用于环面变速器的滚珠和坡道装置制造方法
【专利摘要】一种用于环面变速器的滚珠和坡道装置包括第一圆盘(14)和第二圆盘(16)，以及设置坡道(20，28)之间的数个滚动元件，所述坡道设在第一和第二圆盘上并且沿着圆周方向延伸。其中一个所述圆盘(16)包括具有坡道的板、限定外环面滚道(24b)的环(24)、以及轴向地插在所述环和所述板之间的中间支撑部分(26)。
【专利说明】用于环面变速器的滚珠和坡道装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于环面变速器的滚珠和坡道装置领域。
【背景技术】
[0002]环面变速器可例如用于内燃机增压器、空调系统、交流发电机、冷却风扇或者机动车辆的主动力传输。
[0003]环面变速器一般设有面对彼此并且限定环形空腔或空间的输入圆盘和输出圆盘，并且具有滚子，所述滚子设在环形空间内并且与输入圆盘和输出圆盘相接合接触从而将扭矩从一个圆盘传到另一个圆盘。滚子这样布置，从而分布在环形空间圆周之上并且能在所述空间内空间地调节，以便连续地调节变速器的传动比。变速器的每个滚子由连接于控制机构的托架支撑，从而允许所述滚子被引导穿过圆盘的滚道。
[0004]输入圆盘和输出圆盘的旋转速度确定变速器的运行比,该比率通过输入速度除以输出速度定义。滚子角位置的每个改变导致变速器比率的改变。
[0005]专利申请GB-A-438412 (Torotrack)公开了一种环面变速器,包括输入圆盘、输出圆盘、可旋转地安装在输入圆盘和输出圆盘之间并且与设在所述圆盘上的滚道相接合的滚子，以及滚珠和坡道装置，以产生与作用给输入圆盘的扭矩成比例的轴向力。所述装置由板、输入圆盘的后面、以及轴向地插在所述后面和所述板上的坡道之间的成组的滚珠构成。
[0006]由于所用的材料是高强度钢，因此庞大输入圆盘的制造成本很高。另外，在这种圆盘上环形滚道和坡道的形成需要长时间机加工操作。
[0007]本发明的目的是克服这些缺陷。
【发明内容】
[0008]本发明的特定目标是提供用于环面变速器的滚珠和坡道装置，该环面变速器制造简单并且价格经济。
[0009]在一个实施方式中，用于环面变速器的滚珠和坡道装置包括第一圆盘和第二圆盘，以及设置坡道之间的多个滚动元件，所述坡道设在第一和第二圆盘上并且沿着圆周方向延伸。其中一个所述圆盘包括具有坡道的板、限定外环面滚道的环、以及轴向地插在所述环和所述板之间的中间支撑部分。
[0010]所述板包括具有坡道的径向部。所述中间支撑部分轴向地设置在径向部和所述环之间。
[0011]优选地，所述板包括内轴向部和径向地围绕所述内轴向部的外轴向部。所述中间支撑部分径向地设在所述板的内外径向部之间。在一个实施方式中，所述内外轴向部从径向部延伸。
[0012]在一个实施方式中，所述板还包括从所述外轴向部延伸并且定位到所述环上形成的凹槽中的轴向凸耳。可替代地，所述中间支撑部分包括延伸到在所述环上形成的凹槽中的外轴向凸耳。优选地，所述外凸耳还延伸到在所述板上形成的凹槽中。[0013]优选地，所述中间支撑部分由热塑性塑料制成。所述中间支撑部分过模制(包覆模制)到所述板和所述环上。
[0014]优选地，其它圆盘包括具有坡道和轴向面对所述板的径向部的径向部。所述环可由金属薄板制成。此外，所述环在横截面上具有环形。
[0015]在一个实施方式中，所述滚动元件包括滚珠或滚子，所述滚子可以是锥形的或不是锥形的。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]通过学习以非限制性实例方式给出并且由附图图示的特定实施方式的具体说明，将更好地理解本发明及其优势，其中:
[0017]-图1是根据本发明第一实施方式所述的用于环面变速器的滚珠和坡道装置截面图，
[0018]-图2是图1的装置的透视图，
[0019]-图3是图1的装置的分解透视图，
[0020]-图4是根据本发明第二实施方式所述的用于环面变速器的滚珠和坡道装置的截面图，
[0021]-图5是图4的装置的分解透视图，
[0022]-图6是根据本发明第三实施方式所述的用于环面变速器的滚珠和坡道装置的截面图，
[0023]-图7是图6的装置的分解透视图。
【具体实施方式】
[0024]如图1至3所示，表示根据本发明所述的用于环面变速器的滚珠和坡道装置10的实例，具有轴线12的所述装置10包括面对彼此的第一圆盘14和第二圆盘16，以及轴向地设在所述圆盘之间的多个滚珠18。
[0025]有利地,第一圆盘14由金属薄板通过弯折、切割和冲压形成。圆盘14是圆形的、与轴线12同轴并且包括具有轴向孔的内轴向部14a，轴向孔中安装有轴(未示出)，从轴向部14a向外径向延伸的径向部14b，以及从径向部14b的大直径边缘轴向地延伸并且径向地围绕内轴向部14a的外轴向部14c。径向部14b在其轴向地面对第二圆盘16的内部正向表面上包括在圆周方向上延伸并且形成坡道20的多个凹槽。坡道20由径向部14b的局部变形得到。在所示实施方式中，坡道20的数量是三个并且在圆周方向上彼此规则地间隔开。坡道20彼此相同并且形成在径向部14b上，关于轴线12有共同的半径。坡道20具有适合滚珠18并且形成所述滚珠的滚道的凹形横截面。每个坡道20在圆周方向上有逐渐变化的深度。
[0026]与轴线12同轴的第二圆盘16包括板22、环24和轴向地插在它们之间的中间支撑部分。有利地，板22由金属薄板通过弯折、切割和冲压形成。板22是圆形的并且包括内轴向部22a，其具有与圆盘的轴向部14a的孔相同直径的轴向孔。板22还包括从轴向部22a向外径向延伸的径向部22b以及从径向部22b的大直径边缘轴向地延伸并且径向地围绕内轴向部22a的外轴向部22c。径向部22b轴向地面对圆盘14的径向部14b。轴向空隙形成在所述径向部14b、22b之间。相对于通过所述轴向空隙的横向径向平面，板的径向部22a、22c和径向部22b分别与圆盘的轴向部14a、14c和径向部14b对称。
[0027]板22还包括数个周向凹槽，形成设在面对第一圆盘14的径向部22b的内部正向表面上的坡道28。坡道20、28在反向位置轴向地面对彼此。板22还包括在圆盘14的相对侧上从外轴向部22c轴向地延伸的相同的轴向凸耳22d。在所示实施方式中，外凸耳22d数量是八个并且在圆周方向上彼此规则地间隔开。
[0028]在所公开的实施方式中，环24具有环形横截面。环24是圆形的并且包括具有与板22的孔相同直径的轴向孔的环形部24a。环形部24a的外部正向表面限定凹形的环形滚道24b，其适合与关联的环面变速器的滚子(未示出)相接触。这些滚子在环面变速器的环形滚道24b和面对的环形滚道之间传输驱动。滚道24b可被加工(例如通过磨削或硬车肖IJ)和超精加工(例如通过抛光、珩磨或振动研磨)从而获得其几何特性和最后的表面加工。环24的外轴向表面包括在圆周方向上彼此规则地间隔开的多个凹槽30。板22的每个凸耳22d轴向地延伸到具有互补形状的这些凹槽30的其中一个之中。凸耳22d和凹槽30之间的协作提供了板22和环24之间的角度连接(angular connection)。
[0029]中间支撑部分26轴向地设在与凹形滚道24b轴向相对的环的环形部24a的凸形内表面24c和板的径向部22b的外部正向表面之间。支撑部分26在一侧轴向抵靠环24，在另一侧与板22轴向接触。支撑部分26径向地设置在板的外轴向部22c和内径向部22a的孔之间。
[0030]支撑部分26是环形的并且包括具有与互补形状的环的凸形表面24c轴向接触的凹形外表面的径向部26a，以及与互补形状的板的径向部22b轴向接触的相对的内径向表面。径向部26a的外轴向表面与板的外轴向部22c径向接触。所述径向部26a的孔弥补板的内轴向部22a。支撑部分26还包括向内径向延伸径向部26a的孔的轴向端部的内部环形裙边26b。径向裙边26b具有与板22的孔直径相同的孔并且轴向地设在所述板的轴向部22a和环24之间。支撑部分26还包括向外径向延伸径向部26a的外轴向表面并且在圆周方向上彼此规则间隔开的多个肋部26c。每个肋部26c轴向地设在板的外轴向部22c和环24之间，并且周向地位于所述板的两个连续的凸耳22d之间。每个凸耳22d轴向地延伸穿过两个连续的肋部26c之间所限定的空间。
[0031]支撑部分26还包括从径向部26a的内部正向表面延伸并且突出到在板的径向部22b中形成的相应的孔中的轴向销26d。支撑部分26通过过模制例如聚酰胺的热塑性材料到板22和环24上而制成为一个部分。这样在这些部分之间、特别是在孔32产生优良的凝聚力，熔化的塑料材料穿过孔从而通过匹配形状形成销26d。通过模制的支撑部分26的制造使其成形且重量相当轻并且制造成本低。可替代地，然而支撑部分26可用另外的材料制成、例如金属，和/或通过任何其它合适方式、例如粘合固定到板22和环24上。
[0032]图4和5所示的实施方式与前述实施方式的不同之处在于数个滚子40轴向地设置在圆盘14和板22之间，相同的部分给予相同的附图标记。关联的坡道42、44以前述实施方式的坡道相似的方式分别形成在圆盘的径向部分14b和板的径向部分22b上。坡道42、44每一个具有适合滚子40的U形横截面并且形成用于所述滚子的滚道。在所示实施方式中，滚子40的滚动表面具有圆柱形轮廓。可替代地，滚动表面可具有锥形轮廓。
[0033]图6和7所不的实施方式与第一实施方式不同之处在于中间支撑部分26包括在圆盘14的相反一侧径向地延伸径向部26a的外轴向表面的外轴向凸耳26e,同时在圆周方向上彼此规则地间隔开，其中相同部分给予相同附图标记。每个凸耳26e从径向部26的内部正向表面轴向地延伸并且轴向地突出到两个连续肋部26c之间所限定的空间中和环24的一个凹槽30中。轴向地在环24的相反侧上，每个凸耳26e定位在形成在板的径向部22c上的互补形状的凹槽50的其中一个之中。采用这种实施方式，作用到板22的扭矩通过支撑部分26的凸耳26e传送到环24。
[0034]在所公开的实施方式中，滚动元件是滚珠。可替代地，滚动元件可以是圆柱形或锥形滚子。在另一变体中，对于每个公开的实施方式，也可以预知轴向设置在圆盘14、16之间的保持架用于使滚动元件保持周向地间隔开。
[0035]在具有坡道的板和具有环形滚道的环之间轴向地插入支撑部分可以得到适用于环面变速器的强壮和低成本的滚珠和坡道装置。利用这种具有作为不同部件的组件所制成的圆盘的装置，板和环可由不同金属制成，所选的每一种是用来最好地实现机械要求并且通过任何成形工艺、例如锻造来制造。例如，支撑部分可由较低质量材料制造，例如PA6.6的热塑性塑料，而环由轴承钢制成，板由中/高碳钢制造、例如C55，或者构造钢、例如E24。
【权利要求】
1.用于环面变速器的滚珠和坡道装置，包括第一圆盘(14)和第二圆盘(16)，以及设置坡道(20，28;42，44)之间的多个滚动元件，所述坡道设置在所述第一和第二圆盘上并且沿着圆周方向延伸，其特征在于，其中一个所述圆盘(16)包括具有坡道(28 ；44)的板、限定外环形滚道(24b)的环(24)、以及轴向地插在所述环和所述板之间的中间支撑部分(26)。
2.根据权利要求1所述的滚珠和坡道装置，其中所述板包括具有坡道的径向部(22b)。
3.根据权利要求2所述的滚珠和坡道装置，其中所述中间支撑部分(26)轴向地设置在径向部(22b)和所述环(24)之间。
4.根据前述权利要求的任一项所述的滚珠和坡道装置，其中所述板包括内轴向部(22a)和径向地围绕所述内轴向部的外轴向部(22c)。
5.根据权利要求4所述的滚珠和坡道装置，其中所述中间支撑部分(26)径向地设在所述板的内外轴向部(22a，22c)之间。
6.根据权利要求4或5所述的滚珠和坡道装置，其中所述板还包括从所述外轴向部延伸并且定位到所述环上形成的凹槽(30)中的轴向凸耳(22d)。
7.根据前述权利要求1至5的任一项所述的滚珠和坡道装置，其中所述中间支撑部分包括延伸到在所述环上形成的凹槽(30)中的外轴向凸耳(26e)。
8.根据权利要求7所述的滚珠和坡道装置，其中所述外凸耳(26e)还延伸到在所述板上形成的凹槽(50)中 。
9.根据前述权利要求的任一项所述的滚珠和坡道装置，其中所述中间支撑部分(26)由热塑性塑料制成。
10.根据权利要求9所述的滚珠和坡道装置，其中所述中间支撑部分(26)过模制到所述板和所述环上。
11.根据前述权利要求的任一项所述的滚珠和坡道装置，其中所述环(24)由金属薄板制成。
12.根据前述权利要求的任一项所述的滚珠和坡道装置，其中所述环(24)在横截面上具有环形。
13.根据前述权利要求的任一项所述的滚珠和坡道装置，其中所述滚动元件包括滚珠。
14.根据前述权利要求1至12的任一项所述的滚珠和坡道装置，其中所述滚动元件包括滚子。
15.根据权利要求14所述的滚珠和坡道装置，包括锥形滚子。
【文档编号】F16H61/664GK104024692SQ201180075896
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2011年10月24日 优先权日:2011年10月24日
【发明者】P.里鲍尔特, Y-A.里弗拉托 申请人:Skf公司