專利名稱：變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種變速器。
該變速器旨在用于以連續可變速比對兩個軸(分別為驅動軸和從 動軸)之間的運動進行機械傳遞，并且該變速器尤其可用于裝配在摩 托車上。
背景技術：
對于在驅動軸和從動軸之間的機械動力的傳遞， 一個可能的方法 是使用連續的變速器，其中，驅動軸與驅動交通工具例如摩托車的內 燃機連接，從動軸與交通工具的驅動輪連接。
正如所公知的，這種變速器包括驅動皮帶和一對皮帶輪，該驅動 皮帶閉合以形成環， 一對皮帶輪中的一個被安裝在驅動軸上，另一個 被安裝在從動軸上，同時驅動皮帶圍繞兩個皮帶輪裝配。
一對皮帶輪中的一個尤其是被安裝在驅動軸上的皮帶輪包括兩個 圓錐形外殼，兩個圓錐形外殼的頂端相對彼此定位并且在兩個圓錐形 外殼之間限定了具有梯形橫截面的槽，驅動傳動帶被安裝在該槽中。
一對皮帶輪中的一個的外殼之一與驅動軸成一體，作為單個主體 與驅動軸聯合運轉。相反，同一皮帶輪的另一外殼可以被制造為與圍 繞其軸線旋轉的軸成一體，但是還能沿縱向移動到軸線并且能在該軸 沿其延伸的兩個方向上移動，從而該軸能向與其對應的固定的外殼移 動或遠離該固定的外殼移動。在兩個外殼之間的距離的改變使得槽變 寬或變窄。因此，皮帶向驅動軸的旋轉軸線移動或反之遠離驅動軸的 旋轉軸線移動，從而使兩個軸之間的傳動比連續相應的變化。
例如可以采用兩種類型的已知致動器來改變在兩個外殼之間的距
離 一種是自動運轉的慣性類型；另一種是馬達驅動，可以借助用戶 的判斷力進行控制，或者可以借助于由在控制單元中實施的控制邏輯
4管理的自動控制進行控制。
關于慣性致動器，在現有技術中的解決方案中，可移動外殼具有 根據沿軸線方向的傾斜表面而延伸的徑向滾道，形成滾動體被安裝在 其中的斜面。根據驅動軸的旋轉速度，在離心力的作用下，所述滾動 體借助于沿斜面的旋轉和平移而移動，并根據所到達的瞬時位置將一 推力施加到外殼上，該推力的方向與驅動軸的旋轉軸線平行，該推力 使可移動外殼向固定的外殼移動。來自滾動體的推力與彈簧(通常與 傳動系統的另一皮帶輪連接)施加的力相反，從而對于驅動軸的轉數 的每個瞬時值，在來自滾動體的推力和相反的彈簧的作用力之間建立 動態平衡。作為該平衡的結果，槽采用迫使皮帶在距離與該槽相關的 驅動軸的旋轉軸線的一定距離處圍繞該槽纏繞的一定的瞬時寬度。
盡管該方案已經被廣泛采用，但是這種方案具有幾個關鍵的限制 和一些缺點。
第一個缺點是以下事實，只有當發動機能高轉速運轉時并且當發 動機主要在加速運轉并且離心塊被保持在遠離驅動軸的旋轉軸線的位 置時，該變速器才能準確運轉。
因此，該系統不能在實際中常常出現的所有情況下以最佳的可能 方式運轉。例如，當交通工具沿長的下坡路行進同時發動機以低轉速 運轉時，或者當由于交通工具在適當地發動后在平坦的表面上以恒定 速度移動而發動機以相對低的速度運轉時，就是這種情況。
為了克服上述缺點，試圖采用更小的離心塊來減小質量，從而可 以在大多數有效運行情況下更容易加速。然而，在這種情況下，更小 的離心塊受到由觸點壓力施加的更大的應力，并且由滾動體構成的離 心塊容易發生更大的變形和更嚴重的磨損。
所有其它情況是同樣的，離心塊的減小也會導致由驅動皮帶施加 的牽引力更小。這使得變速器的使用領域限制為相對輕的交通工具， 也就是說，限制為優選借助于發動機而移動從而能形成十分強的轉速 的交通工具，例如在許多類型的摩托車中就是如此。
最后，減小的離心塊能更頻繁地達到離心塊在其上旋轉和平移的斜面的離心限制位置。這導致達到變速器性能的極限，因為當達到所 述情況時，變速器不再能相對任何進一步的發動機能力來進一步調整 其傳動比以進一步提高相應地達到的轉數。
在竟技情況下或者在當需要變速器的略微極端的性能的任何情況 下，上述限制甚至是更嚴格的。
在這種情況下，這種變速器不得不以十分困難的方式被建立，因 為存在可以顯著改進變速器動態性能同時發動機性能也改變的許多參 數。
通常情況下，如果設計變速器(尤其是其離心塊)的大小使得在 靜止起動期間大的摩托車加速度是首要的，則當摩托車必須產生最大 竟賽速度時該變速器不能適當地響應摩托車的需求。
反之，如果變速器的設計大小適于在最大速度處實現其最佳性能， 則該交通工具只能在起動時很慢的加速，或者更糟，該交通工具不能 起動。
在這兩個對立情況之間找到一種可接受的折中是十分困難的，并 且只有通過反復試驗并且在每次不同的離心塊安裝在變速器上后進行 的大量實際的試驗后，才能艱難地得到最佳配置。
另一方面，也必須強調慣性塊變速器也具有人們不能放棄的優點。 主要優點是慣性塊變速器允許最佳使用發動機的內在能力，該發 動機可以在空氣-燃料混合物連續進給的同時運轉，使得交通工具不 必須遭受在由發動機產生驅動力時的干擾。這是在竟技水平中十分重 要的因素。
慣性變速器的另一個優點還要回到它們的內在能力在采用該交 通工具的各種情況下，自動調整由發動機產生的扭矩向驅動輪的供給。
相反，在馬達驅動控制的變速器中，采用在某些情況下可以是摩 托車起動器馬達的馬達，通過啟動可移動外殼相對于固定的外殼的移
動來實現驅動皮帶輪的槽寬變化，該驅動皮帶輪的槽寬變化確定了傳 動比的隨之發生的變化。
以這種方式實現的變速器也具有以下缺點。第一個缺點是以下事實，管理這種類型的變速器需要調整皮帶輪
的槽寬的致動器馬達連續工作。
因此，這種操作意味著致動器馬達的密集使用，同時具有隨之發 生的損失交通工具可靠性的風險。如果致動器馬達也是摩托車起動器 馬達，則這種損失是十分關鍵的。
另一個關鍵方面是以下事實，由于控制信號是電氣的(并且與在 慣性變速器中所發生的不同)，所以變速器對總的外部應力的機械響應 不會像在各種操作速度下適當地輔助發動機所需的那么迅速。
另一個關鍵方面還是用于自動調整的變速器能力降低。由于該變 速器不具有慣性塊，因此該變速器容易受到一定的操作不穩定性的影 響。
另一個缺點是變速器性能在很大程度上取決于摩托車騎行者的熟 練程度和敏感性，或者在任何情況下取決于在控制單元中實施的軟件 和硬件(如果有)的復雜性的事實。
發明內容
本發明的目的是要克服現有技術的各種和許多缺點。因此，本發 明采用具有由在此的權利要求尤其是權利要求1的內容以及直接或間 接引用權利要求1的任意一個權利要求清楚闡明的技術特征的裝置來 實現所述目的。
在以下參考附圖進行的詳細描述中，本發明的優點將更加明了 ， 所述附圖是作為優選示出的，并不構成對本發明的實施例的限制，其 中
圖l是根據本發明的變速器的第一實施例的立體組裝視圖； 圖2是變速器的一些部分的視圖，其中去掉了一些部件以更好地 i兌明其它部件；
圖3是根據本發明的變速器的第二實施例的立體組裝視圖； 圖4是變速器的一些部件的示意性立體分解圖。
具體實施例方式
參考附圖，附圖標記1總體表示用于對兩個軸之間的運動進行機
械傳遞的變速器，所述兩個軸中的一個是驅動軸2， 一個是從動軸3， 所述傳動以連續可變的比率進行。
根據圖1所示的第一實施例，變速器l基本包括皮帶4和分別以 附圖標記5和6表示的一對皮帶輪，該皮帶4閉合以形成環并具有梯 形橫截面，皮帶4圍繞該對皮帶輪纏繞。
該對皮帶輪的第一皮帶輪5具有被安裝在驅動軸2上的兩個圓錐 形外殼5a和5b，同時這兩個圓錐形外殼5a和5b的頂端彼此相對， 共同限定位于兩個圓錐形外殼5a和5b之間的中間槽7。
該對皮帶輪的第二皮帶輪6具有由被安裝在從動軸3上的兩個外 殼(以附圖標記6a和6b表示)構成的相似的結構，同時這兩個外殼 6a和6b的頂端彼此相對，從而也形成與皮帶4的橫截面相匹配的槽7。
第二皮帶輪6的兩個外殼6a和6b借助于彈性反作用裝置(在附 圖中未示出)彼此推斥，所述彈性反作用裝置的結構和操作是完全公 知的。
第一皮帶輪5的圓錐形外殼5a和5b都可以沿縱向相對于驅動軸 2的旋轉軸線2a移動。
致動裝置(總體以附圖標記8表示)與驅動軸2的外殼5a和5b 中的每一個連接。設置該致動裝置，以控制外殼5a和5b沿軸線2a 的方詢相對彼此的移動，并改變外殼5a和5b之間的距離，從而相應 地改變圍繞第一皮帶輪5纏繞的皮帶4的直徑，根據驅動軸2的瞬時 轉速進行上述動作。
更具體地，并根據圖1所示的變速器1的實施例，致動裝置8包 括與第一皮帶輪5的圓錐形外殼5a和5b均連接的慣性塊9。
圖2示出了裝配有慣性塊9的致動裝置8在相應的外殼5a和5b 中包括相對于外殼5a和5b沿徑向和軸向延伸的斜面IO(根據已知的 方案)的方式，在慣性塊9向外殼5a或5b的外側移動時或者反之向 軸2的旋轉軸線2a移動時，該斜面10引導慣性塊9，該移動由驅動軸2的更大或者更小的瞬時轉速誘發。
圖2還示出了致動裝置8還包括蓋13的方式，該蓋13可以與驅 動皮帶輪5裝配的兩個外殼5a和5b中的相應外殼5b連接。蓋13與 斜面10 —起為慣性塊9限定路徑，該路徑的過渡橫截面從中心到外殼 5a和5b的外側減小。因此，當慣性塊9旋轉并向相應外殼5a或5b 的外側平移時，慣性塊9在外殼5a或5b上施加一推力，該推力的方 向與軸線2a平行，該推力使驅動皮帶輪5的上述外殼5a或5b向另一 外殼5b或5a移動，并且使槽7的橫截面減小的推力迫使皮帶向外殼 5a或5b的外側移動，從而遠離驅動軸2的旋轉軸線2a移動。反之， 當慣性塊9向旋轉軸線2a移動時，由于驅動軸2的更低的轉速，使槽 7加寬，這使得皮帶向驅動軸2的軸線2a移動，同時皮帶4的環的長 度改變顯然被彈性調整裝置恢復，該彈性調整裝置被定位在從動軸3a 的皮帶輪6上(如所示出的)。
與外殼5a和5b連接的慣性塊9優選具有用于兩個外殼5a和5b 的相同的配置和尺寸。
驅動軸2優選(但不限制本發明的范圍)與可以以高轉速運轉的 交通工具的內燃機連接，例如，在一些類型的摩托車的發動機中正是 如此。
應該注意，圖1中的變速器1的實施例對于在竟技水平中使用的 交通工具和在旅行中使用的交通工具都尤其有利。
事實上，外殼5a和5b具有相同的機械結構、慣性塊9相同并且 斜面10的幾何尺寸和長度相同，變速器1的操作范圍使得實際上慣性 塊9不能達到斜面10上的行程位置的端部，在該端部處，變速器1 已經耗盡其用于運動學調整的能力。因此，如果交通工具從靜止開始
起動或者如果交通工具正在比賽并且必須以發動機允許的最高速度運 轉，所公開的變速器1也可以運轉。
實際當中用于慣性塊9的旋轉和平移的較寬操作范圍的可能性也 使得交通工具更容易并更直接地被裝備。這意味著其裝備是十分快速 的，并且幾乎不會受到每次在選擇要被安裝到斜面10上的慣性塊9的最合適尺寸時的任何粗大誤差的影響。
從以下事實得到另 一 個優點離心塊(在它們與斜面相互作用時) 受到不十分大的觸點壓力，從而保證即使在長時期使用后慣性塊的長 的壽命和規則的滾動。
與使兩個外殼中的一個被固定的傳統變速器相比，由于驅動皮帶 輪5的外殼5a和5b都可以沿縱向相對于驅動軸2的旋轉軸線2a移動， 驅動皮帶4以在驅動皮帶輪5和從動皮帶輪6之間的更精確的對準運 轉，這意味著皮帶4的運轉更有規律，產生更少的熱量、更小的磨損， 從而可以更耐用。
圖3示出了變速器1的可供選擇的實施例，其中，致動裝置8還 包括至少一個電控的致動器12，該電控致動器與圓錐形外殼5a和5b 中的一個外殼5b連接或者與圓錐形外殼5a和5b兩者連接，該圓錐 形外殼5a和5b裝配有慣性塊9并且同時由馬達14驅動該電控致動器 的移動。
可以如圖4所示制造這種類型的致動器12,在圖4中示出了致動 器12與驅動皮帶輪5的外殼5a或5b之一(尤其是與發動機相鄰的外 殼5a)連接，所述外殼可以具有慣性塊9或不具有慣性塊9，而最外 側外殼5b總是裝配有慣性塊9。
致動器12是電致動器，允許向與該致動器連接的外殼5a施加沿 驅動軸2的軸線2a的兩個方向的受控移動。
可以由用戶有意向電致動器12發出操作命令，或者自動地向電致 動器12發出受到由以適當的控制裝置執行的邏輯的控制的操作命令。
應該注意，在出現問題的情況下，電致動器12不連續運轉，因為 傳動比率受到尤其被裝配在距離發動機最遠的外殼5b上的慣性塊9 的連續調整。作為替換，更簡單的是該傳動比率允許交通工具用戶根 據需求修正由慣性塊9自動產生的槽7的寬度。
這帶來了許多優點。
相對于斜面10的特定形狀和/或被定位在斜面10上的慣性塊9的 特定大小，與特定結構尤其是外殼5a和5b有關的變速器1的操作范圍可以被很大地擴展，因為對于可以沿驅動軸2的軸線2a被賦予外殼 5a的許多位置中的每一個位置，可以由于慣性塊9的存在而對該特定 變速器得到傳動比的整個范圍。然而，在每種場合，根據用戶通過操 作電致動器12而每次預先設定的槽7的標稱寬度，用戶可以隨意改變 所述范圍。
因此，變速器1具有使其自身十分適合的獨特能力 一方面具有 發動機瞬時性能，另一方面具有處理當交通工具行進時交通工具遇到 的實際的向前運動情況的能力。實際上，盡管交通工具用戶具有具備 剛性并良好限定的機械結構的可供使用的變速器，但是交通工具用戶 可以利用一定范圍的操作上不同的虛擬變速器，每個變速器對應于可 以分配給外殼5a中的一個的許多位置之一；并且在所述范圍內，用戶 可以進行選擇，根據遇到的旅行情況、根據所需的交通工具的用途和/ 或根據其自身的駕駛風格來選擇他認為在每個場合最合適的范圍。
調整交通工具性能的可能性直接帶來的另一個優點是大大降低了 發動機的能耗，發動機總能在最佳使用條件下運轉。得到的好處是顯 而易見的，包括節約能量并降低了環境污染。
另 一個優點是提高了致動器馬達14的可靠性，該致動器馬達給予 電致動器12運轉所需的能量。減少的致動次數和縮短的持續時間使馬 達14具有很長的工作壽命。
另一個優點是以下事實，盡管用于電致動器12的致動器馬達14 具有高度可靠性，但是致動器馬達14也有可能發生故障，如果致動器 馬達14發生故障，交通工具也不會出現故障，而是取而代之地繼續保 持高水平的剩余操作，因為變速器還受到存在的慣性塊9和慣性快9 隨著驅動軸2轉速的改變而自動進行調整的保證。
上述發明可^L應用于工業應用，并且可以釆用各種方式進行改進 和改變，而不會偏離本發明的范圍，本發明的所有細節可以由技術上 等同的元件替代。
權利要求
1.一種變速器，用于以連續可變的比率對兩個軸之間的運動進行機械傳遞，所述兩個軸中的一個是驅動軸(2)，一個是從動軸(3)，該變速器包括皮帶(4)和一對皮帶輪(5，6)，所述皮帶閉合以形成環并具有梯形橫截面，所述皮帶(4)圍繞所述一對皮帶輪纏繞，所述一對皮帶輪中的至少第一皮帶輪(5)具有被安裝在所述驅動軸(2)上的兩個圓錐形外殼(5a，5b)，同時所述兩個圓錐形外殼(5a，5b)的頂端彼此相對，并限定一槽(7)，所述皮帶(4)在距離所述兩個軸(2，3)的旋轉軸線可變距離處被容納在所述槽(7)中；該變速器的特征在于所述第一皮帶輪(5)的兩個圓錐形外殼(5a，5b)均可以相對于所述驅動軸(2)的旋轉軸線(2a)沿縱向移動；該變速器還具有致動裝置(8；12)，該致動裝置(8；12)與所述外殼(5a，5b)中的每一個相連接，以控制所述外殼相對彼此的移動并改變所述外殼之間的距離，從而相應地改變圍繞所述第一皮帶輪(5)纏繞的所述皮帶(4)的直徑。
2. 根據權利要求l所述的變速器，其特征在于，所述致動裝置包 括與所述第一皮帶輪(5)的圓錐形外殼(5a, 5b)中的至少一個連接 的慣性塊(9)。
3. 根據權利要求2所述的變速器，其特征在于，所述慣性塊(9) 連接于所述兩個外殼(5a， 5b)。
4. 根據權利要求2或3所述的變速器，其特征在于，所述慣性塊 (9)對于所述兩個外殼(5a， 5b)的配置相同。
5. 根據權利要求2或3所述的變速器，其特征在于，裝配有慣性 塊的致動裝置包括相對于所述外殼(5a, 5b)沿徑向和軸線方向延伸 的斜面(10),在由驅動軸(2)的轉速引起慣性塊(9)在所述斜面上 移動期間，所述斜面(10)包含并引導所述慣性塊(9)。
6. 根據前述那些權利要求所述的變速器，其特征在于，所述驅動 軸(2)由內燃機(11)驅動。
7. 根據權利要求6所述的變速器，其特征在于，所述內燃機(ll) 是交通工具發動機。
8. 根據權利要求7所述的變速器，其特征在于，所述內燃機(ll) 是摩托車發動機。
9. 根據權利要求2或3所述的變速器，其特征在于，所述致動裝 置包括至少一個電控致動器(12)，所述至少一個電控致動器(12)與 裝配有所述慣性塊(9)的圓錐形外殼(5a， 5b)中的一個外殼(5b) 或兩個連接。
10. 根據權利要求9所述的變速器，其特征在于，所述一個或每 一個電控致動器(12)能由用戶有意啟動。
11. 根據權利要求9所述的變速器，其特征在于，所述一個或每 一個電控致動器(12 )能由在適當的控制裝置中實施的邏輯自動啟動。
全文摘要
本發明提供一種變速器(1)，用于以連續可變的比率對兩個軸(2，3)之間的運動進行機械傳遞，所述兩個軸分別是驅動軸和從動軸，該變速器包括皮帶(4)和一對皮帶輪(5，6)，所述皮帶閉合以形成環并具有梯形橫截面，所述皮帶(4)圍繞所述一對皮帶輪纏繞。所述一對皮帶輪中的至少第一皮帶輪(5)具有被安裝在驅動軸(2)上的兩個圓錐形外殼(5a，5b)，同時兩個圓錐形外殼(5a，5b)的頂端彼此相對，并限定一槽(7)，所述皮帶(4)在距離所述兩個軸(2，3)的旋轉軸線(2a，3a)可變距離處被容納在所述槽(7)中。所述第一皮帶輪(5)的兩個圓錐形外殼(5a，5b)均可以相對于所述驅動軸(2)的旋轉軸線(2a)沿縱向移動。致動裝置(8；12)與所述外殼(5a，5b)中的每一個連接，以控制所述外殼相對彼此的移動并改變所述外殼之間的距離，從而相應地改變圍繞第一皮帶輪(5)纏繞的皮帶(4)的直徑。
文檔編號F16H9/20GK101561032SQ200810170979
公開日2009年10月21日 申請日期2008年10月21日 優先權日2008年4月14日
發明者克勞迪奧·盧齊, 帕斯夸利納·梅爾科利尼 申請人:C.S.M.克勞迪奧·盧齊有限合伙公司