DE10003131B4

DE10003131B4 - Laschenkette

Info

Publication number: DE10003131B4
Application number: DE10003131A
Authority: DE
Inventors: Dr. Linnenbrügger Andre; Klaus Scheufele; Andre Teubert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-02-06
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: US6293887B1; JP4821022B2; JP2000230606A; DE10003131A1; NL1014286C2

Abstract

Laschenkette (9) für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke von in Aussparungen der Laschen (39, 40) eingeschobenen Wiegestücken (32, 33) ausgebildet sind, wobei die Wiegestücke mit den ihrem Kettenglied zugehörenden Laschen verbunden sind wobei zumindest eine Stirnfläche der Wiegestücke sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (100) zumindest in radialer oder in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist und in der anderen Richtung einen balligen Verlauf aufweist

Description

Die Erfindung betrifft eine Laschenkette insbesondere für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetriebe.
In diesem Zusammenhang haben die Kegelscheibengetriebe in der Regel auf jeder ihrer Wellen Paare von Kegelscheiben mit balliger Reibfläche. Eingeschlossen sein sollen jedoch auch solche Getriebe, bei denen die auf jeder der Wellen angeordneten Scheibenpaare einen asymmetrischen Scheibenkeil bilden, indem eine der Scheiben sich praktisch in Radialrichtung erstreckt.
Soweit beim Gegenstand der vorstehend umrissenen Art die balligen Stirnflächen der Wiegestücke mit in einer Richtung ballig ausgebildeten Reibfläche von Kegelscheiben zusammenwirken, wird die gewölbte Ausführung der Kegelscheiben 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 Kegelscheiben mit anderen Mantellinien der Reibflächen bei Übersetzungsänderungen ergibt. Durch die DE 34 470 92 C2 , die DE 28 481 67 B1 und die DE 44 158 38 C1 sind Ketten mit Wiegedruckstücken mit in radialer Richtung ausgebildeten balligen Stirnflächen bekannt geworden. In der anderen zur radialen Richtung senkrechten Richtung sind diese Stirnflächen jedoch gerade ausgebildet. Durch die DE 197 08 865 A1 sind Ketten mit Wiegedruckstücken bekannt geworden, die ein radialer Richtung eine Balligkeit aufweisen und die in einer Richtung senkrecht zur radialen Richtung einen geraden Verlauf aufweisen, der jedoch mit der radialen Höhe sich winklig verändert.
Für diese Paarung aus Kegelscheiben und Stirnflächen der 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 mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 oder 2 gelöst. Ein von einer Ebene abweichender 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 vorgesehen sein.
Auch ist die erfindungsgemäße Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 3 oder 4 gelöst.
Zweckmäßig ist es, wenn der Radius der Balligkeit in radialer Richtung größer ist als in Umfangsrichtung.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich bei der Herstellung der Wiegestücke beispielsweise bei Schleifprozessen relativ einfach erzielen, da die Stirnflächen auch bei einem ebenen Verlauf geschliffen werden müßten. Durch das Schleifen einer nicht ebenen, beispielsweise balligen oder kugeligen Stirnflächengeometrie kann ein einfaches Verfahren angewendet werden, um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Laschenkette zu erhöhen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform, die in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigen:
1 ein hydraulisch gesteuertes Kegelscheibengetriebe;
2 eine vereinfachte Darstellung des Getriebes gemäß 1 mit balligen Reibflächen der Kegelscheiben und in einer Richtung balligen Stirnflächen der Wiegestücke;
3 die Seitenansicht einer Laschenkette mit gelenkbildenden Wiegestückpaaren;
4 eine vergrößerte Ausschnittdarstellung der Paarung zwischen der Reibfläche einer Kegelscheibe und der Stirnfläche eines Wiegestückes;
5 die Ansicht des Gegenstandes gemäß 4 von links gesehen mit verschiedenen Schwenklagen eines Wiegestückes;
6 die Radialansicht des Gegenstandes der 4 und 5 ausschnittweise mit den Schwenklagen des Wiegestückes gemäß 5 und
7 in vergrößerter und perspektivischer Ausschnittdarstellung das Ende eines Wiegestückes mit erfindungsgemäß abgewandelter Stirnfläche;
8a bis 8c jeweils einen Schnitt durch ein Wiegegelenk in einer Ebene parallel zu der Oberseite;
Gemäß 1 weist ein bekanntes Getriebe mit hydraulisch verstellbaren Kegelscheiben 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 angeordnet 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 Hydraulikventilanlage 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 zugeführt 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 Hebel 19 eines Übersetzungsstellgliedes 20 angelenkt ist. Zwischen Stellglied 20 und Gleitstein 18 ist an den Hebel 19 außerdem der Schieber 21 des Vierkanten-Steuerschiebers drehbar angelenkt.
Auch kann jede Kegelscheibe mit einer Doppel-Kolben-Zylinder-Anordnung versehen sein, wobei jeweils eine Kolben-Zylinder-Einheit für die Druckmittelbetätigung 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 2 sind bei einem Getriebe der allgemein anhand der 1 geschilderten Art auf Wellen 22, 23 Kegelscheiben 24 bis 27 drehfest angeordnet, wobei die Kegelscheiben 24 und 26 axial fest abgestützt sind, während die Kegelscheiben 25 und 27, die Zylinder-Kolben-Aggregate 28, 29 bilden, entsprechend den Pfeilen 30, 31 drehfest aber axial verschiebbar sind. Zwischen den Kegelscheiben läuft eine Stahlgliederkette um, die in der neutralen Übersetzungsstellung 1:1 durch Wiegestücke 32, 33 und die ihre Mitte verbindende Spurlinie 34 dargestellt ist.
Wie aus 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 wesentlichen kreisbogenförmige Mantelfläche aufweisen.
Die Kette 9 mit gelenkbildenden Paaren von Wiegestücken 32, 33 ist in 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 gesichert sind.
Die gegenseitige gelenkbildende Abstützung der Wiegestücke 32, 33 geschieht über im wesentlichen konvex gewölbte Wiegeflächen 41, 42, über die die Wiegestücke 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 zusammengehörenden Kegelscheiben gebildeten Keil durch. Dabei nehmen benachbarte Wiegestücke 32, 33 eine andere Schwenkstellung ein, die je nach dem Laufkreisradius zwischen den Kegelscheibenpaaren unterschiedlich ist.
4 zeigt in vergrößerter Ausschnittdarstellung aus 2 die Paarung zwischen einem Wiegestück 33 mit einer in radialer Richtung im wesentlichen kreisbogenförmig 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 nebeneinander 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 Laufkreisraidus gehört.
5 zeigt den Gegenstand gemäß 4 bezogen auf 4 von links durch die durchsichtig gedachte Kegelscheibe 24 gesehen. Dabei sind in 5 drei zu verschiedenen Übersetzungsstellungen des Getriebes gehörende Schwenkstellungen eines stark vergrößert dargestellten Wiegestückes gezeigt, wobei die durchgehend gezeichnete Wiegestückkontur einer mittleren Übersetzungsstellung 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 5 zeigt 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 Wiegefläche 41 gegenüberliegenden Außenkante trägt. Bei der mittleren, der durchgehend gezeichneten Position in 5 entsprechenden Stellung trägt die Stirnfläche 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 6 ersichtliche Stirnflächenlinie von einem geraden oder ebenen Bereich 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 ballige Kontur in der radialen Richtung.
Dabei ergibt sich in Radialrichtung gesehen ein Stirnflächenverlauf, wie er perspektivisch in 7 dargestellt ist. 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 Wiegedruckstückes 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 Wiegedruckstückes 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 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 beabstandet. Im Ausführungsbeispiel der 8a ist der Abstand d1 größer als der Abstand d2. Dadurch kommt es zu der asymmetrischen Form der Stirnfläche 120.
Die 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 beabstandet. Im Ausführungsbeispiel der 8b ist der Abstand d3 gleich dem Abstand d4. Dadurch kommt es zu der dargestellten symmetrischen Form der Stirnfläche 130.
Die 8c zeigt einen Schnitt eines Wiegegelenkdruckstückes 141, das eine Stirnfläche 140 aufweist, die in dieser Ebene von einem geraden Verlauf abweicht, indem zumindest eine der Kanten 142 und 143 abgerundet ist. Zwischen den abgerundeten oder anderweitig profilierten Kanten kann ein Zwischenbereich eben oder gekrümmt sein. Die Profilierung kann mittels eines Radius verrundet 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 8a bis 8c können in nicht dargestellter radialer Richtung eine Balligkeit wie in der 7 dargestellt aufweisen.

Claims

Laschenkette (9) für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke von in Aussparungen der Laschen (39, 40) eingeschobenen Wiegestücken (32, 33) ausgebildet sind, wobei die Wiegestücke mit den ihrem Kettenglied zugehörenden Laschen verbunden sind wobei zumindest eine Stirnfläche der Wiegestücke sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (100) zumindest in radialer oder in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist und in der anderen Richtung einen balligen Verlauf aufweist
Laschenkette (9) für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke als Paare von in Aussparungen der Laschen (39, 40) eingeschobenen Wiegestücken (32, 33) mit aufeinander abgestützten Wiegeflächen ausgebildet sind, wobei die Wiegestücke mit den ihrem Kettenglied zugehörenden Laschen über eine formschlüssige Drehsicherung verbunden sind, die der jeweiligen Kegelscheibe zugewandten Stirnflächen der Wiegestücke die Reibkräfte zwischen Kegelscheiben und Laschenkette übertragen wobei zumindest eine Stirnfläche (100) der Wiegestücke sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (100) zumindest in radialer oder in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist und in der anderen Richtung einen balligen Verlauf aufweist.
Laschenkette (9) für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke von in Aussparungen der Laschen (39, 40) eingeschobenen Wiegestücken (32, 33) ausgebildet sind, wobei die Wiegestücke mit den ihrem Kettenglied zugehörenden Laschen verbunden sind wobei zumindest eine Stirnfläche der Wiegestücke sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (100) in Umfangsrichtung und in radialer Richtung einen balligen Verlauf aufweist.
Laschenkette (9) für stufenlos übersetzungseinstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke als Paare von in Aussparungen der Laschen (39, 40) eingeschobenen Wiegestücken (32, 33) mit aufeinander abgestützten Wiegeflächen ausgebildet sind, wobei die Wiegestücke mit den ihrem Kettenglied zugehörenden Laschen über eine formschlüssige Drehsicherung verbunden sind, die der jeweiligen Kegelscheibe zugewandten Stirnflächen der Wiegestücke die Reibkräfte zwischen Kegelscheiben und Laschenkette übertragen wobei zumindest eine Stirnfläche (100) der Wiegestücke sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung einen von einer Ebene abweichenden Verlauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (100) in Umfangsrichtung und in radialer Richtung einen balligen Verlauf aufweist.
Laschenkette (9) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Balligkeit in radialer Richtung größer ist als in Umfangsrichtung.