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Die Erfindung betrifft eine Gleitschiene für ein Umschlingungsgetriebe, ein solches Umschlingungsgetriebe für einen Antriebsstrang, einen solchen Antriebsstrang und ein Kraftfahrzeug, welches mittels eines solchen Antriebsstrangs antreibbar ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Gleitschienen bekannt, welche bei einem Umschlingungsgetriebe, beispielsweise einem stufenlosen Getriebe (CVT - continuous variable transmission), dazu eingerichtet sind, Kettenschwingungen mittels Anliegen von Führungsflächen zu reduzieren. Eine solche Gleitschiene ist beispielsweise aus der
DE 100 17 005 A1 , der
DE 10 2015 202 651 A1 oder der
WO 2014/012 741 A1 bekannt.
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Es wurde festgestellt, dass der von den Führungsflächen gebildete Gleitkanal infolge der Schwingungen des Umschlingungsmittels aufgeweitet wird. Hierdurch wird das Spiel zwischen Umschlingungsmittel und Führungsflächen vergrößert und damit nimmt die schwingungsinduzierte Geräuscherzeugung potentiell zu. Bei den vorgenannten Dokumenten des Standes der Technik sind die Gleitschienen jeweils aus zwei Schienenhälften gebildet, welche formschlüssig miteinander verbunden sind. Der jeweilige Formschluss, zum Beispiel ein Bajonettverschluss oder ein Schnapphaken, ist dabei derart auszulegen, dass keine Doppelpassung auftritt. Daher sind die aneinander liegenden Anliegeflächen einer zusammengefügten Gleitschiene bei den vorbekannten Gleitschienen mit einem Spiel zueinander gefügt.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. In der Beschreibung werden Ordinalzahlen verwendet, die jedoch lediglich einer besseren Verständlichkeit dienen sollen und keine Rangfolge begründen.
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Die Erfindung betrifft eine Gleitschiene für ein Umschlingungsgetriebe, wobei das Umschlingungsgetriebe zwei mittels eines Umschlingungsmittels drehmomentübertragend miteinander verbundene Kegelscheibenpaare aufweist, wobei die Gleitschiene zum tangentialen Führen des Umschlingungsmittels ein Führungsflächenpaar mit einer außenseitigen Führungsfläche und mit einer innenseitigen Führungsfläche aufweist, und
wobei die Gleitschiene aus zwei miteinander gefügten Schienenhälften besteht. Die Gleitschiene ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schienenhälften zumindest eine Spannpaarung aufweisen und mittels der Spannpaarung quer zum Führungsflächenpaar miteinander verspannt sind. Dabei weist die zumindest eine Spannpaarung oder zumindest eine der Spannpaarungen eine erste Spannfläche und eine zweite Spannfläche auf und die erste Spannfläche ist keilartig zur zweiten Spannfläche angestellt, sodass zumindest eine der Spannflächen in einer Parallelebene des Führungsflächenpaars liegend zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels geneigt ist.
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Bei dieser Ausführungsform sind eine erste Spannfläche und eine zweite Spannfläche derart zueinander geneigt, dass sie leicht in eine Vormontageposition miteinander gefügt werden können und bis zum Überführen in einen Endzustand eine Spannkraft aufbauen. In einer Ausführungsform ist der Antagonist zu dieser Spannpaarung mittels der beiden Anliegeflächen gebildet, welche von der keilartigen Spannpaarung beim relativen gegeneinander Verschieben quer zum Führungsflächenpaar zueinander gezogen werden. Die Anliegeflächen kontaktieren miteinander und sind schließlich gegeneinander gepresst. Die Parallelebene ist eine zur tangentialen Führungsebene parallele Ebene und erstreckt sich damit im schwingungsfreien Zustand des mit der Gleitschiene geführten Trums parallel zur Mittelebene des tangential ausgerichteten Trums. Die Laufrichtung ist die aus der umlaufenden Bewegung des Umschlingungsmittels resultierende Bewegungsrichtung des mit der Gleitschiene geführten Trums.
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Die Erfindung betrifft eine Gleitschiene für ein Umschlingungsgetriebe, wobei das Umschlingungsgetriebe zwei mittels eines Umschlingungsmittels drehmomentübertragend miteinander verbundene Kegelscheibenpaare aufweist, wobei die Gleitschiene zum tangentialen Führen des Umschlingungsmittels ein Führungsflächenpaar mit einer außenseitigen Führungsfläche und mit einer innenseitigen Führungsfläche aufweist, und
wobei die Gleitschiene aus zwei miteinander gefügten Schienenhälften besteht. Die Gleitschiene ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schienenhälften zumindest eine Spannpaarung aufweisen und mittels der Spannpaarung quer zum Führungsflächenpaar miteinander verspannt sind. Dabei weisen die Schienenhälften zueinander parallele Anliegeflächen auf, und die Schienenhälften sind mittels der Anliegeflächen zueinander ausgerichtet, wobei zumindest eine der Anliegeflächen einen Spannnocken aufweist und der Spannnocken gegen die korrespondierende Anliegefläche verspannt ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist zusätzlich zumindest ein, bevorzugt sind zwei, Spannnocken vorgesehen, welche(r) durch eine zumindest in Montagerichtung sanft ansteigende Erhebung gekennzeichnet ist. Im Endzustand der Montage, also wenn die Gleitschiene betriebsgemäß gefügt ist, drückt der zumindest eine Spannnocken gegen die korrespondierende Anliegefläche und beabstandet die Anliegeflächen zumindest in der Umgebung des Spannnockens voneinander.
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In einer Ausführungsform wird mittels der Spannnocken auf die übrige Anliegefläche ein Vorspannmoment aufgegeben, sodass die Anliegeflächen in einem Abstand zu dem jeweiligen Spannnocken gegeneinander gepresst werden. Besonders bevorzugt ist der zumindest eine Spannnocken im Bereich der Halterohraufnahme also rückseitig der innenseitigen Führungsfläche angeordnet, sodass die Anliegefläche bei der innenseitigen Führungsfläche und/oder die Anliegefläche bei der außenseitigen Führungsfläche mittels des Vorspannmoments gegeneinander gepresst werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene ist die zumindest eine außenseitige Spannpaarung und/oder die zumindest eine innenseitige Spannpaarung mittels des Spannnockens verspannt.
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Bei dieser Ausführungsform bildet der Spannnocken, bevorzugt die Mehrzahl von Spannnocken, den Anatagonisten zu den Spannhaken, sodass die Anliegeflächen nicht flächig als Antagonist dienen, sondern nur dem Spannnocken als Gegenfläche dienen und im Übrigen vollständig voneinander beabstandet sind oder zumindest spannungsfrei aufeinanderliegen.
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Die vorgeschlagene Gleitschiene ist für ein Umschlingungsgetriebe für die Aufgabe eingerichtet, ein Schwingen des Umschlingungsmittels zu reduzieren, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Ein Umschlingungsgetriebe ist beispielsweise ein CVT (continuous variable transmission). Das Umschlingungsmittel ist beispielsweise eine vielgliedrige Kette. Das Umschlingungsmittel wird auf Kegelscheibenpaaren jeweils gegenläufig von radial innen nach außen und umgekehrt verschoben, sodass sich auf einem jeweiligen Kegelscheibenpaar ein Wirkkreis mit einem veränderten Radius einstellt. Aus dem Verhältnis der Wirkkreise ergibt sich eine Übersetzung des zu übertragenden Drehmoments. Die beiden Wirkkreise sind mittels eines oberen und eines unteren Trums, nämlich eines Lasttrums, auch Zugtrum genannt, und eines Leertrums des Umschlingungsmittels miteinander verbunden.
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Im Idealzustand bilden die Trume des Umschlingungsmittels zwischen den beiden Wirkkreisen eine tangentiale Ausrichtung. Diese tangentiale Ausrichtung wird von induzierten Schwingungen überlagert, beispielsweise verursacht durch die endliche Teilung des Umschlingungsmittels sowie infolge des frühzeitigen Verlassens des Wirkkreises bedingt durch die Fluchtbeschleunigung des Umschlingungsmittels.
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Die Gleitschiene ist eingerichtet, mit ihrem Führungsflächenpaar, solche Schwingungen zu unterdrücken oder zumindest zu dämpfen, indem das Führungsflächenpaar mit der außenseitigen Führungsfläche und der innenseitigen Führungsfläche einen Gleitkanal, auch als Führungskanal bezeichnet, für ein Trum des Umschlingungsmittels bildet. Dies wird infolge eines Anliegens der Führungsflächen am Umschlingungsmittel erreicht, wodurch das entsprechende Trum tangential zu den eingestellten Wirkkreisen ausgerichtet zwischen den Kegelscheiben geführt ist. Das Trum wird somit in einer Parallelebene zu den Führungsflächen geführt und die Laufrichtung des Trums liegt in dieser Parallelebene. Für eine möglichst gute Dämpfung ist das Führungsflächenpaar möglichst eng anliegend an dem Trum des Umschlingungsmittels ausgeführt.
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Als außenseitige Führungsfläche wird diejenige Führungsfläche bezeichnet, welche radial außerhalb des von dem Umschlingungsmittel gebildeten Umschlingkreises anliegt. Als innenseitige Führungsfläche wird diejenige Führungsfläche bezeichnet, welche radial innerhalb des vom Umschlingungsmittel gebildeten Umschlingkreises anliegt. Die Rückseite der innenseitigen Führungsfläche ist somit dem jeweils anderen Trum des Umschlingungsmittels zugewandt. Damit die Führungsflächen eine Neigebewegung zum tangentialen Anliegen an dem zugeordneten Trum ausführen können, ist die Gleitschiene mittels einer Schwenkmittelaufnahme auf einem Schwenkmittel um eine Querachse neigbar aufgehängt, beispielsweise einer Halterohraufnahme auf einem Halterohr. Die Querachse ist, zumindest resultierend, innenseitig angeordnet und quer zur Laufrichtung und parallel zur Parallelebene ausgerichtet.
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Die Gleitschiene ist, beispielsweise wie aus dem Stand der Technik bekannt, aus zwei miteinander gefügten Schienenhälften gebildet. Die beiden Schienenhälften sind bevorzugt identisch aufgebaut. Alternativ sind die beiden Schienenhälften unterschiedlich aufgebaut, wobei die Schienenhälften, wenn das Umschlingungsmittel bereits umlaufend geschlossen ist, seitlich auf das Umschlingungsmittel aufführbar und danach miteinander fügbar sind. Bevorzugt sind die Schienenhälften als Spritzgussbauteile ausgeführt, wobei bevorzugt zumindest für die Führungsflächen ein robuster und reibungsarmer Kunststoff, beispielsweise ein Polyamid, gewählt ist.
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Die Fügerichtung ist bevorzugt parallel zur Laufrichtung des geführten Trums. Alternativ oder abschnittsweise ist die Fügerichtung in der Parallelebene und schräg zu der Laufrichtung ausgerichtet.
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Hier sind die Schienenhälften nun derart ausgebildet, dass sie nach dem Fügen nicht mehr mit Spiel aneinander liegen, sondern zumindest eine Spannpaarung aufweisen und quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels und dabei parallel zu den Rotationsachsen der Kegelscheibenpaare oder dabei geneigt zu den Rotationsachsen aber parallel zu einer von den Rotationsachsen aufgespannten Ebene miteinander verspannt sind. Gemäß einer Ausführungsform liegen die beiden Schienenhälften mittels Anliegeflächen aneinander und bilden einen Teil der Spannpaarung, indem die Spannhaken die Anliegeflächen im gefügten Zustand gegeneinanderpresst. In der Folge sind die Führungsflächen oder zumindest eine Führungsfläche gegenüber einer vorbekannten Führungsfläche, welche ebenfalls zweigeteilt ist aber bei denen diese beiden Teile mit Spiel zueinandergefügt sind, deutlich steifer. Dadurch ist ein Aufweiten des Gleitkanals bei ansonsten gleicher Ausführung, zumindest hinsichtlich der Versteifungsmittel, Materialstärke und Materialwahl, vermindert. Alternativ kann zum Erreichen gleicher Steifigkeit die Bauraumanforderung der hier vorgeschlagenen Gleitschiene reduziert werden.
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Bevorzugt liegt bei einer Eingriffssituation bei der Montage der beiden Schienenhälften bei der Vormontageposition zwischen den beiden Spannflächen ein Spiel vor, sodass das Fügen der beiden Schienenhälften, bevorzugt ohne jegliches Werkzeug, leicht und fehlerfrei möglich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene ist die Spannpaarung einstückig mit der jeweiligen Schienenhälfte gebildet.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Spannpaarung nicht durch ein zusätzliches Bauteil gebildet, sondern aus jeweils integralen Komponenten der beiden Schienenhälften ausgebildet. Das heißt für eine korrespondierend zu einer zweiten Spannfläche ausgebildeten ersten Spannfläche, ist die erste Spannfläche an der ersten Schienenhälfte einstückig ausgebildet und die zweite Spannfläche an der zweiten Schienenhälfte einstückig ausgebildet. Beispielsweise ist die Spannkraft mittels eines Spannhakens und einer korrespondierenden Eingriffsaufnahme, beispielsweise ein Loch, gebildet, sodass der Spannhaken im zusammengebauten Zustand hinter einen Hinterschnitt greift und so die Spannkraft aufbringt, mittels welcher in einer Ausführungsform die beiden quer dazu ausgerichteten Anliegeflächen der beiden Schienenhälften gegeneinander verspannt sind. Der Spannhaken ist dabei an einer der beiden Schienenhälften einstückig ausgebildet und die korrespondierende Eingriffsaufnahme an der jeweils anderen Schienenhälfte einstückig, zum Beispiel als Vertiefung oder Durchgangsöffnung, ausgebildet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene sind die Schienenhälften mittels Verschieben relativ zueinander, bevorzugt parallel zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels, miteinander fügbar und weisen zumindest ein korrespondierendes Verrastmittelpaar auf, wobei das Verrastmittelpaar und die Spannpaarung mittels des relativen Verschiebens miteinander in Eingriff gebracht sind.
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Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Schienenhälften mit ihren Anliegeflächen gegeneinander zu legen und werden aus dieser Vormontageposition mittels relativen Verschiebens in den Endzustand miteinander gefügt. Bevorzugt ist die relative Verschieberichtung dabei parallel zur Laufrichtung des Umschlingungsgetriebes. Die Schienenhälften weisen zum miteinander Befestigen zumindest ein korrespondierendes Verrastmittelpaar auf, welches in dem Endzustand miteinander derart verrastet, dass die beiden Schienenhälften nur durch ein aktives Lösen des zumindest einen Verrastmittelpaars wieder voneinander getrennt werden können. Diese Verbindung ist nicht durch betriebsbedingte Schwingungen lösbar. Bevorzugt ist sie aber von Hand, besonders bevorzugt ohne Einsatz eines Werkzeugs, aktiv lösbar.
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Besonders bevorzugt sind das zumindest eine Verrastmittelpaar und die zumindest eine Spannpaarung als voneinander getrennte Bauelemente ausgeführt.
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Besonders bevorzugt sind die beiden Verrastmittel des zumindest einen Verrastmittelpaars und/oder die Spannmittel der zumindest einen Spannpaarung als einstückiges Bauelement mit der jeweiligen Schienenhälfte ausgeformt.
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Besonders bevorzugt wird entweder das zumindest eine Verrastmittelpaar mittels einer Führungsvorrichtung der Spannpaarung aufeinander zugeführt oder umgekehrt die Spannpaarung mittels einer Führungsvorrichtung des Verrastmittelpaars aufeinander ausgerichtet gefügt. Ein geeignetes Verrastmittel ist beispielsweise eine korrespondierende Verzahnung oder eine mit einer Vertiefung korrespondierende Erhebung. Besonders bevorzugt ist ein infolge des Fügens der Schienenhälften sich selbst auslenkender Keil und in Demontagerichtung eine zur Verschieberichtung senkrechte oder etwa senkrechte Wandpaarung vorgesehen. Hierdurch wird die Montage erleichtert und ein sich eigenständiges Lösen beispielsweise infolge von Rüttelbewegungen unterbunden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene ist rückseitig der innenseitigen Führungsfläche eine Halterohraufnahme vorgesehen, und es ist, bevorzugt beidseitig, jeweils eines der Verrastmittelpaare angrenzend an die Halterohraufnahme vorgesehen.
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Auf dem Halterohr ist die Gleitschiene mittels aufliegender Halterohraufnahme derart gelagert, dass sich die Gleitschiene an die jeweils vorliegende Tangentialausrichtung des geführten Trums selbsttätig anpasst, also wippt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist sichergestellt, dass die Halterohraufnahme, welche bei dieser Ausführungsform ebenso wie die Führungsflächen zweigeteilt ausgeführt ist, sicher zueinander ausgerichtet ist. Damit wird ein Tordieren der Gleitschiene auf dem Halterohr verhindert oder zumindest deutlich reduziert. Daraus resultiert ein reduzierter Bewegungsraum der Gleitschiene und damit eine verringerte Bauraumforderung.
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Bevorzugt ist auch dieses Verrastmittelpaar quer zur Laufrichtung des Umschlingungsgetriebes spielbehaftet. Somit ist eine nachteilige Doppelpassung ausgeschlossen. Je näher das zumindest eine, bevorzugt die zwei, Verrastmittelpaar(e) zur Halterohraufnahme angeordnet ist/sind, beziehungsweise deren miteinander in Eingriff stehenden Rastflächen, desto höher ist die Steifigkeit gegen ein Tordieren der Gleitschiene.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Umschlingungsgetriebe für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Getriebeeingangswelle mit einem ersten Kegelscheibenpaar;
- - eine Getriebeausgangswelle mit einem zweiten Kegelscheibenpaar;
- - ein Umschlingungsmittel, mittels welchem das erste Kegelscheibenpaar mit dem zweiten Kegelscheibenpaar drehmomentübertragend verbunden ist;
- - zumindest eine Gleitschiene nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die zumindest eine Gleitschiene zum Dämpfen des Umschlingungsmittels mit dem Führungsflächenpaar an dem Umschlingungsmittel anliegt.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Umschlingungsgetriebe ist ein Drehmoment übersetzbar beziehungsweise untersetzbar übertragbar, wobei die Übertragung zumindest bereichsweise stufenlos einstellbar ist. Die Übersetzung wird dabei über die zwei Kegelscheibenpaare, wie oben beschrieben, eingestellt. Das Umschlingungsmittel wird dabei zwischen den jeweils relativ zueinander beweglichen Kegelscheibenpaaren angeordnet und überträgt ein Drehmoment von einem Kegelscheibenpaar auf das andere Kegelscheibenpaar. Bevorzugt wird dabei das Umschlingungsmittel auf einer konstanten Länge gehalten. Die zumindest eine Gleitschiene ist parallel zu dem geführten Trum des Umschlingungsmittels ausgerichtet. Der erforderliche Bauraum wird durch Erreichen einer höheren Steifigkeit mit zudem möglichem geringerem Materialeinsatz verkleinert. Alternativ oder ergänzend wird eine verbesserte Dämpfung der Schwingungen des Umschlingungsmittels infolge einer erhöhten Steifigkeit der Gleitschiene erreicht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, aufweisend ein Antriebsaggregat mit einer Abtriebswelle, zumindest einen Verbraucher und ein Umschlingungsgetriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung mittels des Umschlingungsgetriebes mit dem zumindest einen Verbraucher mit veränderbarer Übersetzung verbindbar ist.
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Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einem Antriebsaggregat, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine oder einem Elektromotor, bereitgestelltes und über ihre Abtriebswelle abgegebenes Drehmoment für eine Nutzung bedarfsgerecht zu übertragen, also unter Berücksichtigung der benötigten Drehzahl und des benötigten Drehmoments. Eine Nutzung ist beispielsweise ein elektrischer Generator zur Bereitstellung von elektrischer Energie. Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen, ist die Verwendung des oben beschriebenen Umschlingungsgetriebes besonders vorteilhaft, weil eine große Übersetzungsspreizung auf geringem Raum erreichbar ist. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie, welches dann in der obigen Definition ein Antriebsaggregat bildet, mittels des Umschlingungsgetriebes auf einen elektrischen Generator zur Rekuperation, also der elektrischen Speicherung von Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten Drehmomentübertragungsstrang umsetzbar. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebsaggregaten vorgesehen, welche in Reihe oder parallelgeschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind und deren Drehmoment mittels eines Umschlingungsgetriebes gemäß der obigen Beschreibung jeweils bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden kann. Beispiele sind Hybridantriebe aus Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine, aber auch Mehrzylindermotoren, bei denen einzelne Zylinder (-gruppen) zuschaltbar sind. Mit dem hier vorgeschlagenen Umschlingungsgetriebe ist ein geringerer Bauraumbedarf erzielbar und die Geräuschemission des Antriebsstrangs mit einer Gleitschiene gemäß der obigen Beschreibung reduzierbar. Zudem ist der Wirkungsgrad infolge einer Minderung der Schwingungen steigerbar. Darüber hinaus sind Wartungsintervalle und die Lebensdauer des Umschlingungsgetriebes verlängerbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.
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Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen teilweise das Antriebsaggregat, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder einen Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der radiale Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, ein Umschlingungsgetriebe kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz eines Umschlingungsgetriebes in motorisierten Zweirädern, für welche eine deutlich gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird.
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Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Bei dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug mit dem oben beschriebenen Antriebsstrang wird eine geringe Geräuschemission und ein langes Wartungsintervall erreicht. Zudem ist es möglich, alternativ oder ergänzend einen geringeren Bauraumbedarf für das Umschlingungsgetriebe einzurichten.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: ein konventionelles Umschlingungsgetriebe mit konventioneller Gleitschiene;
- 2: eine Schienenhälfte;
- 3: eine Gleitschiene in Vormontageposition in Ansicht von unten im Schnitt oberhalb der Halterohraufnahme;
- 4: eine Gleitschiene im Endzustand in Ansicht von unten im Schnitt oberhalb der Halterohraufnahme mit verformten Spannhaken;
- 5: eine Spannpaarung in Detailansicht mit keilartigem Spannhaken;
- 6: eine Gleitschiene in Vormontageposition in Ansicht von unten im Schnitt beim innenseitigen Verrastmittelpaar;
- 7: eine Gleitschiene im Endzustand in Ansicht von unten im Schnitt oberhalb der Halterohraufnahme mit beabstandeten Anliegeflächen;
- 8: ein Verrastmittelpaar in Detailansicht einer Gleitschiene;
- 9: eine Spannpaarung in Detailansicht mit beabstandeten Anliegeflächen; und
- 10: ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit Umschlingungsgetriebe.
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1 zeigt ein konventionelles Umschlingungsgetriebe 2, bei welchem das Umschlingungsmittel 3 ein erstes Kegelscheibenpaar 4 mit einem zweiten Kegelscheibenpaar 5 drehmomentübertragend verbindet. Das erste Kegelscheibenpaar 4 ist hierbei mit einer Getriebeeingangswelle 29 mit einer ersten Rotationsachse 17 und das zweite Kegelscheibenpaar 5 mit einer Getriebeausgangswelle 30 mit einer zweiten Rotationsachse 18 drehmomentübertragend fest verbunden. Das Umschlingungsmittel 3 wird hierbei an dem in der Darstellung oberen Trum, beispielsweise dem Lasttrum 21, mittels einer konventionellen Gleitschiene 49 mit einem Führungsflächenpaar 6 geführt und somit Schwingungen quer zur Laufrichtung 13 durch Anliegen der außenseitigen Führungsfläche 7 und der innenseitigen Führungsfläche 8, parallel zur Parallelebene 12 (hier beispielsweise die Mittelebene des Umschlingungsmittels 3) geführt. Die konventionelle Gleitschiene 49 ist mittels der Halterohraufnahme 23 auf einem Halterohr 35 verkippbar gelagert, sodass sich die Ausrichtung der Parallelebene 12 an die jeweils anliegenden Wirkkreise auf den Kegelscheibenpaaren 4 und 5 und die daraus resultierende tangentiale Ausrichtung des geführten Trums 21 des geführten Umschlingungsmittels 3 frei anpassen kann. Das Umschlingungsmittel 3 ist hier als Kette angedeutet und bildet zwischen den Wirkkreisen auf den Kegelscheibenpaaren 4 und 5 oben bei eingehendem Drehmoment über die Getriebeeingangswelle 29 beispielsweise das Lasttrum 21 und in der Darstellung unten das Leertrum 22. Die Laufrichtung 13 ist hier im geführten Trum des Umschlingungsmittels 3 in der Darstellung nach rechts, also im Uhrzeigersinn, gezeigt.
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2 zeigt einen eine erste Schienenhälfte 14 beziehungsweise eine identisch ausgebildete zweite Schienenhälfte 15, welche mittels Verschieben entlang der Laufrichtung 13 des Umschlingungsgetriebes 2 (vergleiche 1) mit einer identischen Schienenhälfte 15 beziehungsweise 14 verspannbar verbindbar ist. Die Schienenhälfte 14,15 weist eine außenseitige (Teil-) Führungsfläche 7 auf, welche hier seitlich zu sehen ist und eine innenseitige (Teil-) Führungsfläche 8, welche hier verdeckt ist. Die außenseitige Führungsfläche 7 und die innenseitige Führungsfläche 8 bilden gemeinsam ein Führungsflächenpaar 6. Quer zum (Teil-) Führungsflächenpaar 6 sind eine erste Anliegefläche 26 beziehungsweise eine zweite Anliegefläche 27 gebildet, auf welche die jeweils andere Schienenhälfte 15 beziehungsweise 14 auflegbar ist. Entlang der Anliegeflächen 26 beziehungsweise 27 sind die beiden Schienenhälften 14 und 15 aus einer Vormontageposition (vergleiche 3) relativ zueinander verschiebbar. Rückseitig der innenseitigen Führungsfläche 8 beziehungsweise bei der Halterohraufnahme 23 sind eine Rastvertiefung 20 und ein korrespondierender Rastzahn 19 ausgebildet, welche zum Eingriff bei der jeweils anderen Schienenhälfte 15 beziehungsweise 14 eingerichtet sind. Über diese Verrastmittelpaare 16 (vergleiche 8) ist ein selbsttätiges relatives Verschieben der Schienenhälften 14 und 15 zueinander ausgeschlossen und zum Ausbilden einer Spannpaarung 9 (vergleiche 5) sind ein erster außenseitiger Spannhaken 41 beziehungsweise ein zweiter außenseitiger Spannhaken 42 vorgesehen, welcher korrespondierend zu einer zweiten außenseitigen Spannhakenaufnahme 46 beziehungsweise einer ersten außenseitigen Spannhakenaufnahme 45 der jeweils anderen Schienenhälfte 15 beziehungsweise 14 eingerichtet sind. Weiterhin sind ein erster innenseitiger Spannhaken 43 beziehungsweise ein zweiter innenseitiger Spannhaken 44 und eine korrespondierende zweite innenseitige Spannhakenaufnahme 48 beziehungsweise eine erste innenseitige Spannhakenaufnahme 47 vorgesehen, welche im Endzustand jeweils miteinander im Eingriff stehen.
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In 3 ist eine Gleitschiene 1 im vormontierten Zustand in Ansicht von unten gezeigt, also die Rückseite der innenseitigen Führungsfläche 8 (vergleiche 2) gezeigt, wobei ein Schnitt oberhalb, also hin zu der Führungsfläche 8, der Halterohraufnahme 23 (vergleiche 2) gelegt ist. Hierbei sind ein erster innenseitiger Spannhaken 43 der ersten Schienenhälfte 14 und ein zweiter innenseitiger Spannhaken 44 der zweiten Schienenhälften 15 zu sehen, welche in die zweite innenseitige Spannhakenaufnahme 48 beziehungsweise die erste innenseitige Spannhakenaufnahme 47 eingeführt sind. In diesem vormontierten Zustand sind die erste Anliegefläche 26 und die zweite Anliegefläche 27 der Schienenhälften 14 und 15 locker, also spielbehaftet, aufeinander gelegt und müssen zum Überführen in den Endzustand lediglich, hier in Laufrichtung 13 (vergleiche 1), einander entlang verschoben werden. Die Anliegeflächen 26 und 27 dienen somit als Führhilfe bei der Montage.
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In 4 ist der Endzustand der Gleitschiene 1 in einer ersten Ausführungsform dargestellt, wie sie in 3 gezeigt ist. Hierbei greift nun der erste innenseitigen Spannhaken 43 hinter einen von der zweiten innenseitigen Spannhakenaufnahme 48 gebildeten Hinterschnitt. Entsprechend greift der zweite innenseitige Spannhaken 44 hinter einen von der ersten innenseitigen Spannhakenaufnahme 47 gebildeten Hinterschnitt, sodass eine Spannpaarung 9 gebildet ist. Bei dieser ersten Ausführungsform werden die Spannhaken 43 und 44, bevorzugt elastisch, verformt und pressen die Anliegeflächen 26 und 27 gegeneinander. Diese Spannpaarung 9 ist in 5 im Detail dargestellt.
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In 5 ist ein Detail der Darstellung der ersten Ausführungsform einer Gleitschiene 1 wie in 4 gekennzeichnet dargestellt, wobei hier beispielhaft der zweite innenseitige Spannhaken 44 im Eingriff mit der ersten innenseitigen Spannhakenaufnahme 47 gezeigt ist. Die zum zweiten innenseitigen Spannhaken 44 ausgerichtete erste Spannfläche 10 der ersten Schienenhälfte 14 ist hier parallel zu den Anliegeflächen 26 und 27 (vergleiche 3) ausgerichtet. Die zu dem Hinterschnitt der ersten innenseitigen Spannhakenaufnahme 47 ausgerichtete zweite Spannfläche 11 des zweiten innenseitigen Spannhakens 44 der zweiten Schienenhälfte 15 ist demgegenüber geneigt, sodass beim Überführen der Schienenhälften 14 und 15 aus der Vormontageposition, wie sie in 3 gezeigt ist, in den Endzustand, wie er in 4 gezeigt ist, der Spannhaken 44 leicht, also spielbehaftet, und fehlerfrei eingefädelt werden kann aber dennoch im Endzustand die Anliegeflächen 26 und 27 gegeneinander verpresst sind.
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6 zeigt eine Gleitschiene 1 in Ansicht von unten in der Vormontageposition wie auch in 3 gezeigt, aber in einem Schnitt bei der Halterohraufnahme 23. Hier sind wiederum eine erste Schienenhälften 14 und eine zweite Schienenhälfte 15 relativ zueinander verschoben mit ihrer ersten Anliegefläche 26 und ihrer zweiten Anliegefläche 27 aufeinanderliegend dargestellt. Der zweite innenseitige Spannhaken 44 und der erste innenseitige Spannhaken 43 sind in eine in dieser Darstellung verdeckte zweite innenseitige Spannhakenaufnahme 48 beziehungsweise in eine erste außenseitige Spannhakenaufnahme 47 eingeführt (vergleiche 3). In dieser Vormontageposition üben sie aber noch keine Kraft quer zu den Anliegeflächen 26 und 27 aus. Weiterhin sind hierbei die Verrastmittelpaare 16 noch nicht miteinander in Eingriff gebracht und die Halterohraufnahme 23 noch nicht zueinander gefluchtet. Hierbei sind der für eine zweite Ausführungsform der Gleitschiene 1, also optional vorgesehene, erste Spannnocken 24 und zweite Spannnocken 25 zu erkennen, welche im Endzustand die erste Anliegefläche 26 und die zweite Anliegefläche 27 zumindest partiell voneinander beabstanden. Bei einem partiellen innenseitigen voneinander Beabstanden der Anliegeflächen 26 und 27 entsteht ein Verspannmoment mit Momentenachse um die Laufrichtung 13 oder um eine Parallele zur Laufrichtung 13 des Umschlingungsmittels 3, wodurch die Schienenhälften 14 und 15 im Endzustand außenseitig gegeneinander gepresst werden.
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In 7 ist eine zweite Ausführungsform einer Gleitschiene 1 in der gleichen ansicht wie in 5 gezeigt und in weiten Teilen mit der dort gezeigten ersten Ausführungsform identisch. Insoweit wird auf die dortige Beschreibung verwiesen. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform sind hier die erste Anliegefläche 26 und die zweite Anliegefläche 27 zumindest innenseitig, bevorzugt auch außenseitig, mittels der Spannnocken 24 und 25 voneinander beabstandet. Bei einer außenseitigen Beabstandung der Anliegeflächen 26 und 27 sind außenseitig bevorzugt weitere Beabstandungsmittel, beispielsweise Spannnocken, vorgesehen. Den, zumindest innenseitigen, Antagonisten zu den (innenseitigen) Spannhaken 43 und 44 bilden dabei die Spannocken 24 und 25, also nur punktuell im Zusammenspiel mit den Anliegeflächen 26 und 27.
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In 8 ist ein Verrastmittelpaar 16 im Detail wie in 6 gekennzeichnet miteinander in Eingriff gebracht dargestellt. Dieses angrenzend an die Halterohraufnahme 23 angeordnete Verrastmittelpaar 16 (vergleiche 6) weist einen Rastzahn 19 auf der Seite der zweiten Schienenhälfte 15 und eine korrespondierende Rastvertiefung 20 auf der Seite der ersten Schienenhälften 14 auf. Hin zu der Richtung quer zu den Anliegeflächen 26 und 27 (vergleiche 6) weisen der Rastzahn 19 und die Rastvertiefung 20 Spiel auf, sodass keine Spannung quer zu den Anliegeflächen 26 und 27 induziert wird.
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In 9 ist ein Detail der Darstellung der zweiten Ausführungsform einer Gleitschiene 1 wie in 7 gekennzeichnet dargestellt, wobei hier beispielhaft der zweite innenseitige Spannhaken 44 im Eingriff mit der ersten innenseitigen Spannhakenaufnahme 47 gezeigt ist. Die zum zweiten innenseitigen Spannhaken 44 ausgerichtete erste Spannfläche 10 der ersten Schienenhälfte 14 ist hier parallel zu den Anliegeflächen 26 und 27 (vergleiche 3) ausgerichtet. Die zu dem Hinterschnitt der ersten innenseitigen Spannhakenaufnahme 47 ausgerichtete zweite Spannfläche 11 des zweiten innenseitigen Spannhakens 44 der zweiten Schienenhälfte 15 ist hier ebenfalls parallel zu den Anliegeflächen 26 und 27 (vergleiche 3) ausgerichtet. Alternativ ist die erste Spannfläche 10 oder die erste Spannfläche 11 geneigt, sodass beim Überführen der Schienenhälften 14 und 15 aus der Vormontageposition, wie sie in 3 gezeigt ist, in den Endzustand, wie er in 7 gezeigt ist, der Spannhaken 44 leicht, also spielbehaftet, und fehlerfrei eingefädelt werden kann. Im Unterschied zu dem Detail in 5, sind die Anliegeflächen 26 und 27 mittels der Wirkung der Spannnocken 24 und 25 voneinander beabstandet. Hierbei ist bevorzugt der in der Spannhakenaufnahme 47 angeordnete Anteil des Spannhakens 44 als, bevorzugt spielbehafteter, Anschlag in Laufrichtung 13 (vergleiche 1) gebildet, sodass sichergestellt ist, dass das Verrastmittelpaar 16 (vergleiche 8) in Eingriff steht und nicht bei der Montage überrutscht wird.
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In 10 ist ein Antriebsstrang 28, umfassend ein Antriebsaggregat 31, hier als Verbrennungskraftmaschine dargestellt, sowie eine Abtriebswelle 32, ein Umschlingungsgetriebe 2 und ein drehmomentübertragend verbundenes, linkes Antriebsrad 36 und rechtes Antriebsrad 37, schematisch dargestellt. Das linke Antriebsrad 36 und das zweite Antriebsrad 37 bilden einen Verbraucher 33, wobei ein Verbraucher 33 auch durch (nicht dargestellt) einen Akkumulator zur Rekuperation der Bremsenergie oder eine Klimaanlage und weiterem gebildet sein kann. Der Antriebsstrang 28 ist hier in einem Kraftfahrzeug 34 angeordnet, wobei das Antriebsaggregat 31 mit seiner Motorachse 40 quer zur Längsachse 39 vor der Fahrerkabine 38 angeordnet ist.
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Mit der hier vorgeschlagenen Gleitschiene ist eine erhöhte Steifigkeit und/oder geringerer Bauraumbedarf erzielbar. Zudem ist es möglich, alternativ oder ergänzend eine geringe Geräuschemission einzurichten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gleitschiene
- 2
- Umschlingungsgetriebe
- 3
- Umschlingungsmittel
- 4
- erstes Kegelscheibenpaar
- 5
- zweites Kegelscheibenpaar
- 6
- Führungsflächenpaar
- 7
- außenseitige Führungsfläche
- 8
- innenseitige Führungsfläche
- 9
- Spannpaarung
- 10
- erste Spannfläche
- 11
- zweite Spannfläche
- 12
- Parallelebene
- 13
- Laufrichtung
- 14
- erste Schienenhälfte
- 15
- zweite Schienenhälfte
- 16
- Verrastmittelpaar
- 17
- erste Rotationsachse
- 18
- zweite Rotationsachse
- 19
- Rastzahn
- 20
- Rastvertiefung
- 21
- Lasttrum
- 22
- Leertrum
- 23
- Halterohraufnahme
- 24
- erster Spannnocken
- 25
- zweiter Spannnocken
- 26
- erste Anliegefläche
- 27
- zweite Anliegefläche
- 28
- Antriebsstrang
- 29
- Getriebeeingangswelle
- 30
- Getriebeausgangswelle
- 31
- Antriebsaggregat
- 32
- Abtriebswelle
- 33
- Verbraucher
- 34
- Kraftfahrzeug
- 35
- Halterohr
- 36
- linkes Antriebsrad
- 37
- rechtes Antriebsrad
- 38
- Fahrerkabine
- 39
- Längsachse
- 40
- Motorachse
- 41
- erster außenseitiger Spannhaken
- 42
- zweiter außenseitiger Spannhaken
- 43
- erster innenseitiger Spannhaken
- 44
- zweiter innenseitiger Spannhaken
- 45
- erste außenseitige Spannhakenaufnahme
- 46
- zweite außenseitige Spannhakenaufnahme
- 47
- erste innenseitige Spannhakenaufnahme
- 48
- zweite innenseitige Spannhakenaufnahme
- 49
- konventionelle Gleitschiene
