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Die Erfindung betrifft eine Gleitschiene für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug und ein entsprechendes Getriebe. Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe umfasst zumindest ein auf einer ersten Welle angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar und ein auf einer zweiten Welle angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar sowie ein zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren vorgesehenes Umschlingungsmittel, welches über eine Gleitschiene geführt wird.
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Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ist insbesondere ein CVT-Getriebe (continuously variable transmission), bevorzugt für ein Kraftfahrzeug. Insbesondere wird das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe in Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine oder einer anderen Antriebseinheit zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges eingesetzt.
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Ein solches Kegelscheibenumschlingungsgetriebe umfasst regelmäßig zumindest ein erstes Kegelscheibenpaar und ein zweites Kegelscheibenpaar mit jeweils einer entlang der Wellenachse verlagerbaren ersten Kegelscheibe und einer in Richtung der Wellenachse feststehenden zweiten Kegelscheibe und ein zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren vorgesehenes Umschlingungsmittel.
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Solche Kegelscheibenumschlingungsgetriebe sind bekannt. Im Betrieb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes wird das Umschlingungsmittel an den Kegelscheibenpaaren zwischen einer inneren Position und einer äußeren Position in einer radialen Richtung verlagert.
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Zwischen dem ersten Kegelscheibenpaar und dem zweiten Kegelscheibenpaar erstreckt sich das Umschlingungsmittel durch den Zwischenraum. In dem Zwischenraum sind Gleitscheinen zur Führung des Umschlingungsmittels vorgesehen, wie beispielsweise aus der WO 2014/ 012 741 A1 bekannt.
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Aus der
DE 10 2017 128 862 A1 ist ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe bekannt mit einem ersten Kegelscheibenpaar und einem zweiten Kegelscheibenpaar und einem zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren vorgesehenen Umschlingungsmittel; wobei sich das Umschlingungsmittel durch einen Zwischenraum zwischen dem ersten Kegelscheibenpaar und dem zweiten Kegelscheibenpaar mit einem Zugtrum und mit einem Schubtrum erstreckt, wobei das Zugtrum über eine in dem Zwischenraum angeordnete erste Gleitschiene und das Schubtrum über eine in dem Zwischenraum angeordnete zweite Gleitschiene geführt ist, wobei die erste Gleitschiene und die zweite Gleitschiene voneinander unterschiedlich ausgeführt sind.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Gleitschiene für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem Führungsraum zur Führung eines Umschlingungsmittels des Kettenumschlingungsgetriebes in einer Längsrichtung, aufgebaut aus einer ersten Teilschiene und einer zweiten Teilschiene, die an einer Grenzfläche aneinander liegen, wobei der Führungsraum von einer durch die erste Teilschiene gebildeten ersten Seitenwand, einer durch die zweite Teilschiene gebildeten zweiten Seitenwand, einer inneren Führungsfläche und einer äußeren Führungsfläche begrenzt ist und innere Führungsfläche und äußere Führungsfläche jeweils teilweise von der ersten Teilschiene und der zweiten Teilschiene gebildet werden, zeichnet sich dadurch aus, dass erste Teilschiene und zweite Teilschiene so ausgebildet sind, dass die Grenzfläche zumindest im Bereich der inneren Führungsfläche einen Winkel mit der Längsrichtung einschließt, der von null verschieden ist und im Bereich von 0,5° bis 25° liegt. Die Längsachse gibt dabei die Erstreckungsrichtung des Umschlingungsmittels an, die der Richtung entspricht, in der Drehmoment zwischen den Kegelscheibenpaaren des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes übertragen wird.
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Durch die im Vergleich zur Längsachse schräge Grenzfläche ist es insbesondere möglich, asymmetrische innere Führungsflächen zu erreichen, bei denen im Betrieb das Umschlingungsmittel in den Endbereichen der inneren Führungsfläche mit beiden Teilschienen in Kontakt steht, so dass eine Situation vermieden werden kann, bei der in einem Endbereich das Umschlingungsmittel Kontakt lediglich zu einer der beiden Teilschienen hat. Asymmetrisch bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass keine Achsensymmetrie der inneren Führungsfläche in Bezug auf die Längsachse vorliegt. Die auf die innere Führungsfläche wirkenden Kräfte können so auf beide Teilschienen verteilt werden. Dies verringert den Verschleiß der Teilschienen. Weiterhin ermöglicht dies eine im Vergleich zum Stand der Technik steifere Ausgestaltung der Gleitschiene und damit einen im Vergleich zum Stand der Technik leiseren Betrieb.
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Bevorzugt verläuft die Grenzfläche im Bereich der inneren Führungsfläche über eine gesamte Länge in Längsrichtung der inneren Führungsfläche. Dies ermöglicht insbesondere auch einen steiferen Aufbau der Gleitschiene im Bereich der inneren Führungsfläche, da die gesamte Länge der Grenzfläche für die Verbindung der ersten Teilschiene mit der zweiten Teilschiene im Bereich der inneren Führungsfläche zur Verfügung steht.
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Weiterhin ist eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der die Grenzfläche im Bereich der äußeren Führungsfläche über eine gesamte Länge in Längsrichtung der äußeren Führungsfläche verläuft. Dies ermöglicht insbesondere auch einen steiferen Aufbau der Gleitschiene im Bereich der äußeren Führungsfläche, da die gesamte Länge der Grenzfläche für die Verbindung der ersten Teilschiene mit der zweiten Teilschiene im Bereich der äußeren Führungsfläche zur Verfügung steht.
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Weiterhin wird ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe vorgeschlagen, das zumindest ein auf einer ersten Welle angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar und ein auf einer zweiten Welle angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar und ein zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren vorgesehenes Umschlingungsmittel umfasst, wobei das Umschlingungsmittel an jedem Kegelscheibenpaar in einer radialen Richtung zwischen einer inneren Position und einer äußeren Position entlang einer Anlagefläche der Kegelscheibenpaare verlagerbar ist, umfassend eine Gleitschiene nach der vorliegenden Erfindung zur Führung des Umschlingungsmittels.
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Das Umschlingungsmittel ist insbesondere ein Riemen oder eine Kette mit einer Mehrzahl von Kettengliedern, bevorzugt eine Kette.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter (erste, zweite,) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Grö-ßen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1 und 2: ein als bekannt angenommenes Beispiel einer Gleitschiene in verschiedenen Ansichten;
- 3 und 4: ein Beispiel einer Gleitschiene in zwei Ansichten; und
- 5: ein Beispiel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit einer entsprechenden Gleitschiene.
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1 und 2 zeigen ein als bekannt angenommenes Beispiel einer Gleitschiene 1 in einer perspektivischen Gesamtansicht (1) und einen Längsschnitt durch einen Führungsraum 2 der Gleitschiene 1. Die Gleitschiene 1 ist dabei aus einer ersten Teilschiene 3 und einer zweiten Teilschiene 4 zusammengesetzt, die gemeinsam den Führungsraum 2 bilden. Der Führungsraum 2 dient zur Führung eines Umschlingungsmittels eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes (siehe 5) in einer Längsrichtung 5. Die Längsrichtung 5 entspricht dabei der Erstreckungsrichtung des Umschlingungsmittels. Die erste Teilschiene 3 und die zweite Teilschiene 4 liegen an einer Grenzfläche 6 aneinander. Bei diesem als bekannt angenommenen Beispiel ist dabei die Grenzfläche 6 im Bereich des Führungsraumes 2 parallel zur Längsrichtung 5.
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Das als bekannt angenommene Beispiel der Gleitschiene 1 ist asymmetrisch ausgebildet. Dies bedeutet, dass Endbereiche 7 der ersten Teilschiene 3 und der zweiten Teilschiene 4 einander nicht gegenüberliegen und somit jeweils eine Teilschiene 3, 4 die andere Teilschiene 4, 3 in Längsrichtung 5 überragt. Dies spart zwar Bauraum ein, führt jedoch zu einseitigen Belastungen der Teilschienen 3, 4 durch das Umschlingungsmittel im Betrieb. So wird nach 2, welche eine Schnittdarstellung der Gleitschiene 1 aus 1 in der Ebene des Führungsraums 2 ist, die erste Teilschiene 3 in der Figur links deutlich mehr belastet als die zweite Teilschiene 4. Die zweite Teilschiene 4 wird in der Figur rechts deutlich mehr belastet als die erste Teilschiene 3. Dies führt zu einseitigen Belastungen der Teilschienen 3, 4 und begünstigt Verschleiß und Bruch.
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3 und 4 zeigen ein Beispiel einer Gleitschiene 8. 3 zeigt dabei einen Längsschnitt ähnlich zu 2 und 4 einen zentralen Querschnitt durch die Gleitschiene 8 im Ausschnitt. Die Gleitschiene 8 ist dabei aus einer ersten Teilschiene 9 und einer zweiten Teilschiene 10 aufgebaut. Diese bilden dabei einen Führungsraum 11, der insbesondere in 4 zu sehen ist. Der Führungsraum 11 wird von einer durch die erste Teilschiene 9 gebildeten ersten Seitenwand 12, einer durch die zweite Teilschiene 9 gebildeten zweiten Seitenwand 13, einer inneren Führungsfläche 14 und einer äußeren Führungsfläche 15 begrenzt. Innere Führungsfläche 14 und äußere Führungsfläche 15 werden dabei jeweils teilweise von der ersten Teilschiene 9 und von der zweiten Teilschiene 10 gebildet. Eine Grenzfläche 16 zwischen erster Teilschiene 9 und zweiter Teilschiene 10 verläuft damit durch die innere Führungsfläche 14 und die äußere Führungsfläche 15. Wie insbesondere 3 zeigt, schließt dabei die Grenzfläche 16 im Bereich der inneren Führungsfläche 14 einen Winkel 17 mit der Längsachse 5 ein. Dieser Winkel 17 ist von null verschieden. Der Schnittpunkt der Grenzfläche 16 mit der Längsrichtung 5 (Symmetrieachse) kann in Richtung der Längsausdehnung der Gleitschiene 1 an unterschiedlichen Stellen sein, bevorzugt wird die Lage des Schnittpunkts in der Mitte der Längsausdehnung.
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Selbst bei einer asymmetrischen Ausgestaltung der inneren Führungsfläche 14 wie durch die gepunkteten Linien angedeutet sind erste Teilschiene 9 und zweite Teilschiene 10 so ausgebildet, dass die Grenzfläche 16 über die gesamte Länge der inneren Führungsfläche 14 in Richtung der Längsachse 5 verläuft, so dass das Umschlingungsmittel an den Endbereichen 18 jeweils im Kontakt mit beiden Teilschienen 9, 10 steht. Die auf die innere Führungsfläche 14 wirkenden Kräfte werden dadurch gleichmäßiger auf die Teilschienen 9, 10 verteilt als im als bekannt angenommenen Beispiel aus den 1 und 2. Dies bedeutet insbesondere, dass die Längen 19 der ersten Teilschiene 9 und der zweiten Teilschiene 10 identisch sind und die Teilschienen 9, 10 im Bereich der inneren Führungsfläche 14 und ggf. der äußeren Führungsfläche 15 über die gesamte Länge 19 aneinander anliegen.
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Weiterhin können so, gerade auch bei einer asymmetrischen Ausgestaltung der inneren Führungsfläche 14, bessere Steifigkeiten im Vergleich zu dem als bekannt angenommenen Beispiel aus den 1 und 2 erreicht werden, die zu einem leiseren Betrieb des entsprechenden Kegelscheibenumschlingungsgetriebes im Vergleich zu einem Getriebe mit einer als bekannt angenommenen Gleitschiene 1 aus den 1und 2 führen. Analog kann auch die äußere Führungsfläche 15 so ausgestaltet werden, dass die Grenzfläche 16 zwischen der ersten Teilschiene 9 und der zweiten Teilschiene 10 im Bereich der äußeren Führungsfläche 15 in einem Winkel zur Längsachse verläuft, der von Null verschieden ist, wie 4 zu entnehmen ist.
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5 zeigt schematisch ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe 20 mit zwei Kegelscheibenpaaren 21, 22 und einer Gleitschiene 8 zur Führung eines als Kette ausgebildeten Umschlingungsmittels 23. Das erste Kegelscheibenpaar 21 ist ausgehend von einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine antreibbar. Eine Drehachse des ersten Kegelscheibenpaars 21 ist mit 24 bezeichnet. Die Pfeilrichtung a zeigt eine Antriebsdrehrichtung. Das zweite Kegelscheibenpaar 22 kann mit Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs antriebsverbunden sein.
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Eine Drehachse des zweiten Kegelscheibenpaars 22 ist mit 25 bezeichnet. Das Umschlingungsmittel 23 dient zur Übertragung einer mechanischen Leistung zwischen dem ersten Kegelscheibenpaar 21 und dem zweiten Kegelscheibenpaar 22. In der 5 läuft das Umschlingungsmittel 23 an dem ersten Kegelscheibenpaar 21 auf einem kleinen Radius und an dem zweiten Kegelscheibenpaar 22 auf einem großen Radius. Damit ergibt sich vorliegend eine Übersetzung ins Langsame.
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Die Kegelscheiben der Kegelscheibenpaare 21, 22 sind jeweils in Richtung der Drehachsen 24, 25 relativ zueinander verschiebbar. Wenn die Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaars 21, 22 voneinander weit entfernt sind, läuft das Umschlingungsmittel 23 auf einem kleinen Radius. Wenn die Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaars 21, 22 einen geringen Abstand voneinander aufweisen, läuft das Umschlingungsmittel 23 auf einem großen Radius. Wenn der Abstand der Kegelscheiben vergrößert wird, verschiebt sich der Laufradius des Umschlingungsmittels 23 in Richtung kleinerer Radien. Wenn der Abstand der Kegelscheiben verkleinert wird, verschiebt sich der Laufradius des Umschlingungsmittels 23 in Richtung größerer Radien. Die Kegelscheiben der Kegelscheibenpaare 21, 22 werden gegenläufig verstellt, sodass das Umschlingungsmittel 23 vorgespannt bleibt. Bei einer Änderung der Übersetzung des Getriebes 20 ändert sich die relative Lage zwischen dem Umschlingungsmittel 23 und den Drehachsen 24, 25 der Kegelscheibenpaare 21, 22.
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Bei einem Antrieb entsprechend der Antriebsdrehrichtung a läuft das Umschlingungsmittel 23 in Pfeilrichtung b. Diese entspricht der Längsrichtung 5. Die Gleitschiene 8 ist dann an einem Lasttrum des Umschlingungsmittels 23 angeordnet. Die Gleitschiene 8 weist die innere Führungsfläche 14 und die äußere Führungsfläche 15 auf, die den Führungsraum 11 bilden. Die Führungsflächen 14, 15 sind miteinander mithilfe der Seitenwände 12, 13 verbunden. Das Umschlingungsmittel 23 ist zwischen den Führungsflächen 14, 15 mit einem nur geringen Spiel geführt. Die Gleitschiene 8 ist an einem Halterohr 26 angeordnet. Das Halterohr 26 ist an einem Gehäuse des Getriebes 20 und damit in Bezug auf die Drehachsen 24, 25 der Kegelscheibenpaare 21, 22 fest angeordnet. Zur Anordnung an dem Halterohr 26 weist die Gleitschiene 8 die langlochartige Aufnahme 27 auf. Bei einem Betrieb des Getriebes 20 können im Umschlingungsmittel 23 in einer Transversalrichtung c Schwingungen angeregt werden. Die langlochartige Aufnahme 27 der Gleitschiene 8 erstreckt sich in Transversalrichtung c. Um eine Lageänderung des Umschlingungsmittels 23 bei einer Änderung der Übersetzung des Getriebes 20 zu ermöglichen, ist die Gleitschiene 8 an dem Halterohr 26 um eine Längsachse des Halterohrs 26 drehbar und in Pfeilrichtung c verschiebbar angeordnet. Die Gleitschiene 8 weist wie oben beschrieben einen zweiteiligen Aufbau aus zwei Teilschienen 9, 10 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gleitschiene
- 2
- Führungsraum
- 3
- Erste Teilschiene
- 4
- Zweite Teilschiene
- 5
- Längsrichtung
- 6
- Grenzfläche
- 7
- Endbereich
- 8
- Gleitschiene
- 9
- Erste Teilschiene
- 10
- Zweite Teilschiene
- 11
- Führungsraum
- 12
- Erste Seitenwand
- 13
- Zweite Seitenwand
- 14
- Innere Führungsfläche
- 15
- Äußere Führungsfläche
- 16
- Grenzfläche
- 17
- Winkel
- 18
- Endbereich
- 19
- Länge
- 20
- Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
- 21
- Erstes Kegelscheibenpaar
- 22
- Zweites Kegelscheibenpaar
- 23
- Umschlingungsmittel
- 24
- Drehachse
- 25
- Drehachse
- 26
- Halterohr
- 27
- Aufnahme
- a
- Antriebsdrehrichtung
- b
- Pfeilrichtung
- c
- Transversalrichtung
