专利名称：变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种变速器，它包括一个驱动轴，该驱动轴上装有至少一对偏心盘，通过装入驱动轴中的控制装置在操作过程中能够改变偏心盘的偏心量，即能从零偏心量这一空档位置变至其最大值，各盘的偏心方向是相互相反的，而一些周向装置被置于一节圆上，节圆的中心与驱动轴的中心线重合，并且该节圆位于偏心盘在运转过程中的摆动平面上，或位于该平面附近，这些周向装置包括一个曲柄臂，偏心盘中的一个偏心盘可驱动该臂使其摆动，各周向装置的曲柄臂均动力联接于一个输出轴，它是通过至少一个包括超越离合器的单向驱动系统、相应的中间轴、以及具有固定传动比的传动装置联于该输出轴的。
这种装置是已知的，荷兰专利说明书7201494或意大利专利说明书1051549公开了这种装置。
公知变速器的一个缺点是控制装置装于驱动轴中。由于这种控制装置是机械结构的，因此其装配是非常复杂的。此外，因为这种公知的控制装置会受到磨损，因此必须定期检查，并且如果需要的话需对其进行修理。还有，因为公知的控制装置由大量部件构成，因此生产成本较高。
对于某些使用场合，公知的装置具有如下缺点与输入轴的转动方向无关，输出轴总在同一方向上转动。因此，为使输出轴能在两方向上转动，必须将一个单独的转动方向反向器联于输出轴。反向器除增加成本外，还有另外的缺点，即它引入了一个附加的摩擦源，并且为使输出轴的转动方向能反向，常常需要一个摩擦或流体离合器。
本发明目的在于提供一种没有上述缺点的变速器。
为此，上述类型的变速器按照本发明其特征在于装于驱动轴中的偏心盘的控制装置是液力的、气动的、或机电结构的，并且相应的各个单向驱动系统可反向，它们包括一个双作用超越离合器系统，该超越系统适于在一第一驱动方向和一个与其相反的第二驱动方向上驱动相应的中间轴，仅当输出轴的转速为零时相应的单向驱动系统才可反向。
由于装于驱动轴中的偏心盘的控制装置是液力的、气动的、或机电结构的，因此，与公知的机械控制装置相比，其部件数目相当少，并且显著降低生产成本。同时，本发明控制装置的装配是相当简单的。此外，液力、气动、或机电控制装置不易磨损，因此本发明提供了一种耐用、操作可靠的控制装置。还有，在这种变速器中，输出轴的转动方向是可反向的，而且不需要在控制装置中提供齿轮形式的附加反向装置，因此也不会引入附加的摩擦。此外，液力、气动、或机电控制装置易于将单向驱动系统的反向功能同控制装置相结合。
为此，按照本发明的一个进一步的实施例，变速器的特征在于，偏心盘的液力、气动、或机电控制装置以下述方式联于相应单向驱动系统，即仅当偏心盘是处于空档位置时这些单向驱动系统才可反向。这种设置使变速器的输出轴在单向驱动系统的反向过程中不能转动。这种安全措施是必需的，它可以防止单向驱动系统开始反向后输出轴仍然转动，从而防止输出轴此时将转动传递给周向装置的曲柄臂，使其严重损坏。
为使传递至中间轴上的动力得到更好的分布，以便能传递更大的动力，按照本发明的另一个实施例，变速器的特征在于，每一周向装置装有至少两个可反向的单向驱动系统。
按照本发明的另一个实施例，变速器的特征在于，每一可反向的单向驱动系统包括一个带有上述曲柄臂的外环和一个联于相应中间轴的内环，使内环和轴之间的相对转动受到约束，而外环和内环分别由其内和外周面至少局部共有一个共用的周向接触面，该接触面上具有凹口，在一个垂直于相应中间轴的中心线而延伸的横断面的侧视图中，所述凹口基本呈菱形，每一凹口容纳有一个带有两个弹性支撑球或柱的框架，在一凹口中的每一框架具有两个固定位置，通过一个反向环可调节其位置，从而，在一个第一位置，框架的一个球或柱被弹性地压入该凹口的一角，该角由外环和内环界定，而框架使另一球或柱不与凹口的壁接触，并且在一个第二位置，框架的另一球或柱被弹性地压入凹口的相反的角，而框架使上述第一个球或柱不接触凹口的壁。
这种结构的双作用驱动系统操作简单，并且只占有与标准的单作用超越离合器系统一样小的空间。此外，这样的单向驱动系统的结构简单，使得它耐用，并且操作可靠。还有，这种可反向的单向驱动系统不再将任何附加的摩擦引入变速器中。
按照本发明的一个进一步的实施例，相应反向环的操作是液力、气动、或机电的，而该对偏心盘的液力、气动、或机电控制装置被以液力、气动、或机电形式与反向环的操作相联系，这是特别有益的。
可通过中央液力、气动、或机电操作装置以简单的方式实现反向环的液力、气动、或机电的工作联接。
在上述意大利专利说明书中公开的变速器，偏心盘均由一个联于驱动轴的圆形偏心盘形成，以便使相对转动受到约束，该盘可在垂直于驱动轴中心线的方向上移动，每一偏心盘上至少具有一个环，在环和偏心盘之间装有滚柱或滑动轴承，该环不转的，并动力联接于相应周向装置的曲柄臂。
按照本发明的另一个实施例，上述变速器的特征在于，装于驱动轴中的用于该对偏心盘的液力、气动、或机电控制装置包括两个活塞/缸组件，该组件垂直于驱动轴的中心线而延伸，每一组件在相对方向上控制该对偏心盘中的一个偏心盘，各个活塞/缸组件的活塞上具有活塞杆，活塞杆在活塞的相对侧在相应缸或精确孔的中心线的方向上延伸，一个预压弹簧被装于各个活塞/缸组件的缸中，该弹簧将活塞压入一个位置，在该位置时，偏心盘处于空档位置，并且每一缸与两个通道相通，通道在活塞的相对两侧通至所述的缸，并且通道通过驱动轴上的孔可与液力、或气动压力介质源相通，从而可控制活塞在缸中的位置，这样也就可以控制偏心盘的偏心量。
这种结构的控制装置耐用且操作可靠。活塞/缸组件能以下述方式设置，即让活塞杆在中央位置上啮合偏心盘，以使得偏心盘能径向移动而不会使其歪斜受拉。
此外，本控制装置组件是简单的，而且轴的削弱程度很小，这是因为插入控制装置所需的空间很小，因此，输入轴的直径能比已知装置的小。在相应缸中的弹簧作为安全装置，以确保当压力介质源的压力停止时，偏心盘被压至空档位置，使得不会有扭矩从输入轴传递至输出轴。
按照本发明的一个进一步的实施例，通至设有弹簧的缸空间的通道与一个第一压力介质源相通，而通至活塞另一侧缸空间的通道与第二压力介质源相通，第一压力介质源提供恒定的基本压力，它将偏压盘偏压于空档位置，而第二压力源具有一种可变的、受控的压力，借此可控制偏心盘的偏心量。
下面将参照附图描述变速装置的一个实施例，借此可更清楚地理解本发明。
图1是变速器的一个实施例的局部的剖视图;
图2是沿图1的Ⅱ-Ⅱ线的剖视示意图;
图3说明了装于一个周向装置中的一个可反向单向驱动系统的细节;
图4说明了图2的剖视图的细节，并且示出了装于驱动轴中的偏心盘的控制装置;
图5说明了图1的细节，并且示出了压力介质源与驱动轴中的控制装置的通道的连通形式。
附图示出了本发明变速器的一个较佳实施例。图1是一个局部的剖视图。该变速器包括一个驱动轴1，驱动轴1上装有至少一对偏心盘2a、2b，通过装于驱动轴中的控制装置3在操作过程中也能够改变其偏心量，即能从零偏心量这一空档位置变至其最大值。偏心盘2a、2b的偏心方向是相互相反的，一些周向装置4a、4b置于节圆S上，节圆S的中心与驱动轴1的中心线H1重合，并且节圆S是位于或邻近一个在运转过程中偏心盘2a、2b能在其上摆动的平面。周向装置均具有曲柄臂5，偏心盘2a、2b中的一个偏心盘能驱动曲柄臂5使其摆动。各个周向装置的曲柄臂5均通过至少一个单向驱动系统6、相应的中间轴7、具有固定传动的传动装置8动力联接于输出轴9。所述单向驱动系统6包括一个超越离合器系统6。装于每一中间轴7上的是两个周向装置4a、4b，即装置4a、4b分别对应于偏心盘2a、2b。如果传动装置8由三个齿轮构成，则其固定的传动比可以是1∶1，也可以超速传动，例如1∶2。按照本发明，相应的单向驱动系统6能够反向，因为它们具有双作用超越离合器系统6，系统6用于在第一驱动方向和与其相反的第二驱动方向上驱动应的中间轴7。装于驱动轴中的偏心盘2a、2b的控制装置3是液力、气动或机电结构的，并且仅当输出轴9的转速为零时相应的单向驱动系统6才能反向。通过将偏心盘2a、2b的液力控制系统联于单向驱动系统6，可以确保仅当偏心盘2a、2b是处于空档位置时这些系统6才能反向。
输出轴9的转速取决于偏心盘2a、2b的偏心量。当偏心盘2a、2b处于空档位置时，即使驱动轴1转动，输出轴9仍然静止。由于惯性力使输出轴9在其规定的驱动方向上连续转动时，或由于加于轴9上的与其相连的载荷(未示出)使该轴转动时，输出轴9与中间轴7一起自由转动。由于超越离合器6的介入，中间轴7的转动不传递给曲柄臂5。这样，变速器作为一个超越离合器而工作。当驱动轴1和输出轴9速度相等时，可通过一个固定联轴器19使其互联，以便进行直接驱动，这种结构本身是公知的。这种联接最好是以液力或气动形式实现。但是，也可以以机械形式操作固定联轴器19。图中示出了这样的一种结构，并以序号20表示。
为了尽可能好地分配传递至中间轴7上的动力，以便能够将较大的动力传递给每一中间轴7，变速器的每一周向装置4分别包括两个可反向的单向驱动系统6a、6b和6c、6d。因此在所示实施例中，每一中间轴装有四个可反向的单向驱动系统6a、6b、6c、6d。
图3说明了周向装置4的单向驱动系统6的局部细节，如图3清楚地示出的那样，每一单向驱动系统6包括一个带有上述曲柄臂5的外环10，以及一个内环11。通过例如一个键12将内环11联于一个相应的中间轴7，以便使内环与轴的相对转动受到限制。外环10和内环11分别通过其内和外周面至少部分共有一个共同的周向接触面13。周向接触面13上具有凹口14，在垂直于相应中间轴7的中心线的横断面这一侧视图中，凹口基本呈菱形。在每一凹口中装有框架15，它带有两个弹性支撑的球或柱16a、16b。在凹口14中，每一框架15具有两个可通过一反向环17(参见图1)调整的固定位置。如所示，在第一位置，框架15的一个球或柱被弹性地压至凹口14的一角14a。角14a由外环10和内环11界定。另一球或柱16b由于框架15的作用不接触凹口14的壁。在框架15的第二位置，框架15的另一球或柱16b被压至凹口14的相对角14b，而上述第一个球或柱16a则不与凹口14的壁接触。
例如可通过装于变速器壳体中的反向臂18实现反向环17的操作，反向臂18可暂时与反向环17上的凸出部分相啮合。按照本发明，相应反向环18是以液力、气动、或机电形式操作的，而该对偏心盘2a、2b的液力、气动、或机电控制装置3以液力、气动、或机电形式与反向环17的操作相联系时，这是特别有益的。这样，通过液力、气动、或机电操作，可以使得仅当偏心盘2a、2b是处于空档位置而输出轴转速为零时才操作反向环17。
如图4所示，偏心盘2联于驱动轴，使其相对转动受到限制，并且它们具有一个圆周面。偏心盘的设备是使得它能垂直于驱动轴的中心线移动。在每一偏心盘2的圆周面上，至少具有一个环32，在环32和该圆周面之间具有滚柱或滑动轴承21，环32不转动并被动力联于相应周向装置4的曲柄臂5上。用于该对偏心盘2的液力、气动、或机电控制装置3装于驱动轴中。控制装置3包括两个垂直于驱动轴1的中心线延伸的活塞/缸组件3，每一组件在相互相反方向上控制该对偏心盘2a、2b中的一个偏心盘。相应活塞/缸组件3的活塞22包括两个活塞杆24、25，它们在活塞22相对两侧沿相应缸23或精确孔的中心线方向延伸。相应活塞/缸组件3的缸中装有一个预压弹簧26，弹簧26将活塞22压至一个位置，在此位置时，偏心盘2a、2b处于空档位置。每一缸23分别被联于两个通道28、29和28a、29a，所述通道在活塞22的相对两侧通至所述缸23，并且所述通道分别通过驱动轴上的孔28、29和28a、29a(参见图5)与液力或气动压力介质源30、31相通。借助于压力介质源30、31，可控制活塞22在缸23中的位置，从而可控制偏心盘2a、2b的偏心量。
因为安全的原因，通常设有弹簧26的缸空间23的通道29、29a被联至一个第一压力介质源30，而通至位于活塞22另一侧的缸空间23的通道28、28a被联于第二压力介质源31，第一压力介质源30提供恒定的基本压力，它将偏心盘2a、2b压向空档位置，而第二压力介质源31具有可变和受控的压力，借此可控制偏心盘2a、2b的偏心量。这样，压力介质源30的恒定的基本压力以及弹簧26的压力提供了双重保险，使得只能通过正压作用才能使偏心盘移出空档位置，即只能通过增加压力介质源31的压力，使之超过压力介质源30的压力才能使偏心盘移出空档位置。
很显然，本发明不仅限于上述实施例，在本发明结构中还可进行各种变型。
权利要求
1.一种变速器，它包括一个驱动轴，该驱动轴上装有至少一对偏心盘，通过装入驱动轴中的控制装置在操作过程中能够改变其偏心量，即能从零偏心量这一空档位置变至其最大值，各盘的偏心方向是相互相反的，而一些周向装置被置于一节圆上，节圆的中心与驱动轴的中心线重合，并且该节圆是位于偏心盘在运转过程中的摆动平面上，或位于该平面附近，所述周向装置均包括一个曲柄臂，偏心盘中的一个偏心盘可驱动该臂使其摆动，各周向装置的曲柄臂均动力联接于一个输出轴，它是通过至少一个包括一个超越离合器系统的单向驱动系统、相应的中间轴，以及具有固定传动比的传动装置联于该输出轴的，其特征在于装于驱动轴(1)中的偏心盘(2a、2b)的控制装置(3)是液力的、气动的、或机电结构的，并且相应的各个单向驱动系统(6a、6b、6c、6d)是可以反向的，它们包括一个双作用超越离合器系统，该超越系统适于在一第一驱动方向和一个与其相反的第二驱动方向上驱动相应的中间轴(7)，仅当输出轴(9)的转速为零时相应的单向驱动系统(6a、6b、6c、6d)才可反向。
2.如权利要求所述的变速器，其特征在于偏心盘(2a、2b)的液力、气动、或机电控制装置(3)以下述方式联于相应的单向驱动系统(6a，6b，6c，6d)，即仅当偏心盘(2a、2b)是处于空档位置时所述系统才可反向。
3.如权利要求1或2所述的变速器，其特征在于每一周向装置(4a，4b)包括至少两个可反向的单向驱动系统(分别为6a，6b，和6c和6d)。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的变速器，其特征在于每一可反向的单向驱动系统(6a，6b，6c，6d)包括一个带有上述曲柄臂(5)的外环(10)和一个联于相应中间轴(7)的内环(11)，使内环和轴之间的相对转动受到约束，而外环(10)和内环(11)分别由其内和外周面至少局部共有一个共用的周向接触面(13)，该接触面(13)上具有凹口(14)，在一个垂直于相应中间轴(7)的中心线而延伸的横断面的侧视图中，所述凹口(14)基本呈菱形，每一凹口(14)容纳有一个带有两个弹性支撑球或柱(16a，16b)的框架(15)，每一凹口(14)中的每一框架(15)具有两个固定位置，通过一个反向环(17)可调节其位置，从而，在一个第一位置，框架的一个球或柱(16a)被弹性地压入凹口(14)的一角(14a)，角(14a)由外环(10)和内环(11)界定，而框架(15)使凹口(14)的壁不与另一球或柱接触，并且在一个第二位置，框架(15)的另一球或柱(16b)被弹性地压入凹口(14)的相反的角(14b)，而框架(15)使上述第一个球或柱不接触凹口(14)的壁。
5.如权利要求4所述的变速器，其特征在于各个反向环(17)的操作是液力、气动、或机电的，而该对偏心盘(2a、2b)的液力、气动、或机电控制装置(3)被以液力、气动、或机电形式联系于反向环(17)的操作。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的变速器，其特征在于，偏心盘(2a、2b)均由圆形偏心盘形成，它们联于驱动轴(1)上，使两者之间的相对转动受到约束，所述盘适于在垂直于驱动轴(1)的中心线的方向上移动，至少一个环(32)位于每一偏心盘(2a、2b)上，而一个滚柱轴承或滑动轴承(21)位于该环和偏心盘之间，环(32)不转动，并被动力联于相应周向装置(4a、4b)的曲柄臂(5)，装于驱动轴(1)中的用于该对偏心盘(2a、2b)的液力、气动、或机电控制装置(3)包括两个垂直于驱动轴(1)中心线而延伸的活塞/缸组件(3)，每一组件(3)在相反方向上控制该对偏心盘(2a、2b)中的一个偏心盘，相应活塞/缸组件(3)的活塞(22)具有活塞杆(24、25)，它们在活塞(22)的相对两侧上在相应缸或精确孔(23)的中心线方向上延伸，一个预压弹簧(26)被装于相应活塞/缸组件(3)的缸(23)中，所述弹簧(26)将活塞(22)压至一个位置，在此位置时，偏心盘(2a、2b)处于空档位置，并且每一缸(23)均联于两个通道(分别为28、29，和28a、29a)，通道在活塞(22)的相对两侧通至缸(23)，并且通道通过驱动轴(1)上的孔(分别为28、29，和28a、29a)与液力或气动压力介质源(30、31)相通，借此可控制活塞(22)在缸(23)中的位置，从而可控制偏心盘(2a、2b)的偏心量。
7.如权利要求6所述的变速器，其特征在于通至设有弹簧(26)的通道(29、29a)被联于一个第一压力介质源(30)，而通至位于活塞(22)另一侧的缸空间(23)的通道(28，28a)被联于第二压力介质源(31)，第一压力介质源(30)提供恒定的基本压力，它将偏心盘(2a，2b)压向空档位置，而第二压力介质源(31)具有可变和受控的压力，借此可控制偏心盘(2a、2b)的偏心量。
全文摘要
本发明涉及一种变速器，其中通过偏心盘(2a、2b)可将驱动轴(1)的转动转化为可变摆幅的摆动，通过装于驱动轴中的控制装置(3)可控制偏心盘的偏心量，并且通过包括一个超越离合器系统的单向驱动系统(6)，将摆动转化为输出轴(9)的转动。按照本发明，变速器的特征在于装于驱动轴中的偏心盘的控制装置是液压、气动、或机电结构的，并且相应的单向驱动系统(6a—6d)是可反向的，它们包括一个双作用超越离合器系统，该系统用于在第一驱动方向和与其相反的第二驱动方向上驱动输出轴。
文档编号F16D41/10GK1085635SQ9311624
公开日1994年4月20日 申请日期1993年7月3日 优先权日1992年7月3日
发明者梅森·波得罗 申请人:梅森·波得罗