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Die Erfindung betrifft ein Umschlingungsmittel für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Laschenkette mit einer Anordnung aus (i) parallel zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels angeordneten Laschen, in denen Durchbrüche ausgebildet sind und (ii) quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichteten Wiegedruckstücken, die zur Bildung von als Gelenke dienenden Wiegedruckstückpaaren paarweise in die Durchbrüche eingreifen.
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Ein derartiges Umschlingungsmittel mit einer Anordnung aus Laschen und Wiegedruckstücken ist allgemein als Laschenkette (kurz: Kette) bekannt. Daneben gibt es auch Umschlingungsmittel, bei denen eine Kombination aus Laschenkette und Riemen realisiert ist. Das erwähnte Getriebe ist in der Regel ein stufenlos einstellbares Getriebe, welches im Allgemeinen auch als CVT-Getriebe bezeichnet (CVT: Continuously Variable Transmission) wird.
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Unter dem Begriff NVH (NVH: Noise Vibration Harshness) subsummierte hör- oder spürbaren Schwingungen in Kraftfahrzeugen und die Ketten-Festigkeit sind die dominierenden Themen bei der Weiterentwicklung von derartigen Umschlingungsmitteln. Zu den auftretenden Schwingungen gehören unter anderem auch Trumschwingungen, die vornehmlich beim Leertrum auftreten können. Trumschwingen (Kettenschwingen über das Trum hinaus und Rückschwingen) erzeugen eine ungünstige Akustik. Damit dieses Trumschwingen nicht zu stark wird, werden Führungs- bzw. Gleitschienen verwendet. Diese zusätzlichen Elemente kosten Geld und sind von der Auslegung her begrenzt, da die Schienen-Tunnel-Höhe bzw. der Spalt zwischen Schiene und Kette aufgrund der Fertigungstoleranzen geometrisch eingeschränkt ist. Die Druckschrift
WO 2015/043598 A1 erwähnt eine solche Führungsschiene zur Reduktion von Trumschwingungen.
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Die Druckschrift
DE 10 2015 201 769 A1 zeigt ein Umschlingungsmittel für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Laschenkette mit einer Anordnung aus (i) parallel zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels angeordneten Laschen, in denen Durchbrüche ausgebildet sind und (ii) quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichteten Wiegedruckstücken, die zur Bildung von als Gelenke dienenden Wiegedruckstückpaaren paarweise in die Durchbrüche eingreifen sowie mit einer die Laschenkette zumindest teilweise umhüllende Ummantelung zur Sicherung der Wiegedruckstücke in der Anordnung.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung alternative oder zusätzliche Maßnahmen anzugeben, durch die Trumschwingungen des Umschlingungsmittels unterdrückt werden.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. 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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Das erfindungsgemäße Umschlingungsmittel für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Laschenkette mit einer Anordnung aus (i) parallel zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels angeordneten Laschen, in denen Durchbrüche ausgebildet sind und (ii) quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels ausgerichteten Wiegedruckstücken, die zur Bildung von als Gelenke dienenden Wiegedruckstückpaaren paarweise in die Durchbrüche eingreifen, weist weiterhin mindestens ein mit der Laschenkette verbundenes Schwingungsdämpfungselement zur Unterdrückung einer Trumschwingung des Umschlingungsmittels auf, welches sich entlang der Laufrichtung des Umschlingungsmittels erstreckt. Die Schwingungsdämpfung wird dabei im Wesentlichen durch eine hinreichend große Biegesteifigkeit des mindestens einen Schwingungsdämpfungselements erreicht. Mit anderen Worten weist das Umschlingungsmittel nun selbst Mittel zur Reduktion von Trumschwingungen auf, nämlich ein oder mehrere Schwingungsdämpfungselement(e). Diese sorgen für eine Biegesteifigkeit des Umschlingungsmittels, die Trumschwingungen dämpft und dabei jedoch einen ordnungsgemäßen Betrieb ermöglicht.
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Ein solches Schwingungsdämpfungselement könnte man auch als Antirückschwing-Element bezeichnen. Durch das Hinzufügen dieses Schwingungsdämpfungselement an die Laschenkette soll verhindert werden, dass die Kette sich während des Betriebs im Trum über den graden Zustand hinaus verformt (überstreckt) und zu Schwingen beginnt. Diese Einschränkung der Trumschwingungen bringt im Betrieb eine akustische Verbesserung. Um ein entsprechendes Rückschwingen zu unterdrücken, wird eine Kraft erzeugt, die die Kette daran hindert sich über den Trumzustand hinaus zu verformen. Diese Kraft wird über das umschlingende Schwingungsdämpfungselement (Antirückschwing-Element) erzeugt. Die Kettenkräfte selbst werden dabei nicht über dieses Schwingungsdämpfungselement übertragen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Schwingungsdämpfungselement draht- und/oder bandförmig ausgebildet. Dabei ist das Schwingungsdämpfungselement insbesondere aus Kunststoff, insbesondere ein Elastomer, oder Metall. Wesentlich ist dabei die Biegesteifigkeit. Mit besonderem Vorteil ist das mindestens eine Schwingungsdämpfungselement dabei als Federblech und/oder Federdraht ausgebildet. Das Federblech bzw. der Federdraht weist eine derartige Federsteifigkeit auf, dass Trumschwingungen des Umschlingungsmittels unterdrückt oder zumindest stark gedämpft werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Schwingungsdämpfungselement am Außenumfang und/oder am Innenumfang und/oder an mindestens einer Flanke der Laschenkette angeordnet.
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Das an der Flanke angeordnete Schwingungsdämpfungselement ist mit Vorteil ein Band, vorzugsweise aus einem Elastomer gefertigt, das seitlich an der Kette angelegt wird. Das Band besitz Öffnungen in denen die Wiegedruckstücke durchgeführt werden. Das durchbrochene Band kann an beiden Flanken oder nur an einer Flanke angelegt sein.
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Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einer Getriebeeingangsseite und einer Getriebeausgangsseite, die je eine Welle und je ein auf der jeweiligen Welle angeordnetes Kegelscheibenpaar aufweisen und mit einem Umschlingungsmittel, das im Drehmomentfluss zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren angeordnet ist, ist vorgesehen, dass dieses Umschlingungsmittel ein vorstehend genanntes Umschlingungsmittel ist. Das Getriebe ist insbesondere ein stufenlos einstellbares Getriebe (CVT-Getriebe).
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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 zeigen:
- 1: einen Abschnitt eines Umschlingungsmittels gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung,
- 2: einen größeren Teil des Umschlingungsmittels gemäß der ersten Ausgestaltung,
- 3: einen Teil des Umschlingungsmittels gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung,
- 4: einen Teil des Umschlingungsmittels gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung,
- 5: einen Teil des Umschlingungsmittels gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung,
- 6: einen Abschnitt des Umschlingungsmittels gemäß einer fünften Ausgestaltung der Erfindung,
- 7: einen Abschnitt des Umschlingungsmittels gemäß einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung,
- 8: einen Abschnitt des Umschlingungsmittels gemäß einer siebten Ausgestaltung der Erfindung und
- 9: einen größeren Teil des Umschlingungsmittels gemäß der siebten Ausgestaltung.
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Die 1 zeigt einen Abschnitt eines Umschlingungsmittels 10 für ein stufenlos einstellbares Getriebe (CVT-Getriebe: Continuously Variable Transmission). Derartige Getriebe werden insbesondere im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen verwendet. Wesentliche Komponente des Umschlingungsmittels 10 ist eine Laschenkette 12 mit Laschen 14 und Wiegedruckstücken 16.
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Die Laschenkette 12 besteht im Wesentlichen aus einer Anordnung aus den parallel zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels 10 angeordneten Laschen 14 und den quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels 10 ausgerichteten Wiegedruckstücken 16 (abgekürzt WDS). Jede der Laschen 14 hat eine rahmenartige Gestalt, die - bezogen auf die Laufrichtung (Doppelpfeil 18) des Umschlingungsmittels - zwei Längsschenkel und zwei Höhenschenkel umfasst, die eine als Durchbruch 20 ausgebildete Öffnung im Zentrum der jeweiligen Lasche 14 einrahmen. Die jeweilige Lasche 14 hat aufgrund der Anordnung der Schenkel grob die Form eines gleichschenkligen Trapezes welches bezüglich einer (gedachten) Mittelachse achssymmetrisch ist. Die Wiegedruckstücke 16 greifen nun paarweise in diese Durchbrüche 20 der Laschen 14 ein um jeweils ein als Gelenk dienendes Wiegedruckstückpaar zu bilden. Bei einer solchen Laschenkette 12 kann sich die Reihenfolge der Laschen 14 quer zur Laufrichtung des Umschlingungsmittels gezielt wiederholen, sodass ein entsprechendes Laschenmuster resultiert. In Laschenketten 12 sind manchmal auch Laschen 14 unterschiedlichen Laschentyps verbaut. Die unterschiedlichen Laschentypen unterscheiden sich unter anderem auch durch unterschiedliche Laschenlängen. Das aus zwei Wiegedruckstücken 16 eines Wiegedruckstückpaares gebildete Gelenk wird oft auch als Wiegegelenk bezeichnet. Die Laschenanordnung der Laschen 14 kann beispielsweise in einem Zweilaschenverband oder in einem Dreilaschenverband gewählt sein.
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Die beiden Wiegedruckstücke 16 eines Wiegedruckstückpaares weisen aufeinander zuweisende Seiten mit Wiegeflächen auf, an welchen sie sich aneinander abwälzen oder an welchen sie sich aneinander gleitend bewegen können, sodass die Laschen 14 mittels der so ausgebildeten Druckstücke 16 bezüglich einer jeweiligen Gelenkachse gelenkig miteinander verbunden sind. An einander in Längsrichtung der Druckstücke 16 gegenüberliegenden Längsseiten ragen die Druckstücke 16 jeweils mit Endabschnitten aus der Anordnung der Laschen 14 heraus. An diesen Endstücken sind Sicherungselemente 22 wie zum Beispiel Sicherungsstifte, vorgesehen.
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Das Umschlingungsmittel 10 umfasst weiterhin ein mit der Laschenkette 12 verbundenes Schwingungsdämpfungselement 24 zur Unterdrückung einer Trumschwingung des Umschlingungsmittels 10, wobei sich dieses Schwingungsdämpfungselement 24 auf der vollen Länge des Umschlingungsmittels 10 entlang des Außenumfangs 26 der Laschenkette 12 erstreckt.
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Ein solches Schwingungsdämpfungselement 24 könnte man auch als Antirückschwing-Element bezeichnen. Durch das Hinzufügen dieses Schwingungsdämpfungselements 24 an die Laschenkette 12 soll verhindert werden, dass sich die Laschenkette 12 während des Betriebs im Trum über den graden Zustand hinaus verformt (überstreckt) und zu Schwingen beginnt. Diese Beschränkung von Trumschwingungen bringt im Betrieb eine akustische Verbesserung.
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Um ein entsprechendes Rückschwingen zu unterdrücken, wird eine Kraft (Pfeile 28) erzeugt, die die Laschenkette 12 daran hindert, sich über den Trumzustand hinaus zu verformen. Diese Kraft wird über das umschlingende Schwingungsdämpfungselement 24 (Antirückschwing-Element) erzeugt. Die Kettenkräfte selbst werden dabei nicht über das Schwingungsdämpfungselement 24 übertragen.
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Die 2 zeigt einen größeren Teil des Umschlingungsmittels 10, wie es auf den Trum- und einer Rollenseite verläuft. Dabei ist nun klar erkennbar, dass das Schwingungsdämpfungselement 24 am Außenumfang 26 der Laschenkette 12 angeordnet ist.
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Die 3 bis 9 zeigen diverse weitere Varianten des Umschlingungsmittels 10 mit einem oder mehreren Schwingungsdämpfungselementen 24 unterschiedlicher Gestalt.
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Die 3 zeigt einen Teil einer Variante des Umschlingungsmittels 10, bei dem das Schwingungsdämpfungselement 24 als doppellagiges bandförmiges Schwingungsdämpfungselement 24 ausgebildet ist, welches am Außenumfang 26 der Laschenkette 12 angeordnet ist.
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In 4 ist ein Teil einer Variante des Umschlingungsmittels 10 gezeigt, bei dem zwei bandförmige Schwingungsdämpfungselemente 24 nebeneinander am Außenumfang 26 der Laschenkette 12 angeordnet sind.
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Die 5 zeigt einen Teil einer Variante des Umschlingungsmittels 10, bei dem das Schwingungsdämpfungselement 24 bandförmig ausgestaltet ist und am Innenumfang 30 der Laschenkette 12 angeordnet ist.
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Die 6 zeigt einen Teil einer Variante des Umschlingungsmittels 10, bei dem zwei Schwingungsdämpfungselemente 24 drahtförmig ausgestaltet sind und jeweils an den Flanken 32, 34 angeordnet sind. Der Querschnitt der drahtförmigen Schwingungsdämpfungselemente 24 ist dabei rechteckig, genauer gesagt quadratisch.
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Auch die 7 zeigt einen Teil einer Variante des Umschlingungsmittels 10, bei dem zwei Schwingungsdämpfungselemente 24 drahtförmig ausgestaltet sind und jeweils an den Flanken 32, 34 angeordnet sind. Der Querschnitt dieser drahtförmigen Schwingungsdämpfungselemente 24 ist dabei jedoch rund. Es kann sich dabei beispielsweise um einen Federdraht handeln.
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Die 8 zeigt einen Teil einer Variante des Umschlingungsmittels 10, bei dem zwei Schwingungsdämpfungselemente 24 bandförmig ausgestaltet sind und jeweils an den Flanken 32, 34 angeordnet sind. In den bandförmigen Schwingungsdämpfungselemente 24 sind Durchbrüche ausgebildet, durch die die Enden der Wiegedruckstücke 16 herausschauen.
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9 zeigt schließlich einen Abschnitt der Variante des Umschlingungsmittels 10 aus 8 um Detail. Die beiden Schwingungsdämpfungselemente 24 rahmen die Laschen 14 der Laschenkette 12 beidseitig ein.
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Bei relativ starren Schwingungsdämpfungselementen 24 kann nur ein Punkt zur Fixierung verwendet werden, um die Dynamik nicht einzuschränken. Bei einem flexiblen Schwingungsdämpfungselement 24 kann auch an mehreren Stellen gefügt werden, da sich das Element 24 stark längen kann.
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Gefügt werden kann das Schwingungsdämpfungselement 24 z.B. durch Schweißen oder Kleben; andere Fügearten sind ebenfalls möglich. Wird das Schwingungsdämpfungselement 24 an den WDS-Enden angebracht, so kann es auch die Sicherungselemente 22 ersetzen, wie in den 8 und 9 gezeigt.
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Das Schwingungsdämpfungselement 24 kann vorgespannt verbaut werden. D.h. dass die Kette 12 im unbelasteten Zustand eine Kreisform einzunehmen anstrebt.
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Durch Walzen von Bändern könnte auch eine Form (z.B. oval) vorgeben werden. Die Gegenkraft dieses Schwingungsdämpfungselement 24 sollte so ausgelegt werden, dass diese Kraft nur das Rückschwingen über den Trum gerade verhindert. Eine möglichst kleine Kraft ermöglicht eine hohe Effizienz der Kette 12. Um eine möglichst hohe Effizient der Kette 12 zu ermöglichen, kann das umschlingende Schwingungsdämpfungselement 24 auch so ausgelegt werden, dass die Gegenkraft nur beim überstrecken Zustand über den Trum hinaus erzeugt wird. Dies kann zum Beispiel durch Verwendung von Teilstücken des umschlingenden Schwingungsdämpfungselements 24 geschehen (unterbrochen - kleine gefügte Blattfedern).
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Eine andere Ausführung des umschlingenden Schwingungsdämpfungselements 24 ist ein, z.B. aus Elastomer gefertigtes Band das seitlich an der Kette 12 angelegt wird, wie in den 8 und 9 gezeigt. Das als Band ausgebildete, also bandförmige Schwingungsdämpfungselement 24 besitz Öffnungen in den die WDS 16 durchgeführt werden. Das durchbrochene Band kann an beiden Seiten/Flanken 32, 34 oder nur an einer Seite/Flanke 32, 34 angelegt werden. Ein nicht lösbares Fügen ist auch nicht ausgeschlossen .
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Ein entsprechendes stufenlos einstellbares Getriebe umfasst eine Getriebeeingangsseite und eine Getriebeausgangsseite, die je eine Welle und je ein auf der jeweiligen Welle angeordnetes Kegelscheibenpaar aufweisen, sowie das besagte aus Laschen 14 und Druckstücken 16 aufgebaute Umschlingungsmittel 10, das im Drehmomentfluss zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren angeordnet ist.
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Das Umschlingungsmittel 10 ist zur Übertragung von Kräften und Drehmomenten in dem (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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Bezugszeichenliste
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- 10
- Umschlingungsmittel
- 12
- Laschenkette
- 14
- Lasche (Laschenkette)
- 16
- Wiegedruckstück
- 18
- Doppelpfeil (Laufrichtung)
- 20
- Durchbruch
- 22
- Sicherungselement
- 24
- Schwingungsdämpfungselement
- 26
- Außenumfang
- 28
- Pfeil
- 30
- Innenumfang
- 32
- Flanke
- 34
- Flanke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/043598 A1 [0003]
- DE 102015201769 A1 [0004]
