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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Treibriemen zur Verwendung
in einem stufenlos verstellbaren Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Ein
solcher Treibriemen ist aus der EP-A-0 014 013 bekannt. Der Vorsprung
und die Ausnehmung, die ineinandergreifen, stellen sicher, daß Querelemente,
die sich benachbart zueinander befinden, während des Betriebs des Treibriemens
korrekt in bezug zueinander positioniert sind, insbesondere in dem
geraden Bereich des Treibriemens.
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Immer
dann, wenn eine Richtung in bezug auf ein Querelement beschrieben
wird, wird angenommen, daß das
Querelement eine aufrecht stehende Position einnimmt, wie diese
in der vorderen Seitenansicht in 2 dargestellt
ist. In der genannten Darstellung ist die Längsrichtung die Richtung, die
senkrecht zu der Darstellungsebene der Abbildung verläuft.
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Die
Anordnung des Vorsprungs und die der entsprechenden Ausnehmung,
die sich auf der anderen Seite des Querelements befindet, wird durch
eine Verformung des Materials vorgenommen, wobei ein Stempel oder
Stanzelement die Ausnehmung dadurch ausbildet, daß es sich
in das Material hineinbewegt. Dies führt dazu, daß das Material
in einem solchen Ausmaß verformt
wird, daß der
Vorsprung auf der anderen Seite des Querelements gebildet wird.
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Hierbei
handelt es sich um einen relativ schwierigen Arbeitsvorgang. Es
wäre leichter,
ein Profil zu realisieren, in dem sich der Vorsprung und die Ausnehmung
in einer horizontalen Richtung erstrecken. Ein solches Profil kann
beispielsweise mit Hilfe einer Walzbearbeitung ausgebildet werden, oder
durch einen Schleifvorgang. Wenn die Querelemente aus einem Materialstreifen
ausgeschnitten werden, kann dieser Materialstreifen vorab mit einem derartigen
Profil versehen werden.
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Obwohl
ein Vorsprung und eine Ausnehmung, die sich in einer horizontalen
Richtung erstrecken, Vorteile besitzen, wenn sie hergestellt werden, hat
es sich in der Praxis gezeigt, daß ein solcher Vorsprung bzw.
eine solche Ausnehmung nicht immer zufriedenstellend sind.
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Ein
Vorsprung und eine Ausnehmung, die sich in einer horizontalen Richtung
erstrecken, weisen eine Oberfläche
auf, die im wesentlichen aus einer Reihe von horizontalen Linien
gebildet wird, die sich in einer Querrichtung in bezug auf den Treibriemen
erstrecken.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten
Treibriemen bereitzustellen, wobei der Treibriemen leichter herzustellen sein
soll und/oder effizienter betrieben werden kann und/oder zuverlässiger ist.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit
zu schaffen, um den dritten Bereich des Querelements kleiner und
somit leichter zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird durch den Treibriemen nach Anspruch 1 gelöst.
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Der
genannte Vorsprung kann gerade sein, aber auch elliptisch oder trommelförmig.
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Dadurch,
daß der
Vorsprung zumindest teilweise in dem zweiten Bereich des Querelements
gebildet wird, ist die Länge
des Vorsprungs, d. h. seine Abmessung in einer horizontalen Richtung,
zumindest an der unteren Seite des Vorsprungs auf die Breite des
vorgenannten zweiten Bereichs beschränkt. In der Praxis hat es sich
gezeigt, daß dies die
Möglichkeit
schafft, daß der
Treibriemen besser als in der Situation arbeitet, in der sich der
Vorsprung über
die gesamte Breite des Querelements erstreckt, d. h. wobei der Vorsprung
in einem Bereich des Querelements gebildet ist, der beträchtlich
breiter ist als der genannte zweite Bereich.
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Aus
der US-A-3 949 621 ist es an sich bekannt, den Vorsprung in dem
zweiten Bereich des Querelements zu bilden. Der Vorsprung, der hier
verwendet wird, ist allerdings ein Vorsprung, der rund ist, wenn
man ihn in einer Ansicht von vorn betrachtet, d. h. der genannte
Vorsprung erstreckt sich nicht in der horizontalen Richtung. Die
Folge ist daher, daß der zweite
Teil eine beträchtliche
Breite haben muß,
damit die Möglichkeit
besteht, den Vorsprung in diesem auszubilden. In diesem Zusammenhang
ist es so, daß eine
ausreichende Menge von Material um den Vorsprung herum, der ausgebildet
werden soll, vorhanden sein muß,
um eine ordnungsgemäße Verformung
des Materials bei der Ausbildung des Vorsprungs zu ermöglichen.
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Aufgrund
der begrenzten Länge
(in horizontaler Richtung) des Vorsprungs und der Ausnehmung scheint
die Verbindung, die zwischen Querelementen erhalten wird, die benachbart
zueinander positioniert sind, in der Praxis gut zu funktionieren.
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Der
genannte Vorsprung ist um einen gewissen Abstand oberhalb der Kipplinie
angeordnet, bei der es sich um den sich horizontal erstreckenden
Bereich der Oberfläche
des Querelements handelt, der sich konstant in Kontakt mit dem benachbarten
Querelement befindet. Die Kipplinie befindet sich unterhalb der
Bandpakete und ist durch eine abgerundete Ecke in der Oberfläche des
Querelements gebildet.
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In
einer Ausführungsform
umfaßt
die Oberfläche
des Vorsprungs und der Ausnehmung Bereiche, die sich unter einem
Winkel zu einer horizontalen Linie in der Ebene, in der die Bandpakete
liegen, erstrecken, und die sich senkrecht zu der Richtung des Treibriemens erstreckt.
Wenn ein solcher Bereich des Vorsprungs mit einem entsprechenden
Teil der Ausnehmung zusammenwirkt oder in diesen eingreift, ist
es möglich,
das Ausmaß zu
reduzieren, innerhalb dessen sich zwei aneinander stoßende Querelemente
in horizontaler Richtung relativ zueinander bewegen können. In
diesem Fall ist die Oberfläche des
Vorsprungs und der Ausnehmung nicht vollständig aus einer Anzahl von horizontalen
Linien gebildet, sondern sie umfaßt einen Bereich, der sich
davon unterscheidet. In bevorzugter Weise ist ein solcher Bereich
des Vorsprungs in Form einer Ausnehmung oder Vertiefung in der Oberfläche, wobei
sich die Ausnehmung in bevorzugter Weise in einer vertikalen Richtung
erstreckt, wie noch mehr im einzelnen anhand einer beispielhaften
Ausführungsform
erläutert werden
wird.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
der genannte dritte Bereich des Querelements die vorgenannten Bereiche,
die sich unter einem Winkel zu der vorgenannten Linie erstrecken.
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Vorzugsweise
sind die Kanten oder Ränder des
Querelements mit Hilfe eines Trommelvorgangs entgratet und/oder
abgerundet worden, wobei die Oberfläche des Querelements mit harten
Elementen bearbeitet wird.
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Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein metallisches Querelement
zur Verwendung in einem Treibriemen für ein stufenlos verstellbares
Getriebe, welches zwei V-förmige
Riemenscheiben umfaßt, nach
Anspruch 5.
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Um
die Erfindung mehr im einzelnen zu beschreiben, wird eine beispielhafte
Ausführungsform des
Treibriemens nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Treibriemens;
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2 zeigt
eine Vorderansicht eines Querelements;
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3 zeigt
eine Seitenansicht des Querelements;
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4 zeigt
eine Rückansicht
des Querelements; und
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5 zeigt
eine Einzelheit aus 4.
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Die
schematische Erläuterung
nach 1 zeigt den Treibriemen 1, der über zwei
Riemenscheiben 2, 3 läuft. In der dargestellten Situation
dreht sich die links dargestellte Riemenscheibe 2 schneller
als die rechts dargestellte Riemenscheibe 3. Dadurch, daß der gegenseitige
Abstand zwischen den beiden Teilen, aus denen jede Riemenscheibe 2, 3 besteht, verändert wird,
ist es möglich,
den Radius des Treibriemens 1 an der Stelle der Riemenscheibe 2, 3 zu verändern, so
daß als
Ergebnis davon der Unterschied in der Drehzahl zwischen den beiden
Riemenscheiben 2, 3 wie gewünscht verändert werden kann. Dies ist
eine bekannte Möglichkeit,
einen Unterschied in den Drehzahlen zwischen zwei Wellen zu verändern.
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Der
Treibriemen 1, der in 1 in einer
Seitenansicht dargestellt ist, ist aus einer Vielzahl von Querelementen 4,
von denen in 1 vier dargestellt sind, und
aus zwei Bandpaketen 5, 6 aufgebaut, von denen
eines in der Figur durch den schraffierten Bereich angedeutet ist.
Sowohl die Querelemente 4 als auch die Bänder der
Bandpakete 5, 6 sind aus Metall hergestellt. Die
Querelemente 4 können
sich frei in der Längsrichtung
der Bandpakete 5, 6 bewegen, so daß dann,
wenn eine Kraft zwischen den Riemenscheiben 2, 3 übertragen
wird, diese Kraft durch die Querelemente 4 übertragen
wird, die gegeneinanderdrücken.
Die Bandpakete führen
auf diese Weise die Querelemente 4.
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In
der dargestellten Ausführungsform
besteht jedes Bandpaket 5, 6 aus fünf Bändern, wie
in 2 dargestellt ist. In der Praxis besteht ein Bandpaket 5, 6 häufig aus
noch mehr Bändern, beispielsweise
zehn. In 2 ist die Dicke des Bandpakets 6 mit
T angegeben, und die Breite ist mit W angedeutet. Die Dicke eines
Bands beträgt
beispielsweise 0,2 mm, wobei die Breite beispielsweise 7 mm beträgt.
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Es
sei darauf verwiesen, daß die
Bandpakete 5, 6 sich nicht in Querrichtung herausbewegen können, da
Bereiche der Riemenscheiben 2, 3 auf jeder Seite
des Treibriemens 2 angeordnet sind. Aus den Darstellungen
wird deutlich, daß die
Form der Querelemente 4 so gewählt worden ist, daß die Querelemente
durch die Bandpakete 5, 6 in ihrer Stellung gehalten
werden. Diese Form weist zwei Aussparungen 7, 8 auf,
in denen die Bandpakete 5, 6 aufgenommen sind.
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Das
Querelement 4 besteht aus einem ersten Bereich 11,
der sich unter den Bandpaketen 5, 6 erstreckt,
einem zweiten Bereich 12, der unter den Bandpaketen 5, 6 angeordnet
ist, und einem dritten Bereich 13, der sich oberhalb der
Bandpakete 5, 6 erstreckt.
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Die
Rückseite
des Querelements 4, die in 4 dargestellt
ist, ist im wesentlichen eben, und auf seiner Vorderseite, die in 2 dargestellt
ist, weist das Querelement 4 eine sogenannte Kipplinie 18 auf.
Der Bereich des Querelements 4 oberhalb der Kipplinie 18 weist
eine im wesentlichen konstante Dicke auf, in einer seitlichen Ansicht
gesehen (3), während der erste Bereich 11 unterhalb
der Kipplinie 18 in Richtung nach unten konisch verläuft. Die Kipplinie 18 ist
nämlich
durch einen leicht abgerundeten Streifen auf der vorderen Seite
des Querelements 4 gebildet, beispielsweise durch einen
Rand oder eine Kante, die einen Krümmungsradius von 6 mm aufweist.
Die Kipplinie 18 steht in Kontakt mit der hinteren Seite
des benachbarten Querelements 4, sowohl in den geraden
Bereichen des Treibriemens 1 als auch in dessen gekrümmten Bereichen.
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Unterhalb
der Kipplinie 18 verläuft
der erste Bereich 11 konisch bis zu einer Kante 26,
die sich in einer horizontalen Richtung erstreckt. Der erste Bereich 11 unterhalb
der Kante 26 zeigt eine konstante Dicke, die etwa 0,1 mm
geringer als die Dicke des Querelements 4 unmittelbar oberhalb
der Kante 26 ist.
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Wie
insbesondere aus 3 hervorgeht, ist der zweite
Bereich 12 des Querelements 4 nach links, wie
in 3 dargestellt, versetzt, wobei als Ergebnis davon
ein Vorsprung 14 auf der vorderen Seite des Querelements 4 gebildet
wird, während
eine Aussparung 15 auf der hinteren Seite vorhanden ist. Wie
aus 2 und 4 deutlich wird, erstrecken sich
der Vorsprung 14 und die Aussparung 15 in horizontaler
Richtung über
den gesamten zweiten Bereich 12 des Querelements 4.
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Der
Vorsprung 14 und die Aussparung 15 greifen in
den geraden Abschnitten des Treibriemens 1 ineinander,
so daß als
Ergebnis davon verhindert wird, daß zwei aneinanderstoßende Querelemente 4 sich
relativ zueinander verschieben.
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Wie 2 zeigt,
ist der Vorsprung 14 zentral mit einem ausgesparten Bereich 16 versehen,
und 4 zeigt, daß die
Aussparung 15 zentral mit einem vorstehenden Bereich 17 versehen
ist. Auf diese Weise umfassen die Oberflächen des Vorsprungs 14 und
der Aussparung 15 Bereiche, die sich unter einem Winkel
zu einer horizontalen Linie in der Ebene, in der die Bandpakete 5, 6 liegen,
erstrecken, wobei sich diese senkrecht zu der Richtung des Treibriemens 1 erstreckt.
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In
einem geraden Abschnitt des Treibriemens 1 kommt der vorstehende
Bereich 17 in Zusammenwirken mit dem ausgesparten Bereich 16,
so daß eine
relative Bewegung von zwei Querelementen 4, die benachbart
zueinander liegen, reduziert oder völlig verhindert wird, als Ergebnis
davon, daß die
genannten Bereiche, die einen Winkel einschließen, in Kontakt miteinander
kommen.
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Wie
aus den Zeichnungen deutlich wird, sind der Vorsprung 14 und
die Aussparung 15 ganz in dem zweiten Bereich 12 des
Querelements 4 angeordnet, so daß als Ergebnis davon ihre Abmessung
in Querrichtung oder horizontaler Richtung begrenzt ist.
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Jede
der Aussparungen 7, 8 ist durch eine innere Oberfläche begrenzt,
die durch Abschnitte des ersten Bereichs 11, des zweiten
Bereichs 12 und des dritten Bereichs 13 des Querelements 4 gebildet wird.
Die genannten Abschnitte sind durch Bezugszeichen 21, 22 und 23 in 5 bezeichnet.
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5 zeigt
eine detaillierte Ansicht der Form der Aussparung 7. Die
innere Oberfläche 21 weist
einen geraden oder geringfügig
gekrümmten
Bereich an der Stelle des ersten Bereichs 11 des Querelements 4 auf,
wobei dieser Bereich in Kontakt mit den Bandpaketen 5 kommt.
Dieser Bereich geht in einen konvexen Abschnitt davon über, der
einen Radius R2 aufweist, und in einen konkaven Abschnitt der inneren
Oberfläche,
der einen Radius R1 an der Stelle aufweist, an der der Abschnitt
der inneren Oberfläche in
den Abschnitt 22 übergeht.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist R1 näherungsweise
gleich dem halben Abstand B, wobei dieser Abstand die größte vertikale
Abmessung der Aussparung 7 in der Nähe des zweiten Bereichs 12 des
Querelements 4 ist. Die innere Oberfläche 22 an der Stelle
des zweiten Bereichs 12 kann einen vertikalen, geraden
Abschnitt an der Stelle des zweiten Bereichs 12 zeigen,
wobei allerdings in der dargestellten Ausführungsform dieser Abschnitt 22 der inneren
Oberfläche
in seiner Gesamtheit gekrümmt ist,
und dies praktisch in der Form eines Bogens mit einem Radius R1.
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In 5 bezeichnet
die Angabe A die kleinste vertikale Abmessung der Aussparung 7,
wobei diese Abmessung in bevorzugter Weise mehr als 80% der größten vertikalen
Abmessung B der Aussparung 7 in der Nähe des zweiten Bereichs 12 des
Querelements 4 beträgt.
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5 zeigt
den Winkel a, wobei es sich hierbei um den Winkel handelt, den der
Abschnitt 22 der inneren Oberfläche, der durch den zweiten
Bereich 12 des Querelements 4 gebildet wird, in
der Nähe
der Unterseite der Bandpakete 5, 6 mit der Ebene
einschließt,
in der die Bandpakete 5, 6 liegen. Wie in 5 dargestellt
ist, ist der genannte Winkel ein spitzer Winkel, vorzugsweise von
weniger als 85°.
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In
der Praxis hat es sich gezeigt, daß die konvexe Krümmung, die
einen Radius R2 aufweist, genügend
groß sein
muß, beispielsweise
0,4 mm oder mehr. Wenn der Radius R2 nicht groß genug ist, kann eine Beschädigung des
innersten Bands der Bandpakete 5, 6 die Folge
sein. Auch der Radius R1 der angrenzenden konkaven Krümmung muß genügend groß sein.
Es hat sich gezeigt, daß dann,
wenn R1 größer als
0,7 mm ist, die Gefahr eines Bruchs des Querelements 4 auf
ein solches Maß reduziert ist,
daß der
erste Bereich 11 von 64 kleiner sein kann, d.h. eine kleinere
Masse aufweisen kann. Es ist auf diese Weise möglich, den Abstand zwischen
dem unteren Rand 24 des Querelements 4 und der
inneren Oberfläche 21, 22 an
der Stelle der vorgenannten Krümmung
erheblich zu reduzieren, d.h. daß dieser Abstand wesentlich
kleiner sein kann als die Höhe
H der Oberfläche 25 des
Querelements 4, die in Kontakt mit den Riemenscheiben 2, 3 kommt.
Eine solche Verringerung trägt
zu einem zufriedenstellenden dynamischen Verhalten des Querelements
bei. Bevorzugt kann der untere Rand 24 über im wesentlichen seine gesamte
Länge konkav
sein.
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Die
vorstehend beschriebene Ausführungsform
zeigt lediglich eine beispielhafte Ausführungsform, wobei zahlreiche
andere Ausführungsformen möglich sind.