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Die Erfindung betrifft eine Gleitschiene für ein Umschlingungsgetriebe, ein solches Umschlingungsgetriebe für einen Antriebsstrang, einen solchen Antriebsstrang und ein Kraftfahrzeug, welches mittels eines solchen Antriebsstrangs antreibbar ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Gleitschienen bekannt, welche bei einem Umschlingungsgetriebe, beispielsweise einem stufenlosen Getriebe (CVT - continuous variable transmission), dazu eingerichtet sind, Kettenschwingungen mittels Anliegen von Führungsflächen zu reduzieren. Eine solche Gleitschiene ist beispielsweise aus der
DE 100 17 005 A1 , der
WO 2007/ 068 229 A1 oder der
WO 2014 / 012 741 A1 bekannt.
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Für viele Anwendungen wird ein immer weiter reduzierter Bauraum gefordert oder es soll anstelle eines Bands als Umschlingungsmittel eine Kette eingesetzt werden, wodurch die Bauraumforderung bei konventioneller Ausführung steigt. Im Fokus steht dabei der von der Gleitschiene außerhalb des Umschlingungsmittelkreises eingenommene Bauraum.
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Gleitschienen bestehen zurzeit aus Kunststoff, zum Beispiel einem reibungsarmen Polyamid. Infolge eines betriebsbedingten Temperaturanstiegs im Umschlingungsgetriebe sinkt die Steifigkeit der Gleitschiene derart stark, dass wegen unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten das Spiel zum Umschlingungsmittel steigt. Dieser Effekt hat einen negativen Einfluss auf die Dämpfungseigenschaften der Gleitschiene und damit der Geräuschemissionen und den Wirkungsgrad des Umschlingungsgetriebes.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. In der Beschreibung werden Ordinalzahlen verwendet, die jedoch lediglich einer besseren Verständlichkeit dienen sollen und keine Rangfolge begründen.
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Die Erfindung betrifft eine Gleitschiene für ein Umschlingungsgetriebe, wobei das Umschlingungsgetriebe zwei mittels eines Umschlingungsmittels drehmomentübertragend miteinander verbundene Kegelscheibenpaare aufweist,
wobei die Gleitschiene ein Führungsflächenpaar zum tangentialen Führen des Umschlingungsmittels aufweist, und
wobei die Gleitschiene aus zwei miteinander gefügten Schienenhälften besteht. Die Gleitschiene ist dergestalt ausgebildet, dass die Schienenhälften jeweils ein Skelett aus einem ersten Material und eine bereichsweise auf das jeweilige Skelett aufgebrachte Beschichtung aus einem zweiten Material aufweisen, wobei das erste Material ein höheres Elastizitätsmodul als das zweite Material aufweist und das zweite Material bessere Gleiteigenschaften als das erste Material aufweist. Die beiden Skelette sind dabei miteinander verrastbar.
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Die vorgeschlagene Gleitschiene ist für ein Umschlingungsgetriebe für die Aufgabe eingerichtet, ein Schwingen des Umschlingungsmittels zu reduzieren, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Ein Umschlingungsgetriebe ist beispielsweise ein CVT (continuous variable transmission). Das Umschlingungsmittel ist beispielsweise eine vielgliedrige Kette. Das Umschlingungsmittel wird auf Kegelscheibenpaaren jeweils gegenläufig von radial innen nach außen und umgekehrt verschoben, sodass sich auf einem jeweiligen Kegelscheibenpaar ein Wirkkreis mit einem veränderten Radius einstellt. Aus dem Verhältnis der Wirkkreise ergibt sich eine Übersetzung des zu übertragenden Drehmoments. Die beiden Wirkkreise sind mittels eines oberen und eines unteren Trums, nämlich einem Lasttrum, auch Zugtrum genannt, und einem Leertrum des Umschlingungsmittels miteinander verbunden.
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Im Idealzustand bilden die Trume des Umschlingungsmittels zwischen den beiden Wirkkreisen eine tangentiale Ausrichtung. Diese tangentiale Ausrichtung wird von induzierten Schwingungen überlagert, beispielsweise verursacht durch die endliche Teilung des Umschlingungsmittels sowie infolge des frühzeitigen Verlassens des Wirkkreises bedingt durch die Fluchtbeschleunigung des Umschlingungsmittels.
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Die Gleitschiene ist eingerichtet, mit ihrem Führungsflächenpaar, solche Schwingungen zu unterdrücken oder zumindest zu dämpfen, indem das Führungsflächenpaar mit der außenseitigen Führungsfläche, zum Beispiel der ersten Führungsfläche, und der gegenseitigen Führungsfläche, zum Beispiel der zweiten Führungsfläche, einen Gleitkanal, auch als Führungskanal bezeichnet, für ein Trum des Umschlingungsmittels bildet. Dies wird infolge eines Anliegens der Führungsflächen am Umschlingungsmittel erreicht, wodurch das entsprechende Trum tangential zu den eingestellten Wirkkreisen ausgerichtet zwischen den Kegelscheiben geführt ist. Das Trum wird somit in einer Parallelebene zu den Führungsflächen geführt und die Laufrichtung des Trums liegt in dieser Parallelebene. Für eine möglichst gute Dämpfung ist das Führungsflächenpaar möglichst eng anliegend an dem Trum des Umschlingungsmittels ausgeführt.
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Als außenseitige Führungsfläche wird die Führungsfläche bezeichnet, welche radial außerhalb des von dem Umschlingungsmittel gebildeten Umschlingkreises anliegt. Als innenseitige Führungsfläche wird die Führungsfläche bezeichnet, welche radial innerhalb des vom Umschlingungsmittel gebildeten Umschlingkreises anliegt. Die Rückseite der innenseitigen Führungsfläche ist somit dem jeweils anderen Trum des Umschlingungsmittels zugewandt. Damit die Führungsflächen eine Neigebewegung zum tangentialen Anliegen an dem zugeordneten Trum ausführen können, ist die Gleitschiene mittels einer Schwenkmittelaufnahme auf einem Schwenkmittel um eine Querachse neigbar aufgehängt, beispielsweise einer Halterohraufnahme auf einem Halterohr. Die Querachse ist, zumindest resultierend, innenseitig angeordnet und quer zur Laufrichtung und parallel zur Parallelebene ausgerichtet.
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Die Gleitschiene ist, beispielsweise wie aus dem Stand der Technik bekannt, aus zwei miteinander gefügten Schienenhälften gebildet.
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Hier sind die Schienenhälften nun derart ausgebildet, dass sie jeweils ein Skelett aus einem ersten Material aufweisen. Mittels des Skeletts sind die mechanischen Kräfte, welche auf die jeweilige Schienenhälfte einwirken, aufnehmbar. Eine solche Kraft ist beispielsweise die aus der Schwingung des Umschlingungsmittels resultierende und senkrecht auf das Führungsflächenpaar einwirkende Querkraft. Das Skelett ist dabei jedoch so eingerichtet, dass es eingebaut in einem Umschlingungsgetriebe nicht oder zumindest nicht in einem dauerhaften Betriebszustand mit dem Umschlingungsmittel in Kontakt kommt. Im Gegenteil ist hierfür die Beschichtung vorgesehen, welche aufgrund der gegenüber dem ersten Material des Skeletts eine bessere Gleiteigenschaft aufweist und somit eine geringe Reibung mit dem Umschlingungsmittel verursacht. Damit ist ein, zumindest wie konventionell, verschleißarmer Betrieb bei gegenüber konventioneller Ausführung einer Gleitschiene verringertem Bauraumbedarf erreichbar.
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Darüber hinaus sind die Skelette dazu eingerichtet direkt miteinander gefügt zu werden. Aufgrund des höheren Elastizitätsmoduls des ersten Materials der Skelette ist eine festere Bindung zwischen den beiden Schienenhälften möglich, als dies bei den vorbekannten Schienenhälften, welche vollständig aus einem Gleitmaterial gebildet sind, möglich ist.
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Besonders bevorzugt wird mittels der mechanischen Festigkeit der Skelette zudem eine bessere Dämpfung der Schwingungen des Umschlingungsmittels erreicht, womit eine reduzierte Geräuschemission und verringerter Verschleiß an dem Umschlingungsmittel und an der Gleitschiene erreichbar ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Skelette der Schienenhälften mittels beschichtungsfreier Flächen miteinander gefügt. Hierdurch wird die hohe Steifigkeit für eine hohe Verbindungssteifigkeit genutzt. Alternativ ist die Beschichtung in diesen Bereichen dünner, plastisch verformbar und/oder durchstoßbar ausgeführt. In einer anderen Variante ist ein Beschichtungsmaterial mit geringer elastischer Deformierbarkeit gewählt, sodass eine hohe Verbindungssteifigkeit erreicht wird. Dabei werden vorteilhafterweise Bereiche, welche beim Fügen besonders stark elastisch verformt werden, nicht mit Beschichtung versehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene weist das erste Material eine mindestens doppelt, bevorzugt dreifach bis fünffach, so hohe Dichte wie das zweite Material auf, und bevorzugt ist das erste Material ein Metall und das zweite Material ein Kunststoff, besonders bevorzugt Polyamid.
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Ein geeignetes erstes Material ist beispielsweise Stahl oder Aluminium, welche aufgrund der isotropen Materialeigenschaften gegenüber mehrfachen Belastungsrichtungen ein hervorragendes Verhältnis von Elastizitätsmodul zu, also vergleichsweise geringer, Dichte aufweisen. Als zweites Material ist ein selbstschmierendes Material besonders geeignet, wobei für ein kettenförmiges Umschlingungsmittel beispielsweise ein Polyamid vorteilhaft ist. Für einige Anwendungen ist es dabei vorteilhaft, wenn die Gleitschiene insgesamt eine im Vergleich zu einer konventionellen Gleitschiene erhöhte Masse aufweist, weil infolge der erhöhten Massenträgheit der Gleitschiene verbesserte Dämpfungseigenschaften erreichbar sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene ist das Skelett aus einem Blech umgeformt.
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Die Herstellung zumindest eines der beiden Skelette einer Gleitschiene aus einem Blech, vorzugsweise Stahlblech oder Aluminiumblech, beispielsweise mittels Prägen, Pressen oder Tiefziehen, ermöglicht zumindest für eine Großserienfertigung oder Massenfertigung eine kostengünstige Fertigung. Hierbei wird vorteilhafter Weise eine besonders hohe Präzision der Ausformung der Gleitschiene erreicht, weil das plastische und elastische Verformungsverhalten von üblichen Blechmaterialien deutlich besser bekannt und vorhersagbar sind, als dies für Schrumpfungseigenschaften, beispielsweise von komplexen Kunststoffbauteilen, der Fall ist. Die Werkzeugherstellung ist zumindest für komplexe Kunststoffbauteile nicht ausreichend genau simulierbar und daher muss das Werkzeug iterativ für die Anwendung angepasst werden oder größere Toleranzen in Kauf genommen werden. Bezieht man also die unter Umständen deutlich aufwendigere Werkzeugherstellung für zum Beispiel ein Spritzgusswerkzeug zur Herstellung einer Gleitschiene aus Kunststoff mit ein, so ist die Herstellung eines Skeletts aus Blech und die anschließende Beschichtung mit einem zweiten Material auch bei einer Großserienfertigung oder Massenfertigung kostengünstiger.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene ist das zweite Material im Bereich des Führungsflächenpaars mit unterschiedlichen Schichtdicken auf das Skelett aufbringbar und dadurch ist ein von dem Führungsflächenpaar gebildeter Gleitkanalabstand einstellbar.
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Für viele Anwendungen eines Umschlingungsgetriebes ist bei der Auslegung des Umschlingungsgetriebes noch nicht letztendlich festgelegt, wie die exakte Höhe des Umschlingungsmittels und damit der korrespondierende Gleitkanalabstand, also der Abstand der beiden Führungsflächen des Führungsflächenpaars senkrecht zur Laufrichtung des Umschlingungsgetriebes, einzustellen ist. In anderen Anwendungsfällen sollen Antriebsstränge mit in Varianten angebotenen unterschiedlichen maximal übertragbarem Drehmoment oder einem unterschiedlichen Drehzahl-Drehmoment-Verhältnis angeboten werden, wofür jeweils ein Umschlingungsmittel mit unterschiedlicher Höhe eingesetzt werden muss. Auch eine mögliche Anwendung ist ein vom Bauraum identisches Umschlingungsgetriebe für unterschiedliche Anwendungen, wobei die Höhe des Umschlingungsgetriebes an das individuell geforderte maximal übertragbare Drehmoment angepasst wird. Eine weitere mögliche Anwendung für die hier vorgeschlagene Gleitschiene ist bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Umschlingungsgetrieben zur Übertragung unterschiedlicher Drehmomente stets einen (in etwa) gleichen Bauraum für die zumindest eine Gleitschiene bereitzuhalten, wobei wiederum die Höhe des Umschlingungsmittels unterschiedlich sein kann.
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Hierfür ist es möglich, die Gleitschiene mit einem derartigen Skelett auszuführen, so dass dieses Skelett für eine Vielzahl von unterschiedlichen Höhen des Umschlingungsmittels einsetzbar ist. Die genaue Anpassung an die jeweilige Höhe des Umschlingungsmittels, also die Einstellung des Gleitkanalabstands, wird dabei über die jeweils gewählte Schichtdicke des zweiten Materials im Bereich des Führungsflächenpaars eingestellt.
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Hierdurch wird die Anzahl der Anwendungen für identisch gebildete Skelette deutlich erhöht. Weil unterschiedliche Schichtdicken häufig allein durch die Dauer des Beschichtungsverfahrens einstellbar sind, sind unterschiedliche Gleitschienen beziehungsweise unterschiedliche Gleitkanalabstände sogar auf einer identischen Fertigungsstrecke, also unter Einsatz identischer Werkzeuge, fertigbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene ist das zweite Material allein auf dem Führungsflächenpaar, und bevorzugt auf einer Schwenkmittelaufnahme zumindest eines der beiden Skelette, aufgebracht.
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Für einige Anwendungen ist es nicht notwendig, das Skelettmaterial mittels des Beschichtungsmaterials vor Umwelteinflüssen zu schützen oder es wird zusätzlich eine Schutzvorrichtung aufgebracht. Hierfür ist es besonders vorteilhaft, die Beschichtungsflächen auf ein Minimum zu reduzieren, also allein die Führungsflächen des Führungsflächenpaars, bevorzugt nur im Dauerkontakt mit dem Umschlingungsmittel stehende Führungsflächenbereiche, mit dem zweiten Material zu beschichten.
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Für einige Anwendungen ist es zudem vorteilhaft, auch die Schwenkmittelaufnahme zumindest teilweise mit dem identischen zweiten Material zu beschichten, weil hierdurch zum einen ein Material mit guten Gleiteigenschaften eingesetzt wird und zum anderen die Beschichtung der Schwenkmittelaufnahme beim gleichen Schritt der Beschichtung des Führungsflächenpaars vorgenommen werden kann. Für einige Anwendungen ist es jedoch ausreichend, wenn das erste Material des Skeletts direkt auf dem Schwenkmittel aufliegt. Alternativ ist das Schwenkmittel mit einer geeigneten Gleiteigenschaft in der Materialpaarung mit dem Skelettmaterial versehen, beispielsweise mit dem zweiten Material des Führungsflächenpaars.
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Besonders bevorzugt werden die beiden Schienenhälften wie bei einer konventionellen Gleitschiene mittels Aneinanderlegen der beiden Schienenhälften und zueinander relatives Verschieben miteinander gefügt. Das Fügen ist hierbei bevorzugt von den Skeletten allein übernommen, welche die entsprechenden Verrastmittel, und bevorzugt Verspannmittel zum gegeneinander Verspannen der Schienenhälften, aufweisen.
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Besonders bevorzugt liegen die Skelette dabei ohne Beschichtung und ohne weiteres Zwischenelement direkt aneinander an, sodass ein aufgrund des hohen Elastizitätsmoduls besonders steifer Verbund erreicht wird. Bevorzugt bei Einsatz eines Metalls als erstes Material der beiden Skelette ist eine besonders steife, zum Fügen dennoch elastische, Verbindung und besonders exakte Verbindung einstellbar. Hierdurch wird die Gesamtsteifigkeit Gleitschiene weiter gesteigert. Bei einem direkten Anliegen der Skelette aneinander ohne beispielsweise Beschichtungsmaterial dazwischen liegt eine deutlich höhere (bevorzugt Press-) Reibung vor, als wenn das zweite Material aufeinander liegt. Hierdurch ist eine höhere Steifigkeit des Fügespalts zwischen den beiden Schienenhälften erreichbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Gleitschiene sind die beiden Schienenhälften identisch aufgebaut.
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Alternativ sind die beiden Schienenhälften unterschiedlich aufgebaut, wobei die Schienenhälften, wenn das Umschlingungsmittel bereits umlaufend geschlossen ist, seitlich auf das Umschlingungsmittel aufführbar und danach miteinander fügbar sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Umschlingungsgetriebe für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Getriebeeingangswelle mit einem ersten Kegelscheibenpaar;
- - eine Getriebeausgangswelle mit einem zweiten Kegelscheibenpaar;
- - ein Umschlingungsmittel, mittels welchem das erste Kegelscheibenpaar mit dem zweiten Kegelscheibenpaar drehmomentübertragend verbunden ist;
- - zumindest eine Gleitschiene nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die zumindest eine Gleitschiene zum Dämpfen des Umschlingungsmittels mit dem beschichteten Führungsflächenpaar an dem Umschlingungsmittel anliegt.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Umschlingungsgetriebe ist ein Drehmoment übersetzbar beziehungsweise untersetzbar übertragbar, wobei die Übertragung zumindest bereichsweise stufenlos einstellbar ist. Die Übersetzung wird dabei über die zwei Kegelscheibenpaare, wie oben beschrieben, eingestellt. Das Umschlingungsmittel wird dabei zwischen den jeweils relativ zueinander beweglichen Kegelscheibenpaaren angeordnet und überträgt ein Drehmoment von einem Kegelscheibenpaar auf das andere Kegelscheibenpaar. Bevorzugt wird dabei das Umschlingungsmittel auf einer konstanten Länge gehalten. Die zumindest eine Gleitschiene ist parallel zu dem geführten Trum des Umschlingungsmittels ausgerichtet. Mittels der hier vorgeschlagenen Gleitschiene wird eine verbesserte Dämpfung der Schwingungen des Umschlingungsmittels infolge einer erhöhten Steifigkeit der Gleitschiene erreicht. Alternativ oder ergänzend wird die Lebensdauer des Umschlingungsgetriebes mittels des Einsatzes der hier vorgeschlagenen Gleitschiene vergrößert und/oder der erforderliche Bauraum durch Erreichen einer höheren Steifigkeit verkleinert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang aufweisend ein Antriebsaggregat mit einer Abtriebswelle, zumindest einen Verbraucher und ein Umschlingungsgetriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung mittels des Umschlingungsgetriebes mit dem zumindest einen Verbraucher mit veränderbarer Übersetzung verbindbar ist.
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Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einem Antriebsaggregat, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine oder eines Elektromotors, bereitgestelltes und über ihre Abtriebswelle abgegebenes Drehmoment für eine Nutzung bedarfsgerecht zu übertragen, also unter Berücksichtigung der benötigten Drehzahl und des benötigten Drehmoments. Eine Nutzung ist beispielsweise ein elektrischer Generator zur Bereitstellung von elektrischer Energie. Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen, ist die Verwendung des oben beschriebenen Umschlingungsgetriebes besonders vorteilhaft, weil eine große Übersetzungsspreizung auf geringem Raum erreichbar ist. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie, welches dann in der obigen Definition ein Antriebsaggregat bildet, mittels des Umschlingungsgetriebes auf einen elektrischen Generator zur Rekuperation, also der elektrischen Speicherung von Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten Drehmomentübertragungsstrang umsetzbar. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebsaggregaten vorgesehen, welche in Reihe oder parallelgeschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind und deren Drehmoment mittels eines Umschlingungsgetriebes gemäß der obigen Beschreibung jeweils bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden kann. Beispiele sind Hybridantriebe aus Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine, aber auch Mehrzylindermotoren, bei denen einzelne Zylinder (-gruppen) zuschaltbar sind. Mit dem hier vorgeschlagenen Umschlingungsgetriebe ist der erforderliche Bauraum, bevorzugt außerhalb des gebildeten Umschlingungskreises reduziert. Darüber hinaus oder alternativ ist die Geräuschemission des Antriebsstrangs mit einer Gleitschiene gemäß der obigen Beschreibung reduzierbar und der Wirkungsgrad infolge einer Minderung der Schwingungen steigerbar. Darüber hinaus sind Wartungsintervalle und die Lebensdauer des Umschlingungsgetriebes verlängerbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.
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Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen teilweise das Antriebsaggregat, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder einen Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der radiale Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, ein Umschlingungsgetriebe kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz eines Umschlingungsgetriebes in motorisierten Zweirädern, für welche eine deutlich gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird.
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Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Bei dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug mit dem oben beschriebenen Antriebsstrang wird ein geringer Bauraumbedarf für das Umschlingungsgetriebe erreicht. Zudem ist es möglich, alternativ oder ergänzend eine geringe Geräuschemission und ein langes Wartungsintervall einzurichten.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: ein konventionelles Umschlingungsgetriebe mit konventioneller Gleitschiene;
- 2: eine Gleitschiene mit Ummantelung der Beschichtung in Draufsicht im Schnitt in der Ebene der Fügehaken;
- 3: die Gleitschiene gemäß 2 im Querschnitt;
- 4: eine Gleitschiene mit Beschichtung allein auf dem Führungsflächenpaar in Draufsicht im Schnitt in der Ebene der Fügehaken;
- 5: eine Gleitschiene gemäß 4 im Querschnitt; und
- 6: ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit Umschlingungsgetriebe.
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1 zeigt ein konventionelles Umschlingungsgetriebe 2, bei welchem das Umschlingungsmittel 3 ein erstes Kegelscheibenpaar 4 mit einem zweiten Kegelscheibenpaar 5 drehmomentübertragend verbindet. Das erste Kegelscheibenpaar 4 ist hierbei mit einer Getriebeeingangswelle 18 und das zweite Kegelscheibenpaar 5 mit einer Getriebeausgangswelle 19 drehmomentübertragend fest verbunden. Das Umschlingungsmittel 3 wird hierbei an dem in der Darstellung oberen Trum, beispielsweise dem Lasttrum 38, mittels einer konventionellen Gleitschiene 41 geführt und somit Schwingungen quer zur Laufrichtung 37 mittels Anliegen des Führungsflächenpaars 6 geführt. Die konventionelle Gleitschiene 41 ist mittels einer Schwenkmittelaufnahme 16 auf einem Schwenkmittel 40 verkippbar gelagert, sodass sich die Ausrichtung des Führungsflächenpaars 6 an die jeweils anliegenden Wirkkreise auf den Kegelscheibenpaaren 4 und 5 und die daraus resultierende tangentiale Ausrichtung des geführten Trums 38 des Umschlingungsmittels 3 frei anpassen kann. Das Umschlingungsmittel 3 ist hier als Kette angedeutet und bildet zwischen den Wirkkreisen auf den Kegelscheibenpaaren 4 und 5 in der Darstellung oben bei eingehendem Drehmoment über die Getriebeeingangswelle 18 beispielsweise das Lasttrum 38 und in der Darstellung unten das Leertrum 39. Die Laufrichtung 37 ist hier im geführten Trum 38 des Umschlingungsmittels 3 in der Darstellung nach rechts, also im Uhrzeigersinn, gezeigt.
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In 2 ist eine Gleitschiene 1 in Draufsicht gezeigt, wobei eine Versteifungsvorrichtung 35 (vergleiche 3) hier abgeschnitten ist, sodass die Verbindungsebenen zu sehen ist. Die Gleitschiene 1 umfasst eine erste Schienenhälfte 7 und eine zweite Schienenhälfte 8, welche vorzugsweise identisch aufgebaut sind. Die beiden Schienenhälften 7 und 8 sind zu ihrer Mittelebene 29 gespiegelt und aneinandergelegt gefügt. Mittels der Gleitschiene 1 wird ein Umschlingungsmittel 3 geführt, welches hier ausschnittsweise angedeutet ist. Die erste Schienenhälfte 7 weist ein erstes Skelett 9 und die zweite Schienenhälfte 8 ein zweites Skelett 10 auf. Die Skelette 9 und 10 sind bevorzugt aus einem metallischen Blech geformt. Die Skelette 9 und 10 sind jeweils mit einer Beschichtung 11 ummantelt, wobei allein die für den paarweisen Kontakt vorgesehenen Flächen keine Beschichtung 11 aufweisen. Eine solche unbeschichtete erste Fläche 12 ist beispielsweise bei einem ersten Fügehaken 30 der ersten Schienenhälfte 7 und eine solche unbeschichtete korrespondierende zweite Fläche 13 der korrespondierenden zweiten Fügeaufnahme 33 gekennzeichnet. Es liegen aber bevorzugt noch weitere solche unbeschichteten Flächen und Flächenpaare vor. Dies ist ebenso bei dem zweiten Fügehaken 31 der zweiten Schienenhälfte 8 und der korrespondierenden ersten Fügeaufnahme 32 der ersten Schienenhälfte 7 der Fall. In ähnlicher Weise ist dies bei dem Verrastmittelpaar 34 ausgeführt. Das Verrastmittelpaar 34 fixiert die beiden Schienenhälften 9 und 10 in Laufrichtung 37 des Umschlingungsmittels 3 zueinander. Bevorzugt sind die beiden Schienenhälften 9 und 10 mittels aneinander Anlegen mit entsprechenden Anliegeflächen bei der Mittelebene und anschließendes relatives Verschieben entlang der Laufrichtung 37 miteinander fügbar.
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In 3 ist die Gleitschiene 1, wie sie in 2 dargestellt ist, im Querschnitt gezeigt, wobei hier das Führungsflächenpaar 6 mit einem Gleitkanalabstand 15 zu sehen ist. In dieser Darstellung oben, beispielsweise der Außenseite der Gleitschiene 1 bezogen auf den von dem Umschlingungsmittel 3 gebildeten Umschlingungskreis (vergleiche 1), ist eine T-förmige Versteifungsvorrichtung 35 vorgesehen. In der Darstellung unterhalb der Versteifungsvorrichtung 35 ist ein (weiteres) Verrastmittelpaar 34 dargestellt, mittels welchem die erste Schienenhälfte 7 mit der zweiten Schienenhälfte 8 quer zur Mittelebene 29 gefügt ist. Bei diesem Verrastmittelpaar 34 sind ebenfalls eine erste Fläche 12 und eine zweite Fläche 13, welche miteinander in Eingriff stehen, ohne Beschichtung 11 ausgeführt.
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In 4 ist eine Gleitschiene 1 in Draufsicht gezeigt, welche bis auf den Unterschied der fehlenden Beschichtung 11 (vergleiche 2) für die bessere Übersichtlichkeit mit den entsprechenden Anpassungen gleichartig aufgebaut ist. Insoweit wird auf die Beschreibung zur 2 verwiesen. Hierbei ist deutlich zu erkennen, dass eine größere Anzahl von unbeschichteten Flächen 12 und 13 ohne Beschichtung direkt miteinander in Kontakt gebracht sind.
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In 5 ist die Gleitschiene 1, wie sie in 4 dargestellt ist, im Querschnitt gezeigt, wobei auch dieser Querschnitt bis auf den Unterschied der reduzierten Beschichtung 11 einen gleichartigen Aufbau wie der in 3 dargestellte Querschnitt aufweist. Insofern wird auf die Beschreibung zu 3 verwiesen. Hierbei ist nun zu erkennen, dass die Beschichtung 11 lediglich im Bereich der Führungsflächen des Führungsflächenpaars 6 aufgebracht sind. Die Skelette 9 und 10 bilden einen Skelettabstand 36 und der gewünschte Gleitkanalabstand 15 ist mittels der Wahl der jeweiligen Schichtdicke 14 frei einstellbar. Dies ist ebenso bei der Ausführungsform gemäß der 3 möglich.
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In 6 ist ein Antriebsstrang 17, umfassend ein Antriebsaggregat 20, hier als Verbrennungskraftmaschine dargestellt, sowie eine Abtriebswelle 20, ein Umschlingungsgetriebe 2 und ein drehmomentübertragend verbundenes, linkes Antriebsrad 24 und rechtes Antriebsrad 25, schematisch dargestellt. Das linke Antriebsrad 24 und das zweite Antriebsrad 25 bilden einen Verbraucher 21, wobei ein Verbraucher 21 auch durch (nicht dargestellt) einen Akkumulator zur Rekuperation der Bremsenergie oder eine Klimaanlage und weiterem gebildet sein kann. Der Antriebsstrang 17 ist hier in einem Kraftfahrzeug 22 angeordnet, wobei das Antriebsaggregat 20 mit seiner Motorachse 28 quer zur Längsachse 27 vor der Fahrerkabine 26 angeordnet ist.
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Mit der hier vorgeschlagenen Gleitschiene ist eine einfache Montage einer Gleitschiene mit, bevorzugt außenseitig, verringertem Bauraumbedarf gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gleitschiene
- 2
- Umschlingungsgetriebe
- 3
- Umschlingungsmittel
- 4
- erstes Kegelscheibenpaar
- 5
- zweites Kegelscheibenpaar
- 6
- Führungsflächenpaar
- 7
- erste Schienenhälfte
- 8
- zweite Schienenhälfte
- 9
- erstes Skelett
- 10
- zweites Skelett
- 11
- Beschichtung
- 12
- erste Fläche
- 13
- zweite Fläche
- 14
- Schichtdicke
- 15
- Gleitkanalabstand
- 16
- Schwenkmittelaufnahme
- 17
- Antriebsstrang
- 18
- Getriebeeingangswelle
- 19
- Getriebeausgangswelle
- 20
- Abtriebswelle
- 21
- Verbraucher
- 22
- Kraftfahrzeug
- 23
- Antriebsaggregat
- 24
- linkes Antriebsrad
- 25
- rechtes Antriebsrad
- 26
- Fahrerkabine
- 27
- Längsachse
- 28
- Motorachse
- 29
- Mittelebene
- 30
- erster Fügehaken
- 31
- zweiter Fügehaken
- 32
- erste Fügeaufnahme
- 33
- zweite Fügeaufnahme
- 34
- Verrastmittelpaar
- 35
- Versteifungsvorrichtung
- 36
- Skelettabstand
- 37
- Laufrichtung
- 38
- Lasttrum
- 39
- Leertrum
- 40
- Schwenkmittel
- 41
- konventionelle Gleitschiene