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Die Erfindung betrifft ein Umschlingungsmittel, insbesondere für ein stufenlos einstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges, das im Drehmomentfluss zwischen einem ersten Kegelscheibenpaar und einem zweiten Kegelscheibenpaar des Getriebes angeordnet ist, mit einer Anordnung aus quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichteten Druckstücken und parallel zur Laufrichtung angeordneten Laschen, wobei die Druckstücke in Öffnungen der Laschen eingreifen, die Laschen mittels der Druckstücke gelenkig verbunden sind und die Druckstücke an einander gegenüberliegenden Längsseiten des Umschlingungsmittels mit ihren Endabschnitten aus der Anordnung herausragen und mit mindestens einem Sicherungselement zur Verliersicherung der Laschen und/oder Druckstücke, das mit mindestens einem der Endabschnitte verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein stufenlos einstellbares Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Umschlingungsmittel.
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Diese Art des Umschlingungsmittels mit der Anordnung aus Druckstücken und Laschen ist allgemein als Laschenkette (kurz: Kette) bekannt. Die
DE 199 34 935 A1 zeigt ein entsprechendes Umschlingungsmittel für ein stufenlos einstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges. Ein solches stufenlos einstellbares Getriebe wird auch als CVT-Getriebe bezeichnet (CTV: Continuously Variable Transmission). Dabei ist das Umschlingungsmittel im Drehmomentfluss zwischen einem ersten Kegelscheibenpaar des Getriebes und einem zweiten Kegelscheiben paar angeordnet und weist eine Anordnung aus quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichteten Druckstücken und parallel zur Laufrichtung angeordneten Laschen, sowie mehrere Sicherungselemente zur Verliersicherung der Laschen und/oder Druckstücke auf. Dabei greifen die Druckstücke in Öffnungen der Laschen ein, sind die Laschen mittels der Druckstücke gelenkig verbunden und ragen die Druckstücke an einander gegenüberliegenden Längsseiten des Umschlingungsmittels mit ihren Endabschnitten aus der Anordnung heraus. Die Sicherungselemente sind als Vorsprünge an den Druckstück-Mantelflächen einiger der Endabschnitte angeordnet. Die Sicherungselemente sind in der Regel stoffschlüssig mit den Endabschnitten verbunden, vor allem mittels eines Widerstands-Pressschweißverfahrens angeschweißt. Dabei kommt es an den entsprechenden Stellen zwangsweise zu einer Gefügeänderung, die problematisch sein kann. Beim Widerstandsschweißen der Sicherungselemente führt zu hoher Stromfluss zu thermischen Einflüssen an den Laschen und Druckstücken und kann so zu Ausbrüchen führen. Aus der Druckschrift
DD 46 913 A2 ist ein Umschlingungsmittel bekannt, das im Drehmomentfluss zwischen einem ersten Kegelscheibenpaar und einem zweiten Kegelscheibenpaar eines stufenlos verstellbaren Getriebes angeordnet ist. Das Umschlingungsmittel besteht dabei aus einer Anordnung aus quer zur Laufrichtung ausgerichteten Druckstücken und parallel zur Laufrichtung angeordneten Laschen, wobei die Druckstücke im Öffnen der Laschen eingreifen, die Laschen mittels Druckstücke gelenkig verbunden sind, und die Druckstücke an aneinander gegenüberliegenden Längsseiten des Umschlingungsmittels mit ihren Endabschnitten aus der Anordnung herausragen. Dabei ist mindestens ein Sicherungselement zur Verliersicherung der Laschen oder der Druckstücke vorgesehen, das mit mindestens einem der Endabschnitte verbunden ist, wobei das Sicherungselement stiftartig ausgebildet ist und zur formschlüssigen Verbindung in eine in dem Endabschnitt ausgebildete Ausdehnung eingreift.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein Umschlingungsmittel mit alternativer Sicherungseinrichtung zur Verliersicherung der Laschen und/oder Druckstücke dieses Umschlingungsmittels anzugeben, bei dem diese Problematik beseitigt oder zumindest entschärft ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 5. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Bei dem erfindungsgemäßen Umschlingungsmittel ist vorgesehen, dass das mindestens eine Sicherungselement (als mindestens ein draht- und/oder fadenförmiges Sicherungselement und/oder als mindestens ein stiftartiges Sicherungselement ausgebildet ist, das zur formschlüssigen Verbindung mit dem zumindest einen (Druckstück-)Endabschnitt in eine in diesem Endabschnitt ausgebildete Ausnehmung eingreift. Durch die formschlüssige Verbindung wird die eingangs erwähnte Problematik umgangen. Bevorzugt sind mehrere solcher Sicherungselemente vorgesehen. Dabei ist das Sicherungselement oder zumindest eines der Sicherungselemente durch Eingriff in die Ausnehmungen mehrerer Endabschnitte mit jedem dieser Endabschnitte formschlüssig verbunden. Das entsprechende Sicherungselement verbindet also diese Druckstück-Endabschnitte. Die mit dem draht- oder fadenförmigen Sicherungselement oder zumindest einem der draht- und/oder fadenförmigen Sicherungselemente verbundenen Endabschnitte weisen als Durchbrüche ausgebildete Ausnehmungen auf, über die sie auf dem draht- oder fadenförmigen Sicherungselement aufgefädelt sind. Die entsprechenden Druckstück-Endabschnitte sind also beispielsweise durchbohrt. Es ergibt sich mindestens eine Fädelung, die sich über die gesamte Länge des Umschlingungsmittels oder über Teilabschnitte des Umschlingungsmittels erstreckt.
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Dabei ist mit Vorteil vorgesehen, dass das mindestens eine draht- oder fadenförmige Sicherungselement im Wesentlichen parallel zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichtet ist.
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Gemäß einer nicht beanspruchten alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass mehrere stiftartige Sicherungselemente vorgesehen sind, wobei jedes dieser Sicherungselemente in genau eine der in den Endabschnitten ausgebildeten Ausnehmungen eingreift. Obwohl auch hier die Ausnehmungen als Durchbrüche ausgebildet sein können, sind sie doch bevorzugt als Sacklöcher ausgebildet.
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Die stiftartigen Sicherungselemente als auch die Ausnehmungen, in die diese Sicherungselemente eingreifen, können dabei zylindrisch ausgebildet sein. Bevorzugt sind die stiftartigen Sicherungselemente wie auch die Ausnehmungen konisch ausgebildet. Dadurch lassen sich die formschlüssigen Verbindungen besonders einfach herstellen.
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Gemäß noch einer weiteren nicht beanspruchten Ausgestaltung sind die stiftartigen Sicherungselemente bei der alternativen Ausgestaltung der Erfindung im Wesentlichen quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichtet.
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Gemäß einer weiteren nicht beanspruchten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Druckstücke gehärtet werden. Dabei ist es möglich, dass die Ausnehmungen erst nach dem Härten der Druckstücke in den Druckstück-Endabschnitten ausgebildet werden. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Ausnehmungen in den Endabschnitten der bereits gehärteten Druckstücke ausgebildet sind.
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Schließlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Druckstücke zur Bildung von Gelenken als paarweise in die Öffnungen der Laschen eingreifende Wiegedruckstücke ausgebildet sind. Die aus je zwei Wiegedruckstücken gebildeten Gelenke werden oft auch als Wiegegelenke bezeichnet.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein stufenlos einstellbares Getriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Kegelscheibenpaar, einem zweiten Kegelscheibenpaar und einem Umschlingungsmittel, das im Drehmomentfluss zwischen dem ersten Kegelscheibenpaar und dem zweiten Kegelscheibenpaar angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass das Umschlingungsmittel als vorstehend beschriebenes Umschlingungsmittel ausgebildet ist, dessen Sicherungseinrichtung als ein auf die Anordnung aus Laschen und Druckstücken aufgebrachtes Kunststoff-Sicherungselement ausgebildet ist. Der prinzipielle Aufbau eines solchen Getriebes ist aus der eingangs erwähnten Druckschrift
DE 199 34 935 A1 bekannt.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
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1: einen Abschnitt eines Umschlingungsmittels gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittdarstellung und,
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2: einen Abschnitt eines Umschlingungsmittels gemäß einer nicht beanspruchten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung,
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Die 1 zeigt einen Abschnitt eines Umschlingungsmittels 10, das eine Anordnung 12 mit Druckstücken 14 und (Verbindungs-)Laschen 16 aufweist, die im Zweilaschenverband oder im Dreilaschenverband angeordnet sind. Diese Anordnung aus Druckstücken 14 und Laschen 16 sind allgemein als Laschenkette 18 (kurz: Kette) bekannt. Die Laschen 16 weisen Öffnungen 20 auf, in welche die Druckstücke 14 eingreifen. Während die Laschen 16 längs einer Laufrichtung (Doppelpfeil 22) des Umschlingungsmittels 10 ausgerichtet sind, sind die Druckstücke 14 quer, insbesondere senkrecht, zu dieser Laufrichtung ausgerichtet.
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Das Umschlingungsmittel 10 ist zur Übertragung von Kräften und Drehmomenten in einem (nicht gezeigten) Kegelscheibenumschlingungsgetriebe eingerichtet, wobei ein derartiges Kegelscheibenumschlingungsgetriebe beispielsweise im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einer Antriebsmaschine und der angetriebenen Achse angeordnet ist. Das stufenlos einstellbare Getriebe passt die Getriebe-Übersetzung an die jeweiligen Fahrverhältnisse und Betriebsbedingungen der Antriebsmaschine beziehungsweise an die Anforderung des Fahrers an die Antriebsmaschine, beispielsweise aufgrund einer Fahrpedalbetätigung, an.
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Das Umschlingungsmittel 10 verbindet innerhalb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes zwei Kegelscheibenpaare oder Kegelscheibensätze im Kraftfluss oder Drehmomentfluss, wobei durch eine Variation des Laufradius des Umschlingungsmittels in Bezug auf die Achse der jeweiligen Kegelscheibenpaare eine Übersetzungsänderung realisierbar und gezielt steuerbar ist. Diese kann mittels einer Steuereinheit gezielt gesteuert werden. Das eine Kegelscheibenpaar des Getriebes ist zumindest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden beziehungsweise verbindbar und das andere Kegelscheibenpaar ist mit einer Abtriebswelle des Getriebes verbunden beziehungsweise verbindbar.
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Die in der 1 dargestellte Laschenkette 18 besteht im Wesentlichen also aus den Laschen 12 und den Druckstücken 14. Die Druckstücke 14 sind dabei als Wiegedruckstücke (abgekürzt WDS) ausgebildet und greifen paarweise in die Öffnungen 16 der Laschen 12 ein um ein Gelenk 24 zu bilden, wobei sich die Reihenfolge der Laschen 16 quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels 10 gezielt wiederholen kann, sodass ein entsprechendes Laschenmuster resultiert. Das aus zwei Wiegedruckstücken gebildete Gelenk 24 wird oft auch als Wiegegelenk bezeichnet. Die Laschenanordnung der Laschen 12 kann, wie bereits oben erwähnt, beispielsweise in einem Zweilaschenverband oder in einem Dreilaschenverband gewählt sein.
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Die paarweise angeordneten Wiegedruckstücke 14 weisen aufeinander zuweisende Seiten auf, an welchen sie sich aneinander abwälzen oder an welchen sie sich aneinander gleitend bewegen können, sodass die Laschen 16 mittels der so ausgebildeten Druckstücke 14 gelenkig miteinander verbunden sind.
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An einander in Längsrichtung der Druckstücke 14 gegenüberliegenden Längsseiten 26, 28 des Umschlingungsmittels 10 ragen die Druckstücke 14 jeweils mit Endabschnitten 30 aus der Anordnung der Laschen 12 heraus.
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Das Umschlingungsmittel 10 weist weiterhin mindestens ein Sicherungselement 32 zur Verliersicherung der Laschen 16 und/oder Druckstücke 14 auf, das mit mehreren der Endabschnitte 30 formschlüssig verbunden ist. Das Sicherungselement 32 ist dabei als ein draht- und/oder fadenförmiges Sicherungselement 34 ausgebildet ist, das zur formschlüssigen Verbindung mit den Endabschnitten 30 in (nicht explizit gezeigte) Ausnehmungen eingreift, die in diesen Endabschnitten 30 ausgebildet sind. Genauer gesagt sind die Ausnehmungen als Durchbrüche durch die Endabschnitte 30 der Druckstücke 14 ausgebildet, die von dem draht- und/oder fadenförmiges Sicherungselement 34 durchgriffen werden. Mit anderen Worten sind die die Druckstücke 14 auf dem draht- oder fadenförmigen Sicherungselement 34 aufgefädelt, bilden also eine Fädelung 36.
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Bei dieser ersten Ausführungsform wird jedes (Wiege-)Druckstück 14 an beiden oder zumindest an einem Endabschnitt 30 mit einem Durchbruch (durchgehende Öffnungen), also beispielsweise einer Bohrung, versehen. Nachdem die Kette 18 zusammengebaut ist, wird das draht- oder fadenförmiges Sicherungselement 34 durch die Durchbrüche geführt und an den Enden verbunden.
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Ein Vorteil dieser Variante besteht darin, dass nach der Zusammensetzung der Kette 18 lediglich das Sicherungselement 32, 34 durch die Durchbrüche geführt werden muss. Die Ausnehmungen können vor oder nach dem Härten der Druckstücke 14 gefertigt werden. Allerdings muss dabei die Festigkeit der Druckstücke 14 beachtet werden. Das Gefüge darf sich im Bereich der Ausnehmung nicht zu stark verändern, um die Betriebsbelastungen weiterhin ertragen zu können.
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Der Hauptvorteil ist hier, dass die Festigkeit der Sicherung alleine durch die Scherfestigkeit des verwendeten Materials bestimmt wird und somit der Montageprozess keinen Einfluss auf die Festigkeit hat.
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Diese Ausgestaltung bietet auch bei der Demontage und im Prototypenbau Vorteile. Das Öffnen der Kette 18 kann einfach realisiert werden. Es muss lediglich das draht- oder fadenförmige Sicherungselement 34, also ein Draht oder Faden, durchtrennt werden. Um dabei nicht die Verbindung der gesamten Kette 18 zu lösen, kann lediglich das draht- oder fadenförmige Sicherungselement 34 zwischen nur zwei Druckstücken 14 verbunden werden, sodass der Ausbau lediglich das Lösen dieser Verbindung erfordert.
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Die 2 zeigt einen Abschnitt des Umschlingungsmittels 10 gemäß einem nicht beanspruchten Ausführungsbeispiels. In diesem Beispiel sind sehr viele Sicherungselemente 32 vorgesehen, genauer gesagt pro Endabschnitt 30 eines jeden Druckstücks 14 auf jeder der beiden Längsseiten 26, 28 je ein als ein stiftartiges Sicherungselement 38 ausgebildetes Sicherungselement 32. In den Endabschnitten 30 der Druckstücke 14 sind wieder (nicht gezeigte) Ausnehmung ausgebildet, wobei in jeder der Ausnehmungen ein stiftartiges Sicherungselement 38 zur Sicherung der Kette 18 eingepresst ist. Die stiftartigen Sicherungselemente 38 sind genau wie die als Sacklöcher ausgebildeten Ausnehmungen im Wesentlichen quer zur Laufrichtung (Doppelpfeil 22) des Umschlingungsmittels 10, in der Darstellung konkret nach oben, ausgerichtet. Dabei sind also pro Wiegegelenk 24 und pro Längsseite 26, 28 zwei stiftartige Sicherungselemente 38 vorgesehen.
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Bei der Montage werden die konisch ausgebildeten stiftartigen Sicherungselemente 38 durch einen definierten Kraftstoß in die entsprechende Ausnehmung geklemmt. Die jeweilige Ausnehmung kann konisch oder zylindrisch ausgeführt sein. Sie kann als Sacklochbohrung oder Durchgangsbohrung eingebracht werden. Idealerweise ist sie senkrecht zur Oberfläche, kann aber auch schräg gesetzt sein.
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Durch die entstehende Selbsthemmung ist das stiftartige Sicherungselement 38 gegen Herausfallen geschützt. Die Ausnehmung kann vor dem Härten eingefügt werden, um geringere Spannungen in das (Wiege-)Druckstück 14 einzubringen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Umschlingungsmittel
- 12
- Anordnung
- 14
- Druckstücke
- 16
- Laschen
- 18
- Laschenkette
- 20
- Öffnungen
- 22
- Doppelpfeil
- 24
- Gelenk
- 26
- Längsseite
- 28
- Längsseite
- 30
- Endabschnitt (Druckstück)
- 32
- Sicherungselement
- 34
- draht- oder fadenförmiges Sicherungselement
- 36
- Fädelung
- 38
- stiftartiges Sicherungselement
