DE10003131A1 - Laschenkette - Google Patents

Abstract

Es wird eine Laschenkette für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetriebe angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laschenkette insbesondere für stufenlos überset­ zungseinstellbare Kegelscheibengetriebe.

In diesem Zusammenhang haben die Kegelscheibengetriebe in der Regel auf jeder ihrer Wellen Paare von Kegelscheiben mit balliger Reibfläche. Einge­ schlossen sein sollen jedoch auch solche Getriebe, bei denen die auf jeder der Wellen angeordneten Scheibenpaare einen asymmetrischen Scheibenkeil bil­ den, indem eine der Scheiben sich praktisch in Radialrichtung erstreckt.

Soweit beim Gegenstand der vorstehend umrissenen Art die balligen Stirnflä­ chen der Wiegestücke mit in einer Richtung ballig ausgebildeten Reibfläche von Kegelscheiben zusammenwirken, wird die gewölbte Ausführung der Kegelschei­ ben bekanntlich angewendet, um bei derartigen Getrieben den sogenannten Spurversatz, das heißt das Schräglaufen der Laschenkette einzuschränken oder zu verhindern, das sich aus den geometrischen Gegebenheiten bei Kegelschei­ ben mit anderen Mantellinien der Reibflächen bei Übersetzungsänderungen ergibt. Durch die DE 34 47 092, die DE 28 48 167 und die DE 44 15 838 sind Ket­ ten mit Wiegedruckstücken mit in radialer Richtung ausgebildeten balligen Stirn­ flächen bekannt geworden. In der anderen zur radialen Richtung senkrechten Richtung sind diese Stirnflächen jedoch gerade ausgebildet. Durch die DE 197 08 865 sind Ketten mit Wiegedruckstücken bekannt geworden, die ein radialer Richtung eine Balligkeit aufweisen und die in einer Richtung senkrecht zur ra­ dialen Richtung einen geraden Verlauf aufweisen, der jedoch mit der radialen Höhe sich winklig verändert.

Für diese Paarung aus Kegelscheiben und Stirnflächen oer Wiegestücke hat sich nun gezeigt, daß bei einem Einlauf des Kettenstücks, wie Gelenkbolzens der Kette, ein starker Stoß entsteht. Es liegt ein sogenannter Einlaufstoß vor, der beim Auftreffen des Gelenkbolzens oder eines anderen tragenden Bolzens auf die Kegelscheibe entsteht.

Weiterhin liegt eine hohe Kantenpressung zwischen dem Gelenkbolzen und dem Scheibensatz beim Einlauf der Kettenbolzen in die Scheibensätze vor.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Laschenkette der eingangs genannten Art durch Gestaltung der Reibkontaktstellen derart auszubilden, daß ein erhöhter Verschleiß der Ketten vermindert wird und gegebenenfalls der Stoß beim Einlauf der Kettenbolzen vermindert wird.

Diese Aufgabe ist, ausgehend von einer Laschenkette für stufenlos überset­ zungseinstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke, wie Wiegedruckstücke, von in Aussparungen der Laschen eingeschobenen Wiegestücken ausgebildet sind, wobei die Wiegestüc­ ke mit den ihrem Kettenglied zugehörenden Laschen verbunden sind, dadurch gelöst, daß zumindest eine Stirnfläche der Wiegestücke sowohl in radialer Rich­ tung als auch in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist.

Auch ist die erfindungsgemäße Aufgabe bei einer Laschenkette für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Ketten­ glieder verbindenden Gelenkstücke als Paare von in Aussparungen der Laschen eingeschobenen Wiegestücken mit aufeinander abgestützten Wiegeflächen ausgebildet sind, wobei die Wiegestücke mit den ihrem Kettenglied zugehören­ den Laschen über eine formschlüssige Drehsicherung verbunden sind, die der jeweiligen Kegelscheibe zugewandten Stirnflächen der Wiegestücke die Reib­ kräfte zwischen Kegelscheiben und Laschenkette übertragen, dadurch gelöst, daß zumindest eine Stirnfläche der Wiegestücke sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Stirnfläche in Umfangsrichtung und in radialer Richtung einen balligen Verlauf aufweist.

Zweckmäßig ist es, wenn der Radius der Balligkeit in radialer Richtung größer ist als in Umfangsrichtung.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Stirnfläche zumindest in radialer oder in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist und in der anderen Richtung einen balligen Verlauf aufweist. Eine Abweichung von einem von einer Ebene abweichenden Verlauf kann beispielsweise dadurch gegeben sein, daß an den Kanten eine Abrundung erfolgt. Auch kann es zweckmäßig sein, wenn ein kreisförmiger Verlauf in dieser Ebene realisiert ist. Auch kann eine Abrundung abweichend von einem kreisförmigen Verlauf vorge­ sehen sein.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich bei der Herstellung der Wiege­ stücke beispielsweise bei Schleifprozessen relativ einfach erzielen, da die Stirn­ flächen auch bei einem ebenen Verlauf geschliffen werden müßten. Durch das Schleifen einer nicht ebenen, beispielsweise balligen oder kugeligen Stirnflä­ chengeometrie kann ein einfaches Verfahren angewendet werden, um die Lei­ stungsfähigkeit und Lebensdauer der Laschenkette zu erhöhen.

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung einer Ausführungsform, die in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein hydraulisch gesteuertes Kegelscheibengetriebe;

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung des Getriebes gemäß Fig. 1 mit balligen Reibflächen der Kegelscheiben und in einer Richtung balligen Stirnflächen der Wiegestücke;

Fig. 3 die Seitenansicht einer Laschenkette mit gelenkbildenden Wiege­ stückpaaren;

Fig. 4 eine vergrößerte Ausschnittdarstellung der Paarung zwischen der Reibfläche einer Kegelscheibe und der Stirnfläche eines Wiege­ stückes;

Fig. 5 die Ansicht des Gegenstandes gemäß Fig. 4 von links gesehen mit verschiedenen Schwenklagen eines Wiegestückes;

Fig. 6 die Radialansicht des Gegenstandes der Fig. 4 und 5 aus­ schnittweise mit den Schwenklagen des Wiegestückes gemäß Fig. 5 und

Fig. 7 in vergrößerter und perspektivischer Ausschnittdarstellung das Ende eines Wiegestückes mit erfindungsgemäß abgewandelter Stirnfläche;

Fig. 8a bis Fig. 8c jeweils einen Schnitt durch ein Wiegegelenk in einer Ebene par­ allel zu der Oberseite;

Gemäß Fig. 1 weist ein bekanntes Getriebe mit hydraulisch verstellbaren Ke­ gelscheiben eine Antriebswelle 1 und eine Antriebswelle 2 auf, auf denen zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Getriebeübersetzung axial verschiebbare Kegelscheiben 3, 4 angeordnet sind, die Zylinder-Kolben-Aggregate 5, 6 bilden, während ihnen jeweils gegenüber fest abgestützte Kegelscheiben 7, 8 angeord­ net sind. Zwischen den jeweiligen Kegelscheibenpaaren läuft eine Laschenkette 9 aus Stahlgliedern, wie Laschen und Wiegedruckstücke um. Die Laschenkette kann gegebenenfalls in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch separate Druckstücke zur Übertragung des Drehmomentes zwischen den Kegelscheiben haben, die von Gelenkdruckstücken getrennt sind, die die Längskräfte der Kette aufnehmen.

Den Zylinder-Kolben-Aggregaten 5, 6 wird das von einer Druckmittelquelle 10 bezogene Druckmittel über ein Hydraulikventil 11 oder eine Hydraulikventilanla­ ge mit mehreren Ventilen und jeweiligen Leitungen 12, 13 zugeteilt. Außerdem sitzt beispielsweise auf der Antriebswelle 2 ein Drehmomentfühler 14, dem über eine Leitung 15 das von dem Steuerschieber 11 abfließende Druckmittel zuge­ führt wird, welches drehmomentabhängig gedrosselt wird und den Druck am Antrieb (Zylinder-Kolben-Aggregat 5) bestimmt. Vom Drehmomentfühler 14 aus fließt das Druckmittel über eine Leitung 16 drucklos auf die Laschenkette 9 zu deren Beölung und Kühlung ab.

Der Zylinder 5 hat eine Umfangsnut 17, an der über einen Gleitstein 18 der He­ bel 19 eines Übersetzungsstellgliedes 20 angelenkt ist. Zwischen Stellglied 20 und Gleitstein 18 ist an den Hebel 19 außerdem der Schieber 21 des Vierkan­ ten-Steuerschiebers drehbar angelenkt.

Auch kann jede Kegelscheibe mit einer Doppel-Kolben-Zylinder-Anordnung versehen sein, wobei jeweils eine Kolben-Zylinder-Einheit für die Druckmittel­ betätigung zur Anpressung der Kette und eine Kolben-Zylinder-Einheit für die Druckmittelbetätigung für die Übersetzungsänderung vorgesehen ist.

Die Funktionsweise dieses Getriebes wird nicht noch einmal erläutert, da sie allgemein bekannt ist.

Gemäß Fig. 2 sind bei einem Getriebe der allgemein anhand der Fig. 1 ge­ schilderten Art auf Wellen 22, 23 Kegelscheiben 24 bis 27 drehfest angeordnet, wobei die Kegelscheiben 24 und 26 axial fest abgestützt sind, während die Ke­ gelscheiben 25 und 27, die Zylinder-Kolben-Aggregate 28, 29 bilden, entspre­ chend den Pfeilen 30, 31 drehfest aber axial verschiebbar sind. Zwischen den Kegelscheiben läuft eine Stahlgliederkette um, die in der neutralen Überset­ zungsstellung 1 : 1 durch Wiegestücke 32, 33 und die ihre Mitte verbindende Spurlinie 34 dargestellt ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Reibflächen der Kegelscheiben 24 bis 27 mit einer im wesentlichen kreisbogenförmigen Mantelfläche versehen, während die Stirnflächen der Wiegestücke 32, 33 in radialer Richtung ebenfalls eine im we­ sentlichen kreisbogenförmige Mantelfläche aufweisen.

Die Kette 9 mit gelenkbildenden Paaren von Wiegestücken 32, 33 ist in Fig. 3 ausschnittweise und vergrößert in Seitenansicht dargestellt. Dabei haben die Wiegestücke 32, 33 eine solche Gestalt, daß sie an zwei Stellen 35, 36 bzw. 37, 38 an der Laschenaussparung der jeweils zugeordneten Lasche 39 bzw. 40 anliegen und dabei gegenüber dieser zugeordneten Lasche gegen Drehen gesi­ chert sind.

Die gegenseitige gelenkbildende Abstützung der Wiegestücke 32, 33 geschieht über im wesentlichen konvex gewölbte Wiegeflächen 41, 42, über die die Wie­ gestücke 32, 33 aufeinander abrollen, wenn die Kettenlaschen 39, 40 von ihrer geradlinig miteinander fluchtenden Stellung verschwenkt werden. Eine solche, zwischen dem geradlinigen Verlauf der Kette und einem Verlauf der Kette mit gegenseitig abgewinkelten Laschen, hin- und hergehende Bewegung machen die einzelnen Kettenglieder jeweils beim Einlaufen in den von zwei zusammen­ gehörenden Kegelscheiben gebildeten Keil durch. Dabei nehmen benachbarte Wiegestücke 32, 33 eine andere Schwenkstellung ein, die je nach dem Lauf­ kreisradius zwischen den Kegelscheibenpaaren unterschiedlich ist.

Fig. 4 zeigt in vergrößerter Ausschnittdarstellung aus Fig. 2 die Paarung zwi­ schen einem Wiegestück 33 mit einer in radialer Richtung im wesentlichen kreis­ bogenförmig gewölbten Stirnfläche 43 mit der im wesentlichen kreisbogenförmig gewölbten Reibfläche 44 der Kegelscheibe 24. Hier ist ersichtlich, daß sich die beiden Bauteile an der Kontaktstelle 45 berühren, wobei die Stirnfläche 43 so gewölbt ist, daß ihre in Radialrichtung der Kegelscheibe 24 parallel nebeneinan­ der liegenden Höhenlinien senkrecht zur Längserstreckung bzw. Achse 46 des Wiegestückes 33 liegen.

Mit 47 und 48 sind zwei weitere denkbare Kontaktstellen bezeichnet, wobei die Kontaktstelle 47 zu einem kleineren Laufkreisradius an der Kegelscheibe 24 und die Kontaktstelle 48 zu einem größeren Laufkreisradius gehört.

Fig. 5 zeigt den Gegenstand gemäß Fig. 4 bezogen auf Fig. 4 von links durch die durchsichtig gedachte Kegelscheibe 24 gesehen. Dabei sind in Fig. 5 drei zu verschiedenen Übersetzungsstellungen des Getriebes gehörende Schwenkstellungen eines stark vergrößert dargestellten Wiegestückes gezeigt, wobei die durchgehend gezeichnete Wiegestückkontur einer mittleren Überset­ zungsstellung des Getriebes entsprechen mag, während die strichpunktorientiert gezeichnete Stellung zu einem größeren Laufkreisradius und die gestrichelt gezeichnete Stellung zu einem kleineren Laufkreisradius gehört.

Zu diesen drei Schwenkstellungen des Wiegestückes 33 gemäß Fig. 5 zeigt Fig. 6 nebeneinander die Paarung zwischen Kegelscheibe 24 und Wiegestück 33 in annähernd radialer Draufsicht jeweils senkrecht zu den Linien 53, 54 bzw. 55, wobei den Linien 55, 53 und 54 in radialer Sicht ein größerer, mittlerer und kleinerer Krümmungsgrad der Kegelscheibe 24 entspricht. Hierbei ist 53 eine Höhenlinie bzw. Stirnflächenlinie durch die Kontaktstelle 45. Die Linien 54 bzw. 55 sind Höhenlinien durch die dortigen Kontaktstellen 47 bzw. 48. Hier ist aus der linken, einem größeren Laufradius entsprechenden Darstellung ersichtlich, daß die Stirnfläche 43 des Wiegestückes 33 näher im Bereich der der Wiegeflä­ che 41 gegenüberliegenden Außenkante trägt. Bei der mittleren, der durchge­ hend gezeichneten Position in Fig. 5 entsprechenden Stellung trägt die Stirnflä­ che 43 des Wiegestückes 33 bereits nahe der Wiegefläche 41, während bei der rechten, einem kleineren Laufradius entsprechenden Darstellung die Stirnfläche 43 des Wiegestückes 33 ganz an der mit der Wiegefläche 41 gemeinsamen Kante trägt. Vor allem die linke und die rechte Darstellung veranschaulichen - allerdings in stark übertriebener Darstellung -, daß an der Stirnfläche 43 des Wiegestückes 33 jeweils nur ein verhältnismäßig kleiner Flächenabschnitt zur Verfügung steht, der dann entsprechend auch besonders hoch belastet wird.

Um dem zu begegnen, wird der Verlauf der Stirnfläche 43 erfindungsgemäß dadurch abgeändert, daß die zur jeweiligen Kontaktstelle gehörende und zum zugeordneten Laufkreis an der Kegelscheibe 24 im wesentlichen tangentiale, aus Fig. 6 ersichtliche Stirnflächenlinie von einem geraden oder ebenen Be­ reich zumindest teilweise abweicht. Diese Abweichung kann durch eine ballige Kontur in einer Ebene des Wiegegelenkdruckstückes erfolgen, wobei diese Ebene aufgespannt wird von der Kettenlaufrichtung K und der Längsachse A des Wiegegelenkdruckstückes. Zu dieser balligen Kontur kommt noch eine balli­ ge Kontur in der radialen Richtung.

Dabei ergibt sich in Radialrichtung gesehen ein Stirnflächenverlauf, wie er per­ spektivisch in Fig. 7 dargestellt ist. Fig. 7 zeigt, daß die Stirnfläche 100 eine ballige Kontur hat mit einem Radius R1 in radialer Richtung und einem Radius R2 in der Ebene A, K. Der Radius R1 ist im Ausführungsbeispiel größer als der Radius R2, wobei diese im Bereich von 5 mm bis 500 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 50 mm, liegen.

Auch sind die Mittelpunkte M1 und M2 nicht zwingend mittig des Wiegedruck­ stückes angeordnet. Der Mittelpunkt M2 ist beispielsweise näher an der einen Seitenfläche des Wiegedruckstückes als an der anderen Seitenfläche. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Mittelpunkt aber auch mittig zwischen den Seitenflächen 101 und 102 angeordnet sein.

Der Mittelpunkt M1 ist beispielsweise näher an der oberen Fläche des Wiege­ druckstückes als an der unteren Fläche. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Mittelpunkt aber auch mittig zwischen den Ober- und Unterflächen 103 und 104 angeordnet sein.

Die Fig. 8a zeigt einen Schnitt eines Wiegegelenkdruckstückes 121 in der Ebene A, K. Es ist ersichtlich, daß die Balligkeit Stirnfläche 120 des Druckstücks 121 in der dargestellten Ebene durch den Radius R3 definiert ist, der seinen Mittelpunkt M3 aufweist, der von der Seitenfläche 125 durch den Abstand d1 beabstandet ist. Von der Seitenfläche 126 ist er durch den Abstand d2 beab­ standet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 8a ist der Abstand d1 größer als der Abstand d2. Dadurch kommt es zu der asymmetrischen Form der Stirnfläche 120.

Die Fig. 8b zeigt einen Schnitt eines Wiegegelenkdruckstückes 131 in der Ebene A, K. Es ist ersichtlich, daß die Balligkeit Stirnfläche 130 des Druckstücks 131 in der dargestellten Ebene durch den Radius R4 definiert ist, der seinen Mittelpunkt M4 aufweist, der von der Seitenfläche 135 durch den Abstand d3 beabstandet ist. Von der Seitenfläche 136 ist er durch den Abstand d4 beab­ standet. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 8b ist der Abstand d3 gleich dem Abstand d4. Dadurch kommt es zu der dargestellten symmetrischen Form der Stirnfläche 130.

Die Fig. 8c zeigt einen Schnitt eines Wiegegelenkdruckstückes 141, das eine Stirnfläche 140 aufweist, die in dieser Ebene von einem geraden Verlauf ab­ weicht, indem zumindest eine der Kanten 142 und 143 abgerundet ist. Zwischen den abgerundeten oder anderweitig profilierten Kanten kann ein Zwischenbe­ reich eben oder gekrümmt sein. Die Profilierung kann mittels eines Radius ver­ rundet sein, durch einen Polynom n-ten Grades beschreibbar sein oder eine flache Fase als Abflachung aufweisen. Der Bereich zwischen den Profilierungen an den Kanten stellt den Tragbereich des Wiegedruckstückes dar.

Vorzugsweise kann die Krümmung oder die Balligkeit mit der radialen Höhe variieren oder in einem anderen Ausführungsbeispiel gleich sein.

Die Druckstücke der Fig. 8a bis 8c können in nicht dargestellter radialer Richtung eine Balligkeit wie in der Fig. 7 dargestellt aufweisen.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück­ bezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfin­ dungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf (das) die Ausführungsbeispiel(e) der Beschrei­ bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be­ schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrens­ schritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (5)

1. Laschenkette für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetrie­ be, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke von in Aussparungen der Laschen eingeschobenen Wiegestücken ausgebildet sind, wobei die Wiegestücke mit den ihrem Kettenglied zugehörenden La­ schen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Stirn­ fläche der Wiegestücke sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangs­ richtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist.

2. Laschenkette für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetrie­ be, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke als Paa­ re von in Aussparungen der Laschen eingeschobenen Wiegestücken mit aufeinander abgestützten Wiegeflächen ausgebildet sind, wobei die Wie­ gestücke mit den ihrem Kettenglied zugehörenden Laschen über eine formschlüssige Drehsicherung verbunden sind, die der jeweiligen Kegel­ scheibe zugewandten Stirnflächen der Wiegestücke die Reibkräfte zwi­ schen Kegelscheiben und Laschenkette übertragen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest eine Stirnfläche der Wiegestücke sowohl in ra­ dialer Richtung als auch in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abwei­ chenden Verlauf aufweist.

3. Laschenkette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche in Umfangsrichtung und in radialer Richtung einen balligen Verlauf aufweist.

4. Laschenkette nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Balligkeit in radialer Richtung größer ist als in Umfangs­ richtung.

5. Laschenkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche zumindest in radialer oder in Umfangs­ richtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist und in der anderen Richtung einen balligen Verlauf aufweist.