[发明专利]带‑带轮型无级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种无级变速器。

背景技术

这种“带-带轮型”变速器在本领域中众所周知，例如在EP0777069B1中获知，并用于在无级变速或扭矩比下，在机动车中将机械能从发动机传递至负载，即从动轮。在此机动车辆应用中，变速器传动带包括安装于环形承载件上的多个横向节。每个横向节的任一横向侧具有与变速器的带轮形成摩擦接触的带轮接触表面。进一步地，每个变速器带轮具有两个带轮盘，所述两个带轮盘都限定了用于传动带的相应的锥形工作表面，所述锥形工作表面彼此相对并以此限定了用于容纳传动带的大致V形的圆周凹槽。至少在变速器的操作过程中，两个带轮的各自两个带轮盘通过驱动装置(如液压操作的活塞-汽缸组件)被推向彼此，以通过传动带与每个带轮的带轮盘之间在圆周方向上的摩擦而在带轮间传递扭矩。

为防止带轮和传动带之间的摩擦接触过热，在现有的变速器中循环液体冷却剂或润滑油。带轮的工作表面以其相对低位置部分的形式具有用于容纳润滑油的凹部，同时工作表面的表面积的大部分以其相对高位置部分的形式提供用于摩擦接触，即用于承载负载。因此，这种表面粗糙度轮廓有利地避免了润滑油在与摩擦接触有关的表面(即较高位置部分)的接合之间的累积，从而避免了其间否则可能发生的牵引力损失。

为了变速器的高效动力传送，带轮与传动带间的摩擦接触的摩擦系数优选选择得尽可能高。进一步地，为了变速器的最佳耐久性，带轮和传动带的磨损优选选择得尽可能低。这些优选的高摩擦、低磨损情况在实际上是相互矛盾的。实际上，在不借助特殊技术措施的情况下，通常可用于增大摩擦的技术通常也增加了磨损作为副作用。例如，具有增加摩擦的添加剂的润滑油通常会导致更多磨损，即相对于没有使用这种提高摩擦式添加剂的类似润滑油而言增加了磨损率。另一示例是，在本领域中已知，增加与摩擦接触有关的表面的粗糙度一般将不仅增加这种接触中的摩擦(系数)，而且还将增大磨损率。

近年来，在带-带轮无级变速器设计领域中总体要求和发展目标是增加传动带与带轮间的摩擦而不有害地增加磨损率，即同时保持变速器的通常的耐久性。例如，EP 0997670A2和DE 102004051360A1在这方面教导了，应用不规则表面结构，其特征为特定值的一个或多个(标准)表面粗糙度参数，如公知的算术平均粗糙度参数：Ra。替代性地，JP 2005-273866A公开了设有大致圆形、同心的凹槽的带轮盘工作表面，同时在这种凹槽之间工作表面被平坦化。因此，在某种意义上，该后一篇文件中详细说明了用于工作表面的自重复的曲线或轮廓，而不是限定不规则或随意性的表面粗糙度。

可以看出，JP 2005-273866A中的已知表面规格通过传统地应用于制造变速器带轮的制造技术来实现，或通过已知的制造技术(如车削、喷丸加工、研磨(lapping)和精磨(grinding))来实现。尽管这些方法能够将JP2005-273866A的表面规格的实施成本最小化，但在结果方面(即，能够以此实现的特定表面规格)还是有限的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种带-带轮无级变速器中实现高摩擦、低磨损地与传动带接触的带轮盘工作表面的新的表面规格。

应当注意，通过提供一种具有凹窝的带轮盘工作表面来替代现有的连续凹槽，至少在带轮盘的圆周方向上更大的表面积可提供用于与传动带进行摩擦接触。这一特征被证明能够有益地减小磨损率，特别是传动带的带轮接触表面的磨损率。依据本发明，所述凹窝在带轮盘上以微米级设置，优选地在由整个带轮盘限定的锥形面上占据最小40至大约500平方微米的表面积。

凹窝的3D形状不是关键的，且例如可以是大致半球形、(截头的)圆锥形、圆柱形或锥体形状。并且，通过以短间距地(即以小的间隔)设置凹窝，所述凹窝优选地具有与现有凹槽的容积相当的容积。这种相当的容积被证明能有益地提供带轮盘与传动带间的通常的润滑条件(至少在摩擦系数方面)。在这方面的优选值是，带轮盘工作表面上的两个相邻凹窝之间的间隔为20-250微米。此外，所述凹窝优选地深度在3微米-10微米，优选地为大约5-8微米，即比JP 2005-273886A给出的0.5-2.5微米的已知凹槽深度更深一些。