[发明专利]用于无级变速器的变速机构

说明书

本发明涉及一种用于无级变速器、尤其是CVT变速器的变速机构。这种变速器中的变速机构用于将输入轴的转矩传递到输出轴，其中，输入轴与输出轴之间的变速比可在一个变速范围内自由调节。

在用于可无级地调节的变速器的公知变速机构中使用链或金属带，这些链或金属带例如与输入轴和输出轴上的圆锥形传递面配合。

此外已经公开，用于CVT变速器的变速机构不设置链或金属带。例如存在一种所谓的“半环形CVT”，在这种半环形CVT中，两个超环面之间的运动借助于一个可调节的中间盘来传递。传递力在此需要高的压紧力，这在变速机构的元件配对中又导致大的逐渐增长的反力。因此，在这种由在两个超环面之间传递转矩的变速机构构成的半环形CVT中将多个中间盘装配在超环形盘之间和/或将多个变速机构平行装配，由此可降低高的压紧力和/或可传递更高的转矩。

作为对此的替换方案公开了一种所谓的锥环变速机构，该锥环变速机构也无需链或金属带就足够，而是用刚性的传递环工作。在此情况下，两个彼此反向锥形的、借助于彼此平行的轴可转动地支承着的面之间的转矩借助于一个环状盘来传递。变速跨度通过锥的最小直径与最大直径之间的比例来限制。

本发明的任务在于，提供一种用于可无级地调节的变速器、尤其是CVT变速器的变速机构，该变速机构允许高的变速跨度并且工作柔和。同时，该变速机构可成本低廉地制造。

该任务通过具有权利要求1的特征的变速机构来解决。优选的实施形式和进一步构型在从属权利要求中描述。

本发明的构思在于，避免用于变速机构的构型非常昂贵的链，该链由于多个链节而具有错综复杂的几何结构并且在工作中还由于链节相对彼此的运动而相对嘈杂。因此，作为传递元件使用可简单制造的刚性的环状元件。因此，避免了通过链节以及尤其是这些链节彼此间的运动性而产生的工作噪声。为了可同时设置变速机构中的高跨度，选择由凸出地拱曲的传递面和凹入地拱曲的传递面组成的配对，传递环可沿着所述传递面移动。因为传递环在传递面上的接触点不是位于直线轨迹上而是位于弯曲轨迹上并且由此对于变速比具有决定意义的运动学半径比按照曲率呈线性的情况更强地变化，所以，变速跨度可在宽的范围上实现。此外，通过凸出的传递面与凹入的传递面的组合实现：以短行程调节传递环就引起变速比显著变化，因为变速机构的运动学半径的变化不是线性地进行。

由此，用于无级变速器的该变速机构设置有：一个可绕第一转动轴线转动的第一传递元件，该第一传递元件具有一个凸出地弯曲的绕第一转动轴线旋转对称的传递面；一个可绕第二转动轴线转动的第二传递元件，该第二传递元件具有一个凹入地弯曲的绕第二转动轴线旋转对称的传递面；以及一个在其相对于这些传递面的相对位置中可在调节区域内被调节并且可压紧在这两个传递面上且在第一传递面与第二传递面之间传递转矩的刚性的传递环。这些传递面与一个由这些转动轴线展开的平面的相交线至少在调节环的调节区域中是平行的。

根据一个优选的实施形式，至少第一传递元件或第二传递元件可在其转动轴线的轴向方向上移动。由此可保证传递环很好地压紧在传递面上。

优选凸出地弯曲的传递面是一个球面地弯曲的面，凹入地弯曲的传递面是一个超环面。这样的布置允许特别大的跨度，由此使变速比灵敏地对传递环的运动作出响应。

在此优选的是，球形面和超环面的母圆具有相同的圆心并且超环面的半径r2是球形面的半径r1与d的总和，其中，d是超环面与球形面之间的最小距离。该最小距离d也位于由第一传递元件和第二传递元件的两个转动轴线展开的剖切平面中。传递环则具有宽度d。

此外，优选是圆环的传递环的圆心位于球形面的半径和超环面的母圆的半径的延长线上。由此可保证很好地压紧以及通过将环从这样一个位置中翻转出来而容易地调节该环，在该位置中，该环垂直于与传递面的接触点上的切线。

根据一个优选的实施形式，该装置还包括一个用于调节传递环的调节装置，该调节装置在调节过程中使传递环首先从其相对于传递面垂直的位置中偏转出来。通过使环相对于传递面倾斜可根据节气门踏板的运动方向来自由地定位该环。调节所需的力矩由马达、例如电动机从外部提供。

优选凸出的传递面、尤其是球形面设置在输入传递元件上并且凹入的传递面、尤其是超环面设置在输出传递元件上。

优选第一传递元件的转动轴线和第二传递元件的转动轴线彼此平行地延伸。由此可保证传递面之间很好的压紧和可靠的力矩传递。

根据一个优选的实施形式，提出了一种变速机构装置，该变速机构装置包括多个具有所述特征的变速机构。