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CN101006300A - 锥盘缠绕接触装置变速器,其制造方法以及具有这种变速器的机动车 - Google Patents

锥盘缠绕接触装置变速器,其制造方法以及具有这种变速器的机动车 Download PDF

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CN101006300A
CN101006300A CNA2005800285823A CN200580028582A CN101006300A CN 101006300 A CN101006300 A CN 101006300A CN A2005800285823 A CNA2005800285823 A CN A2005800285823A CN 200580028582 A CN200580028582 A CN 200580028582A CN 101006300 A CN101006300 A CN 101006300A
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transmission
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Abstract

本发明涉及一种锥盘缠绕接触装置变速器,具有驱动侧的及从动侧的轴,后者具有至少一个沿着轴的纵向方向延伸的孔并且由该孔导出的斜孔或横向孔,它在轴表面上的出口被设置在一个区域中,该区域与动锥盘的轴向位置无关地被动锥盘覆盖。

Description

锥盘缠绕接触装置变速器,其制造方法以及具有这种变速器的机动车
本发明涉及锥盘缠绕接触装置变速器形式的自动变速器,例如由DE102004015215及其它公开文献所公开的,并且涉及用于其制造的方法及装备它的机动车。
自动变速器在更广的意义上是一种特性变矩器,它的当前的变速比自动地根据当前的或期待的工作状态、如部分负载,推进及环境参数、如温度,空气压力,空气湿度有级地或无级地改变。属于它的有这样的特性变矩器:基于电动的,气动的,流力的,液体静压的原理或基于这些原理的混合的原理的特性变矩器。
自动化则涉及到不同的功能、如起动,变速比选择,在不同工作状态中变速比改变的方式,其中对于变速比的改变方式例如可理解为各个挡级相继地转换、转换挡级的跳变及调节的速度。
对于舒适性、可靠性及可选择的结构成本的要求确定了自动化的程度,这就是说,有多少功能需要自动地进行。
通常驾驶员可手动地干预自动化的运行或将它限制在一些单个功能上。
正如现今主要在机动车制造中所使用的,自动变速器在狭义上通常具有以下结构:
在变速器的驱动侧具有一个可调节离合器形式的起动单元,例如湿式或干式的摩擦式离合器,液力的离合器或液力变矩器。
对于液力变矩器通常与泵及涡轮部分并联地连接一个分接离合器,该分接离合器通过直接的力传递提高了效率及在临界的转数时通过确定的滑动来阻尼振动。
起动单元驱动一个机械的、无级的或有级的变速装置,该变速装置可包括一个前行/倒车单元,一个总组、区域组、快速挡组和/或一个无级变速器。齿轮变速器组被视运行平稳性,位置状况及传动可能性而定被设计成具有直齿或斜齿的中间轴式或行星式结构。
机械变速器的输出部件,即一个轴或一个齿轮直接地或通过中间轴或具有恒定变速比的中间级间接地驱动一个差动传动装置,该差动传动装置可作为单独的传动装置构成或是自动变速器的一个集成的组成部分。该变速器原则上适于在机动车上的纵向及横向的安装。
为了调节机械变速器的变速比可设置液体静压的、气动的和/或电动的执行机构。根据排挤原理工作的液压泵提供用于起动单元、尤其是液力单元的压力油,用于机械变速器的液体静压执行元件的及用于系统的润滑及冷却的压力油。视所需压力及输送容积而定可考虑齿轮泵,螺旋泵,叶片泵及活塞泵,后者通常为径向结构方式。在实践中对于该目的使用齿轮泵及径向活塞泵,其中齿轮泵由于其结构成本小及径向活塞泵由于其压力水平高及可调节性好而具有优点。
液压泵可设置在变速器的任意位置上及在一个由驱动单元持续驱动的主轴或副轴上。
已公开了无级的自动变速器,它由一个起动单元、一个作为前行/倒车单元的行星齿轮可逆传动装置(Planetenwendegetriebe)、一个液压泵、一个无级变速器、一个中间轴及一个差速器组成。无级变速器又由两个锥盘对及一个缠绕接触装置组成。每个锥盘对由一个固定的第一锥盘及一个可在轴向上移动的第二锥盘组成。缠绕接触装置在这些锥盘对之间运行,该缠绕接触装置例如为推进履带(Schubgliederband),牵引链或皮带。通过第二锥盘的移动可改变缠绕接触装置的运行半径及由此改变无级的自动变速器的变速比。
无级自动变速器需要高的压力水平,以便使无级变速器的锥盘可调节到具有所需速度的所有工作点上,及此外以足够的基本压紧压力尽可能无磨损地传递转矩。
作为本发明基础的一个部分任务在于,对借助液压介质实现的力传递进行改善。另一个部分任务在于,简化部件的制造及由此有利地对制造成本产生影响。本发明的另一个部任务分在于,提高构件的工作强度及由此延长这种自动变速器的工作寿命。本发明的另一个部分任务在于,提高这种变速器的转矩传递能力或通过变速器的部件可传递更大的力。
该任务将通过权利要求书中所述的及在说明书及摘要中参照附图描述的本发明与其进一步构型来解决,尤其通过具有驱动侧及从动侧锥盘对的锥盘缠绕接触装置变速器来解决,这些锥盘对各具有一个定锥盘及一个动锥盘,这些锥盘分别设置在一个驱动侧轴及一个从动侧轴上及可通过一个缠绕接触装置相连接以传递转矩,其中,至少一个轴具有至少一个延伸在轴的纵向上的孔,由该孔导出至少一个延伸到轴的表面的孔,如斜孔或横向孔,它在轴表面上的出口被设置在一个区域中,该区域与动锥盘的轴向位置无关地被动锥盘覆盖。
由此例如可达到用于液压介质的输入孔的缩短,由此可更加经济地及以提高的过程可靠性来制造该孔。
普遍地,在根据本发明的锥盘缠绕接触装置变速器上有利的是,至少一个定锥盘与轴一体地连接。
此外有利的是,动锥盘无相对转动地,但轴向可移动地通过齿结构与轴连接。
特别有利的是,孔在轴表面上的出口被设置在齿结构的区域中。
通过将孔设置在插接齿结构的中间使该齿结构构成围绕着高应力的孔的一种肋,由此可达到强度的显著提高,因为在轴表面上孔出口周围临界区域中齿之间的应力显著地减小。
被证明有利的是,在孔出口区域中的齿被去掉,其中还有利的是,在动锥盘的内径上的与孔出口相邻的两个齿被去掉。
普遍地,在根据本发明的锥盘缠绕接触装置变速器上有利的是,在圆周上设有多个孔出口,其中,这些孔出口可均匀地分布地被设置在圆周上。
在根据本发明的锥盘缠绕接触装置变速器上,一个锥盘对的动锥盘及定锥盘最好在圆周方向上彼此对应配置地设置。
对此有利的是,在动锥盘内齿结构的区域中设有一个隆起,该隆起配合在轴的去掉齿的位置上,和/或在轴的外径的区域中设有至少一个隆起,该隆起配合在动锥盘的去掉齿的区域中,由此在结构上可排除错误的安装。
此外本发明还涉及用于制造根据本发明的锥盘缠绕接触装置变速器的方法,其中为了制造轴的外齿结构和/或动锥盘的内齿结构,刀具-从圆周方向上看-仅制造出轮廓的一部分及为了加工其他部分按一定角度转动。
此外本发明还涉及具有根据本发明的变速器的机动车。
以下将借助示意性的附图举例性地详细描述本发明。
附图表示:
图1:一个锥盘缠绕接触装置变速器的部分视图,
图2:本发明的实施形式的与图1基本上相应的一个视图,
图3:沿图2的线III-III的一个部分截面,
图4:图3中的细节IV,
图5:图3中的细节V,
图6:根据截面III-III的其它可能的实施形式。
图1仅示出一个锥盘缠绕接触装置变速器的一部分,即锥盘缠绕接触装置变速器1的由一个驱动发动机、例如内燃机驱动的驱动侧或输入侧部分。在一个完整地构成的锥盘缠绕接触装置变速器中对该输入侧部分配置了可无级调节的锥盘缠绕接触装置变速器的、一个互补地构成的从动侧部分,其中这两部分通过一个例如连接板式链2形式的缠绕接触装置彼此相连接以传递转矩。该锥盘缠绕接触装置变速器1在输入侧具有一个轴3,在所示的实施例中该轴与一个固定的锥盘或定锥盘4一体地构成。该轴向上固定的锥盘4在轴3的轴向上相邻地位于一个轴向可移动的锥盘或动锥盘5的对面。
在根据图1的视图中,连接板式链2被表示在驱动侧锥盘对4,5上的一个径向外部位置上,该位置是这样得到的,即在该图中轴向可移动的锥盘5在向右的方向上移动及轴向可移动的锥盘5的该轴向位移运动导致连接板式链2在向着径向外部的方向上运动,由此使变速器的变速比变化到快速。
轴向可移动的锥盘5也可用本身公知的方式在图面中向左移动,其中在该位置中连接板式链2位于径向内部位置上(用标号2a指示),在该位置上锥盘缠绕接触装置变速器1的变速比变化到慢速。
由一个未示出的驱动发动机提供的转矩通过一个支承在轴3上的齿轮6导入图1中所示的锥盘缠绕接触装置变速器的驱动侧部分,该齿轮6通过一个承受径向力及轴向力的滚珠轴承7形式的滚动轴承支承在轴3上,该滚珠轴承通过一个挡圈8及一个波纹螺母9固定在轴3上。在齿轮6与轴向可移动的锥盘5之间设置了一个转矩传感器10,对该转矩传感器配置了一个设有轴向固定的撑盘11及一个轴向可移动的撑盘12的撑盘构型13。在两个撑盘11,12之间设有一些滚动体,例如所示滚珠14形式的的滚动体。
通过齿轮6导入的转矩导致在轴向上固定的撑盘11与轴向上可移动的撑盘12之间的一个转动角度,这将导致撑盘12的一个轴向位移,确切地说由于设置在该撑盘上的一些起动斜面,在这些斜面上滚珠14上升运动及由此用于撑盘彼此的轴向偏移。
转矩传感器10具有两个压力室15,16,其中第一压力室15被设置来用于根据导入的转矩用压力介质进行加载及第二压力室16被供给压力介质,确切地说根据变速器的变速比被供给压力介质。
为了产生压紧力设有一个活塞/缸单元17,借助该压紧力对轴向固定的锥盘4与轴向可移动的锥盘5之间的连接板式链2加载一个法向力,该活塞/缸单元具有两个压力室18,19。第一压力室18用于根据变速比改变连接板式链2的加载,及第二压力室19用于与转矩传感器10的根据转矩控制的压力室15相联系地增高或降低压紧力,在锥盘对4,5之间的连接板式链2被该压紧力加载。
为了对这些压力室供给压力介质,轴3设有三个通道20,来自一个未示出的泵的压力介质通过这些通道被供给到这些压力室中。通过一个排出侧的通道21压力介质可由轴3流出及再输入到循环回路。
压力室15,16,18,19的加载将导致轴向可移动的锥盘5在轴3上的、与转矩及变速比相关的移动。为了接收可移动的锥盘5,轴3具有一些对中面22,这些对中面用作可移动的锥盘5的滑动配合座。
如通过图1易于看到的,锥盘缠绕接触装置变速器1在轴3上锥盘5的这些支承部位的区域中分别具有一个噪音阻尼装置23。为此该噪音阻尼装置可具有一个环形体及一个阻尼衬或仅由一个阻尼衬组成。
图1中所使用的标号也针对图2中基本上可对比的特征。在这方面这些附图应作为单元来考虑。为了清楚起见,在图2中仅使用超出图1中标号以外的标号。
在图2中,现在三个通道20的中间通道相应于本发明地构成。可以看出,构成中心通道20的孔24被作得明显地比图1中的中心孔短,该孔24作为盲孔从图1及2的右面示出的侧加工。这种盲孔在制造上成本高及在加工中要求很高的精度。在此情况下其制造成本及在加工过程可靠性方面的要求与其长度超正比地增高。因此这种孔的缩短例如对制造成本带来有利的影响。
在该孔24的底部区域中分支出一个横向孔25,其中也可以有多个横向孔分布地设置在圆周上。在图示的情况下该横向孔25被构造成径向孔,但它也可以另外的角度被制作成斜孔。孔25在一个部位上穿过轴3的表面,该部位与工作状态、即例如与调节出的变速比无关地位于一个区域中,该区域始终被动锥盘5覆盖。
通过将横向孔25设置在动锥盘5的覆盖区域中可使轴3在轴向上被作得短些,由此可节省结构空间。此外通过轴3的缩短也可得到负荷的减小。
这里,通道或横向孔25的出口例如可被设置在与轴的对中面22相邻的车削槽26的区域中。当将动锥盘5轴向可移动地、但无相对转动地与轴3相连接的齿结构27例如由于传递转矩受到高负荷时,这样作是特别有利的。
但在许多情况下,齿结构27的负荷不是一个关键的设计判据,由此孔25的出口可被设置在该齿结构的区域中,如图2中所示。通过将横向孔25设置在齿结构27中来取代设置在车削槽26中以下面的方式得到一个优点,即有一个更大的阻力转矩,通过它使边缘纤维中的弯曲应力减小。此外当受到横向孔25干扰的关键纤维被保持在大致相同的半径上时,在该部位上的面转动惯量更大。由此得到齿结构27的齿之间的横向孔25的出口周围的关键区域中应力的明显减小。在图1及2中液压流体的供给是相同的,因为压力室15及19彼此形成连接及动锥盘5具有一些连接孔28,这些连接孔使齿结构27的区域与压力室19相连接。在这些图中动锥盘5被表示在其最外左面的位置中,该位置对应于起动变速比或低速传动(Underdrive)。如果动锥盘5现在向右朝定锥盘4的方向上移动,则空腔或室29的一部分总是位于横向孔或通道25的出口上,以致也如图1中那样始终可保证所需的液流供给。也如图1中那样对于压力室16得到两个转换状态,这些转换状态与动锥盘5的轴向位置相关。在所示的位置中控制孔30露出,由此使与它形成连接的、由一个塞子31轴向封闭的通道20及通过一个未示出的通道与它形成连接的压力室16失压或仅具有环境压力。如果现在动锥盘5向着定锥盘4的方向运动,则它将移动到这些控制孔30上,其中从一定的行程起室29位于控制孔30的出口的上面。但在室29中具有一个与转矩相关的高压力,该高压力然后通过控制孔30及通道20也进到压力室16中,由此使那里也加上高压力。以此方式实现了两个转换状态,这些转换状态与变速比相关地控制压紧力。
此外在图2中设有一个碟形弹簧32,它在变速器1无压力状态下使动锥盘5移到一个预定的轴向位置上,由此可调节变速器1的一个变速比,该变速比可防止过大的负荷,例如当机动车拖车时。
图3示出沿图2中的线III-III的一个截面,其中在该图的上半部分及下半部分中各示出横向孔或通道25的不同实施形式。
在下部区域-该区域的一部分IV还被放大地表示在图4中-中,在通道25通入轴3的表面的区域中,位于那里的齿被去掉或未被构造,由此-从该轴的轴向上看-形成一个通道33,该通道可被液压流体流过。
当通道33的这种横截面不够时,可附加地去掉动锥盘5的两个相邻的径向向内伸的齿,如在区域V中及在图5中放大地表示的。
每个通道33去掉达三个齿的去齿可在圆周上多重地进行,以便合成所需的总流动横截面。有利的方式是,例如在具有均匀角度划分及可被三整除的齿数如30个齿的圆周上三重地进行该去齿。
当将动锥盘5安装动轴3上时应注意:动锥盘5在正确的角度位置上相对定锥盘4布置,以便可靠地保证通道33所需的横截面。
图6中又示出三个不同的通道布置,其中在A处必需注意正确的安装,而在B及C处通过结构上的措施可防止错误安装。
在A处再次示出根据图5的布置,其中该实施形式如上所述地为了实现所需的通流横截面可多重地分布在圆周上,根据B及C的布置也是这样。
在B处示出一个结构上的方案,该方案可排除在安装时的错误配置。为此根据本发明在动锥盘5的内齿结构中设有一个隆起34,该隆起正好在两个原来存在的齿之间的部位上,当错误安装时轴3的一个齿将碰在该隆起上。
在C处示出一个方案,该方案在轴3上的一些部位上设置一个或两个形成双间隙的隆起35,当试探地错误安装时动锥盘5的齿碰到所述隆起上。
根据本发明,所述的模压部分可特别经济地这样来制造,即用于滚压动锥盘5的刀具包括两个去除的齿在内仅具有10个齿及具有相应小的直径,以致在加工时该刀具类似一个行星齿轮在动锥盘5的孔中旋转三圈,及在此情况下开设出总共原来的30个齿再扣除三次在圆周上构造的特定构型(这里齿的数目仅作为例子)。
类似地,对于轴3的外齿结构的加工使用一个刀具,它包括去除的齿在内具有原来的10,20,30或相应地更多的齿。由此除一次性的刀具成本外实际上不形成附加的工件成本。
本发明可有利地应用在所有的CVT锥盘组上,后者具有在齿结构27的区域中穿过动锥盘5向活塞/缸单元17导油的导油装置,并尤其在高变速器转矩的情况下。
本发明也可应用在未示出的从动侧锥盘组的相应的部位上。
参考标号表
1锥盘缠绕接触装置变速器
2连接板式链
2a连接板式链的径向内位置
3轴
4定锥盘
5动锥盘
6齿轮
7滚珠轴承
8挡圈
9轴螺母
1转矩传感器
11轴向固定的撑盘
12轴向可移动的撑盘
13撑盘构型
14滚珠
15第一压力室
16第二压力室
17活塞-/缸单元
18第一压力室
19第二压力室
20(3)通道(馈给)
21通道(出口侧)
22对中面
23噪音阻尼装置
24(中心)孔
25横向孔
26车削槽
27齿结构
28连接孔
29空腔/室
30控制孔
31塞子
32碟形弹簧
33通道
34隆起
35隆起

Claims (13)

1.锥盘缠绕接触装置变速器(1),具有驱动侧的及从动侧的锥盘对,它们各具有一个定锥盘(4)及一个动锥盘(5),这些锥盘各设置在一个驱动侧的及一个从动侧的轴(3)上及可通过一个缠绕接触装置(2)相连接以传递转矩,其中至少一个轴(3)具有至少一个延伸在轴(3)的纵向上的孔(20),由该孔导出至少一个延伸到轴(3)的表面的孔(25),如斜孔或横向孔,它在轴表面上的出口被设置在一个区域中,该区域与动锥盘的轴向位置无关地被动锥盘(5)覆盖。
2.根据权利要求1的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:至少一个定锥盘(4)一体地与该轴(3)连接。
3.根据以上权利要求中一项的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:动锥盘(5)无相对转动地、但轴向可移动地通过齿结构(27)与该轴(3)连接。
4.根据权利要求3的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:该孔(25)在所述表面上的出口被设置在齿结构(27)的区域中。
5.根据以上权利要求中一项的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:在该孔出口区域中的齿被去掉。
6.根据以上权利要求中一项的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:动锥盘(5)内径上的与所述孔出口相邻的两个齿被去掉。
7.根据以上权利要求中一项的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:在圆周上设有多个孔出口。
8.根据权利要求7的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:这些孔出口均匀地分布在圆周上。
9.根据以上权利要求中一项的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:一个锥盘对的动锥盘(5)及定锥盘(4)在圆周方向上彼此对应配置地设置。
10.根据权利要求9的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:在动锥盘内齿结构的区域中设有一个隆起(34),该隆起配合在轴(3)的去掉齿的部位上。
11.根据权利要求9或10的锥盘缠绕接触装置变速器(1),其特征在于:在轴(3)外径的区域中设有至少一个隆起(35),该隆起将碰到动锥盘(5)的去掉齿的区域中。
12.用于制造根据以上权利要求中一项的锥盘缠绕接触装置变速器(1)的方法,其特征在于:为了制造轴(3)的外齿结构和/或动锥盘(5)的内齿结构,刀具-从圆周方向上看-仅制造出轮廓的一部分并且为了加工其余部分被按照角度转动。
13.机动车,其特征在于:具有根据以上权利要求中一项的变速器。
CN200580028582A 2004-08-19 2005-08-11 锥盘缠绕接触装置变速器以及具有这种变速器的机动车 Expired - Fee Related CN100595455C (zh)

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