锥形摩擦环传动装置及用于锥形摩擦环传动装置的方法

专利名称：锥形摩擦环传动装置及用于锥形摩擦环传动装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种锥形摩擦环传动装置，其包括至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置，还涉及用于具有至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置的锥形摩擦环传动装置的方法。
背景技术：
这种传动装置可从US1，709, 346得知，在这些布置中一中间锥被驱动，该中间锥通过相应的摩擦环而与一个或多个输出锥相互作用；这些输出锥与输入锥相反地定向，与之轴向平行，且与输入锥相隔一定距离地布置，该距离在整个摩擦锥外壳上为恒定的。摩擦环通过共用框架可以沿着相应的间隙移动，因此可以无限变化的方式调节输入锥和输出锥之间的传动比。动力输出锥的相应动力输出连接到行星齿轮装置的行星齿轮，因此输入锥所施加的扭矩在相应的动力输出锥之间分配，并且通过行星齿轮再次加成总和，其中由于行星齿轮的接合，迫使产生了行星齿轮以及动力输出锥的恒定转速。然而，该布置包含如下问题，即，即使微小的制造公差或不精确也导致摩擦环和锥体之间的摩擦损失。可以无限变化的方式调节的传动装置的另一个实施方案从JP2000-291759可知，其中未通过共用框架沿着间隙引导摩擦环。取而代之地，每个子传动装置的每个摩擦环具有与其它机构机械上独立的调节机构，该调节机构可以通过通常的调整机构来控制。从W02004/063598A1得知的一种备选方案提出，通过动力输出上的叠加传动来合并两个能以无限变化方式调节的平行的子传动装置的相应动力输出锥。通过动力输出轴的动力分配接头，消除了对由于制造公差或不精确所导致的输入锥和输出锥之间的滑动进行补偿的需求，这是因为以此形式接合的总驱动允许各个子传动装置之间的转速差。然而，这种实施方案所不利的是，增加了传动装置整体的复杂度，并且在随后的叠加传动中摩擦配对的数量增加，这不仅增加了生产、装配和维护成本，也增加了故障的可能性和有效性的损失。

发明内容
因此，本发明的任务是得到一种所述类型的传动装置，其可以无限变化的方式调节，也可以操作可靠的方式来传递更大的扭矩，而只有极小的动力损失，并且构造花费为低的或成本有利的。作为一种解决方案，本发明提出了一种锥形摩擦环传动装置，其具有至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置，具有用于第一子传动装置的摩擦环的第一调节机构和用于第二子传动装置的摩擦环的第二调节机构，其中，锥形摩擦环传动装置具有用于调整摩擦环的轴向位置的调整机构，其特征在于，该调整机构至少包括具有第一参考变量的第一子调整机构和具有独立于第一参考变量的第二参考变量的第二子调整机构，其中，第一子传动装置具有用于调整第一子传动装置的摩擦环的位置的第一子调整机构，而第二子传动装置至少具有用于调整第二子传动装置的摩擦环的位置的第二子调整机构。
通过第二子调整机构和独立于第一参考变量的第二参考变量来进行调整具有如下优势，即能够独立于制造公差或不精确地对第二子传动装置的摩擦环的位置进行调整。根据现有技术，通过对于两个子传动装置来说相同的控制变量来获得传动装置的所期望传动比的调整机构不能够以针对性的方式考虑到两个子传动装置的磨损特性，这是因为两个子传动装置的转速的强制性相同化可能导致子传动装置的至少一个中的滑动增加，或由于不可避免的制造公差而必然导致增加的或不明确的滑动。仅仅通过独立于第一子调整机构地来调整第二子传动装置的摩擦环可以平衡两个子传动装置的摩擦环之间的转速差，因此力在两个子传动装置中进行传递时仅具有极小的滑动，或者如果可能的话在相应的摩擦环和通过这些摩擦环相连接以相互作用的锥之间具有精确限定的滑动。还可能的是，调整机构可实施在发动机或变速箱的控制机构内该控制机构在任何情况下均进行现代机动车辆中的所有或大部分相关的控制和调整程序。就此而言，所理解的是，尤其是区别于JP2000-291759，在任何情况中，通过将其包含在上述调整回路中，所设置的这种发动机或变速箱的控制机构可以通过调整效应来实施。根据本发明的一个优选的实施方案，第一子传动装置的传动可以通过与根据现有技术的调整机构一致的第一子调整机构来调整，其中，参考变量例如为由特性图所预定的传动比，或者由控制机构所另外预定的传动比。为了以尤其简单和操作可靠的方式来实施转速同步的摩擦环的优势，提出了第一子调整机构的调整变量为第二子调整机构的参考变量。根据本发明的此方面的第一子传动装置的调整变量可以为例如第一子传动装置的摩擦环的转速或第一子传动装置的摩擦环处的转速滑移，或通过第一子传动装置所传递的扭矩。结果是，所使用的第一子传动装置的调整变量与第二子调整机构以这样的方式关联，使得第一子传动装置的调整变量为第二子调整机构的参考变量，并且相同类型的第二子调整机构的调整变量如第一子调整机构的调整变量那样在数值上调整到相应的值。作为替代或附加，第一子调整机构的参考变量也可以为第二子调整机构的参考变量。由控制机构预设的参考变量，例如传动装置的传动或第一子传动装置的摩擦环位置，以及还有第一摩擦环的角位置，因此也可以用于调整第二子传动装置的摩擦环的位置。这具有这样的优势，即具有所要求的高的调节速度的第二子传动装置的摩擦环的调整可以足够大的精确度或速度跟随着第一子传动装置的摩擦环的调整，这是因为通过第一子传动装置的参考变量进行的第二子传动装置的调整变量的调节可以作为初级调整，而如果必要的话，如果第二子传动装置的第二参考变量要求相应的偏差，则第二子调整机构仅仅必须要相对于预定位置以小量再调节第二子传动装置的摩擦环的位置。通过同时使用第一子传动装置的参考变量和独立于该参考变量的第二参考变量，调整第二子传动装置的摩擦环的位置的方法使得可以与第一子传动装置的摩擦环的位置同步地调节第二子传动装置的摩擦环的位置，并且如果必要的话，可以通过第二子调整机构来修正第二子传动装置的摩擦环的位置，以便平衡掉制造公差和不精确。作为替代或附加，也可以进行传动装置的控制，这样，可以通过第一子传动装置的参考变量来调整第一子传动装置和第二子传动装置，并且其中摩擦环处的不同的高的滑动值的修正通过修正第二子传动装置的摩擦环的位置来进行，其中使用位置补偿特性图作为第二子调整机构的参考变量。就此而言，可以使用在运行中、例如在相应的锥形摩擦环传动装置的装配之后和所述锥形摩擦环传动装置的初始启动之前通过例如在试验台上对其测量而判定的数据集作为位置补偿特性图。根据此方法所判定的特性图可以是二维图表，例如其中针对第二子传动装置摩擦环所达到的每个轴向位置存储有修正变量，该变量对于第二子传动装置的摩擦环到由第一子调整机构的参考变量所设置的位置处的所需轴向位移的量而言是必要的。作为备选或附加，如果设置了安装于摩擦环的用于探测滑动的机构，并且以适合方式评估由其判定的值，则也可以通过现有的传动装置控制机构本身在操作中记录或改变这种位置补偿特性图。可以理解，这种位置补偿特性图也可以多种其他方式获得。为了实现上述优势，因此提出了在一个优选的备选方案的范围内，第二子调整机构的参考变量为通过位置补偿特性图修正的第一子调整机构的参考变量。以此方式，调整过程可在正常操作中得到显著的简化和加速，或者其可以通过较少的计算耗费来实施。两个彼此独立或彼此部分独立的子传动装置的摩擦环的调整进一步要求不同的摩擦环不对彼此施加任何运动影响。如果不同的子传动装置各自具有共用锥和子锥，并且摩擦环分别将共用锥和子传动装置的子锥连接以使其彼此相互作用，则尤其是当所有的摩擦环为相同的零部件并且因此在设计上是相同的，使得每个子传动装置的摩擦环包围着该子传动装置的子锥，则这是有利的。对于一个具有两个子传动装置的实施方案而言，因此优选地提出，第一子传动装置和第二子传动装置具有共用锥和各自的子锥，第一子传动装置的摩擦环仅仅包围第一子传动装置的子锥，而第二子传动装置的摩擦环仅仅包围第二子传动装置的子锥。为了有利地得益于进一步的对称特性并且通过两个子传动装置将所传递的动力分成相等的部分且之后再将它们合在一起，提出了以下述方式构造在不同的子传动装置或在不同的子传动装置的子锥处的动力`、力或扭矩的分配和合并，即，使得锥通过齿轮驱动在共用轴上被引导，其中各个子传动装置的单个齿轮的配对具有相同的传动比。因此提出了，第一子传动装置的子锥通过第一传动装置、尤其是齿轮传动装置连接到轴上以与其相互作用，而第二子传动装置的子锥通过第二传动装置、尤其是齿轮传动装置也连接到该轴上以与其相互作用，其中，第一和第二传动装置具有相同的传动比。可以理解，这种布置对于具有多于两个子传动装置的锥形摩擦环传动装置也是可行的，其中，每个另外的子传动装置具有为该子传动装置设置的并且独立于第一调整机构的调整机构。根据本发明的另一个方面，在上述任务的范围之内，所期望的是通过使用尽可能成本有利的机构来在摩擦锥处施加所需要的挤压力。例如，用于施加挤压力的机构可以设置在共用锥上，而不是设置两个不同的机构用于在两个或更多的子锥上施加挤压力。这具有如下优势，即可以通过单个的单元来实现具有挤压力的相对简单调整的成本有利的传动
>J-U ρ α装直。为了实现该优势，因此尤其提出了获得包括至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置的锥形摩擦环传动装置，其中子传动装置具有各自的输入锥和共用输出锥，其特征为，共用输出锥具有按压机构。这种布置使得可以尤其以精确的方式和简单的构造在不同的操作状态下协调挤压机构。根据本发明的另一个方面，还可以对子锥使用多个挤压机构，作为共用锥的单个挤压机构的备选方案。为了达到相比于单个挤压机构的优势，在这种布置的情况中存在如下可能性，即将不同子传动装置的锥上的挤压力在量上保持为相同。就此而言，例如可以通过适当连接的挤压机构来进行不同挤压力的均衡化。为了实现该优势，提出了 一种锥形摩擦环传动装置，其至少包括构造为锥形摩擦环传动装置的第一子传动装置和构造为锥形摩擦环传动装置的第二子传动装置，其特征为，不同的子传动装置的至少两个锥具有各自的挤压机构，其中两个挤压机构具有用于将挤压力的差均衡化的机构。就此而言，通过天平可以有利地实现根据本发明的该方面所进行的力的均衡，其中该天平可以为液压天平或机械天平。两个挤压机构之间的液压式作用的天平例如可以这样的方式构造，使得挤压机构的两个填充有油的压力腔通过管线系统彼此连接，使得在挤压机构之间发生液压的均衡化。相应地，提出了液压式地进行力的均衡化。机械式操作的备选天平可以例如通过巧妙的杠杆布置来构造，其中优选地设置具有相同长度并且相对彼此连接以相互作用的两个杠杆，以根据平衡天平原理抵消掉两个挤压机构之间的力。另外，这种均衡可以例如通过滑轮和线缆或类似的布置来进行。就此而言，还可以机械式地进行力的均衡。另外，使用力的均衡为通过挤压机构施加挤压力提供了其他的可能。与此相反，使用两个分开的挤压机构也要求分开地施加挤压力。如上所述的两个挤压机构的连接因此允许通过全部挤压机构所共用的单个机构来施加所期望的挤压力。因此，当使用液压力均衡器时，仅要求使用单个的机构、例如泵来施加挤压力。对于根据平衡天平原理来操作的机械力的均衡而言，例如弹簧组件的用于施加挤压力的机构的巧妙布置也是可行的，其中这种弹簧组件或其他类型的用于施加挤压力的机构仅必须或是设置在挤压机构中，或可以设置在机械力均衡机构的杠杆机构的枢纽点。先前提出的使用第二子传动装置的第二子调整机构的可行性包括使用摩擦的转速作为调整部分的调整变量。因此提出了获得包括至少一个输入锥和一个输出锥，以及布置在输入锥和输出锥之间的包围着至少一个锥的摩擦环的锥形摩擦环传动装置，其特征在于具有用于测量摩擦环的转速的机构。就此而言，测量摩擦环的转速意味着直接测量摩擦环的实际存在的物理转速。因此提出了用于测量摩擦环的转速的机构优选直接在摩擦环处优选通过作用在摩擦环上的传感器系统来探测摩擦环的转速。就此而言，“直接测量转速”理解为意味着这样的转速测量，其并不通过由主扭矩(其通过相应的子传动装置传递，并且对应于作用在相应子传动装置的输入锥上的扭矩)所作用于其上的模块来进行。例如，如果摩擦环具有相应的机构，例如相应的齿或凹痕,测量可以通过直接接合在摩擦环上的传感器系统进行,例如通过感应测量或通过光学测量。另一方面，相应的测量可以通过例如摩擦环引导件和直接接合在摩擦环上的引导轮来进行。备选地，摩擦环转速的间接判定也是可行的，其中探测通过摩擦环连接以相互作用的锥的转速，并且通过物理和/或数学模型来探测摩擦环的物理转速。然而就此而言，在这些模型中很难包含滑动，其在输出锥和输入锥中可能会不同地产生。由于摩擦环在其轴向位置中可自由移动，因此另外通常有必要的还有以轴向可移动的方式来布置测量机构，以直接测量摩擦环的转速，因此测量机构相对于摩擦环呈现为不可变的位置。因此，提出了可与摩擦环一起轴向移动的引导机构，测量机构布置于其上。替代于通过摩擦环的转速调整摩擦环的轴向位置，例如可以通过摩擦环的滑动来进行调整。然而，为了判定摩擦环或摩擦锥上的滑动，有利的是不仅知道摩擦环的速度，而是还知道至少一个其它的通过摩擦环连接以相互作用的锥中的一个的转速。为此，锥形摩擦环传动装置不仅具有用来测量摩擦环的转速的机构，还具有用来测量至少一个锥的转速的机构。就此而言，可以理解，具有用来测量摩擦环的转速的机构(尤其是其直接在摩擦环上探测转速)的锥形摩擦环传动装置，以及具有用来测量至少一个锥的转速的机构的锥形摩擦环传动装置相应地是有利的，即使这独立于本发明的其他特征。类似地，扭矩也可以用来作为锥形摩擦环传动装置的调整变量，尤其是作为第二子传动装置的第二子调整机构的调整变量，换言之即作为包括两个锥形摩擦环传动装置的整个传动装置的调整变量。相应地，独立于本发明的其他特征，包括至少一个输入锥和一个输出锥以及布置于输入锥和输出锥之间的围绕着至少一个锥的摩擦环、且表征为具有扭矩测量机构的锥形摩擦环传动装置是有利的。如果扭矩测量机构包括无接触式的数据传输装置，则扭矩测量机构对锥形摩擦环传动装置自身的影响可以最小化；类似地，磨损可以限制到最小。尤其是，光学和/或感应式数据传输装置可以用于无接触的数据传输装置。类似地，可以无接触方式、例如光学地或感应地对会旋转并要求能量的扭矩测量机构的模块供应能量。就此而言，用语“数据传输”包括所有的数据或测量值，不论是模拟的还是数字的，其提供关于扭矩的信息或相对于所施加的扭矩成比例。因此，这些可以为已经数字化的测量值，假设它们从扭矩测量机构的旋转模块传输到固定模块。类似地，这些可以为仍然要求进一步处理的测量信号。优选地,扭矩测量机构包括锥轴,换言之即与锥中的一个相连并作为驱动轴或动力输出轴的轴。尤其地，扭矩测量机构可以具有与锥一体式连接的模块。类似地，测量模块可以刚性和至多弹性弯曲的方式与锥连接，使得如果可能的话，扭矩测量机构可以测量直接施加到锥形摩擦环传动装置或直接施加到相应的锥上的扭矩，然而其也可以安装和移除。优选地，相应的扭矩测量机构设置在输入锥和输出锥二者之上，其中也可以通过扭矩差来进行关于摩擦环的滑动的报告。为了完成原先陈述的任务，作为上述特征的替代或附加，提出了包括至少一个输入锥和一个输出锥以及布置在输入锥和输出锥之间的围绕至少一个锥的摩擦环的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，在锥形摩擦环传动装置的输入轴和输入锥之间布置有扭矩转换器。尤其是，该扭矩转换器可以这样的方式用于锥形摩擦环传动装置，即，输入锥具有比输入轴更低的扭矩。以此方式，可以有利地获得一种锥形摩擦环传动装置，其能够通过输入侧的扭矩转换来传递显著更大的驱动力。这是由于锥形摩擦环传动装置的性能，其仅通过压配合(换言之即摩擦)来传递扭矩，并且因此具有最大的能够传递的扭矩。可以立即得证，例如如果现在将两倍的原始扭矩引入到尺寸不变的传动装置中，如上所述，该扭矩到较低扭矩的转换导致能够传递的最大力增加，而同时输出锥处的转速增加。在尤其有利的实施方案中，输入锥可以具有大约为输入轴一半的扭矩。其结果是，实现了传动比大约为i=0.5的扭矩和转速的转换。在设计方面已经显示出，该传动比尤其很好地适合于获得用于较高扭矩的锥形摩擦环传动装置，而不必具有例如由较大摩擦力所导致的劣势。在另一个尤其有利的实施方案中，并且为了在锥形摩擦环传动装置处将额外摩擦保持为最小，扭矩转换器可以包括齿轮传动装置。例如，可以尤其成本有利的方式来制造齿轮传动装置，并且因此所导致的优势不会或不会显著地被更高的成本所抵消。对于具有齿轮传动装置的锥形摩擦环传动装置而言，更有利的是齿轮传动装置的输入侧齿轮具有偶数的齿，而齿轮传动装置的输出侧齿轮具有奇数的齿。将该实施方案反过来，对于锥形摩擦环传动装置也是有利的，即齿轮传动装置的输入侧齿轮具有奇数的齿，而齿轮传动装置的输出侧齿轮具有偶数的齿。各自具有偶数和奇数的齿的两个齿轮的这种配对导致如下结果，即在相应的齿轮的一个循环之后，齿首先与相对齿轮的不同的齿进行哨合。以此方式，防止了一个齿轮的齿唯一地与相对齿轮的同一个齿进行哨合，并因此而导致齿轮的不均匀磨损。就此而言，可立即得证，关于输入轴的扭矩的一半的用语“大约”旨在意味着输入轴的齿轮具有输入锥的齿轮的两倍的齿数量再加一个或减一个齿。另外，提出了一种用于锥形摩擦环传动装置的方法，或者用于操作包括至少一个输入锥和一个输出锥以及布置在输入锥和输出锥之间的围绕着至少一个锥的摩擦环的锥形摩擦环传动装置的方法，其特征在于，输入锥的扭矩转换成相对于锥形摩擦环传动装置的输入轴而言较低的扭矩。因此，正如上面已经解释的，通过在锥形摩擦环传动装置之前或在锥形摩擦环传动装置的输入锥之前使用扭矩转换器，以某种程度减少了输入扭矩，同时增加了转速，使得可以通过锥形摩擦环传动装置来传递显著更大的动力。除了上面解释的方法，输入锥的扭矩可以转换成输入轴的扭矩的大约一半，利用上面已经解释的优势。可以理解的是，即使独立于本发明的其它特征，关于输入轴和输入锥之间的扭矩转换的特征对于锥形摩擦环传动装置而言也是有利的。另外，作为上述任务的另一个解决方案，为这种锥形摩擦环传动装置提出了一种方法，该锥形摩擦环传动装置具有至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置，其具有用于第一子传动装置的摩擦环的第一调节机构和用于第二子传动装置的摩擦环的第二调节机构，其中通过调整机构来调整摩擦环的轴向位置，并且锥形摩擦环传动装置的特征在于，调整机构至少包括具有第一参考变量的第一子调整机构和具有独立于第一参考变量的第二参考变量的第二子调整机构，其中第一子传动装置的摩擦环的位置通过第一子调整机构来调整，而第二子传动装置的摩擦环的位置通过第二子调整机构来调整。根据现有技术，根据该方法调整的锥形摩擦环传动装置可以通过包括第一子调整机构的传动控制机构在其整体传动中进行调整，其中第一子调整机构通过传动控制机构自身或通过所设置的发动机控制机构来接收参考变量。第一子调整机构输出的控制变量用来调整至少第一子传动装置的摩擦环的轴向位置，并且还用来调整每个其他的所设置的子传动装置的摩擦环，尤其用来调整第二子传动装置的摩擦环。在第一子传动装置处检测到的调整变量可以传递回到第二子调整机构，其结果是，第二子调整机构又输出用于第二子传动装置的摩擦环的调节机构的第二控制变量。任何所期望的转速，例如摩擦环的转速、设于子传动装置中的摩擦锥的转速、摩擦环上产生的滑动，或者还有由子传动装置所传递的扭矩，可以用来作为第一调整部分(换言之，即第一子传动装置)的调整变量。第二子调整机构所输出的控制变量然后可与第一子调整机构所输出的控制变量一起使用，以调整第二子传动装置的摩擦环的轴向位置。就此而言，叠加优选以这种方式进行，即第二子调整机构的摩擦环的轴向位置由第一控制变量来设置，因此其对应于或等同于第一子传动装置的摩擦环的轴向位置，并且叠加到第一控制变量上的第二控制变量仅轻微地在位置方面以这种方式对第二子传动装置的摩擦环进行再调节，即，使得由于第二子传动装置的摩擦环的位置上的轻微相对变化，第一子传动装置和第二子传动装置的调整变量达到相同的值，换言之，第二调整变量与用来作为第二参考变量的第一调整变量的调整偏差接近零。当然，第二子传动装置的摩擦环的位置可以不仅通过第二子调整机构的控制变量来轻微调整，而是还可以这样的方式来调整，即，使得可以没有第一子调整机构来为第二子传动装置的摩擦环定位，并且位置的调整仅通过第二子调整机构来进行。为了改善根据本发明的另一个方面的锥形摩擦环传动装置，提出了一种方法，用于具有至少两个构造成锥形摩擦环传动装置的子传动装置的锥形摩擦环传动装置，其具有用于第一子传动装置的摩擦环的第一调节机构和用于第二子传动装置的摩擦环的第二调节机构，其中，摩擦环的轴向位置通过调整机构来调整，锥形摩擦环传动装置的特征在于，调整机构至少包括具有第一参考变量的第一子调整机构和具有取决于第一参考变量的第二参考变量的第二子调整机构，其中第二参考变量通过借助于位置补偿特性图对第一参考变量进行修正来生成，并且位置补偿特性图通过对第一和第二摩擦环的轴向位置上的偏差的校正测量来生成。根据该方法来操作的锥形摩擦环传动装置假定所使用的位置补偿特性图或是已经存在，或是在锥形摩擦环传动装置的操作中记录。为了生成已经存储在传动装置的控制机构中的位置补偿特性图来操作调整机构，可以有利地使用用于确定位置补偿特性图测试和试运行程序，这在装配后在测试台上进行。就此而言，例如通过设置在测试台上的测量装置来记录制造公差和不精确，并且将其永久存储在锥形摩擦环传动装置的控制机构中，从而使得可以没有额外的传感器来确定调整所需的调整变量。在测试台的校准中，位置补偿特性图包括例如由第一调整机构预设的第一子传动装置的摩擦环的位置，以及与其关联的第二子传动装置的摩擦环的位置偏移。用于第一控制变量的相应修正变量由该位置偏移决定，而修正的信号由第二子调整机构输出，作为第二控制变量。可以理解的是，位置补偿特性图的数据集的生成并不限于在锥形摩擦环传动装置的初始启动之前运行的测试台，这是因为校正处理也可以是在运行中通过设置在车辆中的传动控制机构和锥形摩擦环传动装置上的适合的传感器系统来进行。可以在根据本方法的控制机构中植入学习功能，例如通过该功能位置补偿特性图可恒定地适应于锥形摩擦环传动装置的当下的磨损状态。作为本发明的上述实施方案的替代或附加，提出了一种锥形摩擦环传动装置，其包括构造成锥形摩擦环传动装置的第一子传动装置和构造成锥形摩擦环传动装置的第二子传动装置，为了完成初始陈述的任务，其中两个子传动装置具有共用锥，并且第一子传动装置具有第一子锥而第二子传动装置具有第二子锥，其中，共用锥和两个子锥的旋转轴布置在轴平面中，其中，至少共用锥具有轴侧摩擦锥轴承和台肩侧摩擦锥轴承，该锥形摩擦环传动装置的特征在于，轴侧摩擦锥轴承和/或台肩侧摩擦锥轴承具有沿着轴平面的平移自由度。如果仅为锥形摩擦环传动装置中的共用锥设置挤压机构，那么通过上述构造，以尤其有利的方式，两个子传动装置所传递的扭矩可以尤其均匀的方式分配到两个子传动装置。尤其是，在两个子传动装置的摩擦接触处产生的摩擦力和挤压力通过该构造均匀分配到两个子传动装置。关于这一点还可行的是，在具有两个挤压单元的锥形摩擦环传动装置的情况中(其中挤压单元设置在两个子锥中)，任何所期望的摩擦锥轴承或所有的摩擦锥轴承的具有沿着轴平面的平移自由度的构造也是有利的。尤其是，如果在子锥中仅设置一个挤压单元，上述布置是有利的。就此而言可以理解的是，如果必要的话，滚子轴承、尤其是还有滑动轴承可以用来作为摩擦锥轴承。尤其是，四点轴承、其他滚珠轴承适合于作为滚子轴承，或者在特定轴承的情况中，还有锥形滚子轴承；类似地，可以使用滚针轴承。为了传递由锥形摩擦环传动装置所传递的扭矩，单个的锥具有与该锥相连的输入轴或输出轴。用语“轴侧”因此表征为锥的朝向这种输入轴或输出轴的轴向扩展的端部。相应地，用语“台肩侧”指代锥的背向相应轴的侧部。如果为了可能的次级驱动而在锥上设置了第二输出轴或第二输入轴，则用语“轴侧”和“台肩侧”的参考点总是传递主驱动扭矩的轴。就此而言，用语“轴向”总是指代锥的旋转轴或对称轴。用语“平移自由度”指代点或体在坐标系统中的各自彼此独立的移动方向。此处，本发明基于笛卡尔坐标系，并且因此基于六个自由度，三个平移自由度和三个旋转自由度。沿着轴平面进行的和大致上相对共用锥的旋转轴为径向的平移自由度因此描述了两个朝向彼此或远离彼此运动的旋转轴的运动方向，或者朝向彼此或远离彼此运动的两个旋转轴上的两个点的运动方向。就此而言，用语“大致上”表示摩擦锥轴承的沿着轴平面的和径向于旋转轴的运动并不必须仅包括相应的轴承在另一个旋转轴的方向上的平移运动(其中移动的锥的旋转轴平行于其余的旋转轴移动)，而是可以还包括锥轴或轴承的旋转轴的围绕旋转轴上的旋转点的运动。因此这是合理的，即移动的旋转轴上的点总垂直于该旋转轴移动，但是该移动将不垂直于或径向于所述轴承朝向其移动的旋转轴。为了保证没有弯曲力的共用锥的驱动或动力输出，如果该锥在轴平面中移动，那么共用锥的轴可以具有至少一个可移动、扭转刚性的联轴器。“可移动、扭转刚性的联轴器”可以构造为例如万向接头、匀速球窝接头、弧齿联轴器或多片式离合器。大致上，联轴器必须平衡掉共用锥的倾斜和/或偏移。相应地，还需要布置两个可移动的，扭转刚性的联轴器，例如两个卡登式接头，一个位于另一个之后，从而给与这些联轴器相连的轴总共四个自由度，两个旋转自由度和两个平移自由度。关于上述的轴侧或台肩侧的摩擦锥轴承的平移自由度，因此整个布置或共用锥总共具有一个平移自由度和一个旋转自由度。如果两个轴承(轴侧摩擦锥轴承和台肩侧摩擦锥轴承)共同进行沿着轴平面的运动，则导致所述共用锥的平移自由度。如果两个轴承中仅有一个在轴平面中进行平移运动，则导致共用锥的旋转运动。就此而言，用语“大致上”再次变得清晰，这是因为如果共用锥固定地夹紧到另外的摩擦锥轴承上，摩擦锥轴承将在环形路径上移动。然而，对于所考虑的平移运动而言，在这种情况中所展示的角范围很小，以至于可以约等于直线运动。尽管在整个共用锥的旋转运动中考虑到所考虑的角范围，如果轴侧摩擦锥轴承和台肩侧摩擦锥轴承构造成浮动轴承，则对于锥形摩擦环传动装置而言是有利的。以此方式可以抵消掉基于运动的张力，以及由共用锥中或轴中的热膨胀过程所导致的张力。就此而言，替代于构造在轴侧和台肩侧上的浮动轴承，还有利的是将轴侧或台肩侧摩擦锥轴承中的一个构造成浮动轴承，而另外的轴侧或台肩侧摩擦锥轴承构造成固定轴承。就此而言，尤其有利的是固定轴承为角位移轴承。“角位移轴承”尤其可以为球形滚子轴承或自对准轴承，其能够平衡掉轴的角度偏移。如果轴侧和/或台肩侧的摩擦锥轴承具有轴承引导件，则对于锥形摩擦环传动装置而言也是有利的。如果轴承仅仅用于安装旋转轴，并且牢固地夹紧在所述轴承引导件中，并且轴承引导件因此负责轴平面中的平移运动，则这可以尤其有利地实施。就此而言，多种轴承任务也在不同的模块之间分配。如果锥形摩擦环传动装置的至少一个摩擦环具有朝向共用锥的接触表面，其中至少在置于轴平面中的部分平面处接触表面相对于共用锥的表面构造为凸状的，则对于尤其关于能够在轴平面中移动的共用锥的锥形摩擦环传动装置而言也是有利的。此摩擦环表面的凸状构造还提升了共用锥的旋转轴的倾斜位置或角度偏移，其中在摩擦环和摩擦锥之间总能保证相同的接触几何形状。如果摩擦环针对共用锥具有水平接触表面，从而导致了在该摩擦接触处、并且还在其他摩擦接触处形成了接触线而非接触点，那么在共用锥的角度偏移的情况中，共用锥的表面不再平行于摩擦环表面，因此导致了摩擦环上过强的边缘压力。以凸状形式构造的摩擦环的表面反抗该边缘压力，并且总是允许摩擦环和共用锥之间的均匀构造的接触点。可以理解的是，如果必要的话，为了能够以相应叠加的方式实现优势，上述解决方案的特征和权利要求中所描述的那些特征也可以结合起来。


本发明另外的优势、目标和性质将使用下面对附图的说明来解释。附图显示了:图1锥形摩擦环传动装置，具有第一子传动装置和第二子传动装置以及第一齿轮传动装置和第二齿轮传动装置，其中将第一子传动装置和第二子传动装置的子锥连接到共用轴以便以同步的转速相互作用；图2具有第一子传动装置、具有第二子传动装置并且具有第一动力分配均衡传动装置的锥形摩擦环传动装置，其中将第一子传动装置和第二子传动装置的子锥连接到共用轴以便相互作用；图3具有第一子传动装置、具有第二子传动装置并且具有第二动力分配均衡传动装置的另一个锥形摩擦环传动装置，其中将第一子传动装置和第二子传动装置的子锥连接到共用轴以便相互作用；图4具有第一子传动装置、具有第二子传动装置并且具有第三动力均衡分配传动装置的另一个锥形摩擦环传动装置，其中将第一子传动装置和第二子传动装置的子锥连接到共用轴以便相互作用；图5具有第一子传动装置、具有第二子传动装置、具有用于第一子传动装置的子锥的第一挤压单元、具有用于第二子传动装置的子锥的第二挤压单元并且在第一挤压单元和第二挤压单元之间具有液压力均衡器的锥形摩擦环传动装置；图6具有第一子传动装置、具有第二子传动装置、具有用于第一子传动装置的子锥的第一挤压单元、具有用于第二子传动装置的子锥的第二挤压单元并且在第一挤压单元和第二挤压单元之间具有机械力均衡器的锥形摩擦环传动装置；图7具有第一子传动装置、具有第二子传动装置并且具有置于共用锥上的共用挤压单元的锥形摩擦环传动装置；图8具有第一子传动装置、具有第二子传动装置并且具有共用锥的锥形摩擦环传动装置，该共用锥可在轴平面中自由移动，并在其轴上具有两个可移动的并为扭转刚性的联轴器；图9图8所示的轴承和轴的布置的俯视图；图10具有第一子传动装置、具有第二子传动装置且在两个传动装置之间具有机械连接的锥形摩擦环传动装置的第一立体图，其处于低传动比的状态；图11根据图10的锥形摩擦环传动装置的另一个立体图；图12根据图10和图11的锥形摩擦环传动装置的类似于图10的立体图，其处于高传动比的状态；图13根据图10到图12的锥形摩擦环传动装置的类似于图11的立体图，其处于高传动比的状态；图14根据图10到图13的锥形摩擦环传动装置的俯视图，其处于高传动比的状态；图15另一个锥形摩擦环传动装置的示意性俯视图。
具体实施例方式图1显示了锥形摩擦环传动装置1，其具有第一子传动装置11和第二子传动装置21，以及第一齿轮传动装置13和第二齿轮传动装置23，其将第一子传动装置的子锥12和第二子传动装置的子锥22连接到共用轴，以便具有同步的转速。在此实施方案中，通过两个子传动装置11、21的共用锥2的输入轴来将力引入到锥形摩擦环传动装置I中。子锥12、22将由共用锥2所传递的轴动力传递到输出轴、即共用轴3上的摩擦环14、24。就此而言，摩擦环14、24通过具有伺服电机16、26的调节机构
15、25来轴向调节，伺服电机通过参考变量18来控制。在此实施方案中，子锥12、22的输出轴通过位于共用轴3上的共用正齿轮连接，目的是通过两个正齿轮各自传递轴动力。从共用锥2到共用轴3的动力传递构造成使得由于这两个正齿轮的存在，两个子传动装置11、21的子锥12、22总是以同步的转速被驱动，并且由第一子传动装置的摩擦环14的轴向位置和第二子传动装置的摩擦环24的轴向位置之间的偏差所导致的子锥12、22之间的转速差不会被平衡掉。摩擦环14、24之间的位置偏差因此也必然导致第一子传动装置的摩擦环14和第二子传动装置的摩擦环24之间的转速差，尽管此转速差也可能达到很小的值，或者在理想化的、理论上的锥形摩擦环传动装置中根本不存在。其结果是，以不同转速运行的摩擦环在该摩擦环中所具有的摩擦副(例如径向上位于摩擦环的外侧的表面和共用锥2的表面之间的摩擦表面，或径向上位于摩擦环之内的表面和通过摩擦环与共用锥连接以与其相互作用的子锥的表面之间的摩擦表面)处承受到较大的滑动。根据本实施方案，第二子传动装置21的第二伺服电机26不仅使用第一参考变量18，其用于产生共用控制变量19以调整两个调节机构15、25，也使用第二参考变量28，其又由第一子传动装置11的调整变量形成，此处即第一子传动装置的摩擦环14和第二子传动装置的摩擦环24之间的转速差，其中此处还可以使用例如第一摩擦环14的绝对位置等。摩擦环的调节机构15、25进一步包括两个小引导轮5，小引导轮分别围绕摩擦环
14、24没有间隙地接合，因此一方面，可以没有延迟地进行摩擦环14、24的轴向调节，并且另一方面，可以尽可能稳定地保持处于静态的摩擦环14、24的轴向位置，换言之即具有保持不变的传动比，因此摩擦环不会额外地承受锥2、12、22之间的振动或轴向移动。通过位于摩擦环的调节机构15、25上的测量机构20、30来进行摩擦环14、24之间的转速差的测量，在此示例性实施方案中，这些测量机构20、30包括未示出的光传感器或感应式传感器,其通过摩擦环上的刻痕或凹痕来识别摩擦环转速。用于两个调节机构15、25的伺服电机16、26的第一子调整机构17的共用控制变量19叠加到第二子调整机构27的第二参考变量29上，用来调整第二子传动装置21的摩擦环的轴向位置。第一子调整机构17因此预设第二子传动装置的摩擦环24的轴向位置，同时，由此第二子传动装置的摩擦环24可以几乎无延迟地以高的调节速度跟随第一子传动装置的摩擦环14的位置。因此，仅仅通过第二子调整机构27来进行第二子传动装置的摩擦环24的相对轴向错位的均衡化，使得在此示例性实施方案中，第二子调整机构27仅用于相对定位，换言之即相对于第二子传动装置的摩擦环24其自身的当前位置的定位，而第一子调整机构17仅用于第二子传动装置21的摩擦环的绝对定位，换言之即参照固定于锥上的坐标系统的定位。仅仅通过使用第二子调整机构27也可以调整第二子传动装置的摩擦环24的轴向位置，而不需要第一参考变量19作用到第二子传动装置的摩擦环的调节机构25的第二伺服电机26上。图2所示的锥形摩擦环传动装置I具有第一子传动装置11和第二子传动装置21，其中第一子传动装置11具有共用锥2和子锥12，而第二子传动装置21具有共用锥2和子锥22，该锥形摩擦环传动装置I通过第一动力分配均衡传动装置31传递由共用轴3施加的扭矩。动力分配均衡传动装置31包括差动传动装置(未标号)，其中共轴的斜齿轮通过可切换的子斜齿轮连接到两个子传动装置11、21的子锥12、22的输出轴，并且差动传动装置的差动箱连接到共用轴3以与其相互作用。连接到第一动力分配均衡传动装置31的差动箱以与其相互作用的另外的斜齿轮还可以可切换的方式与共用锥2的输出轴相连接，使得仅通过单个传动部件就实现了直接式驱动(也就是力以传动比i=l传递)。置于子锥12、22的输出轴处的可切换的子斜齿轮允许通过未标号的离合器套筒来实现反向驱动。因此，以此方式构造的均衡传动装置31作为差动传动装置能够允许摩擦环14、24之间的转速差，由此不必强制产生第一子传动装置11和第二子传动装置21之间的同步转速。其结果是，在摩擦环14、24处总会发生最小的滑动，因此仅仅导致子锥12、22在彼此之间显示出转速差。动力分配传动装置31能够平衡掉这些转速差，并且因此又在动力分配均衡传动装置31的差动传动装置中产生相对运动，而不是在摩擦环14、24处产生增加的滑动，并且由于摩擦热，这些平衡掉转速的相对运动会导致传动的有效程度减少。由于如所解释地避免了这些相对运动，根据本发明的摩擦环14、24的轴向位置的调整因而导致了传动的有效程度增加。在图2所示的替代实施方案中，以这样的方式控制具有第一子传动装置11的摩擦环14、具有属于该摩擦环14的伺服电机16以及调节机构15、具有第二子传动装置21的摩擦环24并且具有相关的伺服电机26以及调节机构25的锥形摩擦环传动装置1，使得仅有调节机构15的伺服电机20得到来自第一子调整机构17的控制变量19，用于调整第一子传动装置的摩擦环14的轴向位置，而第二子调整机构27以这样的方式通过第二伺服电机30以及第二调整机构25来调整第二子传动装置的摩擦环24的轴向位置，使得仅仅使用第二参考变量28来产生第二控制变量29。在此实施方案中，参考变量28又包括由第一调整变量探测器20得到的第一子传动装置11的调整变量和由第二调整变量探测器30得到的第二子传动装置21的调整变量。在这一点上，由子调整机构评估的参考变量28由摩擦环14、24的转速差形成，其中此处例如也可以使用第一摩擦环14的轴向位置，同时可以包含位置补偿特性图来考虑校正测量。在此实施方案中，与图1所描述的调整变量探测器20、30的测量机构不同，在调节机构15、25的小引导轮5处提供了摩擦环的转速测量，由此检测到小引导轮5自身的转速。可以立即明白的是，在小引导轮5和摩擦环之间可能产生滑动，并且因此摩擦环的转速测量也可能因此原因而遭受误差，但这实际上不太可能，或可能是仅有极小程度的这种情况，因为在此位置处不会传递扭矩，并且小引导轮5非常精确地靠着摩擦环布置，这是为了在任何情况中保证摩擦环的安全引导。修正变量可以叠加到小引导轮所确定的此测量变量上，这取决于要求，取决于锥形摩擦环传动装置I的操作状态，例如静态操作或特定方向上的传动比的调节。另外，也可以在此实施方案中所使用的动力分配均衡传动装置31处进行测量，其中例如可以测量两个传动装置部件的相对转速，此时如上面所解释的那样，在无滑动的操作中，相对转速或转速差总和为零。图3所示的具有第一子传动装置11和第二子传动装置21的锥形摩擦环传动装置具有第二动力分配均衡传动装置32，其中该第二动力分配均衡传动装置32代表根据图2的示例性实施方案的第一动力分配均衡传动装置31的一个简化的实施方案。为了减少摩擦损失和装配工时，取消了多个子传动装置和将共用锥2与共用轴3相连以使其相互作用的直接式齿轮，因此通过减少摩擦损失而导致了传动的有效程度的进一步增加的可能性。对在此示例性实施方案中所示的摩擦环14、24的轴向位置的调整再次使用两个子调整机构
17、27的两个叠加的控制变量19、29，用于调整第二子传动装置24的摩擦环的轴向位置。就此点而言，第二子调整机构27使用两个子传动装置11、21的子锥12、22的转速差而不是摩擦环14、24的转速差作为参考变量，用于第二子传动装置的摩擦环24的相对定位。在此实施方案中，使用有效程度遭受了损失的第二均衡传动装置32有利地允许使用子锥12、22的转速差来通过能够获得的参考变量28以产生第二控制变量29，因此可以通过固定设置在壳体上的简单的调整变量探测器20、30来获得参考变量28。
图4显示了锥形摩擦环传动装置I的另一个示例性实施方案，其中使用构造为行星齿轮并且也能够平衡掉第一子传动装置11和第二子传动装置21之间的转速差和扭矩差的第三动力分配均衡传动装置33，并且相比于具有图2和图3所示的第一和第二动力分配均衡传动装置31、32的示例性实施方案，其明显减少了锥形摩擦环传动装置I在轴向方向上的构造空间。在此示例性实施方案中所显示的子调整机构27使用第二参考变量28来获取第二控制变量29，其中第二参考变量28由三个转速信号(摩擦环14、24的转速以及共用锥2的转速)生成。使用通过转速传感器4获得的共用锥2的转速信号，可以通过数学、物理和/或摩擦学模型来得出关于在摩擦环14、24中产生的滑动的结论，因此作为转速信号的替代，此推定的滑动也可以用来作为用于调整第二子传动装置的摩擦环的轴向位置的参考变量28。使用均衡传动装置、例如此处所用的第三动力分配均衡传动装置33并未有效阻止在摩擦环14、24处发生差速滑动，为此原因，优选对以扭转刚性的方式连接的子摩擦锥12,22使用此调整，但是本调整策略允许例如在动力分配均衡传动装置31、32、33中使用差速锁，其可防止均衡传动装置31、32、33的齿轮组中的相对运动。在图5中显示了根据本发明的锥形摩擦环传动装置1，其具有第一挤压单元42作用于其上的第一子传动装置11的子锥12和第二挤压单元43作用于其上的第二子传动装置21的子锥22。在此实施方案中，通过布置在挤压单元42、43之间的液压均衡器44，就考虑到了产生在两个子传动装置11、21中以相同方式作用的压力的要求。在此实施方案中，尤其是如果第二子调整机构27通过测量摩擦环14、24的转速或者通过测量出现在摩擦环处的滑动来调整第二子传动装置的摩擦环24的轴向位置，使用根据本发明的调整机构来对摩擦环14、24轴向定位则要求在摩擦环14、24和通过这些摩擦环14、24相连接以相互作用的锥2、12、22之间的摩擦接触中有大致相同的摩擦条件。就此而言，液压均衡器44将充有油的第一挤压单元42的第一压力腔45连接到同样充有油的第二挤压单元43的第二压力腔46。包含在挤压单元42、43中的油因此可以在压力腔45、46之间来回流动，使得两个子传动装置11、21的子锥12、22上的挤压力总是处于相同的值，并且以此方式,在摩擦环14、24的摩擦接触处的摩擦条件达到相同的状态。子锥12、22通过径向轴承安装在两侧，并且因此它们在轴向方向上可自由移动。所有的轴向力以及挤压单元42、43的平衡力由置于共用锥2上的锥形滚子轴承所支撑。位于挤压单元42、43和子锥12、22之间的另外的轴向轴承将子锥12、22的旋转运动与挤压单兀42、43分尚开。图5还显示了第二子调整机构的一个备选的调整策略。在这一点上，通过调整变量探测器20、30测量在子锥12、22处施加的扭矩差，该扭矩差用来作为参考变量28 ;此扭矩差由摩擦环14、24的不精确的轴向定位所导致，这是因为通过摩擦环14、24中的一个的滑动增加，所传递的动力发生了减少。图6所示的实施方案包括在第一挤压单元42和第二挤压单元43之间相应地作用的力均衡结构。在此实施方案中，作用在子锥12、22上的不同的挤压力通过机械均衡器47来均衡。在这一点上，机械均衡器47通过置于第一子传动装置11和第二子传动装置21之间的杠杆来起作用，杠杆安装成可围绕位于其在锥形摩擦环传动装置I的壳体上的对称轴上的枢轴点48旋转，使得作用在挤压单元42、43上的杠杆具有相同的有效长度，并且作用在子锥12、22上的挤压力总具有相同的值。根据图5和图6的锥形摩擦环传动装置I还具有构造成具有第一齿轮传动装置13和第二齿轮传动装置23的正齿轮传动装置的扭矩转换器，目的是在共用轴3的扭矩引入到第一子传动装置11的子锥12和第二子传动装置21的子锥22中之前将该扭矩减少。随着扭矩的减少，两个子锥的转速的增加与扭矩的减少成比例，如通常的在具有固定传动的传动装置的情况中一样。相比于仅仅具有一个输入锥和一个输出锥的锥形摩擦环传动装置I的实施方案，目前根据图5所示的实施方案的锥形摩擦环传动装置I适合于传递四倍的原始引入的扭矩。所传递扭矩的第一次倍增跟随着两个输入锥12、22以及伴随着它们的两个子传动装置
11、21的使用，因此，摩擦接触在输入锥12、22和共用输出锥2之间呈现为两倍。所传递扭矩的第二次倍增(从而传递了四倍扭矩)跟随着转速倍增下的输入扭矩的减半，如上面所解释的那样。可以立即明白，由锥形摩擦环传动装置I所输出的扭矩的最终适配在布置在锥形摩擦环传动装置I之后的差动传动装置中进行。然而，所述输出扭矩的最终适配并不必须以与通过齿轮传动装置13、23所进行的输入侧的扭矩转换相同的因数来进行。在此所示的实施方案中，两个齿轮传动装置各自的锥侧齿轮具有为布置在共用锥3上的轴侧齿轮的大约一半的直径。然而在每种情况中，在齿轮传动装置中处于啮合的两个齿轮的齿数并不精确地是另一个齿轮的齿数的两倍或一半。为了产生更好的磨损轮廓，齿轮传动装置13、23中的两个齿轮中的一个的齿数减少或增加一个齿。在此实施方案中实现了在啮合中恒定不同的两个齿的配对。图7显示了位于摩擦环14、24和锥2、12、22之间的用于施加压力的机构，其优选补充性地使用，但也可替代性地来使用，用于根据图5和图6所述的压力均衡器。在这一点上，在共用锥2上使用共用挤压单元41，使得在每种情况中，通过此单个的共用挤压单元41而不是通过使用两个分离的挤压单元来施加在锥12、22和共用锥2之间传递力所需的压力。该具有共用挤压单元41的所示布置使得可以通过消除装配密集型模块来简化锥形摩擦环传动装置I的装配。另外，通过此布置，提供了在设计方面将挤压单元41其自身以这样的方式结构化的可能，即不再要求用于两个子传动装置11、21的子锥12、22之间的力均衡的部件，因为挤压单元41已经均匀地作用在全部两个子锥12、22上而不需要其他的辅助。挤压单元41至少通过第一子挤压机构的两个未标号的板簧来施加传递力所要求的压力，其中，在锥形摩擦环传动装置I的整个操作范围中，挤压力首先为恒定的。除了该恒定的基础负载，未标号的所不第二子挤压单兀可以通过同样未标号的棍体和棍体在其上滚动的运行坡道来产生基于扭矩的压力。因此，在显著变化的输入扭矩的情况中，可以有利地使用所示的挤压单元41。尤其是，如果必要，可以通过挤压单元41来直接测量扭矩，并且将扭矩用于上述调整程序，因为挤压单元41的不同模块的位移用来产生相应的测量信号。根据图8的锥形摩擦环传动装置I具有包括两个万向接头的联轴器56，其跟随着共用锥2的旋转轴61的位移，并且也使得这些位移成为可能。共用锥2的轴51连接到联轴器56，其中轴51通过轴侧摩擦锥轴承52安装在锥形摩擦环传动装置I中。在共用锥2的背向轴侧摩擦锥轴承52的一侧上设置有台肩侧摩擦锥轴承54，其将共用锥2安装在锥形摩擦环传动装置I的壳体中的台肩53处。两个子锥12、22也以类似的方式安装在锥形摩擦环传动装置I中，其中两个子锥12、22中的每一个都具有轴51和台肩53，它们还用于通过轴侧摩擦锥轴承52和台肩侧摩擦锥轴承54来安装。在每个例子中，两个子锥12、22由它们的摩擦环14、24包围，并且通过摩擦环14、24将扭矩传递到共用锥2。在根据图8的实该施方案中，共用锥2的两个轴承(轴侧摩擦锥轴承52和台肩侧摩擦锥轴承54)均形成了浮动轴承，因此可以在任何所期望的位置处实现沿着共用锥2的转动轴61的轴向的轴位移。从共用锥2处观测，轴向方向上的紧固仅仅发生在联轴器56之后、位于引导轴承55之上。在该示例性的实施方案中，引导轴承55构造为锥形滚子轴承，并且支撑着置于轴51的台肩上的轴向力。与此相反，两个子传动装置11、21的两个子锥12、22具有在现有技术中常用的固定/浮动式安装，具有锥形滚子轴承作为台肩侧摩擦锥轴承54和具有柱形滚子轴承作为轴侧摩擦锥轴承52。根据图8的该示例性实施方案尤其通过共用锥2的两个浮动轴承、通过其轴侧摩擦锥轴承52和其台肩侧摩擦锥轴承54来允许平移补偿，并且还允许共用锥2的旋转补偿，其中锥2的两个摩擦锥轴承52、54各自在第一子锥12和第二子锥22的旋转轴52、53的方向上具有自由度。然而，在一个未示出的示例性实施方案中，也可以不设置引导轴承55，并用角位移轴承、例如球形滚子轴承或自对准的滚珠轴承来代替两个摩擦锥轴承52、54中的一个。这种示例性实施方案允许通过类似于现有技术中已知的方法来安装共用锥2，其中通过固定轴承的角位移来保持另一个摩擦锥轴承、即浮动轴承的运动的平移自由。就此而言，具有可旋转移动的轴承作为摩擦锥轴承的示例性实施方案使得可以获得仅具有一个自由度(即旋转自由度)的共用锥。具有两个自由度的共用锥也总是导致锥表面57和两个子锥12、22的锥表面平行，其中共用锥2的旋转轴61也可以被引导成平行于第一和第二子锥的两个子旋转轴62、63。在这种实施方案中，如在图8中还显示的那样，第一或第二子传动装置11、21的摩擦环14、24的环形接触面58配备有至少在横截面中构造为直线的表面。容易理解，这导致了环形接触面58和锥面57之间的线性接触。如果使用固定/浮动式安装的共用锥2而不是浮动/浮动式安装的共用锥2，则如上面已经解释的那样，共用锥2因此仅具有一个旋转自由度，而不是一个旋转自由度和一个额外的平移自由度。然而，共用锥2的自由度的限制导致如下结果，即锥面57不再被引导着平行于子锥12、22的表面。由此在特定的方式中以下是有问题的，即不再将两个摩擦环14、24的环形接触面58构造成是平的，至少在横截面中不再构造成是平的。构造成凸面的环形接触表面，换言之即至少在轴平面中具有凸状弯曲的接触面可以平衡掉共用锥2的角度补偿。就这一点而言，不会在两个摩擦环14、24中的一个处产生不允许的高的边缘压力。如所清楚地那样，根据图8构造的具有可动的共用锥2的锥形摩擦环传动装置也可以这样的方式构造，即使得子锥12、22或这些子锥12、22中的至少一个构造成可移动的锥。然而可以清楚，可动的共用锥2能够通过应用到共用锥2中的挤压机构来平衡掉两个摩擦环14、24处的不均匀的接触力。共用锥2的台肩侧摩擦锥轴承54布置在根据图9的水平构造的锥引导件64中。在台肩侧摩擦锥轴承54的情况中，引导件64允许摩擦锥轴承沿着轴平面60移动，该轴平面60跨过两个子锥12、22的旋转轴62、63和共用锥2的旋转轴61。在此情况中，用语“水平”指的是在轴平面内的方向，“垂直”意为垂直于轴平面60的移动方向。在根据图9的示例性实施方案中，轴承引导件64构造为具有相对于轴平面60定向的扁长的孔。就此而言，轴承引导件64也可以具有用于台肩侧摩擦锥轴承54的外环的接纳器或承座，因此轴承引导件64自身布置在锥形摩擦环传动装置I的壳体59中作为滑座。使用单独的部件作为轴承引导件64的滑座还允许更好地夹持所使用的各个摩擦锥轴承，并且将共用锥2在轴平面60内的平移引导和共用锥2通过各个摩擦锥轴承的旋转安装分开。作为上述实施方案的替代，如果取消共用锥2内的挤压机构，则还可能的是两个子锥12、22的两个摩擦锥轴承具有摩擦锥轴承引导件64，其中在这种示例性实施方案中，这些轴承引导件64也可以配备有挤压机构，以便在共用锥2的方向上通过力来支持两个子锥 12、22。作为两个调节机构15、25的电控制的替代，也可以机械地进行第二子传动装置21的控制或调整，如使用图10到图15所示的示例性实施方案作为例子所解释的那样。就此而言，优选地通过已知方式进行第一子传动装置11的控制或调整，因此此处尤其可以使用已知的机构。因此，例如伺服电机16可以通过传动装置71来将管壳(Uifig) 72移动一工作角度，管壳又通过调节桥73移动摩擦环14的工作角度，调节桥73以轴向可动的方式安装在管壳和防转机构74上，并且由于锥2、12的旋转，摩擦环本身相应地移动。备选地，管壳72也可以构造为两轴式管壳或类似结构，只要它可相应地在轴向上引导调节桥并且允许角度调节即可。类似地，防转机构74也可以通过管壳72的第二引导棒来实施，或者实施在管壳72的第一引导棒中。另外，并非绝对要以桥的方式来构造调节桥73，只要它能保证足够稳定的引导和角度调节即可。在此示例性实施方案中，调节桥73的位置利用机械位置传感器75通过传递棒76传递给第二调节机构25，如果必要，机械位置传感器75也可以例如通过电位计用于记录测量值。第二调节机构25也具有管壳77，其通过已知的方式经由防转机构79以轴向可动的方式安装有调节桥78，并且第二调节机构25允许通过调节桥78安装的摩擦环24的角度调节，并且允许调节桥78自由地跟随摩擦环24的轴向移动。然而，管壳77通过反馈连接件81来控制，反馈连接件81 —方面包围着位置传感器80而另一方面包围着控制棒82，并且定向成使得摩擦环24的轴向位置可以通过控制棒82预设，之后在位置传感器80的控制下通过反馈连接件81的机械反馈达到该位置。就此而言，传递棒76与控制棒82连接，使得调节桥73的以机械方式决定的位置和因此摩擦环14的以机械方式决定的位置作为第二调节机构25的参考变量。对于其余的部件，图10到图14所示的以相同方式作用的示例性实施方案的模块也具有同样的标号，因此为了避免重复，将不会在此再次描述它们，可参照上述解释。就此而言，调节机构15、25并非必然设置在相应的锥12、22的背向锥2的一侧。取而代之地，可以在锥2、12、22之上或之下设置调节机构15、25，其中锥2、12、22大致上布置在一个平面中，如图15中的例子所示。如果适合的话，以此方式可以显著地简化机械连接。在图15所示的该示例性实施方案中，相应地设置两个调节机构15、25的机械连接，其中调节机构15的调节桥73通过已知方式调整，而调节机构25的调节桥78构造为下述调节机构，即未示出的调节机构25的管壳以上面已经描述的方式允许调节桥78的轴向位移，但是与上述示例性实施方案不同，管壳没有预设的角位置，而是自由地跟随由调节桥78所预设的角位置。如果调节桥78具有偏离于调节桥73的轴向位置的轴向位置，则通过两个调节桥73,78之间的旋转/滑动连接件85来使调节桥78倾斜。如上面已经描述的那样，调节机构25的管壳相应地跟随该倾斜，因此摩擦环可以根据角位置而移动，直到将角调整回零。因此，如果调节桥73移动，调节桥78或相应的摩擦环会跟随该移动。在此示例性实施方案中，旋转/滑动连接件85由调节桥78中的槽形成，调节桥73的圆舌接合到该槽中。基本上，这种狭长槽的布置和圆的运动连杆使得可以几乎任何所期望的形式实施旋转/滑动连接，其中最后，甚至更复杂的连接、直至根据上述示例性实施方案的连接也是可能的。附图标记列表I锥形摩擦环传动装置2共用锥3共用轴4转速传感器5小引导轮11第一子传动装置12第一子传动装置的子锥13第一齿轮传动装置14第一子传动装置摩擦环15第一子传动装置摩擦环的调节机构16第一伺服电机17第一子调整机构18第一参考变量19第一控制变量20第一调整变量探测器21第二子传动装置22第二子传动装置的子锥23第二齿轮传动装置24第二子传动装置摩擦环25第二子传动装置摩擦环的调节机构26第二伺服电机27第二子调整机构28第二参考变量29第二控制变量30第二调整变量探测器31第一动力分配均衡装置
32第二动力分配均衡装置33第三动力分配均衡装置41共用挤压单元42第一挤压单元43第二挤压单元44液压力均衡器45第一压力腔46第二压力腔47机械力均衡器48枢纽点51 轴52轴侧摩擦锥轴承53 台肩54台肩侧摩擦锥轴承55引导轴承56联轴器57 锥面58环形接触面59 壳体60轴平面61共用锥旋转轴62第一子锥旋转轴63第二子锥旋转轴64轴承引导71传动装置的布置72 管壳73调节桥74防转机构75位置传感器76传递棒77 管壳78调节桥79防转机构80位置传感器81反馈连接82控制棒83旋转/滑动连接
权利要求
1.一种锥形摩擦环传动装置，包括至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置，具有用于第一子传动装置的摩擦环的第一调节机构和用于第二子传动装置的摩擦环的第二调节机构，其中所述锥形摩擦环传动装置具有用于调整摩擦环的轴向位置的调整机构，其特征在于，所述调整机构至少包括具有第一参考变量的第一子调整机构和具有独立于所述第一参考变量的第二参考变量的第二子调整机构，其中，所述第一子传动装置具有用于调整所述第一子传动装置的摩擦环的位置的第一子调整机构，并且所述第二子传动装置至少具有用于调整所述第二子传动装置的摩擦环的位置的第二子调整机构。
2.根据权利要求1所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，所述第一子调整机构的调整变量为所述第二子调整机构的参考变量。
3.根据权利要求2 所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，所述第一子调整机构的参考变量为所述第二子调整机构的参考变量。
4.根据上述权利要求中任一项所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，所述第二子调整机构的参考变量为通过位置补偿特性图修正的所述第一子调整机构的参考变量。
5.锥形摩擦环传动装置，包括至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置，其中所述子传动装置具有各自的输入锥和共用输出锥，所述锥形摩擦环传动装置尤其是还根据上述权利要求中的任一项所述，其特征在于，所述共用输出锥具有挤压机构。
6.锥形摩擦环传动装置，包括至少一个输入锥和一个输出锥，以及布置在所述输入锥和所述输出锥之间的包围着至少一个锥的摩擦环，所述锥形摩擦环传动装置尤其是还根据上述权利要求中任一项所述，其特征在于，所述锥形摩擦环传动装置具有用于测量所述摩擦环的转速的机构。
7.根据权利要求6所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，所述用于测量所述摩擦环的转速的机构直接在所述摩擦环上检测所述摩擦环的转速。
8.根据权利要求7所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，包括测量机构布置于其上的能够相对于所述摩擦环轴向移动的引导机构。
9.锥形摩擦环传动装置，包括至少一个输入锥和一个输出锥，以及布置于所述输入锥和所述输出锥之间的围绕着至少一个锥的摩擦环，所述锥形摩擦环传动装置尤其是根据上述权利要求中任一项所述，其特征在于，包括扭矩测量机构。
10.锥形摩擦环传动装置，包括至少一个输入锥和一个输出锥，以及布置在所述输入锥和所述输出锥之间的围绕着至少一个锥的摩擦环，所述锥形摩擦环传动装置尤其是还根据上述权利要求中任一项所述，其特征在于，在所述锥形摩擦环传动装置的输入轴和输入锥之间布置有扭矩转换器。
11.根据权利要求10所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，所述输入锥具有比所述输入轴更低的扭矩。
12.根据权利要求10或11所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，所述输入锥具有大约为所述输入轴的一半的扭矩。
13.根据权利要求10到12中任一项所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，所述扭矩转换器包括齿轮传动装置。
14.根据权利要求13所述的锥形摩擦环传动装置，其特征在于，所述齿轮传动装置的输入侧齿轮具有偶数的齿且所述齿轮传动装置的输出侧齿轮具有奇数的齿，或者，所述齿轮传动装置的输入侧齿轮具有奇数的齿且所述齿轮传动装置的输出侧齿轮具有偶数的齿。
15.锥形摩擦环传动装置，至少包括构造成锥形摩擦环传动装置的第一子传动装置和构造成锥形摩擦环传动装置的第二子传动装置，所述锥形摩擦环传动装置尤其是还根据上述权利要求中任一项所述，其特征在于，不同的子传动装置的至少两个锥各自具有挤压机构，其中两个所述挤压机构具有用来均衡挤压力的差的机构。
16.锥形摩擦环传动装置，包括构造成锥形摩擦环传动装置的第一子传动装置和构造成锥形摩擦环传动装置的第二子传动装置，其中两个子传动装置具有共用锥，并且所述第一子传动装置具有第一子锥并且所述第二子传动装置具有第二子锥，其中，所述共用锥的旋转轴和两个子锥的旋转轴布置在轴平面中，并且至少所述共用锥具有轴侧摩擦锥轴承和台肩侧摩擦锥轴承，所述锥形摩擦环传动装置尤其是还根据上述权利要求中任一项所述，其特征在于，所述轴侧摩擦锥轴承和/或所述台肩侧摩擦锥轴承具有沿着所述轴平面的平移自由度。
17.用于锥形摩擦环传动装置的方法，所述锥形摩擦环传动装置具有至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置，具有用于第一子传动装置的摩擦环的第一调节机构和用于第二子传动装置的摩擦环的第二调节机构，其中，所述摩擦环的轴向位置通过调整机构来调整，其特征在于，所述调整机构至少包括具有第一参考变量的第一子调整机构和具有独立于所述第一参考变量的第二参考变量的第二子调整机构，其中，所述第一子传动装置的摩擦环的位置通过所述第一子调整机构来调整，并且所述第二子传动装置的摩擦环的位置通过所述第二子调整机构来调整。
18.用于锥形摩擦环传动装置的方法，所述锥形摩擦环传动装置具有至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置，具有用于第一子传动装置的摩擦环的第一调节机构和用于第二子传动装置的摩擦环的第二调节机构，其中，所述摩擦环的轴向位置通过调整机构来调整，其特征在于，所述调整机构至少包括具有第一参考变量的第一子调整机构和具有取决于所述第一参考变量的第二参考变量的第二子调整机构，其中，所述第二参考变量通过用位置补偿特性图来修正所 述第一参考变量而生成，并且所述位置补偿特性图通过对所述第一和第二摩擦环的轴向位置的偏差进行校正测量来生成。
19.根据权利要求18所述的用于锥形摩擦环传动装置的方法，其特征在于，所述校正测量在所述锥形摩擦环传动装置的初始启动之前进行。
20.用于锥形摩擦环传动装置的方法，所述锥形摩擦环传动装置包括至少一个输入锥和一个输出锥，以及布置于所述输入锥和所述输出锥之间的包围着至少一个锥的摩擦环，所述锥形摩擦环传动装置尤其是还根据上述权利要求中任一项所述，其特征在于，参照于所述锥形摩擦环传动装置的输入轴而言，所述输入锥的扭矩转换为较低的扭矩。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述输入锥的扭矩转换为所述输入轴的扭矩的大约一半。
全文摘要
目的是在一种锥形摩擦环传动装置中也能够以操作可靠的方式传递相对高的扭矩，而具有低的动力损失和低的或廉价的设计花费，所述锥形摩擦环传动装置包括至少两个构造为锥形摩擦环传动装置的子传动装置，具有用于第一子传动装置的摩擦环的第一调节机构和用于第二子传动装置的摩擦环的第二调节机构，其中锥形摩擦环传动装置具有用于调整摩擦环的轴向位置的调整机构，提出了，所述调整机构至少包括具有第一参考变量的第一子调整机构和具有独立于所述第一参考变量的第二参考变量的第二子调整机构，其中所述第一子传动装置具有用于调整所述第一子传动装置的摩擦环的位置的第一子调整机构，并且所述第二子传动装置具有用于调整所述第二子传动装置的摩擦环的位置的第一子调整机构和第二子调整机构，其中至少具有第二子调整机构。
文档编号F16H61/664GK103154575SQ201180049819
公开日2013年6月12日 申请日期2011年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者乌尔里克·罗斯, 克里斯多夫·德尔格, 维尔纳·布兰德威特 申请人:乌尔里克·罗斯