DE10357849A1

DE10357849A1 - Schubgliederband eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes

Info

Publication number: DE10357849A1
Application number: DE2003157849
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Fichtinger; Andreas Dipl.-Ing. Salm; Albert Dr. Dick
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-07-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schubgliederband eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, bestehend aus einer Vielzahl von ausgestanzten Schubgliedern, welche mittels zweier Stahlbandlagen aufgereiht und zusammengehalten sind, wobei ein Schubglied (1) einen unteren Körper mit einer Außenkante (9) und Schultern (5, 6), einen Hals (10) und einen pilzartigen Kopf (11) aufweist, wobei die Schultern (5, 6), der Hals (10) und der Kopf (11) Ausklinkungen (2, 3) zur Aufnahme der Stahlbandlagen (4) bilden. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass auf der Vorder- und/oder Rückseite (13, 17) der Schubglieder (1) Ölkanäle (14, 15, 16) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schubgliederband eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 – bekannt durch die EP-A 1 094 242.

Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe sind bekannt, z. B. durch die EP-A 341 474 oder die DE-A 198 57 710; sie werden als stufenlose Getriebe, so genannte CVT-Getriebe (continuously variabel transmission) für den Antrieb von Kraftfahrzeugen eingesetzt. CVT-Getriebe weisen zwei Kegelscheibenpaare auf, jeweils mit einer Fest und einer Stellscheibe, über welche ein Umschlingungsmittel zur Drehmomentübertragung läuft. Als Umschlingungsmittel sind Laschenketten und Schubgliederbänder bekannt. In der EP-A 1 094 242, von der die Erfindung ausgeht, ist ein solches Schubgliederband beschrieben: es besteht aus einer Vielzahl von ausgestanzten, plattenförmigen Schubgliedern aus Stahl mit seitlichen Ausklinkungen, über welche die Schubglieder auf Stahlbändern geführt sind. Die Schubglieder weisen beiderseits eine glatte, gehärtete Oberfläche auf und sind bei einer Breite von 30 mm etwa 1,8 mm dick. Die Stahlbänder dagegen sind relativ dünn und sind jeweils zu Lagen zusammen gefasst. Eine Stahlbandlage umfasst etwa neun bis zwölf Stahlbänder mit einer Dicke von etwa 0,19 mm. Die Stahlbandlagen wirken als Metallträgergurte. Das Drehmoment zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren wird durch Druck im Schubgliederband übertragen, indem die einzelnen Schubglieder vom treibenden zum getriebenen Kegelscheibenpaar gedrückt werden. Zwischen den einzelnen Schubliedern besteht daher einerseits Druck und andererseits eine Relativbewe gung, was zu Verschleiß, Abrieb, Geräuschen und Verschlechterung des Übertragungswirkungsgrades führen. Es ist daher für eine lange Lebensdauer des Schubgliederbandes wichtig, dass alle beteiligten Bauteile ausreichend gekühlt und geschmiert werden.

Durch die EP-B 1 188 957 wurde eine Schmiereinrichtung für ein stufenlos verstellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe bekannt, wobei zur Schmierung des Umschlingungsbandes ein Schmierrohr mit einem inneren beweglichen Ventilrohr vorgesehen ist, welches den Austritt von Schmierstrahlen steuert, welche vornehmlich auf die Naben und die Laufflächen der Kegelscheibenhälften gerichtet sind. Das Umschlingungsband wird somit nur mittelbar über das an den Kegelscheiben haftende Schmieröl geschmiert. Insofern sind die einzelnen Bauteile eines Schubgliederbandes, also die Schubglieder und die Stahlbänder an ihren Kontakt- und Reibungsflächen nur, unzureichend geschmiert. Dies kann die Lebensdauer und den Wirkungsgrad sowie die Geräuschentwicklung ungünstig beeinflussen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schubgliederband der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Schmiermöglichkeiten zu verbessern, um damit auch eine höhere Lebensdauer, eine bessere Kühlung und einen besseren Wirkungsgrad zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind auf den Flächen, mit denen die einzelnen Schubglieder aneinander liegen, Ölkanäle angeordnet. Diese Vertiefungen in der Oberfläche der Schubglieder schaffen einen Weg für das Schmieröl von außen in den Bereich der Stahlbänder, welche in den Aus klinkungen der einzelnen Schubglieder angeordnet sind. Damit werden diese von außen unzugänglichen Bereiche des Schubgliederbandes besser geschmiert und auch gekühlt, die Reibung zwischen Stahlbändern und Schubgliedern wird verringert, ebenso auch zwischen den einzelnen Schubgliedern. Ferner wird der Vorteil eines geringeren Materialabriebes geringerer Geräusche und eines verbesserten Wirkungsgrades des Schubgliederbandes bzw. des Übertragungswirkungsgrades des Getriebes erreicht.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die Ölkanäle in die Oberfläche eingeprägt, was vorteilhafterweise während des Stanzvorganges erfolgt. Damit ergibt sich der Vorteil, dass die zusätzlichen Ölkanäle praktisch ohne zusätzliche Kosten hergestellt werden können; es sind nur einmalige geringfügige Änderungen am Stanz- bzw. Prägewerkzeug erforderlich.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Ölkanäle von der Außenkante der Schubglieder in Richtung der Ausklinkungen, wo sich die Stahlbänder befinden. Damit ist ein direkter Öltransport in eine kritische Reibungszone des Schubgliederbandes ermöglicht. Die treibende Kraft für den Ölvolumenstrom ist die Fliehkraft auf das Öl bei umlaufendem Schubgliederband. Die Form und die Tiefe der Ölkanäle kann beliebig an die Erfordernisse des betreffenden Schubgliederbandes angepasst werden, wobei keine Beeinträchtigung der Festigkeit der Schubglieder eintreten darf. Aufgrund der o. e. Kaltverfestigung (Prägen) ist eine derartige Materialschwächung jedoch unwahrscheinlich.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorderseite eine geprägte Kontur mit einer Kippkante, einer geneigten Fläche und einem Absatz auf, wobei die Ölkanäle in diese Kontur eingeprägt sind. Da sich im Bereich der geneigten Fläche vor der Kippkante ein keilförmiger Spalt bildet, kann sich das Öl in dem Spalt sammeln und über die Breite verteilen. Damit wird der Vorteil einer weiter verbesserten Schmierung des Schubgliederbandes erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein Schubglied eines Schubgliederbandes,
2 einen Teilschnitt längs der Linie II-II in 1 und
3 einen Teilschnitt längs der Linie III-III in 1.
1 zeigt ein einzelnes Schubglied 1 eines nicht dargestellten Schubgliederbandes eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, welches als stufenlos regelbares Getriebe für den Antrieb von Kraftfahrzeugen Verwendung findet. Das Schubglied 1 wird durch Stanz-Prägen aus einem Stahlblech hergestellt und weist zwei seitliche Ausklinkungen 2, 3 auf, in welche Stahlbandlagen eingelegt werden, von denen nur die in der Zeichnung rechts dargestellte Stahlbandlage 4 andeutungsweise dargestellt ist. Die Stahlbandlagen bestehen jeweils aus mehreren ca. zehn dünnen Stahlbändern, welche eine geschlossene Schleife bzw. einen Ring bilden. Das Schubglied 1 weist ferner zwei Schultern 5, 6 auf, d. h. die in der Zeichnung untere Begrenzung der Ausklinkungen 2, 3. An die Schultern, 5, 6 schließen sich nach unten geneigte Andrückflächen 7, 8 an, mit welchen das Schubglied 1 bzw. die Schubglieder des Schubgliederbandes an den nicht dargestellten Kegelscheiben des Umschlingungsgetriebes anliegen und das Drehmoment übertragen. Nach unten wird das Schubglied 1 durch eine zwischen den Andrückflächen 7, 8 verlaufende Außenkante 9 begrenzt, welche teils gradlinig, teils bogenförmig verläuft. Zwischen den Ausklinkungen 2, 3 erstreckt sich ein Hals 10, an welchen sich ein pilzförmiges Kopfstück 11 anschließt, in welchem eine kreisförmige Ausprägung 12 angeordnet ist. Das Schubglied 1 weist eine Vorderseite 13 (in der Zeichenebene liegend) mit zwei parallel verlaufenden Kanten auf, nämlich einer oberen Kippkante 13a und einer unteren Absatzkante 13b, die zwischen sich eine leicht geneigte Fläche 13c einschließen. In die Vorderseite 13 sind drei Ölkanäle 14, 15, 16 eingeprägt, wobei die Ölkanäle 14, 15 zueinander parallel von der Unterkante 9 zur linken Schulter 6 verlaufen. Der rechts gelegene Ölkanal 16 verläuft schräg von der Unterkante 9 zur rechts gelegenen Schulter 5, d. h. dort hin, wo sich die Stahlbandlage 4 befindet. Der Eintritt des Schmieröls in die Ölkanäle 14, 15, 16 ist durch Pfeile E angedeutet. Dabei wird das Schmieröl von einer nicht dargestellten Schmiereinrichtung auf die Innenseite des Schubgliederbandes, d. h. die Außenkanten 9 der einzelnen Schubglieder gespritzt. Von dort gelangt das Öl über die Ölkanäle 14, 15, 16 in den Bereich der Ausklinkungen 2, 3. Die Zahl und Anordnung der Ölkanäle 14, 15, 16 sind beispielhaft und können variiert werden.
2 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie II-II durch das Schubglied 1 gemäß 1. Die beiden Ölkanäle 14, 15 weisen halbkreisförmige Querschnitte auf. Das Ein prägen der Ölkanäle 14, 15, 16 in die Vorderseite 13 erfolgt gleichzeitig mit dem Prägen der Vorderseitenkontur 13a, 13b, 13c des Schubgliedes 1. Andere Querschnittsformen der Ölkanäle wie z. B. rechteck- oder dreieckförmig sind möglich. Das Schubglied 1 weist im Unterschied zur geprägten Vorderseite 13 eine glatte Rückseite 17 auf – es ist jedoch möglich, auch in die Rückseite Ölkanäle einzuprägen. Die Dicke des Schubgliedes ist mit s bezeichnet und beträgt etwa 1, 8 mm.
3 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie III-III durch das Schubglied 1 gemäß 1. Der Ölkanal 14 weist über seine Länge (in der Zeichnung von unten nach oben) eine zunehmende Tiefe t auf, bedingt durch die zunehmende Dicke des Schubgliedes von unten nach oben. Wie oben zu 1 ausgeführt, weist das Schubglied 1 eine Kippkante 13a auf, an welche sich die geneigte Fläche 13c anschließt, welche mit dem Absatz 13b in eine ebene, zur Rückseite 17 parallele Fläche übergeht. Die Kippkante 13a ermöglicht den Schubgliedern, bei Krümmung des Schubgliederbandes um die Kippkanten 13a zu kippen und sich auf einander abzuwälzen. Der Ölkanal 14 weist einen Grund 14a auf, welcher parallel zur glatten Rückseite 17 verläuft – insofern ergibt sich eine von unten nach oben wachsende Tiefe t. Die in der Zeichnung dargestellte Kontur der Vorderseite 13 mit Kippkante 13a ist kein notwendiges Merkmal der Erfindung, es fördert jedoch die Funktion der Ölkanäle, weil sich im Bereich der geneigten Fläche 13c in Verbindung mit dem benachbarten Schubglied eine Art Sammelraum für das Schmieröl ergibt, welches von der Außenkante 9 her auf das Schubgliederband gespritzt wird. Die erfindungsgemäßen Ölkanäle sind daher für glatte Schubglieder, d. h. mit glatten, planparallelen Vorder- und Rückseiten ebenso vorteilhaft.

1: Schubglied
2: Ausklinkung
3: Ausklinkung
4: Stahlbandlage
5: Schulter
6: Schulter
7: Rndrückfläche
8: Andrückfläche
9: Außenkante
10: Hals
11: Kopfstück
12: Ausprägung
13: Vorderseite
13a: Kippkante
13b: Absatzkante
13c: geneigte Fläche
14: Ölkanal
15: Ölkanal
16: Ölkanal
17: Rückseite

Claims

Schubgliederband eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, bestehend aus einer Vielzahl von ausgestanzten Schubgliedern, welche mittels zweier Stahlbandlagen aufgereiht und zusammengehalten sind, wobei ein Schubglied (1) einen unteren Körper mit einer Außenkante (9) und Schultern (5, 6), einen Hals (10) und einen pilzartigen Kopf (11) aufweist, wobei die Schultern (5, 6), der Hals (10) und der Kopf (11) Ausklinkungen (2, 3) zur Aufnahme der Stahlbandlagen (4) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorder- und/oder Rückseite (13, 17) der Schubglieder (1) Ölkanäle (14, 15, 16) angeordnet sind.
Schubgliederband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölkanäle (14, 15, 16) in die Oberfläche der Vorderseite (13) eingeprägt sind.
Schubgliederband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einprägen der Ölkanäle (14, 15, 16) mit dem Ausstanzen und/oder Prägen der Schubglieder (1) erfolgt.
Schubgliederband nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölkanäle (14, 15, 16) Ein- und Austritte aufweisen und dass die Eintritte an der Außenkante (9) und die Austritte im Bereich der Schultern (5, 6) bzw. im Bereich der Stahlbandlagen (4) angeordnet sind.
Schubgliederband nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölkanäle (14, 15, 16) geradlinig von der Außenkante (9) zu den Schultern (5, 6) verlaufen.
Schubgliederband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ölkanäle (14, 15, 16) etwa rechteck-, halbkreis- oder rinnenförmig ausgebildet ist.
Schubgliederband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das die Vorderseite (13) eine geprägte Oberfläche mit einer Kippkante (13a), einer geneigten Fläche (13c) und einer Absatzkante (13b) aufweist.