DE60310197T2

DE60310197T2 - Riemen für stufenloses getriebe

Info

Publication number: DE60310197T2
Application number: DE60310197T
Authority: DE
Inventors: Alexander Troy SERKH
Original assignee: Gates Corp
Current assignee: Gates Corp
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: US6863632B2; US20030148842A1; CA2474544C; JP2006504905A; TW573105B; CN1302211C; EP1472473A1; KR100592361B1; EP1472473B1; ES2278169T3; ATE347662T1; US6758778B2; DE60310197D1; AU2003210601A1; WO2003067121A1; TW200302904A; BR0307449A; JP4108039B2; AU2003210601B2; CA2474544A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen CVT-Riemen, der einen Mehrfachrippenriemen mit quer befestigten Clips aufweist.
Technischer Hintergrund der Erfindung
Riemen für durchgehend variable Übertragung (continuously variable transmission CVT) weisen generell mehrere Teile auf, die quer an einem Endlosteil angeordnet sind. Die Riemen müssen derart konfiguriert sein, dass sie von einer CVT-Riemenscheibe sowohl "geschoben" als auch "gezogen" werden können. Dies bedeutet, dass sie in der Lage sein müssen, entlang einer Längsachse eines Endlosteils sowohl Druck- als auch Zugkräfte aushalten können.
Das Endlosteil kann Metall oder ein Elastomermaterial aufweisen. Beim Stand der Technik hat das Endlosteil generell eine Form, die insbesondere für einen CVT-Riemen geeignet ist, und das Endlosteil hat keine industrielle Anwendbarkeit als diejenige für einen CVT-Riemen. Dies hat die Auswirkung, dass ein derartiges CVT-Endlosteil kostenaufwendiger ist als andere, leichter verfügbare Riemen wie z.B. ein Mehrfachrippen-Kraftübertragungsriemen.
Zum Stand der Technik zählt ferner ein CVT-Riemen, der einen Kern-Mehrfachrippenriemen aufweist, an dem quer angeordnete Clips befestigt sind. Der Mehrfachrippenriemen ist vom Typ her auch anderweitig in Kraftübertragungssystemen verwendbar, wenn er nicht in einen CVT-Riemen einbezogen ist; siehe z.B. US-4,484,903, deren Offenbarung die Basis für den Oberbegriff des hier angefügten Anspruchs 1 bildet.
Repräsentativ für den Stand der Technik ist das U.S.-Patent Nr. 6,306,055 von Serkh (2001), das einen Kern-Mehrfachrippenriemen mit mehreren um den Mehrfachrippenriemen angeordneten Clips beschreibt.
Herkömmliche Mehrfachrippenriemen weisen ferner Elastomerbänder auf, die den zusammengefügten Riemen zusammenhalten. Der Zusammengriff mit dem Riemen erfolgt dann mittels eines U-förmigen Schlitzes, der in jedem Clip zwischen den Elastomerbändern ausgebildet ist. Aufgrund eines derartigen Zusammengriffs mit dem Riemen wird die Anordnung anfällig gegenüber zentripetalen Kräften, die durch den Betrieb des mit dem Riemen versehenen Systems verursacht werden. Zudem ist während des Betriebs jeder "Arm" des U-förmigen Clips einem Biegemoment ausgesetzt, während er sich zwischen den Riemenscheiben bewegt. Dieser Biegezustand kann möglicherweise ein Versagen verursachen.
Es besteht Bedarf an einem Riemen, der einen Mehrfachrippenriemen aufweist, welcher in Schlitze eingreift, die in quer angeordneten Clips ausgebildet sind. Es wird ein Riemen benötigt, der zwei Mehrfachrippenriemen aufweist, wobei jeder dieser Riemen in einen gegenüberliegenden Schlitz eines quer angeordneten Clips eingreift. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf.
Überblick über die Erfindung
Der Hauptaspekt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Riemens, der einen Mehrfachrippenriemen aufweist, der in Schlitze eingreift, die in quer angeordneten Clips ausgebildet sind.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Riemens, der zwei Mehrfachrippenriemen aufweist, wobei jeder dieser Riemen in einem gegenüberliegenden Schlitz eingreift, der in einem quer angeordneten Clip ausgebildet ist.
Weitere Aspekte der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung der Erfindung und den beigefügten Zeichnungen dargelegt oder ergeben sich in offensichtlicher Weise daraus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, die in Anspruch 1 definiert ist, weist ein CVT-Riemen zwei Mehrfachrippenriemen auf. Jeder dieser Riemen greift in einem gegenüberliegenden Schlitz eines quer angeordneten Clips ein. Jeder Riemen wird in jedem Schlitz mittels eines flachen Riemens rückgehalten, der in jedem Schlitz zusammen mit dem Mehrfachrippenriemen sandwichartig angeordnet ist. Zwischen sämtlichen Paaren von Clips sind Abstandsteile angeordnet.
Mit der vorliegenden Erfindung werden ferner zwei Verfahren zum Zusammenfügen eines derartigen Riemens vorgeschlagen, die in den Ansprüchen 2 und 5 definiert sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Ansicht eines herkömmlichen CVT-Riemen-Clips.
2 zeigt eine Ansicht eines herkömmlichen CVT-Riemen-Clips.
3 zeigt eine Vorderansicht eines Clips bei dem Riemen gemäß der Erfindung.
4 zeigt eine Seitenansicht eines Teils des Riemens gemäß der Erfindung.
5 zeigt eine Seitenansicht des Riemens gemäß der Erfindung.
6 zeigt eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Schritts beim Zusammenfügen des Riemens gemäß der Erfindung.
7 zeigt eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Schritts beim Zusammenfügen des Riemens gemäß der Erfindung.
7A zeigt eine seitlich der Ansicht gemäß 7 angesetzte Ansicht.
8 zeigt eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Schritts beim Zusammenfügen des Riemens gemäß der Erfindung.
8A zeigt eine seitlich der Ansicht gemäß 8 angesetzte Ansicht.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Clips bei dem Riemen gemäß der Erfindung.
9A zeigt eine Seitenansicht eines Teils des in 9 gezeigten Riemens gemäß der Erfindung.
10 zeigt eine Seitenansicht eines Teils des Riemens gemäß der Erfindung.
11 zeigt eine Seitenansicht zur Veranschaulichung eines Schritts beim Zusammenfügen des Riemens gemäß der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Ansicht eines herkömmlichen Clips für CVT-Riemen. Mit dem Clip C1 greifen Endlosteile E1 und E2 zusammen. Die Endlosteile E1 und E2 weisen ein Metallmaterial auf. Jedes Teil E1 und E2 weist mehrere parallele Ebenen auf.
2 zeigt eine Ansicht eines herkömmlichen Clips für CVT-Riemen. Mit dem Clip C2 greifen Endlosteile E3 und E4 zusammen. Die Endlosteile E3 und E4 weisen Elastomermaterial mit darin eingebetteten Zugbändern T1 und T2 auf. Die Clips C2 können metallisches oder nichtmetallisches Material aufweisen. Die Teile E3 und E4 weisen kein Mehrfachrippenprofil auf.
3 zeigt eine Vorderansicht eines Clips bei dem Riemen gemäß der Erfindung. Der Riemen gemäß der Erfindung weist mehrere Clips 2 auf. Jeder Clip 2 ist im Wesentlichen eben und beschreibt generell die Form eines "I". Die "I"-Form des Clips 2 gewährleistet, dass Druckkräfte, die beim Durchtritt des Riemens und der Clips durch die CVT-Riemenscheiben erzeugt werden, kompressiv bleiben und den Clip nicht in anderer Weise einem Biegemoment aussetzen. Bei dem Riemen gemäß der Erfindung sind mehrere Clips 2 parallel nebeneinander angeordnet; siehe 5.
Zugteile 12, 14 weisen jeweils einen Mehrfachrippenriemen auf. Die Rippen verlaufen entlang der Längsachse des Riemens. Die Zugteile 12, 14 weisen ferner Zugbänder 40, 41 auf, die in die Zugteile eingebettet sind. Die Zugbänder 40, 41 können Aramid, Nylon 4.6, Nylon 6.6, Polyester, oder beliebige Kombinationen oder Äquivalente dieser Materialien aufweisen.
Abstandsbänder 8,10 greifen in die Schlitze 44, 46 jedes Clips 2 ein. Ein unterer Teil jedes Schlitzes 44, 46 beschreibt ein Mehrfachrippenprofil 48, 50 zum kooperierenden Zusammengriff mit einem Mehrfachrippenriemen 12 bzw. 14.
4 zeigt eine Seitenansicht eines Teils des Riemens gemäß der Erfindung. Die Clips 2 weisen jeweils Arme 22, 24 auf. Abstandsteile 30 füllen einen Raum zwischen den Clips 2 aus, um einen korrekten Zusammengriff des Clips mit den Teilen 10 (nicht gezeigt) und 12 zu gewährleisten.
5 zeigt eine Seitenansicht der Riemens gemäß der Erfindung. Der Riemen 500 weist mehrere Clips 2 auf, die mit Zugteilen 12, 14 zusammengreifen, um den Endlos-CVT-Riemen gemäß der Erfindung zu bilden.
6 veranschaulicht in Seitenansicht einen Schritt beim Zusammenfügen des Riemens gemäß der Erfindung. Eine Länge des Riemens gemäß der Erfindung ist bestimmt durch die Anzahl der Clips sowie durch die Gesamtlänge der Zugteile 12, 14. Zum Installieren der Zugteile 12, 14 an einem Riemen mit einer vorbestimmten Anzahl von Clips muss jedes Zugband etwas gedehnt werden. Beispielsweise werden im Fall eines Riemens mit einer Länge von 720-740 mm die Zugbänder 12, 14 radial um 2-3 mm gedehnt. Dadurch ergibt sich in der Riemenlänge eine Dehnung von 12-19 mm, was eine Dehnung im Bereich von 1,6% bis 2,6% bedeutet. Riemen mit einem Elastizitätsmodul im Bereich von ungefähr 1500 bis 3000 N/mm sind für die hier beschriebene Dehnung gut geeignet.
Zum Zusammenfügen des Riemens wird eine ausreichende Anzahl von Clips in der Endkonfiguration angeordnet, und dann wird jedes Zugteil 12, 14 gedehnt und in jeden Schlitz 44, 46 eingeführt.
Gemäß einem weiteren Verfahren zum Zusammenfügen wird ebenfalls zunächst eine vorbestimmte Anzahl von Clips 2 des Riemens 50 in Endlosform angeordnet. Bei diesem Verfahren jedoch beginnt das Zusammenfügen damit, dass eine Anzahl von Abstandsteilen – siehe 4 – von dem Riemen abgenommen wird. Falls beispielsweise ein Abstandsteil 30 eine Dicke von 1 mm hat, werden anfangs 18 bis 21 Abstandsteile weggelassen. Dies hat den Effekt, dass der Riemen anfangs 18-21 mm kürzer ist. Dadurch wird ein hinreichendes Spiel ermöglicht, um die Zugbänder 12, 14 in die Schlitze 44, 46 einführen zu können. Nachdem die Zugteile 12, 14 platziert worden sind, werden sie zunächst in einem oberen Bereich jedes Schlitzes 44, 46 angeordnet; siehe 7 und 7A. Dann wird ein Spalt in jedem der übrigen Clips ausgebildet, um das Hinzufügen der übrigen 18 bis 21 Clips aufzunehmen. Dies hat den Effekt, dass der Riemenradius vergrö ßert wird, so dass die Zugteile 12, 14 in einem tieferen Bereich jedes Schlitzes 44, 46 angeordnet werden und dadurch eine Querbewegung zwischen dem Clip 2 und den Zugteilen 12, 14 verhindert wird; siehe 8 und 8A.
Nachdem die übrigen Abstandsteile platziert worden sind, wird ein letztes Ausgleichs-Abstandsteil 30 zwischen zwei verbleibenden Clips 2 eingeführt, um jeglichen verbleibenden Zwischenraum zwischen sämtlichen Clips zu beseitigen; siehe 9, 9A und 10. Ein Abstandsteil 30 verriegelt jeden Clip in seiner Position an dem zusammengefügten Riemen. Die Abstandsteile 30 bewirken eine enge Anpassung zwischen sämtlichen Clips, wodurch bei der Betrieb des erfindungsgemäßen Riemens der gewünschte Schubeffekt ermöglicht wird.
Nachdem die Zugteile 12, 14 in den Schlitzen 44, 46 platziert worden sind, werden sämtliche Teile 8, 10 in einen jeweiligen Schlitzraum 60, 62 eingeführt. Die Teile 8, 10 weisen Elastomermaterial wie z.B. Naturkautschuk, synthetischen Kautschuk oder beliebige Äquivalente oder Kombinationen dieser Materialien auf. Die kombinierte Dicke T des Teils 8, 10 und des Teils 12, 14 ist größer als die Breite W des Schlitzes 44, 46, so dass die Teile 8, 10 und die Teile 12, 14 zusammengedrückt werden. Dies gewährleistet ein korrektes Zusammengreifen der Teile 12, 14 mit einer Schlitzfläche 48, 50, wodurch eine Querbewegung eines Zugteils relativ zu einem Clip verhindert wird.
7 zeigt in Seitenansicht einen Schritt beim Zusammenfügen des Riemens gemäß der Erfindung.
7A zeigt eine seitlich der Ansicht gemäß 7 angesetzte Ansicht.
8 zeigt in Seitenansicht einen Schritt beim Zusammenfügen des Riemens gemäß der Erfindung. Die Teile 12, 14 sind im Zusammengriff mit dem Mehrfachrippenprofil 48, 50 in dem unteren Bereich der Schlitze 44, 46 des Clips 2 gezeigt.
8A zeigt eine seitlich der Ansicht gemäß 8 angesetzte Ansicht.
9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Clips bei dem Riemen gemäß der Erfindung. Das Abstandsteil 30 weist ein Material mit niedrigem Reibkoeffizienten auf, um eine Bewegung zwischen benachbarten Clips 2 zu erleichtern. Die Arme 22, 24 weisen jeweils schrägverlaufende Flächen 54, 56 zum Zusammengriff mit einer (nicht gezeigten) Riemenscheibe oder anderen Antriebsfläche auf. Die Arme 26, 28 weisen jeweils schrägverlaufende Flächen 58, 59 zum Zusammengriff mit einer (nicht gezeigten) Riemenscheibe oder anderen Antriebsfläche auf. Zwischen sämtliche Clips 2 wird ein Abstandsteil 30 eingefügt, nachdem die Teile 12, 14 installiert worden sind.
9A zeigt eine Seitenansicht eines Teils des in 9 gezeigten Riemens gemäß der Erfindung.
10 zeigt eine Seitenansicht eines Teils des Riemens gemäß der Erfindung. Das Ende 36 wird während des Zusammenfügens gebogen, um das Abstandsteil 30 an einen Clip 2 zu klemmen.
11 zeigt in Seitenansicht einen Schritt beim Zusammenfügen des Riemens gemäß der Erfindung. Nachdem die Teile 12, 14 platziert worden sind, werden die Teile 8, 10 etwas gedehnt und quer in die Schlitze 60, 62 bewegt. Die Teile 8, 10 weisen Elastomermaterial wie z.B. Naturkautschuk, synthetischen Kautschuk oder beliebige Äquivalente oder Kombinationen dieser Materialien auf.
Obwohl hier eine Form der Erfindung beschrieben worden ist, wird Fachleuten ersichtlich sein, dass an der Ausgestaltung und der gegenseitigen Beziehung der Teile Variationen vorgenommen werden können, ohne von dem in den Ansprüchen definierten Umfang der hier beschriebenen Erfindung abzuweichen.

Claims

Riemen (500) mit: mehreren nebeneinander angeordneten ebenen Körpern (2), wobei jeder ebene Körper (2) voneinander abgewandte Schlitze (44, 46) aufweist; und einem ersten Endlosteil (12, 14), das in jeden Schlitz (44, 46) eingreift; wobei jeder Schlitz (44, 46) ferner ein Profil hat, das zum kooperierenden Zusammengriff mit einem Profil des ersten Endlosteils geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass: jedes erste Endlosteil (12, 14) ein Mehrfachrippenprofil hat; ein zweites Endlosteil (8, 10) zusammen mit dem ersten Endlosteil (12, 14) kooperierend in jeden Schlitz (44, 46) eingreift und der Riemen (500) ferner ein zwischen jedem Paar ebener Körper (2) angeordnetes Abstandsteil (30) aufweist.
Verfahren zum Zusammenfügen des Riemens (500) gemäß Anspruch 1, mit folgenden Schritten: Anordnen mehrerer ebener Körper (2) in Endlosform; Platzieren eines Endlos-Zugteils (12) in Eingriff mit den ebenen Körpern (2); Einführen eines Abstandsteils (30) zwischen eine vorbestimmte Anzahl ebener Körper (2); und Platzieren eines Endlos-Abstandsteils (8) in Eingriff mit den ebenen Körpern (2) an einem Zugteil (12).
Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit folgenden Schritten: Platzieren eines zweiten Zugteils (14) in Eingriff mit den ebenen Körpern (2) an einer dem Endlos-Zugteil (12) entgegengesetzten Seite der ebenen Körper (2); und eingreifendes Platzieren eines Abstandsteils (10) in einer Endlosrichtung und an dem zweiten Zugteil (14).
Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit folgendem Schritt: Einführen eines Abstandsteils (30) zwischen jedes übrige ebene Teil (2).
Verfahren zum Zusammenfügen des Riemens (500) gemäß Anspruch 1, mit folgenden Schritten: Anordnen mehrerer ebener Körper (2) in Endlosform bei Platzierung der Abstandsteile (30) zwischen benachbarten ebenen Körpern (2); Dehnen eines Zugteils (12) um einen vorbestimmten Betrag; Platzieren eines Zugteils (12) in Eingriff mit den ebenen Körpern (2); und eingreifendes Platzieren eines Abstandsteils (8) an einem Zugteil (12) in den ebenen Körpern (2).
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Abstandsteile (30) zwischen sämtlichen ebenen Körpern (2) eine Querbewegung zwischen einem Clip und dem Zugteil verhindern.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner mit folgendem Schritt: Platzieren eines zweiten Zugteils (14) in Eingriff mit den ebenen Körpern (2) an einer dem Zugteil (12) entgegengesetzten Seite der ebenen Körper (2); und eingreifendes Platzieren eines Abstandsteils (10) an dem zweiten Zugteil (14).