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Die Erfindung betrifft eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit Laschen, die quer zu einer Kettenlaufrichtung in mehreren Reihen angeordnet sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein stufenloses Übersetzungsgetriebe mit Scheibensätzen, die durch eine derartige Laschenkette miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Betreiben und Herstellen einer derartigen Laschenkette. Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Baukasten zur Herstellung einer derartigen Laschenkette.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 44 15 838 C1 ist eine Laschenkette für stufenlos einstellbare Kegelscheibengetriebe bekannt, die nur aus Laschen und Gelenkstücken besteht, deren Stirnflächen die Reibkräfte zwischen Kegelreibscheiben und Laschenkette übertragen, wobei die Gelenkstücke mit Anschlägen versehen sind, wobei bei geteilten Gelenkbolzen die zum selben Gelenk gehörenden Einzelgelenkstücke je einen Anschlag auf derselben Endseite und die anderen Endseiten je ein Sicherungselement aufweisen und wobei pro Kettenglied mit außenliegenden Laschen die Anschläge wechselseitig angeordnet sind, wobei die Anschläge im Betriebszustand der Kette direkt an den Außenlaschen anliegen, während die Sicherungselemente einen Mindestabstand zu den Außenlaschen aufweisen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 101 10 896 A1 ist eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, bekannt, insbesondere bestehend aus Laschen und die Laschen verbindenden Gelenkstücken, wobei zumindest an einzelnen Gelenkstücken Sicherungselemente mittels Widerstandsschweißen befestigt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit Laschen, die quer zu einer Kettenlaufrichtung in mehreren Reihen angeordnet sind, insbesondere bei speziellen Anwendungen, im Hinblick auf ihre Lebensdauer zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einer Laschenkette, insbesondere für ein stufenloses Übersetzungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs, mit Laschen, die quer zu einer Kettenlaufrichtung in mehreren Reihen angeordnet sind, dadurch gelöst, dass die Laschen quer zur Kettenlaufrichtung gezielt außermittig angeordnet sind. Die Begriffe mittig und außermittig beziehen sich auf eine Mitte der Laschenkette quer zur Kettenlaufrichtung. Die Laschen der Laschenkette sind zum Beispiel mit Hilfe von Wiegedruckstückpaaren, die jeweils zwei Wiegedruckstücke umfassen, miteinander gekoppelt. Die Wiegedruckstücke sind quer zur Kettenlaufrichtung angeordnet. Die Laschen einer Reihe der Laschenkette sind jeweils in Kettenlaufrichtung angeordnet. Jede Reihe der Laschenkette umfasst eine Vielzahl von Laschen. Die Reihen der Laschenkette sind quer zur Kettenlaufrichtung nebeneinander angeordnet. Die Wiegedruckstücke der Wiegedruckstückpaare erstrecken sich jeweils quer zur Kettenlaufrichtung durch sämtliche Laschenreihen. Dabei ragen die Wiegedruckstücke mit ihren einander abgewandten Enden seitlich außen aus den Laschen der Laschenreihen heraus. An diesen aus den Laschenreihen herausragenden Enden der Wiegedruckstücke können Sicherungselemente angebracht werden, die ein unerwünschtes seitliches Herauswandern der Wiegedruckstücke aus den Laschenreihen verhindern. Bei speziellen Anwendungen von Übersetzungsgetrieben kommen unter Umständen Scheiben mit stark asymmetrischen Steifigkeiten zum Einsatz. Bei anderen Anwendungen kann es passieren, dass die Laschenketten im Betrieb des Übersetzungsgetriebes relativ zu Lagern, die zur Lagerung von Scheiben des Übersetzungsgetriebes dienen, mehr oder weniger stark außermittig laufen. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen und Versuchen wurde herausgefunden, dass es bei speziellen Anwendungen, wie sie vorab beschrieben sind, passieren kann, dass ein höherer Verschleiß auftritt. Die damit verkürzten Kettenlaufzeiten konnten bei im Rahmen der Versuche und Untersuchungen angestellten Überlegungen darauf zurückgeführt werden, dass die normalerweise übliche mittige Anordnung der Laschen quer zur Kettenlaufrichtung zu einem unerwünschten Schräglaufen der Laschenkette diagonal zu den Scheibensätzen des Übersetzungsgetriebes führen kann. Durch die gezielt außermittige Anordnung der Laschen beziehungsweise des Laschenpakets, in welchem die Laschen angeordnet sind, kann der unerwünschte Schräglauf der Laschenkette besonders vorteilhaft minimiert werden, ohne die Scheibensätze des Übersetzungsgetriebes zu modifizieren. Dabei wird bewusst der vermeintliche Nachteil in Kauf genommen, dass die Laschenkette dann einseitig etwas stärker trägt. Durch die außermittig Anordnung der Laschen quer zur Kettenlaufrichtung kann ein Kettenschräglauf, der zum Beispiel durch asymmetrische Eigenschaften der Scheibensätze verursacht wird, in den im Betrieb der Laschenkette relevanten Betriebspunkten kompensiert werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Laschenkette ist dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen quer zur Kettenlaufrichtung mit Hilfe von Sicherungselementen gezielt außermittig angeordnet sind. Die Sicherungselemente sind bei herkömmlichen Laschenketten an den Wiegedruckstücken befestigt, um ein unerwünschtes seitliches Herauswandern der Wiegedruckstücke aus den Laschen zu verhindern. Dabei sind die Laschen nicht wie in herkömmlichen Laschenketten quer zur Kettenlaufrichtung mittig angeordnet. Bei der beanspruchten Laschenkette werden die Sicherungselemente gezielt so an den Wiegedruckstücken befestigt, dass die Laschen quer zur Kettenlaufrichtung außermittig angeordnet werden. Die Befestigung der Sicherungselemente an den Wiegedruckstücken erfolgt zum Beispiel stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Laschenkette ist dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen durch Wiegedruckstücke gekoppelt sind, an denen die Sicherungselemente so angebracht sind, dass die Laschen quer zur Kettenlaufrichtung gezielt außermittig angeordnet werden. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass herkömmliche Wiegedruckstücke, herkömmliche Laschen und herkömmliche Sicherungselemente verwendet werden können, um spezielle Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf asymmetrische Eigenschaften von Scheiben der Scheibensätze des Übersetzungsgetriebes, erfüllt werden können.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Laschenkette ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungselemente auf einer Seite der Laschenkette weiter von den zugehörigen Enden der Wiegedruckstücke beabstandet sind als auf der entgegengesetzten Seite der Laschenkette. Dabei wird bewusst in Kauf genommen, dass die Wiegedruckstücke auf der einen Seite der Laschenkette weiter oder weniger weit aus dem Laschenpaket herausragen als auf der entgegengesetzten Seite der Laschenkette.
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Bei einem stufenlosen Übersetzungsgetriebe mit Scheibensätzen, die Scheiben mit asymmetrischen Eigenschaften umfassen, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Scheiben durch eine vorab beschriebene Laschenkette miteinander verbunden sind. Die Scheiben der Scheibensätze sind zum Beispiel als Kegelscheiben ausgeführt. Dann kann das stufenlose Übersetzungsgetriebe auch als Kegelscheibenumschlingungsgetriebe bezeichnet werden.
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Bei einem stufenlosen Übersetzungsgetriebe mit Scheibensätzen, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Scheibensätze durch eine vorab beschriebene außermittig laufende Laschenkette miteinander verbunden sind. Dabei wird in einer Abkehr von der herrschenden Meinung bewusst ein an sich unerwünschter außermittiger Lauf der Laschenkette in Kauf genommen.
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Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Laschenkette in einem stufenlosen Übersetzungsgetriebe, wie es vorab beschrieben ist, ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass Laschen der Laschenkette quer zur Kettenlaufrichtung gezielt außermittig angeordnet werden. Dadurch kann der Verschleiß im Betrieb des stufenlosen Übersetzungsgetriebes wirksam reduziert werden.
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Bei einem Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Laschenkette ist die oben angegebene Aufgabe alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Laschen der Laschenkette quer zur Kettenlaufrichtung gezielt außermittig angeordnet werden. Dabei können beliebige Mittel, zum Beispiel die vorab beschriebenen Sicherungselemente, verwendet werden, um die Laschen der Laschenkette quer zur Kettenlaufrichtung gezielt außermittig anzuordnen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungselement auf einer Seite der Laschenkette weiter von den zugehörigen Enden der Wiegedruckstücke weg befestigt werden als auf der entgegengesetzten Seite der Laschenkette. Der sich daraus ergebende Versatz wird dabei bewusst in Kauf genommen.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Baukasten zur Herstellung einer vorab beschriebenen Laschenkette. Der Baukasten kann vorteilhaft aus herkömmlichen Laschen, Sicherungselementen und Wiegedruckstücken zusammengesetzt sein.
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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 herkömmliche Laschenkette mit Laschen, die quer zu einer Kettenlaufrichtung mittig angeordnet sind;
- 2 eine erfindungsgemäße Laschenkette, bei der die Laschen quer zur Kettenlaufrichtung gezielt außermittig angeordnet sind;
- 3 eine Prinzipdarstellung eines an sich bekannten Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit zugehöriger Steuereinrichtung; und
- 4 einen Ausschnitt aus einer Wiegegelenkkette, die auch als Laschenkette bezeichnet wird.
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Anhand der 3 und 4 werden zum besseren Verständnis der Erfindung und zur Verdeutlichung der verwendeten Begriffe ein Variatorgetriebe und eine Wiegegelenkkette nach Stand der Technik erläutert. Das Variatorgetriebe (Kegelscheibenumschlingungsgetriebe) weist zwei Kegelscheibenpaare1 und 4 auf. Eine Kegelscheibe 3 des einen Kegelscheibenpaares 1 ist starr mit einer Antriebswelle 7 verbunden, die beispielsweise von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Eine Kegelscheibe 5 des anderen Kegelscheibenpaares 4 ist starr mit einer Abtriebswelle 8 verbunden, die das Fahrzeug antreibt. Die andere Kegelscheibe 2 des Kegelscheibenpaares 1 ist drehfest, jedoch axial verschiebbar mit der Antriebswelle 7 verbunden. Die andere Kegelscheibe 6 des Kegelscheibenpaares 4 ist drehfest und axial verschiebbar mit der Antriebswelle 8 verbunden. Um beide Kegelscheibenpaare 1 und 4 läuft ein Umschlingungsmittel 9, beispielsweise eine Wiegegelenkkette oder Laschenkette wie in 4 dargestellt, das in Reibeingriff mit den einander zugewandten Kegelflächen der Kegelscheiben ist. Durch gegenseitige Verstellung des axialen Abstands zwischen den beiden Kegelscheiben jedes Kegelscheibenpaares lässt sich das Drehzahlverhältnis zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren und damit die Übersetzung des Getriebes ändern. Zur Übersetzungsverstellung dienen beispielsweise Druckkammern 10 und 11, die über Hydraulikleitungen 12 und 13 mit einer Steuerventileinheit 14 verbunden sind, mittels der die Beaufschlagung der Druckkammern 10 und 11 mit Hydraulikmitteldruck zur Übersetzungsverstellung steuerbar ist. Zur Ansteuerung der Steuerventileinheit 14 dient ein Steuergerät 15, das einen Mikroprozessor mit zugehörigen Speichereinrichtungen enthält und dessen Eingänge beispielsweise mit einer Wählhebeleinheit zur Betätigung des Getriebes, einem Fahrpedal, Drehzahlsensoren und so weiter verbunden sind und dessen Ausgänge beispielsweise mit einer Kupplung, einem Leistungsstellglied des nicht dargestellten Motors und der Steuerventileinheit 14 verbunden sind. Aufbau und Funktion eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes sind an sich bekannt und werden daher nicht weiter erläutert. Die Hydraulikleitung 13 ist, anders als in 3 dargestellt, mit der Druckkammer 11 verbunden, die auch als Anpresszylinder bezeichnet wird.
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4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Wiegegelenkkette 22, die auch als Laschenkette bezeichnet wird. Diese ist aus Laschen 21 zusammengesetzt, die über Wiegestücke oder Wiegedruckstücke 25 miteinander verbunden sind. Die Laschen 21 sind in mehreren, bezüglich der Laufrichtung der Wiegegelenkkette 22 nebeneinander angeordneten Reihen hintereinander angeordnet, wobei die Lasche 21.1 einer in Blickrichtung vordersten Reihe angehört, die Lasche 21.2 einer der vordersten Reihe benachbarten Reihe angehört und die Lasche 21.3 einer weiteren Reihe angehört. Zur Verbindung der Laschen sind die Wiegestücke 25 vorgesehen, die auch als Wiegedruckstücke bezeichnet werden und die die Laschenöffnungen 23 jeweils quer zur Laufrichtung durchdringen. Dabei wird jede Laschenöffnung von zwei Wiegestückpaaren oder Wiegedruckstückpaaren 24.1 und 24.2 durchdrungen, wobei zum Wiegestückpaar 24.1 die Laschen 21.1 und 21.2 gehören und zum Wiegestückpaar 24.2 die Laschen 21.2 und 21.3 gehören. Wie ersichtlich, stützen sich die Außenseiten der voneinander abgewandten Wiegestücke 25.1 und 25.4 der Wiegestückpaare oder Wiegedruckstückpaare 24.1 beziehungsweise 24.2 an der bezogen auf die Laufrichtung der Wiegegelenkkette 22 vorderen beziehungsweise hinteren Innenseite der Laschenöffnung 23 ab. Die aufeinander zugewandten Wiegestücke 25.2 und 25.3 stützen sich jeweils an Innenseiten von Laschenöffnungen von Laschen ab, die in benachbarten Reihen angeordnet sind. Die aufeinander zugewandten Flächen der Wiegestücke jedes Wiegestückpaares bilden Wälzflächen, auf denen sich die Wiegestücke aneinander abwälzen, wenn sich der Radius RL, mit dem der jeweilige Bereich der Wiegegelenkkette 22 gekrümmt ist, ändert.
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Eine solche Wiegegelenkkette 22 sowie der zugehörige Variator gemäß 3 und 4 mit zwei Kegelscheibenpaaren, um die die Wiegegelenkkette 22 umläuft, ist an sich bekannt.
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Das in 3 dargestellte Variatorgetriebe wird auch als stufenloses Übersetzungsgetriebe bezeichnet. Die Kegelscheibenpaare 1 und 4 des Übersetzungsgetriebes stellen Scheibensätze dar. Die Kegelscheiben 2, 3; 5, 6 werden verkürzt auch als Scheiben der Scheibensätze 1, 4 bezeichnet.
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In den 1 und 2 ist eine Laschenkette 40; 50 in der Draufsicht dargestellt. Die Laschenkette 40; 50 stellt das in 3 nur angedeutete Umschlingungsmittel 9 dar, das die beiden Scheibensätze 1, 4 zur Übertragung eines Drehmoments mit dem stufenlosen Übersetzungsgetriebe verbindet.
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In den 1 und 2 werden zur Bezeichnung gleicher Teile der Laschenkette 40; 50 dieselben Bezugszeichen verwendet. Zunächst werden die Gemeinsamkeiten der Laschenketten 40; 50 in den 1 und 2 beschrieben. Danach wird auf die Unterschiede eingegangen.
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Die Laschenkette 40; 50 umfasst ein Laschenpaket mit einer Vielzahl von Laschen 35, die durch Wiegedruckstückpaare 33 in Reihen 36 miteinander verbunden sind. Jedes Wiegedruckstückpaar 33 umfasst zwei Wiegedruckstücke 31, 32.
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Die Wiegedruckstücke 31, 32 ragen mit ihren freien Enden aus dem Laschenpaket mit den Laschen 35 in den 1 und 2 nach oben und nach unten heraus. Um ein unerwünschtes seitliches Herauswandern der Wiegedruckstücke 31, 32 in den 1 und 2 nach oben und nach unten aus dem Laschenpaket mit den Laschen 35 zu verhindern, sind an den Wiegedruckstücken 31, 32 Sicherungselemente 41 bis 44; 51 bis 54 befestigt.
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In 1 sieht man, dass das Laschenpaket mit den Laschen 35 quer zur Kettenlaufrichtung mittig angeordnet und mit Hilfe der Sicherungselemente 41 bis 44 in dieser mittigen Anordnung gehalten ist. Daraus ergibt sich, dass die Wiegedruckstücke 31, 32 mit ihren freien Enden in 1 oben und unten gleich weit aus dem Laschenpaket mit den Laschen 35 herausragen.
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In 2 sieht man, dass die Sicherungselemente 51 bis 54 an anderen Stellen der Wiegedruckstücke 31, 32 befestigt sind, und zwar so, dass sich eine außermittige Anordnung des Laschenpakets mit den Laschen 35 ergibt. In 2 ist das Laschenpaket mit den Laschen 35 im Vergleich zu 1 quer zur Kettenlaufrichtung nach unten verschoben.
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Daraus ergibt sich, dass die Laschenkette 50 im Betrieb einseitig etwas stärker trägt. Das führt zu einem an sich unerwünschten Kettenschräglauf. In Verbindung mit einem asymmetrischen Scheibensatz kann aber so durch diesen bewusst herbeigeführten Kettenschräglauf ein aus dem asymmetrischen Scheibensatz herrührender Kettenschräglauf in den relevanten Betriebspunkten kompensiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kegelscheibenpaar
- 2
- Kegelscheibe
- 3
- Kegelscheibe
- 4
- Kegelscheibenpaar
- 5
- Kegelscheibe
- 6
- Kegelscheibe
- 7
- Antriebswelle
- 8
- Abtriebswelle
- 9
- Umschlingungsmittel
- 10
- Druckkammer
- 11
- Druckkammer
- 12
- Hydraulikleitung
- 13
- Hydraulikleitung
- 14
- Steuerventileinheit
- 15
- Steuergerät
- 21
- Laschen
- 21.1
- Lasche
- 21.2
- Lasche
- 21.3
- Lasche
- 22
- Wiegegelenkkette
- 23
- Laschenöffnung
- 24
- Wiegedruckstückpaar
- 24.1
- Wiegedruckstückpaar
- 24.2
- Wiegedruckstückpaar
- 25
- Wiegedruckstück
- 25.1
- Wiegedruckstück
- 25.2
- Wiegedruckstück
- 25.3
- Wiegedruckstück
- 25.4
- Wiegedruckstück
- 31
- Wiegedruckstück
- 32
- Wiegedruckstück
- 33
- Wiegedruckstückpaar
- 35
- Laschen
- 36
- Reihe
- 40
- Laschenkette
- 41
- Sicherungselement
- 42
- Sicherungselement
- 43
- Sicherungselement
- 44
- Sicherungselement
- 50
- Laschenkette
- 51
- Sicherungselement
- 52
- Sicherungselement
- 53
- Sicherungselement
- 54
- Sicherungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4415838 C1 [0002]
- DE 10110896 A1 [0002]