具有摩擦环的锥环变速器制造技术

本发明专利技术涉及一种锥环变速器（１），具有两个彼此反向地设置的锥形摩擦轮（２，３）和一个摩擦环（８），该摩擦环环绕着这些锥形摩擦轮（２，３）中的一个并且通过一个内接触表面（１２）与被环绕着的锥形摩擦轮（２）以及通过一个外接触表面（１３）与另一个锥形摩擦轮（３）配合，其中，这些接触表面（１２，１３）中至少一个在与该摩擦环（８）的旋转方向垂直的剖面中具有根据下列关系的断面Ｐ：Ｐ（ｘ）＝Ａ.ｌｎ（Ｆ（ｘ））其中：Ｐ（ｘ）是断面函数；ｘ是与所述接触表面（１２，１３）的中心（２２，２３）的距离；Ｆ（ｘ）是作为对数函数ｌｎ的自变量的函数；以及Ａ是系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锥环变速器，具有两个彼此反向^k设置的锥形摩 擦轮和一个摩擦环，该摩擦环环绕着这些锥形摩擦轮中的一个并且与 这两个锥形摩擦轮配合。
技术介绍
由DE 103 03 891 Al公开了一种锥环变速器，在该锥环变速器中， 彼此反向地设置的锥形摩擦轮各以相同的张角a座置在平行的轴上。 通过在轴的轴向方向上调节摩擦环，可无级地调节锥环变速器的传动 比。摩擦环具有一个径向向外指向的环绕的外接触表面和一个径向 向内指向的环绕的内接触表面。内接触表面在此与由摩擦环环绕着的 锥形摩擦轮的接触表面构成第一接触区。锥形摩擦轮的接触表面在此 是锥形摩擦轮的锥形外壳面。第二接触区在摩擦环的外接触表面与不 由摩擦环环绕的锥形摩擦轮的接触表面之间得到。因为摩擦环夹紧在 两个彼此对置的锥形摩擦轮之间，所以通过该摩擦环可使转矩经由这 两个接触区在这两个锥形摩擦轮之间传递。为了在旋转体(锥形摩擦轮和摩擦环)之间传递转矩，通常使用 适当的摩擦传动液，通过该摩擦传动液应使一个接触区中彼此靠置的 接触表面分开。如果这种分开通过摩擦传动液得到，则转矩传递通过 所参与的旋转体之间的于是给出的间隙中的摩擦传动液的剪切应力 进行。如果转矩传递纯粹通过摩擦传动液的剪切实现，则通常金属的接触表面的磨粒磨损可理想地完全避免。通常不仅摩擦环的内接触表面而且外接触表面在与摩擦环的转 动方向垂直的剖面或平面中是直线，由此在摩擦环与一个锥形摩擦轮 之间各形成线接触。线接触在此从摩擦环的第一轴向端面延伸直到第 二轴向端面。线接触在此通过摩擦环的环绕的第一棱边和第二棱边限 定边界，该第一棱边和第二棱边各将环绕的接触表面与相应的轴向端 面分开。但在线接触中产生所谓的棱边支撑(Kantentragen)，其中，在摩 擦环的在轴向方向上限定线接触的边界的棱边上产生较大的压力，由 于所述压力而在摩擦环的材料中导致不期望的应力峰值并且摩擦环 与锥形摩擦轮之间的间隙中的摩擦传动液的有利的剪切力分布不再 得到保证。而是存在危险在摩擦环的棱边上摩擦传动液膜撕裂并且 由此不再仅通过摩擦传动液进行保护材料的转矩传递。例如由DE 103 03 891 Al公开了将摩擦环的接触表面在与摩擦环 的转动方向垂直的剖面中构造成凸的或球状的。因此，接触表面的均 匀的曲率在与摩擦环的转动方向垂直的剖面中不是导致线接触，而是 导致点接触。通过这种点接触可在很大程度上避免上述不利的棱边支 撑。但点接触在摩擦环的宽度上观察导致类似抛物线的压力分布，其 后果是在此尤其是在摩擦环的中心(两个环绕的棱边之间)导致不 期望的高应力。这种不期望的高应力必须避免。因此通常降低压力， 其后果是可传递的最大转矩减小。可简单地认为，点接触比线接触传 递低的转矩，因为在接触的部位上摩擦环材料和/或摩擦传动液的负荷 极限不允许超过。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提供一种锥环变速器，该锥环变速器可在尽可能没有磨损的情况下高效地传递高转矩。本专利技术的任务通过根据本专利技术的锥环变速器来解决。本专利技术的优 选实施例可在下述技术方案中获知。本专利技术还涉及一种用于所述锥环 变速器的摩擦环。根据本专利技术，提出了一种锥环变速器，具有两个彼此反向地设置 的锥形摩擦轮和一个摩擦环，该摩擦环环绕着这些锥形摩擦轮中的一 个并且通过一个内接触表面与被环绕着的锥形摩擦轮以及通过一个 外接触表面与另一个锥形摩擦轮配合，其中，这些接触表面中至少一 个在与该摩擦环的旋转方向垂直的剖面中具有根据下列关系的断面 P:<formula>formula see original document page 6</formula>其中P(X)是断面函数；x是与所述接触表面的中心的距离； F(x)是作为对数函数ln的自变量的函数；以及 A是系数。根据本专利技术的锥环变速器的特征在于摩擦环的至少一个接触表 面在与摩擦环的转动方向垂直的剖面中具有断面p，该断面p具有对数变化曲线。断面P在此是一个与对数函数ln成比例的函数，其自变量取决于描述与接触表面的中心的距离的参量x。接触表面的中心在此是点(在接触表面的剖面中观察)，该点在摩擦环的棱边之间处于中心，这些棱边在摩擦环的轴向方向上限定接触表面的边界。由此，对数函数ln的自变量可理解为与x相关的函数F，即理解 为函数F(x)。对数函数ln(F(x))与断面或断面函数P(x)的联系通过(比 例)系数A进行。该系数A优选与参量x无关。函数F(x)优选是一个单调上升的函数。因为对数函数ln也是一个 单调上升的函数，所以断面函数P(x)随着与中心的距离x的变大而上升。断面函数P(x)在此可理解为型廓化的接触表面与摩擦环的直线的 或未加工的接触表面的距离。在此，所述直线的距离在接触表面的中心最小并且按对数随着值x的增大而上升直到接触表面的轴向端部或直到摩擦环的棱边。被证实出乎意料的是，这种具有对数变化曲线的断面函数P(x)导致特别有利的压力分布并且由此导致摩擦传动液中有利的剪切力分布。在一个特别优选的实施例中，函数F(x)表示如下-、5J其中x是与断面或接触表面的中心的距离；以及BK是摩擦环的接触表面的宽度。这种函数F(x)在接触表面的中心直接导致O值，因为1的对数等 于零(在这种情况下函数F(x)的分母等于l)。在接触表面的轴向端部 上或在棱边上，函数F(x)无穷大，因为在那里与接触表面的中心的距 离x的两倍相应于宽度Br并且由此函数F(x)中的分母等于零。这会 导致函数P(x)在环的棱边上的值无穷大。但实践中这应导致函数P(x) 在摩擦环的棱边上的值明显大于其余值。系数A可与压紧力Q成比例，该压紧力总是由一个锥形摩擦轮传 递给摩擦环。压紧力Q在此符合目的地是一个在设计锥环变速器时确定的给定值(最大值)。压紧力Q越高，函数P(x)就越强地导致接触 表面的球状的变化曲线。在一个优选的实施例中，系数A与摩擦环或锥形摩擦轮的材料的 弹性模量E成反比。在弹性模量E非常大时，这种相关性导致断面函 数P(x)的非常平坦的变化曲线。大的弹性模量E意味着，摩擦环的材 料在压紧力Q给定的情况下仅非常少地变形。相应地，接触表面尤其 是在摩擦环的中心的区域中仅非常少地压入，由此在理想情况中在考虑到变形的情况下在接触表面的宽度上产生基本上均匀和恒定的压力。在一个优选的实施例中，系数A与接触表面的宽度Br成反比。 此外，系数A可与一个项T成比例，该项以下列方式取决于摩擦环的 材料的横向收縮系数pT = 1 _ ,其中p是摩擦环或锥形摩擦轮的材料的横向收缩系数。 系数A可从下列关系中得到-— 五.A其中a是0.4与0.8之间的常数。在一个特别优选的实施例中，常数a等于2/Ti，即约0.64。但也 可有利的是，用于内接触表面的常数a;与用于外接触表面的常数aa不 同。在后一种情况下，常数ai大于常数aa。其后果是，摩擦环的内接 触表面比摩擦环的外接触表面更强地遵循对数变化曲线。这在趋势上导致摩擦环的内接触表面上的集中的压力分布。这种 集中的压力分布可通过在摩擦环的旋转方向上更平坦的压力分布来 补偿。内接触表面中旋转方向上明显平坦的压力分布应归因于在旋 转方向上观察，摩擦环的径向向内指向的内接触表面和被环绕着的锥 形摩擦轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
锥环变速器（１），具有两个彼此反向地设置的锥形摩擦轮（２，３）和一个摩擦环（８），该摩擦环环绕着这些锥形摩擦轮（２，３）中的一个并且通过一个内接触表面（１２）与被环绕着的锥形摩擦轮（２）以及通过一个外接触表面（１３）与另一个锥形摩擦轮（３）配合，其特征在于：这些接触表面（１２，１３）中至少一个在与该摩擦环（８）的旋转方向垂直的剖面中具有根据下列关系的断面Ｐ：Ｐ（ｘ）＝Ａ.ｌｎ（Ｆ（ｘ））其中：Ｐ（ｘ）是断面函数；ｘ是与所述接触表面（１２，１３）的中心（２２，２３）的距离；Ｆ（ｘ）是作为对数函数ｌｎ的自变量的函数；以及Ａ是系数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S邦加特，JP沙佐特，R非肯斯，S科库斯，G威尔施，
申请(专利权)人：各特拉格福特传动系统公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]