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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitschiene für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, welches 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 die Gleitschiene ein auf der Innenseite des Umschlingungsmittels anordenbares inneres Gleitschienenführungsteil und ein auf der Außenseite des Umschlingungsmittels anordenbares äußeres Gleitschienenführungsteil aufweist.
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Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ist mit Vorteil ein CVT-Getriebe (CVT = 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. 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. Im Betrieb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes wird das Umschlingungsmittel an den Kegelscheibenpaaren zwischen einer inneren Position und einer äußeren Position in einer radialen Richtung verlagert. Zwischen dem ersten Kegelscheibenpaar und dem zweiten Kegelscheibenpaar erstreckt sich das Umschlingungsmittel durch den Zwischenraum. In dem Zwischenraum sind Gleitschienen zur Führung des Umschlingungsmittels vorgesehen. Die Gleitschienen werden sowohl an dem Zugtrum als auch an dem Schubtrum des Umschlingungsmittels angeordnet. Die Gleitschienen sind insbesondere hinsichtlich einer akustikeffizienten Umschlingungsmittelführung auszulegen. Dabei sind die Länge der Führung des Umschlingungsmittels und die Steifigkeit der Gleitschiene entscheidende Einflussfaktoren.
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Derartige Gleitschienen sind bereits hinlänglich bekannt.
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So beschreibt die
DE 10 2013 211 748 A1 eine Führungseinrichtung für ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes, aufweisend einen ersten Führungsabschnitt und einen von dem ersten Führungsabschnitt beabstandeten zweiten Führungsabschnitt, zwischen denen das Umschlingungsmittel in einer Laufrichtung führbar ist, bei der die Führungseinrichtung zwei Hälften aufweist, die miteinander mithilfe einer Steck-Schiebe-Verbindung verbunden sind, um die Führungseinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern.
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Die
DE 10 2018 104 094 A1 offenbart eine Gleitschiene für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, das für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet ist. 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, wobei die Gleitschiene eine an der Außenseite angeordnete äußere Umschlingungsmittelführung und eine an der Innenseite angeordnete innere Umschlingungsmittelführung aufweist und wobei zumindest eine der Umschlingungsmittelführungen aus einem ersten Führungsteil und einem zweiten Führungsteil besteht, die miteinander über mindestens zwei Haken verbindbar sind.
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In der
DE 10 2017 118 800 A1 ist eine Gleitschiene für ein Umschlingungsgetriebe beschrieben, wobei das Umschlingungsgetriebe zwei mittels eines Umschlingungsmittels drehmomentübertragend miteinander verbundene Kegelscheibenpaare aufweist, und wobei die Gleitschiene zumindest ein Führungsflächenpaar zum tangentialen Führen des Umschlingungsmittels und eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte, welche miteinander gefügt sind, aufweist.
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Aus der
DE 100 17 005 A1 ist ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit zumindest einer axial verlagerbaren Kegelscheibe und einer Gleit- bzw. Aufnahmeschiene bekannt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Gleitschiene für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe bereitzustellen, welche im Hinblick auf die Geräuschentwicklungen innerhalb des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes weiter verbessert ist. Gleitschienen sind in CVT-Getrieben eingesetzt, um Trumschwingungen (durch die CVT-Laschenkette im Betrieb erzeugte Schwingungen) zu reduzieren. Bei einer Überlappung von WDS-Impact (WDS=Wiegedruckstück oder Druckstück der Laschenkette) und Trumeigenfrequenzen kann beispielerweise Luft- und Körperschall bis im Fahrgastraum besonders bemerkt werden. Es ist insbesondere Aufgabe der Erfindung, um problematische Betriebspunkte bzgl. NVH (Noise Vibration Harshness) zu verbessern, die Gleitschiene für diese Betriebspunkte zu optimieren.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kombination der Merkmale des Patentanspruchs 1. Eine Gleitschiene gemäß der Erfindung ist für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe vorgesehen, 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 die Gleitschiene parallel zur Bewegungsrichtung des Umschlingungsmittels ein auf der Innenseite unterhalb des Umschlingungsmittels anordenbares inneres Gleitschienenführungsteil und ein auf der Außenseite oberhalb des Umschlingungsmittels anordenbares äußeres Gleitschienenführungsteil aufweist. Erfindungsgemäß weist das innere Gleitschienenführungsteil und/oder das äußere Gleitschienenführungsteil zumindest ein konstruktives Element auf, welches in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des Umschlingungsmittels derart gestaltet ist, dass eine Geräuscherzeugung erreicht werden kann, die im Vergleich zu einer Geräuscherzeugung bei einer Anordnung mit einer Gleitschiene ohne dieses konstruktive Element reduziert ist. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln effizient Geräusche, die bis in den Fahrgastraum dringen können, reduziert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das innere Gleitschienenführungsteil und/oder das äußere Gleitschienenführungsteil zumindest in ausgewählten Bereichen in ihrer Materialstärke in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des Umschlingungsmittels dimensioniert sind.
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Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das innere Gleitschienenführungsteil und/oder das äußere Gleitschienenführungsteil zumindest in ausgewählten Bereichen in der Form ihres Querschnittprofils in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des Umschlingungsmittels ausgewählt und angepasst sind.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das innere Gleitschienenführungsteil und/oder das äußere Gleitschienenführungsteil in der Auswahl des Materials in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des Umschlingungsmittels konstruiert sind.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das innere Gleitschienenführungsteil und/oder das äußere Gleitschienenführungsteil als Zweikomponenten-Gleitschienenführungsteil ausgebildet sind, wobei die Auswahl von zumindest einer der beiden Komponenten in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des Umschlingungsmittels ausgewählt ist.
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Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass das innere Gleitschienenführungsteil und/oder das äußere Gleitschienenführungsteil zumindest eine Zusatzmasse zur Optimierung des Schwingungsverhaltens aufweisen, wobei die Zusatzmasse bevorzugt am inneren Gleitschienenführungsteil und/oder äußeren Gleitschienenführungsteil wechselbar angebracht ist, insbesondere mittels einer Klipsverbindung angebracht ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Standartgleitschiene durch Anbringung unterschiedlicher Zusatzmassen an unterschiedlichen Positionen der an unterschiedlichste Anforderungen angepasst bzw. nachgerüstet werden kann.
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Zusammengefasst kann man den Kern der Erfindung dahingehend beschreiben, dass die Eigenmoden der Gleitschiene eingestellt werden sollen, damit problematische Trumordnungen gekämpft werden können. Zum Beispiel kann die Gleitschienensteifigkeit lokal (Steg, innere Führung, äußere Führung, ...) oder global (gesamte Gleitschiene betroffen) eingestellt werden. Das kann beispielweise wie folgend umgesetzt werden:
- - Ein lokaler Materialabtrag (zum Beispiel mindestens eine Wand der Gleitschiene dünner ausgestalten)
- - Eine Variation des Gleitschienenprofils (zum Beispiel durch eine Änderung des quadratischen Moments eines Profils)
- - Alternative Werkstoffe (für die gesamte Gleitschiene, zum Beispiel PA66 anstatt PA46)
- - Zwei-Komponenten-Gleitschiene (min. zwei unterschiedliche Werkstoffe für die Gleitschiene, z.B. ein Faserverstärkter und ein unverstärkter Kunststoff)
- - die Führungslänge kann im Vergleich zum verfügbaren Bauraum reduziert werden.
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Alternativ kann zum Beispiel die Masse von der Gleitschiene variiert werden, und damit die Eigenmoden beeinflusst werden. Zum Beispiel kann:
- - Material lokal entfernt werden
- - Masse hinzugefügt werden (zum Beispiel in Form von verklippste Stahlelemente) Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug in einer schematischen Darstellung, und
- 2 verschiedene Amplituden von einer Gleitschiene als Antwort auf eine Schwingungsanregung, wobei die mittlere Amplitude die Antwort einer Standard-Gleitschiene entspricht und die die Antworten rechts und links daneben Antworten der mit Blick auf verschiedene Anforderungen modifizierten Standardgleitschiene darstellen,
- 3 eine Gleitschiene für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe gemäß 1 in einer vergrößerten Darstellung in einer Draufsicht, oben im Standard und unten mit modifizierter Steifigkeitsgeometrie zur Einstellung von Eigenmoden,
- 4 analog zu 3, eine Gleitschiene für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe gemäß 1 in einer vergrößerten Darstellung in einer Seitenansicht, in der Mitte im Standard und links und rechts daneben mit modifizierter Steifigkeitsgeometrie zur Einstellung von Eigenmoden, und
- 5 analog zu 3 und 4, eine Gleitschiene für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe gemäß 1 in einer vergrößerten Darstellung in einer Draufsicht.
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1 zeigt ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe 2, das zumindest ein auf einer ersten Welle 3 angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar 4 und ein auf einer zweiten Welle 5 angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar 6 und ein zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren 4, 6 vorgesehenes Umschlingungsmittel 7 umfasst. Dabei sind insgesamt zwei Gleitschienen 1 verbaut, wobei zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren 4, 6 jeweils eine Gleitschiene 1 das Umschlingungsmittel 7 führt. Die Gleitschienen 1 sind bevorzugt gleich aufgebaut, wobei jede der Gleitschienen 1 ein auf der Innenseite des Umschlingungsmittels 7 angeordnetes inneres Gleitschienenführungsteil 8 und ein auf der Außenseite des Umschlingungsmittels 7 angeordnetes äußeres Gleitschienenführungsteil 9 aufweist. Die auf dem Umschlingungsmittel 7 angedeuteten Richtungspfeile sollen die entsprechende Laufrichtung des Umschlingungsmittels 7 anzeigen.
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2 zeigt verschiedene Amplituden von einer Gleitschiene 1 als Antwort auf eine Schwingungsanregung, wobei die mittlere Amplitude A (f0) die Antwort einer Standard-Gleitschiene entspricht und die die Antworten rechts A (f1) und links A (f2) daneben Antworten der mit Blick auf verschiedene Anforderungen modifizierten Standardgleitschiene darstellen. Die Amplitude A [mm] von der Gleitschiene 1 als Antwort auf eine Anregung durch das Umschlingungsmittel 7 kann von einer störenden bzw. nicht optimalen Start-Eigenfrequenz f0 je nach Kunden Bedarf in Richtung höhere Eigenfrequenz f1 oder niedrigere Eigenfrequenz f2 verschoben werden. Diese Verschiebung kann erreicht werden dadurch, dass die Gleitschiene 1 derart modifiziert bzw. aufgebaut wird, dass sie zumindest ein konstruktives Element 10 aufweist, welches in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des Umschlingungsmittels 7 bzw. den Anforderungen innerhalb der CVT-Getriebeumgebung derart gestaltet ist, dass eine im Vergleich zu einer ohne dieses konstruktive Element 10 ausgebildete Gleitschiene eine reduzierte Geräuscherzeugung erreicht werden kann.
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3 zeigt eine Gleitschiene 1 für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe 2 gemäß 1 in einer vergrößerten Darstellung in einer Draufsicht, oben im Standard und unten mit modifizierter Steifigkeitsgeometrie zur Einstellung von gewünschten Eigenmoden. Die 3 zeigt eine Gleitschiene 1 für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe 2, bei der das äußere Gleitschienenführungsteil 9 in ausgewählten Bereichen (s. gestrichelt eingekreiste Bereiche) in ihrer Materialstärke in Abhängigkeit von der Eigenfrequenz des Umschlingungsmittels dimensioniert sind. Das konstruktive Element 10 ist hier durch die andersartige Formgebung (durch kreissegmentartige Ausnehmungen) des äußeren Gleitschienenführungsteils 9 realisiert. Durch die hiermit umgesetzte lokale Einschränkung der Steifigkeit wird die Eigenfrequenz der Gleitschiene 1 gezielt verschoben.
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4 zeigt, analog zu 3, eine Gleitschiene 1 für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe 2 gemäß 1 in einer vergrößerten Darstellung in einer Seitenansicht. In der Mitte ist eine nicht modifizierte Standardgleitschiene und oben und unten eine Gleitschiene 1 mit modifizierter Steifigkeitsgeometrie (s. gestrichelt eingekreiste Bereiche) zur Einstellung von gewünschten Eigenmoden dargestellt. Der 4 ist entnehmbar, dass die Gleitschiene 1 im Verbindungsbereich zwischen innerem Gleitschienenführungsteil 8 und äußerem Gleitschienenführungsteil 9 im Querschnitt reduziert ausgebildet ist, um durch die hiermit umgesetzte lokale Einschränkung der Steifigkeit die Eigenfrequenz der Gleitschiene 1 gezielt zu verschieben. Ausgehend von einer als Standard-Gleitschiene bezeichneten Gleitschiene 1 wurde Verbindungsbereich zwischen innerem Gleitschienenführungsteil 8 und äußerem Gleitschienenführungsteil 9 in der Steifigkeit reduziert, indem gemäß der Ausführungsform links der gesamte Verbindungssteg in der Dicke reduziert bzw. schmaler ausgestaltet worden ist, und indem gemäß der Ausführungsform rechts der Verbindungssteg lediglich im Verbindungsbereich zum äußeren Gleitschienenführungsteil 9 reduziert ausgeführt ist.
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5 zeigt analog zu 3 und 4, eine erfindungsgemäße Gleitschiene 1 in einer vergrößerten Darstellung in einer Draufsicht, wobei das konstruktive Element 10 durch Materialaussparungen gebildet ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gleitschiene
- 2
- Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
- 3
- Welle
- 4
- Kegelscheibenpaar
- 5
- Welle
- 6
- Kegelscheibenpaar
- 7
- Umschlingungsmittel
- 8
- inneres Gleitschienenführungsteil
- 9
- äußeres Gleitschienenführungsteil
- 10
- konstruktives Element
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013211748 A1 [0004]
- DE 102018104094 A1 [0005]
- DE 102017118800 A1 [0006]
- DE 10017005 A1 [0007]
