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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anschweißen von Sicherungselementen an Druckstücke einer Laschenkette, mit Hilfe von Elektroden. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Laschenkette mit Druckstücken, die Sicherungselemente aufweisen.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 101 10 896 A1 ist eine Laschenkette für ein stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe bekannt, bei der zumindest an einzelnen Gelenkstücken Sicherungselemente mittels Widerstandschweißen befestigt werden. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 199 34 935 A1 ist ein Umschlingungsmittel für ein stufenlos einstellbares Getriebe bekannt, das quer zur Laufrichtung ausgerichtete Druckstücke aufweist, die Vorsprünge aufweisen, die durch eine Materialaufbringung durch geschweißte Elemente hergestellt werden. Aus der deutschen Patentschrift
DE 44 15 838 C1 ist eine Laschenkette für stufenlos einstellbare Kegelscheibengetriebe bekannt, die Einzelgelenkstücke aufweist, die mit Anschlägen versehen sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Anschweißen von Sicherungselementen an Druckstücke einer Laschenkette zu vereinfachen und/oder die Qualität von Schweißverbindungen zwischen Sicherungselementen und Druckstücken einer Laschenkette zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Anschweißen von Sicherungselementen an Druckstücke einer Laschenkette, mit Hilfe von Elektroden, dadurch gelöst, dass beim Anschweißen von mindestens zwei Sicherungselementen an ein Druckstück zwei Elektroden gleichzeitig an dasselbe Druckstück angelegt werden. Die Druckstücke werden auch als Wiegedruckstücke bezeichnet. In einer Laschenkette sind vorzugsweise jeweils zwei Druckstücke oder Wiegedruckstücke in einem Paar zusammengefasst. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Laschenketten für Getriebe mit einer stufenlos verstellbaren Übersetzung. Derartige Getriebe werden auch als CVT-Getriebe bezeichnet, wobei die Buchstaben CVT für die englischen Begriffe Continuously Variable Transmission stehen. CVT-Getriebe sind zum Beispiel als Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgeführt. Laschenketten von CVT-Getrieben werden auch als CVT-Ketten bezeichnet. Derartige CVT-Ketten umfassen Druckstücke, die auch als Wiegedruckstücke bezeichnet werden und quer zu einer Laufrichtung der Kette ausgerichtet sind. Die Druckstücke greifen in Öffnungen von parallel zur Laufrichtung angeordneten Laschen ein. An die Druckstücke sind Sicherungselemente angeschweißt. Die Sicherungselemente stellen eine Verliersicherung und/oder einen Anschlag dar. An die Enden der Druckstücke können jeweils ein Sicherungselement oder zwei Sicherungselemente angeschweißt sein. Durch das Anlegen der beiden Elektroden an dasselbe Druckstück können unerwünschte Strompfade beim Schweißen über zwei Wiegedruckstücke eines Wiegedruckstückpaars aber auch zwischen Wiegedruckstücken und Laschen der Laschenkette verhindert werden. Dadurch kann vorteilhaft ein unerwünschtes Überhitzen in den Kontaktstellen, insbesondere an den Wiegedruckstücken sowie an Lascheninnenseiten, vermieden werden. Dadurch kann ein unerwünschtes Entstehen von Neuhärtezonen mit verminderter Härte vermieden werden. Darüber hinaus können unerwünschte Gefügeänderungen sowie Rissbildungen verhindert und die Lebensdauer der CVT-Ketten im Betrieb erhöht werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Sicherungselement zwischen den Elektroden und demselben Druckstück angeordnet ist. Bei dem Sicherungselement handelt es sich zum Beispiel um ein Stück Draht. Der Draht weist vorteilhaft einen runden Querschnitt auf. Die Gestalt der Elektrode ist vorteilhaft an die Gestalt des Sicherungselements angepasst. Zu diesem Zweck ist die Elektrode vorteilhaft mit einer Aufnahme versehen, die, im Querschnitt betrachtet, die Gestalt eines Kreisbogens aufweist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück beim Anschweißen von mindestens zwei Sicherungselementen mit Hilfe einer elektrisch isolierenden Positioniervorrichtung relativ zu den Elektroden positioniert wird. Die Positioniervorrichtung ist vorteilhaft aus einem Isolatormaterial gebildet, das gegenüber den Elektroden beziehungsweise dem Drückstück, an welchem die Elektroden anliegen, elektrisch isolierend wirkt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden beim Anschweißen von mindestens zwei Sicherungselementen an ein Druckstück gleichzeitig an dasselbe Druckstück eines Druckstückpaars angelegt werden. Das Druckstückpaar umfasst neben dem Druckstück, an welches die Sicherungselemente angeschweißt werden, ein weiteres Druckstück. Die beiden Druckstücke des Druckstückpaars stellen vorteilhaft ein Wiegegelenk dar und werden daher auch als Wiegedruckstücke bezeichnet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstücke des Druckstückpaars zwischen zwei elektrisch isolierenden Positionierbacken positioniert werden. Dadurch wird das Anlegen der Elektroden an dasselbe Druckstück erheblich vereinfacht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierbacken jeweils einen Aufnahmebereich aufweisen, dessen Gestalt an die Gestalt der zu positionierenden Druckstücke angepasst ist. Dadurch wird eine unerwünschte Bewegung der Druckstücke zwischen den beiden Positionierbacken eingeschränkt oder verhindert.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein erstes Sicherungselement, das einen ersten Kontaktwiderstand aufweist, in einem ersten Kontaktbereich zwischen dem ersten Sicherungselement und dem Druckstück aufgeschmolzen wird, bevor ein zweites Sicherungselement, das einen zweiten Kontaktwiderstand aufweist, der größer als der erste Kontaktwiderstand ist, in einem zweiten Kontaktbereich zwischen dem zweiten Sicherungselement und demselben Druckstück aufgeschmolzen wird. Nach einer zweimaligen Reduktion des Gesamtwiderstands zwischen den Elektroden kann der Schweißvorgang beendet werden.
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Die oben angegebene Aufgabe ist bei einer Laschenkette mit Druckstücken, die Sicherungselemente aufweisen, die insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren an die Druckstücke angeschweißt sind, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass die Sicherungselemente jeweils mindestens eine mit einer Abschrägung versehene Stirnfläche aufweisen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Geometrie der Sicherungselemente vorteilhaft so gewählt, dass Abscherkräfte an den Sicherungselementen erhöht werden. Das kann vorteilhaft durch die Abschrägung oder Abflachung mindestens einer Stirnfläche der Sicherungselemente erreicht werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Laschenkette ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abschrägung an einer Laschen zugewandten Stirnfläche vorgesehen ist. Die Abschrägung ist, bezogen auf eine Laschenkette, vorteilhaft an einer nach innen gewandten Stirnfläche des jeweiligen Sicherungselements vorgesehen. Je nach Ausführung können auch beide Stirnflächen des jeweiligen Sicherungselements mit einer Abschrägung oder Abflachung versehen sein. Die Abschrägung oder Abflachung ist vorteilhaft so ausgeführt, dass die jeweilige Stirnfläche nicht mehr rechtwinklig zu dem zugehörigen Druckstück angeordnet ist, sondern in einem stumpfen Winkel.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Druckstück und/oder ein Sicherungselement für eine vorab beschriebene Laschenkette. Das Druckstück und/oder das Sicherungselement sind/ist separat handelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine vereinfachte Darstellung eines Wiegedruckstückpaars beim Anschweißen von zwei Sicherungselementen an eines der Wiegedruckstücke und
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2 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Laschenkette mit Wiegedruckstücken, an welche Sicherungselemente angeschweißt sind.
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In 1 sind zwei Druckstücke 1, 2 eines Druckstückpaars 4 einer (in 1 nicht dargestellten) Laschenkette mit Blick auf die Enden der Druckstücke 1, 2 dargestellt. Die beiden Druckstücke 1, 2 des Druckstückpaars 4 stellen ein Wiegegelenk dar. Daher werden die Druckstücke 1 und 2 auch als Wiegedruckstücke bezeichnet. Analog wird das Druckstückpaar 4 auch als Wiegedruckstückpaar bezeichnet.
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An das Druckstück 2 werden mit Hilfe einer Schweißvorrichtung 10 zwei Sicherungselemente 5, 6 angeschweißt. Die Schweißvorrichtung 10 umfasst eine Elektrode 11 und eine Elektrode 12. Die Elektrode 11 weist an ihrem dem Druckstück 2 zugewandten Ende eine im Querschnitt halbkreisförmige Ausnehmung auf, in der das Sicherungselement 5 angeordnet ist. Das Sicherungselement 5 liegt an dem Druckstück 2 an. Das Sicherungselement 6 liegt an demselben Druckstück 2 an. Dabei ist das Sicherungselement 6 in einer im Querschnitt halbkreisförmigen Ausnehmung der Elektrode 12 angeordnet.
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Die Elektrode 12 ist im Wesentlichen von unten an das Druckstück 2 herangeführt. Die Elektrode 11 ist im Wesentlichen von oben an das Druckstück 2 herangeführt. Die beiden Druckstücke 1 und 2 des Druckstückpaars 4 liegen aneinander an und werden mit Hilfe einer Positioniervorrichtung 15 positioniert. Alternativ können auch beide Elektroden auf derselben Höhe herangeführt werden.
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Die Positioniervorrichtung 15 umfasst zwei Positionierbacken 16, 17, zwischen denen die beiden Druckstücke 1 und 2 angeordnet sind. Um eine unerwünschte Relativbewegung der Druckstücke 1 und 2 relativ zueinander beim Anschweißen der Sicherungselemente 5, 6 an das Druckstück 2 zu verhindern, ist jede Positionierbacke 16, 17 mit einem speziell konturierten Aufnahmebereich 18, 19 ausgestattet. Der Aufnahmebereich 18, der Positionierbacke 16 ist an die Gestalt des Druckstücks 1 angepasst. Der Aufnahmebereich 19 der Positionierbacke 17 ist an die Gestalt des Druckstücks 2 angepasst.
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Mit der Schweißvorrichtung 10 werden durch Widerstandsschweißen an jedes Wiegedruckstück oder Druckstück 2 zwei Sicherungselemente 5, 6 angeschweißt. Beim Widerstandsschweißen können in Abhängigkeit vom Schweißverfahren unerwünschte Strompfade über die Kontaktstellen zwischen den beiden Wiegedruckstücken, aber auch zwischen den Wiegedruckstücken und Laschen der Laschenkette, auftreten.
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Durch die unerwünschten Strompfade kann es während des Schweißvorgangs zu einer Überhitzung in den Kontaktstellen, das heißt an den Wiegedruckstücken sowie an den Lascheninnenseiten, kommen. Dadurch entstehen an diesen Stellen teilweise stark ausgebildete Neuhärtezonen mit verminderter Härte, Gefügeänderungen sowie Rissbildung. Diese unerwünschten Wärmeeinflusszonen können zu einer Vorschädigung der Wiegedruckstücke und der Laschen und schließlich zum Ausfall der betroffenen Laschenkette führen.
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Durch das erfindungsgemäße Schweißverfahren kann das Auftreten von Anlassstellen an den Wiegedruckstücken oder an den Laschen der Laschenkette reduziert, insbesondere vollständig verhindert werden. Das Problem einer ungewollten Überhitzung in den Kontaktstellen, das heißt zwischen den beiden Wiegedruckstücken 1, 2 oder zwischen den Wiegedruckstücken und den Laschen der Laschenkette, tritt insbesondere nur dann auf, wenn Strompfade über diese Kontaktstellen existieren.
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Die Kontaktwiderstände sind abhängig von den Randbedingungen, insbesondere dem Kontaktdruck, und können daher sehr stark variieren, was nicht reproduzierbar ist. Um die unerwünschten Strompfade zu vermeiden, werden die Elektroden 11, 12, die zum Beispiel als Kupferelektroden ausgeführt sind, gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung nur über ein Wiegedruckstück 2 in Kontakt gebracht.
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Dabei vereinfacht die Positioniervorrichtung 15 mit den beiden Positionierbacken 16, 17 das Positionieren der Druckstücke 1, 2 und ermöglicht zudem eine möglichst hohe Anpresskraft der beiden Elektroden 11, 12 mit den beiden Sicherungselementen 5, 6. Die Sicherungselemente 5, 6 sind vorteilhaft aus einem Stück Draht gebildet. Die Positionierbacken 16, 17 der Positioniervorrichtung 15 sind aus einem elektrisch isolierenden Isolatormaterial gebildet.
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Weil die beiden Elektroden 11, 12 nur mit dem Wiegedruckstück 2 in Kontakt stehen, können besonders vorteilhaft in einem Prozessschritt zwei Sicherungselemente 5, 6 angeschweißt werden. Zunächst wird dasjenige Sicherungselemente 5, 6 mit dem höheren Kontaktwiderstand in der Anlagefläche zwischen dem Sicherungselement und dem Wiegedruckstück 2 aufschmelzen. Zum Zeitpunkt des Aufschmelzens wird der höhere Kontaktwiderstand stark abfallen, weil die Schmelze einen geringeren Widerstand als der Festkörperkontakt aufweist.
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Ab diesem Zeitpunkt wird der geringere Kontaktwiderstand zwischen dem anderen Sicherungselement 6, 5 und dem Wiegedruckstück 2 bedingt durch den Festkörperkontakt zwischen dem zweiten Sicherungselement 6 und dem Wiegedruckstück 2 der dominierende Kontaktwiderstand in der Reihenschaltung der beiden Kontaktwiderstände sein. Dadurch kommt es auch zum Aufschmelzen in dieser Kontaktzone, wodurch der zweite Kontaktwiderstand ebenfalls stark abfällt. Bei entsprechender Überwachung des Gesamtwiderstands kann der Schweißprozess in dem Moment, in dem der Gesamtwiderstand eine zweimalige Reduktion aufweist, beendet werden.
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Für das Anschweißen von zwei weiteren Sicherungselementen an das andere Druckstück 1 des Druckstückpaars 4 wird das erfindungsgemäße Verfahren wiederholt. Ebenso wird das Verfahren wiederholt für das Aufschweißen von zwei weiteren Sicherungselementen auf die andere Seite beziehungsweise das andere Ende der Wiegedruckstücke.
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Die Sicherungselemente 5, 6 können eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde des Weiteren herausgefunden, dass eine Stoßbelastung der Laschen auf die Sicherungselemente, zum Beispiel durch Trägheitskräfte bei Stoßbelastung während des Transports, zu einem Abscheren der Sicherungselemente von den Druckstücken führen kann.
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Die Belastung auf die Sicherungselemente kann gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung reduziert werden, wenn die wirkenden Trägheitskräfte nicht parallel zur Kontaktfläche zwischen dem Sicherungselement und dem Druckstück wirken.
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Das kann zum Beispiel durch eine Abflachung oder Abschrägung mindestens einer Stirnseite oder Stirnfläche der Sicherungselemente erreicht werden. Durch die Abschrägung oder Abflachung wird auf einfache Art und Weise eine Kraftkomponente senkrecht zur Kontaktfläche zwischen den Sicherungselementen und dem Wiegedruckstück geschaffen. Dadurch kann die Abscherkraft aufgrund der kleineren Hebelwirkung reduziert werden.
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In 2 ist ein Abschnitt einer Laschenkette 20 mit einer Vielzahl von Laschen perspektivisch dargestellt. Die Laschen der Laschenkette 20 sind durch Wiegegelenke miteinander verbunden. Durch eine in 2 im Vordergrund angeordnete Lasche 21 der Laschenkette 20 ragen zwei Druckstückpaare 24, 25 heraus. Jedes Druckstückpaar umfasst zwei Druckstücke 26, 27. Jedes der Druckstücke 26, 27 wiederum weist an seinem Ende zwei Sicherungselemente 31, 32 auf.
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Die Sicherungselemente 31, 32 sind aus Drahtstücken gebildet und mit Hilfe des in 1 dargestellten Schweißverfahrens an das Druckstück 27 angeschweißt. Dabei sind die Enden der Sicherungselemente 31, 32 nicht gerade abgeschnitten, sondern mit Abschrägungen 35, 36 versehen.
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Die Sicherungselemente 31, 32 sind jeweils an beiden Enden mit einer Abschrägung 35, 36 versehen. Die Abschrägungen 35, 36 an den der Lasche 21 zugewandten Enden der Sicherungselemente 31, 32 verhindern vorteilhaft, dass die Lasche 21 auf die Sicherungselemente 31, 32 aufläuft. Dadurch werden unerwünschte Beschädigungen der Lasche 21 vermieden. Die Abschrägungen 35, 36 an den der Lasche 21 abgewandten Enden der Sicherungselemente 31, 32 verringern die Gefahr eines Abscherens der Sicherungselemente beim Transport der Laschenkette.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckstück
- 2
- Druckstück
- 4
- Druckstückpaar
- 5
- Sicherungselement
- 6
- Sicherungselement
- 10
- Schweißvorrichtung
- 11
- Elektrode
- 12
- Elektrode
- 15
- Positioniervorrichtung
- 16
- Positionierbacke
- 17
- Positionierbacke
- 18
- Aufnahmebereich
- 19
- Aufnahmebereich
- 20
- Laschenkette
- 21
- Lasche
- 24
- Druckstückpaar
- 25
- Druckstückpaar
- 26
- Druckstück
- 27
- Druckstück
- 31
- Sicherungselement
- 32
- Sicherungselement
- 34
- Abschrägung
- 35
- Abschrägung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10110896 A1 [0002]
- DE 19934935 A1 [0002]
- DE 4415838 C1 [0002]
