专利名称：传动带和形成传动带的横向元件的方法
技术领域：
本发明涉及一种传动带，如下述权利要求1的前序部分所述，还 涉及传动带中使用的横向元件的形成方法。
背景技术：
这种类型的传动带是常见的。在同一申请人的国际专利公开
WO-A-2004/036083中已经公开了传动带的一个例子。在该例中，传动 带包括具有前部主表面的横向元件，该前部主表面带有最小限度地 (minimally)变厚的部分或接触区域，这些区域设计用来与相邻元件 的后部主表面接触。这样的接触区域有助于横向元件紧靠彼此正确支 承，改善传动带的直接(straight-on)稳定性，以及改进它们的制造。 同时，由于前部主表面上仅部分地需要精确地成形，并且仅有这些部分 需要检测防止制造偏差，因此这些较厚区域使控制整个元件的厚度变的 容易。
根据现有技术，优选地使用三处变厚部分或接触区域， 一个设置 在横向元件上突出的箭头状头部处，也就是横向元件的径向延伸超出带 的环形承载组件的那一部分，并且两个设置在横向元件颈部以下的位置 处，也就是在横向元件的主体部分中，也即横向元件的位于承载组件的 径向向内的那一部分。这两个下部接触区域尽可能横向设置，这样这些 接触区域厚度上的制造公差的影响是最小的。以同样的方式，在这些下 部接触区域与另一个接触区域即上部接触区域之间的高度距离被保持 为尽可能的大。
根据该现在技术，在带设计中已经在寻求使元件重量最小化的改 进，事实上元件重量最小化是增加转矩容量或带的疲劳使用寿命的方 法，也是在带的制造中通过减少带的高度减少其所使用的材料量。该目 的通过应用下列措施来实现将元件颈部成形为具有向头部分散 (diverge)的横向倾斜侧面，这能确保元件凸起部分如头部上的凸起定 位在相对较低的位置上。在这方面，典型地，该凸起的下部靠近或横跨 元件头部的横向凸耳的下侧之间的虚线，所述凸耳在承载组件的上方延 伸，并且沿着径向向外的方向限制该承载组件。为了在上部、下部接触 区域间保持期望的高度距离，优选地，上部接触区域仅位于突出凸起的 上方，同时邻接头部的上缘。
然而，根据现有技术中提供的方案，实际上是不完全令人满意的， 某种意义上说，至少在利用金属板材料来冲切元件时合理利用所谓的收 縮或縮退效应在很大程度上也出现在头部上缘处，该效应使用在凸耳 处，用于使它相对上部接触区域变薄，如WO-A-2004/036083中所描述 的。因此，如果不是整个上部接触区域，那么也有相当一部分被移除， 或者为了防止出现这样的情况，至少在上部、下部接触区域之间的高度 距离不得不显著地、不利地减少。这意味着至少部分通过凸耳的边缘处 材料的收縮来形成上部接触区域的原理实际上是不可行的，至少不能与 同样同开的使得元件重量最小化的原理相结合，形成上部接触区域的原 理如同现有技术中公开的元件冲切的侧部效应一样发生。
发明内容
本发明的一个目的就是使上述两个原理相谐调，这样它们可以有 利地一起实现。根据本发明，该目标可以通过如下述权利要求l特征部 分的方法改变横向元件的上部的设计来实现。与该方法相适应，元件头 部的上缘主要横向延伸，如至少在元件突出凸起部分的轴向宽度上基本 沿宽度方向延伸。通过这个方法，有利实现了在头部上缘处，冲切时 的收縮效应发生的程度比传统箭头形状要小很多。因此，上部接触区域 可以在离上缘相对近的位置处形成。
按照本发明的方法的上述效果意味着在上部接触区域上可能的接 触表面增加，同时仍然可以实现下列有利的效果减少元件的重量，以 及利用三个接触区域进行的良好限定的相互元件接触。
下面，结合附图，通过实例对本发明进行更详细说明，其中
图1显示了使用了本发明的传动带的变速器的部分剖开的透视图。
图2显示了传动带在周向或圆周方向上的横截面，其提供了本领 域中之前公开的带横向元件的正视图，以及现有横向元件的侧视图。
图3显示了当利用前述用于实现图2所示的横向元件的冲切过程
时实际产生的现有横向元件的正视图。
图4提供了类似于图2和图3的横向元件的正视图，然而，是根 据本发明设计的横向元件的第一实施例的正视图。
图5提供了类似于图4的横向元件的正视图，是根据本发明设计 的横向元件的第二实施例的正视图。
在所有附图中，对应的横向元件的结构特征用相同的附图标记来 表不。
具体实施例方式
图1显示了无级变速器的中心部分，例如其通常被用于客车上的 位于发动机和从动轮之间的传动线上。该变速器本身众所周知，其包括 至少第一和第二对轮盘，即带轮1和2，和容纳于每个带轮1、 2的轮 盘间的金属传动带3。该轮盘形状为锥状，其中至少一个轮盘以下面的 方式设置，它可以沿着相对应带轮l、 2的轴在轴向上移动。为实现这 个目的，在变速器中通常还包括电控和液压作用的移动装置，这些装置 在附图中没有显示出来。这些移动装置被用于调整在两带轮1、 2的轮 盘间传动带3的径向位置，并且用于施加轴向的夹紧力，这样可以通过 在带轮1、 2和传动带3之间的在带轮轮盘的锥形接触表面中的摩擦力 传输驱动力。
图2显示了已知传动带3面对周向或圆周方向的横截面图，并且 提供了本领域中之前公开的带3的横向元件16的正视图，和这种已知 横向元件16的侧视图。此外，传动带3包括两个连续的、如环形承载 组件4，其中每一个组件包括一组嵌套的扁平金属环，所述金属环支承
在横向元件16上，同时容纳在它的横向设置的凹槽中，因此所述金属 环可以吸收轴向夹紧力的径向分量。图2显示了这些承载组件4的横截 面。在图2右边的横向元件16的侧视图中，没有显示出该承载组件4。 在图2中显示出该横向元件16具有两个主要轴向定向的侧表面 5，位于横向元件16的主体部分10中，在承载组件4的下面即径向内 侧，所述侧表面5用于与带轮1、 2的锥形轮盘接触。突出凸起6和与 其相关的孔7设置在横向元件16的主要箭头状头部12的任一个主侧面 上，在承载组件4的上面即径向外侧。在带3的工作过程中，相邻横向 元件16的凸起6至少部分地插入到前一个元件16的孔7中，这样，带 3中的相邻元件16相互限制。在头部12的每一横向侧上，头部12设 置有所谓的凸耳8，其在相应的承载组件4上方沿着轴向方向延伸，以 在径向向外的方向上限制承载组件。横向元件16的颈部11在承载组件 4的径向高度处，且将承载组件4隔开，该颈部11连接着主体部分10 和头部12。
横向元件16的主体部分10设置有所谓的摆动(rocking)边缘或 倾斜区域9，在它的下方，横向元件16的厚度变薄使得带3中的相邻 元件13在绕过带轮1、 2时可围绕轴向方向倾斜。该颈部11略呈V形， 即该颈部具有倾斜侧表面，该倾斜侧表面朝着头部12发散，从而可以 使凸起6和孔11位于相对接近颈部11的位置。在该例中，凸起6的下 缘与凸耳8下缘间延伸的虚线相交。因此，头部12的径向范围相对较 小，这样横向元件16的重量也相对较小，最终带3的转矩容量和/或疲 劳使用寿命和带3的转矩传输能力变大。
此外，已知的横向元件16的前部主表面被设计成带有三个所谓的 接触区域14、 15，所述接触区域相对于前部主表面的剩余部分最小限 度地变厚，该区域14、 15被设计用来接触前面的元件16的后部主表面。 这样的接触区域14、 15促进了带3中的横向元件16彼此紧靠地正确相 互支承。第一或上部接触区域14设置在元件16的头部12中，而第二 和第三或下部接触区域15设置在主体部分10中。这两个下部接触区域 15尽可能的横向设置，这样它们在厚度上的制造公差的影响最小，并 且这样提供了带3中的相邻横向元件16相互接触的最佳稳定的支承。
为了同样的理由，通过将上部接触区域14设置在头部12中尽可能高的 位置上，即接近头部的上缘，使得在下部接触区域15和上部接触区域 14之间的径向距离或高度距离也被设计成尽可能的大。
因此，接触区域14、 15优选地是通过在元件冲切(blanking)时 横向元件16的所述剩余部分的变薄而形成的。或者是将材料在横向上 如在颈部11的位置上压除，或者利用一般在元件冲切时自然产生的边 缘收縮效应。虽然这种收縮效应原理上是沿着横向元件16的全部周缘 发生的，但是仅在凸耳8的位置处，凸耳8下缘的收縮区域与它上缘处 的收縮区域重叠，这样实现了凸耳8的整体变薄。
虽然横向元件16的上述设计因此在技术上被认同和令人满意，但 实际上在制造上还遇到一个问题，图3将对此进行说明。图3显示了在 实际环境里获得的上部接触区域14的表面区域，如阴影14所示，是十 分有限的，这是因为收縮效应的范围被发现发生在头部12的上缘附近。 这样的上部接触区域14实际上是不足以获得具有所需精度的制造即冲 切结果，或者甚至于不能实现带3中的横向元件16的期望的稳定支承。
这个问题的明显的解决方法当然就是增加头部12的径向尺寸，或 者是将上部接触区域14置于头部12靠下的位置处。在各种情况下，头 部18上缘和上部接触区域14之间的距离增加，这样上缘处的收縮区域 就不会发生与上部接触区域14发生干扰，也就不会减小上部接触区域 14。然而，这些解决方法是不利的，因为元件重量增加，或者在上部、 下部接触区域间的径向距离也因此减小了。
根据本发明，图4显示了一种上述问题的解决方案。根据对本发 明的研究，头部12上缘处的收縮区域的很大的径向范围部分地是由于 已知元件设计的头部12造成的，已知元件设计的头部12具有图2中的 可预知的上部接触区域14中或多或少的尖锐的(pointed)形状。实际 上，采用这样的传统形状是因为在头部12中存在凸起6和孔7，其必
须位于与所述上缘相距一定的最小距离的位置处，这样的要求基本上导 致了圆形上缘，所述上缘沿着任一个横向方向与凸耳8的上缘交汇。因 此，所述上缘的圆形部分的曲率半径通常达到约3 mm。可以发现，在 横向元件16的精冲过程和典型总体设计以及尺寸的特定组合中，在头 部12的任一橫向侧上形成的收縮区域在它的上缘的位置处相互重叠。 这意味着在该位置处，头部12变的特别薄，因此可以预见在此处不可 能形成上部接触区域14。
实际上，图4中示出的新的元件设计显示了头部12具有成形为基 本平坦的上缘，例如在本例中，该上缘在分开的颈部11的最小轴向宽 度上方主要沿着宽度方向延伸。通过这样的措施，在头部12的上缘处 的收缩区域的径向范围显著减少，并且上部接触区域18可以有利地定 位在径向更加向外的位置，如接近所述上缘，而且它的表面面积，被阴 影18指示出的区域，保持足够大。此外，上部接触区域18的轴向宽度 可以增加到与头部12的平坦上缘的增大的轴向宽度相匹配。
为了实现上述效果，根据本发明，头部12的上缘甚至可以是稍微 凸出地弯曲，虽然这样凸出弯曲上缘的曲率半径在任何情况下都不能小 于10 mm,即，这样所述上缘仍然主要沿着横向方向延伸。
该上缘也可以是凹入地弯曲，本发明的后一个方面在图5中示出。 本发明的该特定实施例的优点在于收縮效应被更进一步的减少，甚至可 能通过下面的作用方式而被完全消除冲切过程中，材料被向上推入到 凹入弯曲的边缘处的头部12的上缘中。
权利要求
1、一种传动带(3)，特别是用于客车上无级变速器中，其中传动带(3)环绕在两个带轮(1，2)周围并与所述两个带轮(1，2)摩擦接触，传动带(3)包括两个环形承载组件(4)和大量的横向元件(16)，每一个横向元件(16)包括主体部分(10)，位于径向内侧，并且提供用于每一个承载组件(4)的支承表面；颈部(11)，与主体部分(10)相连且位于承载组件(4)之间；和头部(12)，连接到颈部(11)，头部位于承载组件的径向外侧，头部(12)设置有突出凸起(6)和两个凸耳(8)，两凸耳沿着相反的横向方向延伸，每个凸耳沿着径向向外的方向限制承载组件(4)中的一个，并且横向元件(16)的前部主表面具有三个最小限度变厚的接触区域(15，14；18)，该接触区域是用来接触带(3)中相邻元件(16)的后部主表面，其中两个下部接触区域(15)尽可能横向地设置在主体部分(10)上靠近其支承表面的位置处，而一个上部接触区域(14；18)设置在突出凸起(6)上方接近头部(12)上缘的位置，其特征在于，头部(12)的上缘基本沿着横向方向至少在突出凸起(6)的横向宽度上延伸，优选沿直线延伸，但也可以是半径为10mm或更大的突出地或凹入地弯曲。
2、 如权利要求1所述的传动带(3)，其特征在于，横向元件(16) 的颈部(11)略微呈V型，也即设置有朝向头部(12)分开的倾斜侧面， 并且头部(12)的上缘基本沿着横向方向在分开的颈部(11)的最小横 向宽度上延伸，优选大致在其最大宽度上延伸。
3、 如权利权利要求1或2所述的传动带(3)，其特征在于，横向 元件(16)的上部接触区域(18)成形为伸长状的，其中它的顶侧实际 上是平行于横向元件的头部(12)上缘的基本横向延伸部分延伸，并且 实际上在该基本横向延伸部分的整个范围上方延伸。
4、 如权利要求3所述的传动带(3)，其特征在于，上部接触区域 (18)的底侧实际上平行于横向元件的头部(12)上缘的大致横向延伸部分延伸。
5、 如上述权利要求之一所述的传动带(3)，其特征在于，在头部 (12)上缘的大致横向延伸部分的任一侧上，上缘是S形，即上缘包括与凹入弯曲部分汇合的凸出弯曲部分，从而形成通向头部(12)的每个 凸耳(8)的光滑过渡，其相对于头部(12)的中间部分具有小的径向 咼度0
6、 根据上述权利要求之一所述的传动带(3)，其特征在于，横向 元件(16)厚度为1.0至2.5匪，横向宽度为20到40 mm，以及径向 高度为15到25mm，而元件(16)的突出凸起(6)的横向宽度大约为 1.5 mm,且凸耳(8)的径向高度最大为2mm。
7、 一种用于形成传动带(3)的横向元件(16)的方法，所述传 动带用于客车的无级变速器，特别是如上述权利要求中任一项所述的传动带，其中传动带(3)包括两个环形承载组件(4)和大量这样的横向 元件(16)，其中横向元件(16)通过冲切过程从金属板料上切下来， 该横向元件具有主体部分(10)，其位于径向内侧，并且提供用于每 个承载组件(4)的支承表面；颈部(11)，与主体部分(10)连接，并 且位于承载组件(4)之间；以及头部(12)，该头部与颈部(11)相连 且位于承载组件的径向外侧，头部(12)设置有突出凸起(6)和两个 凸耳(8)，两凸耳沿着相反的横向方向延伸，每个凸耳沿着径向向外的 方向限制承载组件(4)中的一个，至少部分通过凸耳(8)的相对变薄， 最小限度变厚的上部接触区域(14; 18)形成在突出凸起(6)上方接 近头部(12)上缘的位置，其特征在于，头部(12)的上缘基本沿着横 向方向至少在突出凸起(6)的横向宽度上延伸，优选沿直线延伸，但 也可以是半径为10 mm或更大的凸出地或凹入地弯曲。
8、 如权利要求7所述的用于形成横向元件(16)的方法，其特征 在于，凸耳(8)设计成具有有限的高度，这样元件冲切时凸耳8下缘 处由边缘收縮区域引起的收缩区域与其上缘处的收縮区域重合。
全文摘要
本发明涉及一种用于传动带(3)的横向元件(16)，其包括主体部分(10)、与主体部分(10)相连的颈部(11)和与颈部(11)相连的头部(12)，头部(12)上具有突出凸起(6)，由此，横向元件(16)的前部主表面上共具有三个最小限度变厚的接触区域(15，14；18)，这些接触区域用来与带(3)中相邻元件(16)的后部主表面相接触，两个下部接触区域(15)尽可能横向地设置在主体部分(10)上靠近支承表面的位置处，并且一个上部接触区域(14；18)设置在头部(12)上的突出凸起(6)上方接近头部上缘的位置处。头部(12)的上缘至少在突出凸起(6)的横向宽度上大致横向地延伸，优选地沿直线延伸，但也可以是半径为10mm或更大的凸出或凹入地弯曲。
文档编号F16G5/16GK101341351SQ200580052289
公开日2009年1月7日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者J·W·N·帕斯泰宁, J·费特尔, R·A·A·穆特塞尔斯 申请人:罗伯特·博世有限公司