DE3315390A1 - Kraftuebertragungselement fuer stufenlos regelbare getriebe - Google Patents

Kraftuebertragungselement fuer stufenlos regelbare getriebe

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DE3315390A1 DE19833315390 DE3315390A DE3315390A1 DE 3315390 A1 DE3315390 A1 DE 3315390A1 DE 19833315390 DE19833315390 DE 19833315390 DE 3315390 A DE3315390 A DE 3315390A DE 3315390 A1 DE3315390 A1 DE 3315390A1
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H9/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/24Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using chains or toothed belts, belts in the form of links; Chains or belts specially adapted to such gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Bezeichnung: Kraftübertragungselement für stufenlos
  • regelbare Getriebe Zweck und technischer Stand: Derartirre stufenlos regelbare Getriebe bestehen aus zwei Kegelscheibenpaaren. Durch axiale Verstellung ( = Erweiterung oder Verengung der Keilrille ) kann der wirksame Umschlingungsradius an den Kegelscheiben und damit das Übersetzungsverhältnis stufenlos variiert werden. Das Kraftübertragungselement dient als Mittel zur Treibkraftübertragung zwischen beiden Kegelscheibenpaaren.
  • Nach dem technischen Stand kann eine stufenlose Übersetzungsregelung bei angemessenem Verhältnis Aufwand/Leistung nur unter Anwendung des Reibkraftschlusses verwirklicht werden.
  • Die nach dem techlischen Stand bekannt gewordenen Vorschläge kann man nach folgenden Kriterien gruppieren: 1) Sach Art der Reibungspaarung a) trockener Reibkraftschluß, b) geschmierter lleibkraftschluß.
  • 2) hach konstruktiven Merkmalen a) Keilriemen oder keilriemenähnlich, b) Ketten oder kettenähnlich.
  • Davoii erden Ausfii.lrungen nach 2a) überwiegend für trockenen Reibkraftschluß, Ausführungen nach 2b) tiberwiewend für gesch:ìierten Reibkraftschluß verwendet.
  • Der dringlichste und wirtschaftlich interessanteste Bedarfsfall für "stufenlose Drehmomentwandler" besteht offensichtlich beim Antrieb von Straßenfahrzeugen aller Art.
  • Jedoch alle bisher bekannt gewordenen Vorsclllage konnten den hier trestellten Anforderungen nicht gerecht erden.
  • Das kritischse Bauteil ist dabei jenes Kraftübertragungselement erna er Erfindungsbezeichnung.
  • Für die im Oberbegriff formulierte Getriebeart, allgemein als Umschlingungsgetriebe einzustufen, ist als entscheidentes Charakteristikum zu beachten, daß zwischen Kegelscheiben und Kraftübertragungselement stets Relativbewegungen auftreten, welche unvermeidbar Gleitreibung und Verschleiß verursachen und deshalb die maßgebende Einflußgröße für übertragbare Leistung und Lebensdauer darstellen.
  • Entstehungsquellen dieser Gleitreibung sind: a) Elastische Längs- und Schubverformungen im Kraftübertragungs element - verursachen Dehnungs- und Schubschlupf; b) elastische Querstauchung im Kraftübertragungselement und kinematische Fehler an den Tangierungspunkten (vor allem bei Kette - maßgebliche Ursache für Dreh- oder Bohrreibung; c) infolge der elastischen axialen Kegelscheibenverformung tritt zusätzlich eine radiale Gleitbewegung auf.
  • Mit Kenntnis der Verformungsmechanismen sind die Gleitwege und Momentan-Gleitgeschwindiglceiten längs der Umschlingungsstrecken größenordnungsmäßig berechenbar.
  • Mit dem Produkt: Gleitwegintervall X Anpressdruck x Reibwert kann man die Gleitreibungsarbeit pro Kontaktflächeneinheit ausdrücken. Durch Summieren dieser Reibarbeitsintervalle erhält man die spezifische Gleitreibungsarbeit pro Umlauf oder pro Zeiteinheizt, woraus sich die Übertragungsverluste errechnen lassen.
  • ( Ein relativ klein erscheinender Gleitweg von nur 1 cm/s ergibt in 100 Betriebsstunden eine Gleitstrecke von 36 km Für beliebige Reibpaarungen kann man experimentell den Verschleiß messen in Abhängigkeit von der spezifischen Belastung [N/mm2j, vom Reibwert my und vom Gleitweg Em/sJ . Diese Messwerte lassen sich dann darstellen als "spezifischer Verschleiß q " mit der Dimension [mm/kWs/mm2], was gleichbedeutend ist mit Verscüleißvolumen / Reibarbeitseinheit [mm3/kwsJ.
  • Bei vielen nach dem technischen Stand bekannten Konstruktionen sind diese Zusammenhänge ungenügend beriicksichtigt, offenbar die Ursache dafür, da;^ diese Konstruktionen nur flir niedrige spezifische Leistirnpen brauchbar sind.
  • Einen sehr kleinen Verschleißwert qv erhält man für die geschmierte Reibpaarung Stahl gehärtet / Stahl gehärtet.
  • Mit dieser Reibpaarung lassen sich nach dem derzeitigen Stand die besten Werte für Leistungsdichte und Lebensdauer erzielen.
  • Die "geschmierte metallische Reibpaarung" weist jedoch einen schwerwiegenden Nachteil auf: Der Gleitreibwert ist wesentlich kleiner als der Ruhereibwert. Außerdem tritt in Erscheinung, daß bei hoher Ölviskosität (niedrige Temperatur!) ein hydrodynamisches Gleiten eintreten kann. Die Reibkraftcharakteristik ist instabil Die praktische Auswirkung zeigt sich dann folgendermaßen: Wird das Auslegungs-Drehmoment durch einen Überlastungsstoß auch nur kurzzeitig überschritten, rutscht das Kraftübertragungselement durch. Dadurch fallt aber der Reibwert sehr stark ab und das übertragbare Drehmoment ist dann wesentlich kleiner als das Auslegungsmoment. Auc nach Verschwinden des Belastungsstoßes stellt sich der ursprüngliche Zustand nicht von selbst wieder ein. Um ein Durchdrehen der Antriebsmaschine zu vermeiden, müßte unverzüglich das Antriebsmoment zurückgenommen werden. Derartige instabile Betriebszustände sind naturlich im praktischen Einsatz nicht zumutbar Es läßt sich nachweisen, daß an einem Umschlingungsgetriebe die Anwesenheit eines viskosen Schmiermittels an den Kraftübertragungszonen eigentlich funktionswidrigen Einfluß hat.
  • Mit"trockenem Reibkraftschluß" treten die eben angeführten nachteiligen Wirkungen nicht in so ausgeprägtem Maße in Erscheinung, durch geeignete Materialkombination können diese sogar vollständig verhindert werden.
  • Die ttac dem teclllli.scllen Stand bekannten Vorschläge auf der Basis von trockenem Reibtraftschlul3 gehen in der Regel vom universellen Keilriemen aus mit aller Werkstoffpaarung Gummi / Metall.
  • Derartige Keilriemenverbesserungen sind z.B. in folgenden Druckschriften auf=ezeigt: DE-OS 25 05 228; DE-OS 28 21 698; DE-OS 30 48 og8; US-PS 24 30 328.
  • In dem Bestreben, zur Treibkraftübertragung den hohen Reibwert der Gummi/Stall - Kombination auszunutzen, ist von Grund auf ein schwerwiegender Nachteil eingeplant: die fiir die Gleitreibung verantwortlichen Einflußfaktoren und der relativ geringe Verschle widerstand sind in ihrer Auswirkung nicht berücksichtigt.
  • Der Erfindung ist deshalb die Aufgabe zugrundegelegt, für einen trockenen Reibkraftschluß" solche Werkstoffe zur Anwendung zu bringen, welche inbezug auf Reibverschleiß besonders widerstandsfähig sind, und die strukturelle Gestaltung der mit der Reibkraft übertragung zusammenhängenden Bauteile so auszulegen, daß alle fii die Gleitreibung maßgeblichen Einflußfaktoren auf einen Minimalwert reduziert werden. Im Rahmen dieser Aufgabenstellung ( nämlic die Anwendung des trockenen Reibkraftschlusses ) ergibt sich auch die Forderung, daß Verbindungsstelln und Gelenke möglichst so auszubilden sind, daß an keiner Stelle des Kraftübertragungseleme ein viskoses Schmiermittel erforderlich wird.
  • Die Lösung der Aufgabe geht aus den Patentansprüchen hervor.
  • Die Beschreibung der Erfindung bezieht sich auf folgende zeichnerische Darstellungen: Fig.1: Längsschnitt (in Umfangsrichtung) durch ein Kettenglied und Ansicht auf die Keilflanken.
  • Fig.2: Querschnitt (senkrecht zur Umfangsrichtung) durch die Mitte eines Kettengliedes.
  • Fig.3: Schemadarstellung zur Anordnung der Gelenkklammern.
  • Fig.4: Querschnitt durch ein Gelenksegment.
  • Fig.5: Längsschnitt durch ein Nadel-Kippgelenk.
  • Fig.6a/b: Drehmomentdiagramme zum Nachweis des technischen Fortschritts.
  • Materialien für "trockene Gleitreibung" sind im Maschinen- und Apparatebau vielfach als Radial- und Axialgleitlager in Anwendung Unter Voraussetzung einer Gegenreibfläche mit sehr glatter Oberfläche ( Kegel sclleiben geschliffen, poliert, verchromt, Alu-harteloxiert, aulitief ca. 1 bis 2 my j erweisen sich fiir die Anforderungen eines Kraftübertragungselements gemäß Oberbegriff sogenannte thermoplastische Kunststoffe als besonders vorteilhaft.
  • Werkstoffe dieser Art wären z.B.: Polyamide (PA), Polyoxymethylen (POM), Polyäthylenterephthalat (PETP), Polyimid (PI), Polytetrafluoräthylen (PTFE) als Grundwerkstoffe, oder Kombinationenjieser Stoffe untereinander sowie mit Füllstoffen (z.B.: Pb,-Bz, C, Gp ect.).
  • Besonders günstig sind sogenannte Verbundwerkstoffe wegen ihrer wesentlich höheren Druckbelastbarkeit, z.B.: PTFE mit Pb (Teflon) auf poröser Zinn-Bronze-Schicht auf einem Trägermaterial (Stahl); POM auf Zinn-Bronze - Skelett auf Trägermaterial.
  • Mit geschliffenem Stahl als Gleitpartner weisen diese Materialien ein Reibwertspektrum von 0,08 bis 0,25 auf, im Vergleich mit Gummiwerkstoffen ist aber wegen der wesentlich höheren Druckbelastbarkeit die erzeugbare Reibkraft pro Kontaktflächeneinheit wesentlich größer.
  • Für einige dieser Werkstoffe wird ein spezifischer Verschleiß qv [mm3/kWs] angegeben, welcher geringer ist als bei der günstigsten ölgeschmierten Reibpaarung " Stahl hart / Stahl hart ".
  • Die vorteilhafteste Eigenschaft dieser Thermoplaste besteht aber darin, daß sie keinen stick-slip-Effekt zeigen, weil der Ruhereibwert gleich oder sogar kleiner ist als der Gleitreibwert.
  • Für einige dieser Thermoplaste - z.B. PTFE - ist diese Eigenschaft besonders ausgeprägt. Bei diesen steigt im Bereich kleiner Gleitgeschlfindigkeiten ( 0 bis 0,1 m/s ) der Reibwert mit zunehmender Gleitgeschwindigkeit um ca. lOOoó , woraus sich bei der erfindungsemäen anwendung der Vorteil einer stabilen Reibkraft-Charakteristik ergibt.
  • Aus der Kraftülzertragullgsfunktion resultiert für ein Kettenglied folgendes Beans)ruclaungsbild: Die Längsglieder (Laschen) erhalten eine Schwell-Zugbeanspruchung die Querelemente erhalten eine Druck- und eine radial wirkende Biegebeanspruchung, je Umlauf zweimal von 0 bis zum Maximalwert schwellend, zusätzlich eine Biegebeanspruchung in Umfangsrichtung je Umlauf zweimal mit Richtungswechsel.
  • Diese Beanspruchungen verursachen in allen Teilen elastische Form änderungen und damit an den Fügestellen Relativverschiebungen.
  • Wenn diese auch nur im Mikron-Bereich liegen, resultieren daraus infolge der hohen Lastspielzahl (> 8 ) Verschleißerscheinungen welche insbesondere bei Fehlen eines viskosen Schmiermittels zum frühzeitigen Versagen des Kettengliedes führen.
  • Die Rahmenbedingung: sch:njermittelfrei1, stellt demnach besonder Anforderungen an die konstruktive Gestaltung der einzelnen Bauelemente, wobei die Kreuzverbindung Längs-/Querelemente am kritischsten zu betrachten ist.
  • Fig.1 und Fig.2 veranschaulichen den Aufbau eines kompletten Kettengliedes. Das Querelement, hier als Keilelement bezeichnet, ist aus zwei gleichen Keilstegen 1 und zwei, die Flankenform bil denden Keilbacken 3 zusammengefügt. Die formschlüssige Mitnahme der Keilelemente durch die Kettenlaschen 4 erfolgt durch zwei Sutprofile in den Laschen. Voraussetzung für eine sichere spielfreie Verbindung ist eine elastische Verspannung zwischen Keilstegen 1 und Laschen 4. Um die federnde Klemmwirkung an der Lasche zu verbessern, sind aus der Ringkontur des Laschenauges herausragende Klemmzähne 41 vorgesehen, welche die Klemmflanken der Nutprofile bilden. Zur Erzeugung einer formschlüssigen Haltekraft i I adialer wichtung, haben die Klemmflanken einen negativen Anzugswinkel 42, etwa 5° bis 100. Für die Keilstege 1 ist ein U-ähnliches Profil vorgesehen. Diese müssen in der radial und Umfangsrichtung eine optimale Biegesteifigkeit bei minimalem Gewicht aufweisen. An den Schenkelaußenseiten sind die Klemmflanken flächen 11 nach innen abgesetzt. Deren AnscllräOyung ist so gewählt daß sie im eingesetzten Zustand dem Anzugswinkel 42 der Klemmzähne '+1 entspricht. Wichtig ist dabei, daß die Flankenflächen 1 gegenüber aller .asiswalld <les Keilstegprofiles versetzt sind. Dadurch wird die Stauchelastizität erhöht. Die Keilstege werden in radial iriCiltUllg in die Klemmnuten des Lasclienpac;etes eingesetzt.
  • Die Rasternutung 13 an der Basiswand des Keilstegprofiles dient dazu, den seitlichen Abstand der Kettenlaschen untereinander zu fixieren. In Verbindung mit einer Zentrierung in den Kettengelenken wird damit erreicht, daß zwischen den Laschen von zusammenhängenden Kettengliedern kein Reibkontakt entstehen kann.
  • Der entgültige Verspannungszustand zwischen Keilstegen und Laschen wird durch die Klemmhülsen 2 erzeugt. Diese bestehen vorzugsweise aus Federstahl,weisen ein Hohlprofil auf und werden mit größtmöglichem Übermaß in axialer Richtung in die mit den Laschen vorkomplettierten Keilstege eingepreßt. Zur Sicherung der Klemmhülsen in radialer Richtung sind an den Keilstegschenkeln nach innen gerichtete Wulste 12 ausgebildet. Um das Einpressen der Klemmhülsen zu erleichtern, ist entsprechend Fig.2 eine geteilte Ausführung derselben vorgeschlagen; das Einpressen erfolgt von beiden Stirnseiten der Keilstege aus.
  • Die Stirnseiten der Keilstege sind in der Radialebene plan. Die vorstehenden Klemmhülsenköpfe 22 werden zur Klemmbefestigung der Keilbacken 3 benutzt. Um Maßtoleranzen in der radialen Richtung ausgleichen zu können, ist eine Zentrierung eines Keilbackens radial und tangential jeweils nur an einem Hülsenkopf vorgesehen.
  • In der Darstellung Fig.2 ist der Keilbacken-Festpunkt an der radial inneren Klemmhülse vorgesehen. Hierfür erhält der Keilbacken eine Paßbohrung 33. An der radial äußeren Klemmhülse erfolgt nur die formschlüssige Abstützung des Keilbackens in Umfangsrichtung.
  • Hierzu ist im Keilbacken eine radial verlaufende U-förmige Aussparung 32 ausgebildet. Paßbohrung 33 und Aussparung 32 sind bezüglich der Hülsenköpfe 22 auf größtmögliche Klemmwirkung bemnt. Aussparung 32 erhält einen Hinterlegungswinkel von 10 bis 20. Die Sicherung er Keilbackenbefestigung kann dadurch verstärkt werden. daß die innere Klemmhülse in der Paßbohrung 33 verstemmt wird. er Hülsenkopf 22 ist durch eine Umdrehungsnut 21 vom Hülsenschaft abgesetzt.
  • Um das teilprofil der Keilbacken 3 bezüglich der Kettenteillinie feste wen zu können, wird die Grundkantc 43 der Laschenkleminnuten bezüglich der Kettenteillinie maßtoleriert.
  • Der Reibbelag 31 an den Keilflanken der Keilbacken 3 kann in der gewiinscilten Materialmischung unmittelbar auf die Keilflanken aufesint ' ser len. Er sann a'ich als Dreistoff-Verbundrnaterial mittels einer dünnen Trägerplatte aufgepreßt, geklebt oder gelötet sein.
  • Anordnung und prinzipieller Aufbau der Kettengelenke ist noch aus Fig.1 ersichtlich. Im Gegensatz zu den sogenannten Wiegengelenken, welche bei Zahnketten Verwendung finden, bestehen die hier dargestellten Nadel-Kippgelenke aus einem schwimmenden Nadel.
  • zapfen 5 von sehr kleinem Durchmesser und zwei gleichen Gelenksegmenten 51 mit dem Querschnitt eines Kreissegments. Da im vorliegenden Anwendungsfalle der Gelenk-Beugewinkel höchstens etwa 150 betragen wird, kann der Segmentwinkel mindestens mit 1500 ausgeführt werden. Bezüglich der Funktion unterscheidet sich das Nadelkippgelenk vom Wiegengelenk dadurch, daß die Gelenkdrehung gleitend auf beiden Druckflächen und eine exakte Mittenzentrierun auf dem Nadelzapfen erfolgt. Wegen des kleinen Durchmessers des Nadelzapfens und des kleinen Beugewinkels ergeben sich für jede Druckfläche nur Gleitwege von einigen 1/ion mm.
  • Im Gegensatz zum einfachen Bolzengelenk trägt das Nadelkippgelenk durchgehend über die ganze Breite eines Laschenpacketes (wie beim Wiegengelenk).
  • Die Gleitdreliung und Drehzentrierung darf nur auf dem Nadelzapfen erfolgen. Die tangentiale- Kettenkraft (Strangkraft) wird in jeder Lasche nur auf das am Außenbund des Laschenauges anliegende Gelenks segment übertragen. Über dieses Segment erfolgt die Gelenkzentrierung in der Lasche. Segment und Außensektor der Laschenbohrung sind für spielfreien Sitz vermaßt. Der innere Sektor der Laschenbohrung (in der tangentialen Richtung betrachtet) ist aufgeweitet, sodaß das in der Laschenbohrung innen liegende Gelenksegment, welches sich relativ zur Lasche dreht, keinen Reibkontakt mit der Lasche hat.
  • Um die Winkellage der Gelenksegmente relativ zur Laschenachse zu sichern, ist in der tangentialen mitte jedes kettengliedes eine Gelenkklammer vorgesehen.
  • In Fig.3 ist die Anordnung dieser Gelenkklammern dargestellt.
  • Diese sind aus Federstahl U-förmig hergestellt. Jede Gelenkklammer umgreift die zum Kettenglied gellörenden zwei Gelenke. In wechselnd Folge liegen ?ie ìelenkklal;llnerrl einmal aul3erlialb der Kettenteillinie und beim foj enden cttcnlied innerhalb der Kettenteillinie und arretieren jeweils die beiden äußeren Gelenksegmente eines Kettengliedes. An jedem Gelenksegment ist eine Sicherungskerbe 53 vorgesehen, in welcher die Gelenkklammer 55 einrastet. Zum Zwecke der Montage-Erleichterung wird die Gelenkklammer mittels eines federnden Druckstückes 56 an den Keilstegen 1 fixiert.
  • Wegen der Wechselanordnung der Gelenkklammern und des von Glied zu Glied wechselnden seitlichen Laschenversatzes kann eine Endloskette nur mit geradzahliger Kettengliederzahl ausgeführt werden.
  • Der Zusammenbau der Kette erfolgt in der Weise, daß die vollständig komplettierten Kettenglieder auf Mitte Laschenbohrung zusammengesteckt und dann das als Gelenkdorn komplettierte Kippgelenk axial eingeschoben wird. Dabei werden die Gelenkklammern 55 gespreizt, bis sie bei Mittenlage des Gelenkes in der Sicherungskerbe 56 einrasten. Dadurch sind die Gelenke auch gegen axiales Verschieben gesichert.
  • Werkstoffe für das Nadelkippgelenk: Gelenknadeln 5 aus hochverschleißfestem Werkzeugstahl, am besten Mo-legiert, etwa Qualität SS-Stahl; Gelenksegmente 51 aus harter Lagerbronze oder Keramik gesintert, mit fester oder hochviskoser Gleitstoffüllung. Zweckmäßig ist eine zylindrische Stützschale aus Stahl.
  • Fig.4 und Fig.5 veranschaulichen einen anderen Ausführungsvorschlag für die Nadelkippselenkes wobei Fig.4 den stark vergrößerten Querschnitt durch ein Gelenksegment darstellt. Die Gelenksegmente sind an ihrer Scheitelzone mit einer Längsnut versehen, in welcher ein Gleitkern 52 aus Trocken-Gleitmaterial (vorzugsweise PTFE + Pb + Bronze) eingesintert oder eingepreßt ist. Nutweite und Nadeldurchmesser sind für eine spielfreie Passung bemaßt. Die Gelenknadel in ?in.5 geteilt vorgeschlagen, muß satt im Gleitkern 52 eingebettet und die Gleitkernnut muß stirnseitig abgeschlossen sein, etwa mit Kugel oder Zylinderstopfen. Die Gelenksegmente sind hier aus einem Messing- oder Bronze- Gleitlagermaterial herzustellen oder aus Stahl mit blessing-/ Bronze-Beschichtung.
  • Fiir die tìesamtausführung einer Keilkette nach den Erfindungsmerkmalen ist zu berücksichtigen, daß grundsätzlich kein Schmiermittel als orrosionsschutz zulässig ist. Dementsprechend müssen die hochi,ean sl,riicliten kettenteile, vor allem Laschen, Keilstege und Klemmhülsen gegen Korrosion geschützt werden.
  • Da der leistungsbezogene Materialeinsatz des Kraftübertragungselements (=Keilkette) jedoch relativ klein ist, ist es vertretbar die genannten Teile aus einem rostfreien Stahl mit hoher Streckgrenze herzustellen.
  • Um zwischen den Laschen Reibverschleiß durch metallischen Gleitkontakt auszuschließen, können diese einseitig mit PTFE oder ähnl Material dünnbeschichtet werden.
  • Unter Inkaufnahme etwas höherer Übertragungsverluste könnten Laschen, Keilstege und Keilbacken auch aus einer auf hohen Streck grenzenwert ausgehärteten Al-Legierung hergestellt werden. Hinsichtlich der Massenwirkung, welche die zulässige Umfangsgeschwin digkeit begrenzt, wäre damit ein zusätzlicher Vorteil erzielbar.
  • Technischer Fortschritt: 1) Gegenüber den nach dem technischen Stand bekannten Vorschlägen welche den "trockenen Reibkraftschluß" ausnutzen, werden mit dei Merkmalen der Erfindung folgende Vorteile erzielt: Jene Einflußfaktoren, welche an den Keilflanken Gleitreibung mit Naterialverschleiß und Leistungsverlust hervorrufen, sind weitgehend reduziert. Die Anwendung einer mit hohen Umfangskräften belastbaren Kettenbauweise wird durch den Einsatz der wartungsfreien, nicht-geschmierten Nadelkippgelenke technisch erst realisierbar. Es werden damit Voraussetzungen eingebracht, welche eine Steigerung von Leistungsdichte und Wirkungsgrad in solchem Maße bewirken, daß stufenlose Getriebe dieser Bauweise, deren Charakteristik für den Einsatz in Landfahrzeugen aller Art ideal ist, den hier gestellten Anforderungen gerecht werden.
  • 2) Welcher Vorteil mit den Merkmalen der Erfindung gegenüber den bekannten Kraftübertragungselementen mit "geschmiertem Reibkraftschluß" erzielt- wird, ist in Fig.6a/b veranschaulicht.
  • Hier sind gerechnete Drehmomentcharakteristika in Abhängigkeit vor der Schlupfgeschwindigkeit graphisch dargestellt, und zwar Fig.6a für "geschmierte tieibpaaruiig" und Fig.6b "für troclcene Reibpaarur

Claims (9)

  1. Bezeichnung: Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe Patentansprüche: Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe, welche aus axial verstellbaren Kegelscheiben und einem solchen endlosen Kraftübertragungselement bestehen, wobei zwischen Kegelscheiben und Kraftübertragungselement ein " trockener Reibkraftschluß " ausgenützt wird, wobei das Kraftübertragungselement kettenähnlich aufgebaut ist aus Kettenlaschen als Längsglieder und Keilelementen als Querglieder und wobei die Keilelemente auf der Winkelhalbierenden zwischen zwei Kettengelenken angeordnet und formschlüssig mit den Kettenlaschen verbunden sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale, a) der Reibbelag an den Keilflanken (31) der Keilelemente besteht aus einem Werkstoff, welcher für Trockengleitlager gebräuchlich ist und auf der Basis von thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut ist; b) ein Keilelement eines Kettengliedes ist symmetrisch zur Kette teillinie aus zwei Keilstegen (1) und zwei Keilbacken (3) mittels Klemmverbindung zusammengesetzt; c) für die Klemmverbindung Keilstege(1) / Kettenlaschen(4) und Keilstege(1) / Keilbacken(3) sind federnde Klemmhülsen (2) vorgesehen; d) die Ketten,elenke sind als nicht geschmierte Nadel-Kippgelenke (5, 51) mit begrenzter Winkelbeweglichkeit ausgebildet, sie bestehen aus einem schwimmend gelagerten Nadelzapfen (5) als Zentrierkern und zwei gleichen Gelenksegmenten (51) und jedes Gelenksegment weist einen Gleitkern (32) aus Trocken-Gleitlagermaterial auf.
  2. 2. Kraftübertragungselement fiir stufenlos regelbare Getriebe nach Ansprich 1, wobei innerllalb eines Nettentrlie<les jeder Keilsteg Init jeder Kettenlasche spielfrei verspannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer sicheren Spannverbindung an jeder Kettenlasche symmetrisch zur Kettenteillinie und zur Laschenmitte am Laschenaugenring Klemmzähne (41) vorgesehen sind, deren zur Laschenmitte gerichtete Klemmflanken einen negativen Anzugswinkel (42) aufweisen und daß die von den Klemmzähnen gebildeten Klemmnuten je eine bezüglich der Kettenteillinie parallel gerichtete und maßtolerierte Basisfläche (43) aufweisen.
  3. 3. Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe nach Anspruch 1 und 2, wobei die Keilstege einen nach außen offenen etwa U-förmigen Querschnitt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schenkeln des Keilstegprofiles Klemm-Flankenflächen (11) nach innen abgesetzt sind mit dem Anzugswinkel (42) und mit einem Übermaß zu den Flanken der Klemmzähne (41), daß die zur Kettenteillinie gerichtete Keilstegwand bezüglich dieser Kettenteillinie maßtoleriert ist und Rasternuten (13) zur Abstandfixierung der Kettenlaschen aufweist und daß an den Schenkel-Innenseiten Wulste (12) vorgesehen sind zur radialen Fixierung der Klemmhülsen (2).
  4. 4. Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülsen (2) aus einem Werkstoff mit hohem Streckgrenzenwert hergestellt sind und die Eigenschaft einer großen radialen elastischen Verformbarkeit aufweisen, daß die Länge einer Klemmhülse größer ist als ihre axiale Einpreßlänge im Keilsteg (1) und daß der aus dem Keilsteg flankenseitig vorstehende Hülsenkopf (22) für die Klemmbefestigung des keilbackens (3) vorgesehen ist.
  5. 5. Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch eisennzelchnet, daß die Fixierung eines Keilbackens (3) in radialer und tangentialer Richtung nur am inneren Keilsteg vorgesehen ist und daß ein Keilbacken zum Zwecke der Befestigung zum inneren Keilsteg eine Paßbohrung (33) und zum äußeren Keilsteg eine radial gerichtete Paßnut (32) aufweist.
  6. 6. Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe nach Anspruch 1 bis 5 mit Nadelkippgelenken, dadurch gekennzeichn daß für das im Laschenauge jeweils außen anliegende Gelenksegment in der Laschenaugenbohrung ein spielfreies Passungsmaß und für da im Laschenauge innen liegende Gelenksegment in der Laschenaugenbohrung eine radiale Freistellung (45) vorgesehen ist.
  7. 7. Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe nach Anspruch 1 bis-6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Winkelfixierung der zwei Gelenksegmente, welche einem Kettenglied zugeordnet sind, federnde Gelenkklammern (55) vorgesehen sind, welche von Glied zu Glied wechselnd einmal außerhalb der Kettenteillinie und einmal innerhalb der Kettenteillinie angeordnet sind und daß jedes Gelenksegment an seiner zylindrischen Seite eine Sicherungskerbe (53) aufweist, in welcher die Gelenkklammer einrastet.
  8. 8. Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gelenksegment an seiner Scheitelzone eine Längsnut aufweist, in welcher der Gleitkern (52) eingesintert ist, wobei zwischen Nutweite und Nadeldurchmesser ein splelfreies Passungsmaß vorgesehen ist und daß die Gelenksegmente (51) aus einem metallischen Gleitlagermaterial hergestellt sind.
  9. 9. Kraftübertragungselement für stufenlos regelbare Getriebe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenksegmente aus Stahl herstellt und mit einer Beschichtung aus Gleitlagermaterial versehen sind.
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