DE4014868A1

DE4014868A1 - Kette fuer ein kontinuierlich veraenderbares getriebe mit schwingstiftverbindung

Info

Publication number: DE4014868A1
Application number: DE4014868A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Sugimoto; Toshihiro Hoskawa; Yutaka Uchiumi; Shuji Sasamoto; Nobuyuki Fujimoto
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1990-11-29
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH03350U; GB2231934A; DE4014868C2; GB9009084D0; US5026331A; JPH0632515Y2; GB2231934B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kette für ein kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT) mit Schwingstiftverbindung, wobei Gliederplatten mittels Schwingverbindungen verbunden sind und ein Schwingstift und ein Lagerstift in einer Einsetzbohrung in der Gliederplatte aufgenonmen werden und aneinander längs bogenförmiger Berührungsflächen anliegen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine derartige Kette, bei der eine minimale Querschnittsfläche, die zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung und dem äußeren Umfang der Gliederplatte relativ zu der Scheibe ausgebildet ist, größer ist als die Querschnittsfläche, die zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung und dem inneren Umfang ausgebildet ist, wobei die Krümmungsradien der inneren Rollberührungsflächen des Schwingstifts und des Lagerstifts kleiner sind als die der äußeren Rollberührungsflächen.

Kontinuierlich veränderbare Getriebe bestehen im allgemeinen aus einem Paar Scheiben, die auf einer Antriebswelle bzw. einer Abtriebswelle befestigt sind. Mehrere friktionsmäßig angetriebene, auf einer endlosen Kette befestigte Blöcke werden von den Scheiben mitgenonmen. Die Scheiben haben gegenüberliegende konische Flächen zur Aufnahme der Friktionsblöcke der Kette. Die konischen Flächen einer oder beider Scheiben können in ihrem Abstand verändert werden, um den wirksamen Durchmesser der Scheibe einzustellen. Wenn der Abstand zwischen den entsprechenden konischen Flächen der einen oder beider Scheiben verändert wird, ändert sich ebenfalls der Abstand von der Achse der Scheibe zur Berührungsstelle der friktionsmäßig angetriebenen Blöcke, so daß sich der wirksame Durchmesser der Scheibe ändert. Die sich ergebende Konstruktion wird allgemein als "kontinuierlich veränderbares Getriebe" oder CVT bezeichnet, da der Abstand der konischen Flächen in einem kontinuierlichen Bereich auf irgendeinen Punkt einstellbar ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kette für ein kontinuierlich veränderbares Getriebe mit Schwingstiftverbindung, die als "doppelreihig" oder "einreihig" ausgeführt sein kann. Die Blöcke sind an Gliederplatten befestigt, die wiederum mittels Schwingverbindungen verbunden sind, wobei die Schwingverbindungen zwei Stifte umfassen, die längs bogenförmiger Flächen gegeneinander anliegen.

Fig. 1 stellt eine einreihige CVT-Kette mit Schwingstiftverbindung dar, wobei mehrere Gliederplatten L 1, L 2 endlos mittels mehrerer Schwingstiftverbindungen P verbunden sind, so daß eine endlose Getriebekette C gebildet wird. Mehrere friktionsmäßig angetriebene Blöcke B sind an den Gliederplatten befestigt, und zwar im dargestellten Fall umgeben die Blöcke die Gliederplatten an Stellen zwischen aufeinanderfolgenden Schwingstiftverbindungen P. Die V-förmig geneigten Flächen T, T der Blöcke B treten friktionsmäßig mit den konischen Flächen der Scheiben (nicht dargestellt) in Eingriff, so daß ein kontinuierlich veränderbares Getriebe gebildet wird.

Bei einer bekannten Kette mit Schwingstiftverbindung dieser Art (siehe Fig. 3a) bilden zwei verbundene Stifte P 1, P 2 zusammen eine Schwingstiftverbindung, wobei sie gegeneinander an den Punkten A, A′ anliegen. Wenn die Kette so angeordnet ist, daß die Glieder gerade in einer Linie liegen, sind die Berührungspunkte A, A′ der kreisförmigen gegenüberliegenden Rollflächen A 1, A 2 der zwei Verbindungsstifte P 1, P 2 unter der Linie N-N angeordnet, die durch Verbinden der Mittelpunkte der Einsetzbohrungen H, H der Schwingstiftverbindungen gebildet wird (d. h. innerhalb der Linie N-N relativ zur Bahn der endlosen Kette um ihre Scheiben). Die Berührungspunkte A, A′ bewegen sich von der Mittellinie N-N beim Umbiegen der Verbindungen der Gliederplatten nach oben (d. h. in bezug auf die Kettenbahn nach außen), wie dies in Fig. 3b dargestellt ist.

Entsprechend wird beim Umlenken der Kette auf die Gliederplatte auf der Innenseite der Mittellinie N-N eine Druckkraft bzw. auf der Außenseite der Mittellinie N-N auf die Gliederplatte eine Zugkraft aufgebracht.

Eine genauere Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 3c. Eine Zugkraft F 1 wirkt am Berührungspunkt A der Verbindungsstifte an einer Verbindung, und eine Zugkraft F 2 wirkt am Berührungspunkt A′ in entgegengesetzter Richtung an der anderen Verbindung, da die aufeinanderfolgenden Kettenglieder einander längs der Kettenbahn ziehen. Die genannten Zugkräfte F 1 und F 2 sind als Zugkraftkomponenten Ft₁ und -Ft₂ parallel zur Mittellinie N-N ausgerichtet dargestellt. Weiter wirken Biegemomentkomponenten Fb₁ und Fb₂ nach innen, wenn die Kette um die Scheiben herumläuft. Innerhalb des Materials der Gliederplatte L wirkt eine Druckbeanspruchung innerhalb der Mittellinie N-N relativ zur Scheibe, und außerhalb der Mittellinie N-N wirkt eine Zugbelastung infolge der Zugkraftkomponenten Ft₁ und Ft₂ als auch der Biegemomentkräfte.

Eine größere Zugkraft wirkt auf den minimalen Querschnittsflächenabschnitt D, der zwischen der Stifteinsetzbohrung und dem äußeren Umfang der Gliederplatte L angeordnet ist, als an dem minimalen Querschnittsabschnitt D′, der zwischen der Stifteinsetzbohrung und dem inneren Umfang der Gliederplatte L angeordnet ist.

Wenn die Gliederplatten L bei der Kette C übliche Gliederplatten sind, haben die zwei minimalen Querschnittsflächenabschnitte D, D′ dennoch die gleiche Querschnittsfläche. Somit erfolgt am äußeren minimalen Querschnittsflächenabschnitt D, an dem die Kräfte größer sind, ein schnellerer Bruch.

Wie oben ausgeführt, bewegen sich die Berührungspunkte A, A′ der gegenüberliegenden Rollberührungsflächen A 1 und A 2 der Stifte P 1 und P 2 von der in Fig. 3a gezeigten Stellung, bei der die Glieder in einer Linie gerade sind, zu der gebogenen Stellung gemäß Fig. 3b aufgrund der winkligen Verschiebung der aufeinanderfolgenden Glieder beim Umbiegen der Kette C. Bei einer üblichen CVT-Kette bestehen die gegenüberliegenden Rollberührungsflächen A 1 und A 2 aus bogenförmigen Flächen mit gleichförmigem Krümmungsradius, d. h. sie bilden einen Bogen eines Kreises. Wenn sich die Kette in der geraden Stellung gemäß Fig. 3a befindet, liegen entsprechend die Berührungspunkte A, A′ um einen Betrag ε _l innerhalb der Mittellinie N-N. Hierdurch wird bei einer geraden Kette die Zugbelastung teilweise auf den inneren minimalen Querschnittsflächenabschnitt D′, D′ verschoben, wodurch bewirkt wird, daß die Festigkeit dieser Abschnitte abnimmt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine CVT- Kette der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Glieder und die Verbindungsstifte so angeordnet sind, daß die auf die Kettengliederplatten aufgebrachten Belastungen ungefähr ausgeglichen sind. Hierdurch kann die Kette größeren Belastungen pro Kettengewichteinheit und längerem Verschleiß widerstehen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Mit der Erfindung sollen die oben aufgezeigten Nachteile bekannter Konstruktionen von CVT-Ketten behoben werden. Bei einer CVT-Kette mit Schwingstiftverbindung, bei der mehrere Gliederplatten endlos mittels Schwingstiftverbindungen miteinander verbunden sind, wobei die Schwingstiftverbindung jeweils einen Schwingstift und einen Lagerstift umfaßt, die mittels eines Paares gegenüberliegender bogenförmiger Rollflächen in Rollberührung stehen, wird die minimale Querschnittsfläche, die zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung und dem äußeren Umfang der Gliederplatte ausgebildet ist, größer ausgebildet als die minimale Querschnittsfläche, die zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung und dem inneren Umfang der Gliederplatte ausgebildet ist. Weiter werden die Krümmungsradien der inneren Rollberührungsflächen kleiner als jene der äußeren Rollberührungsflächen gemacht.

Wie oben ausgeführt, wirken beim Umbiegen der Kette Biegemomentkräfte auf die Gliederplatten, nämlich die Zugkraft Ft₁ und Ft₂, als auch Zugkräfte. Indem man nun die minimale Querschnittsfläche zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung und dem Außenumfang der Gliederplatte größer als die der minimalen Querschnittsfläche zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung und dem inneren Umfang der Gliederplatte macht, wird die Ermüdungsfestigkeit der minimalen Querschnittsflächenabschnitte gesteigert. Dadurch, daß man die Krümmungsradien der inneren Rollberührungsflächen kleiner als jene der äußeren Rollberührungsflächen macht, wird die Abweichung der Berührungspunkte der gegenüberliegenden Rollberührungsflächen relativ zur Mittellinie N-N so klein wie möglich, wenn die Kettenglieder in einer geraden Linie ausgerichtet sind, wodurch die auf die inneren minimalen Querschnittsflächenabschnitte ausgeübte Belastung vermindert wird.

Die CVT-Kette wird hauptsächlich in einem automatischen Getriebe in einem Fahrzeug verwendet, bei dem eine relativ kleine Kette mit kleinen Gliederplatten angestrebt wird, das zu übertragende Drehmoment jedoch äußerst hoch ist. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine CVT-Kette geschaffen, die eine wesentlich erhöhte Ermüdungsfestigkeit aufgrund der oben erwähnten Konstruktion aufweist, und die den genannten Anforderungen gerecht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kette für ein kontinuierlich veränderbares Getriebe mit Schwingstiftverbindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer Gliederplatte der erfindungsgemäßen Kette;

Fig. 3a eine Ansicht einer Gliederplatte einer bekannten CVT-Kette, bei der die Verbindungsstifte in einer geraden Lage der Kette angeordnet sind;

Fig. 3b eine Ansicht der Kette, wenn die Kette gemäß Fig. 3a von einer Scheibe mitgenommen wird; und

Fig. 3c eine vergrößerte Ansicht einer Gliederplatte gemäß Fig. 3b.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt die erfindungsgemäße Schwingstiftverbindung einen Schwingstift 2 und einen Lagerstift 3, die in eine in einer Gliederplatte 1 ausgebildeten Bohrung 7 eingesetzt sind. Mehrere Gliederplatten können in abwechselnder Form über die Breite der Kette angeordnet sein. Die entsprechenden Berührungsflächen 4 und 5 des Schwingstifts 2 und des Lagerstifts 3 treten an einem Punkt 6 miteinander in Berührung. Wenn sich die Kette in dem geraden gespannten Zustand befindet, liegt der Berührungspunkt innerhalb der Mittellinie N-N (unterhalb der Mittellinie in Fig. 2), und zwar um den Abstand e _l. Wenn die Kette um eine Scheibe herumläuft und dabei verbogen wird, rollen die Berührungsfläche 5 des Lagerstifts 3 und die Berührungsfläche oder Rollfäche 4 des Schwingstifts 2 aufeinander ab. Hierdurch bewegt sich der Berührungspunkt zwischen den Flächen 4, 5 in bezug auf die Mittellinie N-N nach außen (oder in Fig. 2 nach oben).

Innerhalb der Rollberührung ist der Krümmungsradius r der unteren Hälfte der Rollflächen 4 und 5 kleiner als der Krümmungsradius R der oberen Hälfte der Rollflächen 4 und 5. Der Betrag der Abweichung des Berührungspunktes ε _l zwischen den Flächen 4, 5 (wie oben definiert) ist somit relativ kleiner, da der Betrag wie folgt berechnet wird:
rtan α=ε _l
wobei α der Neigungswinkel der aufeinanderfolgenden Glieder in bezug auf die Mittellinie N-N ist. D. h. mit anderen Worten, wie in Fig. 2 dargestellt, Punkt O (Mittelpunkt des größeren Radius R), O′ (Mittelpunkt des kleineren Radius r) und der Punkt O′′ (Mittelpunkt der Bohrung 7) liegen auf der gleichen Linie, die um den Winkel α relativ zur Mittellinie N-N geneigt ist.

Wenn die Kette, wie in Fig. 3c dargestellt ist, gebogen wird, wird eine Zugbelastung infolge eines Biegemoments auf den minimalen Querschnittsflächenabschnitt 8 zwischen der Bohrung 7 und dem äußeren Umfang der Gliederplatte 1 aufgebracht. Zusätzlich werden Zugbelastungen Ft₁ und Ft₂ infolge der linearen Zugbelastung der Kette aufgebracht. Um die minimale Querschnittsfläche 8 gegen die Belastung zu verstärken, wird dieser minimale Querschnittsflächenabschnitt 8 größer als der gegenüberliegende entsprechende minimale Querschnittsflächenabschnitt 9, der zwischen der Bohrung 7 und dem inneren Umfang der Gliederplatte 1 ausgebildet ist, gemacht. Dies verbessert die Ermüdungsfestigkeit des Abschnitts 8 und somit die Festigkeit der Kette insgesamt.

Claims

1. Kette für ein kontinuierlich veränderbares Getriebe mit Schwingstiftverbindung, die mehrere endlos mittels Schwingstiftverbindungen verbundene Gliederplatten aufweist, wobei die Kette mit ihrer Innenseite um eine Scheibe verläuft, und jede der Schwingstiftverbindungen einen Schwingstift und einen Lagerstift umfaßt, die mittels eines Paares gegenüberliegender bogenförmiger Rollflächen des Schwingstifts und des Lagerstifts in Rollberührung stehen, gekennzeichnet durch eine Gliederplatte (1) mit einer minimalen Querschnittsfläche (8) zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung (7) und einem äußeren Umfang der Gliederplatte (1), die größer als eine minimale Querschnittsfläche (9), die zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung (7) und einem inneren Umfang der Gliederplatte (1) ausgebildet ist, ist.

2. Kette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingstift (2) und der Lagerstift (3) längs der inneren Rollberührungsflächen (4, 5) des Schwingstifts (2) und des Lagerstifts (3) kleinere Krümmungsradien als jene längs der äußeren Rollberührungsflächen (4, 5) aufweisen.

3. Kette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Radien und die größeren Radien Mittelpunkte (O, O′) aufweisen, die auf einer gemeinsamen Linie liegen, die um einen Winkel (α) relativ zur Mittellinie (N-N) der Gliederplatte (1) geneigt ist.

4. Kette für ein kontinuierlich veränderbares Getriebe mit Schwingstiftverbindung, die mehrere endlos mittels Schwingstiftverbindungen verbundene Gliederplatten aufweist, wobei die Kette mit ihrer Innenseite um eine Scheibe verläuft, und jede der Schwingstiftverbindungen einen Schwingstift und einen Lagerstift umfaßt, die mittels eines Paares gegenüberliegender bogenförmiger Rollflächen des Schwingstifts und des Lagerstifts in Rollberührung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingstift (2) und der Lagerstift (3) längs der inneren Rollberührungsflächen (4, 5) des Schwingstifts (2) und des Lagerstifts (3) einen kleineren Krümmungsradius als längs der äußeren Rollberührungsflächen (4, 5) aufweisen.

5. Kette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kleineren Radien und die größeren Radien Mittelpunkte (O, O′) aufweisen, die auf einer gemeinsamen Linie angeordnet sind, die um einen Winkel (a) relativ zur Mittellinie (N-N) der Gliederplatte (1) geneigt ist.

6. Kette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gliederplatte (1) zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung (7) und einem äußeren Umfang der Gliederplatte (1) eine minimale Querschnittsfläche (8) aufweist, die größer als eine minimale Querschnittsfläche (9) zwischen der Gliederplatteneinsetzbohrung (7) und einem inneren Umfang der Gliederplatte (1) ist.