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Die Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung zum Führen eines Umschlingungsmittels eines Umschlingungsgetriebes, aufweisend eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte, welche mittels zumindest eines Axial-Verbindungsmittels miteinander verbunden sind und von welchen gemeinsam ein Gleitkanal zu Führen eines Trums eines Umschlingungsmittels gebildet ist, wobei die Gleitflächen jeweils sowohl von Teilflächen der ersten Schienenhälfte als auch von Teilflächen der zweiten Schienenhälfte gebildet sind. Die Dämpfervorrichtung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand die Teilflächen der ersten Schienenhälfte und die Teilflächen der zweiten Schienenhälfte einer gemeinsamen Gleitfläche in Transversalrichtung zumindest in einem Teilbereich entlang der Laufrichtung zueinander versetzt sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Umschlingungsgetriebe mit einer solchen Dämpfervorrichtung, einen Antriebsstrang mit einem solchen Umschlingungsgetriebe, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
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Ein Umschlingungsgetriebe, auch als Kegelscheibenumschlingungsgetriebe oder als CVT (engl.: continuous variable transmission) bezeichnet, für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest ein auf einer ersten Welle angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar und ein auf einer zweiten Welle angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar (auch als Kegelscheibenhälften bezeichnet) sowie ein zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren vorgesehenes Umschlingungsmittel. Solche Umschlingungsgetriebe sind seit langem, beispielsweise aus der
DE 10 2018 128 546 A1 , der
DE 100 17 005 A1 oder der
WO 2014/012 741 A1 , bekannt. Im Betrieb des Umschlingungsgetriebes wird das Umschlingungsmittel mittels der relativen Axialbewegung der beiden Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaaren zwischen einer inneren Position (kleiner Wirkkreis) und einer äußeren Position (großer Wirkkreis) in einer radialen Richtung verlagert. Das Umschlingungsmittel bildet zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren zwei Trume, wobei (je nach der Konfiguration und nach der Rotationsrichtung der Kegelscheibenpaare) eines der Trume ein Zugtrum und das andere Trum ein Schubtrum, beziehungsweise ein Lasttrum und ein Leertrum bilden.
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Bei solchen Umschlingungsgetrieben ist im Freiraum zwischen den Kegelscheibenpaaren zumindest eine Dämpfervorrichtung vorgesehen. Eine solche Dämpfervorrichtung ist an dem Zugtrum und/oder an dem Schubtrum des Umschlingungsmittels anordenbar und dient zur Führung und damit zur Einschränkung von Schwingungen des Umschlingungsmittels. Eine solche Dämpfervorrichtung ist schwerpunktmäßig hinsichtlich einer akustik-effizienten Umschlingungsmittelführung auszulegen. Dabei sind die Länge der Anlage, gebildet von einer Gleitfläche zum Führen des Umschlingungsmittels und die Steifigkeit der Dämpfervorrichtung entscheidende Einflussfaktoren. Eine Dämpfervorrichtung, auch als Gleitschiene bezeichnet, weist beidseitig des zu führenden Trums Gleitflächen auf, also sowohl außenseitig, also außerhalb des von dem Umschlingungsmittel umschlossenen Bereichs, als auch innenseitig zu dem betreffenden Trum des Umschlingungsmittels auf.
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Die Richtung senkrecht zu dem (jeweiligen) Trum und von innenseitig nach außenseitig oder umgekehrt weisend wird als Transversalrichtung bezeichnet. Die Richtung senkrecht zu den beiden Trumen und von einer Kegelscheibe zu jeweils der anderen Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaars weisend wird als Axialrichtung bezeichnet. Dies ist also eine zu den Rotationsachsen der Kegelscheibenpaare parallele Richtung. Die Richtung in der (idealen) Ebene des (jeweiligen) Trums wird als (Gegen-) Laufrichtung oder als longitudinale Richtung bezeichnet. Die Laufrichtung, Transversalrichtung und Axialrichtung spannen somit ein (im Betrieb) mitbewegtes kartesisches Koordinatensystem auf.
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Die Dämpfervorrichtung soll einfach montierbar sein und zugleich eine hohe Steifigkeit für ein gutes Dämpfungspotential aufweisen. Es hat sich für die meisten Anwendungen durchgesetzt, die Dämpfervorrichtung mit zwei Schienenhälften auszuführen, welche mittels eines Axial-Verbindungsmittel, beispielsweise mittels eines Bajonettverschlusses, miteinander verbindbar sind. Die beiden Schienenhälften sind nach der Montage des Umschlingungsmittels auf den Kegelscheibenpaaren montierbar, besonders bevorzugt als 1-Klick-System. Beispielsweise bei dem 1-Klick-System werden die Schienenhälften longitudinal-versetzt zueinander über das zu dämpfende Trum axial gegeneinander geführt. Anschließend werden die Schienenhälften in longitudinal gegeneinander verschoben, im Falle des 1-Klick-Systems bis eine Sicherungsvorrichtung einrastet (Montageendzustand), bevorzugt für eine hohe Montagesicherheit mit einem gut hörbaren Klicken. Mittels der Sicherungsvorrichtung ist in dem Montageendzustand das Axial-Verbindungsmittel in einem haltenden Zustand gesichert.
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Die Kanalhöhe, also der transversale Abstand zwischen den antagonistisch ausgerichteten Gleitflächen, einer Dämpfervorrichtung hat im Vergleich zu der Trumhöhe des zu führenden Trums einen großen Einfluss auf der akustischen Wirksamkeit. Wegen der Fertigungstoleranzen und zur Vermeidung von Klemmung zwischen den Gleitflächen der Dämpfervorrichtung und dem Umschlingungsmittel in Worst-Case-Szenario (Kanalhöhe minimal, Trumhöhe maximal, beispielsweise bei -40°C [minus vierzig Grad Celsius]) kann den Kanal nicht zu eng ausgelegt werden.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung zum Führen eines Umschlingungsmittels eines Umschlingungsgetriebes, aufweisend
eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte, welche mittels zumindest eines Axial-Verbindungsmittels miteinander verbunden sind und von welchen gemeinsam ein Gleitkanal zu Führen eines Trums eines Umschlingungsmittels gebildet ist, wobei der Gleitkanal in Laufrichtung hintereinander einen Einlauf, eine Mitte und einen Auslauf aufweist,
wobei von dem zu führenden Umschlingungsmittel in einem Umschlingungsgetriebe ein Umlaufkreis um zwei Kegelscheibenpaare mit jeweils einer Rotationsachse gebildet ist und wobei von dem Umschlingungsmittel zwischen den zwei Kegelscheibenpaaren jeweils ein Trum gebildet ist, wobei eine Transversalrichtung aus dem Umlaufkreis hinausweisend und eine Axialrichtung parallel zu den Rotationsachsen der Kegelscheibenpaare ausgerichtet ist,
wobei im Einsatz der Dämpfervorrichtung von dem Gleitkanal mittels einer transversal-inneren Gleitfläche und einer transversal-äußeren Gleitfläche eine Laufrichtung für das zu führende Trum des Umschlingungsmittels definiert ist,
wobei die Gleitflächen jeweils sowohl von Teilflächen der ersten Schienenhälfte als auch von Teilflächen der zweiten Schienenhälfte gebildet sind.
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Die Dämpfervorrichtung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand die Teilflächen der ersten Schienenhälfte und die Teilflächen der zweiten Schienenhälfte einer gemeinsamen Gleitfläche in Transversalrichtung zumindest in einem Teilbereich entlang der Laufrichtung zueinander versetzt sind, wobei zumindest eine der Teilflächen der Schienenhälften eine Lasche mit Erstreckung in Axialrichtung umfasst, welche mit der jeweils anderen Schienenhälfte überlappend und jeweils einen Anteil der betreffenden Gleitfläche bildend angeordnet ist.
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Es wird im Folgenden auf die genannte Laufrichtung (auch als longitudinale Richtung bezeichnet) Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die dazu lotrechten und daher ein kartesisches Koordinatensystem aufspannenden Transversalrichtung und Axialrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. Wird hier von der Laufrichtung, der Axialrichtung und der Transversalrichtung gesprochen, so ist sowohl die positive als auch die negative Richtung in dem aufgespannten Koordinatensystem gemeint. Weiterhin wird auf das Umschlingungsmittel Bezug genommen, welches im montierten Zustand einen Umschlingungskreis um die eingestellten Wirkkreise der beiden Kegelscheibenpaare eines Umschlingungsgetriebes bildet, und bezogen auf den Umschlingungskreis wird von innerhalb gesprochen, also von dem Umschlingungsmittel in der (gedachten) Ebene des Umschlingungskreises eingeschlossen, und von außerhalb gesprochen und entsprechende Begriffe verwendet.
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In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
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Die Dämpfervorrichtung ist gemäß dem Stand der Technik zum Dämpfen eines Umschlingungsmittels, beispielsweise einer Gliederkette oder eines Riemens, eines Umschlingungsgetriebes mit zwei Kegelscheibenpaaren eingerichtet. Das Umschlingungsmittel ist beispielsweise als Zugmittel oder als Schubgliederband ausgeführt. Das heißt die Dämpfervorrichtung ist für eines der beiden Trume des Umschlingungsmittels eingerichtet, beispielsweise bei einer Konfiguration als Zugmitteltrieb für das Zugtrum, welches das Lasttrum bildet. Alternativ ist das Leertrum oder sind beide Trume jeweils mittels einer solchen Dämpfervorrichtung geführt. Wird hier vom Führen des Trums gesprochen, so ist damit zugleich das Dämpfen des Trums gemeint, weil das Umschlingungsmittel das in Laufrichtung vorgelagerte Kegelscheibenpaar beim Übergang in das Trum in einer von der idealen Tangentialrichtung der eingestellten Wirkkreise der beiden Kegelscheibenpaare abweichend nach transversal außen beschleunigt wird. Daraus resultieren Wellenschwingungen, welche den Wirkungsgrad beeinträchtigen und zu einer Geräuschemission führen. Beispielsweise treten (spannungsabhängig) Schwingungsfrequenzen des zu führenden Trums bis etwa 800 Hz [achthundert Hertz] in Umschlingungsgetriebe auf und sind akustisch relevant. Diese Schwingungsfrequenzen gehen mit sehr geringen Amplituden (in Transversalrichtung) einher. Bei einem (wie vorbekannt) großen (freien) Transversalspiel ist damit die Wirkung einer vorbekannten Dämpfervorrichtung bei solchen Schwingungsfrequenzen beschränkt. Bei der hier vorgeschlagenen Ausführungsform ist ein Transversalspiel deutlich oder sogar auf null (beispielsweise mit einer Toleranz in den Bereich eines Untermaßes) reduzierbar. Auch bei kleinen Amplituden wird somit eine gute Dämpfungseffizienz erzielt.
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Zum Führen beziehungsweise Dämpfen weist die Dämpfervorrichtung zwei zueinander transversal-antagonistisch ausgerichtete Gleitflächen auf, welche von transversal-außen an dem zu führenden Trum und/oder von transversal-innen an dem zu führenden Trum anliegt. Die Gleitfläche bildet damit eine sich in Laufrichtung erstreckende Anlagefläche, welche der transversal-ausgerichteten Amplitude der Wellenschwingungen des zu dämpfenden Trums entgegenwirkt.
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Die Dämpfervorrichtung ist mehrteilig ausgeführt, bevorzugt zweiteilig, wobei (bevorzugt ausschließlich) eine erste Schienenhälfte und eine zweite Schienenhälfte vorgesehen sind. Diese werden mittels eines Axial-Verbindungsmittels, beispielsweise mittels eines Bajonettverschlusses, miteinander verbunden. Bei einem Bajonettverschluss werden die beiden Schienenhälften miteinander verbunden, indem die Schienenhälften in Axialrichtung auf das zu dämpfende Trum aufgeführt und dann in Laufrichtung gegeneinander verschoben werden. Beim axialen Aufführen wird beispielsweise zumindest ein Haken einer Schienenhälfte in eine korrespondierende Hakenaufnahme der anderen Schienenhälfte eingeführt. Mittels des gegeneinander Verschiebens wird der Haken mit der jeweils anderen Schienenhälfte in formschlüssigen Eingriff gebracht und die Schienenhälften sind axial zueinander gehalten (haltender Zustand). Die Schienenhälften weisen dazu Kontaktflächen auf, über welche sie axial miteinander in Kontakt gebracht sind. Zum Sichern der Verbindung der beiden Schienenhälften zueinander ist bevorzugt weiterhin eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen, mittels welcher die beiden Schienenhälften in Laufrichtung so gegeneinander gesichert sind (Montageendzustand), dass die Schienenhälften in der verbundenen Lage verbleiben, sofern nicht die Sicherungsvorrichtung aktiv von außen (beispielsweise von Hand) gelöst wird.
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Die Gleitflächen setzen sich aus jeweils (bevorzugt ausschließlich) zwei Teilflächen zusammen, wobei eine (erste) Teilfläche von der ersten Schienenhälfte und eine zweite Teilfläche von der zweiten Schienenhälfte gebildet ist. Hier ist nun vorgeschlagen, dass zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand die Teilflächen der ersten Schienenhälfte und die Teilflächen der zweiten Schienenhälfte einer gemeinsamen Gleitfläche in Transversalrichtung zumindest in einem Teilbereich zueinander versetzt sind. Bei einer Ausführungsform sind zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand die Teilflächen einer gemeinsamen Gleitfläche jeweils derart transversal zueinander versetzt, dass zumindest in dem betreffenden Teilbereich jeweils nur eine der beiden Teilflächen mit dem zu führenden Trum des Umschlingungsmittels in Kontakt ist. In einer alternativen Ausführungsform sind in den Teilbereichen die Teilflächen zumindest in einem Unterbereich, bevorzugt vollständig, dauerhaft zueinander versetzt. Ein Teilbereich ist beispielsweise ausgehend von einer Mitte des Gleitkanals in Laufrichtung die gesamte Hälfte der betreffenden Gleitfläche in Laufrichtung. In einer anderen Ausführungsform ist der ist der Teilbereich jeweils nur ein Abschnitt dieser Hälfte der Gleitfläche, beispielsweise beim Einlauf beziehungsweise Auslauf und/oder zwischen dem Einlauf beziehungsweise Auslauf und der Mitte.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist in der Mitte der Gleitkanal eine größere Kanalhöhe auf als beim Einlauf beziehungsweise Auslauf. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zusätzlich oder alternativ bei der Lage eines Schwingungsbauchs des zu führenden Trums eine Kanalverengung geschaffen, bevorzugt mittels des (lokalen) Versatzes. Beispielsweise bei einer Schwingung des Trums bei einer Eigenfrequenz der ersten Ordnung ist ein Schwingungsbauch bei der Mitte angeordnet. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dort die Kanalhöhe nicht zu verengen, sondern im Gegenteil zu erweitern, sodass die Auswirkung des Klopfens (mit hierbei großer Amplitude) nicht zu einer übermäßigen Aufdehnung (in Transversalrichtung) des Einlaufs und des Auslaufs führt. Beispielsweise bei einer Schwingung des Trums bei einer Eigenfrequenz der zweiten Ordnung sind ein erster Schwingungsbauch zwischen dem Einlauf und der Mitte und ein zweiter Schwingungsbauch zwischen der Mitte und dem Auslauf angeordnet. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dort die Kanalhöhe verengen, weil beim Einlauf und Auslauf ein Schwingungsknoten vorliegt. Die Auswirkung des Klopfens (mit hierbei noch immer großer Amplitude) führen damit dennoch nicht zu einer übermäßigen Aufdehnung (in Transversalrichtung) des Einlaufs und des Auslaufs.
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Somit ist es möglich, das fertigungsbedingte Transversalspiel in dem Gleitkanal bis zu vollständig gegenüber der aktuellen Höhe des zu führenden Trums (Trumhöhe) auszugleichen. Es liegt dann in zumindest einer Betriebssituation jeweils nur eine der Teilflächen der Gleitflächen an dem Trum an. Es liegen dann jeweils die einander transversal schräg gegenüberliegenden Teilflächen an dem Trum an. Es liegt also beispielsweise die erste innere Teilfläche (der ersten Schienenhälfte) und die zweite äußere Teilfläche (der zweiten Schienenhälfte) an dem zu führenden Trum an. Oder umgekehrt, liegt die zweite innere Teilfläche (der zweiten Schienenhälfte) und die erste äußere Teilfläche (der ersten Schienenhälfte) an dem zu führenden Trum an. Bei einer Ausführungsform liegen in einer (auslegungsgemäßen) Extremsituation sowohl die Teilflächen der ersten Schienenhälfte als auch der zweite Schienenhälfte an dem zu führenden Trum an.
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Es sei darauf hingewiesen, dass ein kraftfreier Betriebszustand auf die Kräfte abzielt, welche aus einer Schwingung des zu führenden Trums resultieren. Auf durch die Montage bedingte Kräfte oder eine gezielte Verspannung der Dämpfervorrichtung wird hier nicht abgestellt. Ein kraftfreier Betriebszustand ist also ein solcher Betriebszustand, in welchem die Dämpfervorrichtung frei von äußeren Kräften ist, und bevorzugt in welchem die Differenz (beziehungsweise das transversale Spiel) zwischen der Trumhöhe und der Kanalhöhe groß, besonders bevorzugt maximal, ist.
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Es sei weiterhin darauf hingewiesen, dass mit der Höhe des zu führenden Trums nicht allein eine temperaturbedingte Ausdehnung gemeint ist, sondern auch eine transversale Höhe, welche aus einem Schwingungsbauch resultiert. Von den Gleitflächen ist in einer bevorzugten Ausführungsform keine über die longitudinale Erstreckung konstante Kanalhöhe gebildet, sodass zumindest bei einer Schwingungsordnung die Höhe des Schwingungsbauchs des zu führenden Trums infolge einer dort vorgesehenen lokalen Kanalaufweitung einen reduzierten Einfluss auf den Versatz zwischen den Teilflächen einer (gemeinsamen) Gleitfläche hat.
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Die hier vorgeschlagene Dämpfervorrichtung ist wie aus dem Stand der Technik bekannt und/oder weitestgehend wie zuvor beschrieben, oder sogar alle zuvor genannten Merkmale umfassend, ausgeführt. Es wird insoweit auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Teilflächen der ersten Schienenhälfte und die Teilflächen der zweiten Schienenhälfte einer gemeinsamen Gleitfläche in Transversalrichtung (abgesehen von einem fertigungsbedingten Transversalspiel der transversalen Fügestellen) nicht zueinander versetzt angeordnet und die Teilflächen einer gemeinsamen Gleitfläche liegen stets gemeinsam an dem zu führenden Trum an. Die zumindest eine nachfolgend erläuterte Lasche ist bei dieser Ausführungsform beispielsweise dann vorteilhaft, wenn eine Sicherung der Schienenhälften in Transversalrichtung zueinander über ein externes Haltemittel, beispielsweise ein Halterohr nicht ausreichend ist und/oder die Kipp-Kräfte ausgehend von dem zu führenden Trum groß sind. Eine Verkippung führt beispielsweise zu einer teilweisen Kanalerweiterung in Transversalrichtung, zu einer verkleinerten Anlagefläche und/oder einem veränderten Anregungsverhalten der Dämpfervorrichtung und somit zu einer Verringerung der Dämpfungseffizienz. Zudem kann ein erhöhter lokaler Verschleiß an der betreffenden Gleitfläche und/oder an dem Umschlingungsmittel aufgrund von Kantenschleifen auftreten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand die Teilflächen der ersten Schienenhälfte und die Teilflächen der zweiten Schienenhälfte einer gemeinsamen Gleitfläche in Transversalrichtung zueinander versetzt. Mittels der zumindest einen Lasche ist die jeweils aktive (also an dem zu führenden Trum anliegende) Teilfläche in Axialrichtung vergrößert. Damit ist ein aus dem einseitigen Anliegen resultierendes Kippen der Schienenhälften unterbunden. Weiterhin ist bei geeigneter Auslegung ein in Axialrichtung große (also breite) Anliegefläche bis zu einem vollflächigen Anliegen (bezogen auf die Trumbreite) gerade in den dämpfungswirksamen Bereichen in Laufrichtung sichergestellt. Beispielsweise ist die zumindest eine Lasche nach der Lage der Schwingungsbäuche angeordnet, welche einer jeweiligen Schwingungsordnung entsprechend vorbekannt sind.
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Die zumindest eine Lasche ist ein Vorsprung aus der jeweiligen Schienenhälfte in Axialrichtung hin zu der jeweils anderen Schienenhälfte. Die Lasche erstreckt sich also über eine Kontaktfläche der jeweiligen Schienenhälfte hinaus. In Transversalrichtung ist die Lasche bevorzugt möglichst dünn gestaltet, wobei besonders bevorzugt die Biegesteifigkeit dieser kragbalken-artigen Lasche ein Dämpfen des zu führenden Trums unterstützt.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass die Teilflächen, bevorzugt die Schienenhälften insgesamt, aus einem Kunststoff gefertigt sind.
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Hier ist eine Kombination von der zuerst genannten Ausführungsform der Dämpfervorrichtung mit der zuvor beschriebenen Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, womit also eine Kipp-Gefährdung der Schienenhälften unterbunden ist.
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In einer Ausführungsform ist zumindest eine der Schienenhälften vollständig einstückig gebildet, besonders bevorzugt mittels Spritzgießen, beispielsweise aus einem Polyamid [PA], bevorzugt PA46. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die gesamte Schienenhälfte in einer einzigen Spritzgussform erzeugt, besonders bevorzugt ohne Einlagen und/oder aus einer einzigen Kunststoff-Komponente [1 K-Spritzgießen]. In einer Ausführungsform ist zusätzlich oder davon unabhängig ein Verstärkungsmittel in den Kunststoff (Matrix) eingebettet, beispielsweise Fasermaterial oder Kugeln.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass die zwei Schienenhälften identisch gestaltete Teilflächen aufweisen, welche um die Transversalrichtung um eine halbe Drehung gegeneinander gedreht zu dem Gleitkanal gefügt sind,
wobei bevorzugt zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand der Gleitkanal zwischen dem Einlauf und der Mitte einzig von der ersten inneren Teilfläche und gegenüberliegend einzig von der zweiten äußeren Teilfläche, sowie zwischen dem Auslauf und der Mitte einzig von der zweiten inneren Teilfläche und gegenüberliegend einzig von der ersten äußeren Teilfläche transversal begrenzt ist, und/oder wobei bevorzugt die zwei Schienenhälften identisch ausgeführt sind.
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Hier ist vorgeschlagen, dass die Teilflächen der Schienenhälften jeweils identisch sind, wobei die jeweilige Gleitfläche nach dem Aneinandersetzen der Schienenhälften über ihre Kontaktflächen gebildet sind. Die Teilflächen werden also bei Ihrem Einsatz in einer Dämpfervorrichtung um 180° [einhundert und achtzig Grad von 360°] um die Transversalachse gegeneinander verdreht. Gleichwohl bleibt eine jeweilige innere Teilfläche ein Teil der inneren Gleitfläche, sowie eine jeweilige äußere Teilfläche ein Teil der äußeren Gleitfläche bleibt, also keine Drehung um die Laufrichtung oder Axialrichtung stattfindet. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass mitnichten die Teilflächen in Laufrichtung spiegelsymmetrisch sein müssen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform setzt sich jede der Gleitflächen aus jeweils einem Anteil von den ersten Teilflächen und den zweiten Teilflächen zusammen, beispielsweise die innere Gleitfläche aus einlaufseitig der ersten inneren Teilfläche und auslaufseitig der zweiten inneren Teilfläche, sowie bei der äußeren Gleitfläche umgekehrt aus einlaufseitig der zweiten äußeren Teilfläche und auslaufseitig der ersten äußeren Teilfläche. Die Begriffe einlaufseitig und auslaufseitig sind hierbei auch umgekehrt einsetzbar.
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Bei der Ausführungsform mit zumindest einer Lasche ist diese Lasche derart zu der Drehachse versetzt angeordnet, dass diese nicht miteinander überlappen, sondern in Laufrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. In dem Bereich der Überlappung mit der jeweils anderen Schienenhälfte sind bevorzugt Vertiefungen in der entsprechenden Teilfläche vorgesehen. In einer Ausführungsform mit einem Bajonettverschluss ist bevorzugt eine solche Vertiefung mit einer für das Verbinden notwendigen longitudinalen Überlänge im Vergleich zu der longitudinalen Länge der Lasche beziehungsweise des überlappenden Anteils der jeweiligen Lasch vorgesehen. Damit ist die entsprechende Lasch bei dem Montagevorgang kollisionsfrei mit der jeweils anderen Schienenhälfte in Überlappung bringbar. Alternativ ist bei einem solchen Bajonettverschluss (mit bevorzugt rein longitudinaler relativ Bewegung zum Schaffen der axialen Verbindung) eine jeweilige Lasche derart flexibel in Transversalrichtung gebildet, dass die Lasche beim Montagevorgang transversal elastisch ausgelenkt und bei Erreichen der Montageendposition in die korrespondierend ausgeformte Vertiefung für die Lasche einschnappt.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass die erste Schienenhälfte und die zweite Schienenhälfte baugleich, bevorzugt identisch, gebildet sind.
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Bei dieser Ausführungsform sind zwei baugleiche Schienenhälften vorgesehen, wie dies bei einigen konventionellen Ausführungsformen bereits bekannt ist. Diese sind bei der Montage axial zueinander auf das zu dämpfende Trum aufführbar, beziehungsweise eine Schienenhälfte ist bereits montiert und die andere ist axial aufführbar. Bevorzugt ist ein Axial-Verbindungsmittel als Bajonettverschluss mit zumindest zwei Haken und einer jeweils korrespondierenden Hakenaufnahme gebildet, wobei (wegen Baugleichheit pro Schienenhälfte jeweils) ein Haken in eine korrespondierende Hakenaufnahme der jeweils anderen Schienenhälfte eingetaucht wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform greift weiterhin zum in dem Montageendzustand Sichern der beiden Schienenhälften zueinander ein Mittel der Sicherungsvorrichtung der ersten Schienenhälfte, beispielsweise eine (erste) Sicherungslasche, in ein korrespondierendes Mittel der zweiten Schienenhälfte, und umgekehrt ein Mittel der Sicherungsvorrichtung der zweiten Schienenhälfte in ein korrespondierendes Mittel der ersten Schienenhälfte greift, wobei bevorzugt das korrespondierende Mittel jeweils die andere Sicherungslasche ist. In einer Ausführungsform weist die jeweilige Sicherungslasche eine Haupterstreckung in Laufrichtung auf. Von der Sicherungslasche wird dann bei dem Montagevorgang eine Ausweichbewegung (beispielsweise Biegeverformung) in Axialrichtung und/oder in Transversalrichtung zum Verrasten ausgeführt. Alternativ weist die Sicherungslasche eine Haupterstreckung in Axialrichtung auf. Von der Sicherungslasche wird dann bei dem Montagevorgang eine Ausweichbewegung in Laufrichtung und/oder in Transversalrichtung zum Verrasten ausgeführt.
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Alternativ sind nicht baugleiche Haken mit korrespondierender Hakenaufnahme und/oder Mittel der Sicherungsvorrichtung abweichend von der Baugleichheit der übrigen oder zumindest der hier genannten Komponenten der Schienenhälften vorgesehen. Bevorzugt sind die beiden Schienenhälften insgesamt baugleich, also identisch ausgebildet, sodass diese mit einem immer gleichen Fertigungsverfahren, beim Spritzgießen mittels eines einzigen Spritzgusswerkzeugs, herstellbar sind. Damit werden Fertigungskosten reduziert und es besteht keine Verwechslungsgefahr bei der Montage.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass die erste Schienenhälfte und die zweite Schienenhälfte in Transversalrichtung gegeneinander verspannt sind.
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Hier ist nun vorgeschlagen, dass die Schienenhälften in Transversalrichtung gegeneinander verspannt sind. Damit ist ein fertigungsbedingtes und/oder Montage-bedingtes Transversalspiel zwischen den Schienenhälften ausgleichbar, wobei bevorzugt die Teilflächen im Zusammenspiel mit dem zu führenden Trum die Referenzfläche bilden. Das Transversalspiel ist somit einzig auf einen toleranzbedingten Unterschied des Abstands der beiden antagonistischen Teilflächen zwischen den beiden Schienenhälften reduziert. Dies ist auch nur dann der Fall, wenn infolge der Verspannung die zwei Teilflächen einer der beiden Gleitflächen beide an dem zu führenden Trum zur Anlage gebracht sind. In einer alternativen Ausführungsform ist der Abstand der Teilflächen hinsichtlich eines gewünschten Transversalspiels derart ausgelegt, dass zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand jeweils ausschließlich eine der beiden Teilflächen einer gemeinsamen Gleitfläche an dem zu führenden Trum anliegt. Diese Ausführungsform wird nachfolgend genauer erläutert.
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Bei einer Ausführungsform ist die transversale Verspannung mittels eines oder einer Mehrzahl von einstückig mit der jeweiligen Schienenhälfte gebildeten Vorsprungs gebildet, beispielsweise als Noppen und/oder als Festkörperfeder. In einer Ausführungsform ist die Verspannung mittels eines separaten Elements gebildet, welches bevorzugt aus einem anderen Werkstoff gebildet ist, als die Gleitflächen beziehungsweise die gesamte übrige (gegebenenfalls einstückige) Schienenhälfte. Beispielsweise ist die Gleitfläche aus einem Kunststoff und das separate Element für die Vorspannung aus Stahl, bevorzugt Federstahl, gebildet. Ein solches separates Element ist beispielsweise ein Standard-Element, wie eine Schraubendruckfeder, Tellerfeder oder Laschenfeder.
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Bei einer Ausführungsform der (beispielsweise separaten) Elemente für das Verspannen im kraftfreien Betriebszustand jeweils ausschließlich einer der Teilflächen einer gemeinsamen Gleitfläche gegen das zu führende Trum ist aufgrund der Form und/oder des abweichenden Materials diese mit abweichendem Schwingungsverhalten ausführbar, sodass in einem Betriebszustand, in welchem ausschließlich eine der Teilflächen der gemeinsamen Gleitfläche überhaupt in Kontakt oder in kraftübertragendem Kontakt steht andere Resonanzfrequenzen erzielt werden als dies mit vorbekannten Dämpfervorrichtungen erzielt werden kann.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Dämpfervorrichtung vorgeschlagen, dass mittels zumindest einer separaten Blattfeder die erste Schienenhälfte und die zweite Schienenhälfte in Transversalrichtung gegeneinander verspannt sind,
wobei bevorzugt zumindest eine der separaten Blattfedern mit einem der Axial-Verbindungsmittel zusammenwirkend angeordnet ist,
und besonders bevorzugt die Blattfedern formschlüssig mit dem Axial-Verbindungsmittel und/oder der betreffenden Schienenhälfte verbunden ist.
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Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist die transversale Verspannung erzielt, indem zumindest eine (bevorzugt pro Schienenhälfte jeweils eine einzige und/oder einzig eine transversal-einwärts beziehungsweise einzig eine transversal-auswärts wirkende) Blattfeder vorgesehen ist. Die Blattfeder wirkt im montierten Zustand auf die jeweils andere Schienenhälfte. Die Blattfeder ist mit der jeweiligen Schienenhälfte fest verbunden oder einzig zwischen den beiden voneinander in Transversalrichtung abgestützten Schienenhälften angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zumindest eine Blattfeder klassisch geformt mit zwei freien Federenden und einem Bauchanteil zwischen den beiden freien Federenden, wobei die (transversale) Federwirkung in der Richtung zwischen der (theoretischen) Linie zwischen den beiden freien Federenden und einer parallelen Tangente des Bauchanteils der Blattfeder vorgehalten ist. Die freien Federenden der Blattfeder weisen bevorzugt hin zu dem Bauchanteil der Blattfeder umgebogene Fortsätze auf, sodass die bei einer Federbewegung induzierte Kippbewegung der freien Federenden nicht zu einem erhöhten Verschleiß der Anlagefläche der betreffenden Schienenhälfte führt, beispielsweise infolge von Eingraben.
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Das Axial-Verbindungsmittel umfasst Elemente mit einer Erstreckung in axialer Überlappung mit der jeweils anderen Schienenhälfte. Beispielsweise ist das Axial-Verbindungsmittel von zumindest einem Haken an einer der beiden Schienenhälften und einer korrespondierenden Hakenaufnahme an der anderen Schienenhälfte gebildet. Der Haken erstreckt sich in die Hakenaufnahme der anderen Schienenhälfte hinein. Die Blattfeder ist dann bei der Hakenaufnahme zwischen der (anderen) Schienenhälfte und dem Haken angeordnet, sodass eine transversale Verspannung zwischen dem Haken und der (anderen) Schienenhälfte erzeugt ist. In einer Ausführungsform ist die Blattfeder jeweils bei der Hakenaufnahme vormontiert (bevorzugt abgestützt mit den freien Federenden) und wirkt transversal (bevorzugt mit dem Bauchanteil) gegen den Haken.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Blattfeder formschlüssig montiert, wobei bevorzugt für die freien Federenden jeweils eine Ausnehmung mit (transversaler) Tiefe und (axialer) Breite korrespondierend zu der Tiefe und Breite der Blattfeder zur Kraftübertragung. In Laufrichtung ist bevorzugt eine Rundung und/oder Rampe gebildet, sodass die freien Federenden bei einer transversalen Belastung in Laufrichtung frei sind zu wandern. Der Bauchanteil der Blattfeder ist bevorzugt ebenfalls oder allein in einer korrespondierenden Ausnehmung aufgenommen und seitlich gesichert, wobei die Ausnehmung eine entsprechende Bewegung beziehungsweise Ausdehnung des Bauchanteils zulassend geformt ist und bevorzugt eine Verkürzung des transversalen Federwegs unterstützt. In einer alternativen Ausführungsform sind von der Blattfeder die Breite in Laufrichtung und die Wanderbewegung in Axialrichtung oder jeweils in einer Richtung mit einem anderen Winkel dazwischen ausgerichtet und die zuvor genannten erläuternden Definitionen gelten entsprechend in den anderen Richtungen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Umschlingungsgetriebe vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Getriebeeingangswelle mit einem ersten Kegelscheibenpaar;
- - ein Umschlingungsmittel, mittels welchem die Kegelscheibenpaare miteinander drehmomentübertragend verbunden sind, wobei von dem Umschlingungsmittel zwischen den zwei Kegelscheibenpaaren jeweils ein Trum gebildet ist; und
- - eine Getriebeausgangswelle mit einem zweiten Kegelscheibenpaar;
- - zumindest eine Dämpfervorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die zumindest eine Dämpfervorrichtung mit zumindest einer der Gleitflächen an einem der Trume des Umschlingungsmittels zum Dämpfen anliegt.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Umschlingungsgetriebe ist ein Drehmoment von einer Getriebeeingangswelle auf eine Getriebeausgangswelle, und umgekehrt, übersetzend beziehungsweise untersetzend übertragbar, wobei die Übertragung zumindest bereichsweise stufenlos einstellbar ist. Ein Umschlingungsgetriebe ist beispielsweise ein sogenanntes CVT [continuous variable transmission] mit einem Zugmittel oder mit einem Schubgliederband. Das Umschlingungsmittel ist beispielsweise eine vielgliedrige Kette. Das Umschlingungsmittel wird auf Kegelscheibenpaaren jeweils gegenläufig von radial innen nach radial außen und umgekehrt verschoben, sodass sich auf einem jeweiligen Kegelscheibenpaar einen veränderten Wirkkreis einstellt. Aus dem Verhältnis der Wirkkreise ergibt sich eine Übersetzung des zu übertragenden Drehmoments. Die beiden Wirkkreise sind mittels eines oberen und eines unteren Trums, nämlich einem Lasttrum, auch Zugtrum beziehungsweise Schubtrum genannt, und einem Leertrum des Umschlingungsmittels miteinander verbunden.
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Im Idealzustand bilden die Trume des Umschlingungsmittels zwischen den beiden Wirkkreisen eine tangentiale Ausrichtung. Diese tangentiale Ausrichtung wird von induzierten Wellenschwingungen überlagert, beispielsweise verursacht durch die endliche Teilung des Umschlingungsmittels sowie infolge des frühzeitigen Verlassens des Wirkkreises bedingt durch die Fluchtbeschleunigung des Umschlingungsmittels.
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Die Dämpfervorrichtung ist eingerichtet, mit ihren Gleitflächen derart an einer korrespondierenden Anliegefläche eines zu dämpfenden Trums (beispielsweise des Lasttrums) anzuliegen, dass solche Wellenschwingungen unterdrückt oder zumindest gedämpft werden. Weiterhin ist für eine Anwendung auch eine Querführung, also in einer Ebene parallel zum gebildeten Umschlingungskreis des Umschlingungsmittels, einseitig oder beidseitig eine Führfläche vorgesehen. Das zu führende Trum wird somit in einer Parallelebene zu den Gleitflächen geführt und die Laufrichtung des Trums liegt in dieser Parallelebene. Für eine möglichst gute Dämpfung sind die Gleitfläche möglichst enganliegend an dem zu führenden Trum des Umschlingungsmittels ausgeführt. Alternativ ist die Dämpfervorrichtung axial fixiert und das geführte Trum relativ dazu (axial) beweglich.
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Die Komponenten des Umschlingungsgetriebes sind meist von einem Getriebegehäuse eingefasst und/oder gelagert. Die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle erstrecken sich von außerhalb in das Getriebegehäuse hinein und sind bevorzugt mittels Lagern an dem Getriebegehäuse abgestützt. Die Kegelscheibenpaare sind mittels des Getriebegehäuses eingehaust, und bevorzugt bildet das Getriebegehäuse das Widerlager für das axiale Betätigen der bewegbaren Kegelscheiben (Losscheiben). Weiterhin bildet das Getriebegehäuse bevorzugt Anschlüsse zum Befestigen des Umschlingungsgetriebes und beispielsweise für die Versorgung mit hydraulischer Flüssigkeit. Das Getriebegehäuse weist dazu eine Vielzahl von Randbedingungen auf und muss in einen vorgegebenen Bauraum passen. Aus diesem Zusammenspiel ergibt sich eine Innenwandung, welche die Form und Bewegung der Komponenten beschränkt.
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Das hier vorgeschlagene Umschlingungsgetriebe weist eine oder zwei Dämpfervorrichtungen auf, von denen zumindest eine Dämpfervorrichtung besonders vorteilhaft ist, indem sehr gute Dämpfungseigenschaften infolge eines engen und/oder großflächigen Anliegens der Teilflächen an dem zu führenden Trum erzielbar sind. Dies ist erzielt, indem in zumindest einer der Ausführungsformen die Teilflächen zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand die Teilflächen der ersten Schienenhälfte und die Teilflächen der zweiten Schienenhälfte einer gemeinsamen Gleitfläche in Transversalrichtung zueinander versetzt sind. Dies ist alternativ oder zusätzlich erzielt, indem zumindest eine der Teilflächen der Schienenhälften eine Lasche mit Erstreckung in Axialrichtung umfasst, welche mit der jeweils anderen Schienenhälfte überlappend und jeweils einen Anteil der betreffenden Gleitfläche bildend angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest eine Antriebsmaschine mit jeweils einer Maschinenwelle, zumindest einen Verbraucher und ein Umschlingungsgetriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
wobei die Maschinenwelle zur Drehmomentübertragung mittels des Umschlingungsgetriebes mit dem zumindest einen Verbraucher mit, bevorzugt stufenlos, veränderbarer Übersetzung verbindbar ist.
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Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einer Antriebsmaschine, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrischen Antriebsmaschine, bereitgestelltes und über ihre Maschinenwelle, beispielsgemäß also die Verbrennerwelle und/oder die (elektrische) Rotorwelle, abgegebenes Drehmoment für eine Nutzung bedarfsgerecht zu übertragen, also unter Berücksichtigung der benötigten Drehzahl und des benötigten Drehmoments. Eine Nutzung ist beispielsweise ein elektrischer Generator zur Bereitstellung von elektrischer Energie. Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen, ist die Verwendung des oben beschriebenen Umschlingungsgetriebes besonders vorteilhaft, weil eine große Übersetzungsspreizung auf geringem Raum erreichbar ist, sowie die Antriebsmaschine mit einem kleinen optimalen Drehzahlbereich betreibbar ist. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Vortriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie mittels des Umschlingungsgetriebes auf einen elektrischen Generator zur Rekuperation, also der elektrischen Speicherung von Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten Drehmomentübertragungsstrang umsetzbar. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen vorgesehen, welche in Reihe oder parallel geschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind und deren Drehmoment mittels eines Umschlingungsgetriebes gemäß der obigen Beschreibung bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden kann. Ein Anwendungsbeispiel ist ein Hybridantrieb, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine und eine Verbrennungskraftmaschine.
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Das hier vorgeschlagene Umschlingungsgetriebe ermöglicht den Einsatz einer den vorhandenen Bauraum effizient ausnutzenden Dämpfervorrichtung, wobei sehr gute Dämpfungseigenschaften aufgrund einer hohen Steifigkeit der beiden Schienenhälften und zugleich einem geringen im Montageendzustand wirksamen Transversalspiel beziehungsweise aufgrund einer breiten Anliegefläche erzielbar sind. Damit sind die Geräuschemissionen eines solchen Antriebsstrang reduziert. Zugleich ist eine solche Dämpfervorrichtung besonders einfach und sicher montierbar, sodass eine Nachkontrolle entfallen kann oder vereinfacht wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.
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Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen teilweise die Antriebsmaschine, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Antriebsmaschine, vor der Fahrerkabine und quer zur Fahrzeug-Längsrichtung an. Der radiale Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, ein Umschlingungsgetriebe kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz eines Umschlingungsgetriebes in motorisierten Zweirädern, für welche im Vergleich zu vorbekannten Zweirädern stets gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird. Mit der Hybridisierung der Antriebsstränge verschärft sich diese Problemstellung.
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Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Ein vergleichbares Problem tritt bei den Hybrid-Fahrzeugen auf, bei welchen eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen und Kupplungen in dem Antriebsstrang vorgesehen ist, sodass der Bauraum insgesamt gering ist.
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Bei dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug mit dem oben beschriebenen Antriebsstrang wird eine geringe Geräuschemission erreicht, womit ein geringerer Aufwand hinsichtlich der Schalldämmung erforderlich ist. Damit ist ein geringerer Bauraumbedarf für das Umschlingungsgetriebe erreicht. Zudem ist es möglich, alternativ oder ergänzend eine geringe Geräuschemission und eine lange Lebensdauer einzurichten. Die dazu eingesetzte Dämpfervorrichtung ist besonders einfach und sicher montierbar und damit ist der Antriebsstrang besonders wettbewerbsfähig.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio. Bekannte Hybrid-Fahrzeuge sind BMW 330e oder der Toyota Yaris Hybrid. Als Plug-in Hybride bekannt sind beispielsweise ein Audi A6 50 TFSI e oder ein BMW X2 xDrive25e.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: eine Dämpfervorrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
- 2: die Dämpfervorrichtung gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht von der anderen Seite;
- 3: in einer geschnittenen Detailansicht eine Blattfeder in Zusammenwirken mit einem Axial-Verbindungsmittel;
- 4: ein Diagramm des dynamischen Spiels zweier Dämpfervorrichtungen im Vergleich;
- 5: in einer Vorderansicht eine Dämpfervorrichtung mit einem zu führenden Trum;
- 6: in Draufsicht die äußere Gleitfläche einer Dämpfervorrichtung gemäß 5;
- 7: in Draufsicht die äußere Gleitfläche einer Dämpfervorrichtung wie in 6in einer alternativen Ausführungsform;
- 8: in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals mit Versatz der Teilflächen;
- 9: wie in 8 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals mit Versatz und sich verjüngenden Teilflächen;
- 10: wie in 9 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals mit geneigten Teilflächen;
- 11: wie in 8 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals mit geknickten Teilflächen;
- 12: wie in 10 und 11 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals mit geneigten, geknickten und verjüngenden Teilflächen;
- 13: wie in 11 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals mit geknickten und gewölbten Teilflächen;
- 14: eine Dämpfervorrichtung in einem Umschlingungsgetriebe in einer schematischen Ansicht; und
- 15: ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit Umschlingungsgetriebe.
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In 1 ist eine Dämpfervorrichtung 1 (mit beispielsweise zwei identischen Schienenhälften 4,5) in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Ansicht ist so gewählt, dass die Laufrichtung 10 (oder Gegenlaufrichtung) darstellungsgemäß etwa von links nach rechts verläuft, etwa in die Bildebene hinein und senkrecht zu der Laufrichtung 10 ist die Axialrichtung 12 und in der dritten Raumrichtung die Transversalrichtung 11 ausgerichtet. Die Dämpfervorrichtung 1 umfasst (bevorzugt ausschließlich) eine erste Schienenhälfte 4 und eine zweite Schienenhälfte 5. Diese werden mittels eines Axial-Verbindungsmittels 6, hier (rein optional) mittels eines Bajonettverschlusses 49, miteinander verbunden. Mittels des Bajonettverschlusses 49 werden die beiden Schienenhälften 4,5 miteinander verbunden, indem die Schienenhälften 4,5 in Axialrichtung 12 auf das zu führende Trum 8 (vergleiche 14) aufgeführt, die Haken 50 in die korrespondierende Hakenaufnahme 51 axial hindurchgetaucht werden und dann in Laufrichtung 10 gegeneinander verschoben werden.
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Die axiale Verbindung der beiden Schienenhälften 4,5 mittels des Axial-Verbindungsmittels 6 ist bei dieser Ausführungsform (rein optional) mittels einer Sicherungsvorrichtung 52 gesichert. Die beiden Schienenhälften 4,5 sind mittels der Sicherungsvorrichtung 52 in Laufrichtung 10 so gegeneinander gesichert (Montageendzustand), dass die Schienenhälften 4,5 in der verbundenen Lage verbleiben, sofern nicht die Sicherungsvorrichtung 52 aktiv von außen (beispielsweise von Hand) gelöst wird. Die Sicherungsvorrichtung 52 ist bevorzugt eine Rastvorrichtung, wobei ein gut hörbares Klicken erzeugt wird, wenn die beiden Schienenhälften 4,5 richtig zueinander positioniert sind (1-Klick-Schiene).
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Von der Dämpfervorrichtung 1 ist im Montagezustand eine innere Gleitfläche 21 und eine äußere Gleitfläche 22 umfasst. Diese Gleitflächen 21,22 sind mittels Stegen 53,54 zueinander gehalten und begrenzen einen Gleitkanal 7 in Transversalrichtung 11. Die Gesamte Dämpfervorrichtung 1 ist mittels einer Lageraufnahme 55 auf einem Lager positionierbar (vergleiche 14).
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Bei dieser Ausführungsform setzen sich die Gleitflächen 21,22 aus jeweils (bevorzugt ausschließlich) zwei Teilflächen 23,25,24,26 zusammen, wobei jeweils eine (erste) Teilfläche 23,24 von der ersten Schienenhälfte 4 und jeweils eine (zweite) Teilfläche 25,26 von der zweiten Schienenhälfte 5 gebildet ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist zudem eine (beziehungsweise hier rein optional zwei) erste Blattfeder 27 an der ersten Schienenhälfte 4 sowie eine zweite Blattfeder 28 (hier verdeckt, vergleiche 2) an der zweiten Schienenhälfte 5 vorgesehen. Die Blattfedern 27,28 wirken jeweils zwischen den beiden Schienenhälften 4,5 in Transversalrichtung 11, hier (rein optional) bei der Hakenaufnahme 51 und (von transversal-außen) gegen den dortigen Haken 50 (Details in 3). Somit ist gewährleistet, dass der Gleitkanal 7 stets bis gegen das zu führende Trum 8 verengt ist. Ein Abstand 29,30 zwischen den Teilflächen 23,24 einer Schienenhälfte 4 ist mit einem Transversalspiel 31 ausgeführt, wobei dieses Transversalspiel 31 mittels der Teilflächen 25,26 der anderen Schienenhälfte 5 ausgeglichen ist. Die (temperaturbedingt veränderliche) Kanalhöhe 37 entspricht also stets der aktuellen (temperaturbedingt abweichend veränderlichen) Höhe 32 des zu führenden Trums 8. Es liegt also beispielsweise die erste innere Teilfläche 23 (der ersten Schienenhälfte 4) und die zweite äußere Teilfläche 26 (der zweiten Schienenhälfte 5) an dem zu führenden Trum 8 an.
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In 2 ist die Dämpfervorrichtung 1 gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht von der anderen Seite gezeigt. Die Ansicht ist so gewählt, dass die Laufrichtung 10 (beziehungsweise Gegenlaufrichtung) darstellungsgemäß etwa von links nach rechts verläuft. Im Vergleich zu der Darstellung in 1 ist hier die zweite Blattfeder 28 zu erkennen, welche von transversal-innen gegen einen jeweiligen Haken 50 des als Bajonettverschluss 49 ausgeführten Axial-Verbindungsmittels 6 wirkend eingespannt ist.
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In 3 ist eine geschnittene Detailansicht einer Blattfeder 27 in Zusammenwirken mit einem Axial-Verbindungsmittels 6 gezeigt, wie beispielsweise in 1 gezeigt. Das Koordinatensystem ist dabei so gewählt, dass die Laufrichtung 10 darstellungsgemäß von links nach rechts, von unten nach oben die Transversalrichtung 11 und aus der Bildebene hinaus die Axialrichtung 12.
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Bei dieser Ausführungsform ist eine transversale Verspannung erzielt, indem zumindest eine (in dieser Detailansicht die erste) Blattfeder 27 vorgesehen ist. Die Blattfeder 27 wirkt zwischen den beiden Schienenhälften 4,5 transversal. Die Blattfeder 27 ist an der ersten Schienenhälfte 4 im Bereich der Hakenaufnahme 51 des Axial-Verbindungsmittels 6 mittels ihrer freien Federenden 56,57 (bei dieser vorteilhaften Ausführungsform in korrespondierenden rampenartigen Ausnehmungen 59,60) abgestützt. Mittels ihres Bauchanteils 58 ist die (erste) Blattfeder 27 an dem Haken 50 der andern (zweiten) Schienenhälfte 5 abgestützt (auch hier vorteilhafter Weise in einer korrespondierenden Ausnehmung 61).
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Es sei darauf hingewiesen, dass hier das Axial-Verbindungsmittel 6 zugleich für das Anordnen einer zweiten Blattfeder 28 eingerichtet ist, indem die entsprechenden Ausnehmungen 59,60,61 auch transversal gegenüberliegend vorgesehen sind. Dies ist in 12 gezeigt. Bevorzugt sind die beiden Schienenhälften 4,5 identisch ausgeführt.
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Optional ist unabhängig von den zuvor genannten Merkmalen das Axial-Verbindungsmittel 6 als Transversal-Anschlag 36 ausgeführt, indem in diesem (kraftfreien) Betriebszustand der Haken 50 (der zweiten Schienenhälfte 5) bei der Hakenaufnahme 51 (der ersten Schienenhälfte 4) mittels der Federkraft der (ersten) Blattfeder 27 transversal zur Anlage gebracht ist. Die Blattfeder 27 ist damit auf eine minimale Vorspannkraft gespannt, sowie die Kanalhöhe 37 (vergleiche 1 und 2) auf ein Minimum begrenzt. Sobald eine (ausreichend starke) Schwingung oder temperaturbedingte relative Ausdehnung des zu führenden Trums 8 auftritt (vergleiche 14) werden die erste äußere Teilfläche 24 und die zweite äußere Teilfläche 26 der äußeren Gleitfläche 22 transversal aufeinander zu bewegt und die Kanalhöhe 37 damit vergrößert. Das gleiche gilt für die hier nicht sichtbare erste innere Teilfläche 23 und zweite innere Teilfläche 25 der inneren Gleitfläche 21.
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In 4 ist ein Diagramm des dynamischen Spiels 62 einer konventionellen Dämpfervorrichtung im Vergleich zu einer Dämpfervorrichtung 1 mit versetzten Teilflächen 23,24,25,26 (vergleiche beispielsweise 1 bis 3) gezeigt. In dem Diagramm ist auf der Abszisse 68 der transversale Weg des dynamischen Spiels und auf der Ordinate 69 die Reaktionskraft zwischen dem zu führenden Trum 8 des Umschlingungsmittels 2 und dem Gleitkanal 7 der Dämpfervorrichtung 1 infolge einer unterschiedlichen Temperaturausdehnung dargestellt. Ohne Ausschluss der Allgemeinheit und rein der Übersichtlichkeit halber sind die Gleitschienensteifigkeiten 63,66 hier identisch gewählt, sodass in dieser Darstellung die beiden Kennlinien links der Ordinate 69 zueinander parallel versetzt sind. Die konventionellen Werte sind mit durchgezogener Linie und die Werte gemäß der hier vorgeschlagenen Dämpfervorrichtung 1 sind mit gestrichelter Linie dargestellt.
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Zunächst sei erläutert, dass nach Aufheben des freien Anteils des dynamischen Spiels 62,65 zwischen dem zu führenden Trum 8 und dem Gleitkanal 7 (bei Schnittpunkt mit der Ordinate 69) bei der konventionellen Dämpfervorrichtung unmittelbar die Materialsteifigkeit des Gleitkanals 7 anliegt, während bei der hier vorgeschlagenen Dämpfervorrichtung 1 zunächst der Versatz 70 zwischen den Teilflächen 23,25,24,26 aufgehoben wird, und zwar in diesem Beispiel gegen die Verspannung mittels beispielsweise einer Blattfeder 27,28 wie in 1 bis 3 gezeigt. Während dieser transversale Versatz 70 aufgehoben wird, findet bei der hier vorgeschlagenen Dämpfervorrichtung 1 keine oder einzig eine vernachlässigbare Aufdehnung des Gleitkanals 7 statt. Somit ergibt sich hier ein (nahezu) senkrechter Anstieg der Gleitschienensteifigkeit 63. Dabei wird ein großer Anteil der relativen Ausdehnung des zu führenden Trums 8 mittels der Stauchung des Vorspannmittels zum Erzeugen der Verspannung der beiden Schienenhälften 4,5 in Transversalrichtung 11 gegeneinander aufgenommen.
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Hinzu kommt, dass bei der konventionellen Dämpfervorrichtung eben wegen der unmittelbar wirkenden Materialsteifigkeit nach Aufbrauchen des freien Anteils des (konventionellen) dynamischen Spiels 65 (rechts der Ordinate 69) zum Vermeiden einer zu hohen (konventionellen) Maximalkraft 67 ein im Vergleich zu der hier vorgeschlagenen Dämpfervorrichtung 1 ein größerer freier Anteil des (konventionellen) dynamischen Spiels 65 vorgesehen werden muss. Der freie Anteil des dynamischen Spiel 62 ist beispielsweise mittels Einstellen des Federwegs des Vorspannmittels (beispielsweise der Blattfedern 27,28) genauer einstellbar bei gleicher Fertigungsqualität der beiden Schienenhälften 4,5.
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Bei dieser Ausführungsform ist eine geringere Maximalkraft 64 der hier vorgeschlagenen Dämpfervorrichtung 1 gezeigt. Dies ist vorteilhaft, aber rein optional.
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In 5 ist in einer Vorderansicht eine Dämpfervorrichtung 1 (beispielsweise wie in 1 bis 3) mit einem zu führenden Trum 8 gezeigt. Hier ist eine Ausführungsform einer Dämpfervorrichtung 1 mit zwei (rein optional) identischen Schienenhälften 4,5 gezeigt. Die Laufrichtung 10 (oder Gegenlaufrichtung) zeigt senkrecht aus der Bildebene heraus, die Axialrichtung 12 ist horizontal und die Transversalrichtung 11 vertikal ausgerichtet. Die beiden Schienenhälften 4,5 sind mit einem Versatz 70 in Transversalrichtung 11 zueinander angeordnet, wobei ihre Kontaktflächen 71 gegeneinander gehalten sind, beispielsweise mittels eines Axial-Verbindungsmittels 6 wie in 1 und 2 gezeigt. Beispielsweise ist der transversale Versatz 70 mittels Blattfedern 27,28 vorgespannt gehalten. Infolge des transversalen Versatzes 70 und dem Zusammenhang zwischen dem ersten Abstand 29 (hier nicht bezeichnet) der Teilflächen 23,24 der ersten Schienenhälfte 4 sowie dem zweiten Abstand 30 der Teilflächen 25,26 der zweiten Schienenhälfte 5 und der (in diesem gezeigten Betriebszustand) geringeren Höhe 32 des zu führenden Trums 8 ist ein Transversalspiel 31 erzeugt. Beispielsweise ist der erste Abstand 29 gleich dem zweiten Abstand 30. Trotz des Transversalspiels 31 liegt die innere Gleitfläche 21 (mit der zweiten inneren Teilfläche 25) und die äußere Gleitfläche 22 (mit der ersten äußeren Teilfläche 24) an dem zu führenden Trum 8 an. Die Kanalhöhe 37 des Gleitkanals 7 ist also (etwa) gleich der Höhe 32 des zu führenden Trums 8. Dehnt sich das zu führende Trum 8 in einem Betriebszustand relativ zu den erste Schienenhälften 4,5 aus, so wird der Versatz 70 verringert und damit das Transversalspiel 31 verringert.
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Bei dieser gezeigten Ausführungsform sind (rein optionale) Laschen 33 vorgesehen, welche sich von der jeweiligen Schienenhälfte 4,5 axial in Überlappung mit der jeweils anderen Schienenhälfte 5,4 erstrecken und so einen Anteil der jeweiligen Gleitfläche 22,21 bilden. Beispielsweise ist hier sichtbar eine (beispielsweise mittlere) Lasche 33 der ersten Schienenhälfte 4, welche sich von der ersten äußeren Teilfläche 24 axial rüber in Überlappung mit der zweiten äußeren Teilfläche 26 erstreckt und auch dort (transversal-außenseitig) an dem zu führenden Trum 8 anliegt, während die zweite äußere Teilfläche 26 mit dem Transversalspiel 31 von dem zu führenden Trum 8 beabstandet ist. Weiterhin ist hier eine (mittlere) Lasche 33 der zweiten Schienenhälfte 5 sichtbar, welche sich von der zweiten inneren Teilfläche 25 axial rüber in Überlappung mit der ersten inneren Teilfläche 23 erstreckt und auch dort (transversal-außenseitig) an dem zu führenden Trum 8 anliegt, während die erste innere Teilfläche 23 mit dem Transversalspiel 31 von dem zu führenden Trum 8 beabstandet ist. Damit ist unterbunden, dass in einem solchen Betriebszustand die beiden Schienenhälften 4,5 gegeneinander um die Laufrichtung 10 verkippen. Es ist damit eine große Anlagefläche sichergestellt.
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In 6 ist in Draufsicht die äußere Gleitfläche 22 einer Dämpfervorrichtung 1 gemäß 5 in einer Schnittansicht durch die Stege 53,54 mit der Schnittebene aufgespannt von der Axialrichtung 12 und der Laufrichtung 10 gezeigt. Die Transversalrichtung 11 zeigt dann senkrecht in die Blattebene hinein. Beispielsweise ist dies die innere Gleitfläche 21 und/oder die innere Gleitfläche 21 und die äußere Gleitfläche 22 sind gleich gestaltet.
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Hier ist (rein optional) jeweils eine einzige, nämlich mittlere, Lasche 33 an jeder (äußeren) Teilfläche 24,26 vorgesehen. Die Lasche 33 ist ein Vorsprung aus der jeweiligen Schienenhälfte 4,5 in Axialrichtung 12 hin zu der jeweils anderen Schienenhälfte 5,4. Die Lasche 33 erstreckt sich also über eine Kontaktfläche 71 der jeweiligen Schienenhälfte 4,5 hinaus. In Transversalrichtung 11 ist die Lasche 33 möglichst dünn gestaltet, wobei bevorzugt aber rein optional die resultierende (transversale) Biegesteifigkeit dieser kragbalken-artigen Lasche 33 derart gestaltet ist, dass damit ein Dämpfen des zu führenden Trums 8 (hier nicht dargestellt) unterstützt ist. Die Laschen 33 sind jeweils in einer korrespondierenden Vertiefung 72 der jeweils anderen Schienenhälfte 5,4 eingebracht. Bei dieser rein optionalen Ausführungsform entspricht die Ausdehnung der Vertiefungen 72 in Laufrichtung 10 der Ausdehnung der aufgenommenen Lasche 33. Beispielsweise sind die Laschen 33 derart ausgeführt, dass sie bei einem relativen Verschieben der Schienenhälften 4,5 in Laufrichtung 10 gegeneinander (für das Schließen des optionalen Bajonettverschlusses 49) transversal elastisch ausgelenkt werden und in die korrespondierende Vertiefung 72 einschnappen.
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Hier sind zwei (rein optional) identische (äußere) Teilflächen 24,26 (bevorzugt Schienenhälfte 4,5) gezeigt, Diese sind mittels einer Drehung 38 um 180° [einhundert und achtzig Grad von 360°] um die Transversalrichtung 11 relativ zueinander verdreht und mit ihren Kontaktflächen 71 gegeneinander gesetzt.
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In 7 ist in Draufsicht die äußere Gleitfläche 22 einer Dämpfervorrichtung 1 wie in 6 in einer alternativen Ausführungsform gezeigt. Hier ist (rein optional jeweils) eine mittlere Lasche 33 bei den Stegen 53,54, eine endseitige Lasche 35 in der Darstellung rechts (der ersten Schienenhälfte 4) beziehungsweise links (der zweiten Schienenhälfte 5) außen, sowie jeweils eine vordere Lasche 34 zwischen der mittleren Lasche 33 und der endseitigen Lasche 35. Die mittlere Lasche 33 ist in einer mittleren Vertiefung 72 und die vordere Lasche 34 in einer vorderen Vertiefung 73 der jeweils anderen Schienenhälfte 5,4 aufgenommen. Die Vertiefungen 72,73 sind bei dieser Ausführungsform rein optional in Laufrichtung 10 länger als die jeweils aufgenommene Lasche 33,34. Die Laschen 33,34 sind somit auch bei einem (optionalen) Bajonettverschluss 49 ohne Verformung in Transversalrichtung 11 mit der jeweils anderen Schienenhälfte 5,4 in axiale Überlappung bringbar. Endseitig sind die Teilflächen 24,26 jeweils verkürzt, sodass dort die endseitigen Laschen 35 entsprechend kollisionsfrei beziehungsweise verformungsfrei aufnehmbar sind. In einer Ausführungsform sind die Vertiefungen 72,73 als (Durchgangs-) Löcher ausgeführt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl und Anordnung der Laschen 33,34,35 frei wählbar ist, beispielsweise nach der Lage der Schwingungsbäuche des zu führenden Trums 8 bei vorbekannten Ordnungen von Eigenschwingungen des Trums 8. Damit wäre in jedem Betriebszustand ein Anliegen der betreffenden Gleitfläche 22 über die (gesamte oder einen großen Anteil der) Breite des zu führenden Trums 8 sichergestellt und damit ein gegeneinander Verkippen der beiden Schienenhälften 4,5 um die Laufrichtung 10 stets unterbunden.
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In 8 ist in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals 7 mit Versatz 70 der Teilflächen 23,24 der ersten Schienenhälfte 4 zu den Teilflächen 25,26 der zweiten Schienenhälfte 5 gezeigt. Dies ist in perspektivischer Ansicht beispielsweise in 1 und 2 gezeigt. Die Teilflächen 23,24 der ersten Schienenhälfte 4 sowie die Teilflächen 25,26 der zweiten Schienenhälfte 5 weisen einen Abstand 29,30 zueinander auf, welcher (zumindest in einem kraftfreien Betriebszustand) größer als die Höhe 32 des Trums 8 und somit die benötigte Kanalhöhe 37 ist. Infolge des Versatzes 70 zueinander resultiert eine Kanalhöhe 37, welche von der Schnittmenge (hier schraffiert) gebildet ist.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Teilflächen 23,24,25,26 parallel zu der Laufrichtung 10 des zu führenden Trums 8. Die veränderliche Kanalhöhe 37 ist somit über den Verlauf von dem Einlauf 13 über die Mitte 14 bis zu dem Auslauf 15 des Gleitkanals 7 (zumindest bei einer schematischen oder gleichen Belastung der Gleitflächen 21,22 über den Verlauf des zu führenden Trums 8) konstant.
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In 9 ist wie 8 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals 7 mit Versatz 70 und sich verjüngenden Teilflächen 23,24 der ersten Schienenhälfte 4 zu den Teilflächen 25,26 der zweiten Schienenhälfte 5 gezeigt.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Teilflächen 23,24,25,26 geneigt zu der Laufrichtung 10 des zu führenden Trums 8. Die Teilflächen 23,24,25,26 weiten sich von dem Einlauf 13 bis zu der Mitte 14 auf und verjüngen sich wieder bis zum Auslauf 15. Die veränderliche Kanalhöhe 37 (vergleiche Kennzeichnung in 8) ist somit bei dem Einlauf 13 und dem Auslauf 15 (jeweils nach außen) verjüngt und in der Mitte 14 demgegenüber erweitert. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft hinsichtlich einer Schwingung des zu führenden Trums 8 in der ersten Ordnung und nicht nachteilig für eine Schwingung höherer Ordnung.
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Es sei darauf hingewiesen, dass eine transversale Verspannung mittels eines Elements außerhalb der Gleitflächen 21,22 bei den hier schematisch dargestellten Ausführungsformen 6 bis 13 lediglich optional ist. Zudem ist bei den nachfolgend gezeigten Ausführungsformen bis 13 ein Versatz 70 lediglich optional und ist dann als weitere Überlagerung dazu zu denken, wobei damit ein größeres Transversalspiel 31 zwischen den jeweiligen Teilflächen 23,24,25,26 einer Schienenhälfte 4,5 vorhaltbar ist.
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In 10 ist wie in 9 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals 7 mit geneigten Teilflächen 23,24 der ersten Schienenhälfte 4 zu den Teilflächen 25,26 der zweiten Schienenhälfte 5 gezeigt.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Teilflächen 23,24,25,26 geneigt zu der Laufrichtung 10 des zu führenden Trums 8. Die veränderliche Kanalhöhe 37 (vergleiche Kennzeichnung in 8) ist somit bei dem Einlauf 13 und dem Auslauf 15 (jeweils nach außen) verjüngt und in der Mitte 14 demgegenüber erweitert. Anders als bei der Ausführungsform gemäß 9 setzt sich jede der Gleitflächen 21,22 aus jeweils einem Anteil von den ersten Teilflächen 23,24 und den zweiten Teilflächen 25,26 zusammen, also die innere Gleitfläche 21 in dem (hier gesamten) einlaufseitigen Teilbereich 84 aus der ersten inneren Teilfläche 23 und in dem (hier gesamten) auslaufseitigen Teilbereich 85 aus der zweiten inneren Teilfläche 25, sowie bei der äußeren Gleitfläche 22 umgekehrt in dem (hier gesamten) einlaufseitigen Teilbereich 84 aus der zweiten äußeren Teilfläche 26 und in dem (hier gesamten) auslaufseitigen Teilbereich 85 aus der ersten äußeren Teilfläche 24.
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In 11 ist wie in 8 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals 7 mit geknickten Teilflächen 23,24 der ersten Schienenhälfte 4 zu den Teilflächen 25,26 der zweiten Schienenhälfte 5 gezeigt.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Teilflächen 23,24,25,26 mit einer transversalen (und in Laufrichtung 10 geneigten) Verschiebung zwischen dem Einlauf 13 und dem Auslauf 15 im Bereich der Mitte 14 ausgeführt. Es ergibt sich in der Mitte 14 eine Rautenform mit einer transversalen Aufweitung der Kanalhöhe 37 (vergleiche Kennzeichnung in 8) im Vergleich zu den Bereichen des Einlaufs 13 und Auslaufs 15. Anders als bei der Ausführungsform gemäß 8 setzt sich wie in 9 und 10 jede der Gleitflächen 21,22 in einem einlaufseitigen Teilbereich 84 sowie in einem auslaufseitigen Teilbereich 85 (hier spiegel-symmetrisch zur Mitte 14) jeweils aus den ersten Teilflächen 23,24 und den zweiten Teilflächen 25,26 zusammen.
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In 12 ist wie eine Kombination von 10 und 11 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals 7 mit geneigten, geknickten und verjüngenden Teilflächen 23,24 der ersten Schienenhälfte 4 zu den Teilflächen 25,26 der zweiten Schienenhälfte 5 gezeigt.
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Bei dieser Ausführungsform sind die Teilflächen 23,24,25,26 geneigt zu der Laufrichtung 10 des zu führenden Trums 8. Zudem sind bei dieser Ausführungsform die Teilflächen 23,24,25,26 mit einer transversalen (und in Laufrichtung 10 geneigten) Verschiebung zwischen dem Einlauf 13 und dem Auslauf 15 im Bereich der Mitte 14 ausgeführt. Die veränderliche Kanalhöhe 37 ist somit bei dem Einlauf 13 und dem Auslauf 15 (jeweils nach außen) verjüngt und in der Mitte 14 demgegenüber erweitert und es ergibt sich in der Mitte 14 eine Rautenform mit einer transversalen Aufweitung der Kanalhöhe 37 (vergleiche Kennzeichnung in 8) im Vergleich zu den Bereichen des Einlaufs 13 und Auslaufs 15.
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In 13 ist wie in 11 in einer schematischen Seitenansicht die resultierende Geometrie eines Gleitkanals 7 mit geknickten und gewölbten Teilflächen 23,24 der ersten Schienenhälfte 4 zu den Teilflächen 25,26 der zweiten Schienenhälfte 5 gezeigt.
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Bei dieser Ausführungsform sind zusätzlich zu der Ausführungsform gemäß 11 in demjenigen Teilbereich 84,85, in welchem in der äußeren Gleitfläche 22 aktiv ist, eine kanaleinwärtige Auswölbung 86 in der äußeren Teilfläche 24,26 (hier rein optional in beiden äußeren Teilflächen 24,26) vorgesehen. Somit ist zwischen Einlauf 13 und Mitte 14 sowie zwischen Mitte 14 und Auslauf 15 eine lokale Kanalverengung erzeugt. Im Übrigen ist der Gleitkanal 7 beziehungsweise dessen Kanalhöhe 37 über den Verlauf in Laufrichtung 10 wie in 11 gestaltet. Dies ist rein optional und die Auswölbungen 86 sind auch mit den anderen gezeigten Ausführungsformen kombinierbar sowie auch auf der inneren Gleitfläche 21 vorsehbar. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft hinsichtlich einer Schwingung des zu führenden Trums 8 in der zweiten Ordnung und nicht nachteilig für eine Schwingung höherer Ordnung. Hier ist zudem eine Kombination mit der Grundform gemäß 9 gezeigt. Diese ist also zudem hinsichtlich einer Schwingung des zu führenden Trums 8 in der ersten Ordnung vorteilhaft.
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Es sei darauf hingewiesen, dass von 8 bis 13 lediglich eine Auswahl von Möglichkeiten dargestellt ist, sowie diese schematische Darstellung vereinfacht ist, insofern, dass beispielsweise die Neigung in den Teilbereichen 84,85 links und rechts der Mitte 14 nicht konstant beziehungsweise nicht nur einfach geknickt sein müssen und/oder Rundungen und ähnliches aufweisen können.
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In 14 ist schematisch eine Dämpfervorrichtung 1 in einem Umschlingungsgetriebe 3 gezeigt, wobei ein Trum 8 eines Umschlingungsmittels 2 mittels der Dämpfervorrichtung 1 geführt und damit gedämpft ist. Das Umschlingungsmittel 2 verbindet drehmomentübertragend ein erstes Kegelscheibenpaar 17 mit einem zweiten Kegelscheibenpaar 18. An dem ersten Kegelscheibenpaar 17, welches hier beispielsweise mit einer Getriebeeingangswelle 39 um eine eingangsseitige (erste) Rotationsachse 19 rotierbar drehmomentübertragend verbunden ist, liegt durch entsprechende Beabstandung in Axialrichtung 12 (entspricht der Ausrichtung der Rotationsachsen 19,20) ein erster (hier gemäß dem dargestellten Übersetzungszustand gro-ßer) Wirkkreis 74 an, auf welchem des Umschlingungsmittel 2 abläuft. An dem zweiten Kegelscheibenpaar 18, welches hier beispielsweise mit einer Getriebeausgangswelle 40 um eine ausgangsseitige (zweite) Rotationsachse 20 rotierbar drehmomentübertragend verbunden ist, liegt durch entsprechende Beabstandung in Axialrichtung 12 ein zweiter (entsprechend kleiner) Wirkkreis 75 an, auf welchem das Umschlingungsmittel 2 abläuft. Das (veränderbare) Verhältnis der beiden Wirkkreise ergibt das Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle 39 und der Getriebeausgangswelle 40.
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Bei dem zu führenden Trum 8 ist einlaufseitig der Dämpfervorrichtung 1 ein auslaufender Umschlingungsübergang 76 aus dem zweiten Kegelscheibenpaar 18 und auslaufseitig der Dämpfervorrichtung 1 ein einlaufender Umschlingungsübergang 77 in das erste Kegelscheibenpaar 17 gebildet, welche hier jeweils ideal dargestellt sind. Zwischen dem auslaufenden Umschlingungsübergang 76 und dem einlaufenden Umschlingungsübergang 77 ist eine tangentiale Ausrichtung gebildet, welche die (übersetzungsabhängige) Laufrichtung 10 (oder Gegenlaufrichtung) und die dazu senkrechte aus dem gebildeten Umlaufkreis 16 hinausweisende Transversalrichtung 11 definiert. Zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren 17,18 sind das erste (hier geführte) Trum 8 und das zweite Trum 9 also in idealer tangentialer Ausrichtung dargestellt. Mittels der Dämpfervorrichtung 1 ist dieser ideale Zustand angenähert. Senkrecht zu der Laufrichtung 10 und zu der Transversalrichtung 11 ist die Axialrichtung 12 als dritte Raumachse definiert.
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Die Dämpfervorrichtung 1 liegt mit ihrer inneren Gleitfläche 21 und ihrer mittels des Stegs 53,54 damit verbundenen antagonistisch ausgerichteten äußeren Gleitfläche 22 an dem zu führenden Trum 8 des Umschlingungsmittels 2 derart an, dass ein dämpfender Gleitkanal 7 für das erste Trum 8 gebildet ist. Damit die Gleitflächen 21,22 der veränderlichen tangentialen Ausrichtung, also der Laufrichtung 10 bei Verändern der Übersetzung folgen können, ist die Lageraufnahme 55 auf einem Schwenkmittel 78 mit einer Schwenkachse 79 (beispielsweise ein konventionelles Halterohr) gelagert. Dadurch ist die Dämpfervorrichtung 1 um die Schwenkachse 79 verschwenkbar gelagert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel setzt die Schwenkbewegung sich aus einer Überlagerung einer reinen Winkelbewegung um die Schwenkachse 79 und einer transversalen Bewegung zusammen, sodass sich abweichend von einer Bewegung entlang einer Kreisbahn eine Bewegung entlang einer ovalen (steileren) Kurvenbahn einstellt.
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Bei der beispielhaft gezeigten Umlaufrichtung 80 und bei Drehmomenteingang über die Getriebeeingangswelle 39 bildet die Dämpfervorrichtung 1 in der Darstellung links den Einlauf 13 und rechts den Auslauf 15 aus. Das zu führende Trum 8 bildet bei einer Ausführung als Zugmitteltrieb dann das Lasttrum 8 als Zugtrum und das andere Trum das Leertrum 9. Bei einer Ausführung des Umschlingungsmittels 2 als Schubgliederband ist unter ansonsten gleichen Bedingungen entweder das zu führende Trum 8 als Leertrum 9 mittels der Dämpfervorrichtung 1 geführt oder das zu führende Trum 8 ist als Lasttrum 8 und Schubtrum ausgeführt und:
- - die Umlaufrichtung 80 und die Laufrichtung 10 sind bei Drehmomenteingang über das erste Kegelscheibenpaar 17 umgekehrt; oder
- - die Getriebeausgangswelle 40 und die Getriebeeingangswelle 39 sind vertauscht, sodass das zweite Kegelscheibenpaar 18 den Drehmomenteingang bildet.
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In 15 ist ein Antriebsstrang 41 in einem Kraftfahrzeug 48 mit einem Umschlingungsgetriebe 3 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 48 weist eine Längsachse 81 und eine Motorachse 82 auf, wobei die Motorachse 82 vor der Fahrerkabine 83 angeordnet ist. Der Antriebsstrang 41 umfasst eine erste Antriebsmaschine, welche vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschine 42 ausgeführt ist und über eine erste Maschinenwelle (dann beispielsweise die Verbrennerwelle 44) eingangsseitig mit dem Umschlingungsgetriebe 3 drehmomentübertragend verbunden ist. Eine zweite Antriebsmaschine, welche vorzugsweise als elektrische Antriebsmaschine 43 ausgeführt ist, ist ebenfalls über eine zweite Maschinenwelle (dann beispielsweise die Rotorwelle 45) mit dem Umschlingungsgetriebe 3 drehmomentübertragend verbunden. Mittels der Antriebsmaschinen beziehungsweise über deren Maschinenwellen wird gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten ein Drehmoment für den Antriebsstrang 41 abgegeben. Es ist aber auch ein Drehmoment aufnehmbar, beispielsweise mittels der Verbrennungskraftmaschine 42 zum Motorbremsen und/oder mittels der elektrischen Antriebsmaschine 43 zur Rekuperation von Bremsenergie. Ausgangsseitig ist das Umschlingungsgetriebe 3 mit einem rein schematisch dargestellten Abtrieb verbunden, sodass hier ein linkes Vortriebsrad 46 und ein rechtes Vortriebsrad 47 mit einem Drehmoment von den Antriebsmaschinen mit veränderbarer Übersetzung versorgbar sind.
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Mit der hier vorgeschlagenen Dämpfervorrichtung ist infolge eines reduzierten Transversalspiels eine verbesserte Dämpfung erzielbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpfervorrichtung
- 2
- Umschlingungsmittel
- 3
- Umschlingungsgetriebe
- 4
- erste Schienenhälfte
- 5
- zweite Schienenhälfte
- 6
- Axial-Verbindungsmittel
- 7
- Gleitkanal
- 8
- zu führendes Trum
- 9
- Leertrum
- 10
- Laufrichtung
- 11
- Transversalrichtung
- 12
- Axialrichtung
- 13
- Einlauf
- 14
- Mitte
- 15
- Auslauf
- 16
- Umlaufkreis
- 17
- erstes Kegelscheibenpaar
- 18
- zweites Kegelscheibenpaar
- 19
- erste Rotationsachse
- 20
- zweite Rotationsachse
- 21
- innere Gleitfläche
- 22
- äußere Gleitfläche
- 23
- erste innere Teilfläche
- 24
- erste äußere Teilfläche
- 25
- zweite innere Teilfläche
- 26
- zweite äußere Teilfläche
- 27
- erste Blattfeder
- 28
- zweite Blattfeder
- 29
- erster Abstand
- 30
- zweiter Abstand
- 31
- Transversalspiel
- 32
- Höhe des Trums
- 33
- mittlere Lasche
- 34
- vordere Lasche
- 35
- endseitige Lasche
- 36
- Transversal-Anschlag
- 37
- Kanalhöhe
- 38
- 180°-Drehung
- 39
- Getriebeeingangswelle
- 40
- Getriebeausgangswelle
- 41
- Antriebsstrang
- 42
- Verbrennungskraftmaschine
- 43
- elektrische Antriebsmaschine
- 44
- Verbrennerwelle
- 45
- Rotorwelle
- 46
- linkes Vortriebsrad
- 47
- rechtes Vortriebsrad
- 48
- Kraftfahrzeug
- 49
- Bajonettverschluss
- 50
- Haken
- 51
- Hakenaufnahme
- 52
- Sicherungsvorrichtung
- 53
- erster Stegs
- 54
- zweiter Stegs
- 55
- Lageraufnahme
- 56
- erstes freies Federende
- 57
- zweites freies Federende
- 58
- Bauchanteil
- 59
- erste Ausnehmung für Federende
- 60
- zweite Ausnehmung für Federende
- 61
- dritte Ausnehmung für Bauchanteil
- 62
- dynamisches Spiel
- 63
- Gleitschienensteifigkeit
- 64
- Maximalkraft
- 65
- konventionelles dynamisches Spiel
- 66
- konventionelle Gleitschienensteifigkeit
- 67
- konventionelle Maximalkraft
- 68
- Abszisse
- 69
- Ordinate
- 70
- Versatz
- 71
- Kontaktfläche
- 72
- mittlere Vertiefung
- 73
- vordere Vertiefung
- 74
- erster Wirkkreis
- 75
- zweiter Wirkkreis
- 76
- auslaufender Umschlingungsübergang
- 77
- einlaufender Umschlingungsübergang
- 78
- Schwenkmittel
- 79
- Schwenkachse
- 80
- Umlaufrichtung
- 81
- Längsachse
- 82
- Motorachse
- 83
- Fahrerkabine
- 84
- einlaufseitiger Teilbereich
- 85
- auslaufseitiger Teilbereich
- 86
- Auswölbung
