[发明专利]无级传动变速器

说明书

技术领域

本发明涉及权利要求1所述类型的无级传动变速器(continuously variable gear transmission)。

背景技术

在这种类型的无级传动变速器中，已知提供一种弹簧形式的轴向 力发生器，以便保证输入和输出盘的表面与牵引球之间必要的接触压 力。例如，从US-A-2469653已知这种类型的无级传动变速器，其中 可以借助螺母调整用于提供必要的接触压力的弹簧的张力。

发明内容

本发明的目的是提供一种上面类型的无级变速器，其中在变化载 荷下以及传动比快速改变期间，提高扭矩的传递，并且相比于现有技 术，具有有效、简单和紧凑的设计。这一目的是通过所述类型的无级 传动变速器实现的，根据本发明的无级传动变速器包括权利要求1特 征部分所述的特征。通过这种排列，当变速器以恒定比率运转时，来 自预跨度环(pre-spanning ring)的力将在接触点提供必要的正交力， 该预跨度环具有大于牵引球的半径的曲率和预跨度，在这种情况下， 牵引球和预跨度环将接触，其中该预跨度环具有其最大的内径。当通 过倾斜球轴增加传动比时，输出轴必须使驱动单元加速，因此需要更 高的传递扭矩。驱动单元的惯量通常具有一定的大小，以便当传动装 置未处于过渡相时，加速扭矩大于传递的扭矩。

牵引球轴的快速倾斜使得预跨度环在与球表面相同的方向上轴向 运动。当预跨度环轴向运动时，正交力因为在接触点改变的内径而改 变。当传动比停止改变时，预跨度环将以与操作速度相关的速度回到 其正常的位置，其中接触点位于最大内径处。

设计预跨度环内表面的精确曲率，以便与特定用途的要求相符， 例如，更小的半径意味着以更大的惯量加速单元的能力。

无级传动变速器还可设有轴向力发生器，当扭矩需要增加时，其 增加牵引球上的正交力，当扭矩需要下降时，其降低该力。

借助轴向力发生器和预跨度环的曲率的组合，变速器自动适应主 要载荷的情况。

优选地，所有用于提供所需扭矩的力是内部的，并且限于输入轴， 从轴向力发生器到输入盘、牵引球、预跨度环、输出盘，并且通过止 推轴承回到输入轴。因而，这些力未通过壳体传递。

牵引球的位置可以通过它们的三点接触控制，并且牵引球轴的角 度可以通过可旋转的彩虹板(iris plate)控制。该彩虹板是具有螺旋 凹槽的圆盘或板，彩虹板的形状适合牵引球的曲率，从而保持到牵引 球的恒定距离。

牵引球的轴穿过支承板中的径向凹槽和彩虹板中的螺旋凹槽，并 且当彩虹板旋转时，该轴倾斜。为了为倾斜运动提供空间，彩虹板中 的凹槽宽于轴的直径，并且为了防止间隙，该轴装有彩虹板滚子，其 具有与彩虹板凹槽的宽度相等的直径。可以设想不同的用于彩虹板旋 转的系统，例如，使用步进电机控制传动比。

如果将步进电机或类似致动器连接到具有径向凹槽的支承板，该 支承板具有较小的旋转间隙，则可以最小化快速运动下的致动器力。 这将在下面解释。

如果每个牵引球的轴分别位于穿过输入轴的平面，则球执行纯滚 动，并且球轴是稳定的。

如果壳体和支承板中的径向凹槽未完全对准，则球轴倾斜，并且 球会像汽车上的转轮一样运动。因为其是轴向固定的，所以其仅可以 在凹槽中开始倾斜。

这种反应将继续，直到球轴碰撞凹槽中的止块，并且反应时间和 方向取决于未对准的大小，以及支承板的转动方向相对于输入盘的旋 转方向的大小。

如果输入盘的旋转方向是顺时针的，支承板设有小顺时针旋转， 则球轴的前端将向着输入轴的旋转轴运动。如果支承板逆时针旋转， 则球轴的前端将远离输入轴的旋转轴运动。因而，通过控制支承板的 旋转位置，可以加强和维持彩虹板的激活。

如果致动器壳体连接到支承板，而致动器臂连接到彩虹板，则它 们会始终在相反的方向上运动，如果支承板挠性安装有弹簧，该弹簧 向着理想的对准位置压该支承板，则可以将致动器力保持最小，同时 提供快速致动。

作为简单的可替代方案，可以借助从彩虹板到牵引球轴的一部分 力提供支承板的支承旋转，该力未定向在支承板的凹槽的径向方向上。 根据输入盘相应的旋转方向选择彩虹板的转动，以便减少传动比，并 且自然地，支承板在可以具有小旋转的情况下挠性安装。