專利名稱：連續改變速比的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及連續改變速比的驅動裝置。
特別是，本發明涉及一齒輪箱，它具有使用一傳動帶的可張開的錐形帶輪，以用于像小型摩托車那樣的兩輪車輛。
齒輪箱所根據的操作原理為，當作用在車輛上的載荷、道路的坡度、空氣阻力等變化時，隨時改變車輛的驅動力。
因此，一般地說，齒輪箱用于改變驅動軸的轉速，以適合驅動輪的轉速，從而起著轉矩放大器的作用，也就是起著這樣一種裝置的作用，它必須在發動機動力不足以向前驅動車輛時提供較大的“驅動力”。
因此，這種裝置的存在與發動機的轉矩曲線的上升情況有關，也就是與在發動機本身的各種轉速時所供給的轉矩的絕對值有關。
至于轉矩，我們指的是在由于空氣和石油的混合物爆炸時，分配給活塞的每個傳動裝置的軸所能傳遞的旋轉力矩，上述活塞向軸傳遞一個力，該力被“曲柄”放大，產生一轉矩或旋轉力矩。
根據每個發動機的轉矩和動力曲線的分析，可以明白，當給定可以基本隨轉速的變化而變化的上升情況時，摩托車手如何能只在發動機按較高的速度運行時供給相當大的轉矩。
機械式齒輪箱允許在以后尋求運行中的阻力與前進速度之間的最佳協調。
由于有齒輪箱，由發動機發出的動力首先經過第一級傳動裝置送至驅動輪，然后用末端傳動裝置到達摩托車的后輪。
多年來，制造商曾經作過各種技術選擇去實現齒輪箱，在那些建造得很好的齒輪箱中，包括直接的或串聯的齒輪箱。
我們不深入描述齒輪箱，而是只說這樣的事實，即其目的為需要改進發動機與車輪之間的傳動比，以使對于發動機的每個轉速都有不同的車輪轉速。
在兩輪車輛的情況下，當特別需要時，例如當起動時或掛高速檔時，為了向后輪輸送一大的驅動轉矩，采用一具有許多齒輪組合的齒輪箱。
這樣，通過選擇低速齒輪，可以在齒輪箱的輸入軸與輸出軸之間得到相當大的轉速降低，相應地按比例增大轉矩，而在采用高速齒輪時，則反之，后輪就快速行走，但是傳遞比較小的轉矩。
因此，對于車輛的所有巡邏速度，都應當盡可能保持發動機的對應于合適的動力供應的轉速。
就車輛的加速和響應而言，通過選擇傳動比，使發動機在一個接近于有最大轉矩的轉速和一個接近于有最大的功率的轉速之間的轉速范圍內旋轉，就可以得到最好的結果。
近來曾經使用無級變速齒輪，由于它就加速性能和低的運行成本而言有優點，故其形式為離心變速齒輪(簡稱為“變速齒輪”)的無級變速齒輪在小排量和中排量摩托車中曾經成為最廣泛的傳動系統之一。
這種裝置基本為一漸進式齒輪箱，它能在設計階段建立的最小和最大速比之間形成連續的因而是無限的速比。
這樣，檔數的改變事實上不是漸進的，也就是它是如此實現的，即按照克服車輛所遇到的外阻力(坡道，重量變化，崎嶇不平等)所需要的傳動比，有一個明確規定的傳動比對應于一精確選擇的但是比較連續的傳動比。
一般地說，由兩個帶輪和一個梯形帶組成一個變速器，每個帶輪由兩個具有截錐形輪廓的板組成，它們彼此面對，以便構成一傳動帶在其上卷繞的跑道。
在兩個板中，一個是固定的，而另一個則是可沿軸向自由移動的，以致對于移動板的每個位移，都有一帶輪的直徑變化，從彼此最靠近的地點(較大的直徑)開始，到距離最大的地點(較小的直徑)。
為了在驅動帶輪上產生這種位移，有某些離心質量，由于離心力的作用，它們在與移動板一體地形成的合適的導軌中滑動。
在驅動帶輪上，移動板相對于固定板的移在一起和分開使從動帶輪上的移動板通過梯形帶反向移動，從動帶輪上的移動板通過彈簧作用的力被壓靠在固定板上。梯形帶的卷繞半徑的跟隨的變化產生對應的傳動比變化。
這樣，當作用在驅動帶輪的板上的離心質量和保持從動帶輪的兩個板靠在一起的彈簧的剛度都變化時，就可以理解這類傳動裝置所產生的有利的加速性能變化的簡單性。
連續改變速度的驅動裝置或CVT按照許多類型得到實現，由于通過可能將發動機總是保持在最好的熱力產出值上而得到排放物的減少和每加侖英里數的增加，它們全部能適于改善車輛的運行性能。
相對于傳統的齒輪箱，這種自動的CVT齒輪箱還能減少污染物的排放。
不過，為了能達到這一目的，需要能采用某種確定的速比變化法則，它考慮許多那些由帶與帶輪之間的相互作用確定的參數，以評估裝置所受到的力因而是傳動裝置的動態性能，以致能將正確的軸向推力作用在可張開的帶輪上。
在按照原有技術的自動改變速比的驅動裝置中，驅動帶輪的移動部分的移動用一具有數目可變的離合球或滾子的離心調節系統通過慣性來實現，因此它限制功能性，不允許駕駛員或合適的裝置介入。
本發明的主要目的為實現一連續改變速比的驅動裝置，它沒有原有技術的上述缺點，能完全從外面控制。
有利的是，這種齒輪箱允許用不同的操作方式，這些方式可以由車輛的駕駛人員選擇，而且可以在一電子齒輪箱的控制下動作。
按照本發明的這些目的和其它目的可以通過一如權利要求1的連續改變速比的驅動裝置來達到。
本發明的其它特征形成副權利要求的主題。
按照本發明的用于內燃機的具有可張開的錐形帶輪的那種類型的連續改變速比的驅動裝置包括一對帶輪，一個是驅動帶輪，而另一個則是從動帶輪，在其間有一傳動帶滑動，而驅動帶輪本身又包括一軸向移動元件和一固定元件，兩者都做成截錐形盤的形狀，彼此面對，以便構成一槽，帶在其中滑動，移動元件在操作上與一電動機相連，該電動機受一電子單元的指令并由其驅動，并通過圓柱形銷的接合使移動元件移動，該銷藏在在一外套筒中形成的孔中和在一內套筒中形成的螺旋槽中，該外套筒由電動機轉動，該內套筒在軸向與移動元件的外側結合。
按照本發明的連續改變速比的驅動裝置的特點和優點將參看所附簡圖，從下列說明變得更清楚，該說明作為例子而且不是為了限制的目的，在圖中
圖1為載有按照本發明的齒輪箱的驅動部分的示意側視圖；圖2為從圖1的驅動部分下方的視圖；圖3為按照圖1的III-III線的剖視圖，它描繪按照本發明的齒輪箱；圖4為按照圖1的IV-IV線的剖視圖，它描繪按照本發明的齒輪箱；圖5為按照圖2的V-V線的剖視圖，它描繪按照本發明的齒輪箱。
參看各圖，部分地示出一兩沖程或四沖程內燃機10，該內燃機在一形狀合適的空間11中藏有一一般用20代表的連續改變速比的驅動裝置，其類型為具有可張開的錐形帶輪。
按照本發明的連續改變速比的驅動裝置20包括兩對錐形帶輪，其中只示出驅動帶輪32，裝在齒輪箱的輸入軸51上。
所示的驅動帶輪本身又包括一軸向移動元件32′和一固定元件32″，兩者都做成截錐形盤的形狀，彼此面對，以便構成一槽，一最好為梯形的帶31在其中滑動。
在驅動帶輪32中，移動元件32′沿軸向移動，以便改變梯形帶31在驅動帶輪和從動帶輪上的卷繞半徑，因而改變傳動比。
由于驅動帶輪32的移動元件32′的移動對應于從動帶輪的移動部分的相反的移動，被彈簧和尺寸合適的轉矩隨動系統對抗的移動就作用一足夠的壓力，以避免帶在帶輪上的滑動。
特別參看圖5，一合適的電動機61，通過一作為一個不是特別的例子而由一對錐形輪59、60實現的合適的傳動裝置使一軸56移動，該軸載有一蝸桿49，并由兩個滾動軸承57和58支承。
蝸桿49本身使一與圓柱形外套筒47成一體的螺旋齒輪50旋轉。
還參看圖3和4，此外套筒47在一端由一滾動軸承45支承，并在一共軸線的圓柱形內套筒38上旋轉。
滾動軸承45安裝在一用于保持軸承的套筒44上，并通過一環形螺母46鎖緊。
用于保持軸承的套筒44用螺釘52聯接在齒輪箱的輸入軸51上。
軸承48構成用于齒輪箱的所有操作系統的輔助支承。
外套筒47載有座，它們接納兩個或更多的圓柱形銷37。該圓柱形銷37與在圓柱形內套筒38中形成的螺旋槽40接合。此套筒38通過一法蘭36鎖緊，防止旋轉，該法蘭剛性地固定在其上，該法蘭載有一套筒54，有一銷釘53通過合適的環55的中介滑動，該銷釘固定在齒輪箱的箱座部分的外殼11上，該環55適當地用減摩材料制造。
驅動帶輪32的移動元件32′沿軸向通過軸承35的中介聯接至內套筒38上。
這一移動元件32′沿軸向在一間距套41上滑動，該間距套與齒輪箱的輸入軸51共軸線。減摩套筒33位于間距套41和驅動帶輪32的移動元件32′之間。
移動元件32′通過一滑動接頭聯接至齒輪箱的輸入軸51上，該接頭包括一滑環42和一沿徑向固定在齒輪箱的輸入軸51上的塑料滑塊43，上述滑塊布置成能與在驅動帶輪32的移動元件32′中形成的軸向凹座39接合。
滑動接頭42、43通過合適的潤滑脂潤滑，該潤滑脂有助于改善減摩套筒33在間距套41上的滑動，并且被一油封34和滾動軸承45的隔板合適地保持，該油封安裝在驅動帶輪32的移動元件32′的孔的端部上。
按照本發明的優選的實施例的齒輪箱的操作如下。
由電子控制單元指令，電動機61使載有蝸桿49的軸56旋轉。
而蝸桿49本身又使與外套筒47成一體的螺旋齒輪50旋轉，該外套筒在軸承45和內套筒38上旋轉。
在外套筒47上形成兩個或更多的孔，它們藏有圓柱形銷37，該銷與在內套筒38中形成的螺旋形槽40接合。
通過圓柱形銷37與螺旋形槽40的結合，由電動機供應的轉矩，在通過蝸桿49與螺旋齒輪50之間的結合而放大之后，分成一軸向力，即沿帶輪32的旋轉軸線指向的力，和一轉化為剩下的轉矩的切向分力，它們的作用均作用在內套筒38上。
該內套筒38不能繞其自身的軸線旋轉，因為法蘭36剛性地與其聯接，在法蘭的端部上固定套筒54，銷釘53在套筒內滑動，銷釘固定在外殼11的壁上，該銷釘以這樣的方式滑動，以致它對抗內套筒38與圓柱形銷37之間的力的切向分量。圓柱形銷37與內套筒38的螺旋形槽40之間的力的軸向分量因而使內套筒本身移動。
按照外套筒47的旋轉方向，也就是按照操作齒輪箱的電動機61的旋轉方向，此軸向移動可沿兩個方向產生。
內套筒38的軸向移動通過滾動軸承35被傳至驅動帶輪32的移動元件32′上。
移動元件32′的這一軸向移動使梯形帶31的卷繞半徑變化，因而使驅動帶輪32與從動帶輪之間的傳動比變化。
當驅動帶輪32的移動元件32′在電動機61的作用下移動時，梯形帶31與帶輪本身之間的接觸通過由從動組中所存在的對抗彈簧作用在其上的載荷來保證。
驅動轉矩通過滑動器42和滑塊43從齒輪箱的輸入軸51傳至驅動帶輪32的移動元件32′上。
這樣，可以保證齒輪箱的輸入軸51和驅動帶輪32之間的棱柱形滑動結合。
按照本發明的齒輪箱允許用一個裝置代替前述的離心式速度變換器，該裝置允許齒輪箱的操作方式可以從外面控制。
這種控制提供齒輪箱的不同指令可能性，它們可以由車輛的駕駛者自由選擇，而且可以通過一電子齒輪箱致動并控制。
權利要求
1.用于內燃機的具有可張開的錐形帶輪的那種類型的連續改變速比的驅動裝置，它包括一對帶輪，一個是驅動帶輪，而另一個則是從動帶輪，在其間有一傳動帶(31)滑動，而驅動帶輪(32)本身又包括一軸向移動元件(32′)和一固定元件(32″)，兩者都做成截錐形盤的形狀，彼此面對，以便構成一槽，帶(31)在其中滑動，其特征為，上述移動元件(32′)在操作上與一電動機(61)相連，該電動機受一電子單元的指令并由其驅動，并適于通過圓柱形銷(37)的接合使移動元件(32′)軸向移動，該銷藏在在一外套筒(47)中形成的孔中和在一內套筒(38)中形成的螺旋槽(40)中，該外套由上述電動機(61)轉動，該內套在軸向與上述移動元件(32′)的外側結合。
2.如權利要求1的連續改變速比的驅動裝置，其特征為，上述電動機(61)通過一合適的傳動裝置連至一軸(56)上，該軸載有蝸桿(49)，它適于將運動傳至與上述外套筒(47)成一體的螺旋齒輪(50)上。
3.如權利要求1的連續改變速比的驅動裝置，其特征為，上述外套筒(47)在一端由一滾動軸承(45)支承，并在上述共軸線的圓柱形內套筒(38)上旋轉。
4.如權利要求1的連續改變速比的驅動裝置，其特征為，上述圓柱形內套筒(38)通過一法蘭(36)鎖住，防止旋轉，該法蘭剛性地固定在其上并載有一套筒(54)，在套筒中有一銷釘(53)滑動，該銷釘預先固定在藏有齒輪箱的外殼(11)中。
5.如權利要求1的連續改變速比的驅動裝置，其特征為，上述驅動帶輪(32)的上述移動元件(32′)沿軸向通過軸承(35)的中介聯接至內套筒(38)上。
6.如權利要求5的連續改變速比的驅動裝置，其特征為，上述移動元件(32′)布置成沿軸向在一間距套(41)上滑動，該間距套布置成與齒輪箱(20)的輸入軸(51)共軸線，并有一減摩套筒(33)位于間距套(41)和移動元件(32′)之間。
7.如權利要求6的連續改變速比的驅動裝置，其特征為，上述移動元件(32′)布置成通過一滑動接頭聯接至齒輪箱的輸入軸(51)上，該接頭包括一滑環(42)和一最好用塑料做的滑塊(43)，該滑塊沿徑向固定在齒輪箱的輸入軸(51)上，上述滑塊(43)布置成與在驅動帶輪(32)的滑動元件(32′)中形成的軸向凹座(39)接合。
8.用于發動機的傳動系統，它包括一按照前述權利要求的任一項的齒輪箱(20)。
9.裝備有傳動系統的兩輪摩托車輛，該系統包括一如權利要求1至8的任一項的齒輪箱(20)。
全文摘要
用于內燃機的具有可張開的錐形帶輪的那種類型的連續改變速比的驅動裝置，它包括一對帶輪，一個是驅動帶輪，而另一個則是從動帶輪，在其間有一傳動帶(31)滑動，而驅動帶輪(32)本身又包括一軸向移動元件(32′)和一固定元件(32″)，兩者都做成截錐形盤的形狀，彼此面對，以便構成一槽，帶(31)在其中滑動，移動元件(32′)在操作上與一電動機(61)相連，該電動機受一電子單元的指令并由其驅動，并通過圓柱形銷(37)的接合使移動元件(32′)移動，該銷藏在在一外套筒(47)中形成的孔中，和在一內套筒(38)中形成的螺旋槽(40)中，該外套筒由電動機(61)轉動，該內套筒在軸向與移動元件(32′)的外側結合。
文檔編號F16H63/02GK1501009SQ200310114309
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月12日 優先權日2002年11月12日
發明者斯特凡諾·多維里, 斯特凡諾 多維里 申請人:皮亞喬公司