DE69401532T2

DE69401532T2 - Treibriemen

Info

Publication number: DE69401532T2
Application number: DE1994601532
Authority: DE
Inventors: Paulus Maria Smeets
Original assignee: Van Doornes Transmissie BV
Current assignee: Bosch Transmission Technology BV
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1994-05-04
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2014-05-05
Also published as: EP0626526B1; JP2005326019A; JPH0712177A; DE69401532D1; EP0626526A1; JP3755833B2; NL9300880A

Description

Die Erfindung betrifft einen Treibriemen, der insbesondere zur Verwendung in einem kontinuierlich veränderbaren Getriebe geeignet ist, und wie er durch die Merkmale des oberbegriffes des Anspruchs 1 definiert ist, die aus EP-A 366 169 bekannt sind.
Ein weiterer Antriebsriemen ist aus der US Patentbeschreibung 5004450 bekannt, und wird insbesondere in kontinuierlich veränderbaren Getrieben verwendet. Der Treibriemen wird in diesem Fall um zwei Riemenscheiben herum angeordnet. Die Riemenscheiben umfassen jeweils zwei Antriebsscheiben, wobei der Abstand zwischen ihnen einstellbar ist. Das Verändern des Abstandes zwischen den Antriebsscheiben der zwei Riemenscheiben bewegt den Treibriemen in unterschiedliche, radiale Lagen an den Riemenscheiben mit dem Ergebnis, daß das Übersetzungsverhältnis einstellbar ist.
Es ist auch aus der US Patentbeschreibung 4854919 bekannt, daß die geometrische Konstruktion der Riemenscheiben/Treibriemenkombination häufig bewirkt, daß der Treibriemen zwischen den zwei Riemenscheiben verzogen läuft, so daß er auch in die Riemenscheiben etwas verzogen einläuft. Die Querelemente des Treibriemens werden infolgedessen in den Riemenscheiben etwas in einer Ebene unter rechten Winkeln zu den Trägern geneigt aufgenommen. Dieses pHänomen ist in der US Patentbeschreibung 5004450 erkannt und wird dort tiberwunden, indem die Berührungsseiten der Querelemente auf eine solche Weise konstruiert werden, daß die geneigten Querelemente selbsttätig ihre Position in den Riemenscheiben korrigieren und sich ausrichten. Dies arbeitet an und für sich gut, wobei aber die Querelemente aufgrund ihrer Ausgestaltung und engen Toleranzen schwierig herzustellen und relativ teuer sind. Es treten auch große Kräfte mit dem Ergebnis auf, daß eine Überdimensionierung der Querelemente notwendig ist.
Die Zielsetzung der Erfindung ist, einen Antriebsriemen zu schaffen, bei dem das Neigen der Querelemente weitgehend überwunden wird, und der auch relativ einfach herzustellen ist, von dem garantiert ist, daß er sich gut in die Riemenscheiben einkeilt und nicht überdimensioniert werden muß. Für diesen Zweck ist die Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
In dem Antriebsriemen gemäß der Erfindung hat das Querelement einerseits ausreichend Spiel, sich relativ zu den Trägern und den Riemenscheiben zu positionieren, während andererseits ein Neigen der Querelemente auf eine solche Weise verhindert wird, daß ein gutes Einkeilen in die Riemenscheiben sichergestellt ist. Der Antriebsriemen gemäß der Erfindung ist relativ einfach und preiswert herzustellen.
Die Erfindung kann insbesondere für Treibriemen verwendet werden, die einen oder zwei Träger verwenden.
Insbesondere wird in dem Bereich, in dem der arctg größer als 0,20 und kleiner als 0,80 ist, die Wirksamkeit erhöht,und insbesondere wird auch ein verbesserter Wirkungsgrad der Übertragung erhalten. Der arctg ist vorzugsweise ungefähr 0,50.
Gemäß einer weiteren Entwicklung der Erfindung sind ein oder mehrere Querelemente mit einer Vorsprungs-/Vertiefungseinrichung versehen, in welchem Fall ein Vorsprung von einem Querelement mit etwas Spiel in der Vertiefung eines benachbarten Querelements aufgenommen werden kann. Das Spiel in diesem Fall ist vorzugsweise im wesentlichen in der axialen Richtung des Treibriemens zwischen Vorsprung und Vertiefung. Diese Maßnahme bedeutet, daß sich die Querelemente selbst in optimaler Weise nicht nur in bezug auf die Riemenscheibe und die Träger,sondern auch relativ zu benachbarten Querelementen Positionieren können.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben. In den Zeichnungen:
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines fortlaufend veränderbaren Getriebes, das mit einem Antriebsriemen gemäß der Erfindung versehen ist;
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Treibriemen, der verzogen in die Riemenscheibe läuft;
Fig. 3a zeigt einen Treibriemen im Querschnitt mit einem Querelement in der geneigten Position, um sich in der Riemenscheibe einzukeilen;
Fig. 3b zeigt einen Treibriemen gemäß Fig. 3a während des Einkeilens in der Riemenscheibe.
Fig. 4 zeigt einen Treibriemen gemäß der Erfindung im Querschnitt mit einem Querelement in der geraden Position.
Das kontinuierlich veränderbare Getriebe 1, das schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt eine Riemenscheibe 3, die auf einer ersten Welle 2 angeordnet ist, eine Riemenscheibe 5, die auf einer zweiten Welle 4 angeordnet ist, und einen Treibriemen 6, der um die Riemenscheiben 3, 5 herum angeordnet ist. Der Treibriemen 6 umfaßt einen oder mehrere endlose Träger 7, wobei die Träger selbst aus einem oder mehreren Ringen bestehen können, die kombiniert sind, um einen Träger zu bilden. Querelemente 8 sind auf den Trägern 7 angeordnet, wobei die Elemente allgemein über die Träger 7 gleiten. Es wird hier angenommen, daß die Art, auf die das kontinuierlich veränderbare Getriebe 1 arbeitet, bekannt ist.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Einlaufen des Antriebsriemens in die Riemenscheibe 3 mit den Antriebsscheiben 9, 10. Wie es im einzelnen in der US Patentbeschreibung 4854919 beschrieben ist, bewirkt die geometrische Form des kontinuierlich veränderbaren Getriebes häufig, daß der Antriebsriemen 6 verzogen in die Riemenscheibe 3 läuft. Die Folgen dieses verzogenen Laufes können in hohem Maße durch die Maßnahmen gemäß der US Patentbeschreibung 4854919 überwunden werden. Das Verziehen bewirkt, daß die Querelemente 8 des Treibriemens 6 zuerst mit der Antriebsscheibe 10 in Berührung kommen und es noch keine Berührung mit der Antriebsscheibe 9 gibt. Als ein Ergebnis wird dem Querelement 8 ein Impuls in Richtung der Antriebsscheibe 9 gegeben und es wird sich infolgedessen wieder etwas in Richtung der Antriebsscheibe 9 bewegen und sich in Richtung R (Fig. 3a) drehen. Eine solche Drehung und Querbewegung des Querelements 8 ist zum Positionieren zwischen der Antriebsscheibe 9 und der Antriebsscheibe 10 notwendig. Die Querelemente 8 sind allgemein auch mit einem Vorsprung 12 an einer Seite und einer Vertiefung 12' an der entgegengesetzten Seite versehen, die hier durch eine unterbrochene Linie angegeben ist. Der Vorsprung/Ausnehmungen 12, 12' von benachbarten Querelementen greifen dadurch aneinander ein und führen diese Querbewegung und Drehung in einem gewissen Maße. Im übrigen ist der Vorsprung/Ausnehmung für die Ausführungsform der Erfindung nicht notwendig.
Durch die Querbewegung und insbesondere die Drehung verzieht sich das Querelement 8 und liegt deshalb auch verzogen zwischen den Antriebsscheiben 9, 10 der Riemenscheibe (Fig. 3b). Die Querbewegung und Drehung sind absolut wesentlich, um die Querelemente zwischen die Riemenscheiben zu nehmen, wenn der Antriebsriemen verzogen läuft, wobei es aber insbesondere vom Gesichtspunkt des Rutschens, der Abnutzung und des Wirkungsgrades her, für die Querelemente unerwünscht ist, daß sie in der Riemenscheibe verzogen sind.
In der US Patentbeschreibung 5004450 sind die Flanken 13, 14 des Querelements 8 auf eine solche Weise geformt, daß die verzogene Position des Querelements 8 selbsttätig während des Einkeilens in die Riemenscheiben korrigiert wird.
Jedoch zielt die Erfindung in hohem Maße darauf ab, diese verzogene Position bereits vor dem Einkeilen in die Riemenscheiben zu überwinden, in welchem Fall die Maßnahmen gemäß der US Patentbeschreibung auch angewendet werden können.
Wie es in Fig. 3b gezeigt ist, dreht sich das Querelement 8, aber wird etwas darin durch den Träger 7a gehindert. Die Drehung des Querelements ist deshalb um den ersten Berührungspunkt 11 des Trägers 7a mit der Tragoberfläche 14 des Querelements 8. Andererseits ist die Drehung durch einen zweiten Berührungspunkt 16 des Trägers 7b mit der oberen Oberfläche 17 des Querelements 18 begrenzt.
Fig. 4 zeigt den Antriebsriemen 6 gemäß der Erfindung im Querschnitt, wobei das Querelement 8 in der geraden Position gezeigt ist. Der erste Berührungspunkt 11 der Tragoberfläche 15 mit dem Träger 7a in dem Fall des Neigens des Querelements gemäß Fig. 3 und der zweite Berührungspunkt 16 der oberen Oberfläche 17 mit dem Träger 7b in dem Fall des Neigens des Querelements gemäß Fig. 3 sind hier auch gezeigt.
Der erste und der zweite Berührungspunkt 11, 16 liegen jeweils in der axialen Richtung des Treibriemens 6 mit einem Abstand A. Der Träger 7b und der zweite Berührungspunkt 16 auf der oberen Oberfläche 17 liegen in einem Abstand B. Gemäß der Erfindung muß der Treibriemen nun derart konstruiert werden, daß der arctg des Quotienten B/A kleiner als 10 und größer als 0º ist. Auf diese Weise gewinnt das Querelement einerseits ausreichend Freiheit, um sich quer zu bewegen und zu drehen, um sich selbst zwischen den Riemenscheiben zu positionieren, während andererseits das Neigen der Querelemente bereits vor dem Einkeilen in die Riemenscheiben derart beschränkt ist, daß ein ausreichendes Einkeilen der Querelemente zwischen die Riemenscheiben mit verbessertem Wirkungsgrad der Übertragung, verringertem Rutschen und verringerter Abnutzung erhalten wird. Der Treibriemen ist auch relativ einfach und preiswert herzustellen.
In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß in dem Bereich, wo arctg zwischen insbesondere 0,2º und 0,8º liegt, die Wirksamkeit verbessert und der Wirkungsgrad erhöht wird. Der arctg ist vorzugsweise ungefähr 0,5º.
Wie man in Fig. 2 sehen kann, kann es für das Querelement 8 beim Eintreten in die Riemenscheibe 3 wünschenswert sein, daß es sich etwas relativ zu einem benachbarten Querelement in der axialen Richtung 20 des Treibriemens bewegen kann, insbesondere bei Berührung mit der Arbeitsscheibe 10. Wenn Querelemente mit einer Vorsprungs/Vertiefungseinrichtung 12, 12' verwendet werden, kann diese Bewegung behindert werden. Aus diesem Grund sollte der Vorsprung 12 eines Querelements vorzugsweise mit einigem Spiel in der Vertiefung 12' aufgenommen werden. Da hauptsächlich eine relative Bewegung der benachbarten Querelemente in der axialen Richtung 20 wünschenswert oder notwendig sein kann, ist es allgemein ausreichend, Spiel im wesentlichen in der axialen Richtung zwischen dem Vorsprung 12 und der Vertiefung 12' zu haben. Dieses ist in etwas übertriebener Form in den Fig. 3a, 3b und 4 gezeigt, wobei es aber aus Fig. 2 klar ist, daß ein Spiel ausreicht, das eine relative Bewegung benachbarter Querelemente in der axialen Richtung 20 entsprechend der projizierten Tangente in der axialen Richtung 20 der Einlaufhyperbel 21 der Antriebsscheibe 10 bei der Position des betreffenden Querelements erlaubt.
Es wird klar sein, daß die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen begrenzt ist. Beispielsweise kann die Erfindung in entsprechender Weise auf Treibriemen angewendet werden, wo ein Träger oder mehr als zwei Träger verwendet werden. Die Tragoberfläche und/oder die obere Oberfläche können auch mit einem Profil versehen sein, beispielsweise konvex, konkav oder geneigt, möglicherweise mit einer exzentrischen Lage des oberen Endes der mit einem Profil versehenen Oberfläche. Diese Profilgebung kann entweder in der Längsrichtung oder in der Querrichtung vorgesehen sein. Die Vorsprungs/Vertiefungseinrichtung, wenn vorhanden, kann auch unterschiedliche Ausgestaltungen haben, wie zylindrisch oder konisch.

Claims

1. Treibriemen, insbesondere zur Verwendung in einem kontinuierlich veränderbaren Getriebe geeignet, der einschließt mindestens einen endlosen Träger (7a oder 7b) und Querelemente (8), die auf dem genannten Träger angeordnet sind, wobei die Querelemente mit mindestens einer Vertiefung versehen sind, um den genannten Träger aufzunehmen, während die genannte Vertiefung eine Tragoberfläche (15) und eine obere Oberfläche (17) umfaßt,

- in einer geneigten Position eines Querelements in einer Ebene unter rechten Winkeln zu dem genannten Träger sind mindestens zwei Berührungspunkte des Querelements bestimmt:

- ein erster Berührungspunkt (11), der durch die genannte Tragoberfläche mit dem genannten Träger bestimmt ist, und

- ein zweiter Berührungspunkt, der durch die genannte obere Oberfläche (17) mit dem genannten Träger bestimmt ist,

- in einer geraden Position des genanhten einen Querelements in der axialen Richtung des Treibriernens liegen der genannte erste Berührungspunkt (11) und der genannte zweite Berührungspunkt (16) in einem Abstand A voneinander, und ebenfalls

-liegen in einer geraden Position des genannten einen Querelements in der radialen Richtung des Treibriemens der genannte Träger und der genannte zweite Punkt in einem Abstand B voneinander,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der arctg des Quotienten B/A des Abstandes B über dem Abstand A kleiner als 1º und größer als 0º ist.

2. Treibriemen gemäß Anspruch 1, worin der Treibriemen zwei Träger umfaßt.

3. Treibriemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der arctg des Quotienten B/A kleiner als 0,80 und größer als 0,2º ist.

4. Treibriemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der arctg des Quotienten B/A ungefähr 0,5º ist.

5. Treibriemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die genannte Tragoberfläche (15) ein Profil aufweist.

6. Treibriemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die genannte obere Oberfläche (17) ein Profil aufweist.

7. Treibriemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die genannten Querelemente (8) mit einer Vorsprungs/Vertiefungseinrichtung versehen sind, worin ein Vorsprung (12) eines Querelementes mit einigem Spiel in einer Vertiefung (12') des benachbarten Querelementes aufgenommen ist.

8. Treibriemen gemäß Anspruch 7, worin das Spiel im wesentlichen in der axialen Richtung des Treibriemens zwischen dem genannten Vorsprung und der genannten Vertiefung ist.