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Die Erfindung betrifft eine Lasche für eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Hochbügeln und zwei Querbügeln. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Laschenkette mit Kettengliedern, die durch Wiegedruckstückpaare gekoppelte Laschen umfassen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Lasche.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 100 83 638 B4 ist eine Laschenkette eines stufenlos übersetzungseinstellbaren Kegelscheibengetriebes bekannt, wobei zumindest eine einer jeweiligen Kegelscheibe zugewandten Stirnflächen der Wiegestücke pro Gelenk die Reibkräfte zwischen Kegelscheiben und Laschenkette übertragen, deren die einzelnen durch Laschenpakete gebildeten Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke als Paare von in Aussparungen der Laschen eingeschobenen Wiegestücken mit aufeinander abgestützten Wiegeflächen ausgebildet sind, wobei die Laschenkette im geschlossenen Zustand gereckt wird, wobei die Laschen als Funktion der Kettenbreite eine unterschiedliche Lascheninnenweite aufweisen, wobei die dem Rand der Laschenkette benachbarten Laschen stärker gelängt werden als die in der Mitte der Laschenkette angeordneten Laschen, wobei aufgrund der Längung der Laschen die Berührbereiche zwischen den Laschen und den Wiegestücken plastifiziert sind. Aus der internationalen Offenlegungsschrift
WO 2009/076924 A1 ist eine Lasche für eine Wiegegelenkkette bekannt, wobei die Lasche zwei Längsschenkel und zwei Hochschenkel, die eine Laschenöffnung umschließen, umfasst, wobei in zumindest einem der Längsschenkel mindestens eine Ausnehmung angeordnet ist. Aus der internationalen Offenlegungsschrift
WO 2015/124151 A1 ist eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs bekannt, mit längeren und kürzeren Kettengliedern, die durch Wiegedruckstückpaare gekoppelte längere und kürzere Laschen umfassen, wobei die Laschenkette nur zwei Laschentypen, und zwar kürzere Laschen und längere Laschen umfasst.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lasche für eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Hochbügeln und zwei Querbügeln, insbesondere im Hinblick auf ihre Festigkeit und/oder auf im Betrieb der Laschenkette auftretende Schwingungen, zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einer Lasche für eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Hochbügeln und zwei Querbügeln, dadurch gelöst, dass die Querbügel mindestens eine Querschnittsverjüngung aufweisen, die dazu dient, belastungskritische Bereiche der Querbügel im Hinblick auf mechanische Spannungen, wie sie im Betrieb der Laschenkette unter Belastung der Laschenkette auftreten, spannungsmäßig zu entlasten. Die Laschenkette wird vor ihrem Einsatz gereckt. Das Recken von Laschenketten ist zum Beispiel in der eingangs genannten deutschen Patentschrift
DE 100 83 638 B4 ausführlich beschrieben. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen wurde herausgefunden, dass ein Spannungsfluss in den Querbügeln durch die beanspruchten Querschnittsverjüngungen wirksam so verändert werden kann, dass kritische Stellen der Querbügel entlastet werden. So können vorteilhaft lokale Spannungskonzentrationen in den Querbügeln vermieden oder in weniger kritische Bereiche der Querbügel verlagert werden. Je nach Ausführung ist nur ein Querbügel der Lasche mit der beschriebenen Querschnittsverjüngung ausgestattet. Besonders bevorzugt sind jedoch beide Querbügel der Lasche mit mindestens einer Querschnittsverjüngung ausgestattet.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lasche ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe der Querbügel partiell verringert ist, um die Querschnittsverjüngung darzustellen. Als Höhe der Querbügel wird eine Abmessung der Querbügel in einer Höhenrichtung bezeichnet. Als Höhenrichtung wird zum Beispiel eine Haupterstreckungsrichtung der Hochbügel bezeichnet. Die Hochbügel sind im Wesentlichen senkrecht zu den Querbügeln angeordnet. Die Querbügel sind im eingebauten Zustand der Lasche vorzugsweise in einer Kettenlaufrichtung der Laschenkette angeordnet. Ein Teilbereich des partiell verringerten Querbügels ist vorzugsweise, bezogen auf den Querbügel, mittig angeordnet. Je nach Ausführung kann sich der in der Höhe verringerte Bereich aber auch über den gesamten inneren oder äußeren Bereich des Querbügels erstrecken. Die Querschnittsverjüngung wird vorteilhaft nur durch lokale Veränderungen der Höhe der Querbügel realisiert. So kann auf eine Veränderung der Dicke der Querbügel zur Darstellung der Querschnittsverjüngung vorteilhaft verzichtet werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lasche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Querbügel zumindest partiell dünner ausgeführt sind, um die Querschnittsverjüngung darzustellen. Dünner bedeutet im Hinblick auf die Ausführung der Querbügel insbesondere eine Abmessung in der Höhenrichtung. Dünner kann gegebenenfalls aber auch bedeuten, dass die Querschnittsverjüngung, zumindest teilweise, durch eine veränderte Dicke des Querbügels realisiert wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lasche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Querbügel außen jeweils mindestens eine Ausnehmung aufweisen, um die Querschnittsverjüngung darzustellen. Der Begriff außen bezieht sich auf die Lasche. Die Lasche begrenzt innen eine Führungsausnehmung für Wiegedruckstückpaare, die verwendet werden, um eine Vielzahl von Laschen wiegegelenkartig miteinander zu koppeln. Die Innenseiten der Querbügel, welche die Führungsausnehmung begrenzen, sind einander zugewandt. Analog sind die Außenseiten der Querbügel voneinander abgewandt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lasche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Querbügel innen jeweils mindestens eine Ausnehmung aufweisen, um die Querschnittsverjüngung darzustellen. Besonders vorteilhaft sind die Ausnehmungen, um die Querschnittsverjüngung darzustellen, nur innen angeordnet. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Ausnehmungen, um die Querschnittsverjüngung darzustellen, aber sowohl innen als auch außen angeordnet sein.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lasche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung mindestens eine konkav gekrümmte Fläche umfasst. Die Laschen sind vorteilhaft sowohl innen als auch außen mit sanften Übergängen ausgestattet, um eine unerwünschte Kerbwirkung zu vermeiden, wenn die Laschen im eingebauten Zustand belastet werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lasche ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Querbügel außen gerade ausgeführt ist, um die Querschnittsverjüngung darzustellen. Besonders einfach kann die Querschnittsverjüngung dargestellt werden, wenn zum Beispiel eine herkömmliche Lasche, die außen mindestens eine konvexe Krümmung aufweist, einfach gerade abgeschnitten wird. Das Geradeabschneiden kann besonders kostengünstig zum Beispiel durch Stanzen realisiert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lasche ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsverjüngung über mindestens zwanzig Prozent einer inneren Laschenlänge erstreckt. Als innere Laschenlänge wird eine Abmessung des Querbügels innen in der Führungsausnehmung der Lasche bezeichnet. Mit kleineren oder kürzeren Querschnittsverjüngungen wurde bei den im Rahmen der Erfindung durchgeführten Versuchen und Untersuchungen die vorab beschriebene positive Beeinflussung des Spannungsflusses nicht festgestellt.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit Kettengliedern, die durch Wiegedruckstückpaare gekoppelte Laschen umfassen, mit mindestens einer vorab beschriebenen Lasche. Die Laschenkette wird vor ihrem Einsatz vorteilhaft gereckt. Die Laschenkette ist zum Beispiel so oder so ähnlich ausgeführt wie die in der eingangs genannten deutschen Patentschrift
DE 100 83 638 B4 offenbarte Laschenkette.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Lasche. Die Lasche ist vorteilhaft aus einem Metallblechmaterial gebildet. Die gewünschte Gestalt der beanspruchten Lasche wird zum Beispiel durch Stanzen erzeugt.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch 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 Transmission stehen.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus gegebenenfalls auch einen Baukasten zur Herstellung einer vorab beschriebenen Laschenkette. Der Baukasten umfasst vorteilhaft sowohl Laschen mit mindestens einer Querschnittsverjüngung als auch Laschen ohne Querschnittsverjüngung. Der Baukasten umfasst darüber hinaus vorteilhaft Laschen mit unterschiedlichen Querschnittsverjüngungen.
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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 Lasche für eine Laschenkette mit Querbügeln, die jeweils mindestens eine Querschnittsverjüngung aufweisen, in der Draufsicht; die
- 2 bis 6 weitere Ausführungsbeispiele einer ähnlichen Lasche, wie sie in 1 dargestellt ist;
- 7 eine vergrößerte Darstellung der Lasche aus 4 mit Doppelpfeilen zum Bezeichnen der Abmessungen der Lasche;
- 8 die Lasche aus 4 mit zwei Pfeilen zum Bemaßen einer Querschnittsverjüngung eines der Querbügel der Lasche; und
- 9 die Lasche aus 4 mit Pfeilen, die dazu dienen, eine Belastung der Lasche beim Recken einer mit der Laschenkette ausgestatteten Lasche zu veranschaulichen.
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In den 1 bis 6 sind unterschiedlich ausgeführte Laschen 10; 20; 30; 40; 50; 60 jeweils in der Draufsicht dargestellt. Zur Bezeichnung von zwei Hochbügeln 1, 2, von zwei Querbügeln 3, 4 und einer Führungsausnehmung 5 mit zwei Führungshöckern 6, 7 werden in den 1 bis 6 die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Eine Laschenkette umfasst eine Vielzahl von Laschen, wie sie in den
1 bis
6 dargestellt sind. Die Laschen
10;
20;
30;
40;
50;
60 der Laschenkette sind durch Wiegegelenke in bekannter Art und Weise miteinander gekoppelt. Die Laschenkette ist zum Beispiel so oder so ähnlich ausgeführt wie die in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 100 896 A1 dargestellte Laschenkette.
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Zur Darstellung der Gelenke dienen Wiegedruckstücke 8, 9. Jedes Gelenk umfasst jeweils zwei Wiegedruckstücke, die ein Wiegedruckstückpaar darstellen. In den 1 bis 6 ist jeweils nur eines der Wiegedruckstücke 8, 9 der Wiegedruckstückpaare dargestellt.
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Die Laschen 10; 20; 30; 40; 50; 60 weisen an ihren Querbügeln 3, 4 jeweils eine Querschnittsverjüngung 11, 12; 21, 22; 31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62 auf. Die Querschnittsverjüngen 11, 12; 21, 22; 31, 32; 41, 42; 51, 52; 61, 62 dienen dazu, einen Spannungsfluss beziehungsweise einen Ort einer Spannungskonzentration beim Belasten der Lasche positiv zu beeinflussen.
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Die in 1 dargestellte Lasche 10 umfasst zur Darstellung der Querschnittsverjüngung 11 eine konkave Ausnehmung 13 außen an dem Querbügel 3. Zur Darstellung der Querschnittsverjüngung 12 umfasst die Lasche 10 in 1 eine konkave Ausnehmung 15 außen an dem Querbügel 4.
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Die in 2 dargestellte Lasche 20 ist außen an den Querbügeln 3, 4 gerade ausgeführt, insbesondere abgeschnitten, um die Querschnittsverjüngungen 21, 22 darzustellen.
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Die in 3 gezeigte Lasche 30 ist zur Darstellung der Querschnittsverjüngungen 31, 32 innen an den Querbügeln 3, 4 mit Ausnehmungen 34, 36 ausgestattet. Außen sind die Querbügel 3, 4 im Bereich der Querschnittsverjüngungen 31, 32 gerade ausgeführt.
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Die in 4 gezeigte Lasche 40 ist an den Querbügeln 3, 4 außen mit Ausnehmungen 13, 15 ausgestattet, wie bei der in 1 dargestellten Lasche 10. Innen sind die Querbügel 3, 4 bei der in 4 dargestellten Lasche 40 mit Ausnehmungen 34, 36 versehen, wie sie bei der Lasche 30 in 3 vorgesehen sind. Daraus ergibt sich insgesamt eine stärkere Querschnittsverjüngung 41, 42 an den Querbügeln 3, 4.
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Die Querschnittsverjüngungen der in den 1, 3 und 4 dargestellten Laschen 10; 30; 40 nehmen nur einen Teilbereich der Querbügel 3, 4 ein. Im Unterschied dazu können sich die Ausnehmungen auch über die kompletten Querbügel 3, 4 erstrecken.
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In 5 sieht man, dass die Querbügel 3, 4 zur Darstellung der Querschnittsverjüngungen 51, 52 innen Ausnehmungen 54, 56 aufweisen, die sich über den ganzen inneren Bereich der Führungsausnehmung 5 in der Lasche 50 erstrecken.
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Die in 6 dargestellte Lasche ist zur Darstellung der Querschnittsverjüngungen 61, 62 außen an den Querbügeln 3, 4 gerade abgeschnitten.
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In 7 ist die Lasche 40 aus 4 vergrößert und mit Doppelpfeilen 71 bis 80 dargestellt, die zur Bemaßung dienen. Der Doppelpfeil 71 bezeichnet eine äußere Länge des Querbügels 3 der Lasche 40. Der Doppelpfeil 72 bezeichnet eine Längenausdehnung der Ausnehmung 34.
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Der Doppelpfeil 73 bezeichnet eine innere Laschenlänge an dem Querbügel. Der Doppelpfeil 74 bezeichnet eine innere Laschenlänge 75 an dem Querbügel 4. Der Doppelpfeil 76 bezeichnet eine Längenabmessung der Ausnehmung 36 des Querbügels 4. Der Doppelpfeil 77 bezeichnet eine Längenabmessung der Ausnehmung 15 des Querbügels 4.
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Der Doppelpfeil 78 bezeichnet eine Länge an der Außenseite des Querbügels 4. Die Doppelpfeile 79 und 80 bezeichnen jeweils eine Höhe der Querbügel 3, 4 im Bereich der Querschnittsverjüngungen 41, 42. Die Höhen 79, 80 der Querbügel 3, 4 müssen nicht gleich sein.
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In 8 ist durch einen Pfeil 81 ein Radius der konkaven Ausnehmung 36 innen an dem Querbügel 4 bezeichnet. Mit einem Pfeil 82 ist ein Radius der ebenfalls konkaven Ausnehmung 36 außen an dem Querbügel 4 bezeichnet.
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In 9 ist durch Pfeile 91, 92 angedeutet, dass die Lasche 40 beim Recken mit einer Zugkraft beansprucht wird. Durch Doppelpfeile 93 und 94 ist in 9 angedeutet, dass sich die Zugkraft 91, 92, die auf die Lasche 40 aufgebracht wird, auf die Querbügel 3, 4 aufteilt, die auch als Oberbügel 3 und Unterbügel 4 bezeichnet werden.
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Die in 9 durch die Pfeile 91, 92 angedeutete Zugkraft wird auch als Zugkraft F bezeichnet. Die Kraft F teilt sich auf die Oberbügel und die Unterbügel auf, wie durch die Doppelpfeile 93, 94 angedeutet ist. Die entsprechenden Kräfte werden auch mit Fu und Fo bezeichnet. Als Materialkennwert ist die elastische Streckgrenze ReS bekannt.
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Eine bekannte Formel für die Zugbeanspruchung lautet:
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Sollen plastische Dehnungen auftreten, so muss gelten:
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Damit lässt sich eine Bedingung für die Querschnittsfläche ableiten:
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F' ist die Kraft im entsprechenden Bügel (Fu bzw. Fo), Kf stellt den Spannungsüberhöhungsfaktor aufgrund der Kerbwirkung der Geometrie dar. Der Spannungsüberhöhungsfaktor ist nach Literaturwerten zu bestimmen.
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Die Prüfkraft F ist so zu wählen, dass sie (mindestens) 80 % der Bruchkraft der Lasche (40) darstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hochbügel
- 2
- Hochbügel
- 3
- Querbügel
- 4
- Querbügel
- 5
- Führungsausnehmung
- 6
- Führungshöcker
- 7
- Führungshöcker
- 8
- Wiegedruckstück
- 9
- Wiegedruckstück
- 10
- Lasche
- 11
- Querschnittsverjüngung
- 12
- Querschnittsverjüngung
- 13
- Ausnehmung
- 15
- Ausnehmung
- 20
- Lasche
- 21
- Querschnittsverjüngung
- 22
- Querschnittsverjüngung
- 30
- Lasche
- 31
- Querschnittsverjüngung
- 32
- Querschnittsverjüngung
- 34
- Ausnehmung
- 36
- Ausnehmung
- 40
- Lasche
- 41
- Querschnittsverjüngung
- 42
- Querschnittsverjüngung
- 50
- Lasche
- 51
- Querschnittsverjüngung
- 52
- Querschnittsverjüngung
- 54
- Ausnehmung
- 56
- Ausnehmung
- 60
- Lasche
- 61
- Querschnittsverjüngung
- 62
- Querschnittsverjüngung
- 71
- Doppelpfeil
- 72
- Doppelpfeil
- 73
- Doppelpfeil
- 74
- Doppelpfeil
- 75
- Doppelpfeil
- 76
- Doppelpfeil
- 77
- Doppelpfeil
- 78
- Doppelpfeil
- 79
- Doppelpfeil
- 80
- Doppelpfeil
- 81
- Pfeil
- 82
- Pfeil
- 91
- Pfeil
- 92
- Pfeil
- 93
- Doppelpfeil
- 94
- Doppelpfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10083638 B4 [0002, 0004, 0012]
- WO 2009/076924 A1 [0002]
- WO 2015/124151 A1 [0002]
- DE 10100896 A1 [0018]
