DE10110896A1 - Laschenkette - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laschenkette insbesondere für ein stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laschenkette und ein Verfahren zur Herstellung einer Laschenkette zur Verwendung insbesondere in stufenlos einstellbaren Kegel­ scheibenumschlingungsgetrieben von Kraftfahrzeugen, sowie insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Solche Ketten, wie Laschenketten bestehen unter anderem aus Anordnungen von Laschen und aus Gelenkstücken, die die Laschen miteinander verbinden. Solche Ketten sind beispielsweise durch die DE 35 26 062 und die DE 44 15 838 bekannt geworden. Dabei bilden die Laschen in der Regel Laschenpakete, die mittels der Gelenkstücke gelenkig verbunden werden. Zur Sicherung der Laschen, damit diese nicht von den Gelenkstücken abfallen werden gemäß der oben genannten Schriften Metallstücke als Sicherungselemente mittels Laserschweißung auf die Gelenkstücke befestigt.

Diese Metallstücke werden gemäß DE 35 26 062 aus einem Metallband hergestellt, wie abgeschnitten. Auch können sie aus Metallbandringen hergestellt werden, die anschließend aufgeschnitten werden. Die Herstellung der Metallstücke mittels Bandmaterial verursacht einen erheblichen Mehrverbrauch an Material, als tatsächlich für das Element notwendig ist. Durch die Schnitte wird ein hoher Materialanteil als Abfall verschwendet. Auch verformen sich die Metallteile beim Schnitt unter den Schnittkräften und es können störende Späne und Materialabbrüche entstehen, die das Endprodukt beeinträchtigen.

Die Laserschweißung von Metallstücken auf den Gelenkstücken bedarf im Herstellungsprozeß eine genaue Justierung von drei Elementen, damit das Metallstück sicher befestigt werden kann. Zum einen muß das Gelenkstück fixiert werden, das Metallstück auf dem Gelenkstück plaziert und justiert werden und zum weiteren muß der Laserstrahl auf die entsprechende Stelle des Gelenkstückes und/oder das Metallstück fokussiert werden. Diese Parameter müssen also bei einem sicheren Herstellungsprozeß prozeßsicher gestaltet werden. Dies verlangt eine erhöhte Zeitdauer während des Prozesses und reduziert somit die Taktzeit bei der Herstellung.

Weiterhin ist durch die einseitige Bestrahlung des Metallstückes und/oder des Gelenkstückes eine einseitige Verformung des Metallstückes zu beobachten, die während des Laserschweißprozesses zu einem verformten befestigten Metallstück führt. Dies reduziert die Haftkraft der Befestigung und allgemein die Qualität der Befestigung des Metallstückes.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kette der oben genannten Art zu schaffen, die einfacher und prozessicherer in der Herstellung ist. Auch soll der Herstellungsprozeß vereinfacht werden und die Herstellung vorzugsweise schneller realisierbar sein. Weiterhin ist es ein Aspekt der Aufgabe der Erfindung, eine Kette mit Sicherungselementen zu schaffen, die mit einer höheren Haftkraft auf den Elementen der Kette befestigt werden können. Auch soll eine Kette geschaffen werden, die unter reduziertem Materialaufwand hergestellt werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zumindest an einzelnen der Laschen und/oder Gelenkstücken Sicherungselemente mittels Widerstands­ schweißen befestigt werden. Vorteilhaft kann als Ausführungsbeispiel das Wi­ derstandspreßschweißen angewandt werden. Durch das Widerstandsschweißen kann die Anzahl der bei der Prozeßsteuerung einzustellenden Parameter redu­ ziert werden, da nur das Metallteil auf das für die Befestigung vorgesehene Teil mit einer vorwählbaren Kraftbeaufschlagung plaziert werden muß und anschlie­ ßend beispielsweise bei einer Kondensatorentladung oder bei einem anderen Stromerzeugungsverfahren durch einen Stromfluß die Schweißung einfach und prozessicher realisiert werden kann.

Gemäß eines weiteren Gedankens kann die erfindungsgemäße Aufgabe auch dadurch erreicht werden, daß zumindest an einzelnen der Laschen und/oder Gelenkstücken Sicherungselemente mittels Reibschweißen befestigt werden.

Auch durch das Reibschweißen kann die Anzahl der bei der Prozeßsteuerung einzustellenden Parameter reduziert werden, da nur das Metallteil auf das für die Befestigung vorgesehene Teil auf den dafür vorgesehenen Untergrund mittels rotatorischer oder oszillatorischer Relativbewegung unter hoher Anpressung aufgebracht werden muß. Dadurch werden die Teile in der Kontaktzone aufge­ schmolzen und verschweißt.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Sicherungselement ein Metallteil ist. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn das Metallteil ein im wesentlichen ku­ gelförmiges Element ist, wie eine Metallkugel. Dies hat den erfindungsgemäßen Vorteil, daß die Teile als Stückgut der Vorrichtung zur Befestigung zugeführt werden können und ohne Rücksicht auf die Orientierung aufgebracht werden können, da die Teile symmetrisch sind.

Dadurch entfällt zum einen der Schnittvorgang mit seinen anfallenden Abschnitt­ verlusten und ein Wechsel einer Rolle des Bandmaterials, nach dem diese auf­ gebraucht ist. Die durch den Wechsel der Rolle benötigte Zeit kann bei Verwen­ dung von Stückgut für den Herstellungsprozeß genutzt werden.

Auch kann es zweckmäßig sein, wenn das Metallteil ein im wesentlichen qua­ derförmiges, zylindrisches, hohlzylindrisches, halbkugelförmiges oder sichelför­ miges Element oder ein Kegel oder ein Kegelstumpf oder ein Kugelabschnitt oder eine durchbohrte Kugel oder ein Ring oder ein Prismatoid ist. Dies kann dann auch leicht auf dem Wiegestück oder dem dafür vorgesehenen Ort befe­ stigt werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Laschenkette, wobei es zweckmäßig ist, wenn daß das Sicherungselement auf einem Wiege­ stück mit oder ohne Kraftbeaufschlagung positioniert wird und mittels Wider­ standsschweißen befestigt wird.

Gemäß eines weiteren erfinderischen Gedankens ist es zweckmäßig, das Siche­ rungselement auf einem Wiegestück mit oder ohne Kraftbeaufschlagung positio­ niert wird und mittels Reibschweißen befestigt wird.

Gemäß eines weiteren erfinderischen Gedankens ist es zweckmäßig, das Siche­ rungselement auf einem Wiegestück mit oder ohne Kraftbeaufschlagung positio­ niert wird und mittels Ultraschallschweißen befestigt wird. Dabei wird eines der zu befestigenden Teile mittels einer sogenannten Sonotrode in Schwingungen versetzt, so daß die Kontaktzone schmilzt und die Schweißverbindung entsteht.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfah­ rens, wobei eine Erste Aufnahme vorgesehen ist zur Aufnahme eines Gelenk­ stückes und eine zweite Aufnahme vorgesehen ist zur Aufnahme eines Siche­ rungselementes, wobei zumindest eine der beiden Aufnahmen zur Positionie­ rung des Sicherungselementes relativ . zueinander verlagerbar sind. Als Halte­ rungen für die aufzuschweißenden Elemente können Zangen- oder Pinzetten­ halter, Vakuumhalter, ein mittels Vakuum oder Unterdruck arbeitender Halter, oder magnetisch arbeitende Halter verwendet werden, welche die aufzuschwei­ ßenden Elemente aufnehmen und positionieren, bevor sie verschweißt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beispielhaft erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Kette in Aufsicht,

Fig. 2 eine Kette in seitlicher Ansicht,

Fig. 3 eine Anordnung eines Sicherungselementes,

Fig. 4 eine Anordnung eines Sicherungselementes,

Fig. 5 eine Anordnung eines Sicherungselementes,

Fig. 6 eine Anordnung eines Sicherungselementes und

Fig. 7 ein Ausschnitt eines Druckstückes mit Sicherungselement.

Die Fig. 1 zeigt ein Umschlingungsmittel 1, wie eine Laschenkette, für ein Um­ schlingungsgetriebe, wie stufenlos einstellbares Getriebe, wie Kegelschei­ benumschlingungsgetriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das Getriebe ist vorzugsweise im Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zwischen einer Antriebs­ einheit, wie Motor, und den angetriebenen Achsen angeordnet und paßt die Übersetzung des Getriebes an die Fahrverhältnisse des Motors, respektive an die Anforderungen des Fahrers an.

Das Umschlingungsmittel 1 verbindet im wesentlichen zwei Kegelscheibenpaare oder Kegelscheibensätze im Kraftfluß oder Drehmomentfluß, wobei durch eine Variation des Laufradius des Umschlingungsmittels in bezug auf die Achse der Kegelscheiben eine Übersetzungsänderung realisiert werden kann, wie gesteu­ ert oder geregelt werden kann.

Das Umschlingungsmittel 1 besteht im wesentlichen aus Gelenkstücken, wie Druckstücken 2, 2a, 2b, die in vorteilhafter Weise paarweise angeordnet sind. Die Druckstücke 2, 2a, 2b sind senkrecht oder quer zur Laufrichtung des Umschlin­ gungsmittels 1 angeordnet, wobei die Laufrichtung des Umschlingungsmittels durch den Pfeil 10 gekennzeichnet ist. Die Laufrichtung des Umschlingungsmit­ tels 1 gibt im wesentlichen die Richtung der Verbindung zwischen den Kegel­ scheibenpaaren wieder und kann mit der Längsrichtung des Umschlingungsmit­ tels 1 übereinstimmen.

Die Druckstücke 2, 2a, 2b greifen in Öffnungen 4 von Laschen 3a, 3b, 3c ein, wo­ bei die Anordnung und die Reihenfolge der Laschen 3a, 3b, 3c entsprechend einem Drei-Laschen-Verband gewählt ist, bei welchem sich die Laschen alle drei Lagen der Laschen unabhängig von der Laschenlänge oder von dem Laschen­ typ wiederholen. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Drei-Laschen-Verband dargestellt. In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Laschen in einem Zwei-Laschen-Verband angeordnet.

Die Öffnungen 4 können derart gestaltet sein, daß jeweils zwei Druckstücke 2a, 2b in eine Öffnung eingreifen oder derart ausgebildet sein, daß vier Druck­ stücke 2a, 2b in eine Öffnung eingreifen. Bei der Variante, bei welcher zwei Druckstücke in eine Öffnung 4 eingreifen, sind in den Laschen im wesentlichen zwei Öffnungen vorhanden, so daß insgesamt vier Druckstücke durch Öffnungen einer Lasche greifen. Bei der Variante, bei welcher vier Druckstücke durch eine Öffnung in einer Lasche eingreifen, ist im wesentlichen nur eine Öffnung 4 pro Lasche vorhanden, wobei diese Öffnung derart ausgebildet sein kann, daß durch eine Verbindung aus zwei Öffnungen eine große verbundene Öffnung entsteht. Beispielsweise zur Gewichtsreduzierung und/oder zur Festigkeitsoptimierung der Laschen der Laschenkette können jedoch bei beiden Varianten noch zusätzliche Öffnungen in den Laschen vorhanden sein.

Die Druckstücke 2, 2a, 2b sind mit ihren Stirnflächen 6 in Wirkkontakt, wie Reib­ kontakt, mit den wirksamen Seitenflächen der Kegelscheibenpaare und übertra­ gen oder vermitteln ein Drehmoment oder eine Kraft von einem Kegelscheiben­ paar über das Umschlingungsmittel 1 auf ein anderes Kegelscheibenpaar. Die Stirnflächen 6 übertragen Reibkräfte zwischen den Seitenflächen der Kegel­ scheibenpaare und dem Umschlingungsmittel 1, wie Laschenkette. Weiterhin übertragen oder vermitteln die Druckstücke 2, 2a, 2b eine Zugkraft auf die La­ schen 3a, 3b, 3c. Die Druckstücke 2, 2a, 2b sind an zumindest einem ihrer Endbe­ reiche mittels eines Sicherungselementes 7 gegen ein Herausfallen aus den Laschen 3a, 3b, 3c gesichert. Auch können zusätzlich angeordnete Blöcke zur Reibkraftübertragung zwischen der Kette und den Kegelscheiben des Getriebes vorhanden sein, so daß die Druckstücke lediglich zur Kraftübertragung innerhalb des Kettenstrangs angeordnet sind und die Übertragung zu der Kegelscheibe von den zusätzlichen Blöcken erfolgt.

Die Sicherungselemente 7 können an den radial außen liegenden Bereichen 8a und/oder an den radial innen liegenden Bereichen 8b der Druckstücke 2a, 2b angeordnet sein.

Die Fig. 2 zeigt ein Umschlingungsmittel in einer Seitenansicht entsprechend der Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A. Die Laschen 3a, 3b und 3c wechseln sich entsprechend der Anordnung in einem Drei-Laschen-Verband ab, wobei die Laschenlänge oder der Laschentyp hier nicht berücksichtigt ist. Die Laschen weisen Öffnungen 4 auf, durch welche die Druckstücke 2a, 2b treten, wobei die Druckstücke zumindest mit Teilbereichen ihrer Außenfläche mit Teilbereichen des Randbereiches der Öffnungen in Wirkkontakt treten um Kräfte, wie insbe­ sondere Zugkräfte, zu übertragen. Die Laschen sind gegen ein Verlieren und/oder möglichst gegen ein Verkippen oder Herauskippen der äußeren La­ sche mit Sicherungselementen 7 an den Druckstücken gesichert.

Die Laschen, wie insbesondere alle Laschen, weisen Verlängerungen 9 auf, die an Endbereichen 11 der Laschen, in Laufrichtung 10 betrachtet, angebracht oder ausgebildet sind. Diese Verlängerungen 9 dienen vorzugsweise dazu, daß die nebeneinander liegenden Laschen 3a, 3b oder 3b, 3c und/oder 3c, 3a sich zu­ mindest im Bereich dieser Verlängerungen berühren und dadurch diese Verlän­ gerungen und/oder die Endbereiche dieser Laschen zwischen die nächsten folgenden Laschen eingreifen und sich gegenseitig in Richtung quer zur Lauf­ richtung abstützen.

Als Beispiel zur Erläuterung sei die Lasche 3 mit der Verlängerung 2 gewählt. Die Verlängerung 2 greift zwischen die Laschen 4 und 5 ein, wobei die Verlän­ gerung zwischen die Lasche 5 und die Verlängerung an der Lasche 4 eingreift. Somit stützen sich die Laschen 3, 4 und 5 gegenseitig in einer Richtung quer zur Laufrichtung.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn alle Laschen diese zwei Verlängerungen 9 aufweisen, so daß die Teilevielfalt reduziert werden kann. Bei Verwendung einer Teilung der Glieder oder Laschen mit n verschiedenen Laschenlängen werden bei dieser Ausgestaltung der Laschen mit jeweils zwei Verlängerungen nur n verschiedene Laschen verwendet.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Umschlingungsmittel 1 ist mit einer Anordnung von Laschen mit verschiedenen Laschenlängen L₁, L₂ und L₃ aufge­ baut. Die Reihenfolge der Laschen mit den verschiedenen Laschenlängen wird nach einem Zufallsprinzip ausgewählt und ist vorzugsweise rein stochastisch, so daß sich vorzugsweise keine Wiederholungen in der Reihenfolge der Anordnung von Laschengruppen ergeben.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen Ausführungsbeispiele von Sicherungselementen zur Befestigung an den Druckstücken der Laschenkette. Dabei ist mit 100, 103,105 und 107 jeweils ein Ausschnitt eines Druckstückes bezeichnet. Mit 101 ist ein kugelförmiges Sicherungselement aus Metall nach dem Schweißen dargestellt. Mit 102 ist das beim Schweißen aufgeschmolzene und verdrängte Material be­ zeichnet. Mit 104 ist ein zylinderförmiges Sicherungselement aus Metall nach dem Schweißen dargestellt. Mit 106 ist ein halbkugelförmiges Sicherungsele­ ment aus Metall nach dem Schweißen dargestellt. Mit 108 ist ein quaderförmiges Sicherungselement aus Metall nach dem Schweißen dargestellt.

Die Fig. 7 zeigt ein Druckstück 200 mit einem Sicherungselement 201, das mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens befestigt, wie geschweißt wird. Dazu wird das Sicherungselement 201, wie Kugel, mittels der Halterung 202 auf dem Druckstück positioniert. Dazu kann die Aufnahme 202 beispielsweise eine Unterdruckansaugung 203 oder eine andere Vorrichtung aufweisen zur Auf­ nahme des Sicherungselementes 201.

Sowohl die Aufnahme 202 als auch des Druckstücks sind mittels elektrischer Verbindungen angeschlossen und können mittels dieser mit dem Schweißstrom, wie beispielsweise mit einem Kondensatorentladungsstrom beaufschlagt wer­ den.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Aus­ bildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des je­ weiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteran­ sprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Ab­ änderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Ele­ mente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom­ bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemei­ nen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebe­ nen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Ver­ fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegen­ stand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (9)

1. Laschenkette insbesondere für ein stufenlos einstellbares Kegelscheibenum­ schlingungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere bestehend aus La­ schen und die Laschen verbindende Gelenkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einzelnen Gelenkstücken Sicherungselemente mittels Wi­ derstandsschweißen befestigt werden.

2. Laschenkette insbesondere für ein stufenlos einstellbares Kegelscheibenum­ schlingungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere bestehend aus La­ schen und die Laschen verbindende Gelenkstücke, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einzelnen Gelenkstücken Sicherungselemente mittels Reibschweißen oder Ultraschallschweißen befestigt werden.

3. Laschenkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Sicherungselement ein Metallteil, wie Stückgut, ist.

4. Laschenkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Metallteil ein im wesentlichen kugelförmiges Element ist.

5. Laschenkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Metallteil ein im wesentlichen quaderförmiges, zylindri­ sches, hohlzylindrisches, halbkugelförmiges oder sichelförmiges Element oder ein Kegel oder ein Kegelstumpf oder ein Kugelabschnitt oder eine durchbohrte Kugel oder ein Ring oder ein Prismatoid ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Laschenkette, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement auf einem Wiege­ stück mit oder ohne Kraftbeaufschlagung positioniert wird und mittels Wider­ standsschweißen befestigt wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer Laschenkette, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement auf einem Wiege­ stück mit oder ohne Kraftbeaufschlagung positioniert wird und mittels Reib­ schweißen befestigt wird.

8. Verfahren zur Herstellung einer Laschenkette, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement auf einem Wiege­ stück mit oder ohne Kraftbeaufschlagung positioniert wird und mittels Ultra­ schallschweißen befestigt wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Aufnahme vorgesehen ist zur Auf­ nahme eines Gelenkstückes und eine zweite Aufnahme vorgesehen ist zur Aufnahme eines Sicherungselementes, wobei zumindest eine der beiden Aufnahmen zur Positionierung des Sicherungselementes relativ zueinander verlagerbar sind.