專利名稱：皮帶驅動環連續變速傳動裝置連接器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種能量傳送系統，具體地說，涉及一種用于將能量從主動輪傳送到從動輪的皮帶驅動環連續變速傳動裝置連接器。
背景技術：
在本領域中眾所周知，齒輪類型傳動裝置可以被用于驅動機動車、摩托車或類似設備。為了提高燃料效率，最好選擇一種連續變速傳動裝置，即CVT。針對連續變速傳動裝置，已經研制出多種皮帶。
連續變速傳動裝置的皮帶具有類似于普通皮帶的輪廓。具體地說，它們頂部寬、底部窄，被安裝在皮帶輪的半輪之間，所述皮帶輪確定了一環形槽。其上套有皮帶的皮帶輪包括一可移動的半輪和一固定半輪，兩個半輪都具有截錐形。通常一個半輪運動，另一個半輪保持固定。
相對于另一個半輪移動一個半輪改變皮帶輪的有效直徑φ，皮帶在所述有效半徑內操作，從而皮帶的速度是皮帶輪有效直徑的函數，也就是說，是半輪彼此之間軸向位置的函數。通常在連續變速傳動傳送中，具有兩個皮帶輪，一個主動輪，一個從動輪。
雖然在現有技術中，每個連續變速傳動裝置的皮帶都是彈性的，每個皮帶都具有其它動力傳送皮帶所不具有的特性。例如要求皮帶具有橫向剛度，允許皮帶在皮帶半輪之間一特定有效直徑沒有變形地運行。從而每個連續變速傳動裝置皮帶系統包括一纏繞在可變直徑皮帶輪上的皮帶。
柔性皮帶的一個變化是驅動環。該驅動環包括一被安裝在皮帶輪內的不易磨損的塑料或金屬環。一柔性皮帶被纏繞在該環上。隨著皮帶半輪的運動，環的轉動軸線變得與皮帶輪的轉動軸線不在一條直線上。
在現有技術中，發明人為Donowski的美國專利US5,709,624介紹了一種可變直徑皮帶輪，其中涉及了有關皮帶輪和皮帶之間的關系。一個單獨的驅動環在兩個皮帶輪的半輪內運轉。柔性皮帶通過皮帶輪在驅動環上運轉。隨著半輪彼此相對運動，皮帶輪的有效直徑改變。由于驅動環在半輪之間承受橫向力或壓縮力，不需要設計皮帶調節這些力。然而Donowski的設備包括被用作內燃機的輔助驅動系統一部分的一單獨驅動環。要求一穩定元件保持驅動環的轉動軸線至少基本上平行于半輪元件的轉動軸線。Donowski的設備不能被用于連續變速傳動的傳動裝置。
在現有技術中，發明人為Clark的美國專利US4,875,894介紹了一種可連續變化變速箱，該變速箱包括一輸入和輸出軸，每個軸都具有一轉動盤組件。每個轉動盤組件具有接觸墊，所述接觸墊形成具有連續變化直徑的圓。利用一種連接機械例如剛性連接環將兩個轉動盤組件連接在一起。每個皮帶輪之間利用環的轉動實現動力傳輸。該設備并沒有提供使用彈性皮帶代替剛性環連接兩個盤進行動力傳輸的可能性。這擴大了設備的操作空間，所述空間通常是一個由皮帶輪最外緣尺寸所限定的正方形或圓形空間。
驅動環不能被應用在連續變速傳動裝置連接器中。通常在操作時，柔性連續變速傳動皮帶嚴重地受熱和摩擦影響。此外，與車輛驅動系統中所使用的動力傳輸皮帶相比，連續變速傳動皮帶成本高。因此當連續變速傳動皮帶損壞后，必須用類似的皮帶更換，而不能使用成本低廉的V形皮帶。
這就提出了需要一種具有驅動環的皮帶驅動環連續變速傳動連接器，需要一種具有纏繞在驅動環之間環形帶的皮帶驅動環連續變速傳動連接器。需要一種具有一用于以預定空間關系固定所述驅動環的軸承架的皮帶驅動環連續變速傳動連接器。本發明滿足這些要求。
發明概述本發明的主要目的是提供一種具有驅動環的皮帶驅動環連續變速傳動連接器。
本發明的另一個方面是提供一種具有纏繞在驅動環之間的環形帶的皮帶驅動環連續變速傳動連接器。
本發明的另一個方面是提供一種具有一用于以預定空間關系固定驅動環的軸承架的皮帶驅動環連續變速傳動連接器。
通過說明書和下文的介紹，本發明的其它方面將被指出并變得清楚。
本發明包括一皮帶驅動環連續變速傳動連接器。一對驅動環被轉動地連接在軸承架的兩端。該軸承架控制驅動環的空間關系，避免驅動環在連接器操作時相對運動，增加了能量傳輸，降低了摩擦熱，從而增加了連接器的使用壽命。驅動環包括金屬或非金屬材料，與現有技術中的彈性材料組成的皮帶相比，具有更高的耐磨性，從而延長了皮帶壽命。皮帶被纏繞在驅動環之間，可以是本領域中任何適合類型的皮帶，從而降低了連接器的成本。軸承架以預定的空間關系將驅動環保持在皮帶半輪之間。由于主動皮帶輪與所述連續變速傳動主動皮帶半輪的側面摩擦接觸，主動皮帶輪上的驅動環沿相同方向轉動。由于通過皮帶機械連接，從動皮帶輪上的驅動環與主動皮帶輪上的驅動環的轉動方向相同。由于該從動驅動環與從動皮帶半輪的側面摩擦接觸，從而驅動從動皮帶輪。由于環代替皮帶接觸半輪側面，連接器的摩損被顯著地降低。通過皮帶半輪的運動，調整每個皮帶輪的有效直徑或半徑。皮帶半輪的軸向運動導致每個驅動環的轉動軸線與各自的皮帶輪的轉動軸線不在一條直線上。由于驅動環被機械地連接，響應于皮帶半輪的運動，驅動環與軸承架作為一個單元一起運動，因此改變了有效傳動比。
附圖簡介作為說明書一部分的附圖用于說明本發明的最佳實施例，并與說明書一起解釋本發明的原理。


圖1是一個本發明連接器的透視圖；圖2是位于兩個皮帶輪之間的本發明的橫截面視圖；圖3是驅動環連接器的側視圖；圖4是驅動環連接器的側視圖；圖5是軸承架的透視圖；圖6是軸承架和環的側視圖；圖7是軸承架和環的側平面視圖；圖8是環和軸承的透視圖；圖9是環的透視圖；圖10是一組皮帶輪上的連接器的橫截面視圖。
優選實施例介紹圖1是本發明連接器的透視圖。皮帶驅動環連續變速傳動連接器包括驅動環10、11。在軸承架15兩端具有孔16和17。軸承18和19被分別安裝在孔16和17上。環或環形齒輪10和11被可轉動地安裝在軸承架15上的軸承18和19內。本領域普通技術人員可以想象到，軸承架15以適合的空間關系保持軸承18和19，軸承18和19反過來以適合的空間關系保持環10和11。環10和11中每個都具有一轉動平面，這兩個轉動平面共面。軸承18和19可以包括本領域公知的任何適合類型的軸承，包括但不局限于滾珠軸承、滾針軸承或滑動軸承。
皮帶21和22被纏繞在環10和11的外表面上。兩根皮帶并排地從環10纏繞到環11上。所述皮帶可以選用本領域內任何適合類型的皮帶。在最佳實施例中，它們具有齒形或嵌齒輪廓。根據用戶需要，它們可以具有沿縱向分布的肋條的多肋條輪廓或V形帶輪廓。此外在最佳實施例中，軸承架15兩側都有皮帶。在另一個實施例中，環10和11被連接到軸承架15上，從而每個環的中央平面軸線與軸承架的主軸線不對齊，也就是說，環偏移到軸承架中心線的一側，因此皮帶或單獨一個皮帶可以在軸承架的一側上運行。環采用這種方式在軸承架內偏移使用戶能夠適應連續變速傳動形狀的變化。
圖2是位于兩個皮帶輪之間的本發明的橫截面視圖。如圖所示，本發明的系統被安裝在主動輪100和從動輪200之間。皮帶半輪101、102分別沿軸線M1’、M1運動，以便增加或減少皮帶半輪之間的間距，皮帶半輪201、202分別沿軸線M2’、M2運動，以便增加或減少皮帶半輪之間的間距。如圖2所示，軸線M1’、M1是不平行的。軸線M2’、M2也是不平行的。上述軸線彼此偏移一預定夾角。這是由于皮帶輪從減速轉動條件下的大間距運動到加速傳動條件下的小間距，如圖2所示，環10和11可以與相對的半輪的側面接觸。與圖2所示狀態相比，使每個半輪的轉動軸線再稍微傾斜，則增加內側半輪的半輪之間的空間。阻止環10和11與超速條件下的各自半輪內側接觸。利用本領域公知的措施，實現連續變速傳動皮帶半輪的運動。
在操作中，皮帶輪100沿R1方向轉動，皮帶輪200沿R2方向轉動，皮帶輪100的轉動軸線通過孔16，皮帶輪200的轉動軸線通過孔17，如圖3、4、9所示，環10的表面33、34分別在接觸區域110、111支撐在皮帶半輪表面103和105上。如圖3、4、9所示，環11的表面31和32分別在接觸區域210、211支撐在皮帶半輪表面104和106上。
這種接觸導致環10沿R3方向與皮帶輪100一致地轉動。隨著環10轉動，皮帶21、22的運動導致環11沿方向R4轉動，在環11的驅動下，皮帶輪200沿R2方向轉動。本領域公知利用皮帶半輪部分的相對位置關系確定皮帶驅動環連續變速傳動連接器的每個環的有效半徑。隨著指定的皮帶輪的皮帶半輪運動到一起，隨著環齒輪的轉動軸線被迫趨向皮帶輪的轉動軸線，該有效半徑將增加。相反隨著皮帶半輪部分向離開方向運動，隨著環齒輪的轉動軸線被迫離開皮帶輪的轉動軸線，該有效半徑將下降。
圖3是一個驅動環連接器的側視圖，支承面32接觸半輪支承面105，在圖2中，支承面34接觸半輪表面106。
圖4是一個驅動環連接器的側視圖。
圖5是一個軸承架的透視圖。在軸承架15的兩端分別有孔16和17，分別將軸承18和19安裝在孔16和17內。分別將環10和11壓配在軸承18和19內。每個環都具有一個與皮帶(未示)輪廓相配合的輪廓。雖然可以使用本領域公知的任何輪廓，在這個圖5中，環10和11具有齒形輪廓。軸承18和19相對于軸承架15機械地保持和適合地安置環10和11。
圖6是一個軸承架和環的側視圖。
圖7是一個軸承架和環的側平面視圖。
圖8是一個軸承和環的透視圖。沒有顯示軸承架15和皮帶21、22。
圖9是一個環的透視圖。環10的兩個相背支承表面33、34之間的夾角是α。夾角α的頂點基本上位于環10的轉動軸線上。環11(未示)的兩個相背支承表面31和32之間的夾角也是α。角度α的值基本上等于與環配合操作的皮帶半輪的內表面之間夾角的1/2。因此可以指定α，使其適應特定皮帶輪的物理特性。這個數字通常是適用于環10和11的。當然，本領域普通技術人員認識到，根據與環配合操作的皮帶輪的夾角，每個環的夾角α可以變化。表面101環繞環10，如圖8所示，軸承支承在表面101上。在所推薦的實施例中，表面31、32、33、34包含非金屬摩擦材料，當然，表面31、32、33、34也可以包含金屬摩擦材料。
圖10是一組皮帶輪上的連接器的橫截面視圖，如圖所示，一連接器位于皮帶輪100和200之間。
雖然僅介紹本發明的一種形式，對于本領域技術人員來說，在不脫離本發明的精神和范圍內，可以對結構和元件之間關系進行各種改進。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種皮皮帶驅動環連續變速傳動連接器包括一軸承架；被轉動地安裝在該軸承架上的第一和第二轉動元件；至少一個被纏繞在所述第一和第二轉動元件之間的環形帶元件，該環形帶元件支承在所述第一和第二轉動元件的外表面上。
2.一種根據權利要求1所述連接器，其特征在于所述第一和第二轉動元件中每個轉動元件具有一轉動平面；所述第一和第二轉動元件的轉動平面共平面。
3.一種根據權利要求2所述連接器，其特征在于所述軸承架確定至少一個平面，該平面與所述第一和第二轉動元件的轉動平面共面。
4.一種根據權利要求2所述連接器，其特征在于每個轉動平面還包括相背的用于與皮帶輪嚙合的支承表面。
5.一種根據權利要求4所述連接器，其特征在于每個轉動元件表面還包括一與皮帶嚙合的表面，該表面具有輪廓。
6.一種根據權利要求5所述連接器，其特征在于還包括用于將所述第一和第二轉動元件安裝在軸承架上的軸承。
7.一種根據權利要求6所述連接器，其特征在于還包括多個纏繞在所述第一和第二轉動元件之間并圍繞所述第一和第二轉動元件的外表面的環形帶。
8.一種根據權利要求7所述連接器，其特征在于所述軸承架彈性地偏壓所述第一和第二轉動元件，使所述第一和第二轉動元件彼此遠離，從而在所述環形帶上維持張力。
9.一種根據權利要求8所述連接器，其特征在于每個轉動元件上兩個相背的支承表面之間存在一夾角。
10.一種根據權利要求9所述連接器，其特征在于相背的支承表面包括非金屬材料。
11.一種根據權利要求5所述連接器，其特征在于所述輪廓是齒形輪廓。
權利要求
1.一種皮皮帶驅動環連續變速傳動連接器包括一軸承架；被轉動地安裝在該軸承架上的第一和第二轉動元件；至少一個被纏繞在所述第一和第二轉動元件之間的環形元件，該環形元件支承在所述第一和第二轉動元件的外表面上。
2.根據權利要求1所述連接器，其特征在于所述第一和第二轉動元件中每個轉動元件具有一轉動平面；所述第一和第二轉動元件的轉動平面共平面。
3.根據權利要求2所述連接器，其特征在于所述軸承架確定至少一個平面，該平面與所述第一和第二轉動元件的轉動平面共面。
4.根據權利要求2所述連接器，其特征在于每個轉動平面還包括相背的用于與皮帶輪嚙合的支承表面。
5.根據權利要求4所述連接器，其特征在于每個轉動元件表面還包括一與皮帶嚙合的表面，該表面具有輪廓。
6.根據權利要求5所述連接器，其特征在于還包括用于將所述第一和第二轉動元件轉動地安裝在軸承架上的軸承。
7.根據權利要求6所述連接器，其特征在于還包括多個纏繞在所述第一和第二轉動元件之間并圍繞所述第一和第二轉動元件的外表面的環形元件。
8.根據權利要求7所述連接器，其特征在于所述軸承架彈性地偏壓所述第一和第二轉動元件，使所述第一和第二轉動元件彼此遠離，從而在所述環形元件上維持張力。
9.根據權利要求8所述連接器，其特征在于每個轉動元件上兩個相背的支承表面之間存在一夾角。
10.根據權利要求9所述連接器，其特征在于相背的支承表面包括非金屬材料。
11.根據權利要求5所述連接器，其特征在于所述輪廓是齒形輪廓。
全文摘要
本發明包括一皮帶驅動環連續變速傳動連接器。驅動環(10，11)被轉動地連接在軸承架(15)的兩端。皮帶(20，21)纏繞著驅動環。每組驅動環的轉動軸線的相對空間布置被軸承架所維持，該軸承架以預定關系將驅動環保持在皮帶半輪(101，102，201，202)之間。由于主動皮帶輪與所述連續變速傳動主動皮帶半輪的側面摩擦接觸，主動皮帶輪(100)上的驅動環沿相同方向轉動。由于通過皮帶機械連接，從動輪上的驅動環與主動輪上的驅動環的轉動方向相同。由于該從動驅動環與所述連續變速傳動從動皮帶半輪的側面摩擦接觸，從而驅動從動皮帶輪(200)。通過皮帶半輪的運動，調整每個皮帶輪的有效直徑或半徑。皮帶半輪的軸向運動導致每個驅動環的轉動軸線與各自的皮帶輪的轉動軸線不在一條直線上。由于驅動環被機械地連接，響應于皮帶半輪的運動，驅動環與軸承架作為一個單元一起運動，因此改變了有效傳動比。
文檔編號F16H9/10GK1483114SQ01817402
公開日2004年3月17日 申請日期2001年7月18日 優先權日2000年7月21日
發明者苑靜, 靜 苑 申請人:蓋茨公司