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Die Erfindung betrifft ein Wiegedruckstück für eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einer konvex gekrümmten Wälzkonturfläche. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Wiegegelenk mit zwei derartigen Wiegedruckstücken sowie eine Laschenkette mit derartigen Wiegegelenken.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2013 218 254 A1 offenbart eine Laschenkette, mit einem Paar Wiegedruckstücke, die Stirnflächen mit Berührpunkten und Wälzkonturen mit Wälzpunkten aufweisen, wobei Abstände zwischen den Berührpunkten und den Wälzpunkten der Wiegedruckstücke kleiner als bei herkömmlichen Wiegegelenken sind. Die internationale Offenlegungsschrift
WO 2015/169307 A1 offenbart ein Wiegegelenk für eine Laschenkette, mit einem Paar Wiegedruckstücken, die eine Wiegedruckstückhöhe und einen Wiegeradius aufweisen, wobei ein Verhältnis zwischen dem Wiegeradius und der Wiegedruckstückhöhe so klein ist, dass ein Kontaktpunkt der Wiegedruckstücke im Betrieb der Laschenkette weniger weit auswandert. Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2016 204 024 A1 offenbart eine Laschenkette, insbesondere für einen Fahrzeugantrieb, mit einer Vielzahl von über Druckstücke gelenkig miteinander verbundenen Kettenlaschen, wobei die Druckstücke gekrümmt ausgebildete Wälzflächen aufweisen, entlang denen die Druckstücke zur Kraftübertragung aneinander abwälzen, wobei die Druckstücke im Bereich der Wälzflächen eine Krümmung in Gestalt eines Bogens einer Ellipse aufweisen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wiegedruckstück für eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einer konvex gekrümmten Wälzkonturfläche, insbesondere im Hinblick auf die Lebensdauer der Laschenkette, zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einem Wiegedruckstück für eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit einer konvex gekrümmten Wälzkonturfläche, dadurch gelöst, dass die konvex gekrümmte Wälzkonturfläche, im Querschnitt betrachtet, von mindestens einem konkav gekrümmten Zwischenabschnitt begrenzt wird. Die Laschenkette umfasst Wiegegelenke, die von Laschen dargestellt werden, die durch Wiegedruckstückpaare miteinander gekoppelt sind. Jedes Wiegedruckstückpaar umfasst zwei Wiegedruckstücke, die mit ihren konvex gekrümmten Wälzkonturflächen aneinander abwälzen. Durch den konkav gekrümmten Zwischenabschnitt kann ein Wiegeradius der Wälzkonturfläche vorteilhaft verlängert werden. Dadurch kann ein Widerstandsmoment des Wiegedruckstücks vorteilhaft vergrößert werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegedruckstücks ist dadurch kennzeichnet, dass der konkav gekrümmte Zwischenabschnitt zwischen einem konvex gekrümmten Mittelabschnitt und einem ebenen Flächenabschnitt des Wiegedruckstücks angeordnet ist. Der konvex gekrümmte Mittelabschnitt dient zur Darstellung einer Wälzbewegung zwischen zwei mit ihren Wälzkonturflächen in Kontakt befindlichen Wiegedruckstücken eines Wiegedruckstückpaars in einem Wiegegelenk.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegedruckstücks ist dadurch kennzeichnet, dass der konkav gekrümmte Zwischenabschnitt, im Querschnitt betrachtet, deutlich kürzer als der Mittelabschnitt des Wiegedruckstücks ist. Der konkav gekrümmte Zwischenabschnitt dient vorteilhaft hauptsächlich dazu, einen Trumfreiwinkel zu reduzieren.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegedruckstücks ist dadurch kennzeichnet, dass der ebene Flächenabschnitt des Wiegedruckstücks, im Querschnitt betrachtet, deutlich länger als der Mittelabschnitt und der Zwischenabschnitt zusammen ist. So kann in Kombination mit dem konkav gekrümmten Zwischenabschnitt eine gewünschte Wälzfunktion der aneinander abwälzenden Wiegedruckstücke im Betrieb der Laschenkette aufrechterhalten werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegedruckstücks ist dadurch kennzeichnet, dass der konkav gekrümmte Zwischenabschnitt, im Querschnitt betrachtet, die Gestalt eines Kreisbogens aufweist. Ein Radius des Kreisbogens, der zur Darstellung des konkav gekrümmten Zwischenabschnitts dient, ist vorteilhaft größer als der Wiegeradius der konvex gekrümmten Wälzkonturfläche.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegedruckstücks ist dadurch kennzeichnet, dass der konkav gekrümmte Zwischenabschnitt trumbezogen innen an dem Wiegedruckstück angeordnet ist. Trumbezogen innen bedeutet, dass der konkav gekrümmte Zwischenabschnitt einem von der Laschenkette umschlungenen inneren Bereich zugewandt ist. Analog bedeutet trumbezogen außen, dass der im Folgenden genannte Umschlingungsfreiwinkel dem von der Laschenkette umschlungenen inneren Bereich abgewandt ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegedruckstücks ist dadurch kennzeichnet, dass ein Trumfreiwinkel trumbezogen innen an dem Wiegedruckstück kleiner als ein Umschlingungsfreiwinkel trumbezogen außen an dem Wiegedruckstück ist. Dadurch kann in den meisten Fällen ein ausreichend stabiler Betrieb der Laschenkette sichergestellt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Wiegedruckstücks ist dadurch kennzeichnet, dass ein zweiter konkav gekrümmter Zwischenabschnitt trumbezogen außen an dem Wiegedruckstück angeordnet ist. Der trumbezogen außen an dem Wiegedruckstück angeordnet zweite, konkav gekrümmte Zwischenabschnitt ist vorteilhaft so oder so ähnlich wie der trumbezogen innen an dem Wiegedruckstück angeordnete konkav gekrümmte Zwischenabschnitt ausgeführt. So wird auf einfache Art und Weise eine unerwünscht starke Auswanderung eines Kontaktpunkts zwischen dem Wiegedruckstücken nach oben oder nach außen vermieden.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Wiegegelenk mit zwei vorab beschriebenen Wiegedruckstücken. Die Wiegedruckstücke liegen zur Darstellung des Wiegegelenks mit ihren Wälzkonturflächen so aneinander an, dass sie im Betrieb der Laschenkette aneinander abwälzen.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Laschenkette mit vorab beschriebenen Wiegegelenken.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einer vorab beschriebenen Laschenkette. Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe wird auch als CVT-Getriebe bezeichnet, wobei die Großbuchstaben CVT für die englischen Begriffe Continuously Variable Transmisson stehen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- 1 eine Abschnitt einer Laschenkette mit zwei Laschen, die durch ein Wiegegelenk mit zwei Wiegedruckstücken miteinander gekoppelt sind, in der Draufsicht;
- 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1;
- 3 eines der Wiegedruckstücke aus den 1 und 2 im Querschnitt;
- 4 eine schematische Darstellung einer Kontaktfläche eines herkömmlichen Wiegedruckstücks mit einem kleinen Trumfreiwinkel;
- 5 eine ähnliche Darstellung wie in 4 mit einem großen Trumfreiwinkel;
- 6 eine ähnliche Darstellung wie in den 4 und 5 gemäß einer Ausführung der Erfindung mit einem konkav gekrümmten Zwischenabschnitt in einem unteren Bereich; und
- 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem zweiten konkaven Zwischenabschnitt in einem oberen Bereich.
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In 1 ist ein Abschnitt einer Laschenkette 1 mit zwei Laschen 2, 3 in der Draufsicht dargestellt. Die Laschen 2, 3 sind durch ein Wiegedruckstückpaar 4, das ein Wiegegelenk 5 darstellt, miteinander gekoppelt.
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Das Wiegegelenk 5 umfasst zwei Wiegedruckstücke 6, 7, die das Wiegedruckstückpaar 4 darstellen. Die Laschenkette 1 umfasst, anders als dargestellt, eine Vielzahl von Laschen, die durch eine Vielzahl von Wiegedruckstückpaaren miteinander gekoppelt sind. Die Laschenkette 1 mit den Wiegegelenken 5 kann so oder so ähnlich ausgeführt sein wie eine herkömmliche Laschenkette. Im Folgenden werden die Unterschiede zwischen einer herkömmlichen Laschenkette und der beanspruchten Laschenkette herausgearbeitet.
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Die Laschen 2, 3 umfassen jeweils zwei Laschenseitenbügel 8, 9; 12, 13. Die Laschenseitenbügel 8, 9; 12, 13 sind durch obere Laschenbügel 10; 14 und untere Laschenbügel 11; 15 einstückig miteinander verbunden. Das Wiegedruckstückpaar 4 wird von den Laschenseitenbügeln 9, 12 sowie von den unteren Laschenbügeln 11,15 und den oberen Laschenbügeln 10, 14 der Laschen 2, 3 umgriffen.
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In 2 sieht man, dass die Wiegedruckstücke 6, 7 in dem Wiegegelenk 5 mit Kontaktflächen 16, 17 teilweise aneinander anliegen. Die Kontaktflächen 16, 17 sind so ausgeführt, dass die Wiegedruckstücke 6, 7 im Betrieb der Laschenkette 1 relativ zueinander Wälzbewegungen ausführen.
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In 3 ist das Wiegedruckstück 7 alleine im Querschnitt dargestellt. Die in 2 dem Wiegedruckstück 6 zugewandte Kontaktfläche 17 umfasst einen Wiegeradius 20, der konvex gekrümmt ist. Der konvex gekrümmte Wiegeradius 20 des Wiegedruckstücks 7 ist zwischen zwei ebenen Flächenabschnitten 21, 22 angeordnet, die, im Querschnitt betrachtet, von zwei geraden Linien in 3 dargestellt werden.
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In den 4 und 5 sind, im Querschnitt betrachtet, herkömmliche Ausführungen der Kontaktfläche 17 vereinfacht dargestellt. In den 4 und 5 ist oben ein Umschlingungsfreiwinkel 23, 25 eingezeichnet. In den 4 und 5 ist unten ein Trumfreiwinkel 24, 26 eingezeichnet.
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Der Umschlingungsfreiwinkel 23, 25 ist zwischen dem ebenen Flächenabschnitt 22 und einer vertikalen Linie 36 eingeschlossen. Der Trumfreiwinkel 24, 26 ist zwischen dem ebenen Flächenabschnitt 21 und der vertikalen Linie 36 eingeschlossen.
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Die Umschlingungsfreiwinkel 23, 25 in den 4 und 5 sind gleich groß. Der Trumfreiwinkel 24 in 4 ist kleiner als der Trumfreiwinkel 26 in 5. Daher wird der Trumfreiwinkel 24 auch als kleiner Trumfreiwinkel 24 bezeichnet. Analog wird der Trumfreiwinkel 26 in 5 auch als großer Trumfreiwinkel 26 bezeichnet.
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In den 6 und 7 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. In 6 oben ist ein großer Umschlingungsfreiwinkel 28 zu sehen. In den 6 und 7 unten sind kleine Trumfreiwinkel 29; 39 zu sehen. In 7 oben ist ein kleiner Umschlingungsfreiwinkel 38 zu sehen.
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In einem Mittelabschnitt 30; 40 sind zwei in den 6 und 7 nur angedeutete Wiegedruckstücke 37; 47 gleich ausgeführt. Der Mittelabschnitt 30; 40 dient zur Darstellung einer Wälzkonturfläche 35; 45 mit einem Wiegeradius. Die Wälzkonturfläche 35; 45 ist, wie man in den 6, 7 sieht, konvex gekrümmt und mit einem Wiegeradius ausgestattet.
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Die Wiegedruckstücke 37; 47 weisen in den 6 und 7 unten ebene Flächenabschnitte 32; 43 auf. In den 6 und 7 weisen die Wiegedruckstücke 37; 47 oben ebene Flächenabschnitte 33; 44 auf.
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Im Unterschied zu dem in den 4 und 5 dargestellten herkömmlichen Wiegedruckstück 7 weisen die erfindungsgemäßen Wiegedruckstücke 37; 47 jeweils einen konkav gekrümmten Zwischenabschnitt 31; 41 auf. Der konkav gekrümmte Zwischenabschnitt 31; 41 ist zwischen dem Mittelabschnitt 30 und dem ebenen Flächenabschnitt 32; 43 angeordnet.
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Je kleiner der Trumfreiwinkel 29; 39 am Wiegedruckstück 37; 47 ist, desto stärker ist im Trum die Auswanderung des Kontaktdrucks beziehungsweise der Kontaktkraft nach unten beziehungsweise nach innen. Damit ergibt sich eine hohe Kraftamplitude zwischen dem oberen Laschenbügel und dem unteren Laschenbügel der Lasche durch Abknicken. Ein größerer Wiegeradius hat einen ähnlichen Effekt.
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Diese Kraftamplitude stellt eine Hauptbelastung der Lasche dar. Um diesen Effekt zu reduzieren, kann der Trumfreiwinkel erhöht werden. Dies reduziert aber gleichzeitig das Widerstandsmoment des Wiegedruckstücks. Das führt zu einer höheren Biegung und einer insgesamt größeren Belastung der Wiegedruckstücke.
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Durch die in den 6 und 7 dargestellten Geometrien der Wiegedruckstücke 37; 47 mit dem konkav gekrümmten Zwischenabschnitt 31; 41 kann die Auswanderung des Kontaktdrucks wirksam reduziert werden. Gleichzeitig kann durch die dargestellte Geometrie des Widerstandsmoments das Wiegedruckstück 37; 47 erhöht werden.
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Die vorab beschriebene Optimierung der Freistellung im Trum kann, wie man in 7 sieht, auch für die Freistellung in der kleinen Umschlingung mit einem zweiten konkav gekrümmten Zwischenabschnitt 42 realisiert werden. In diesem Fall wird durch den zweiten konkav gekrümmten Zwischenabschnitt 42 zwischen dem Mittelabschnitt 40 und der ebenen Fläche 44 eine unerwünscht starke Auswanderung des Kontaktpunkts nach oben vermieden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Laschenkette
- 2
- Lasche
- 3
- Lasche
- 4
- Wiegedruckstückpaar
- 5
- Wiegegelenk
- 6
- Wiegedruckstück
- 7
- Wiegedruckstück
- 8
- Laschenseitenbügel
- 9
- Laschenseitenbügel
- 10
- oberer Laschenbügel
- 11
- unterer Laschenbügel
- 12
- Laschenseitenbügel
- 13
- Laschenseitenbügel
- 14
- oberer Laschenbügel
- 15
- unterer Laschenbügel
- 16
- Kontaktfläche
- 17
- Kontaktfläche
- 20
- Wiegeradius
- 21
- ebener Flächenabschnitt trumbezogen innen
- 22
- ebener Flächenabschnitt trumbezogen außen
- 23
- Umschlingungsfreiwinkel
- 24
- Trumfreiwinkel
- 25
- Umschlingungsfreiwinkel
- 26
- Trumfreiwinkel
- 28
- Umschlingungsfreiwinkel
- 29
- Trumfreiwinkel
- 30
- Mittelabschnitt
- 31
- Zwischenabschnitt
- 32
- ebener Flächenabschnitt
- 33
- ebener Flächenabschnitt
- 35
- Wälzkonturfläche
- 36
- vertikale Linie
- 37
- Wiegedruckstück
- 38
- Umschlingungsfreiwinkel
- 39
- Trumfreiwinkel
- 40
- Mittelabschnitt
- 41
- Zwischenabschnitt
- 42
- Zwischenabschnitt
- 43
- ebener Flächenabschnitt
- 44
- ebener Flächenabschnitt
- 45
- Wälzkonturfläche
- 47
- Wiegedruckstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013218254 A1 [0002]
- WO 2015/169307 A1 [0002]
- DE 102016204024 A1 [0002]
