DE102012220747A1

DE102012220747A1 - Verfahren zur Bestimmung einer optimierten Kontur und Längsrippe mit einer optimierten Kontur

Info

Publication number: DE102012220747A1
Application number: DE201210220747
Authority: DE
Inventors: Andreas Urbanek; Matthias NEUTZ
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Verfahren zur Bestimmung einer optimierten Kontur wenigstens einer Längsrippe einer Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes aufweisend wenigstens einen sich in Laufrichtung des Umschlingungsmittels erstreckenden Führungsabschnitt, an dem die wenigstens eine Längsrippe angeordnet ist, bei dem bei der Bestimmung der optimierten Kontur eine homogenisierte Spannungsverteilung an dem wenigstens einen Führungsabschnitt bei einem Betrieb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes eine Bedingung ist sowie Führungseinrichtung, bei der die Kontur der wenigstens einen Längsrippe mithilfe eines derartigen Verfahrens bestimmt ist, um die Führungseinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer optimierten Kontur wenigstens einer Längsrippe einer Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes aufweisend wenigstens einen sich in Laufrichtung des Umschlingungsmittels erstreckenden Führungsabschnitt, an dem die wenigstens eine Längsrippe angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung eine Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes aufweisend wenigstens einen sich in Laufrichtung des Umschlingungsmittels erstreckenden Führungsabschnitt, an dem wenigstens eine Längsrippe mit einer optimierten Kontur angeordnet ist.
Aus der WO 03/087846 A2 ist ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe bekannt, enthaltend zwei Kegelscheibenpaare mit je zwei, in ihrem Abstand veränderbaren Kegelscheiben und einem die Kegelscheiben umschlingenden Umschlingungsmittel, einer ein Trum des Umschlingungsmittels führenden Gleitschiene, die auf ihrer dem anderen Trum zugewandten Seite wenigstens eine parallel zu dem Umschlingungsmittel verlaufende, sich von der Führungseinrichtung zu deren Mitte verdickende Rippe aufweist, und ein im Bereich der Mitte der Rippe angeordnetes, etwa senkrecht zu einer Ebene, in der das Umschlingungsmittel umläuft, verlaufendes Rohr zum Sprühen von Flüssigkeit wenigstens in die Räume zwischen den Kegelscheiben der Kegelscheibenpaare, wobei die Rippe an ihrer dem anderen Trum zugewandten Oberfläche im Bereich ihrer Mitte eine Nut derart aufweist, dass aus in dem die Nut durchquerenden Rohr ausgebildeten Löchern abgespritzte Flüssigkeit unmittelbar in die Räume zwischen den Kegelscheiben gelangt. Die Rippe dient zur mechanischen Verstärkung der Gleitschiene. Die Dicke der Rippe nimmt von den Enden der Führungseinrichtung aus zur Mitte hin zu.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem eine Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes baulich und/oder funktional verbessert werden kann. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine baulich und/oder funktional verbesserte Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes bereit zu stellen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zur Bestimmung einer optimierten Kontur wenigstens einer Längsrippe einer Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes aufweisend wenigstens einen sich in Laufrichtung des Umschlingungsmittels erstreckenden Führungsabschnitt, an dem die wenigstens eine Längsrippe angeordnet ist, bei dem bei der Bestimmung der optimierten Kontur eine homogenisierte Spannungsverteilung an dem wenigstens einen Führungsabschnitt bei einem Betrieb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes eine Bedingung ist.
Eine Übersetzung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes kann stufenlos verstellbar sein. Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe kann ein stufenlos verstellbares Getriebe (engl.: Continuously Variable Transmission, CVT) sein. Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe kann ein Variatorgetriebe sein. Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe kann in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe kann ein erstes Kegelscheibenpaar und ein zweites Kegelscheibenpaar aufweisen. Die Kegelscheibenpaare können parallele Drehachsen aufweisen. Jedes Kegelscheibenpaar kann eine axial feststehende Kegelscheibe und eine axial verlagerbare Kegelscheibe aufweisen. Die axial verlagerbaren Kegelscheiben der Kegelscheibenpaare können gegenläufig verlagerbar sein. Das erste Kegelscheibenpaar kann mithilfe eines Antriebs antreibbar sein. Der Antrieb kann eine Kraftmaschine sein. Mithilfe des zweiten Kegelscheibenpaars kann ein Abtrieb verbindbar sein. Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe kann ein Gehäuse aufweisen. Die Kegelscheiben können in dem Gehäuse gelagert sein.
Das Umschlingungsmittel kann zur Übertragung einer mechanischen Leistung zwischen dem ersten Kegelscheibenpaar und dem zweiten Kegelscheibenpaar dienen. Das Umschlingungsmittel kann ein Zugmittel sein. Das Umschlingungsmittel kann eine Kette sein. Die Kette kann eine Laschenkette sein. Die Kette kann Laschen und Druckstücke aufweisen. Die Druckstücke können zur Koppelung des Umschlingungsmittels mit den Kegelscheibenpaaren dienen. Eine Koppelung zwischen den Druckstücken und den Kegelscheibenpaaren kann kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, erfolgen. Die Laschen können zur Koppelung der Druckstücke dienen. Das Umschlingungsmittel kann ein Lasttrum und ein Leertrum aufweisen. Bei einem Betrieb können in dem Lasttrum und/oder in dem Leertrum des Umschlingungsmittels Schwingungen in Transversalrichtung angeregt sein. Eine Transversalrichtung kann eine zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels und zu den Drehachsen der Kegelscheibenpaare senkrechte Richtung sein. Das Umschlingungsmittel kann abhängig von einer Übersetzung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes eine Laufposition einnehmen. Die Laufposition des Umschlingungsmittels kann sich mit einer Änderung der Übersetzung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ändern.
Mit der Führungseinrichtung kann das Umschlingungsmittel an einem Lasttrum führbar sein. Mit der Führungseinrichtung kann das Umschlingungsmittel an einem Leertrum führbar sein. Das Umschlingungsmittel kann an dem ersten Führungsabschnitt und/oder an dem zweiten Führungsabschnitt in Transversalrichtung anliegend führbar sein. Das Umschlingungsmittel kann zwischen dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt zumindest annähernd spielfrei führbar sein. Das Umschlingungsmittel kann bei einem Betrieb an dem ersten Führungsabschnitt und/oder an dem zweiten Führungsabschnitt gleiten. An dem ersten Führungsabschnitt kann das Umschlingungsmittel mit seiner Innenseite führbar sein. Eine Innenseite des Umschlingungsmittels kann eine den Drehachsen der Kegelscheibenpaare zugewandte Seite sein. An dem zweiten Führungsabschnitt kann das Umschlingungsmittel mit seiner Außenseite führbar sein. Eine Außenseite des Umschlingungsmittels kann eine von den Drehachsen der Kegelscheibenpaare abgewandte Seite sein.
Die wenigstens eine Längsrippe kann an dem ersten Führungsabschnitt oder an dem zweiten Führungsabschnitt angeordnet sein. Die wenigstens eine Längsrippe kann an dem Führungsabschnitt außen angeordnet sein. Die wenigstens eine Längsrippe kann an dem Führungsabschnitt an einer von dem Umschlingungsmittel abgewandten Seite angeordnet sein. Der Führungsabschnitt kann in Querrichtung begrenzende Randabschnitte aufweisen. Eine Querrichtung kann eine den Drehachsen der Kegelscheibenpaare entsprechende Richtung sein. Die wenigstens eine Längsrippe kann in Querrichtung von den Randabschnitten des Führungsabschnitts beabstandet angeordnet sein. Die wenigstens eine Längsrippe kann in Querrichtung zumindest annähernd mittig zwischen den Randabschnitten des Führungsabschnitts angeordnet sein. Die wenigstens eine Längsrippe kann in Querrichtung außermittig angeordnet sein. Die wenigstens eine Längsrippe kann in Querrichtung an einem Randabschnitt des Führungsabschnitts angeordnet sein.
Die Führungseinrichtung kann in Längsrichtung in zwei Führungseinrichtungshälften geteilt sein. Die Führungseinrichtungshälften können miteinander verbunden sein. Die Führungseinrichtungshälften können miteinander formschlüssig verbunden sein. Die Führungseinrichtungshälften können miteinander verrastet sein. Ein Führungsabschnitt kann in Längsrichtung in zwei Führungsabschnittshälften geteilt sein. Jede Führungsabschnittshälfte kann in Querrichtung begrenzende Randabschnitte aufweisen. Jede Führungsabschnittshälfte kann wenigstens eine Längsrippe aufweisen. Die wenigstens eine Längsrippe einer jeden Führungsabschnittshälfte kann von den Randabschnitten dieser Führungsabschnittshälfte beabstandet angeordnet sein. Die wenigstens eine Längsrippe einer jeden Führungsabschnittshälfte kann in Querrichtung zumindest annähernd mittig zwischen den Randabschnitten dieser Führungsabschnittshälfte angeordnet sein. Die wenigstens eine Längsrippe einer jeden Führungsabschnittshälfte kann in Querrichtung außermittig angeordnet sein. Die wenigstens eine Längsrippe einer jeden Führungsabschnittshälfte kann in Querrichtung an einem Randabschnitt dieser Führungsabschnittshälfte angeordnet sein.
Die Kontur der wenigstens einen Längsrippe kann eine Kontur in einer zu den Drehachsen der der Kegelscheibenpaare senkrechten Ebene sein. Die Kontur kann eine Außenkontur der Führungseinrichtung sein.
Der erste Führungsabschnitt und der zweite Führungsabschnitt können mithilfe eines Verbindungsabschnitts miteinander verbunden sein. Der Verbindungsabschnitt kann an einem seitlichen Randabschnitt des ersten Führungsabschnitts und an einem seitlichen Randabschnitt des zweiten Führungsabschnitts angeordnet sein. Die seitlichen Randabschnitte können die Führungsabschnitte in Querrichtung begrenzen. Der erste Führungsabschnitt, der zweite Führungsabschnitt und der Verbindungsabschnitt können einstückig hergestellt sein.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine optimierte Kontur wenigstens einer Längsrippe einer Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes bestimmt werden, sodass eine Biegesteifigkeit der Führungseinrichtung, insbesondere des wenigstens einen Führungsabschnitts, erhöht ist. Es ist eine Festigkeitssteigerung erzielt. Dämpfungseigenschaften sind verbessert. Es sind Schwingungen des Umschlingungsmittels, Vibrationen und/oder eine Geräuschentwicklung reduziert. Ein Bauraumbedarf ist optimiert. Der Materialeinsatz ist optimiert. Die Verteilung der auftretenden Spannungen an der Oberfläche der Gesamtkontur ist optimiert.
Zunächst kann ausgehend von einer senkrecht zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels liegenden Symmetrieebene der Führungseinrichtung der Längsrippe ein rechtwinkliges gleichschenkliges erstes Dreieck mit einer ersten zur Symmetrieebene parallelen Kathete, einer zweiten zu dem wenigstens einen Führungsabschnitt parallelen Kathete und einer Hypotenuse eingeschrieben werden. Die erste Kathete kann in der Symmetrieebene der Führungseinrichtung liegen. Die erste Kathete kann aus der Symmetrieebene der Führungseinrichtung heraus parallel zu dieser verschoben sein. Eine Verschiebung kann eine Durchbrechung in der Führungseinrichtung, insbesondere eine Aufnahme für eine Halteeinrichtung, berücksichtigen. Die erste Kathete kann in einer Begrenzungsebene der Durchbrechung liegen. Die zweite Kathete kann in dem wenigstens einen Führungsabschnitt liegen. Die zweite Kathete kann in einer Oberflächenebene des wenigstens einen Führungsabschnitts liegen. Die zweite Kathete kann in einer inneren oder äußeren Oberflächenebene des wenigstens einen Führungsabschnitts liegen. Die erste Kathete und die Hypotenuse des ersten Dreiecks können eine erste Ecke des ersten Dreiecks bilden. Die erste Ecke kann der Kontur der Längsrippe zugeordnet sein. Die zweite Kathete und die Hypotenuse des ersten Dreiecks können eine zweite Ecke des ersten Dreiecks bilden. Die zweite Ecke kann dem wenigstens einen Führungsabschnitt zugeordnet sein. Die Katheten des ersten Dreiecks können eine dritte Ecke des ersten Dreiecks bilden. Die dritte Ecke kann dem wenigstens einen Führungsabschnitt zugeordnet sein. Die Hypotenuse kann einen Mittelpunkt aufweisen. Der Mittelpunkt kann auf der Hypotenuse mittig zwischen der ersten Ecke und der zweiten Ecke des ersten Dreiecks angeordnet sein. Ein eingeschriebenes Dreieck ist ein Dreieck, das zumindest annähernd vollständig innerhalb der Führungseinrichtung, insbesondere innerhalb der Längsrippe, angeordnet ist.
In einem nachfolgenden Schritt kann ausgehend von dem ersten Dreieck der Längsrippe ein gleichschenkliges zweites Dreieck mit einer ersten Kathete, deren Länge der halben Länge der Hypotenuse des ersten Dreiecks entspricht und die auf der Hypotenuse des ersten Dreiecks liegt, einer zweiten Kathete, die eine Verlängerung der zweiten Kathete des ersten Dreiecks bildet und einer Hypotenuse eingeschrieben werden. Die zweite Kathete kann an der zweiten Ecke des ersten Dreiecks anschließen. Das zweite Dreieck kann ein stumpfwinkliges Dreieck sein. Die Katheten des zweiten Dreiecks können einen stumpfen Winkel einschließen. Die erste Kathete und die Hypotenuse des zweiten Dreiecks können eine erste Ecke des zweiten Dreiecks bilden. Die erste Ecke kann der Kontur der Längsrippe zugeordnet sein. Die erste Ecke kann auf einem Mittelpunkt der Hypotenuse des ersten Dreiecks liegen. Die zweite Kathete und die Hypotenuse des zweiten Dreiecks können eine zweite Ecke des zweiten Dreiecks bilden. Die zweite Ecke kann dem wenigstens einen Führungsabschnitt zugeordnet sein. Die Katheten des zweiten Dreiecks können eine dritte Ecke des zweiten Dreiecks bilden. Die dritte Ecke kann dem wenigstens einen Führungsabschnitt zugeordnet sein. Die dritte Ecke des zweiten Dreiecks kann auf der zweiten Ecke des ersten Dreiecks liegen. Die Hypotenuse kann einen Mittelpunkt aufweisen. Der Mittelpunkt kann auf der Hypotenuse mittig zwischen der ersten Ecke und der zweiten Ecke des zweiten Dreiecks angeordnet sein.
In einem nachfolgenden Schritt kann ausgehend von dem zuvor eingeschriebenen Dreieck der Längsrippe ein gleichschenkliges weiteres Dreieck mit einer ersten Kathete, deren Länge der halben Länge der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks entspricht und die auf der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks liegt, einer zweiten Kathete, die eine Verlängerung der zweiten Kathete des zuvor eingeschriebenen Dreiecks bildet und einer Hypotenuse eingeschrieben werden. Die zweite Kathete kann an der zweiten Ecke des zuvor eingeschriebenen Dreiecks anschließen. Das weitere Dreieck kann ein stumpfwinkliges Dreieck sein. Die Katheten des weiteren Dreiecks können einen stumpfen Winkel einschließen. Die erste Kathete und die Hypotenuse des weiteren Dreiecks können eine erste Ecke des weiteren Dreiecks bilden. Die erste Ecke kann der Kontur der Längsrippe zugeordnet sein. Die erste Ecke kann auf einem Mittelpunkt der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks liegen. Die zweite Kathete und die Hypotenuse des weiteren Dreiecks können eine zweite Ecke des weiteren Dreiecks bilden. Die zweite Ecke kann dem wenigstens einen Führungsabschnitt zugeordnet sein. Die Katheten des weiteren Dreiecks können eine dritte Ecke des weiteren Dreiecks bilden. Die dritte Ecke kann dem wenigstens einen Führungsabschnitt zugeordnet sein. Die dritte Ecke des weiteren Dreiecks kann auf der zweiten Ecke des zuvor eingeschriebenen Dreiecks liegen. Die Hypotenuse kann einen Mittelpunkt aufweisen. Der Mittelpunkt kann auf der Hypotenuse mittig zwischen der ersten Ecke und der zweiten Ecke des weiteren Dreiecks angeordnet sein.
Der Schritt, in dem ausgehend von dem zuvor eingeschriebenen Dreieck der Längsrippe ein gleichschenkliges weiteres Dreieck mit einer ersten Kathete, deren Länge der halben Länge der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks entspricht und die auf der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks liegt, einer zweiten Kathete, die eine Verlängerung der zweiten Kathete des zuvor eingeschriebenen Dreiecks bildet und einer Hypotenuse eingeschrieben wird, kann wiederholt werden.
Ein Dreieck kann unter Berücksichtigung eines Flächenträgheitsmoments und/oder eines zur Verfügung stehenden Bauraums angepasst werden. Bei der Bestimmung der optimierten Kontur kann eine funktionale Geometrie, wie Rippe, Zentrierstift und/oder Versatzquader, berücksichtigt werden.
Außerdem erfolgt die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe mit einer Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes aufweisend wenigstens einen sich in Laufrichtung des Umschlingungsmittels erstreckenden Führungsabschnitt, an dem wenigstens eine Längsrippe mit einer optimierten Kontur angeordnet ist, bei der die Kontur der wenigstens einen Längsrippe mithilfe eines derartigen Verfahrens bestimmt ist. Die wenigstens eine Längsrippe kann eine gewellte Kontur aufweisen derart, dass bei einem Betrieb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes an dem wenigstens einen Führungsabschnitt eine homogenisierte Spannungsverteilung erzielt ist.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Gleitschiene nach CAE Optimierungsgrundlage. Durch eine geometrisch definierte Konstruktion kann eine Kontur einer Längsrippe den Belastungen optimal angepasst und dadurch deren Steifigkeit und Festigkeit deutlich erhöht werden. Die Kontur einer äußeren Längsrippe kann, vorgegeben durch geometrische und bauraumbedingte Randbedingungen sowie funktioneller Vorgaben ermittelt und mittels der Bedingung „konstante Spannung an jedem Punkt der Oberfläche“ optimiert werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:
1 ein stufenlos verstellbares Getriebe mit zwei Kegelscheibenpaaren, einer Kette, einer Führungsschiene und einer Halteeinrichtung,
2 einen ersten Schritt zur Bestimmung einer optimierten Kontur einer Längsrippe einer Führungsschiene,
3 einen zweiten Schritt zur Bestimmung einer optimierten Kontur einer Längsrippe einer Führungsschiene,
4 einen dritten Schritt zur Bestimmung einer optimierten Kontur einer Längsrippe einer Führungsschiene und
5 eine Führungsschiene mit einer Längsrippe mit einer optimierten Kontur.
1 zeigt ein stufenlos verstellbares Getriebe 100 mit zwei Kegelscheibenpaaren 102, 104, einer Kette 106, einer Führungsschiene 108 und einer Halteeinrichtung 110.
Das Kegelscheibenpaar 102 ist ausgehend von einer Kraftmaschine antreibbar. Eine Drehachse des Kegelscheibenpaars 102 ist mit 112 bezeichnet. Die Pfeilrichtung a zeigt eine Antriebsdrehrichtung. Das Kegelscheibenpaar 104 kann mit Abtriebsrädern des Kraftfahrzeugs abtriebsverbunden sein. Eine Drehachse des Kegelscheibenpaars 104 ist mit 114 bezeichnet. Die Kegelscheibenpaare 102, 104 sind in einem Gehäuse des Getriebes 100 gelagert.
Die Kette 106 dient zur Übertragung einer mechanischen Leistung zwischen dem Kegelscheibenpaar 102 und dem Kegelscheibenpaar 104. In der Figur läuft die Kette 106 an dem Kegelscheibenpaar 102 auf einem kleinen Radius und an dem Kegelscheibenpaar 104 auf einem großen Radius. Damit ergibt sich vorliegend eine Übersetzung ins Langsame. Die Kegelscheiben der Kegelscheibenpaare 102, 104 sind jeweils in Richtung der Drehachsen 112, 114 relativ zueinander verschiebbar. Wenn die Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaars 102, 104 voneinander weit entfernt sind, läuft die Kette 106 auf einem kleinen Radius. Wenn die Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaars 102, 104 einen geringen Abstand voneinander aufweisen, läuft die Kette 106 auf einem großen Radius. Wenn der Abstand der Kegelscheiben vergrößert wird, verschiebt sich der Laufradius der Kette 106 in Richtung kleinerer Radien. Wenn der Abstand der Kegelscheiben verkleinert wird, verschiebt sich der Laufradius der Kette 106 in Richtung größerer Radien. Die Kegelscheiben der Kegelscheibenpaare 102, 104 werden gegenläufig verstellt, sodass die Kette 106 vorgespannt bleibt. Bei einer Änderung der Übersetzung des Getriebes 100 ändert sich die relative Lage zwischen der Kette 106 und den Achsen 112, 114 der Kegelscheibenpaare 102, 104.
Bei einem Antrieb entsprechend der Pfeilrichtung a läuft die Kette 106 in Pfeilrichtung b. Die Führungsschiene 108 ist dann an einem Lasttrum der Kette 106 angeordnet. Die Führungsschiene 108 weist einen inneren Führungsabschnitt 122 und einen äußeren Führungsabschnitt 124 auf. Die Führungsabschnitte 122, 124 sind miteinander mithilfe von Verbindungsabschnitten, wie 126, verbunden. Die Kette 106 ist zwischen den Führungsabschnitten 122, 124 mit einem nur geringem Spiel geführt. An dem inneren Führungsabschnitt 122 ist eine Längsrippe 118 angeordnet. Die Längsrippe 118 erstreckt sich in einer zu den Drehachsen 112, 114 senkrechten Ebene.
Die Führungsschiene 108 ist an der Halteeinrichtung 110 angeordnet. Die Halteeinrichtung 110 ist an einem Gehäuse des Getriebes 100 und damit in Bezug auf die Achsen 112, 114 der Kegelscheibenpaare 102, 104 fest angeordnet. Zur Anordnung an der Halteeinrichtung 110 weist die Führungsschiene 108 eine langlochartige Aufnahme 120 auf. Bei einem Betrieb des Getriebes 100 können in der Kette 106 in einer Transversalrichtung c Schwingungen angeregt werden. Die langlochartige Aufnahme der Führungsschiene 108 erstreckt sich in Pfeilrichtung c. Um eine Lageänderung der Kette 106 bei einer Änderung der Übersetzung des Getriebes 100 zu ermöglichen, ist die Führungsschiene 108 an der Halteeinrichtung 110 um eine Längsachse der Halteeinrichtung 110 drehbar und in Pfeilrichtung c verschiebbar angeordnet.
Die Führungsschiene 108 ist aus zwei Führungsschienenhälften zusammengesetzt. Die zwei Führungsschienenhälften sind in Richtung der Drehachsen 112, 114 zusammengefügt. Eine Trennebene der Führungsschiene 108 erstreckt sich in Laufrichtung b der der Kette 106 sowie in Transversalrichtung c.
In der Figur sind weitere Übersetzungseinstellungen, bei denen die Kette 106 an den Kegelscheibenpaaren 102, 104 auf anderen Radien läuft und die Führungsschiene 108 eine gegenüber der Halteeinrichtung 110 verdrehte und verschobene Lage einnimmt, gestrichelt und/oder strichpunktiert dargestellt.
2 zeigt einen ersten Schritt zur Bestimmung einer optimierten Kontur einer Längsrippe 200 einer Führungsschiene 202, wie Führungsschiene 108 gemäß 1. Ausgehend von einer senkrecht zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels liegenden Symmetrieebene 204 der Führungsschiene 202 wird der Längsrippe 200 ein rechtwinkliges gleichschenkliges erstes Dreieck 206 mit einer ersten zur Symmetrieebene 204 parallelen Kathete 208, einer zweiten zu einem Führungsabschnitt 210 parallelen Kathete 212 und einer Hypotenuse 214 eingeschrieben.
Die Führungsschiene 202 weist ein Langloch 216 zur Verbindung der Führungsschiene 202 mit einer Halteeinrichtung auf. Das Langloch 216 weist einen zur Symmetrieebene 204 parallelen Begrenzungsabschnitt 218 auf. Die erste Kathete 208 wird auf diesen Begrenzungsabschnitt 218 des Langlochs 216 gelegt. Die erste Kathete 208 erstreckt sich zwischen dem Führungsabschnitt 210 und einer Kontur der Längsrippe 200. Die Länge der ersten Kathete 208 ist durch einen Abstand des Führungsabschnitts 210 und der Kontur der Längsrippe 200 bestimmt.
Die zweite Kathete 212 ist rechtwinklig zur ersten Kathete 208 angeordnet. Die zweite Kathete 212 erstreckt sich entlang des Führungsabschnitts 210. Die zweite Kathete 212 weist eine der ersten Kathete 208 entsprechende Länge auf. Die Hypotenuse 214 erstreckt sich zwischen den Katheten 208, 212. Die Hypotenuse 214 weist einen Mittelpunkt 220 auf.
3 zeigt einen zweiten Schritt zur Bestimmung einer optimierten Kontur einer Längsrippe 300 einer Führungsschiene 302, wie Führungsschiene 108 gemäß 1. Ausgehend von einem ersten Dreieck 304, wie Dreieck 206 gemäß 2, wird der Längsrippe 300 ein gleichschenkliges zweites Dreieck 306 mit einer ersten Kathete 308, deren Länge der halben Länge der Hypotenuse des ersten Dreiecks 304 entspricht und die auf der Hypotenuse des ersten Dreiecks 304 liegt, einer zweiten Kathete 310, die eine Verlängerung der zweiten Kathete des ersten Dreiecks 304 bildet und einer Hypotenuse 312 eingeschrieben. Die Katheten 308, 310 schließen miteinander einen stumpfen Winkel ein. Die zweite Kathete 310 erstreckt sich entlang eines Führungsabschnitts 314. Die zweite Kathete 310 weist eine der ersten Kathete 308 entsprechende Länge auf. Die Hypotenuse 312 erstreckt sich zwischen den Katheten 308, 310. Die Hypotenuse 312 weist einen Mittelpunkt 316 auf.
4 zeigt einen dritten Schritt zur Bestimmung einer optimierten Kontur einer Längsrippe 400 einer Führungsschiene 402, wie Führungsschiene 108 gemäß 1. Ausgehend von dem zuvor eingeschriebenen Dreieck 404, wie Dreieck 306 gemäß 3, wird der Längsrippe 400 ein gleichschenkliges weiteres Dreieck 406 mit einer ersten Kathete 408, deren Länge der halben Länge der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks 404 entspricht und die auf der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks 404 liegt, einer zweiten Kathete 410, die eine Verlängerung der zweiten Kathete des zuvor eingeschriebenen Dreiecks 404 bildet und einer Hypotenuse 412 eingeschrieben. Die Katheten 408, 410 schließen miteinander einen stumpfen Winkel ein. Die zweite Kathete 410 erstreckt sich entlang eines Führungsabschnitts 414. Die zweite Kathete 410 weist eine der ersten Kathete 408 entsprechende Länge auf. Die Hypotenuse 412 erstreckt sich zwischen den Katheten 408, 410. Die Hypotenuse 412 weist einen Mittelpunkt 416 auf.
5 zeigt eine Führungsschiene 500, wie Führungsschiene 108 gemäß 1, mit einer Längsrippe 502 mit einer optimierten Kontur 504. Die Kontur 504 weist eine gewellte Form auf und resultiert aus den in 2–4 gezeigten und oben beschriebenen Schritten. Die Kontur 504 weist nach außen gekrümmte Abschnitte und nach innen gekrümmte Abschnitte auf. Ausgehend von einer Symmetrieebene 505 der Führungsschiene 500 weist die Kontur 504 in Richtung eines Endabschnitts zunächst einen nach außen gekrümmten Abschnitt auf. Dieser Abschnitt umschließt ein Langloch 508. Es schließt ein nach innen gekrümmter Abschnitt an. Dieser Abschnitt ist im Bereich einer Querrippe 510 angeordnet. Zwischen der Querrippe 510 und einer weiteren Querrippe 512 schließt ein nach außen gekrümmten Abschnitt an. Zwischen der Querrippe 512 und einem Zentrierstift 514 sowie einem Versatzquader 516 schließt ein nach innen gekrümmter Abschnitt an. Der Zentrierstift 514 und der Versatzquader 516 sind von einem außen gekrümmten Abschnitt der Kontur 504 umschlossen. Die Höhe der Längsrippe 502 nimmt ausgehend von der Symmetrieebene 505 in Richtung eines Endabschnitts ab.
Bei einem Betrieb eines Getriebes, wie Getriebe 100 gemäß 1, sind an einem Führungsabschnitt 506 der Führungsschiene 500 auftretende Spannungen gleichmäßig verteilt. Derartige Spannungen ergeben sich insbesondere durch eine umlaufende Kette. Belastet sind insbesondere die Kegelscheibenpaaren zugewandten Endabschnitte des Führungsabschnitts 506. Die Kette belastet die Endabschnitte des Führungsabschnitts 506 in Richtung eines Aufbiegens in einer Richtung senkrecht zu Drehachsen der Kegelscheibenpaare. Der Verlauf der Kontur 504 berücksichtigt das Langloch 508, die Querrippen 510, 512, den Zentrierstift 514 und den Versatzquader 516.
Die Führungsschiene 500 ist vollständig oder teilweise aus Metall und/oder Kunststoff hergestellt.
Bezugszeichenliste

100: Getriebe
102: Kegelscheibenpaar
104: Kegelscheibenpaar
106: Kette
108: Führungsschiene
110: Halteeinrichtung
112: Drehachse
114: Drehachse
116: Führung
118: Längsrippe
120: Aufnahme
122: Führungsabschnitt
124: Führungsabschnitt
126: Verbindungsabschnitt
200: Längsrippe
202: Führungsschiene
204: Symmetrieebene
206: Dreieck
208: Kathete
210: Führungsabschnitt
212: Kathete
214: Hypotenuse
216: Langloch
218: Begrenzungsabschnitt
220: Mittelpunkt
300: Längsrippe
302: Führungsschiene
304: Dreieck
306: Dreieck
308: Kathete
310: Kathete
312: Hypotenuse
314: Führungsabschnitt
316: Mittelpunkt
400: Längsrippe
402: Führungsschiene
404: Dreieck
406: Dreieck
408: Kathete
410: Kathete
412: Hypotenuse
414: Führungsabschnitt
416: Mittelpunkt
500: Führungsschiene
502: Längsrippe
504: Kontur
505: Symmetrieebene
506: Führungsabschnitt
508: Langloch
510: Querrippe
512: Querrippe
514: Zentrierstift
516: Versatzquader

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 03/087846 A2 [0002]

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer optimierten Kontur (504) wenigstens einer Längsrippe (118, 200, 300, 400, 502) einer Führungseinrichtung (108, 202, 302, 402, 500) für ein Umschlingungsmittel (106) eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes (100) aufweisend wenigstens einen sich in Laufrichtung des Umschlingungsmittels (106) erstreckenden Führungsabschnitt (122, 210, 314, 414, 506), an dem die wenigstens eine Längsrippe (118, 200, 300, 400, 502) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der optimierten Kontur (504) eine homogenisierte Spannungsverteilung an dem wenigstens einen Führungsabschnitt (122, 210, 314, 414, 506) bei einem Betrieb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes (100) eine Bedingung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ausgehend von einer senkrecht zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels (106) liegenden Symmetrieebene (204) der Führungseinrichtung (202) der Längsrippe (200) ein rechtwinkliges gleichschenkliges erstes Dreieck (206) mit einer ersten zur Symmetrieebene (204) parallelen Kathete (208), einer zweiten zu dem wenigstens einen Führungsabschnitt (122, 210, 314, 414, 506) parallelen Kathete (212) und einer Hypotenuse (214) eingeschrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem nachfolgenden Schritt ausgehend von dem ersten Dreieck (206, 304) der Längsrippe (300) ein gleichschenkliges zweites Dreieck (306) mit einer ersten Kathete (308), deren Länge der halben Länge der Hypotenuse des ersten Dreiecks (206, 304) entspricht und die auf der Hypotenuse des ersten Dreiecks (206, 304) liegt, einer zweiten Kathete (310), die eine Verlängerung der zweiten Kathete des ersten Dreiecks (206, 304) bildet und einer Hypotenuse (312) eingeschrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem nachfolgenden Schritt ausgehend von dem zuvor eingeschriebenen Dreieck (306, 404) der Längsrippe (400) ein gleichschenkliges weiteres Dreieck (406) mit einer ersten Kathete (408), deren Länge der halben Länge der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks (306, 404) entspricht und die auf der Hypotenuse des zuvor eingeschriebenen Dreiecks (306, 404) liegt, einer zweiten Kathete (410), die eine Verlängerung der zweiten Kathete des zuvor eingeschriebenen Dreiecks (306, 404) bildet und einer Hypotenuse (412) eingeschrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt gemäß Anspruch 4 wiederholt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2–5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dreieck (206, 304, 306, 404, 406) unter Berücksichtigung eines Flächenträgheitsmoments und/oder eines zur Verfügung stehenden Bauraums angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der optimierten Kontur (504) eine funktionale Geometrie, wie Rippe (510, 512), Zentrierstift (514) und/oder Versatzquader (516), berücksichtigt wird.
Führungseinrichtung (108, 202, 302, 402, 500) für ein Umschlingungsmittel (106) eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes (100) aufweisend wenigstens einen sich in Laufrichtung des Umschlingungsmittels (106) erstreckenden Führungsabschnitt (122, 210, 314, 414, 506), an dem wenigstens eine Längsrippe (118, 200, 300, 400, 502) mit einer optimierten Kontur (504) angeordnet ist, wobei die Kontur (504) der wenigstens einen Längsrippe (118, 200, 300, 400, 502) mithilfe eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche bestimmt ist.
Führungseinrichtung (108, 202, 302, 402, 500) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Längsrippe (118, 200, 300, 400, 502) eine gewellte Kontur (504) aufweist derart, dass bei einem Betrieb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes (100) an dem wenigstens einen Führungsabschnitt (122, 210, 314, 414, 506) eine homogenisierte Spannungsverteilung erzielt ist.