[发明专利]变速器

说明书

本发明涉及变速器。在环面变速器中，多个滚动元件在相应接触区域处驱动接合于输入和输出座圈。每个滚动元件被安装在托架组件上以便绕滚动轴线旋转，并且绕倾斜轴线自由枢转，该倾斜轴线与滚动轴线垂直且在辊中心处与滚动轴线相交地穿过滚动元件，其中倾斜轴线的改变导致变速器比的改变，该变速器比是座圈的旋转速度的比。倾斜轴线被设置在距垂直于变速器轴线的平面的公知为后倾角的角度处。每个托架组件能够导致滚动元件的运动，其带有绕俯仰轴线的旋转分量。俯仰轴线被定义成穿过辊中心且穿过接触区域。使辊元件俯仰导致它们倾斜，从而改变传动装置比。

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2013年1月10日、申请号为201380013432.X、发明名称为“变速器”的发明专利申请案。

技术领域

发明涉及变速器。更具体地，本发明涉及作为机械传动装置系统的部件的变速器。

背景技术

在这种背景下，变速器是传动装置部件，其互连两个可旋转元件，从而当旋转时这两个元件具有由一个比(被称为“变速器比”)关联于彼此的旋转速度，该比能够以基本无级的方式在最小变速器比和最大变速器比之间变化。

全环面变速器

各种变速器被公知为“全环面”变速器。在全环面变速器中，每个可旋转元件被连接到变速器内的相应座圈，以致每个可旋转元件被固定成随其座圈旋转并且以致座圈绕公共轴线(变速器轴线)旋转。每个座圈具有一个工作表面，其被设置成使得工作表面沿平行于变速器轴线的方向面向彼此。弧形横截面的环状凹槽被形成在每个工作表面内、与变速器轴线同轴。凹槽相对于变速器轴线具有基本相同半径(环面半径)，并且被设置成使其横截面位于共同假想圆上，该圆的平面与变速器轴线相交并且该圆的中心处于平行于工作表面且等距地位于工作表面之间的平面(“中心平面”)内。通过绕变速器轴线延长假想圆，勾勒了假想环面，工作表面占据了环面的边界的相反区域。因此，座圈的工作表面之间的空间被称为环面腔。

在环面腔内提供多个滚动元件。每个滚动元件具有与两个座圈的相应工作表面产生接触(下文讨论的主题)的滚动表面。每个滚动元件被承载在相应托架内，以致其能够相对于托架绕滚动轴线旋转，滚动表面居中在该滚动轴线上。

一个所述座圈(在本讨论中所谓的输入座圈)相对于托架的旋转导致每个滚动元件旋转，并且这又导致转矩沿与输入座圈旋转相反的方向被施加到另一座圈(在本讨论中所谓的输出座圈)。如果允许输出座圈响应于所施加的转矩旋转，则其将沿与输入座圈旋转相反的方向旋转。在这种旋转期间，每个滚动元件将绕在相应工作表面上勾勒的相应圆形接触环面接触输入座圈和输出座圈。如果这两个轨迹具有相同半径(轨迹的半径被大体称为接触半径)，则输出座圈和输入座圈将具有相同旋转速度(但是沿相反方向)。然而，如果在输入座圈上的接触半径(输入半径)不等于输出座圈上的接触半径(输出半径)，则输出座圈的速度将大于或小于输入座圈的速度。大体而言，变速器比将等于输入半径与输出半径的比。

每个托架被构造成使得滚动轴线能够被移动以改变输入和输出半径，这种移动被称为倾斜。至少当变速器操作处于平衡条件时，输入和输出半径关于环面半径被对称地布置。

上述描述涉及工作表面和滚动元件之间的接触。然而，这是一种简化形式。环面变速器的大部分实施例通过使用牵引驱动器来操作。也就是说，工作表面和滚动元件至少部分浸入牵引流体中。这具有当其压力超过阈值时快速增加的粘性的性质。随着座圈旋转，牵引流体被吸入在滚动元件和工作表面之间形成的间隙，以便在滚动表面和工作表面之间产生薄的牵引流体层，因此字面上讲，它们之间没有接触。为了实现令人满意的牵引驱动器，施加末端负荷，这会沿变速器轴线朝向彼此促动座圈。末端负荷被优化成平衡提供充分的加载来在工作表面和滚动表面之间的界面处产生适度牵引但是又不足以损害变速器的效率和耐久的需求。在许多实施例中，座圈可以响应于末端负荷沿变速器轴线产生轻微运动。然而，变速器也可以通过使用在工作表面和滚动元件之间的摩擦驱动来实现，并且本发明可应用于使用任意内部驱动设置的实施例。