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Die Erfindung betrifft ein Umschlingungsmittel für ein, insbesondere stufenlos einstellbares, Getriebe eines Kraftfahrzeuges, mit (i) einer Laschenkette, die eine Anordnung aus quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichteten Druckstücken und parallel zur Laufrichtung angeordneten Laschen aufweist, wobei die Druckstücke in Öffnungen der Laschen eingreifen und die Laschen mittels der Druckstücke gelenkig verbunden sind, und mit (ii) einem an der Laschenkette angeordneten Endlosriemen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein stufenlos einstellbares Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Umschlingungsmittel.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 215 952 A1 zeigt ein entsprechendes Umschlingungsmittel für ein stufenlos einstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges. Das Umschlingungsmittel weist eine Laschenkette sowie einen auf der Innenseite der Laschenkette angeordneten Riemen in Form einer Endlosschleife (Endlosriemen) auf. Die Laschenkette besteht im Wesentlichen aus 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. Der Endlosriemen weist Zahnstrukturen für eine formschlüssige Momentübertragung auf.
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Ein entsprechendes 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.
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In der Technik allgemein und im Zusammenhang mit der Momentübertragung mittels Umschlingungsmitteln bzw. Endlostrieben im Besonderen, wird unter dem Begriff „Riemen“ ein länglicher Streifen, oft in Form einer Endlosschleife, aus flexiblem Material zur Übertragung von Zugkraft und damit Drehmoment (Transmission) oder Stellposition verstanden. Entsprechend ist ein Endlosriemen ein Riemen in Form einer Endlosschleife.
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Die Druckschrift
DE 10 2015 201 717 A1 zeigt ein weiteres Umschlingungsmittel für ein stufenlos einstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges. Das Umschlingungsmittel weist eine Laschenkette sowie abschnittsweise auf der Laschenkette aufgebrachte Kunststoff-Sicherungseinrichtungen zur Verliersicherung der Laschen und/oder Druckstücke auf. Die Laschenkette besteht im Wesentlichen aus 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. Die Kunststoff-Sicherungseinrichtung weist zwei Seitenteile sowie diese Seitenteile verbindende Stege auf. Jedes der Seitenteile umgreift auf seiner Seite die Endabschnitte der Druckstücke.
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Es ist Aufgabe der Erfindung ein Umschlingungsmittel anzugeben, das bei Verwendung in einem stufenlos einstellbaren Getriebe eines Kraftfahrzeuges oder einem anderen Endlostrieb zu einer verbesserten Akustik führt.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 4. 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 mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen ist vorgesehen, dass die Außenseite des Umschlingungsmittels zumindest teilweise vom Endlosriemen gebildet wird. Dazu ist der Endlosriemen auf der Außenseite der Laschenkette angeordnet. Es ergibt sich ein mehr oder weniger stark ausgebildeter Formschluss zwischen Endlosriemen und Laschenkette, der das Umschlingungsmittel insgesamt stabilisiert. Auf diese Weise wird einerseits die Akustik mittels integrierter Schwingungsdämpfung verbessert und andererseits werden die Drehmoment-Übertragungseigenschaften weiterhin von der Laschenkette bestimmt. 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 verläuft der Endlosriemen um die Druckstücke herum zwischen den nur noch auf beiden Seiten des Endlosriemens angeordneten Laschen. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird die Außenseite des Umschlingungsmittels vom Endlosriemen und den Außenseiten der rechts und links vom Endlosriemen angeordneten Laschen gebildet. Mit anderen Worten: das Umschlingungsmittel ist in einem Freiraum in einer von den Laschen und Druckstücken die Laschenkette gebildete rinnenartige Vertiefung auf der Außenseite des Umschlingungsmittels eingebettet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung deckt der Endlosriemen die Laschen der Laschenkette auf der Außenseite vollständig ab. Auf der entsprechenden Breite ist der Endlosriemen also vollständig um die (Endlos-)Laschenkette herum angeordnet.
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Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ragen die Druckstücke des Umschlingungsmittels mit ihren Endabschnitten beidseitig oder zumindest einseitig aus der Anordnung heraus. Ein solcher Aufbau ist beispielsweise aus der eingangs erwähnten Druckschrift
DE 10 2015 201 717 A1 bekannt.
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Der Endlosriemen besteht im Wesentlichen (a) aus Gummi, bevorzugt mit Textil- oder Stahlseileinlage oder (b) aus Stahl. Beide Varianten sind für einen Endlosriemen eines Endlosriementriebs bekannt.
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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 Außenseite zumindest teilweise vom Endlosriemen gebildet wird. Der prinzipielle Aufbau eines solchen Getriebes ist beispielsweise aus der 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:
- 1: ein Umschlingungsmitte gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht,
- 2: ein Umschlingungsmitte gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenschrägansicht und
- 3 einen Abschnitt des Umschlingungsmittels der 2 in einer Schnittdarstellung.
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Die 1 zeigt ein Umschlingungsmittels 10, das eine Laschenkette 12 auf seiner Innenseite 14 sowie einen Endlosriemen 16 auf seiner Außenseite 18 aufweist. Hauptbaugruppe der Laschenkette 12 ist eine Anordnung 20 mit Druckstücken 22 und (Verbindungs-)Laschen 24, die im Zweilaschenverband oder im Dreilaschenverband angeordnet sind.
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Die Laschen 24 weisen Öffnungen 26 auf, in welche die Druckstücke 22 eingreifen. Während die Laschen 24 längs einer Laufrichtung (Doppelpfeil 28) des Umschlingungsmittels 10 ausgerichtet sind, sind die Druckstücke 22 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 12 weist die Anordnung 20 aus Laschen 24 und den Druckstücken 22 auf. Die Druckstücke 22 sind dabei als Wiegedruckstücke (abgekürzt WDS) ausgebildet und greifen paarweise in die Öffnungen 26 der Laschen 24 ein um je ein Gelenk 30 zu bilden, wobei sich die Reihenfolge der Laschen 24 quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels 10 gezielt wiederholen kann, sodass ein entsprechendes Laschenmuster resultiert. Das aus zwei Wiegedruckstücken gebildete Gelenk 30 wird oft auch als Wiegegelenk bezeichnet. Die Laschenanordnung der Laschen 24 kann, wie bereits oben erwähnt, beispielsweise in einem Zweilaschenverband oder in einem Dreilaschenverband gewählt sein.
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Die paarweise angeordneten Wiegedruckstücke 22 weisen aufeinander zuweisende Seiten auf, an welchen sie sich aneinander abwälzen oder an welchen sie sich aneinander gleitend bewegen können, sodass die Laschen 24 mittels der so ausgebildeten Druckstücke 22 gelenkig miteinander verbunden sind.
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An einander in Längsrichtung der Druckstücke 22 gegenüberliegenden Längsseiten der Laschenkette 12 ragen die Druckstücke 22 jeweils mit Endabschnitten 32 aus der Anordnung der Laschen 24 heraus.
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Die Laschenkette
12 weist weiterhin als Zapfen (Haltestifte) ausgebildete Sicherungselemente zur Verliersicherung der Laschen
24 und/oder Druckstücke
22 auf. Die Zapfen bilden Vorsprünge, die ein auseinanderfallen der Anordnung
20 aus Druckstücken
22 und Laschen
24 verhindert. Diese Sicherungselemente sind beispielsweise aus der Druckschrift
DE 199 34 935 A1 bekannt.
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Der Endlosriemen 16 ist aus ähnlichen oder gar den gleichen Materialien gefertigt, wie die für Automotive-Anwendungen typischen Endlostriebriemen für Endlosriementriebe. Mit anderen Worten besteht der Endlosriemen 16 im Wesentlichen aus Gummi, bevorzugt mit Textil- oder Stahlseileinlage.
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Durch den die Außenseite 18 des Umschlingungsmittels 10 bildenden Endlosriemen 16 wird einerseits die Akustik mittels integrierter Schwingungsdämpfung verbessert und andererseits werden die Drehmoment-Übertragungseigenschaften weiterhin nur von der Laschenkette 12 bestimmt. Aufgrund der Funktionsintegration der Schwingungsdämpfung kann eventuell auf eine sonst übliche Gleitschiene im stufenlos einstellbaren Getriebe (CVT-Getriebe) verzichtet werden.
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Im hier gezeigten Beispiel der 1 deckt der Endlosriemen 16 die Laschen 24 der Laschenkette 12 auf der Außenseite 18 vollständig ab. Lediglich die Endabschnitte 32 der Druckstücke 22 und gegebenenfalls die Sicherungselemente sind nicht vom Endlosriemen abgedeckt.
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Die 2 und 3 zeigen eine alternative Ausgestaltung des Umschlingungsmittels 10, die im Wesentlichen mit der Ausgestaltung des Umschlingungsmittels 10 aus 1 übereinstimmt, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
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Bei dem in 2 gezeigten Umschlingungsmittel 10 weist die Laschenkette 12 - ähnlich wie bei einer Fahrradkette - nur rechts und links eines zentralen Bereichs der Druckstücke 22 zwei Laschenstränge mit Laschen 24 auf. In diesem zentralen Bereich ist eine Lücke zwischen den Laschen 24 dieser beiden Laschenstränge. Dadurch ergibt sich außerhalb und innerhalb der Ebene mit den in Reihe angeordneten Druckstücken 22 ein Freiraum 34 bzw. eine Aussparung in Gestalt einer rinnenartigen Vertiefung.
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Diese Situation ist besonders deutlich in der Schnittdarstellung der 3 erkennbar, die nur einen Abschnitt des Umschlingungsmittels 10 zeigt. Im Freiraum 34 außerhalb der Ebene mit den in Reihe angeordneten Druckstücken 22 der Laschenkette 12 liegt dabei der Endlosriemen 16 ein.
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Mit anderen Worten wird die die Außenseite 18 des Umschlingungsmittels 10 in einem zentralen Bereich vom Endlosriemen 16 gebildet und in den Randbereichen rechts und links davon von den Laschen 24 der beiden Laschenstränge. Es ergibt sich ein Formschluss, der das Umschlingungsmittel 10 stabilisiert.
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Im Folgenden sollen weitere Aspekte der Erfindung noch einmal mit anderen Worten angesprochen werden.
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Beim erfindungsgemäßen Umschlingungsmittel 10 wird ein Endlosriemen 16 oder - band (wie es beispielsweise in Hilfsantrieben von Verbrennungsmotoren verwendet wird) genutzt, um die CVT-Laschenkette 12 zu umhüllen oder in diese aufgenommen zu werden. Dieser Endlosriemen 16 verhindert allzu große Bewegungen der Laschenkette 12, wenn sie nicht in Kontakt mit entsprechenden Rollensätzen (nicht gezeigt) des Getriebes steht und somit die sogenannten Saitenvibrationsgeräusche (string vibration noise).
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Durch die Kombination von Kette 12 und Endlosriemen 16, also einem geschlossenen Band, werden die Laschen 24 entlastet und können z.B. in der Teilung kleiner gestaltet werden, was Vorteile für die Akustik bringt. Beim Umschlingungsmittel 10 mit Laschenkette 12 kann ein Endlosriemen 16 das NVH-Verhalten (NVH: Noise, Vibration, Harshness) der Kette 12 verbessern.
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Der Endlosriemen 16 wird um oder in die Laschenkette 12 gelegt und soll Zugkräfte aufnehmen um die Laschen 24 zu entlasten. Durch die geringere Teilung der Laschen 24 kann die Teilung kleiner gestaltet werden, was Vorteile für die Akustik bringt. Wird der Endlosriemen 16 um die Laschenkette 12 gelegt, können die Bügel der Laschen 24 kleiner gestaltet werden. Wird der Endlosriemen 16 in die Laschenkette 12 gelegt, kann ein Teil der Laschen 24 weggelassen werden.
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Die tragende Querschnittsfläche des Endlosriemens 16 ist größer als die der Laschen 24 bei vergleichbarem Bauraum (höherer Füllgrad). Die Laschen übernehmen lediglich die Führung, d.h. die Funktion des Abknickens.
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Folgende Varianten sind möglich:
- a) beim Riemen 16 um die Kette 12:
- Zur Minimierung der Reibung kann auch ein (elastisches) Zwischenelement eingefügt werden, dass zwischen Kette 12 und Riemen 16 verläuft.
- b) Beim Riemen 16 in der Kette 12:
- Die Gelenke 30 können wesentlich weiter innen positioniert werden, sodass mehr Platz für den Riemen 16 zur Verfügung steht.
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Schließlich können auch mehrere dünne Bänder übereinander als Riemen 16 verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Umschlingungsmittel
- 12
- Laschenkette
- 14
- Innenseite
- 16
- Endlosriemen
- 18
- Außenseite
- 20
- Anordnung
- 22
- Druckstücke
- 24
- Laschen
- 26
- Öffnungen
- 28
- Doppelpfeil
- 30
- Gelenk
- 32
- Endabschnitt (Druckstück)
- 34
- Freiraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016215952 A1 [0003]
- DE 102015201717 A1 [0006, 0012]
- DE 19934935 A1 [0014, 0023]
