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Die Erfindung betrifft ein Umschlingungsmittel, insbesondere für ein stufenlos einstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges, das im Drehmomentfluss zwischen einem ersten Kegelscheibenpaar des Getriebes und einem zweiten Kegelscheiben paar 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 und die Laschen mittels der Druckstücke gelenkig verbunden sind, sowie mit zumindest einer Sicherungseinrichtung zur Verliersicherung der Laschen und/oder Druckstücke. Diese Art des Umschlingungsmittels mit der Anordnung aus Druckstücken und Laschen ist allgemein als Laschenkette (kurz: Kette) bekannt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein stufenlos einstellbares Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Umschlingungsmittel.
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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 quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichtete Druckstücke, parallel zur Laufrichtung angeordnete Laschen, sowie zumindest eine Sicherungseinrichtung zur Verliersicherung der Laschen und/oder Druckstücke auf, wobei die Druckstücke in Öffnungen der Laschen eingreifen und die Laschen mittels der Druckstücke gelenkig verbunden sind. Zumindest einige der Druckstücke weisen auf zumindest einer Seite Vorsprünge auf, die als Verliersicherung für Laschen dienen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein Umschlingungsmittel mit alternativer Sicherungseinrichtung zur Verliersicherung der Laschen und/oder Druckstücke dieses Umschlingungsmittels anzugeben.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 10. 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 die zumindest eine Sicherungseinrichtung als ein auf die Anordnung aus Laschen und Druckstücken aufgebrachtes Kunststoff-Sicherungselement ausgebildet ist. Ein solches Kunststoff-Sicherungselement ist flexibel, gibt andererseits hinreichend Halt und ist für die Sicherungsaufgabe daher sehr gut geeignet. Es verbessert einerseits die Prozesssicherheit von der Herstellung der Kette bis zum Einbau im Getriebe und optimiert andererseits die Akustik mittels integrierter Schwingungsdämpfung. Aufgrund der Funktionsintegration der Schwingungsdämpfung kann eventuell auf eine sonst übliche Gleitschiene im stufenlos einstellbaren Getriebe (CVT-Getriebe) verzichtet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Kunststoff-Sicherungselement als Kunststoff-Sicherungsschiene oder als Kunststoff-Sicherungsband ausgebildet. Die Kunststoff-Sicherungsschiene beziehungsweise das Kunststoff-Sicherungsband kann eine sonst übliche Verknicksicherung für die Handhabung des als Kette ausgebildeten Umschlingungsmittels ersetzen, da deren Funktion von der Schiene beziehungsweise dem Band oder den Bändern übernommen wird.
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Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Druckstücke zur Bildung eines Gelenks als paarweise in die Öffnungen der Laschen eingreifende Wiegedruckstücke (WDS) ausgebildet sind. Das entstandene Gelenk wird auch als Wiegegelenk bezeichnet. Darüber hinaus kann je nach Ausführungsform auf die Führung der sogenannten freien WDS in der Lasche verzichtet werden, was wiederum mehr Möglichkeiten zur Festigkeitsoptimierung der Kette bietet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ragen die Druckstücke an einander gegenüberliegenden Längsseiten des Umschlingungsmittels mit ihren Endabschnitten aus der Anordnung heraus. Eine derartige Ausgestaltung der Anordnung aus Laschen und Druckstücken ist durchaus üblich.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umgreift das Kunststoff-Sicherungselement umfänglich zumindest einige der Endabschnitte der Druckstücke ganz oder teilweise.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Kunststoff-Sicherungselement Aussparungen auf, durch die diese Endabschnitte hindurchreichen. Diese Aussparungen sind insbesondere als Durchbrüche ausgebildet.
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Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, dass die Kunststoff-Sicherungsschiene die beiden gegenüberliegenden Längsseiten sowie zumindest eine weitere Seite übergreift. Übergreift die Kunststoff-Sicherungsschiene die beiden gegenüberliegenden Längsseiten sowie nur eine weitere Seite, so hat die Schiene also im Wesentlichen eine U-Profilform.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das als Kunststoff-Sicherungsschiene ausgebildete Kunststoff-Sicherungselement an der weiteren Seite Aussparungen aufweist. Diese Aussparungen erhöhen die Flexibilität der Kunststoff-Sicherungsschiene und entsprechend auch die des Umschlingungsmittels.
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Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das als Kunststoff-Sicherungsband ausgebildete Sicherungselement auf einer der Längsseiten angeordnet. Sind zwei Kunststoff-Sicherungsbänder vorgesehen, so sind diese jeweils an einem der einander gegenüberliegenden Längsseiten angeordnet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kunststoff-Sicherungselement vollständig oder zumindest im Wesentlichen aus einem thermoplastischen Elastomermaterial, insbesondere mittels Spritzguss-Verfahren, gefertigt ist. Das Kunststoff-Sicherungselement ist dabei also insbesondere per Spritzguss auf die Anordnung aus Laschen und Druckstücken aufgebracht.
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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,
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2: eine andere Darstellung eines Teils des in 1 gezeigten Umschlingungsmittels und
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3: einen Abschnitt eines Umschlingungsmittels gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung 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 bekannt.
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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 10 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 auf die Anordnung 12 aus Laschen 16 und Druckstücken 14 aufgebrachtes Kunststoff-Sicherungselement 32 als Sicherungseinrichtung 34 zur Verliersicherung der Laschen 16 und/oder Druckstücke 14 auf. Dieses Kunststoff-Sicherungselement 32 ist auf die Anordnung 12 aus Laschen 16 und Druckstücken 14 aufgebracht beziehungsweise an diese Anordnung 12 angeformt. Das in 1 gezeigte Kunststoff-Sicherungselement 32 ist als eine Kunststoff-Sicherungsschiene ausgebildet. Diese Kunststoff-Sicherungsschiene hat im Wesentlichen eine U-Profilform und übergreift mit einem die Basis der U-Form bildenden Teil eine der die Innen- oder Außenseite des Umschlingungsmittels 10 bildende Seiten (hier die Oberseite) 36 der Anordnung 12 während zwei die beiden Schenkel der U-Form bildenden Teile der Schiene die beiden Längsseiten 26, 28 der Anordnung 12 übergreifen.
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Dabei weisen alle diese Teile der Kunststoff-Sicherungsschiene Aussparungen 38 auf. Die beiden die gegenüberliegenden Längsseiten 26, 28 abdeckenden Teile weisen Aussparungen 38 auf, durch die die Endabschnitte 30 der Druckstücke 14 hindurchreichen. Dabei umgreift/umschließt das Kunststoff-Sicherungselement 32 diese Endabschnitte 30 der Druckstücke 14 beziehungsweise der Gelenke 24 ganz oder zumindest teilweise umfänglich. Durch dieses Umgreifen beziehungsweise Umschließen der Gelenke 24 beziehungsweise Druckstücke 14 werden diese mittels Reibschluss gesichert.
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Durch die Aussparungen 38 an dem die weitere Seite 36 abdeckenden Teil der Kunststoff-Sicherungsschiene sowie zwischen den (Wiege-)Gelenken 24 wird eine hohe Biegefähigkeit der Kunststoff-Sicherungsschiene gewährleistet.
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Das Kunststoff-Sicherungselement 32 kann durch diese konstruktiven Maßnahmen und durch die geeignete Werkstoffauswahl kleine Radien beim Umschlingen realisieren.
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Das Material besitzt vorzugsweise eine hohe Streckgrenze und gleichzeitig ein hohes Elasizitätsmodul (E-Modul), um die notwendige Anpresskraft an den Wiegegelenken 24 zu gewährleisten. Dabei ist Polytetrafluorethylen (PTFE) ein möglicher Werkstoff.
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Die Innenkontur ist optimiert, um Rückschwingungen des Umschlingungsmittels 10 im Betrieb zu dämpfen. Neben der Dämpfung von Trumschwingungen können auch Einlaufschwingungen des Umschlingungsmittels 10 minimiert werden. Durch einen gering axial überstehenden Teil der Schiene kommt sie zuerst in Kontakt mit den konischen Scheibenpaaren und vermindert dabei die Einlaufschwingungen. Dabei kann sich der Überstand nur in einem Teilbereich des Wiegegelenks 24 befinden oder sich über der gesamten Höhe des Umschlingungsmittels 10 erstrecken oder auch unter- und/oder oberhalb des Wiegegelenks 24 befinden.
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Durch die Funktionsintegration der Schwingungsdämpfung kann in vielen Fällen auf die sonst übliche Gleitschiene im stufenlos einstellbaren Getriebe (CVT-Getriebe) verzichtet werden.
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Die 2 zeigt eine andere Darstellung eines Teils des in 1 gezeigten, als Laschenkette 18 ausgebildeten Umschlingungsmittels 10. Bei dieser Darstellung ist die Funktionsweise des Gelenks 24, also insbesondere die Relativbewegung der beiden je ein solches Gelenk 24 bildenden Wiegedruckstücke 14 erkennbar. Weiterhin ist auch die Kontur der Aussparungen 38 erkennbar, durch die sich die Endabschnitte 30 der jeweiligen Druckstücke 14 der Gelenke 24 erstrecken. Diese Kontur ist zur Unterseite des Kunststoff-Sicherungselements 32 hin offen. Weiterhin ist gut erkennbar, dass die Aussparungen 38 (auf der Oberseite), die die Flexibilität des Kunststoff-Sicherungselements 32 gewährleisten, in Laufrichtung (Doppelpfeil 22) versetzt zu den Aussparungen 38 angeordnet sind, durch die sich die Endabschnitte 30 der jeweiligen Druckstücke 14 der Gelenke 24 erstrecken.
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In 3 ist ein Abschnitt eines alternativ ausgestalteten Umschlingungsmittels 10 gezeigt. Dabei ist die Anordnung 12 aus Laschen 16 und Druckstücken 14 durchaus ähnlich beziehungsweise gleich aufgebaut. Der Unterschied ergibt sich vielmehr aus der unterschiedlichen Ausgestaltung des Sicherungselements 32 beziehungsweise der Sicherungselemente 32. Das gezeigte, als Kunststoff-Sicherungsband ausgebildete Kunststoff-Sicherungselement 32 ist auf eine der Längsseiten 26 aufgebracht. Das Kunststoff-Sicherungsband weist Aussparungen 38 auf, durch die die Endabschnitte 30 der Druckstücke 14 hindurchreichen. Dabei umgreift/umschließt das als dieses Band ausgebildete Kunststoff-Sicherungselement 32 die Endabschnitte 30 der Druckstücke 14 beziehungsweise der Gelenke 24 zumindest teilweise umfänglich. Durch dieses Umgreifen beziehungsweise Umschließen der Gelenke 24 beziehungsweise Druckstücke 14 werden diese mittels Reibschluss gesichert.
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Sowohl die Anordnung 12 aus Laschen 16 und Druckstücken 14 als auch das Kunststoff-Sicherungselement 32 kann ein geschlossenes Bauteil oder modular aufgebaut sein. Bei einem modularen Aufbau müsste die Sicherungseinrichtung 34 damit nicht individuell gefertigt werden, sondern kann je nach Teilung zusammengesetzt werden.
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Im Detail sind viele Ausführungsformen denkbar. Auf das einzelne Gelenk 24 bezogen kann das Kunststoff-Sicherungselement 32:
- • über dem Gelenk 24 geschlossen,
- • unter dem Gelenk 24 geschlossen,
- • über und unter dem Gelenk 24 geschlossen oder
- • über und unter dem Gelenk 24 offen
sein.
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In radialer Richtung betrachtet kann das Kunststoff-Sicherungselement 32:
- • nur seitlich an der Anordnung 12 angebracht (wie in 3 gezeigt),
- • die Anordnung 12 oben umfassend (wie in den 1 und 2 gezeigt),
- • die Anordnung 12 unten umfassend oder
- • die Anordnung 12 oben und unten umfassend
sein.
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In Laufrichtung des Umschlingungsmittels 10 betrachtet kann das Kunststoff-Sicherungselement 32:
- • Einzelteile aufweisen, die nur Einzelgelenke 24 umfassen,
- • Einzelteile aufweisen, die zwischen einzelnen Gelenken 24 sitzen,
- • Einzelteile aufweisen, die alle Gelenke 24 umfassen oder dazwischen sitzen oder
- • derart ausgeführt sein, dass sie eine definierte Anzahl Gelenke 24 erfasst, z. B. jeweils ein Kettentripel.
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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
- Kunststoff-Sicherungselement
- 34
- Sicherungseinrichtung
- 36
- Seite
- 38
- Aussparung (Kunststoff-Sicherungselement)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19934935 A1 [0002, 0015]
