分传动机构的至少一个输入端与输入侧功率分配器的至少一个输出端有功连接，无级调节分传动机构的至少一个输出端与输出侧功率分配器的至少一个输入端有功连接。通过这种设置，可以加大转矩传递或扩大无级调节分传动机构的调节范围，其中，按现有的认识水平，它有损效率，因为一般情况下两个功率分配器必然导致损耗。另一方面，这种设置可以明显提高无级传动机构的应用范围。此外，由此可以降低必须通过无级调节分传动机构本身传递的转矩，由此可以在适当的设计中将损耗保持在限度之内，因为无级调节分传动机构中较低的转矩，特别是如果涉及锥形摩擦环传动机构的话，会导致与此相应可以降低功率分配器中的损耗更低的损耗。
作为补充或替代，在与无级调节传动机构的存在无关地包括至少一个前进档和至少一个倒车档的传动机构中，可以设置实现该前进档和该倒车档的差速齿轮装置，其中，差速齿轮件的至少一个组件可有选择地与外壳和/或与差速齿轮件的另一个组件固定。按照这种方式，可以非常紧凑地实现带有一个前进档和一个倒车档的传动机构，其中，例如将差速齿轮装置的差动组件作为输入端使用。如果然后差速器的中心组件与第二差动组件连接，那么可以实现一种旋转方向。反之，如果差速器的第二差动组件或中心组件与外壳连接并按这种方式固定，那么其他各自没有固定的组件改变其旋转方向，由此可以实现上述的换档。按照这种方式，可以特别紧凑地实现具有一个前进档和一个倒车档的传动机构。
此外，作为补充或替代，提出一种包括至少两个变速档位的传动机构，它们可以通过变速器件有选择地换接到传动系中，其中，两个变速档位的第一个具有无级调节分传动机构。这种设置显然首先是系统反向的，因为设置一个无级传动机构，以便可以取消任何类型的换档。然而，这种装置只有在无级传动机构的优点实际占优势的情况下才能使用。例如在起动时经常出现较高的转矩，明显增加了无级传动机构的负荷或要求无级传动机构超尺寸设计。就此而言优选的是，例如单独实现第一档，在起动之后再换接到无级调节分传动机构。在这种情况下，特别是可以这样确定无级调节分传动机构的尺寸，即，在从两个变速档位的一个向另一个的换档过程之前，使第二变速档位的转速通过无级调节传动机构与第一变速档位的转速进行匹配，从而使从第一变速档位向第二变速档位或从第二变速档位向第一变速档位的过渡本身可以无级完成。按照这种方式，可以最佳利用无级分传动机构的优点，而不必忍受例如在起动时可能会出现的缺点。
同样，适用于基本上恒定功率或基本上恒定转矩的状态，在这些状态下，本身并非强制需要无级调节分传动机构，因为速度变化可以通过发动机的转速变化转换。在这些运行状态下，无级调节分传动机构一般-例如由于滑移造成-具有较高损耗，该损耗可以通过换接的变速档位避免，其中，这里也能实现工作点上的换档，在这些工作点上乘客对这种档位换接没有或只有很小的感觉。特别是为此可将无级调节传动机构送入适当的运行状态。例如也可以设想将这种变速档位通过空档换接或断开。
此外，除了包括无级调节分传动机构的变速档位外可换接的变速档位可以包括差速齿轮件，该差速齿轮件例如用于前进档和倒车档之间的换档以及用于起动档。特别是在这种设计中优选的是，前进档和倒车档之间换档所需的差速齿轮件的组件通过摩擦离合器固定，由此可以实现尽可能完美的和均匀的换接。
在带有两个变速档位的传动机构中，变速档位可通过变速器件有选择地换接到传动系中，其中，两个变速档位的第一个包括无级调节分传动机构，变速器件可将无级调节分传动机构与三轮式液力变矩器的泵轮或者与其他直接与发动机输出轴连接的组件连接，第二变速档位与三轮式液力变矩器的涡轮或者与其他可换接的发动机输出组件连接。由此可以将发动机功率，特别是在正常运行状态下，直接传递到无级调节分传动机构，而特别是在起动过程时，将高转矩传递给第二变速档位，从而与此相关地使无级调节分传动机构卸载。这一点特别适合在与三轮式液力变矩器涡轮的相互作用下使用，在该三轮式液力变矩器中必然会出现转矩过高，在其他情况下会明显增加无级调节分传动器的负荷。
特别是在与电动机的相互作用下，带有同轴设置的驱动装置和从动装置的无级调节分传动机构不受本发明传动机构其他特征的影响也是具有优点的，因为在这种设置中，可以按照特别紧凑的方式将作用于外壳的转矩降到最低限度。优选在同轴设置的从动装置中具有差速传动件，它本身由无级传动机构的从动装置驱动。这种设置特别紧凑，因为无级传动机构的从动装置无中间级作用于特别是汽车上本来就有的差速机构。此外，为了设置同轴驱动装置和从动装置，一般情况下本来也需要齿轮或者其他传动件，从而通过该差速传动件无需附加的组件。上述设置特别适合在与电动机的传动装置相互作用下使用，其中，本身首先系统反向地将电动机与无级调节传动机构连接，因为电动机本来在其转速上几乎可以任意调节。另一方面，可以使无级调节传动机构在电动机具有有利的转矩/电流强度比的转速时运行电动机。按照这种方式，可以提高相应传动系的总效率或降低特别是在低转速时的电流量。
依据本发明的传动机构，但也可以是其他无级调节传动机构，在驱动侧或者从动侧可以与一个分离点有功连接，如起动离合器，变矩器，摩擦片，液压离合器或同步器。这种在无级调节传动装置上反向设置的优点是，在起动过程时可以保护无级传动机构或驱动装置，从而延长使用寿命。特别优选的是，具有从动侧的起动离合器或分离点，因为在这种设置中，可以在发动机运转的情况下停车调整。另一方面，如果需要其他传动件的话，驱动侧的起动离合器或分离点可以换接。
两个分传动机构优选与其在后面的传动系驱动装置上的从动装置啮合，并按照这种方式重新组合。如果随后的传动系的该驱动装置为主差速器，也就是连接和驱动汽车传动轴的两个齿轮的差速器的话，传动机构结构特别紧凑。这种紧凑式结构一方面体现在零件数的减少，由此可以降低成本。另一方面，这种紧凑式结构减少了结构体积，由此可以进一步降低汽车的总成本。
根据具体换档情况优选的是，两个分传动机构之一包括倒车档，需要时带有第一档，而第二分传动机构设置无级调节传动机构，特别是锥形摩擦环传动机构。特别是该第一分传动机构取消了单独的第一档，从而产生具有上述优点的特别紧凑的结构。
两个分传动机构优选可以分别换接或断开。这一点特别是可以由此进行，即各自的分传动系通过一个离合器断开。在这种情况下，在哪个位置上进行这种断开并不重要；它既可以在驱动侧也可以在从动侧进行，其中，设置在该分离装置对面的传动件可以毫无困难地无负荷同步运转，从而两个分传动系不必分别具有两个离合器。为避免由于传动件空载同步运转造成的损耗，分传动系中也可以具有多个离合器。但后者增加了部件的数量和所需的结构空间，在成本方面会产生影响。
不言而喻，带有平行分传动机构的无级传动机构的这种结构与本发明其他特征无关也是具有优点的。它特别适合于在与锥形摩擦环传动机构的相互作用下作为无级传动机构使用，因为由此可以将通过锥形摩擦环传动机构造成的改变旋转方向非常有效地利用分传动机构按照紧凑的方式进行转换。
此外在紧凑式结构的优点中提出，在无级调节传动机构中，特别是在锥形摩擦轮传动机构中，各自无级调节传动机构的无级调节传动件内部，例如锥体内部具有离合件，用于换接或断开包括无级调节传动机构的传动系。在无级调节传动机构中，主传动件上必须具有相当大的相互作用面，以便能够保证相应的变量。通过将这种离合件设置在包括这种较大相互作用面的内部，可以明显节省结构空间，因为在这些传动件内部其他情况下未被利用的结构空间得到了利用。不言而喻，离合件的这种设置不受本发明其他特征的影响在无级调节传动机构中也显示出相应的优点。
此外，在带有两个在不同轴上旋转的传动件的传动机构中，常常需要将它们通过压紧装置彼此相对夹紧，以便在两个传动件之间产生足够的相互作用力。这一点也特别适用于无级调节传动机构，特别是如果该传动机构相互摩擦作用的话，其中，需要时可根据取决于所要传递的转矩进行选择。
在这种设置中，可不受本发明其他特征影响而优选的是具有一个离合件，它将两个传动件有选择地通过打开与第三传动件分离，或通过关闭与第三传动件连接，从而各自的传动系可以有选择地换接到总传动机构。优选在这种设置中，关闭离合件所需的力由压紧装置施加。就此而言的优点是，离合件设置在压紧力的力行程上。
在这种设置中，为脱开离合器适当位置上的压紧力足够补偿，从而压紧力不再使相应的离合器负载。按照这种方式脱开相应的离合器，两个传动件相应地脱开连接。特别是如果压紧装置根据转矩控制的话，由此直接降低压紧力，因为通过脱开离合器不再传递转矩。按照这种方式，为脱开所施加的力在很大程度上下降。此外，压紧力的降低还会使由于可能还在自由同步运转的传动件造成的损耗降低。为关闭离合器仅需要降低相应的反作用力，从而压紧装置重新工作。因此，为关闭离合器不需要附加的组件。
此外，作为补充或替代提出，无级调节传动机构，特别是锥形摩擦环传动机构，带有一个在从动装置后面与其他传动机构串联的倒车档。这种设置一方面的优点是，传动机构以恒定的旋转方向受到驱动，这对无级调节传动机构来说，在其控制方面或在摩擦环的调整方面具有优点。此外，这种设置还可使倒车档无级变化。
在倒车档设置的意义上，概念“串联”，“在前面”或“在后面”是指包括无级传动机构的传动系中的力流方向。就此而言，依据本发明具有串联在无级调节传动机构远离传动系中发动机面上的倒车档。
倒车档优选包括旋转式传动机构，带有至少一个旋转的传动支架，它支承旋转式传动机构的至少一个传动件，并有选择地利用外壳或利用旋转的传动件固定。通过这种设置提供一种倒车档，它-根据需要-在驱动装置旋转期间，也就是在锥形摩擦环传动机构或无级调节传动机构旋转期间也可换接，方法是相应有选择地固定旋转传动件，其中，这种固定可以通过适当的离合器或同步器相应完美地进行。这种转换能力特别适合本身仅在旋转状态下才能改变其传动比的锥形摩擦环传动机构的要求。
倒车档特别是可以包括行星齿轮传动装置，带有行星齿轮、太阳轮和外齿轮，其中第一传动件与无级调节传动机构的从动装置，第二传动件与由无级调节传动机构和倒车档组成的总设置的从动装置有功连接，而第三传动件与外壳相关，至少在自由度方面可以固定。行星齿轮传动装置优选的特性在于，当传动件之一固定时-外齿轮，太阳轮，行星齿轮，其中后者应优选保持其固有旋转能力-其他传动件各自可以继续同步运转，相应从中产生的传动比相互作用。特别是相应固定一个传动件，至少在自由度方面产生其余两个传动件之间相对速度实质性的改变，从而可以利用相对速度的这种变化控制倒车档。
后者特别是可以通过第三传动件为行星齿轮得到保证。如果在行星齿轮传动装置中，将行星齿轮本身固定其环绕相应太阳轮的旋转自由度，那么直接改变外齿轮和太阳轮之间的旋转方向，由此可以转换相应的倒车档，如果在相应同步运转的行星齿轮中实现各自的前进档，其中-需要的话-可以通过行星齿轮传动装置以适当的方式选择传动比。
如果第一传动件由与锥形摩擦环传动机构的从动锥同步旋转的小齿轮传动的话，由无级调节传动机构或特别是由锥形摩擦环传动机构和倒车档构成的总设置结构特别紧凑。这种设置保证锥形摩擦环传动机构和倒车档之间直接的力传递或转矩传递，从而总设置结构非常紧凑，因此对现代汽车来说非常经济。
在后一种设置中，作为补充或替代优选的是，第二传动件与差速器的旋转支架旋转连接。特别是与在汽车上使用相关的情况下，最好利用主差速器，从而倒车档直接与差速器成为一体，其中，特别是在与锥形摩擦环传动机构相关的情况下，与倒车档驱动侧的设计无关产生紧凑式结构。
特别是在正常运行方面具有优点的是，第一和第二传动件可相互固定。根据倒车档方面换档程序的具体方案，这种调整也可以在其他方面具有优点地加以利用，以便确定行星齿轮传动装置所要求的运行状态。通过第一和第二传动件相互固定，通过行星齿轮传动装置确保直接的力传递，从而在这种运行状态下，行星齿轮传动装置基本上无损耗地工作，特别是在前进档方面总设置以非常高的效率工作。优选第三传动机构以及两个第一传动件有选择的固定相应连接，从而行星齿轮传动装置在其状态下各自运行可靠地旋转。与此相关特别具有优点的是，第一或第二传动件由行星齿轮传动装置的外齿轮或太阳轮构成，第三传动件由行星齿轮构成，因为由此可以非常简单和紧凑的方式实现传动件之间必要的相互作用。这一点特别适用于第二传动件直接与差速器的旋转支架连接或与该支架整体构成和/或第一传动件直接由随同从动锥变化的小齿轮传动。在这种方案中，特别是由于在补充的汽车类别中很多的件数和变化造成各自装有同向传动装置的传统汽车传动装置情况下，总设置产生特别紧凑的以及价廉的和可以在微型车上使用的传动机构。
在一个自由度方面相对外壳固定例如旋转传动支架或行星齿轮或者第三传动件，可以为这种固定最好使用极其不同的方式，如摩擦连接或者形状配合连接。事实证明特别具有优点的是摩擦连接，它可以连续过渡，它-根据具体构成-甚至可以在旋转期间换入倒车档。然而后者由于相当高的力和摩擦损耗，并非在任何使用方式下都具有优点，从而特别是发动机和锥形摩擦环传动机构之间的起动离合器在这些情况下具有优点。为进行固定-根据具体设计-适合使用离合器，惯性制动器，同步装置和类似的设置，正如它们本身与早已公知的传动机构档位和进给相关的情况下那样。
不言而喻，为了提供具有上述相应优点的传动机构，这种设置作为对本发明特征的补充或替代也是具有优点的。在这种情况下，特别是紧凑度以及一方面所使用的组件数量或由此产生的成本最低化或另一方面发动机的旋转方向都是非常重要的。
为了提供能够运行可靠和在很小损耗下传递转矩的无级调节传动机构，作为对上述特征的补充或替代，这种传动机构具有至少两个平行设置在传动系中的无级调节分传动机构，其中，两个无级调节分传动机构通过总传动机构换接到输入件或输出件上。
使用也称为外差式传动机构的总传动机构的优点是，对分传动机构的传动件之一不像现有技术那样必须使用相同的转速或精确确定的转速。确切地说，两个分传动机构对总传动机构的合量转速做出它们自身的取决于转速的贡献。依据本发明的设置因此可以分开控制和调节两个分传动机构，因此还能利用那些优点，即将一个无级调节传动机构分解为两个无级调节分传动机构，例如将转矩分解到两个分传动机构上，而不必由此忍受由强制转速产生的那些缺陷，例如摩擦损耗或者增加调节损耗。
两个分传动机构通过总传动机构本身不对称的以及自由的错接，因此以意想不到的方式在传动机构设计和使用方面产生优点，特别是在效率方面以及对控制的要求方面，这在通过连接行星齿轮传动装置的行星齿轮强制对称中是不可能的。
依据本发明总传动机构的典型体现例如是行星齿轮传动装置，其中三个传动机构(行星齿轮，太阳轮，外齿轮)的两个组成部分与两个分传动机构连接，第三传动件作为从动装置或驱动装置使用，其中，行星齿轮作为传动件或差速器共同使用，在后者中，两个分传动机构分别与差速器的差动件连接。
两个无级调节分传动机构可以在其远离总传动机构的面上具有共用的传动件。它例如可以是共用的输入轴或者共用的输出轴。同样，它特别可以是两个无级调节传动机构共同利用的，两个无级调节传动机构的直接传动件。为此，例如在锥形摩擦环传动机构中，锥体之一适合作为共用的传动件使用。通过这种设计，这种传动机构的结构相当紧凑和成本经济，因为通过双重利用，相应传动机构部件的总数可以降到最低限度。
在上下文中，概念“远离总传动机构的面”表示传动系中的方向，它由通过传动机构的力传递确定，并不一定必须与几何比或空间比一致。
多个无级调节传动机构具有一个主传动平面，上面设置主要的组件，例如输入轴和输出轴，输入锥和输出锥或者类似的旋转对称体，并按照这种方式确定传动平面。如果将两个分传动机构的两个主传动平面彼此平行设置，依据本发明的传动机构结构特别紧凑。如果两个分传动平面相同，可以实现特别平的结构。依据本发明这种构成的传动机构结构特别平，此外可以出现相当大的转矩。此外，这种传动机构就此而言特别适用于柴油发动机的小型货车，因为根据固定在例如增压器下面设计，在其结构空间方面非常好，此外还可毫无困难地出现现代柴油发动机的高转矩。
此外，在无级调节分传动机构至少之一和总传动机构之间可以具有另一可调分传动机构，特别是像变速器或倒车档。
通过这种设置，可以实现带有非常广泛的传动特性，特别是带有无级前进-和倒车驱动可能性的传动机构。特别是这种传动机构在传动装置运转时也可以本身回授，使从动装置无转矩停车。
虽然本发明与现有技术的传动机构相比明显提高了总传动机构的效率，但无级调节的传动机构表现出较高的损耗，特别是在比较稳定的操作条件下，例如像在起动过程之后或者在公路上或高速公路上。为了避免这种损耗，特别是在无级调节传动机构不可强制要求的操作条件下具有的优点是，无级调节分传动机构的至少之一可搭接。按照这种方式，例如在上述操作条件下，无级调节分传动机构消除其较高的损耗，从而在这些操作条件下提高了效率。不言而喻，两个无级调节分传动机构的这种应用也具有优点地不受本发明其他特征的影响。
现借助举例示出传动机构的附图对本发明的其他优点，目的和特征进行说明。其中

图1示出第一传动机构沿图2中I-A-B-C-D-I线段的剖面；图2以侧视图示出图1传动机构的示意图；图3示出图1传动机构的示意图；图4示出从动锥的放大图；图5示出图1-4传动机构压紧装置弹簧件的顶视图；图6示出另一传动机构的示意图；图7示出另一传动机构的示意图；图8示出另一可能的传动机构的示意图，带有同轴传动-和从动装置；图9示出可选择的另一传动机构的示意图，带有同轴传动-和从动装置，其中摩擦环处于两个运行位置；图10示出依据本发明传动机构中可能的倒车档；图11示出与图3类似方式的另一传动机构的示意图；图12示出图11传动机构差速器、倒车档和输出锥定位设置的剖面；图13示出图11和12传动机构差速器、倒车档和输出锥从动装置的剖面；图14类似于图1示出图11-13的传动机构；图15示出图14压紧装置膨胀时的截面放大图；图16示出压紧装置缩小时图15的设置；图17示出锥形离合器打开时图15和16的设置；图18示出图17中XVIII截面放大图；图19示出补充或可替代的倒车档示意图20示出另一补充或可替代的倒车档示意图；图21无级调节传动机构可分解为两个分传动机构的示意图；图22示出图21传动机构带有的附加换档可能性；图23类似于图21和22示出无级调节传动机构另一可分解为两个分传动机构的示意图；图24类似于图21-23示出无级调节传动机构另一可分解为两个分传动机构的示意图；图25示出图24变速器带有附加的换档可能性；图26示出以硅绝缘油为例取决于温度的粘度；图27a示出连接件或摩擦环剖面示意图；图27b-e以图27a截面A的截面放大图示出不同的表面构成；图28以顶视图示出图1传动机构的调整桥；图29示出图1和28调整桥预张紧示意图；图30示出图28和29保持装置末端止档示意图；以及图31示出图28-30示出的保持装置可选择的实施方式。
图1-3示出的传动机构主要包括两个变速档位1，2，它们可通过传动系中的同步变速器3有选择地换档。
在这种情况下，第一变速档位1具有一锥形摩擦环传动机构，带有两个反向设置的锥体4，5，使锥体4，5之间保留间隙6，其中摩擦环7环绕锥体5运转。为使该锥形摩擦传动机构能够传递转矩，锥体4包括压紧装置8，在施加可变压紧力下将两个锥体4和5夹紧在夹紧轴承9，10之间。
特别是从图1和4所看到的那样，锥体4一方面具有滚动面12，另一方面具有夹紧件11，夹紧装置8作用于它们之间，其中，夹紧装置8可使夹紧件11相对滚动面12轴向移动，从而夹紧件11一方面支承在夹紧轴承9上，另一方面将滚动面12压向摩擦环7，其中，通过第二锥体4和互补的夹紧轴承10对该压力产生反作用力。
具体地说，压紧装置8包括两个盘形弹簧13，14以及两个压紧件15，16和两个设置在压紧件之间的滚动件17。如从图2直接看到的那样，盘形弹簧13，14以及压紧件15，16的压紧力串联设置，从而与现有技术相比，在转矩变化时压紧件15保持更大的运动间隙，从而更精确且可重复地调整压紧力。此外，盘形弹簧13具有径向空隙18，19，它们与具有滚动面12的组件或压紧件15的相应凸起部嵌接。按照这种方式，盘形弹簧13在具有滚动面12的组件和压紧件15之间传递转矩，由此压紧件15由相对包括滚动面12的组件的加载转矩的滑动运动卸载，再次产生与转矩有关的压紧力更高的可重复性。在该实施例中，滚动体17在具有深度变化的各压紧件15，16的框架内运转。由此可以在压紧件之间实现取决于转矩的距离，其中，如果由于转矩的出现而使压紧件15，16在切线方向上移动的话，滚动体17产生合量压紧力很高的可重复性。不言而喻，上述特征彼此独立地有利于产生合量压紧力的可重复性。
此外，显然也可以使用其他滚动体，例如辊子或固定支承在夹紧件上的滚动体来取代球体17。还可以设想在主动锥体5中也具有这种压紧装置。
然而在一可替代的实施方式中，也可以取代机械设置而用具有压紧装置的电动机执行机构，它同液力的或者静压的推力轴承一样，也借助适当的转矩控制，以便实现取决于转矩的压紧力。
另一方面，显然可以仅利用压紧件15，16的移动或包括滚动面12的部件和夹紧件11在切线方向上出现的移动或者例如对夹紧轴承9，10的轴向力来确定出现的转矩。
此外，图1-5示出的实施例，相对无级调节的锥形摩擦环传动机构2来说，在驱动侧包括作为三轮式液力变矩器实现的起动离合器。在这种情况下，包括锥形摩擦环传动机构1的变速档位通过变速器3或主动齿轮35和同步齿轮34可直接与三轮式液力变矩器20的泵轮21连接，而通过三轮式液力变矩器的涡轮22并通过一差速齿轮传动件23可进行起动。后面的差动齿轮传动件23与带有涡轮22的差动侧24固定连接，而利用由该变速档位的从动装置构成的第二差动侧25并通过齿轮26，与总传动机构包括一从动小齿轮33的主从动轴28的齿轮27连接，其中，齿轮27另一方面与锥形摩擦环传动件1的从动装置29啮合。从动小齿轮33可以与例如汽车的主差速器啮合。差速齿轮传动件23包括两个摩擦离合器30，31，它们可有选择地将差速齿轮传动件23固定在外壳32或者输出端25上。正如直接看到的那样，由此可以改变从动装置的旋转方向，从而可以毫无困难地实现前进档和倒车档。在脱开离合器30，31时，差速器以及涡轮22自由同步运转，从而锥形摩擦环传动机构尽管连接从动装置仍可利用。
这种设置的优点是，可以为起动或在倒车档中利用三轮式液力变矩器20的优点。此外，通过差速器23按照非常紧凑的方式实现了前进档和倒车档。另一方面，通过变速器3避免了三轮式液力变矩器20由于在正常工作中滑移产生的很大功率损耗以及转矩过高的缺陷，因为通过变速器3涡轮22短路连接，并直接通过泵轮21进行锥形摩擦环传动件1的驱动。此外，两个变速档位1和2从动侧的连接可以在这两个变速档位1和2之间的换档过程之前调节锥形摩擦环传动件1的传动比，使两个变速档位1和2在输入侧也几乎同步。其余的同步可以通过变速器3本身进行，其中，三轮式液力变矩器20也可以起到支持作用。
在图6示出的传动机构设置中，两个旋转的反向同轴设置的锥体91，92也是通过摩擦环93彼此有功连接，摩擦环可沿保持在锥体91，92表面之间的间隙移动，从而可以实现不同的传动比。在该设置中，无论是主动锥91还是从动锥92均可通过同步器94连接到主从动轴95上，主从动轴本身通过小齿轮96与汽车的主差速器97啮合。在该设置中，主动锥91和从动锥92在相同次数的改变旋转方向下与主从动轴95连接，从而通过同步器94可以直接保证改变旋转方向。这种设置可以在最小数量组件的情况下并因此以成本极为有利的方式实现前进档和倒车档。在这种情况下，改变旋转方向可以有选择地仅在锥体91，92和同步器94之间通过啮合的齿轮或者旋转的三角皮带作用，从而通过这种设置必要时也能成本有利地实现第一档或者超速档。根据传动装置的旋转方向，小齿轮91a或92a和齿轮91b和92b通过三角皮带系统连接或者直接啮合。此外可以设想，在小齿轮96和主差速器97之间具有改变旋转方向的齿轮。
优选同步器具有静止位置或中间位置，从而锥体91，92可以自由运转。由此在汽车停车时也可以调整摩擦环93或其他连接件。
图6示出的设置特别是利用锥形摩擦环传动机构改变旋转方向，以便以成本有利的方式提供前进档和倒车档。该设置因此也适用于其他所有改变旋转方向可无级调节的传动机构。
此外，图6示出的设置同图1-5的设置一样，无论在从动侧还是主动侧，均各自具有传动件，利用它们可以传递环绕锥形摩擦传动机构91，92，93的转矩。
图7示出的传动系作为可无级调节的传动件，也包括锥形摩擦环传动机构40，同图1-5的实施例一样，主动侧功率分配器41和从动侧功率分配器42与其对应。在这种情况下，通过功率分配器41和42第一档43平行换接锥形摩擦环传动机构40，其中如上所述，该功率分配器同步并通过摩擦离合器44，45有选择地换入传动装置46和从动装置47之间的传动系内。
图8示出的实施例示出传动装置和从动装置的同轴设置，它在无级传动机构中，特别是在锥形摩擦环传动机构中，有利地实现了两侧同轴从动。一方面外壳负荷相当小，另一方面结构非常紧凑，其中优选-特别是在该实施例中-从动轴50穿过锥形摩擦环传动机构52的传动锥51。该设置在其他类型的传动机构中特别是在与电动机的相互作用下也具有优点，其中在后一种情况下，从动轴也可以穿过电动机的电枢轴。
就此而言，在该实施例中，未示出的电动机通过传动装置53驱动传动锥51，传动锥本身通过摩擦环54作用于从动锥55。从动锥通过小齿轮57与在从动轴50上配合的从动轮57有功连接。
图9示出的传动机构具有类似的结构，其外壳60连接在电动机的外壳61上。在该实施例中，电枢轴53也是空心的，从动轴50从中穿过。但是从动轴56与差速器59的驱动轮58啮合，差速器本身与分体的传动轴50连接。因为本来在该部位上必须具有齿轮，所以这种设置非常紧凑。
此外，该设置在电动机和无级传动装置之间额外具有降低转矩的旋转式传动机构62，以便无级调节的传动机构不会过载。
图10示出的锥形摩擦环设置80特别是可以在与图7，8和9设置的相互作用下使用，并以非常紧凑的方式实现倒车档，其中，该传动机构80包括两个锥体81和82，通过环83相互作用。锥体82除了正常的锥形区域(D)外还具有反向旋转的区域(R)，在该实施例中通过环绕行星齿轮85运转的锥形环84转换，行星齿轮本身固定设置在齿轮箱外壳86内并利用其内面在锥体82的锥形轴87上滚动。按照这种方式，锥形环84与锥体82的剩余部分反向旋转。此外，锥体82具有包括环88的中间区域(N)，环本身可自由旋转设置在锥形轴87上。
在该设置中，摩擦环83可以从锥体82的主区域(D)先移动到中间区域(N)内，其中，锥形环88与通过主锥体82和摩擦环83预先规定的旋转相配合。如果摩擦环83继续向反行程的区域(R)移动，那么它就在另一侧离开主区域(D)，从而可使中间区域(N)的旋转方向与反行程环84的旋转方向相配合。按照这种方式，非常紧凑地实现了倒车档。
这种倒车档80或以本身公知的方式构成的改变旋转方向的装置，特别是采用图7示出的实施例是优选的，因为如果适当错接功率-和/或转速分配器或加法器并适当选择传动比的话，虽然锥形摩擦环传动机构40和轴43仍在运转，但由此可以实现输出轴47停止运转。按照这种方式，在汽车上可以实现所有行驶状态，即倒车，前进和停车，无过渡地立即离合，其中，对于附加的行驶状态，例如全负荷-或者持续负荷运行，完全可以具有离合器或者其他变速档位。
图11-18示出的设置基本上与图1-5的设置相应，因此不再重复介绍，其中具有两个传动系101，102，它们可有选择地通过同步变速器123或锥形离合器134换入传动系内。在这种情况下，第一传动系101也具有带有两个反向设置锥体104，105的锥形摩擦环传动机构，锥体这样设置，即，使锥体104，105之间保持间隙6，其中摩擦环107环绕锥体105运转。为使该锥形摩擦环传动机构能够传递转矩，锥体104包括压紧装置108，它以公知的方式或上述方式在施加变化的压紧力下，将两个锥体104和105夹紧在夹紧轴承109，110之间。为此，压紧装置具有两个滚动件117以及导向体118和119，它们通过盘形弹簧120夹紧，并通过它们按下面将要介绍的那样施加取决于转矩的压紧力，方法是压紧装置108取决于转矩膨胀并向轴承109，110相应支承。
特别是如从图11看到的那样，倒车档包括传动轮124，利用其传动系102从主传动系分支。通过中间轮130和133驱动换档齿轮125，它通过同步变速器123可与小齿轮126连接，小齿轮在它那侧直接与主差速器115的外轮127啮合。整体设置结构非常紧凑，如果驱动轮124可通过一同步变速器与驱动轴121连接并与外齿轮127啮合的话，结构会更加紧凑。
除了该倒车档102外，设置还包括通过传动机构101实现的前进档。前进档通过小齿轮129与外齿轮127并因此与倒车档102连接，通过离合器134接通或断开。如直接看到的那样，在分离状态下，分传动系101和102各自的传动件仍自由同步运转。
如上所述，压紧装置108与离合器134共同工作。借助图15-18可以更容易地理解其工作原理。如图15和16所示，压紧装置108根据所传递的转矩膨胀。图15示出高转矩并因此是在高压紧力下的设置，图16示出低压紧力下的设置。与转矩有关的压紧力基本上由此产生，即支承体119通过对应体150和从动轴151支承在夹紧轴承109上。轴151上还配合有从动小齿轮129。此外，轴151通过一个滚针轴承152径向设置在定心体153上。由从动锥104通过啮合部154(参见图18)和155将转矩传递到从动小齿轮129上。
在压紧装置108中，该转矩使球体117移动，从而如从图15和16所见那样，压紧力可以所要求的方式变化。如直接从图15-18所见那样，两个物体119和150各自通过锥面156，157(参见图18)彼此紧贴。最后两个锥面156，157构成通过压紧装置108封闭的有效离合器134。为脱开离合器134，整体设置具有止动外壳的气缸158，通过液压管道160施加压力的活塞159在气缸内运动。活塞159通过推力轴承161和支承体162支承在支承体119上。如果这时活塞159施加压力，那么它将离合器134的物体150从压紧装置108的压紧力卸载。只要离合器134打开，就不会再传递转矩，从而压紧装置减压，因此只需施加非常小的压力，以便将离合器134打开或保持打开。在离合器134打开时，如从图18所见，锥面156，157之间保持间隙163。不言而喻，也可以采用将物体119卸载和打开离合器134的其他措施取代活塞159以及液压装置160。特别适用的是那种措施，即可以将物体119在避开离合器134情况下支承在整个传动机构的外壳上。
图15-18所示设置的特征特别在于，活塞159不同时转动，从而可以产生成本相当有利的密封。
该设置特别的优点是，关闭离合器不需附加的装置。此外，离合器的关闭力取决于转矩并随其上升，因为压紧装置与此相应地本来就有相应的装置。
图19和20示出的设置分别包括锥形摩擦环传动机构201和与此串联的倒车档202。在该实施例中，锥形摩擦环传动机构2011本身结构基本相同，各自具有输入锥203和输出锥204，它们轴向平行彼此相对设置，且在它们之间一个摩擦环205可在间隙206内移动，从而根据摩擦环205的位置，可以调整变化的传动比。在该实施例中，摩擦环205环绕传动锥203，而从动锥204携带从动小齿轮207。不言而喻，根据具体设计，锥形摩擦环传动机构也可以与此不同。
在图19的实施例中，从动小齿轮207直接与携带行星齿轮传动装置210太阳轮209的组件208啮合。图20示出的设置也包括行星齿轮传动装置211，带有由从动小齿轮207驱动的太阳轮212。驱动通过三角皮带213和随同太阳轮212旋转的齿轮214进行。作为三角皮带213可使用所有已知的三角皮带-或链条装置，通过它们可以保证运行足够可靠地持续传动力。
两个行星齿轮传动装置210和211各自具有行星齿轮215或216，它们一方面与各自的太阳轮209或212啮合，另一方面与各自的外齿轮217或218啮合。
在图19的实施方式中，外齿轮217直接与差速器220的旋转支架219连接。就此而言，在该设置中行星齿轮传动装置210以及倒车档202直接处于差速器220上。由于这种原因，该设置证明结构特别紧凑，而且效率特别高，因为减少了传动系中传动件的数量。不言而喻，直接设置在差速器220上的倒车档202不受本发明其他特征的影响，由于其紧凑式结构而具有优点。此外还有一种设置，其中，从动小齿轮207直接与倒车档的输入轮啮合，倒车档的输出轮直接与差速器的支架连接，由于通过锥形摩擦环传动机构产生的改变方向，对常用的汽车来说具有优点，因为这种设置只需要最低数量的传动件，因此具有特别高的效率。
相反，在图20的实施方式中，外齿轮218与从动轮221并随同其旋转，从动轮本身与差速器223的旋转支架222啮合。由此产生的方向改变通过三角皮带设置213补偿，其中，在图20的实施例中，倒车档设置在中间轴224上面或环绕其设置。设置在中间轴224上面与图19提出的直接设置在差速器220上面相比的优点是，图20的整体设置在其空间设置上更加灵活。这一点特别是对周围环境具有优点，其中，通过第三组件直接将容积比限制在差速器的附近。不言而喻，倒车档在中间轴224上的设置-特别是由此产生的改变旋转方向-不受本发明其他特征的影响也是具有优点的。后者特别适合在锥形摩擦环传动机构与采用反向旋转的外国发动机的相互作用下使用。在这种情况下，可以取消三角皮带设置，小齿轮207可与齿圈214啮合。此外具有优点的是，从动锥204直接设置在轴224上，从而可以全部取消单独的从动小齿轮207以及三角皮带设置213。
此外，专业人员容易理解的是，也可以从锥形摩擦环传动机构201出发，取代通过太阳轮209或212，再通过外齿轮217或218及通过倒车档的其他传动件实现驱动。同样，倒车档的从动传动也不一定非要通过外齿轮217或218完成。确切地说，为此也可以使用太阳轮或其他传动件。
为了图19和20中示出的实施例能够运行可靠地保持其“前进”或“后退”状态，分别具有固定系统，传动件确切地说在该实施例中是上面设置行星齿轮215或216，随同行星齿轮旋转的支架225或226，利用该固定系统可刚性固定。此外，存在可将各自行星齿轮传动装置210或211的两个传动件彼此固定的固定系统。在这种情况下，可将图19实施例中的太阳轮209和外齿轮216，图20实施例中的外齿轮218和行星齿轮216的旋转支架226有选择地彼此固定。
为将传动件固定在外壳上或彼此固定，可使用不同的固定系统，如离合器，惯性制动器或同步装置。在所示的实施例中举出了三个例子，根据具体要求可以很容易地交换。
在图19的实施例中，行星齿轮215的支架225借助于电磁制动器227固定，它可有选择地制动本身与行星齿轮215的支架225啮合的制动小齿轮228。如果因此要改变该设置中的旋转方向，那么激活制动器，从而在支架225相对于太阳轮209和外齿轮217放慢速度的程度上，从动装置的运行或转速下降直至停止，然后变换方向。
外齿轮217和太阳轮209的固定通过制动器229完成，由此相对外齿轮217和太阳轮209也固定行星齿轮215。因为在这种状态下行星齿轮传动装置210运行损耗非常小，所以优选将该状态作为前进档，其中可以直接看出，例如在支架225和太阳轮209和/或外齿轮217之间也可以具有与制动器229相应的制动器。同样，仅阻止行星齿轮215相对支架225的旋转，就完全可以使行星齿轮传动装置210本身相应静止和整体转动。
在图20的实施例中，通过同步器230有选择地固定，借助该同步器可使携带行星齿轮216和随同其旋转的支架226，有选择地与外齿轮218或者相对在该实施例中固定在外壳232上的固定齿轮231同步。在这种情况下产生的机构与图19中已经介绍过的机构相应，其中不言而喻，支架226也可取代与外齿轮218而与太阳轮212同步。
图21示出的无级调节传动机构具有一个输入锥301以及两个输出锥302，303，它们分别通过环绕各自输出锥302，303旋转的摩擦环304，305与输入锥301连接。通过摩擦环304，305沿保持在锥体301，302，303之间的间隙移动，由锥体301和302或301和303构成的分传动机构306或307可无级调节。
在输出侧，两个分传动机构306，307或两个输出锥302，303通过总传动机构308换接到输出轴309上。在图21示出的实施例中，总传动机构308包括带有外齿圈311，行星齿轮312和太阳轮313的行星齿轮传动装置。外齿圈311与另一齿圈314固定连接，后者本身与设置在锥体303从动轴316上的小齿轮315啮合。同样，太阳轮313与齿轮317固定连接并随同其运转，后者本身与设置在锥体302从动轴319上的小齿轮318啮合。此外，行星齿轮312设置在支架320内，支架与从动轴309连接并随同从动轴309和行星齿轮312共同运转。因此提供一种总传动机构308，其中，小齿轮315，318或从动锥302，303的转速根据传动比以及摩擦环304，305的位置得出轴309的总转速。优选这样选择传动比，即在摩擦环304，305位于同一位置下，也就是两个从动锥302，303相同转速下，使行星齿轮312停止在支架320内的自旋转，仅随同外齿圈311和太阳轮313共同运转。按照这种方式，恰恰可以将持续运行中的损耗降到最低限度。此外，为使损耗最小化使用离合器321，从动轴309可以与其直接连接，或者根据具体实施方式
通过齿轮传动机构与主动锥301连接，从而在高速时和本来也不能优先使用无级调节传动机构，而且这种无级调节传动机构导致不必要损耗的匀速时，两个分传动机构306，307可以搭接。
如直接看到的那样，总传动机构308将两个锥体302，303的转速叠加，此外作为该锥体202，303上出现的转矩的转矩秤使用。
图22示出的实施例基本上与图21的实施例相应，从而相同作用的组件也采用相同的符图标记，对相同的功能不再重复介绍。通过图21的实施例可以看出，图22的实施例一方面具有制动离合器322，行星齿轮312的旋转支架320借助于其可在外齿圈311上固定，另一方面具有离合器323，支架320以及从动轴309借助于其可以固定在没有详细示出的固定的离合器外壳上。第一离合器322用于在规定的运行状态下强制行星齿轮312自旋转停止运转，从而避免通过行星齿轮312造成的损耗，并且外壳320以及轴309与外齿圈311以及太阳轮313共同运转。第二离合器323用于定位保持行星齿轮312，但可环绕其固有轴旋转。这种设置特别用于与传动机构的相互作用，其中传动机构这样设计，使外齿圈和太阳轮313也能反向运转或反向运转。这一点可以例如通过附加的中间连接的齿轮实现，或者通过传动系中至少分传动机构306，307之一和总传动机构308之间单独的倒车档实现。在这种设置中，总传动机构308可以通过两个分传动机构306，307这样控制，虽然主动锥301在旋转，使轴309上的转速为0。在这种状态下，离合器323可以用于传动机构的固定。在这种设置中，然后从动轴309只能通过摩擦环304，305的调整或通过分传动机构306，307的调整起动。
图23示出的设置基本上与图21的设置相应。就此而言，分传动机构306，307在两个设置中相同。仅总传动机构308在图23的设置中与图21设置中的不同。出于这一原因，在这里也不再详细介绍相同的组成部分及其功能。
在图23示出的无级调节传动机构中，从动轴309直接与行星齿轮传动装置的外齿圈324连接并随同其共同运转。此外，行星齿轮312设置在支架325内，后者可与行星齿轮312和齿轮326共同运转，其中，齿轮326与锥体303从动轴306上的小齿轮315啮合。与此相反，如图21和22的实施例中那样，太阳轮313与齿轮317连接，后者与锥体2从动轴319上的小齿轮318啮合。
图23示出的传动机构308因此也起到总传动机构的作用，并将两个分传动机构306，307的转速相加或相减。
图24示出的设置在其分传动机构306，307方面与图21-23中示出的设置相应。仅传动机构308的构成不同。在这种情况下，总传动机构308通过分别设置在锥体303或302从动轴316或319上的锥形齿轮327或328传动。为此，锥形齿轮327或328与锥形齿轮329或330啮合，后者本身与差速器的定位环绕固有轴旋转的锥形齿轮331或332连接。图24的传动机构通过与差速器的旋转锥形齿轮333轴承连接的齿轮310从动，后者本身与差速器的锥形齿轮331或32啮合。如直接看到的那样，通过这种设置同样提供一种总传动机构。
图25的实施例在其基本结构方面与图24的实施例相应，从而总传动机构308基本上也由利用从动轮336通过锥形齿轮337传动从动轴309的差速器335构成。此外，从动轮336与本身通过同步离合器339可与主动锥301连接的锥形轮338啮合，从而根据需要两个分传动机构306，307可以搭接。此外在该设置中，从动锥302，303的从动轴316，319通过同步离合器340或341可有选择地换接到锥形齿轮342，343或344，345上，后者本身与各自与差速器的环绕固定轴旋转锥形齿轮连接的锥形齿轮346或347啮合。通过离合器340或341因此可以按照简单的方式改变分传动机构306，307的有效旋转方向，从而图25的传动机构具有非常广泛的传动特性。
不言而喻，也可以使用不同于用于这种依据本发明无级调节传动机构的分传动机构的无级调节传动机构来取代所示的锥形摩擦环传动机构306，307。如从图21-25直接看到的那样，由各自分别彼此平行的锥形轴348，349，350确定的分传动机构306，307具有均处于图中平面上的分传动平面。按照这种方式，这种传动机构结构非常平缓，特别适合于货车或小型货车使用，因为它们例如可以安装在增压器的下面。由于依据本发明的传动机构通过使用两个分传动机构，在像通过现代柴油发动机产生的那种更高的转矩下以良好的效率工作，这种特性更为有效，因为通过使用两个分传动机构可以避免非常高的压紧力。
正如借助图21-24的说明和实施例指出的和借助图25的实施例举例介绍的那样，通过选择分传动机构306，307利用其作用于总传动机构308的旋转方向，可以明显影响总传动机构的特性。特别的优点是与倒车档相关或改变旋转方向的传动件。与此相关可以选择图10举例介绍的上述分传动机构80。
不言而喻，在图21-25示出的传动机构中，也可以相反选择力传递，从而输出件309，310作为输入件，输入锥301作为输出锥使用。
如从图1，4，8和9以及14-17可看到的那样，那里示出的无级调节传动机构在其轴承的方向上分别通过密封件70(仅示范性地标注)密封。正如从现有技术中公知的那样，由此形成单独的流体室，里面设置锥体以及连接件。在本实施例中，优选“硅油”作为流体使用，其中以优选的方式聚二甲基硅氧烷中约10-30Mol％的甲基由苯基取代，其粘度在25℃时约为200mm2/s。另一方面，可以使用其他任何流体，它在其温度关系方面物理和化学参数比矿物油的温度关系稳定和/或在取决于温度的压缩梯度或取决于温度的粘度梯度方面处于矿物油的梯度和硅油的梯度之间。
图26以对数形式示范性示出举例流体或上述液体的温度关系，其中，空白线段89a和空白线段89b分别表示矿物油和硅油。这些流体保证在运行条件下，在锥体4，5；51，55，81，82，91，92，104，105，203，204，301，302，303和连接件7；54，83，93，107，205，304，305之间可以形成由流体搭接的间隙。例如可以在金属部件上通过电压测量证明该间隙的存在，试验证明，该间隙只有在若干旋转后才能形成，也就是如果流体分布的话，从而在间隙尺寸方面应适当选择压缩性和粘度。在这种情况下，这样确定夹紧-或压紧装置的尺寸，即，在运行条件下保持相应的间隙。
为了在不同的滚道下和锥体4，5；51，55，81，82，91，92，104，105，203，204，301，302，303不同的半径下保证均匀的表面压力，两个锥体的滚动面12优选轴向不同。在本实施例中，这一点通过不同宽度的槽(未示出)实现。可以选择具有轴向变化的表面粗糙度或者类似的结构。
同样，优选摩擦环7；54，83，93，107，205，304，305的表面具有槽，以便像图27中借助摩擦环71示范性示出的那样，影响保持在锥体4，5；51，55，81，82，91，92，104，105，203，204，301，302，303和摩擦环7；54，83，93，107，205，304，305之间间隙内液体的剪力。摩擦环71具有两个旋转的表面72，73，正如借助摩擦环7；54的那样，它们分别与锥体4，5；51，55，81，82，91，92，104，105，203，204，301，302，303的表面相互作用。在这种情况下，表面72，73可以具有不同的表面。例如梯形过梁74(参见图27b)特别具有优点，因为它，它们可以特别有效地支承在环71的其余材料上。作为补充或替代，可以具有倒圆的槽入口(参见图27b和27c)，由此可以避免处于对面的表面形成旋角。这种倒圆的槽入口75对油膜或表面压力的分布也是具有优点的。而倒圆的槽底部76(参见图27b，27c和27d)可以避免槽底部负荷下的应力集中。基本上也可以具有矩形过梁77(参见图27c)。同样，如图27d和27e所示，可以使用带有倒圆横截面外部变化79的过梁78。
无论在锥体上，还是根据具体实施方式
在摩擦环表面均可以相同或不同地具有这种槽。特别是槽或过梁的分布可以通过表面特别是在轴向上变化。按照这种方式，例如表面压力或表面压力分布也可以沿锥体变化或适当调整和/或配合油膜厚度。在这种情况下，特别是槽横截面可以确定来自各自传动件接触区的油流量。
此外，摩擦环优选具有球状横截面，从而尽管存在间隙，但通过赫兹压力仍可实现尽可能大的接触面。
如图28所示，摩擦环7，54，83，93，107，205，304或305(在图28-31中仅示范性标注出7，54)本身在本实施例中以公知的方式，通过可环绕轴92旋转设置和调整桥91在上面运转的保持架90保持。但与现有技术不同的是，调整桥9 1在保持架90的角度变化时不是自由运转，而是通过可旋转设置在外壳32杆94上的执行机构93强制引导。在这种情况下，执行机构93和调整桥91之间具有足够的间隙，从而执行机构93的移动首先造成保持架90角位置的变化，由此环7，54，83，93，107，205，304，305在其旋转轴上相应移动，然后执行机构93跟随运动。
因为环7，54，83，93，107，205，304，305调整的角位置在自传动下临界，所以在该实施例中，通过外壳32和保持架90之间的弹簧95根据保持架90的角位置预张紧，如图29示出的那样，从而调整桥91和执行机构93之间的间隙不会导致保持架90的角位置意外改变。
此外，外壳32上具有终端止档96(图30中示范性示出)，调整桥91可以与其相反上升，其中，该终端止档这样设置，即，使环7；54，83，93，107，205，304，305根据其旋转轴平行对准锥形轴，由此不再继续移动。按照这种方式，如果环的定位装置失灵的话，防止传动机构全部损坏。在该位置上也具有用于显示调整桥91相应位置的传感器。
图31示出可选择的调整方案97，其中，该实施方案成本非常有利。在该实施方案中，环7；54，83，93，107，205，304，305仅一侧由保持装置98引导。该装置具有入口侧，从而在所选择的视图中，环7；54，83，93，107，205，304，305从保持装置98出发，首先通过锥体4，5；51，55，81，82，91，92，104，105，203，204，301，302，303之间的间隙，然后在它重新到达保持装置98之前，环绕锥体5；51，81，91，105，203，302，303运转。保持装置98设置在杆99上并包括带有足够间隙的环，从而该环可以将其旋转轴的角位置从由锥形轴构成的平面中移出，由此环进行移动运动并从自传动中跟随保持装置98的运动。作为对保持装置98间隙的选择，该装置与设计为杆的调整装置99相关，可以具有在图31的图示平面上的旋转自由度并基本上无间隙地引导环。
如果环7，54，83，93，107，205，304，305这样构成，即，使它具有与其旋转轴垂直的转矩，那么也可以具有仅在一侧的装置100上引导环7，54，83，93，107，205，304，305的保持装置，它对该转矩产生反作用力，而且-根据所要求的移动-远离环，从而该环独立地完成其旋转轴从由锥形轴构成的平面中的旋转运动并开始移动，直至它到达重新相应对准的导轨，或者通过旋转轴向环运动使环的旋转轴转动，从而该环从导轨移开，直至该导轨不再继续跟随环和环重新通过其固有的转矩使其旋转轴回摆，直至环重新到达导轨。
最后的设置使环7，54，83，93，107，205，304，305有特别多的间隙，从而该环可以独立地和自身稳定地运动，由此可以将摩擦损耗降到最低限度。
权利要求
1.旋转式传动机构，带有至少两个可以摩擦传递转矩的旋转传动件，其特征在于，传动件之间至少在工作期间具有一个优选只加注液体的间隙。
2.按权利要求1所述的传动机构，其特征在于，至少旋转传动件之一和/或连接件用液体润湿，液体包括具有苯基的甲基硅氧烷，二甲基二苯硅氧烷和/或甲基苯基硅氧烷或被烷基取代了的γ-三氟丙基取代的甲基硅氧烷。
3.按权利要求2所述的传动机构，其特征在于，液体包括具有苯基的或被烷基取代了的γ-三氟丙基取代的聚二甲基硅氧烷，聚二甲基二苯硅氧烷和/或聚甲基苯基硅氧烷。
4.按权利要求2或3所述的传动机构，其特征在于，液体具有含有机取代基的成分。
5.按权利要求1-4之一所述的传动机构，其特征在于，至少旋转传动件之一和/或连接件用液体润湿，其粘度在温度方面稳定。
6.按权利要求1-5之一所述的传动机构，其特征在于，至少旋转传动件之一和/或连接件用液体润湿，其粘度按照取决于温度的粘度梯度变化，该粘度梯度处于矿物油的粘度梯度(80)和二甲基硅氧烷的粘度梯度(81)之间。
7.按权利要求1-6之一所述的传动机构，其特征在于，至少旋转传动件之一和/或连接件用液体润湿，其压缩性随着取决于温度的压缩梯度变化，该压缩梯度处于矿物油的压缩梯度和二甲基硅氧烷的压缩梯度之间。
8.按权利要求1-7之一所述的传动机构，其特征在于，至少一个旋转传动件的滚道具有不同的表面。
9.按权利要求8所述的传动机构，其特征在于，轴向沿至少旋转传动件之一设置不同宽度的槽或者凸起部或变化的表面结构或表面处理。
10.按权利要求1-9之一所述的传动机构，其特征在于，连接件具有至少一个带有结构化表面的滚动面，特别是具有至少一个带槽的滚动面。
11.按权利要求1-10之一所述的传动机构，其特征在于，连接件，特别是在与润湿连接件的滚动面或相应传动件的对应滚动面的液体的相互作用下和/或在与连接件单侧支柱的相互作用下，具有至少一个带有不同于直线的横截面、优选呈凹形或鼓形横截面的滚动面。
12.按权利要求1-11之一所述带有无级调节分传动机构的传动机构，其特征在于两个平行换档的传动系，其中，在两个传动系的第一个中设置无级调节的分传动机构。
13.按权利要求12所述的传动机构，其特征在于，在两个传动系的第二个中具有倒车档，第一档和/或超速档。
14.按权利要求12或13所述的传动机构，其特征在于，两个传动系之间具有至少一个空档。
15.按权利要求12-14之一所述的传动机构，其特征在于，在两个功率分配器(41，42)例如一个差动齿轮传动部件或者一个行星齿轮传动部件之间设置无级调节的分传动机构，其中，无级调节分传动机构的至少一个输入端与输入端侧功率分配器的至少一个输出端有功连接，无级调节分传动机构的至少一个输出端与输出端侧功率分配器的至少一个输入端有功连接。
16.按权利要求1-15之一所述的传动机构，其特征在于，至少一个前进档和至少一个倒车档通过一个差速齿轮传动部件(23)实现，其中，差速齿轮传动部件的至少一个组件可有选择地与外壳和/或与差动齿轮传动部件的另一组件固定。
17.按权利要求1-16之一所述的传动机构，其特征在于，至少两个传动系(1，2)可通过变速器部件(3)有选择地换接。
18.按权利要求17所述的传动机构，其特征在于，两个传动系的输出端这样连接，即，在从两个变速档位的一个向另一个换档过程前，第一传动系的转速通过无级调节的传动机构可与第二传动系的转速配合。
19.按权利要求17或18所述的传动机构，其特征在于，第二传动系包括一个差速齿轮传动件(23)。
20.按权利要求17-19之一所述的传动机构，其特征在于第三传动系，它通过第二变速器部件和/或通过空档可以换接。
21.按权利要求17-20之一所述的传动机构，其特征在于，变速器部件(3)将无级调节传动机构部件(1)与三轮式液力变矩器(20)的泵轮(21)连接并将第二变速档位(2)与三轮式液力变矩器(20)的涡轮(22)连接。
22.按权利要求1-21之一所述带有无级调节分传动机构的传动机构，其特征在于同轴设置的驱动装置(53)和从动装置(50)。
23.按权利要求22所述的传动机构，其特征在于，在同轴从动装置(50)中，具有由无级传动机构的从动装置(56)驱动的差动齿轮传动部件(59)。
24.按权利要求1-23之一所述的传动机构，其特征在于用于无级调节分传动机构的电动驱动装置。
25.按权利要求1-24之一所述的传动机构，其特征在于，从动侧具有分离点，例如起动离合器或变矩器，摩擦片系统，液压离合器或者同步器。
26.按权利要求1-25之一所述的传动机构，其特征在于，驱动侧具有分离点，例如起动离合器或变矩器(三轮式液力变矩器20)，摩擦片系统，液压离合器或者同步器(3)。
27.按权利要求1-26之一所述的传动机构，其特征在于，两个分传动机构(1，2；101，102)各自与其在后一个传动系(15，115)驱动装置(27；127)上的从动装置(26，126；29，129)结合或与其啮合。
28.按权利要求27所述的传动机构，其特征在于，后一传动系的驱动装置(127)为汽车的主差速器(115)。
29.按权利要求27或28所述的传动机构，其特征在于，两个分传动机构(1，2；101，102)可分别换接或断开。
30.按权利要求1-29之一所述的传动机构，其中至少两个在不同轴上旋转的传动件通过一个压紧装置彼此相对夹紧，其特征在于，具有一离合器件(134)，通过该离合器件，两个传动件(104，105)可有选择地通过打开离合器件(134)与第三传动件(115，129)分离或通过关闭离合器件(134)与第三传动件(115，129)连接，并且该离合器件通过由压紧装置(108)施加的压紧力关闭。
31.按权利要求30所述的传动机构，其特征在于，离合器件(134)包括一个锥形离合器(156，157)。
32.按前述权利要求之一所述的传动机构，带有一个设置在从动装置(204)后面与无级调节的传动机构(201)串联的倒车档(202)。
33.按权利要求32所述的传动机构，其特征在于，倒车档包括带有至少一个旋转变速器架(225，226)的旋转式传动机构，它支承旋转式传动机构的至少一个传动件(215，216)，并有选择地与一个固定支架(227，232)或一个旋转的传动件(209，217；212；218)固定。
34.按权利要求32或33所述的传动机构，其特征在于，倒车档(202)包括带有行星齿轮(215，216)、太阳轮(209，212)和外啮合齿轮(217，218)的行星齿轮传动装置(210，211)，其中第一传动件(209，212)与锥形摩擦环传动机构(201)的从动装置(207)有功连接，第二传动件(217，218)与传动机构(201)和倒车档(202)组成的整体系统的从动装置(220，223)有功连接，而第三传动件(215，216)相对支架或者外壳(227，232)至少在一个自由度方面可固定。
35.按权利要求34所述的传动机构，其特征在于，第三传动件为行星齿轮。
36.按权利要求34或35所述的传动机构，其特征在于，第一传动件由随同从动锥体旋转的小齿轮(207)驱动。
37.按权利要求34-36之一所述的传动机构，其特征在于，第二传动件与差速器(220)的旋转支架(219)一起旋转。
38.按权利要求34-37之一所述的传动机构，其特征在于，传动件中的两个，优选是第一和第二传动件彼此可固定。
39.按权利要求33-39之一所述的传动机构，其特征在于，为实现固定，使用离合器(229)、惯性制动器(227，228)和/或同步器(230)。
40.按前述权利要求之一所述的传动机构，其特征在于，具有两个无级调节的分传动机构(306，307)，它们通过一个总传动机构(308)换接到输入件或输出件(309，310)上。
41.按权利要求40所述的传动机构，其特征在于，两个无级调节的分传动机构(306，307)在远离总传动机构(308)的一侧具有一个共用的传动件(301)。
42.按权利要求40或41所述的传动机构，其特征在于，两个无级调节的分传动机构(306，307)各自具有一个输入轴(349)和一个基本上与此平行设置在分传动机构平面上的输出轴(348，350)，其中，分传动机构平行设置。
43.按权利要求42所述的传动机构，其特征在于，两个分传动机构平面相同。
44.按权利要求40-43之一所述的传动机构，其特征在于，两个分传动机构具有一个共用的输入轴(301，349)或者共用的输出轴(309)。
45.按权利要求40-44之一所述的传动机构，其特征在于，在无级调节分传动机构(306，307)的至少之一和总传动机构(308)之间，具有另一可调节的分传动机构(321，339，340，341)，特别是像变速器或倒车档。
46.按权利要求40-45之一所述的传动机构，其特征在于，无级调节分传动机构(306，307)的至少之一可搭接(321，339)。
47.按权利要求40-46之一所述的传动机构，其特征在于，总传动机构(308)具有至少一个可固定的传动件(312，320)。
全文摘要
旋转式传动机构，带有至少两个可摩擦传递转矩的旋转传动件，传动件之间至少在工作期间具有优选只注入液体的间隙。
文档编号F16H61/12GK1585866SQ03801161
公开日2005年2月23日 申请日期2003年9月29日 优先权日2002年9月30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