設置有輥停放區(qū)的無級變速器的制造方法
【專利摘要】一般而言，本文所描述的各種實施例涉及設置有停放區(qū)的環(huán)形CVT，其中當CVT斷電時輥被帶至該停放區(qū)。更具體地，盤的環(huán)形表面的一部分被保留作為停放區(qū)，因此防止盤的工作部分受到過早磨損和/或損壞。
【專利說明】設置有輥停放區(qū)的無級變速器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及牽引傳動式環(huán)形無級變速器。更具體地，本發(fā)明涉及到這樣的設置有輥停放區(qū)的變速器，以防止可能損壞工作區(qū)的表面。
【背景技術】
[0002]環(huán)形無級變速器(以下統(tǒng)稱為“CVT”)在本領域中被認為是眾所周知的。因此，這樣的CVT的運行在本文中將僅作簡要討論。
[0003]一般而言，環(huán)形CVT設置有具有環(huán)形表面的傳動盤、同樣具有面向傳動盤環(huán)形表面的環(huán)形表面的從動盤。兩盤由與它們各自的環(huán)形表面相接觸的輥連接。輥相對于傳動盤及從動盤的角度決定了從動盤與傳動盤之間的速比。
[0004]通常，環(huán)形CVT根據(jù)包括兩個傳動盤與具有相對的環(huán)形表面并位于這兩個傳動盤之間的單個從動盤的所謂的“雙腔”配置而被設計。
[0005]夾緊機構(gòu)通常用于使盤彼此相向偏置，因此確保輥由傳動盤和從動盤充分接觸，從而在它們之間傳遞轉(zhuǎn)矩。但是，此夾緊機構(gòu)可能會導致由CVT在未處于運行狀態(tài)時例如在其運輸或維護過程中可能經(jīng)受的振動所造成的盤與輥的部分的過早磨損。
[0006]事實上，當CVT運行時，牽引油的薄膜存在于輥和盤的接觸表面之間。此油膜在CVT停止或在低轉(zhuǎn)速下運行時不能得到維持。因此，當沒有油膜存在時，結(jié)合作用力的輥與盤之間的金屬對金屬的接觸可能會造成損害，以可能會導致這些表面過早磨損的在盤和輥上的劃痕和其它標記的形式。這些力可能采取在運輸過程中發(fā)生的振動的形式(在拖車中的同時在公路、鐵路相關的振動或發(fā)生在移動應用上的振動上運輸?shù)膯卧?，其中CVT處于靜止狀態(tài)同時從一個地點移動到另一個地點)，當單元處于未運行但位于振動源旁邊時，比如正在運行的原動機，或由發(fā)動機啟動/關閉的扭矩尖峰所引起的。
[0007]一般而言，在運輸過程中發(fā)生的受損將是由磨損所造成的，其在盤與輥表面上產(chǎn)生標記和劃痕，并產(chǎn)生金屬碎片。金屬碎片可能進入牽引油儲箱中，從而將其污染，并最終造成在輥和盤上所將要產(chǎn)生的更多損壞。此外，可能會對材料造成微觀結(jié)構(gòu)的損壞，這是很難檢測的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]在附圖中:
[0009]圖1是根據(jù)第一示例性實施例的雙腔環(huán)形CVT的腔之一的透視圖；
[0010]圖2是示出在超速位置的圖1的CVT的前正視圖；
[0011]圖3是示出在低速位置的圖1的CVT的前正視圖；
[0012]圖4是示出在停放位置的圖1的CVT的前正視圖；
[0013]圖5是當輥處于圖4的停放位置時的輥的一部分與盤的一部分的特寫視圖；
[0014]圖6和圖6A是類似于圖5的特寫視圖，但示出了根據(jù)第二示例性實施例的盤的一部分；[0015]圖7是類似于圖5的特寫視圖，但示出了根據(jù)第三示例性實施例的盤的一部分；
[0016]圖8是類似于圖5的特寫視圖，但示出了根據(jù)第四示例性實施例的盤的一部分；
[0017]圖9是類似于圖5的特寫視圖，但示出了根據(jù)第五示例性實施例的盤的一部分；
[0018]圖10是類似于圖5的特寫視圖，但示出了根據(jù)第六示例性實施例的盤的一部分。
【具體實施方式】
[0019]使用的詞語“一”當與在權(quán)利要求書和/或說明書中的術語“包括”結(jié)合使用時，可表示“一個”，但其與“一個或多個”、“至少一個”以及“一個或一個以上”的含義也是一致
的。類似地，詞語“另一”可能意味著至少第二或更多。
[0020]如在本說明書和權(quán)利要求中所用，詞語“包括”(以及包括的任何形式，比如單復數(shù)的“包括”)、“具有”(以及具有的任何形式，比如單復數(shù)的“具有”)、“包括”(以及包括的任何形式，比如單復數(shù)的“包括”)或“包含”(以及包含的任何形式，比如單復數(shù)的“包含”)，是包容性的或不受限制的，并且不排除額外的、未列舉的元件或過程步驟。
[0021]在所附權(quán)利要求的本說明書中，使用表示方向性、幾何性和/或空間性的各種術語，比如“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“向上”、“向下”等。要理解的是，這樣的術語僅用于便于描述及相對意義上的，不應被視為以任何方式限制本公開的范圍。
[0022]要指出的是，詞語“損壞”，當與所述盤和輥有關時，在本文中及在所附的權(quán)利要求中是被解釋為任何劃痕、標記、壓痕、污點、粘性磨損、微觀結(jié)構(gòu)損壞、塑料變形以及這些表面的類似情況。
[0023]通過閱讀示例性實施例的以下非限制性描述，CVT的其他目的、優(yōu)點和特點將變得更加顯而易見，其中實施例是僅通過示例的方式參考附圖給出的。
[0024]在示例性實施例中，提供了一種無級變速器，其包括:
[0025]第一盤，其設置有限定第一工作區(qū)與第一停放區(qū)的第一環(huán)形表面；
[0026]第二盤，其設置有限定第二工作區(qū)與第二停放區(qū)的第二環(huán)形表面；所述第二環(huán)形表面面向所述第一環(huán)形表面；
[0027]至少一個輥，其與所述第一和第二環(huán)形表面接觸；
[0028]其中，a)當所述CVT處于運行時，所述至少一個輥與所述第一和第二工作區(qū)接觸，b)當所述CVT不處于運行時，所述至少一個輥與所述第一和第二停放區(qū)接觸。
[0029]根據(jù)另一方面，提供了一種防止損壞環(huán)形CVT工作區(qū)的方法，所述方法包括:
[0030]提供第一盤，其具有限定第一工作區(qū)與第一停放區(qū)的第一環(huán)形表面；
[0031]提供第二盤，其具有限定第二工作區(qū)與第二停放區(qū)的第二環(huán)形表面；所述第二環(huán)形表面面向所述第一環(huán)形表面；
[0032]提供至少一個輥，其與所述第一和第二環(huán)形表面接觸；
[0033]其中，a)當所述CVT處于運行時，所述至少一個輥保持與所述第一和第二工作區(qū)接觸，b)當所述CVT不處于運行時，所述至少一個輥保持與所述第一和第二停放區(qū)接觸。
[0034]一般而言，本文所描述的各種實施例涉及設置有停放區(qū)的環(huán)形CVT，其中當CVT斷電時輥被帶至該停放區(qū)。更具體地，盤的環(huán)形表面的一部分被保留作為停放區(qū)，因此防止盤的工作部分受到過早磨損和/或損壞。
[0035]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖的圖1至圖5，示出了根據(jù)第一示例性實施例的雙腔環(huán)形CVTlO的一部分。CVTlO包括具有環(huán)形表面14的第一盤12 ;具有面向環(huán)形表面14的環(huán)形表面18 (參見圖2)的第二盤16 ;與環(huán)形表面14和18相接觸的多個輥20 (為清晰起見，僅示出了一個)。
[0036]從圖1中可以看出，環(huán)形表面14實際上被劃分成外工作區(qū)14A和內(nèi)停放區(qū)14B。同樣地，圖2示出的是環(huán)形表面18實際上被劃分成內(nèi)工作區(qū)18A和外停放區(qū)18B。
[0037]圖2示出了處于超速位置的CVTlO的輥20，因為盤12是變速器輸入以及盤16是變速器輸出。此超速位置是CVTlO的工作區(qū)的第一限制。要指出的是，輥20在環(huán)形表面14和18的限制下接觸盤12和16。
[0038]類似地，圖3示出了處于低速位置的CVTlO的輥20，該位置是CVTlO的工作區(qū)的第二限制。要指出的是，輥20在環(huán)形表面14和18的工作區(qū)14A和18A的限制下接觸盤12和16。
[0039]在CVT運行過程中，輥20可以在圖2和圖3示出的位置之間樞轉(zhuǎn)，以提供第一盤12與第二盤16之間的所需的傳動比。
[0040]可以從圖4中看出，當CVTlO未運行時，輥20是樞轉(zhuǎn)的，以使得它們與環(huán)形表面14和18的停放區(qū)14B和18B接觸。因此，如果CVT受到振動，例如在運輸、維護、啟動/關閉過程中或變速器不旋轉(zhuǎn)的任何其它情況下，則各自環(huán)形表面14和18的工作區(qū)14A和18A保持免受劃痕和磨損，因為在輥20與工作區(qū)14A和18A之間沒有接觸。
[0041]本領域技術人員要理解的是，輥的運動是由可以通過致動器(未示出)作用于輥上的控制器(未示出)控制的。該控制器通常具有與例如能夠知曉關閉或啟動在即的原動機(未不出)相關聯(lián)的輸入。
[0042]圖5是與環(huán)形表面14的停放區(qū)14B相接觸的輥20的特寫視圖。
[0043]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖的圖6-6A，這是類似于圖5的特寫視圖，示出了根據(jù)第二示例性實施例的CVT100的一部分。要注意的是，因為CVT100與圖1至圖5中所示的及上文所述的CVTlO非常相似，所以下文將僅討論其間的差異。
[0044]一般而言，相對于到停放區(qū)14B的形狀來說，停放區(qū)102B的形狀是修改過的。更具體地，停放區(qū)102B的半徑大于相鄰工作區(qū)102A的半徑。該停放區(qū)與工作區(qū)的半徑之間的過渡是無縫的。
[0045]因此，在圖6A中可以看出，只有部分的輥20與停放區(qū)102B接觸，輥20的接觸表面因此不太可能在其停放時由于振動而損壞。其結(jié)果是，劃痕與磨損不僅得到控制以避免出現(xiàn)在盤的運行表面上，而且在輥20的表面上，因為潛在的磨損和劃痕現(xiàn)在將出現(xiàn)在輥的側(cè)表面上，這是在運行中不使用的部分。
[0046]當然，另一盤(未示出)也有該停放區(qū)形狀。
[0047]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖的圖7，這是類似于圖5的特寫視圖，示出了根據(jù)第三示例性實施例的CVT200的一部分。要注意的是，因為CVT200與圖1至圖5中所示的及上文所述的CVTlO非常相似，所以下文將僅討論其間的差異。
[0048]一般而言，相對于到停放區(qū)14B的形狀來說，停放區(qū)202B的形狀是修改過的。更具體地，停放區(qū)202B的半徑小于工作區(qū)202A的半徑。該停放區(qū)與工作區(qū)的半徑之間的過渡是無縫的。
[0049]因此，只有在運行過程中不使用的部分的輥20與停放區(qū)202B接觸，從而在輥表面的運行部分上不可能出現(xiàn)損壞。
[0050]當然，另一盤(未示出)也有該停放區(qū)形狀。
[0051]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖的圖8，這是類似于圖5的特寫視圖，示出了根據(jù)第四示例性實施例的CVT300的一部分。要注意的是，因為CVT300與圖1至圖5中所示的及上文所述的CVTlO非常相似，所以下文將僅討論其間的差異。
[0052]一般而言，相對于到停放區(qū)14B的形狀來說，停放區(qū)302B的形狀是修改過的。更具體地，相對于工作區(qū)302A來說，停放區(qū)302B具有徑向偏移。因此，只有輥20的角落部分接觸停放區(qū)302B。如上所述，這防止輥20運行表面在其停放時由于振動而損壞。
[0053]當然，另一盤(未示出)也有該停放區(qū)形狀。
[0054]轉(zhuǎn)到附圖的圖9，這是類似于圖5的特寫視圖，示出了根據(jù)第五示例性實施例的CVT400的一部分。要注意的是，因為CVT400與圖1至圖5中所示的及上文所述的CVTlO非常相似，所以下文將僅討論其間的差異。
[0055]一般來說，停放區(qū)402B的接觸表面設置有其上停放有輥20的較軟的金屬插入件404。因此，由于金屬插入件404比形成輥20的金屬更柔軟，所以輥20的接觸表面在輥20停放時將不太可能由于振動而損壞。較軟材料的插入件，例如黃銅，也可能會被可以減少或防止接觸面之間磨損的特殊涂層或任何其他材料(未示出)取代。當然，其他類型的材料可制成插入件，比如404。
[0056]本領域技術人員要理解的是，代替具有較軟的金屬插入件404，輥可以由較硬的金屬制成，以使得在輥處于停放區(qū)域時發(fā)生的任何振動造成在盤上而不是在輥上的磨損。據(jù)認為，兩到四個級別洛氏硬度C單元(2至4HRC)的差異在形成所述輥與盤的材料之間是足夠的。
[0057]最后轉(zhuǎn)到附圖的圖10，這是類似于圖5的特寫視圖，示出了根據(jù)第六示例性實施例的CVT500的一部分。要注意的是，因為CVT500與圖1至圖5中所示的及上文所述的CVTlO非常相似，所以下文將僅討論其間的差異。
[0058]一般來說，停放區(qū)502B的接觸表面設置有其上停放有輥20的槽504。因此，由于輥20的工作部分在停放時與槽504對齊，所以輥20的接觸表面將不太可能由于振動而損壞。
[0059]本領域技術人員要理解的是，對于環(huán)形CVT來說，為了正確運行，還需要更多的元件。由于這些元件不與本發(fā)明有關，所以將其從本公開及附圖中省略。
[0060]本領域技術人員要理解的是，雖然本文描述了雙腔環(huán)形CVT，但是本文所描述的基本原理適用于單腔環(huán)形CVT以及半環(huán)形CVT。
[0061]當然，本領域技術人員要理解的是，輥在盤旋轉(zhuǎn)時被帶至停放區(qū)中。同樣地，輥在盤旋轉(zhuǎn)時移出停放區(qū)。所有都處于變速器電子控制器(未示出)的控制下。這是要引起注意的，因為在連接至盤12和16之一的原動機(未示出)啟動和/或關閉時，一些有害的振動可能由該原動機而在變速器中引起。由于電子控制器可以配置成在原動機啟動或關閉時使輥處于且保持在停放區(qū)，所以這些引起的振動不太可能造成在輥和/或盤上的表面劣化。
[0062]此外，在啟動和/或關閉時，即當CVT通電或斷電時，設置在盤上防止其過早磨損的油膜(未示出)可能是不足夠的。因此，電子控制器可以配置成等待在原動機啟動后要達到的預定速度，以使得足夠的油膜在輥與工作區(qū)接觸之前存在于盤表面上。本領域技術人員應該能夠根據(jù)CVT參數(shù)來確定所述預定速度。
[0063]還要指出的是，盤12被看作是輸入盤，盤16被看作是輸出盤。因此，停放區(qū)設置在盤12的旋轉(zhuǎn)中心附近，并且在盤16的周邊附近，以便在低速配置下停放輥。如果盤12是輸出盤，盤16是輸入盤，則停放區(qū)的位置可能是相反的。此低速停放是要引起注意的，因為其最大限度地減少從啟動時的原動機中所查看到的慣性。當然，人們可以決定設計這樣的變速器，也就是其中停放區(qū)處于輥的超速位置或其他地方，前提是如果應用需要其的話。
[0064]本領域技術人員要理解的是，為了說明的目的，輥20的以及環(huán)形表面14、18、102、202,302和402的形狀在本文中已被夸大了。據(jù)認為，例如，本領域技術人員將能夠根據(jù)上述教導來設計輥和環(huán)形表面，同時提供更有效的接觸表面。
[0065]要理解的是，CVT在其應用中不限于在附圖中所示的及上文所述的結(jié)構(gòu)與部件的細節(jié)。CVT能夠是其它的實施例，并且能夠以各種方式實踐。同樣要理解的是，本文所使用的措辭或術語是用于描述而不是限制的目的。因此，盡管上文已經(jīng)通過其中的示例性實施例描述了 CVT，但是在不脫離本發(fā)明的精神、范圍和性質(zhì)的情況下可以進行修改。
【權(quán)利要求】
1.一種無級變速器，其包括: 第一盤，其設置有限定第一工作區(qū)與第一停放區(qū)的第一環(huán)形表面； 第二盤，其設置有限定第二工作區(qū)與第二停放區(qū)的第二環(huán)形表面；所述第二環(huán)形表面面向所述第一環(huán)形表面； 至少一個輥，其與所述第一和第二環(huán)形表面接觸； 其中，a)當所述CVT處于運行時，所述至少一個輥與所述第一和第二工作區(qū)接觸，b)當所述CVT不處于運行時，所述至少一個輥與所述第一和第二停放區(qū)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其中，所述第一盤是輸入盤，所述第二盤是輸出盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無級變速器，其中，所述輸入盤具有內(nèi)停放區(qū)和外工作區(qū)；并且其中，所述輸出盤具有內(nèi)工作區(qū)和外停放區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其中，所述至少一個輥包括三個輥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其中，所述第一和第二盤的停放區(qū)的表面的半徑不同于所述第一和第二盤的工作區(qū)的表面的半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無級變速器，其中，所述停放區(qū)的半徑大于所述工作區(qū)的半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無級變速器，其中，所述停放區(qū)的半徑與所述工作區(qū)的半徑之間的過渡是無縫的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其中，所述第一和第二盤的停放區(qū)具有設置有相對于所述第一和第二盤工作區(qū)表面半徑的徑向偏移的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其中，所述第一和第二盤的停放區(qū)具有由磨損減少材料制成的插入件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無級變速器，其中，所述磨損減少材料包括黃銅。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無級變速器，其中，所述插入件采用磨損減少涂層的形式。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其中，所述第一和第二盤的停放區(qū)具有防止所述至少一個輥的一部分與所述第一和第二盤之間接觸的槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無級變速器，其中，形成所述輥的材料的硬度從約2HRC至約4HRC，比形成所述第一和第二停放區(qū)的材料更硬。
14.一種防止損壞環(huán)形CVT工作區(qū)的方法，所述方法包括: 提供第一盤，其具有限定第一工作區(qū)與第一停放區(qū)的第一環(huán)形表面； 提供第二盤，其具有限定第二工作區(qū)與第二停放區(qū)的第二環(huán)形表面；所述第二環(huán)形表面面向所述第一環(huán)形表面； 提供至少一個輥，其與所述第一和第二環(huán)形表面接觸； 其中，a)當所述CVT處于運行時，所述至少一個輥保持與所述第一和第二工作區(qū)接觸，b)當所述CVT不處于運行時，所述至少一個輥保持與所述第一和第二停放區(qū)接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其還包括使所述至少一個輥在所述CVT斷電時與所述第一和第二停放區(qū)接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其還包括使所述至少一個輥在所述CVT通電且已達到預定的輸入速度時與所述第一和第二工作區(qū)接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，所述第一盤是輸入盤，所述第二盤是輸出盤。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的損壞防止方法，其中，所述輸入盤具有內(nèi)停放區(qū)和外工作區(qū)；并且其中，所述輸出盤具有內(nèi)工作區(qū)和外停放區(qū)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，提供擋位的所述至少一個輥包括提供三個輥。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，所述第一和第二盤的停放區(qū)的表面的半徑不同于所述第一和第二盤的工作區(qū)的表面的半徑。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的損壞防止方法，其中，所述停放區(qū)的半徑大于所述工作區(qū)的半徑。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的損壞防止方法，其中，所述停放區(qū)的半徑與所述工作區(qū)的半徑之間的過渡是無縫的。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，所述第一和第二盤的停放區(qū)具有設置有相對于所述第一和第二盤工作區(qū)表面半徑的徑向偏移的表面。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，所述第一和第二盤的停放區(qū)具有由磨損減少材料制成的插入件。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，所述磨損減少材料包括黃銅。
26.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，所述插入件采用磨損減少涂層的形`式。
27.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，所述第一和第二盤的停放區(qū)具有防止所述至少一個輥的一部分與所述第一和第二盤之間接觸的槽。
28.根據(jù)權(quán)利要求14所述的損壞防止方法，其中，形成所述輥的材料的硬度從約2HRC至約4HRC，比形成所述第一和第二停放區(qū)的材料更硬。
【文檔編號】F16H15/38GK103620266SQ201280019331
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月18日
【發(fā)明者】S.博杜安, C.麥克馬洪, P.奧庫洛夫 申請人:傳輸Cvt股份有限公司