專利名稱：皮帶輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及皮帶輪，特別是用于連續(xù)變速傳動(dòng)裝置中的皮帶輪，所提供的皮帶輪，在其軸上有兩個(gè)輪緣，這兩個(gè)輪緣對(duì)皮帶輪軸可無旋轉(zhuǎn)地固定于皮帶輪軸上，并且，通過移動(dòng)裝置，至少一個(gè)輪緣可以相對(duì)皮帶輪軸作軸向移動(dòng)。
這種皮帶輪從德國(guó)公開發(fā)表的德國(guó)專利文件(German offen1egungsschrift)43.05.102中可知，特別應(yīng)用于連續(xù)變速傳動(dòng)裝置中，例如機(jī)動(dòng)運(yùn)輸車輛中。傳動(dòng)皮帶安裝在兩個(gè)皮帶輪之間，通過改變傳動(dòng)皮帶的徑向位置，可以設(shè)定無限多數(shù)的傳動(dòng)比。傳動(dòng)皮帶的徑向位置的改變，是利用移動(dòng)裝置，使軸向可移動(dòng)的輪緣的軸向位置的改變而實(shí)現(xiàn)的。為此目的，一方面，輪緣必須以下述方式安裝，即在皮帶輪軸上可以軸向滑動(dòng)，另一方面，為了傳遞轉(zhuǎn)矩，輪緣在旋轉(zhuǎn)方向上相對(duì)皮帶輪軸必須固定。皮帶輪軸上的輪緣無旋轉(zhuǎn)地在軸向自由定位，這是有可能的，例如利用槽/齒連接，或者像根據(jù)德國(guó)公開發(fā)表的專利文件(German offengungsschrift)43.05.102的已知的皮帶輪那樣，利用球/槽連接。但是，這些已知的連接結(jié)構(gòu)昂貴而復(fù)雜，被認(rèn)為零件數(shù)量多，機(jī)械加工精度要求高，而且，它們?cè)谳S向和徑向上都需要較大的裝配空間。
本發(fā)明的目的是為了克服上述缺點(diǎn)，并提供一種簡(jiǎn)單的、相當(dāng)廉價(jià)的皮帶輪，它僅需要有限的裝配空間。為此，根據(jù)本發(fā)明的皮帶輪，其特證是至少一個(gè)輪緣以下述方式裝配在帶輪軸上，即如果移動(dòng)裝置強(qiáng)使輪緣有一個(gè)穩(wěn)定的軸向位置，輪緣就相對(duì)皮帶輪軸在軸向固定，另外，如果移動(dòng)裝置強(qiáng)使輪緣改變其軸向位置，輪緣就可在軸向和/或旋轉(zhuǎn)方向上相對(duì)皮帶輪軸活動(dòng)。由于這樣的事實(shí)，即如果希望有一個(gè)穩(wěn)定的軸向位置，輪緣就相對(duì)皮帶輪軸在軸向固定，而如果要改變輪緣的軸向位置，輪緣就僅在軸向和/或旋轉(zhuǎn)方向活動(dòng)，這就可以得到一種簡(jiǎn)單的、相對(duì)廉價(jià)的、裝配空間有限的皮帶輪。然而，輪緣在軸向固定于一個(gè)穩(wěn)定的位置，不僅可利用移動(dòng)裝置，而且可以通過輪緣與軸的裝配本身來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展，是將輪緣傾斜地裝配在皮帶輪軸上。這種設(shè)計(jì)有特殊的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楹苌倩虿恍枰姸嗟牧慵约熬艿臋C(jī)械加工和組裝操作，而且，所需要的裝配空間是很有限的。根據(jù)本發(fā)明的皮帶輪輪緣可包括一個(gè)在皮帶輪軸上延伸的軸襯。在這種情況下，軸襯能特別地支持和強(qiáng)化傾斜效果。至少在軸襯的一端，至少貼近皮帶輪軸的軸襯邊緣可作成形處理，特別是磨圓。接觸應(yīng)力可通過這種方法得到限制。根據(jù)本發(fā)明的軸襯的端部，可調(diào)節(jié)地與軸襯的其余部分相連接，例如，利用一個(gè)彈性鉸接件，使軸襯和軸之間的連接最佳化。
本發(fā)明也具有這樣的可能生所提供的皮帶輪軸和/或輪緣和/或軸襯，帶有一個(gè)或多個(gè)接觸環(huán)。通過對(duì)這些接觸環(huán)的材料的選擇，各種不同的連接按照它們的類型都可達(dá)到最佳化。特別是，為了這種目的，接觸環(huán)能以自調(diào)節(jié)的方式被連接至輪緣或它的軸襯。
接觸環(huán)或其他的一個(gè)或多個(gè)接觸界面可作硬化處理，和/或所提供的具有合適的表面構(gòu)造，目的是以此得到滿意的摩擦阻力并支持不同零件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。通過給出這樣的表面構(gòu)造，即其圓周方向的摩擦系數(shù)大于軸向摩擦系數(shù)，輪緣在旋轉(zhuǎn)方向的相對(duì)活動(dòng)，與在軸向的相對(duì)活動(dòng)相比，是次要的。
輪緣和/或它的軸襯，以窄小的公差精細(xì)地裝配于皮帶輪軸。這樣可防止處于壓力下的流體在輪緣和皮帶輪軸之間泄漏，也限制輪緣側(cè)面角的偏移。輪緣側(cè)面角的這種偏移，主要是傾斜所造成的，根據(jù)本發(fā)明通過對(duì)輪緣側(cè)面角的校正，可以克服這上點(diǎn)，特別是通過固定輪緣的側(cè)面角進(jìn)行對(duì)照比較。
本發(fā)明也涉及具有根據(jù)本發(fā)明的皮帶輪的連續(xù)的變速傳動(dòng)裝置。
對(duì)本發(fā)明，將參照附圖行解釋，其中

圖1表示連續(xù)變速傳動(dòng)裝置的斷面，所用的皮帶輪是根據(jù)先前的技術(shù)；圖2a以圖形說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體裝置，一部分是斷面圖；圖2b是皮帶輪/傳動(dòng)皮帶組合的徑向視圖；圖3a以圖形表示皮帶輪軸上的輪緣，帶有接觸環(huán)；圖3b以圖形表示皮帶輪軸上的輪緣，帶有滑動(dòng)部；圖3c以圖形表示皮帶輪軸上的輪緣，其上的軸襯有彈性鉸接件。
圖1以圖形表示連續(xù)速傳動(dòng)裝置1，包括按照現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)計(jì)并裝配在傳動(dòng)機(jī)罩11中的皮帶輪3和7。皮帶輪3包括裝在初動(dòng)軸2上的輪緣4和5。從動(dòng)皮帶輪7包括裝在從動(dòng)軸6上的輪緣8和9。輪緣5和8分別可移動(dòng)地裝配在皮帶輪軸2和6上。
軸向可移動(dòng)的輪緣5有活塞筒裝置12，該裝置中有一個(gè)高壓腔14和一個(gè)第二高壓腔13。腔25是低壓腔。流體在壓力之下經(jīng)由適當(dāng)?shù)耐ǖ?5和16，來回地在兩個(gè)壓力腔13和14之間供給和泄放，以便調(diào)節(jié)輪緣5在軸上的位置。高壓腔13具有基本上是弧形的壁18和24，還有壁19和軸2。壁17可以在壁20和輪緣5的筒形壁21之間滑動(dòng)。壁17也頂靠著壁19，這樣，組合體17，19，24起活塞17和筒體19，24兩者的作用。在這個(gè)具體裝置中，壁18的一端可滑動(dòng)地靠在壁19上，另一端不動(dòng)地固定在輪緣5的壁20上。皮帶輪7的軸向可移動(dòng)的輪緣8具有活塞/筒體裝置12′，該裝置關(guān)閉由通道15′供應(yīng)流體的高壓腔14′。
傳動(dòng)皮帶10繞過皮帶輪3和7，傳動(dòng)皮帶在皮帶輪3和7上的徑向位置的比，決定傳動(dòng)比。這些徑向位置是可變的，取決于可軸向移動(dòng)的輪緣5和8在軸上的位置。在下文中，假定連續(xù)變速傳動(dòng)裝置1的工作方式的其他方面是已知的。
在利用傳送皮帶10在皮帶輪3和7之間進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳遞時(shí)，為了一方面使轉(zhuǎn)矩從皮帶輪軸2傳遞到輪緣4和5，另一方面使轉(zhuǎn)矩從輪緣8和9傳遞到皮帶輪軸6，輪緣4，5，8和9必須以無旋轉(zhuǎn)的方式分別裝置在皮帶輪軸2和6上。但是，為了能夠調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，輪緣5和8必須是軸向可移動(dòng)的。為使輪緣在軸上無旋轉(zhuǎn)地定位，而同時(shí)輪緣又能相對(duì)皮帶輪軸作軸向移動(dòng)，在皮帶輪軸2和6上設(shè)有球槽26。球槽26含有球27，這些球依次延續(xù)到輪緣5和8各自的壁20和29上的球槽28中。除此以外，還可以利用槽/齒連接代替球/槽連接，使輪緣5和8不能相對(duì)軸旋轉(zhuǎn)，但可在軸向自由定位。這兩種連接，要求附加一些零件，精確的機(jī)械加工，以及附加的組裝操作。這些連接機(jī)構(gòu)必然是昂貴而復(fù)雜的。此外，還要求在軸向和徑向兩方面有相當(dāng)大的裝配空間，不僅為了容納(足夠數(shù)量的)球，而且為了球的軌道或槽的加工。槽或球軌也從不利的方面削弱了皮帶輪軸。
根據(jù)本發(fā)明的皮帶輪具體裝置以圖形表示于圖2a中，包括不活動(dòng)地固定連接于皮帶輪軸30上的輪緣31，和在軸向可以移動(dòng)的輪緣32。輪緣32借助于移動(dòng)裝置34，35以已知的方式移動(dòng)。由固定在輪緣的筒體34和固定在軸上的活塞35組成的移動(dòng)裝置，可關(guān)閉腔36，對(duì)該腔提供流體的方法未加表示。傳動(dòng)皮帶33被安置在輪緣31和32之間。
輪緣32也包含軸襯37，部分地凸出在皮帶輪軸30上，根據(jù)本發(fā)明，它可以傾斜地設(shè)置在皮帶輪軸30上。
由于如圖26所示，傳動(dòng)皮帶33與輪緣32的接觸只是一個(gè)圓的有限的扇形段ψ，驅(qū)動(dòng)皮帶33將向輪緣32旋加一個(gè)偏心力F，這個(gè)偏心力將會(huì)使輪緣相對(duì)皮帶輪軸30傾斜。這一點(diǎn)用相當(dāng)極端的形態(tài)表示在圖3a中。通過這種傾斜，輪緣32在軸襯37的邊緣38的位置上，相對(duì)皮帶輪軸30被固定。這意味著只要移動(dòng)裝置34，35強(qiáng)使輪緣有一個(gè)穩(wěn)定的軸向位置，輪緣32在旋轉(zhuǎn)方向和軸方向都被固定。
一旦通過對(duì)腔36來回地輸送流體，移動(dòng)裝置34，35強(qiáng)使輪緣作軸向移動(dòng)，傳動(dòng)皮帶所施加的力F，腔36中的壓力，以及輪緣32的軸襯37的邊緣38位置上的傾斜力之間的平衡就被擾動(dòng)，輪緣32將在這些力的變動(dòng)不定中尋找新的平衡點(diǎn)。在這種情況下，輪緣32的軸襯37的邊緣38將會(huì)滑動(dòng)和/或滾動(dòng)。這種滾動(dòng)的發(fā)生，是由于傳動(dòng)皮帶33對(duì)輪緣32的合力F的偏心作用點(diǎn)在圓周方向經(jīng)常移動(dòng)?？梢园l(fā)現(xiàn)，在上述滑動(dòng)或滾動(dòng)過程中，即使輪緣32相對(duì)皮帶輪軸30有所轉(zhuǎn)動(dòng)，那也是很微小的，所以，相對(duì)皮帶輪軸30的無旋轉(zhuǎn)連接狀態(tài)可以保持住。
由于傾斜，在軸襯37的邊緣38，以及它與軸30的接觸點(diǎn)上可產(chǎn)生Hert Zian應(yīng)力，這種應(yīng)力可通過將邊緣38磨圓的方法加以限制。所提供的皮帶輪軸30也配上接觸環(huán)39，軸襯37上配置接觸環(huán)40，其邊緣被磨圓。使用這些接觸環(huán)39和40，軸襯37和軸30之間的連接能達(dá)到最佳狀態(tài)。這意味著接觸界面的磨損可通過適當(dāng)?shù)剡x擇材料加以限制。因此，輪緣32，軸襯37以及皮帶輪軸30本身材料的選擇不會(huì)受到接觸界面上所希望的特性的影響。特別是，接觸面，在這種情況下即接觸環(huán)39和40，是徑硬化處理的。軸襯37和皮帶輪軸30的連接可進(jìn)一步最佳化，即通過彈性鉸接件42將接觸環(huán)41以自調(diào)節(jié)方式連接到軸襯37上，如圖3b所示，這樣特別能產(chǎn)生低Hert Zian應(yīng)力的效果。
它是另一種具體裝置如圖3c所示，其中，軸襯37上有一個(gè)凹口45，軸襯的端部44利用該凹口可以相對(duì)軸襯37的其余部分作微小的擺動(dòng)；并可調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)。在這種情況下，凹口45起彈性鉸接件的作用。
通過適當(dāng)方式提供接觸界面，也能對(duì)輪緣32和/或它的軸襯37在皮帶輪軸30上的滑動(dòng)和滾動(dòng)產(chǎn)生影響，如具有適當(dāng)?shù)谋砻鏄?gòu)造的接觸環(huán)39和40。例如，接觸環(huán)39的外圍帶有槽43。一種表面構(gòu)造，其圓周方向的摩擦系數(shù)大于軸向的摩擦系數(shù)，這種表面構(gòu)造可以保證，盡管輪緣以傾斜的方式在軸向可以移動(dòng)，但輪緣32相對(duì)皮帶輪軸30旋轉(zhuǎn)是不可能的，或者說僅可能在很有限的范圍內(nèi)。
輪緣32在皮帶輪軸30上的傾斜、滑動(dòng)和滾動(dòng)，不僅可通過使用接觸環(huán)，適當(dāng)作成表面構(gòu)造，適當(dāng)選擇材料，而且可通過適當(dāng)選擇軸襯37的長(zhǎng)度來達(dá)到最佳狀態(tài)。
輪緣32的傾斜使輪緣的側(cè)面角產(chǎn)生偏移α′。給輪緣一個(gè)校正的側(cè)面角，例如α-α′，可使偏移α′得到校正。
為了流體的供應(yīng)和泄放，例如為移動(dòng)裝置34，35的需用，皮帶輪軸在輪緣32和軸襯37的位置上提供一些孔。傾斜可能造成這些孔不會(huì)密閉得那么好，例如，皮帶輪軸30上的軸襯37，但是，使輪緣32和/或軸襯37以窄小的公差與皮帶輪軸30裝配，可以克服這一點(diǎn)。
經(jīng)過上述說明，可以清楚地看出，本發(fā)明提供一種比較廉價(jià)并簡(jiǎn)單的皮帶輪，因?yàn)楹苌倩虿恍枰郊恿慵?，同時(shí)，高的造價(jià)和精密的機(jī)械加工也可以避免。此外，皮帶輪在徑向和軸向都不要求任何附加的裝配空間。顯然，在發(fā)明的概念之內(nèi)，許多被視為本發(fā)明的組成部分的具體裝置，是可以想得到的。
例如，有這種情況，以已知方法提供的皮帶輪，帶有活塞/筒體組件，提供的軸襯37也關(guān)閉筒體，所用的方法是部份地關(guān)閉軸襯，檔住流體。輪緣上的力的分布可通過下述方式擾動(dòng)，即輪緣在所期望的移動(dòng)中，傾斜作用被暫時(shí)稍微抑制，其結(jié)果是引起滑動(dòng)和滾動(dòng)。
權(quán)利要求
1.皮帶輪，特別是用于連續(xù)變速傳送裝置中的皮帶輪，所提供的皮帶輪，在其軸上有兩個(gè)輪緣，這兩個(gè)輪緣無旋轉(zhuǎn)地固定于皮帶輪軸上，并且，通過移動(dòng)裝置，至少一個(gè)輪緣可以相對(duì)皮帶輪軸作軸向移動(dòng)。其特征是至少可移動(dòng)的輪緣以下述方式裝配在皮帶輪軸上，即如果移動(dòng)裝置強(qiáng)使輪緣有一個(gè)穩(wěn)定的軸向位置，輪緣就相對(duì)皮帶輪軸在軸向固定，如果移動(dòng)裝置中使輪緣在軸向改變位置，輪緣就可在軸向和/或旋轉(zhuǎn)方向上相對(duì)皮帶輪軸活動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的皮帶輪，其特征是輪緣是傾斜地裝配在皮帶輪軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的皮帶輪，其特征是輪緣包含一個(gè)在皮帶輪軸上軸向延伸的軸襯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的皮帶輪，其特征是至少在軸襯的一端，至少貼近皮帶輪軸的軸襯邊緣被成形處理，特別是磨圓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的皮帶輪，其特征是軸襯的端部可調(diào)節(jié)地與軸襯的其余部分相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的皮帶輪，其特征是借助于一個(gè)彈性的鉸接件，使軸襯的端部可調(diào)節(jié)地與軸襯的其余部分相連接。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的皮帶輪，其特征是被提供的皮帶輪軸和/或輪緣和/或軸襯帶有一個(gè)或多個(gè)接觸環(huán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的皮帶輪，其特征是接觸環(huán)以自調(diào)節(jié)的方式被連接于輪緣或它的軸襯。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的皮帶輪，其特征是一個(gè)或多個(gè)接觸界面作硬化處理。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的皮帶輪，其特征是被提供的一個(gè)或多個(gè)接觸界面具有某種表面構(gòu)造。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的皮帶輪，其特征是表面構(gòu)造在圓周方向的摩擦系數(shù)大于軸向摩擦系數(shù)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的皮帶輪，其特征是輪緣和/或它的軸襯以窄小的公差裝配于皮帶輪軸上。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的皮帶輪，其特征是可移動(dòng)的輪緣的側(cè)面角，由于傾斜效應(yīng)，已作過校正，特別是通過與固定輪緣的側(cè)面角互相對(duì)照。
14.所提供的連續(xù)變速傳動(dòng)裝置具有根據(jù)上述權(quán)利要求之一的皮帶輪。
全文摘要
一種皮帶用于連續(xù)變速傳動(dòng)裝置中的皮帶輪，在其軸上有兩個(gè)輪緣，這兩個(gè)輪緣無旋轉(zhuǎn)地固定于皮帶輪軸上，并且，通過移動(dòng)裝置，至少一個(gè)輪緣可以相對(duì)皮帶輪軸作軸向移動(dòng)?？梢苿?dòng)的輪緣以下述方式裝配在皮帶輪軸上，即如果移動(dòng)裝置強(qiáng)使輪緣有一個(gè)穩(wěn)定的軸向位置，輪緣就相對(duì)皮帶輪軸在軸向固定，如果移動(dòng)裝置強(qiáng)使輪緣在軸向改變位置，輪緣就可在軸向和/或旋轉(zhuǎn)方向上相對(duì)皮帶輪軸活動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H55/56GK1128847SQ9511827
公開日1996年8月14日 申請(qǐng)日期1995年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月10日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·彼得·亨利庫(kù)斯·約瑟夫·伯格斯 申請(qǐng)人:范·道內(nèi)斯傳動(dòng)公司