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Die Erfindung betrifft ein Wiegegelenk für eine Laschenkette, mit einem Paar Wiegedruckstücken, die Stirnflächen mit Berührpunkten und Wälzkonturen mit Wälzpunkten aufweisen. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Laschenkette mit mindestens einem derartigen Wiegegelenk.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2007 023 264 A1 ist eine Laschenkette mit einer Vielzahl über Druckstücke gelenkig miteinander verbundenen Kettenlaschen bekannt. Um zwischen unteren und oberen Anlageflächen der Kettenlaschen eine gleichmäßigere Pressungsbelastung zu erreichen, liegt ein Verhältnis aus einem Abstand eines Endes eines oberen Bereichs zu einem Schwerpunkt und einem Abstand eines Endes eines unteren Bereichs zum Schwerpunkt in einem Bereich von etwa 1,1 bis etwa 2.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad einer Laschenkette mit Wiegegelenken, die jeweils ein Paar Wiegedruckstücke umfassen, die Stirnflächen mit Berührpunkten und Wälzkonturen mit Wälzpunkten aufweisen, zu optimieren.
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Die Aufgabe ist bei einem Wiegegelenk für eine Laschenkette, mit einem Paar Wiegedruckstücken, die Stirnflächen mit Berührpunkten und Wälzkonturen mit Wälzpunkten aufweisen, dadurch gelöst, dass Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke kleiner als bei herkömmlichen Wiegegelenken sind. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen zur Verwendung von Laschenketten mit Wiegegelenken in stufenlos verstellbaren Kegelscheibenumschlingungsgetrieben, die auch als CVT-Getriebe bezeichnet werden, wurde herausgefunden, dass beim Einlaufen der Wiegegelenke in die Kegelscheiben und beim Auslaufen der Wiegegelenke aus den Kegelscheiben eine Druckellipse auf einer Stirnfläche der Wiegedruckstücke entlang einer Kontaktlinie unerwünscht wandert oder verläuft. Diese Kontaktlinie hat einen Abstand zu einem Wälzpunkt zwischen den Wiegedruckstücken eines Wiegedruckstückpaars. Darüber hinaus sorgt eine so genannte Bohrreibung der Wiegedruckstücke beim Einlaufen und Auslaufen der Wiegedruckstücke in die beziehungsweise aus den Kegelscheiben für unerwünschte Verluste. Diese unerwünschten Effekte können durch die erfindungsgemäße Verringerung der Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke deutlich abgeschwächt beziehungsweise abgestellt werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegegelenks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Berührpunkte der Wiegedruckstücke näher bei den Wälzpunkten angeordnet sind als bei herkömmlichen Wiegegelenken. Die Berührpunkte der Wiegedruckstücke sind vorzugsweise innerhalb eines Rechtecks angeordnet, dessen Abmessungen deutlich kleiner als die Abmessungen der Stirnflächen der Wiegedruckstücke sind.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegegelenks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke in einer radialen Richtung deutlich kleiner als die Ausdehnung der Wiegedruckstücke in der radialen Richtung sind. Dabei sind die Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke in der radialen Richtung vorzugsweise kleiner als ein Zehntel der Ausdehnung der Wiegedruckstücke in der radialen Richtung.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegegelenks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke in einer azimutalen Richtung deutlich kleiner als die Ausdehnung der Wiegedruckstücke in der azimutalen Richtung sind. Dabei sind die Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke in der azimutalen Richtung vorzugsweise kleiner als drei Zehntel der Ausdehnung der Wiegedruckstücke in der azimutalen Richtung.
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Durch einen radialen Radius und einen azimutalen Radius kann die Stirnflächengeometrie in Kombination mit einer entsprechenden Winkelangabe eindeutig beschrieben werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegegelenks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke durch eine veränderte Stirnflächengeometrie der Wiegedruckstücke reduziert sind. Alternativ oder zusätzlich können die Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke durch eine veränderte Wälzkontur der Wiegedruckstücke reduziert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegegelenks ist dadurch gekennzeichnet, dass die Berührpunkte der Wiegedruckstücke innerhalb eines Rechtecks angeordnet sind, dessen Mittelpunkt mit dem beziehungsweise den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke zusammenfällt. Die Abmessungen des Rechtecks in radialer Richtung sind vorzugsweise kleiner als oder gleich zwei Zehntel der Ausdehnung der Wiegedruckstücke in der radialen Richtung. Die Abmessungen des Rechtecks in azimutaler Richtung sind vorzugsweise kleiner als oder gleich sechs Zehntel der Ausdehnung der Wiegedruckstücke in der azimutalen Richtung.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Laschenkette mit mindestens einem vorab beschriebenen Wiegegelenk. Vorzugsweise sind alle Wiegegelenke der Laschenkette so ausgeführt wie das erfindungsgemäße Wiegegelenk. Die Laschenkette umfasst vorzugsweise mehrere in Reihen angeordnete Laschen, durch die paarweise zusammen angeordnete Wiegedruckstücke ragen, deren aus den Laschen ragende Enden die Stirnflächen aufweisen, die im Betrieb der Laschenkette an den Berührungspunkten mit Kegelflächen von Kegelscheiben in Kontakt kommen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 ein Wiegegelenk mit zwei Wiegedruckstücken, die in einem Wälzpunkt Kontakt haben, in einer Draufsicht und
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2 das Wiegegelenk aus 1 mit einem rechteckigen Bereich, der sich um den Wälzpunkt erstreckt.
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In den 1 und 2 ist ein Wiegegelenk 1 mit zwei Wiegedruckstücken 4, 5 in der Draufsicht dargestellt. In der dargestellten Draufsicht befinden sich Stirnflächen der Wiegedruckstücke 4, 5 in der Zeichenebene. Die Stirnfläche des Wiegedruckstücks 5 ist mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet. Eine Wälzkontur 7 des Wiegedruckstücks 5 liegt in einem Wälzpunkt 15 an der nicht näher bezeichneten Wälzkontur des Wiegedruckstücks 4 an.
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Das Wiegegelenk
1 ist Teil einer Laschenkette, wie sie zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2007 023 264 A1 offenbart ist. Eine derartige Laschenkette umfasst eine Vielzahl von Kettenlaschen, die durch Wiegegelenke mit jeweils zwei Druckstücken gelenkig miteinander verbunden sind. Dabei sind die Wiegegelenke in Öffnungen der Kettenlaschen angeordnet.
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Die Laschenkette mit den Wiegegelenken wird auch Wiegegelenkkette bezeichnet und zum Beispiel in Kegelscheibenumschlingungsgetrieben eingesetzt. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, die auch als CVT-Getriebe bezeichnet werden, umfassen zwei Kegelscheibenpaare, die zur Drehmomentübertragung von der Laschenkette umschlungen werden.
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Beim Einlaufen in ein Kegelscheibenpaar geht die Laschenkette von einer lang gestreckten Lage in eine abgewinkelte Lage über. Analog geht die Laschenkette beim Auslaufen aus einem Kegelscheibenpaar von der abgewinkelten Lage in die lang gestreckte Lage über. Beim Einlaufen und Auslaufen erfahren die Kettenlaschen der Laschenkette unterschiedliche Zugkraftbeaufschlagungen.
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Beim Einlaufen in die Kegelscheiben und beim Auslaufen aus den Kegelscheiben eines Wiegedruckstücks findet eine Wanderung oder ein Verlaufen einer Druckellipse auf der Stirnfläche der Wiegedruckstücke statt. In den 1 und 2 ist ein möglicher Berührpunkt 14 auf der Stirnfläche 6 des Wiegedruckstücks 5 angedeutet. Beim Einlaufen und beim Auslaufen wandert der Berührpunkt entlang einer Kontaktlinie.
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Das Wandern oder Verlaufen der Berührpunkte beziehungsweise der Druckellipse auf den Stirnflächen der Wiegedruckstücke verursacht Schlupf und Verluste und ist daher unerwünscht. Ein Bohren der Wiegegelenke gegen die Kegelscheiben ist mit dem Wandern der Berührpunkte beziehungsweise der Druckellipse gekoppelt. Das Bohren führt zur Bohrreibung und somit zu Verschleiß.
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In den 1 und 2 ist durch einen gestrichelten Kreisbogen mit einem Pfeil 8 eine radiale Richtung beziehungsweise ein radialer Radius angedeutet. Durch einen weiteren gestrichelten Kreisbogen mit einem Pfeil 9 ist eine azimutale Richtung beziehungsweise ein azimutaler Radius angedeutet.
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Durch den azimutalen Radius 9 und den radialen Radius 8 kann zusammen mit jeweils einem Winkel die Geometrie der Stirnflächen 6 der Wiegedruckstücke 4 und 5 eindeutig beschrieben werden. Die Geometrie der Stirnflächen der Wiegedruckstücke wird auch als Stirnflächengeometrie bezeichnet. Durch eine Variation der Radien 8, 9 und der zugehörigen Winkel kann die Lage der Druckellipse auf der jeweiligen Stirnfläche beeinflusst werden.
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Durch einen Doppelpfeil 10 ist in den 1 und 2 die Ausdehnung des Wiegedruckstücks 5 in azimutaler Richtung angedeutet. Durch einen Doppelpfeil 11 ist die Ausdehnung des Wiegedruckstücks 5 in radialer Richtung angedeutet. Durch einen Doppelpfeil 16 ist der Abstand zwischen dem Berührpunkt 14 und dem Wälzpunkt 15 in azimutaler Richtung angedeutet. Durch einen Doppelpfeil 17 ist der Abstand zwischen dem Berührpunkt 14 und dem Wälzpunkt 15 in radialer Richtung angedeutet.
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Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung werden die Abstände 16, 17 zwischen dem Berührpunkt 14 und dem Wälzpunkt 15 reduziert. Das kann durch eine Optimierung der Wälzkontur 7 und/oder der Stirnflächengeometrie erreicht werden.
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Durch das Reduzieren der Abstände 16, 17 zwischen dem Berührpunkt 14 und dem Wälzpunkt 15 können beim Einlaufen und beim Auslaufen der Wiegegelenke 1 sowohl die Kontaktpunktverläufe, das heißt das Wandern der Berührpunkte beziehungsweise der Druckellipse, als auch die Bohrreibung reduziert werden. Dabei wird bewusst in Kauf genommen, dass die Hertzsche Pressung gegebenenfalls etwas zunimmt.
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Die Abstände 16, 17 in azimutaler und radialer Richtung zwischen dem Berührpunkt 14 und dem Wälzpunkt 15 werden in Abhängigkeit von der Ausdehnung 10, 11 der Wiegedruckstücke 5 in azimutaler und in radialer Richtung reduziert. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn der Abstand 17 zwischen dem Berührpunkt 14 und dem Wälzpunkt 15 in radialer Richtung kleiner als oder gleich ein Zehntel der Ausdehnung der Wiegedruckstücke 5 in radialer Richtung sind. Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung soll der Abstand 16 zwischen dem Berührpunkt 14 und dem Wälzpunkt 15 in azimutaler Richtung kleiner als oder gleich drei Zehntel der Ausdehnung 10 der Wiegedruckstücke 5 in azimutaler Richtung sein.
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Die vorab angegebenen Zusammenhänge gelten während der Ein- und Auslaufphasen eines Wiegedruckstücks in die Kegelscheiben für einen unverformten Zustand beziehungsweise für kleine Verformungen, die berücksichtigt werden müssen, um die Abstände zwischen Wälzpunkt 15 und Berührpunkt 14 definieren zu können. Dabei wird davon ausgegangen, das sich Wellen, Kegelscheiben und Laschenkette nicht oder nur gering verformen.
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In 2 ist durch ein Rechteck 20 ein erlaubter Bereich angedeutet, wo sich gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung der Berührpunkt beziehungsweise die Berührpunkte befinden darf beziehungsweise dürfen. Im Mittelpunkt des Rechtecks 20 befindet sich der Wälzpunkt 15.
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Zur Verbesserung des Wirkungsgrads eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit einer Laschenkette, die erfindungsgemäße Wiegegelenke umfasst, muss der Berührpunkt innerhalb des Rechtecks 20 angeordnet sein. Das wird durch Verändern der Wälzkontur 7 und/oder der Stirnflächengeometrie erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wiegegelenk
- 4
- Wiegedruckstück
- 5
- Wiegedruckstück
- 6
- Stirnfläche
- 7
- Wälzkontur
- 8
- Pfeil
- 9
- Pfeil
- 10
- Doppelpfeil
- 11
- Doppelpfeil
- 14
- Berührpunkt
- 15
- Wälzpunkt
- 16
- Doppelpfeil
- 17
- Doppelpfeil
- 20
- Rechteck
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007023264 A1 [0002, 0016]
