本发明专利技术涉及用于无级变速器的传动带(3)的钢横向元件(32)部件，该传动带(3)包括多个这样的横向元件(32)和一个或多个环形拉伸元件(31)。每个横向元件(32)限定了容纳一个或多个环形承载件(31)且由支撑表面(41)、侧面(43)和设置于其间的凹弯曲的过渡表面(42)界定的至少一个凹部(33)。根据本发明专利技术，横向元件(32)在凹弯曲的过渡表面(42)的位置处被提供纳米晶体表面层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无级变速器的传动带的设有纳米晶体表面层的横向元件及其制造方法
本公开涉及根据权利要求1的前序部分的横向元件以及用于制造这种横向元件的方法。这种横向元件被用作无级变速器的传动带的构件，无级变速器特别是用于汽车，比如乘用汽车。传动带由一列多个这样的横向元件组成，这些横向元件沿至少一组相互同心布置或嵌套的金属环的圆周相继排列。通常，横向元件设有或至少限定用于传动带的每组环的一个凹部，其中，对于每个横向元件，这种环组的一圆周部分被容纳在凹部中。
技术介绍
在变速器中，传动带用于在两个轴之间传递驱动动力，传动带在两个轴之间绕着两个可转动的带轮传递，所述带轮分别与一个这种传动轴关联，并设有两个圆锥形盘，所述圆锥形盘限定出带轮的圆周的V形槽，传动带容纳在所述V形槽中。当传动带维持在张紧状态时，通过以协调的方式改变两个带轮的相应的盘之间的轴向间距，可改变传动带在各带轮处的半径和进而的传动轴之间的转速比。在本领域中公知且例如在欧洲专利公开EP-A-1243812中描述了该变速器和传动带。每个带轮与传动带之间的驱动动力的所述传递借助于摩擦进行，为此，横向元件在其任一侧向侧、即轴向侧上设有与带轮盘进行接触的接触面。横向元件的接触面以一角度相互定向，该角度基本上与每个带轮的锥形盘之间所限定的V形凹槽的角度匹配。通常，接触面设有低洼区域，例如用于接收润滑和/或冷却流体的凹槽或孔，该润滑和/或冷却流体通常施加在已知的变速器中且被迫从在变速器运行期间达成物理摩擦接触的、接触面的(较高)部分和带轮盘之间排出。在下文中，垂直向上的方向相对于横向元件被限定为与其接触表面的扩展方向相对应，横向元件的厚度方向被限定在环组的圆周方向上，且宽度方向垂直于所述高度方向和所述厚度方向定向。已知的横向元件还设有两个主体表面，即基本上彼此平行地延伸的、基本上垂直于厚度方向的前表面和后表面。横向元件的凹部在这两个主体表面之间延伸。凹部的底侧由横向元件的支撑表面限定，支撑表面支撑传动带中的环组，且通过至少部分地凹弯曲的过渡表面邻接横向元件的宽度方向的侧面，该侧面限定凹部的侧壁。为了应对在汽车应用中在传动带运行期间出现的力，至少传动带的横向元件由金属(通常为钢)制成。特别是，横向元件由具有0.6-1.2质量百分比的碳的钢制成，在横向元件从这种基材切下后可淬火硬化。在这种淬火硬化之后，横向元件优选在(磨料)滚磨过程中被去除毛刺，其中，从横向元件的切割边缘除去毛刺，但是也在其表面层中产生压缩残余应力。通过这种压缩残余应力，操作期间的拉伸应力水平降低且来自表面缺陷(即疲劳)的微裂纹的引发和/或生长受到抑制。然而，现有技术中仍然希望进一步增加横向元件的疲劳强度。一方面可以提高整个变速器的使用寿命，另一方面可以提高变速器传递的驱动动力和/或使变速器小型化。
技术实现思路
根据本公开，通过在所述过渡面的位置处设置所谓的纳米晶体表面层，可以提高横向元件的疲劳强度。这种纳米晶体表面层是形成金属晶体(即晶粒)特别小的外表面的相对较薄的层。已经发现，通过这种特征，过渡表面处的疲劳断裂的发生被延迟，即仅在相当高的应力水平下和/或仅在进行更多的应力循环之后才发生。这可以解释为磨料滚磨中所用的磨料通常太大而不容易进入横向元件的凹部内侧。因此，这些磨料不会到达、即不影响过渡表面，使得局部压缩残余应力水平以及抗疲劳裂纹发生的抵抗力小于横向元件的其他表面部分。尽管上述磨料滚磨过程的限制原则上关于凹部的整个边界表面，但在所述过渡表面处最明显，因为这里在操作过程中出现最高拉伸应力水平。具有如此定义的横向元件的传动带具有这样的优点，一方面它可以具有较长的操作(疲劳)使用寿命，或者另一方面，它可以在带轮之间传输更多的功率，同时保持其使用寿命。在所述过渡表面处的纳米晶体表面层中的晶体或晶粒尺寸适合在直径为0.1微米的(虚拟)球内获得特别好的结果。该小于0.1μm、例如约50nm的晶粒尺寸，通常比纳米晶体表面层以外或横向元件的其他(表面)部分处的晶粒尺寸小2个数量级(即为100分之一)。在横向元件的所述过渡表面处的纳米晶体表面层的高度合适的厚度范围在1和10μm之间。在根据本公开的横向元件的更详细的实施例中，不仅横向元件的过渡表面、而且所述支撑表面都具有纳米晶体表面层。虽然该表面在实践中不容易产生疲劳裂纹，但是通过与环组的连续摩擦接触，其负载相当集中。根据本公开，由于存在纳米晶体表面层，不仅有利地改善了抗疲劳裂纹产生的局部抗性，而且还有利地改善了抗磨损性。应该指出的是，本领域已知这种纳米晶体表面层可以通过钢产品的机械塑性变形形成在不同成分的钢产品上。在本公开的上下文中，必须提供塑性变形过程，其能够进入横向元件的凹部内侧且到达所述过渡表面，同时仅使薄的表面层变形且使横向元件的其他表面部分不改变。根据本公开，可以为此目的方便地适当地设置已知的喷丸处理。此外，其他可能的塑性变形过程使用流体或气体(包括等离子体)作为介质来实现形成纳米晶体表面层所需的变形，例如，基于超声波或激光的处理。附图说明现在将参照附图通过示例来进一步阐明以上讨论的新颖的横向元件的原理和特征及其提出的制造方法，在附图中：图1提供了具有两个带轮和一个传动带的众所周知的无级变速器的示意性示出的示例；图2提供了包括横向元件和环件组的已知传动带的示意性示出的剖视图；图3是包括纳米晶体表面层的金属晶体结构的示意图。图4是横向元件的实际横截面的放大图，揭示了其具有纳米晶体表面层的晶体结构。图5是用于为横向元件提供纳米晶体表面层的过程的示意图。具体实施方式图1示出了通常在机动车辆的发动机和驱动轮之间应用于机动车辆的传动系的已知无级变速器或CVT的中心部分。该变速器包括两个带轮1，2，每个均设有安装在带轮轴6或7上的一对圆锥形带轮盘4，5，在带轮盘4，5之间限定出大致V形的周向带轮凹槽。每对带轮盘4，5、即每个带轮1，2中的至少一个带轮盘4可沿着相应带轮1，2的带轮轴6，7轴向移动。传动带3缠绕在带轮1，2上、位于其带轮凹槽中，以用于在带轮轴6，7之间传递旋转运动和伴随的扭矩。变速器通常还包括致动装置，该致动装置在操作期间在每个带轮1，2的所述可轴向运动的带轮盘4上施加轴向定向的夹紧力，该夹紧力指向该带轮1，2的相应的另一个带轮盘5，从而使得传动带3被夹紧在带轮1，2的这些盘4，5之间。这些夹紧力不仅确定了传动带3和相应带轮1，2之间的摩擦力，也确定了传送带3在其带轮盘4，5之间的每个带轮1，2处的径向位置R，所述径向位置R确定了其带轮轴6，7之间的变速器速度比。在图2中更详细地示出了已知的传动带3的一个示例，其剖视图朝向其周向方向。传动带3并入了成两组扁平且薄的、即带状的柔性金属环44形式的环形拉伸元件31。传动带3还包括沿着拉伸元件31的周向安装在拉伸元件31上的多个横向元件32。在该特定的示例中，环件组31中的每组容纳在由横向元件32在其侧向侧上、即在横向元件32的中间部分35的任一轴向侧上限定的相应的凹部33中。横向元件的凹部33整体上相对于传动带3的径向方向位于横向元件32的靠内部分34和靠外部分36之间。凹部33的底侧由横向元件32的靠内部分34的支撑表面41限定，且凹部33的侧壁由横向元件32的中间部分35的侧面43限定。在横本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于传动带(3)的横向元件(32)，所述传动带(3)具有环形拉伸元件(31)和可滑动地设置在环形拉伸元件(31)上的多个横向元件(32)，以用于在两个带轮(1，2)之间传递驱动动力，所述横向元件(32)由钢制成且设有至少一个凹部(33)，以用于承接拉伸元件(31)的一部分，所述凹部(33)除了其它方面之外由支撑表面(41)、侧面(43)和过渡表面(42)限定，支撑表面(41)在传动带(3)中位于拉伸元件(31)的径向内侧上，侧面(43)在传动带(3)中与拉伸元件(31)的轴向侧相对，过渡表面(42)至少部分地凹弯曲且设置在支撑表面(41)与侧面(43)之间，并将支撑表面(41)与侧面(43)互连，其特征在于，横向元件(32)的在过渡表面(42)和/或支撑表面(41)的位置处的表面层设有纳米晶体微观结构。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.22 NL 10416411.一种用于传动带(3)的横向元件(32)，所述传动带(3)具有环形拉伸元件(31)和可滑动地设置在环形拉伸元件(31)上的多个横向元件(32)，以用于在两个带轮(1，2)之间传递驱动动力，所述横向元件(32)由钢制成且设有至少一个凹部(33)，以用于承接拉伸元件(31)的一部分，所述凹部(33)除了其它方面之外由支撑表面(41)、侧面(43)和过渡表面(42)限定，支撑表面(41)在传动带(3)中位于拉伸元件(31)的径向内侧上，侧面(43)在传动带(3)中与拉伸元件(31)的轴向侧相对，过渡表面(42)至少部分地凹弯曲且设置在支撑表面(41)与侧面(43)之间，并将支撑表面(41)与侧面(43)互连，其特征在于，横向元件(32)的在过渡表面(42)和/或支撑表面(41)的位置处的表面层设有纳米晶体微观结构。2.根据权利要求1所述的横向元件(32)，其特征在于，所述横向元件(32仅在过渡表面(42)和/或支撑表面(41)的位置处设有纳米晶体表面层(NSL)。3.根据权利要求1或2所述的横向元件(32)，其特征在于，横向元件(32)在纳米晶体表面层(NSL)中的金属晶体的晶粒尺寸为最多0.1微米，优选为大约50纳米。4.根据权利要求1，2或3所述的横向元件(32)，其特征在于，横向元件(32)在纳米晶体表面层(NSL)中的金属晶体的平均晶粒尺寸比在这种纳米晶体表面层(NSL)以外的金属晶体的平均晶粒尺寸小两个数量级。5.根据前述权利要求所述中任一项的横向元件(32)，其特征在于，纳米晶体表面层(NSL)的厚度为1至10微米。6.一种用于制造用于传动带(...
【专利技术属性】
技术研发人员：B·彭宁斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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