用于无级变速器的推带及设置有该推带的变速器的制作方法

本发明涉及一种用于带-带轮式无级变速器的推带式传动带，带-带轮式无级变速器比如用于机动车中，特别是客车中。这种用于无级变速器的推带被广泛知晓并包括至少一个循环的、即环状的承载件和多个横向段，所述承载件包括多个同心安装地柔性环，所述横向段安装在循环承载件上并一起基本上占据了循环承载件的整个周长。推带的横向段能够沿着循环承载件的周向移动，同时在运行过程中彼此之间施加推力并由此将驱动力从一个传动带轮传递给另一个传动带轮。

背景技术：

在横向段的下述说明中，所涉及的方向涉及这样的场合：在该场合中，横向段是推带的一部件。横向段的纵向或厚度方向对应于推带的周向。横向段的竖直方向或高度方向对应于推带的径向。横向段的水平或宽度方向对应于垂直于所述纵向和所述竖直方向的方向。

横向段设置有用于接收推带的至少一个循环承载件的一部分的至少一个开口。横向段包括支承表面，所述支承表面代表所述开口的径向内侧或下边界并可用于与循环承载件的径向内侧接触。为了接触无级变速器的传动带轮的锥形盘，横向段在其两侧上、如在水平方向上的两侧上设置有带轮盘接触表面，所述带轮盘接触表面以这样的角度彼此外扩：该角度对应于锥形带轮盘之间由锥形带轮盘所限定的角度。

横向段的厚度在竖直方向上具有减小的趋势，以允许相邻的横向元件能绕着水平方向相互转动，从而使推带整体能遵循弯曲路径、比如锥形带轮盘之间所要求的弯曲路径。通常，横向段的上部设置有基本上恒定的厚度，而横向段的下部的厚度沿向下方向减小。在横向段的这两个部之间，横向段的面向推带的彼此相反的周向方向的主表面中的至少一个包括沿宽度方向延伸的过渡部，相应的主表面的分别与横向段的所述上部和所述下部关联的两个部分在所述过渡部处交汇。该过渡部在现有技术中通常被称作滚动边缘或者倾斜边缘。横向段的这种特别的设计例如可以从日本公开文献jp2000-065153(a)知晓。需要说明的是，倾斜边缘在两个传动带轮处的相应的径向位置之间的比部分地决定了带轮之间的(旋转)速度比决定并(由此)部分地决定了传动比。在实际中，倾斜边缘的相应的径向位置之间的比(即几何上所确定的传动比)与由推带相对于带轮的移行所引起的速度比之间会存在差别。

在推带的运行过程中，循环承载件也会滑移，即可能相对于横向段移动，该移动伴随有摩擦(热)所导致的不想要的功率损失。普遍知晓的是，可以通过减小支承表面与倾斜边缘之间的竖直间距来减小这种功率损失，这是因为循环承载件相对于横向段的纵向速度或滑移速度被知晓为与这种间距成正比。根据jp-a-2000-065153，这种竖直间距以及与其关联的功率损失可以通过下述方式来减小：将倾斜边缘的锐利的倾斜的拐角与横向段的承载件接触表面齐平来将这种间距有利地减小为零，至少在理论上减小为零。

然而，在实际中，倾斜边缘不能设置为锐利的拐角，这不仅是因为优选的制造工艺的限制，而且也是为了将相邻的横向段之间的接触应力限制至可接受的程度以不超过材料的机械强度和/或耐磨性。不过，倾斜边缘由相应的主表面的凸地弯曲部构成，该弯曲部沿着横向段的竖直方向延伸。在实际中，有利的是，推带中两个相邻的横向段之间的主要沿轴向定向的接触线会基于两个相邻的横向段之间的转动角、即基于推带的局部弯曲而沿竖直方向向下位移。由此，支承表面与倾斜边缘之间的所述竖直间距一定会随着推带的弯曲路径的半径的变化而化变化并(由此)仅对于一种半径是最小的。

技术实现要素：

本发明的目的在于在减小与横向段与横向段的循环承载件之间的滑移关联的摩擦损失中考虑倾斜边缘的凸曲率。更特别地，本发明旨在在这一方面优化横向段的设计。

根据本发明，推带的另一功能方面被考虑，该功能方面限制了倾斜边缘在支承表面之上的延伸度。即，在循环承载件内，承载件中的柔性环中的每个在传动带轮处位于略微不同的径向位置上，更特别地，在循环承载件中的每个相继更径向向外的环之间这种径向位置会增加相应的环的厚度。由此，循环承载件中的每个柔性环以略微不同的各自的几何传动比和圆周速度运行，从而每个环会在径向向内和/或径向向外相邻的一个或多个环上施加摩擦力。特别地，更径向向外的柔性环相对于更径向向内的柔性环以更接近一或更接近1：1的传动比运行。

此外，横向段以一特定的几何传动比运行，该特定的几何传动比取决于横向段的倾斜边缘上的接触线在两个传动带轮处的相应的径向位置之间的比，该几何比不一定等于循环承载件中的径向最内环自身的几何传动比，至少没有在变速器的每个速度比下等于循环承载件的径向最内环自身的几何传动比。由此，横向段的几何比与推带的循环承载件中的径向最内柔性环的几何比之间通常存在差别。

现在针对上述功能方面可以限定用于推带的最佳功能的新的设计标准。也即，根据本发明，高度优选的是，横向段与循环承载件的径向最内柔性环之间在圆周速度上的差别与循环承载件的径向最内环与径向最内环旁边相邻的环之间在圆周速度上的差别具有相同的符号(即具有相同的相对运动方向)。只有在这种情况下，由径向最内柔性环在其任一径向侧上所承受的摩擦力的方向才能是彼此相反的(周向)方向，这与循环承载件的其它环所承受的恰好相同。由此，最内柔性环的可能导致其早期损坏、至少相对于循环承载件的其它环更早出现的损坏的不利的机械载荷被有利地避免。

有效的是，上述设计标准带来以下效果：在推带内，循环承载件的径向最内柔性环自身的几何比从来都比横向段的所述几何比更接近一，即更接近1：1的比。在数学上，上述设计标准由此带来以下效果：绝对值1减去径向最内柔性环的几何传动比小于或等于绝对值1减去推带的横向段的几何传动比。

需要说明的是，当倾斜边缘整体位于支承表面和循环承载件之下，即整体位于支承表面和循环承载件径向内侧时，上述设计标准总是会被自动满足。特别地，对于倾斜边缘的弯曲状况(例如圆形或椭圆)和大小(例如较小或较大的凸曲率半径)没有限制。与此不同的是，当倾斜边缘完全位于支承表面之上、即支承表面的径向外侧时，倾斜边缘的弯曲度或大小是怎样，上述标准永远都不会被满足。然而，在本发明的教导内，仍然能够将倾斜边缘的弯曲部的一部分有利地位于支承表面之上，以减小由于摩擦所导致的功率损失，同时还满足上述设计标准。

根据本发明，上述设计标准要求支承表面位于倾斜区域上的下述轴向接触线之间：即与推带在锥形带轮盘之间的弯曲路径的最大曲率半径所关联的轴向接触线和与该路径的最小曲率半径所关联的轴向接触线之间。特别地，支承表面在径向方向上位于这些接触线之间的近似一半处。

附图说明

上文描述的根据本发明的横向段将参考附图予以进一步说明，在附图中，相同的附图标记指代相同或类似的部件，并且，在附图中：

图1示出具有在两个带轮上行进的传动带的无级变速器的示意性立体图，该传动带包括循环承载件和多个横向段并且被称作推带；

图2示出已知推带的面向其周向的剖视图；

图3示出已知推带的横向段沿着其宽度方向所观察到的视图；

图4示出体现了本发明的教导的根据本发明的横向段的正视图；

图5、6a、6b和6c示出图4的根据本发明的横向段在其多个定向下的剖视图；并且

图7示出集成有根据本发明的第二示例性实施例的横向段的推带的剖视图。

在各图中，相同的附图标记指代相同或至少具有可比性的技术特征。

具体实施方式

图1中的无级变速器的示意图示出推带类型的传动带3，传动带3以闭环的方式在两个带轮1、2上行进以在带轮轴6、7之间传递力矩。推带3包括柔性的、环状的即循环的承载件31和多个横向段32，所述多个横向段32沿着循环承载件31的圆周以基本上邻接成排的方式相继布置。

传动带轮1、2中的每个均包括一对锥形盘4、5，每对锥形盘4、5限定出渐窄的周向槽，所述周向槽径向向外敞开并限定出一锐角：所谓的带轮角φp。推带3的周向区段位于带轮槽内，同时被相应的带轮1、2的带轮盘4、5夹持于带轮盘4、5之间。有利地，力可以通过推带3借助推带3与带轮1、2之间的摩擦在带轮1、2之间传递。

这些带轮盘4、5之间的轴向间距可以被控制，这通常通过下述方式来实现：使带轮1、2中的仅仅一个带轮盘4布置成能相对于相应的带轮轴6、7轴向移动，从而控制带轮1、2之间的速度比。通过以相反的方向改变带轮1、2的两锥形盘4、5之间的距离，推带3在带轮1、2处的弯曲的路径部分的径向位置或运行半径r沿彼此相反的径向改变，并由此两个带轮1、2的转速之间的比也改变。更特别地，速度比定义为变速器的输出带轮2的转速除以变速器的输入带轮1的转速，其中，输出带轮2与负载关联，输入带轮1与驱动负载的发动机或电机关联。

在图1中，这种已知的变速器以它的最小速度比示出，其中，推带3在输入带轮1处处于它的最小运行半径rmin并在输出带轮2处处于它的最大运行半径rmax，以使得输入带轮1的转速大于输出带轮2的转速。

在图2中，推带3以下述横截面示出：该横截面面向推带3的周向或长度方向l，即面向垂直于推带3的轴向或宽度方向w并垂直于径向或高度方向h的方向。在推带3的该示例性实施例中，两个循环承载件31包括在推带3中，所述循环承载件31在图2中以横截面示出，而推带3中的一个横向段32以正视图示出。推带3的横向段32和循环承载件31通常由钢制成。

在该图2所示的示例性实施例中，循环承载件31中的每个分别包括五个独立的柔性环43，所述环43彼此同心地套置以形成循环承载件31。在实际中，循环承载件31通常包括五个以上柔性环43，例如六个、九个或十二个或者甚至可能更多。

推带3的横向段32通过其接触面37承受了每个带轮1、2的盘4、5之间所施加的夹持力，在横向段32的每个轴向侧处设置有一个这样的接触面37。这些接触面37沿径向向外方向彼此外扩，以在接触面37之间限定出锐角，该锐角表示推带3的带角φb并近似地对应于带轮角φp。

还在图3中以侧视图示出的横向段32设置有彼此相反地定位的两个缺口33，每个缺口33分别向着横向段32的相应的轴向侧敞开并且每个缺口容置有相应的循环承载件31的一小部分周向区段。横向段32的第一部分或基部34由此从循环承载件31径向向内延伸，横向段32的第二部分或中间部35位于循环承载件31之间，并且横向段32的第三部分或顶部36从循环承载件31径向向外延伸。每个缺口33的径向内侧由横向段32的基部34的所谓的支承表面42限界，所述支承表面42面向径向向外，通常面向向着横向段32的顶部36的方向，并与循环承载件31的内侧接触。

横向段32在径向和轴向上受到循环承载件31的约束，但仍然能够沿着循环承载件31的周向移动、即滑动，以使得能够通过将横向段32在推带3和带轮1、2的旋转方向上沿着循环承载件31彼此压靠并彼此向前推动而在变速器带轮1、2之间传递力矩。

此外，横向段32示出为设置有从其第一主体表面38突出的突起40、和设置在第二主体表面39中的对应的孔41。在推带3中，主体表面38、39面向彼此相反的周向方向l，从而在后的横向段32的突起40至少部分地位于在前的横向段32的孔41内，以阻止、或至少限制这些相邻的横向段32在垂直于推带3的周向的平面内的相互位移。

横向段32的第二主体表面39是基本上平坦的，而横向段32的第一主体表面38设置有所谓的倾斜边缘18，所述倾斜边缘18在径向h上形成第一主体表面38的基本上平行于第二主体表面39地延伸的上部与第一主体表面38的下部之间的过渡，其中，第一主体表面38的所述下部是倾斜的以使得它朝向第二主体表面39延伸。横向段32的所述上部由此在横向段32的主体表面38、39之间、即如在周向l上设置有基本上恒定的尺寸，该最大尺寸代表横向段32的标称厚度tts。约1.5mm的横向段32厚度tts在实际中被应用地最广泛。然而，对此，一个宽得多的范围当然也是可用的，例如1.2至2.2mm之间的任何值在理论上都可以用作横向段32的厚度tts。

倾斜边缘18设置成使得相邻的横向段32在彼此保持推动接触的同时还能相互倾斜或旋转，以使得推带3整体可以弯曲，即可以遵循弯曲路径，由此第一横向段32的平坦的第二主体表面39可以在相邻的第二横向段32的第一主体表面38上的倾斜边缘18的弯曲上滚动。对于倾斜边缘18需要说明的是，尽管倾斜边缘18在图2和3中仅借助单个线条示例性示出，但是在实际中，倾斜边缘18的形状可以设置成凸地弯曲的表面，比如设置成圆弧或椭圆弧。在实际中应用最广泛的是：倾斜边缘18的曲率半径rte为6mm。然而，对此，一个宽得多的范围当然也是可用的，例如3至15mm之间的任何值在理论上均可以用作倾斜边缘的曲率半径rte。

两个相邻的但互相倾斜的横向段32之间位于横向段32之一的倾斜边缘18上的基本上水平地、即沿轴向地定向的接触线由此在竖直或高度方向、即径向向内方向上的向下位移随着这两个横向段32之间的相互倾斜角度的增大而增加。然而，由于两个相邻的横向段32之间的相对倾斜角度保持为有限的，即不超过5度等，因此，倾斜边缘18的所需的径向延伸度也保持为有限的。特别地，这种所需的延伸度通常不超过1mm，即使在横向段32的厚度tts为2.2mm且倾斜边缘的曲率半径rte为12mm这种极限情况下也如此。不过，在横向段32的应用最广泛的设计中(tts＝1.5mm；rte＝6mm)，倾斜边缘18这种径向延伸度只有约1/3mm，该尺寸在图2和3的尺度上无法清晰地示出。

此外，在图2和3中，倾斜边缘18位于支承表面42的径向内侧。倾斜边缘18和支承表面42的这种相互定位方式广泛地用于实际中，但是，还知晓的是，这种相互定位方式对于变速器运行过程中推带3的功率传输效率是次优选的。本发明提供了横向段32的一种创新性的替代设计，尤其是横向段32的倾斜边缘18相对于支承表面42的定位方面的一种设计，该替代设计目的在于整体提高推带3的功率传输效率。

根据本发明的这种横向段32的第一实施例在图4中以正视图的方式示意性示出。为了清楚并便于描述，倾斜边缘18的尺寸、即径向延伸度已经相对于例如横向段32整体的高度被放大。在图4a中最重要的并根据本发明，倾斜边缘18沿径向向内方向从位于支承表面42径向外侧的标记为cs的线延伸至位于支承表面42径向内侧的标记为18b的线。由此，根据本发明，倾斜边缘18既在支承表面之上也在支承表面之下延伸，并且与图2所示的已知技术不同的是，倾斜边缘18不仅位于横向段32的基部34中，而且还部分地位于横向段32的中间部35中。由此，推带3中相邻的横向段32之间的位于倾斜边缘18上的接触线至少在平均上并至少在径向上更靠近支承表面42，以有利地减小运行过程中相邻的横向段32之间的相对速度或滑移。

倾斜边缘18相对于支承表面42的上述创新性布置还在图5、6a、6b和6c中以横向段32(的一部分的)的横截面a-a示出。在图5中，箭头18t表示倾斜边缘18的顶侧，即倾斜边缘18的径向向外延伸边界，箭头18b表示倾斜边缘18的底侧，即倾斜边缘18的径向向内延伸边界。此外，图5和6a-c中更小的箭头cs、crx、crn表示两个相邻的横向段32之间的三个可能的接触线(的径向位置)，其中：

-箭头cs表示推带3的笔直部分中的这种接触线，在推带3的笔直部分中相邻的横向段32基本上平行地布置(还参见图6a)；

-箭头crx表示推带3的以推带3的弯曲路径的最大半径而弯曲的部分中的这种接触线(还参见图6b)；

-箭头crn表示推带3的以推带3的弯曲路径的最小半径而弯曲的部分中的这种接触线(也参见图6c)。

最后，在图5和6a-c中，虚线l42表示支承表面42的径向位置。

根据本发明并如图4、5和6a-c所示，倾斜边缘18设计和/或定位成：支承表面42在径向上位于倾斜边缘18上的轴向接触线cs与倾斜边缘18上的轴向接触线crn之间的近似一半处，其中，轴向接触线cs与锥形带轮盘4、5之间的推带3的笔直部分关联，并且轴向接触线crn与这种弯曲路径的最低、即最小曲率半径rmin关联。更具体而言，支承表面42在径向上位于倾斜边缘18上的轴向接触线crx与倾斜边缘18上的所述轴向接触线crn之间，其中，轴向接触线crx与这种弯曲路径的最高、即最大曲率半径rmax关联，并且所述轴向接触线crn与这种弯曲路径的最小曲率半径rmin关联。更特别地，在本发明范畴内支承表面42的理论最佳位置处是：支承表面42与这种弯曲路径的最小曲率半径rmin所关联的所述轴向接触线crn相比，或多或少地更靠近与最大曲率半径rmax关联的所述轴向接触线crx地定位。

通过推带3的横向段32的上述创新性设计，在运行过程中只有极小的相对运动发生在横向段32的支承表面42与循环承载件31的最内的柔性环43的径向内表面之间，而且还同时满足了下述条件：这种相对运动的方向与径向最内环43与循环承载件31的与该径向最内环43的径向外侧相邻的下一个环43之间的相对运动的方向相同。由此，集成有根据本发明的这些横向段32的推带3将在运行过程中有利地提供高功率传输效率，而有利地没有损害推带3的寿命。

根据本发明的横向段32的第二实施例以推带3的横截面在图7中示意性示出。在图7的示例中，横向段32设置有仅仅单个居中定位的缺口33，所述缺口33位于两个从横向段32的基部34的任一轴向侧延伸的立柱44之间。在该第二实施例中，倾斜边缘18以两个部分提供，每个这样的部分部分地定位在相应的立柱部44上。并且，在横向段32的该第二实施例中，倾斜边缘18设计和/或定位成：支承表面42在径向上位于倾斜边缘18的径向延伸度的近似一半处。该第二实施例具有下述优点：于相邻的横向段32之间、在相邻的横向段之间的接触线处施加在倾斜边缘18上的推力更接近横向段32与带轮盘4、5之间所施加的摩擦力，由此横向段32的负载(弯曲负载)有利地较小，至少与根据本发明的横向段32的上述第一实施例相比更小。此外，在横向段32的该第二实施例中，倾斜边缘的大于9mm、优选为12mm的相对较大的凸曲率半径rte被应用。

在前述说明全部以及附图的所有细节的基础上，本发明还涉及和包括所附的权利要求的全部特征。权利要求中括号内的附图标记没有限制权利要求的范围，而仅仅提供为各特征的非限定性示例。权利要求中的特征可以在给定的产品或给定的工艺中单独地应用，也可以以这些特征中的两个或两个以上特征的任意组合的方式应用。

由本公开所代表的本发明没有局限于在此明确提及的实施例和/或示例，而是还涵盖了实施例和/或示例的各种改型、修改和实际应用，尤其涵盖了所属领域技术人员所能想到的那些改型、修改和实际应用。