可气动调节的CVT变速器

摘要

本发明涉及一种CVT变速器，其包括具有至少一个可轴向运动的锥形盘(21)的锥形盘对(2)；用于调节所述可轴向运动的锥形盘(21)的位置的调节装置(5)和控制单元(6)，所述控制单元设置为用于操纵所述调节装置(5)，以便改变所述可轴向运动的锥形盘(21)的位置，其中，所述调节装置(5)包括气动室(50)，所述气动室布置在所述可轴向运动的锥形盘(21)的后侧(22)上，使得通过在所述气动室(50)中的压力变化实现所述可轴向运动的锥形盘(21)在轴向方向(X-X)上的轴向运动，其中，在所述可轴向运动的锥形盘(21)上布置离心力元件(3)，其中，所述气动室(50)通过所述可轴向运动的锥形盘(21)的所述后侧(22)和所述盘壳体(30)的前侧(31)限定。在此提出，在所述盘壳体(30)的所述前侧(31)上构造斜坡形支撑区域(32)，其中，所述离心力元件(3)布置在所述可轴向运动的锥形盘(21)和所述斜坡形支撑区域(32)之间。

权利要求

1.一种CVT变速器，其包括：

具有至少一个能轴向运动的锥形盘(21)的锥形盘对(2)；

用于调节所述能轴向运动的锥形盘(21)的位置的调节装置(5)和

控制单元(6)，所述控制单元设置为用于操纵所述调节装置(5)，以便改变所述能轴向运动的锥形盘(21)的位置，其中，所述调节装置(5)包括气动室(50)，所述气动室布置在所述能轴向运动的锥形盘(21)的后侧(22)上，使得通过所述气动室(50)中的压力的改变实现所述能轴向运动的锥形盘(21)在轴向方向(X-X)上的轴向运动，其中，在所述能轴向运动的锥形盘(21)上布置有离心力元件(3)，其中，所述气动室(50)被所述能轴向运动的锥形盘(21)的后侧(22)和盘壳体(30)的前侧(31)限定，其特征在于，在所述盘壳体(30)的所述前侧(31)上构造有斜坡形支撑区域(32)，其中，所述离心力元件(3)布置在所述能轴向运动的锥形盘(21)和所述斜坡形支撑区域(32)之间。

2.根据前述权利要求1所述的CVT变速器，其特征在于，所述能轴向运动的锥形盘(21)至少部分地布置在所述盘壳体(30)内。

3.根据前述权利要求中任一项所述的CVT变速器，其特征在于，在所述盘壳体(30)上构造有柱形壳体壁(33)，其中，在所述能轴向运动的锥形盘(21)上构造有柱形盘壁(23)，其中，所述柱形盘壁(23)在重叠区域(24)中径向布置在所述壳体壁(33)内并且所述壳体壁(33)和所述盘壁(23)这样在径向方向上朝着外部区域(28)限界所述气动室(50)。

4.根据权利要求3所述的CVT变速器，其特征在于，在所述盘壁(23)和所述壳体壁(33)之间在所述重叠区域(24)中布置有密封元件(53)，其中，所述密封元件(53)环形地围绕所述盘壁(23)。

5.根据权利要求4所述的CVT变速器，其特征在于，在所述盘壁(23)中构造有围绕所述盘壁(23)的凹槽(25)，所述密封元件(53)布置在所述凹槽中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的CVT变速器，其特征在于，所述盘壳体(30)与所述能轴向运动的锥形盘(21)一起旋转。

7.根据前述权利要求中任一项所述的CVT变速器，其特征在于，在所述盘壳体(30)的前侧(31)上的所述斜坡形支撑区域(32)之间构造有相对于所述支撑区域(32)增高的中间区域(34)。

8.根据权利要求8所述的CVT变速器，其特征在于，在所述中间区域(34)的侧壁(35)上构造有中间区域凹槽(36)，在所述中间区域凹槽中布置有滑动元件(37)，其中，所述滑动元件(37)与所述能轴向运动的锥形盘(21)接触。

9.根据前述权利要求中任一项所述的CVT变速器，其特征在于，所述盘壳体(30)一件式地构造。

10.根据前述权利要求中任一项所述的CVT变速器，还包括能与所述气动室(50)连接的负压源，尤其进气管(9)。

11.一种内燃机，其包括根据前述权利要求中任一项所述的CVT变速器。

12.一种车辆，其包括根据权利要求1至10中任一项所述的CVT变速器和/或根据权利要求11所述的内燃机。

说明书

可气动调节的CVT变速器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种尤其用于小型车辆、如两轮车、三轮车、四轮车或雪地车的可气动调节的CVT变速器(可无级调节的变速器)以及一种内燃机和一种车辆。本发明涉及一种具有独立权利要求1前序部分特征的可气动调节的CVT变速器。

背景技术

[0002] 由现有技术在不同的构型中已知CVT变速器。相比于具有确定档位的变速器，由于连续可变的变速器能够在车辆中分别实现合适的传动比。这类CVT变速器的特殊应用领域是小型车辆、例如两轮车、三轮车(所谓的三轮摩托车(Tucktucks))、雪地车、四轮车、四轮车或踏板车。在这类CVT变速器中，常常使用离心力调节器来调节皮带在锥形盘对上的位置。在此，离心力调节器的离心力配重根据转速移动其径向位置，由此改变在两个锥形盘之间的轴向距离并且由此改变变速器的传动比。然而，这类组件的缺点在于：不能对CVT变速器的变速器传动比进行主动受控或受调节的干预。在此期望具有用于对CVT变速器的变速器传动比进行受控和受调节的干预的简单可能方案，该可能方案尤其可以被用在小型车辆中。

[0003] DE 10 2015 214 153 A1示出一种具有气动调节装置的CVT变速器，所述调节装置借助气动力调节可轴向运动的锥形盘。为此，设置有用于调节可轴向运动的锥形盘的位置的调节装置。调节装置例如是气动调节装置，所述气动调节装置借助气动力调节可轴向运动的锥形盘。调节装置包括布置在可轴向运动的锥形盘的后侧上的气动室。在此，可轴向运动的锥形盘的后侧是不与CVT变速器的缠绕器件接触的侧。因此，由于气动室中的压力变化引起锥形盘的轴向运动。在此，所述压力抵抗或者增强由离心力元件产生的力。

发明内容

[0004] 根据本发明提出一种CVT变速器。所述CVT变速器包括具有至少一个可轴向运动的锥形盘的锥形盘对、用于调节可轴向运动的锥形盘的位置的调节装置和控制单元，所述控制单元设置为用于操纵调节装置，以便改变可轴向运动的锥形盘的位置。在此，调节装置包括布置在可轴向运动的锥形盘的后侧上的气动室，使得通过气动室中的压力变化实现可轴向运动的锥形盘在轴向方向上的轴向运动。在此，在可轴向运动的锥形盘上布置有离心力元件，其中，气动室被可轴向运动的锥形盘的后侧和盘壳体的前侧限定。

[0005] 根据本发明，在盘壳体的前侧上构造有斜坡形的支撑区域，其中，离心力元件布置在可轴向运动的锥形盘和斜坡形支撑区域之间。

[0006] 根据本发明的具有权利要求1特征的CVT变速器与现有技术相比具有以下优点：在可运动的锥形盘的后侧上实现了特别简单和紧凑的气动室。气动室能够以简单和紧凑的方式通过可轴向运动的锥形盘的后侧和盘壳体构成。通过用于离心力元件的、构造在盘壳体前侧上的斜坡形支撑区域可以省去例如布置在盘壳体和可轴向运动的锥形盘之间的、具有斜坡形支撑区域的另外构件并因此有利地节省构件和安装空间。此外，离心力元件可以由构造在盘壳体的前侧上的斜坡形支撑区域有利地稳定引导，这有助于CVT变速器的有利地稳定的结构方式。同时，CVT变速器可以借助构造在盘壳体前侧上的支撑区域有利地简化地被装配。

[0007] 通过在从属权利要求中给出的特征能够实现本发明的其它有利构型和扩展方案。

[0008] 有利地，可轴向运动的锥形盘至少部分地布置在盘壳体内。因此，可轴向运动的锥形盘能够有利地在锥形壳体内在轴向方向上运动并且如此构成可变的气动室：所述气动室例如可以通过来自连接管路的压力被改变。因此，轴向运动的锥形盘本身起到一种用于调节传动比的活塞的作用。

[0009] 在一个有利的实施例中设置，在盘壳体上构造有柱形壳体壁，其中，在可轴向运动的锥形盘上构造有柱形盘壁，其中，柱形盘壁在重叠区域中径向布置在壳体壁内并且壳体壁和盘壁如此在径向方向上朝向外部区域限界气动室。因此，可以有利地构成弹性和可变的气动室。因此，同时可以有利地仅通过可轴向运动的锥形盘和盘壳体不仅在轴向方向上朝着位置固定的锥形盘并在轴向方向上远离位置固定的锥形盘而且在径向方向上限界气动室。因此，可轴向运动的锥形盘本身起到一种用于调节传动比的活塞的作用。

[0010] 有利地，在盘壁和壳体壁之间在重叠区域中布置有密封元件，其中，密封元件环形地围绕盘壁。有利地，通过这类密封元件可以在重叠区域中良好地密封气动室。同时可以使可轴向运动的锥形盘相对于盘壳体有利地在轴向方向上移动，其中，在重叠区域中保留密封装置。

[0011] 在一个有利的实施例中，在盘壁中构造有围绕盘壁的凹槽，所述密封元件布置在该凹槽中。因此，所述密封元件可以有利地固定在盘壁中并且在可轴向运动的锥形盘相对于盘壳体轴向移动时随着该锥形盘在重叠区域中移动。

[0012] 有利地，盘壳体与可轴向运动的锥形盘一起旋转。因此，被可轴向运动的锥形盘和盘壳体限定的气动室也旋转。

[0013] 在一个有利的实施例中设置，在盘壳体前侧上的斜坡形支撑区域之间构造有相对于支撑区域增高的中间区域。这些增高的中间区域可以有利地用作用于锥形盘线性运动的引导部并且用于传递转矩。此外，中间区域例如也可以有利地嵌接到可轴向运动的锥形盘的后侧中的、互补地构造的凹槽中，使得盘壳体有利地与可轴向运动的锥形盘一起旋转，并且可以将转矩从曲轴传递到盘壳体上并进一步传递到可轴向运动的锥形盘上。

[0014] 有利地，在中间区域的侧壁上构造有中间区域凹槽，在所述中间区域凹槽中布置有滑动元件。在此，所述滑动元件与可轴向运动的锥形盘处于接触中。因此，可以在可轴向运动的锥形盘和盘壳体之间建立有利地简单且稳定的接触，使得例如所述盘壳体有利地与可轴向运动的锥形盘一起旋转。在此，滑动元件可以有利地简化可轴向运动的锥形盘的轴向运动，其方式是，通过滑动元件例如有利地降低摩擦。此外，滑动元件有利地用于减振。

[0015] 此外证明有利的是，盘壳体一件式地构造。因此，可以提供一种特别简单和节约空间的、具有有利地减少的构件数量的CVT变速器。

[0016] 在一个有利的实施例中，CVT变速器还包括可与气动室连接的负压源、尤其进气管。所述气动调节装置可以这样设置，使得借助负来压调节可轴向运动的锥形盘。因此，在使用气动存储装置时有利地在气动存储装置中维持负压。气动存储装置可以通过连接管路与负压源连接。

[0017] 本发明还涉及一种内燃机，其包括本发明的CVT变速器。内燃机例如包括至少一个气缸和至少一个通向气缸的进气管，其中，所述进气管与CVT变速器的气动调节装置连接，以便提供用于调节CVT变速器的气动力。在此，进气管可以与气动室连接。因此，通过使用进气管可以使用负压来气动调节CVT变速器。这是特别有利的，因为在具有进气管的内燃机中总归存在负压并且可以将其附加地用于调节CVT变速器的变速器传动比。

[0018] 此外，本发明涉及一种车辆，其包括本发明的CVT变速器和/或本发明的内燃机。所述车辆优选具有可以构造为气动存储装置的车架、尤其管道和管道复合结构。为此，例如可以设置空心架，在该空心架中可以利用过压或负压作为气动存储装置来提供用于调节CVT变速器的气动力。这在使用通常具有这类空心架的两轮车或三轮车时是特别有利的。由此，不需要用于气动存储装置的其它构件，而是仅需要气密地封闭空心管道或类似结构的一些区段，以便起到气动存储装置的作用。

[0019] 本发明的车辆优选是小型车辆、尤其是两轮车或三轮车或四轮车或雪地车或滑板车或类似车辆。

附图说明

[0020] 在附图中示出并且在下面的说明中进一步阐明本发明的实施例。

[0021] 图1根据本发明第一实施例的、用于小型车辆的CVT变速器的示意图，[0022] 图2图1的CVT变速器的初级驱动装置的示意性截面图，

[0023] 图3图1和图2的CVT变速器的盘壳体的实施例的示图，

[0024] 图4具有离心力元件的可轴向运动的锥形盘的实施例的示图，

[0025] 图5第一实施例的调节阀的示意图，

[0026] 图6根据本发明第二实施例的调节阀的示意图。

具体实施方式

[0027] 下面，参照图1至5详细说明根据本发明优选实施例的CVT变速器1，也就是说可连续调节的无级变速器。

[0028] 如由图1可见，CVT变速器1包括被驱动的第一锥形盘对2，所述第一锥形盘对具有位置固定的锥形盘20和可轴向运动的锥形盘21。第二锥形盘对设置为输出元件13。两个锥形盘对以已知的方式通过缠绕器件12、尤其皮带相互连接。

[0029] 第一锥形盘对2布置在内燃机10的曲轴11上。在此，曲轴11与位置固定的锥形盘20连接。

[0030] CVT变速器1还包括布置在可轴向运动的锥形盘21上的离心力元件3。在这个实施例中，离心力元件3是球体。在这个实施例中，例如设置有六个离心力元件3。当然也可以设置任意数量的离心力元件3。替代地，也可以使用实心柱体或空心柱体或类似结构。在此，离心力元件3布置在可轴向运动的锥形盘21的后侧22上。

[0031] 现在，为了调节可轴向运动的锥形盘21的轴向位置，设置气动调节装置5。气动调节装置5包括布置在可轴向运动的锥形盘的后侧22上的气动室50。所述调节装置5用于调节可轴向运动的锥形盘21的轴向位置。

[0032] 如进一步由图1可见，内燃机10的进气管9与负压存储装置7经由第一管路16连接。在此，在第一管路16中布置有止回阀18。第二管路17设置为用于将存在于负压存储装置7中的压力向气动室50输送的输入管路。在第二管路17中布置有调节阀8。在图5和图6中详细示出该调节阀8。借助控制单元6根据CVT变速器1的希望传动比来调节调节阀8。控制单元6设置为用于操纵调节装置5，以便改变可轴向运动的锥形盘21的位置。

[0033] 因此，可以被充分利用的是：使用存在于内燃机10的进气管9中的负压作为用于调节CVT变速器1的传动比的气动能量。在此，进气管9中的压力水平与节气门位态和内燃机转速有关。因此，在内燃机的运行中可以持续地确保负压存储装置7的负压供应。由此，实现了借助气动力对可轴向运动的锥形盘21的简单和可靠调节。可以借助周围环境压力实现复位。

[0034] 负压存储装置7例如可以布置在车辆的空腔中。

[0035] 此外，在所述第一实施例中，调节装置5布置在CVT变速器的初级侧上、也就是说在输入侧上。替代地，调节装置也能够布置在CVT变速器的次级侧上、也就是说在驱动元件13上。进一步替代地，调节装置布置在初级侧和次级侧上。

[0036] 调节装置5包括气动室50。图2在CVT变速器1的锥形盘对2的示意性截面图中示出气动室50的实施例。锥形盘对2包括位置固定的锥形盘20和可轴向运动的锥形盘21。气动室50布置在可轴向运动的锥形盘21的后侧22上。因此，气动室50被可轴向运动的锥形盘21的后侧22限界。此外，气动室50被盘壳体30的前侧31限界。

[0037] 在这个实施例中，在盘壳体30上构造有柱形壳体壁33。在这个实施例中，在可轴向运动的锥形盘21上构造有柱形盘壁23。柱形盘壁23在壳体壁33内布置在重叠区域24中。可轴向运动的锥形盘21的柱形盘壁23和盘壳体30的壳体壁33在轴向方向X–X上相对彼此可移动。在可轴向运动的锥形盘21相对于盘壳体30在轴向方向X–X上移动时，重叠区域24的大小改变。在这个实施例中，柱形盘壁23和壳体壁33在径向方向上朝着外部区域28限界气动室50。在盘壁23和壳体壁33之间，在重叠区域24中设置有密封元件53。在这个实施例中，密封元件53环形地围绕盘壁23，使得盘壁23相对于壳体壁33在径向方向上完全围绕地密封盘壁
23并从而形成密封的气动室50。为此，在盘壁23中设置有围绕盘壁23的凹槽25，其中，密封元件53布置在凹槽25中。密封元件53完全围绕盘壁23地与盘壁23处于接触中并且盘壁23完全围绕地与壳体壁33处于接触中。密封元件例如可以是O型环、轴密封环、活塞密封环或类似密封环。

[0038] 盘壳体30的前侧31在轴向方向X–X上限界气动室50。同时，可轴向运动的锥形盘21的后侧22在轴向方向X–X上限界气动室50。前侧31在与可轴向运动的锥形盘21的后侧22相反的方向上限界气动室50。

[0039] 在CVT变速器的运行中，盘壳体30与可轴向运动的锥形盘21一起旋转。在此，可轴向运动的锥形盘21固定在外套筒54上，所述外套筒在轴向方向X-X上可移动地布置在内套筒55上。因此，曲轴11、盘壳体30、可轴向运动的锥形盘21和位置固定的锥形盘21同样快地旋转。

[0040] 在这个实施例中，关于轴向方向X-X而言，在外套筒54的背离位置固定的锥形盘20的一侧上设置有完全围绕内套筒55的第二密封器件57。在这个实施例中，关于轴向方向X-X而言，在外套筒54的面向位置固定的锥形盘20的一侧上设置有完全围绕内套筒55的第二密封器件57。

[0041] 盘壳体30例如与曲轴11直接地或者在中间放置附图中未示出的、完全环绕曲轴11的密封元件情况下间接地连接。在此，曲轴11被引导穿过盘壳体30和可轴向运动的锥形盘21。

[0042] 由于气动室50中的压力变化，锥形盘21关于轴向方向X-X的位置可以被改变。例如如果调节阀8使负压存储装置7与气动室50连接，那么气动室50中的压力降低，使得可轴向运动的锥形盘21沿箭头A的方向轴向地运动。在此，可轴向运动的锥形盘21在盘壳体30内运动，虽然所述盘壳体可旋转地布置，然而在轴向方向X-X上不可运动地布置。因此，在可轴向运动的锥形盘21和位置固定的锥形盘20之间的距离变得更大，使得皮带进一步朝曲轴11的方向游移。

[0043] 此外，如在图2中所示，在CVT变速器中设置有离心力元件3。在此，离心力元件3布置在可轴向运动的锥形盘21的后侧22上。在这个实施例中，离心力元件3是球体。在这个实施例中，例如设置有六个离心力元件3。当然也可以设置任意数量的离心力元件3。替代地，也可以使用实心柱体或空心柱体或类似结构。离心力配重3根据锥形盘的转速来移位，使得借助气动调节装置仅需要进行变速器传动比的精细调节。

[0044] 为了使离心力元件3支撑在盘壳体30的前侧31上，在盘壳体30的前侧31上构造有斜坡形的支撑区域32。支撑区域32斜坡形地构造，其中，所述支撑区域32在从曲轴11朝向壳体壁33的径向方向上靠近位置固定的锥形盘20。离心力元件3布置在可轴向运动的锥形盘21和斜坡形支撑区域32之间。因此，离心力元件3布置在气动室50中。

[0045] 在盘壳体30前侧31上的支撑区域32之间构造有相对于支撑区域32在轴向方向X-X上增高的中间区域34。支撑区域32之间的增高的中间区域34例如这样构造，使得增高的中间区域34嵌接到在可轴向运动的锥形盘21的后侧22上的、与中间区域34互补地构造的凹槽26中。在图4中示出构造在可轴向运动的锥形盘21的后侧22上的凹槽26。凹槽26用于在可轴向运动的锥形盘21轴向运动时引导增高的中间区域34。通过在增高的中间区域34嵌接到凹槽26中时形成的形状锁合可以将转矩从盘壳体30进一步传递到可轴向运动的锥形盘21上。
此外，在可轴向运动的锥形盘21的后侧22上也构造有另外的斜坡形支撑区域27，离心力元件3贴靠在该斜坡形支撑区域上。中间区域32关于轴向方向X–X朝着位置固定的锥形盘20的方向从支撑区域32突出。在图3中示出具有前侧31、支撑区域32、壳体壁33和中间区域34的盘壳体30的一个实施例。中间区域34具有侧壁35。在这个实施例中，侧壁35例如沿轴向方向X-X取向。在这个实施例中，在侧壁35上构造有中间区域凹槽36。在中间区域凹槽36中布置有滑动元件37。滑动元件37与可轴向运动的锥形盘21例如在凹槽26内处于接触中，并且当该可轴向运动的锥形盘被轴向调节时在可轴向运动的锥形盘21上滑动。因此，滑动元件37可以简化可轴向运动的锥形盘21的轴向运动，其方式是，通过滑动元件37例如降低摩擦。此外，滑动元件37用于减振。

[0046] 如在图3中所示，在这个实施例中，盘壳体30一件式地构造。因此，盘壳体30的前侧31、支撑区域32和壳体壁32一件式地构造并且如此构成盘壳体30。此外，在这个实施例中，中间区域34也与盘壳体30的前侧31、支撑区域32和壳体壁33一件式地构造。

[0047] 图5示出调节阀8的一个实施例。在这个实施例中，调节阀8是三位三通换向阀，其中，调节阀8一方面可以与负压存储装置7建立连接并且另一方面可以与周围环境19(周围环境压力)建立连接。在图5中示出的第三位态是调节阀8的闭合位态。

[0048] 可轴向运动的锥形盘21和位置固定的锥形盘20之间的距离减小又可以通过短暂地打开调节阀8以建立与周围环境19的连接来实现。

[0049] 在这种实施例中，第二管路17这样布置，使得第二管路17通到气动室50中。例如管路可以穿过曲轴11并且从内部与气动室50连接。

[0050] 图6示出调节阀8的一个替代构型，所述调节阀在这个实施例中包括两个二位二通换向阀80，81。在此，这两个二位二通换向阀中的一个布置在负压存储器7和气动室50之间，而两个二位二通换向阀中的另一个布置在气动室50和周围环境19之间。

[0051] 本发明尤其被用在小型车辆中，例如两轮车、三轮车或四轮车或雪地车或类似车辆。

[0052] 当然，也可以考虑其它实施例和所示实施例的组合形式。