- eine Längenerstreckung;

- eine Höhenerstreckung;

- eine Breitenerstreckung; - eine Laschenanlagefläche zum Kontakt mit einer Lasche im Einsatz in einer

Laschen kette;

- eine Wälzfläche zum Kontakt mit einem weiteren Wiegedruckstück im Einsatz in einem Wiegedruckstückpaar; und

- beidseitig eine Stirnfläche, welche quer zu der Längenerstreckung ausgerichtet ist, wobei ein Winkel mit einer zu der Radialrichtung parallelen Drehachse als

Azimutalwinkel bezeichnet wird, wobei bei einem Azimutalwinkel von null die Längenerstreckung senkrecht auf der entsprechenden Stirnfläche steht und bei einem Azimutalwinkel größer null die entsprechende Stirnfläche die Erstreckung in Axialrichtung der Wälzfläche kürzer als diejenige der Laschenanlagefläche ist. Das Wiegedruckstück ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen des Wiegedruckstücks einen Azimutalwinkel ungleich null aufweisen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Wiegedruckstückpaar mit einem solchen Wiegedruckstück, eine Laschenkette mit einem solchen Wiegedruckstückpaar, ein Umschlingungsgetriebe mit einer solchen, sowie einen Antriebsstrang mit einem solchen Umschlingungsgetriebe.

Aus dem Stand der Technik sind Wiegedruckstücke für ein Wiegedruckstückpaar einer Laschenkette als Umschlingungsmittel für Umschlingungsgetriebe, beispielsweise ein sogenanntes CVT [engl.: continuous variable transmission], als Zugmittel bekannt. Ein solches CVT ist beispielsweise aus der DE 100 17005 A1 bekannt. Eine solche Laschenkette ist für ein Übertragen von hohen Drehmomenten und hohen Drehzahlen, wie sie beispielsweise aus dem Motorenbau für Kraftfahrzeuge bekannt sind, eingerichtet. Weil die Getriebegeräusche ungewohnt sind und allgemein als störend empfunden werden, ist es eine stete Herausforderung, eine Laschenkette zu schaffen, welche eine möglichst geringe Geräuschemission aufweist. Zugleich ist aber auch eine lange Lebensdauer der Laschenkette, möglichst Austauschfreiheit über die Lebensdauer eines Kraftfahrzeugs, und ein hoher Wirkungsgrad angestrebt. Weiterhin sind möglichst kleine Wirkkreise (also für die Übersetzung wirksame Durchmesser) an den Kegelscheibenpaaren eines Umschlingungsgetriebes angestrebt, sodass auf geringem (radialem) Bauraum ein großes Übersetzungsverhältnis erzielt werden kann. Eine Laschenkette mit Wiegedruckstücken ist beispielsweise aus der WO 2016 / 095 913 A1 bekannt.

Bisher wird über unterschiedliche Teilungslängen (realisiert über zwei unterschiedliche Laschen) und deren Abfolge versucht, die Schwingungsanregung möglichst gering zu halten. Diese Maßnahmen sind bereits maximal ausgereizt und weitere Änderungen versprechen nur noch ein geringes weiteres Potenzial. Es wurde festgestellt, dass das akustische Verhalten prinzipiell dadurch positiv beeinflusst werden könnte, wenn man die Auftreffimpulse der Wiegedruckstücke auf die Kegelscheiben weicher gestalten könnte. Allerdings erfordert die hohe Belastung der Kette eine ausreichende Dimensionierung der Wiegedruckstücke, also eine hohe Steifigkeit der Wiegedruckstücke.

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.

Die Erfindung betrifft ein Wiegedruckstück für ein Wiegedruckstückpaar einer Laschenkette, aufweisend

- eine Längenerstreckung, welche im Einsatz in einer Laschenkette in Axialrichtung ausgerichtet ist;

- eine Höhenerstreckung, welche im Einsatz in einer Laschenkette in Radialrichtung ausgerichtet ist;

- eine Breitenerstreckung, welche im Einsatz in einer Laschenkette in Kettenlaufrichtung ausgerichtet ist;

- eine Laschenanlagefläche zum Kontakt mit einer Lasche im Einsatz in einer Laschenkette;

- eine Wälzfläche zum Kontakt mit einem weiteren Wiegedruckstück im Einsatz in einem Wiegedruckstückpaar; und

- beidseitig eine Stirnfläche, welche quer zu der Längenerstreckung ausgerichtet ist, wobei ein Winkel mit einer zu der Radialrichtung parallelen Drehachse als Azimutalwinkel bezeichnet wird, wobei bei einem Azimutalwinkel von null die Längenerstreckung senkrecht auf der entsprechenden Stirnfläche steht und bei einem Azimutalwinkel größer null die entsprechende Stirnfläche die Erstreckung in Axialrichtung der Wälzfläche kürzer als diejenige der Laschenanlagefläche ist.

Das Wiegedruckstück ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen des Wiegedruckstücks einen Azimutalwinkel ungleich null aufweisen.

Es wird im Folgenden auf die genannten Raumrichtungen Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die Kettenlaufrichtung, Axialrichtung oder Radialrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.

Das hier vorgeschlagene Wiegedruckstück ist in einem Wiegedruckstückpaar mit einem weiteren Wiegedruckstück einsetzbar. Die beiden Wiegedruckstücke eines Wiegedruckstückpaars sind jeweils mit ihrer Wälzfläche in kraftübertragendem Kontakt und im Einsatz in einer Laschenkette mit ihren Laschenanlageflächen mit jeweils einer (anderen) zugehörigen Lasche in kraftübertragendem Kontakt. Ein Wiegedruckstück weist dazu eine Längenerstreckung auf, welche im Einsatz parallel zu der Axialrichtung ist. Die Axialrichtung ist als eine Richtung parallel zu den Rotationsachsen der Kegelscheibenpaare definiert. Die Laschen einer Laschenkette sind benachbart zueinander in Axialrichtung auf das Wiegedruckstückpaar beziehungsweise die Mehrzahl der Wiegedruckstückpaare der Laschenkette aufgehängt. Weiterhin weist das Wiegedruckstück eine Höhenerstreckung auf, welche parallel zu der Radialrichtung ist. Die Radialrichtung ist auf den von einer Laschenkette gebildeten Umschlingungskreis definiert, wobei diese Form im Einsatz in der Regel oval ist, also zwei Zentren (bei den Rotationsachsen der Kegelscheibenpaare) gebildet sind, welche von einer Zentrumslinie verbunden sind. Die Radialrichtung ist ausgehend von der Zentrumslinie (innerhalb des Umschlingungskreises) nach außen verlaufend (nach außerhalb des Umschlingungskreises) als positiv definiert. Innerhalb des Umschlingungskreises ist hier als radial innen bezeichnet und außerhalb des Umschlingungskreises ist hier entsprechend als radial außen bezeichnet. Die dritte Raumrichtung ist die Kettenlaufrichtung, welche im Einsatz also von dem Ort in dem Umschlingungskreis abhängt und somit sind die hier genannten drei Raumrichtungen als mitbewegtes Koordinatensystem anzusehen. Parallel zu der Kettenlaufrichtung ist die Breitenerstreckung des Wiegedruckstücks. Ein Wiegedruckstück weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen ovalen, annähernd tropfenförmigen, Querschnitt (mit der Axialrichtung als Normale) auf, wobei das Wiegedruckstück radial innen schmal ist und radial außen breiter ist. Die Höhenerstreckung ist als die maximale Ausdehnung in Radialrichtung und die Breitenerstreckung als maximale Ausdehnung in Kettenlaufrichtung (in einem gerade ausgerichteten Abschnitt der Laschenkette, also im Einsatz im ideal gespannten Trum) definiert.

Endseitig, also in Ansicht in der Axialrichtung, ist jeweils eine Stirnfläche vorgesehen, welche in kraftübertragenden, bevorzugt reibschlüssigen, Kontakt mit der entsprechenden (Kegel-) Oberfläche der Kegelscheibenpaare eingerichtet ist. Als Radialwinkel ist der Winkel einer Neigung der Stirnfläche um die Kettenlaufrichtung bezeichnet. Ein Radialwinkel ist bei einer Stirnfläche, welche parallel zu der der (gedachten) Radial-Axial-Ebene (aufgespannt von der Radialrichtung und der Axialrichtung) ausgerichtet ist, null. Hier ist ein Radialwinkel zwischen (radial außenseitig des Wiegedruckstücks) der Radialrichtung und der jeweiligen Stirnfläche definiert und ist mit zunehmender Neigung der Stirnfläche hin zu der (gedachten) Longitudinal-Axial-Ebene (aufgespannt von der Kettenlaufrichtung und der Axialrichtung) größer. Als Azimutalwinkel ist der Winkel einer Neigung der Stirnfläche um die Radialrichtung, also eine Neigung in Kettenlaufrichtung, bezeichnet. Ein Azimutalwinkel ist zu der (gedachten) Longitudinal-Radial-Ebene (aufgespannt von der Kettenlaufrichtung und der Radialrichtung) definiert und null, wenn die betreffende Stirnfläche in dieser Longitudinal-Radial-Ebene liegt. Der Azimutalwinkel ist hier als positiv definiert, wenn die Laschenanlagefläche länger als die Wälzfläche des Wiegedruckstücks ist. Bei einem positiven Azimutalwin kel weist also die Stirnfläche in Kettenlaufrichtung jeweils (von einer Mitte des Wiegedruckstücks betrachtet) nach axial außen. In einer Ausführungsform sind die Stirnflächen hinsichtlich ihres Radialwinkels, ihrer Ausdehnung und ihrer Kantenform konventionell ausgeführt, wobei diese (und gegebenenfalls weitere) Eigenschaften von dem hier vorgeschlagenen Azimutalwinkel überlagert sind.

Hier ist nun vorgeschlagen, dass der Azimutalwin kel der Stirnflächen des Wiegedruckstücks ungleich null ist. Damit ist eine Kante der (jeweiligen) Stirnfläche mit der entsprechenden Oberfläche des Kegelscheibenpaars stärker in Kontakt und es wird über eine reine axiale Stauchung hinaus eine Biegung des Wiegedruckstücks verursacht. Damit ist das Wiegedruckstück bei gleichbleibender Tragkraft, also bei gleichem E-Modul und unverändertem (Höhen-Breiten-) Querschnitt, weicher im Eingriff mit der entsprechenden Oberfläche des Kegelscheibenpaars.

Bei einer Ausführungsform sind in einem Wiegedruckstückpaar ein Wiegedruckstück nach der vorgenannten Ausführungsform ausgeführt und das andere Wiegedruckstück ist anders, beispielsweise konventionell ausgeführt. Bevorzugt sind beide Wiegedruckstücke wie oben beschrieben ausgeführt, besonders bevorzugt mit der axial hervorstehenden Kante der Stirnflächen jeweils in Kettenlaufrichtung vorne, also gegenläufig bei dem vorderen Wiegedruckstück positiv (größer null) und bei dem hinteren Wiegedruckstück negativ (kleiner null).

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stirnflächen beziehungsweise deren Azimutalwinkel entsprechend der durchschnittlichen oder minimalen Presskraft zwischen den Kegelscheibenpaaren derart eingerichtet, dass die Stirnfläche infolge der Biegung des jeweiligen Wiegedruckstücks, bevorzugt beider Wiegedruckstücke eines Wiegedruckstückpaars, großflächig mit der entsprechenden Oberfläche des Kegelscheibenpaars in kraftübertragendem Kontakt steht.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Wiegedruckstückpaar für eine Laschenkette eines Umschlingungsgetriebes vorgeschlagen, aufweisend zwei Wiegedruckstücke nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei der Azimutalwinkel des vorderen Wiegedruckstücks größer null ist und der Azimutalwinkel des hinteren Wiegedruckstücks kleiner null ist. In einer alternativen Ausführungsform ist der Azimutalwinkel des hinteren Wiegedruckstücks größer null und der Azimutalwinkel des vorderen Wiegedruckstücks kleiner null. Das Wiegedruckstückpaar umfasst zwei Wiegedruckstücke, welche wie oben beschrieben ausgeführt sind. Die Wiegedruckstücke des Wiegedruckstückpaars sind jeweils mit einem Azimutalwinkel ungleich null ausgeführt. In einer radialen Draufsicht sind die Neigungen der Stirnflächen der beiden Wiegedruckstücke des Wiegedruckstückpaars an jeweils einer der beiden Seiten parallel zueinander ausgerichtet. Weil die Wiegedruckstücke des Wiegedruckstückpaars aber mit ihrer jeweiligen Wälzfläche im Einsatz in einem Umschlingungsgetriebe miteinander in kraftübertragendem Kontakt stehen, sind die Azimutalwinkel (in separater Betrachtung) der Wiegedruckstücke zueinander gegenläufig. So ist in der hier vorgeschlagenen (bevorzugten) Ausführungsform die vordere Laschenanlagefläche, also die Laschenanlagefläche des in Kettenlaufrichtung vorderen Wiegedruckstücks, länger als die vordere Wälzfläche, also die Wälzfläche des in Kettenlaufrichtung vorderen Wiegedruckstücks. Aber die hintere Wälzfläche, also die hintere Wälzfläche des in Kettenlaufrichtung hinteren Wiegedruckstücks, länger als die hintere Laschenanlagefläche, also die Laschenanlagefläche des in Kettenlaufrichtung hinteren Wiegedruckstücks.

Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Wiegedruckstückpaars vorgeschlagen, dass die Ausdehnung in Axialrichtung der vorderen Laschenanlagefläche derjenigen der hinteren Wälzfläche entspricht; und/oder die Ausdehnung in Axialrichtung der hinteren Laschenanlagefläche derjenigen der vorderen Wälzfläche entspricht.

Bei dieser Ausführungsform weist die vordere Laschenanlagefläche die gleiche axiale Ausdehnung wie die hintere Wälzfläche und/oder die vordere Wälzfläche die gleiche axiale Ausdehnung wie die hintere Laschenanlagefläche auf. Damit ist im Einsatz eine gleiche Stauchung und Biegung erzielbar und damit die axiale Weichheit des Wiegedruckstückpaars erhöht, wobei zugleich sichergestellt ist, dass einem kraftübertragenden Anliegen der beiden Wälzflächen der Wiegedruckstücke des Wiegedruckstückpaars infolge der Laschenlast keine entgegenstehenden Kräfte erzeugt werden. Die Wiegedruckstücke werden also nicht infolge der presskraftbedingten (elastischen) Deformation voneinander weg gezwungen.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Laschenkette für ein Umschlingungsgetriebe vorgeschlagen, aufweisend eine Vielzahl von Laschen und eine korrespondierende Anzahl von Wiegedruckstückpaaren nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei mittels der Laschenkette ein Drehmoment zwischen einem ersten Kegelscheibenpaar und einem zweiten Kegelscheibenpaar reibschlüssig übertragbar ist, wobei bevorzugt ein Übersetzungsverhältnis zwischen den Kegelscheibenpaaren stufenlos veränderbar ist.

Die hier vorgeschlagene Laschenkette ist für ein Umschlingungsgetriebe als Zugmittel eingerichtet, beispielsweise für ein CVT. Bei einem Umschlingungsgetriebe bildet eine Laschenkette einen Umschlingungskreisabschnitt bei den Getriebewellen und dazwischen zwei Trume, wobei eines ein Zugtrum beziehungsweise Lasttrum ist und das andere ein Leertrum ist. Die Trume und die Umschlingungskreisabschnitte bilden gemeinsam einen (ovalen) Umschlingungskreis, wie oben erläutert. Soweit also von einem Umschlingungskreis gesprochen wird, ist hier kein Kreis mit konstantem Radius gemeint, sondern ein umlaufend geschlossenes Gebilde. Die Form wird von den (mittels eines Scheibenabstands eingestellten) Wirkkreisen der Kegelscheibenpaare des Umschlingungsgetriebes definiert. Die Raumrichtungen sind hier ebenfalls wie oben erläutert definiert.

Die Laschenkette weist eine Kettenbreite auf und über diese Kettenbreite sind in der Regel eine Mehrzahl von Laschen benachbart zueinander angeordnet und bilden eine Laschengruppe. Die Kettenbreite ist im Einsatz parallel zu der Ausrichtung der zumindest zwei Getriebewellen ausgerichtet. Die Kettenbreite ist von der Breitenerstreckung der Wiegedruckstücke definiert, wobei die (axialen) Enden der Wiegedruckstücke über die benachbarten Laschen hinausragen, sodass die Laschen nicht mit der entsprechenden Oberfläche der Kegelscheibenpaare in reibschlüssigen Kontakt kommen.

Die Laschenkette umfasst eine Vielzahl von Laschen, wobei bevorzugt für eine (wie oben erläutert) verringerte Geräuschemission eine Mehrzahl von Laschentypen, beispielsweise zwei Laschentypen, nämlich eine Kurzlasche und eine Langlasche. Die Laschen umfassen jeweils zwei Wiegedruckstückpaare. Ein Wiegedruckstückpaar weist in Bezug auf eine Lasche jeweils ein festes Wiegedruckstück und ein freies Wiegedruckstück auf. Zwei Laschen sind jeweils mittels eines gemeinsamen Wiegedruckstückpaars zugkraftübertragend miteinander verbunden, wobei für die jeweils andere Lasche dann die Bezeichnung als freies beziehungsweise festes Wiegedruckstück jeweils umgekehrt gilt. Die beiden Wiegedruckstücke eines Wiegedruckstückpaars liegen infolge der im Betrieb des Umschlingungsgetriebes von den Laschen der Laschenkette übertragenen Zugkraft und damit die auf das Wiegedruckstückpaar einwirkende (in Kettenlaufrichtung beidseitig anliegende) Laschenlast unmittelbar kraftübertragend aneinander an. Die beiden Wiegedruckstücke des Wiegedruckstückpaars übertragen die Zugkraft der Laschen so als Druckkraft aufeinander und rollen bei der Bewegung in einem Umschlingungsgetriebe mittels ihrer kraftübertragend aneinanderliegenden Wälzflächen aufeinander ab. Die Wälzflächen sind gekrümmt beziehungsweise geknickt und beschreiben also im Betrieb des Umschlingungsgetriebes eine Wiegebewegung aufeinander.

Bei beispielsweise einem CVT sind die Stirnflächen der Wiegedruckstücke mit einem Radialwinkel größer null ausgebildet, um so eine etwa parallele Anliegefläche mit den (geneigten Kegel-) Oberflächen der Kegelscheibenpaare auszubilden.

Über die Stirnflächen der Wiegedruckstücke wird bei einem CVT reibschlüssig ein Drehmoment als Zugkraft in die Laschenkette eingeleitet. Die Wiegedruckstücke werden also beidseitig mit einer axialen Presskraft belastet. Die Laschen übertragen zumindest auf die gerade freien, also nicht axial verpressten, Wiegedruckstücke (zumindest des Lasttrums) das Drehmoment als Zuglast auf die jeweils zugehörigen Wiegedruckstücke, beispielsweise das jeweils unmittelbar benachbarte Wiegedruckstück. Die Wiegedruckstücke beziehungsweise Wiegedruckstückpaare sind also mittels der Vielzahl der Laschen zugkraftübertragend verkettet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Laschenkette als Umschlingungsmittel für ein stufenlos veränderbar übersetzendes Umschlingungsgetriebe eingerichtet und die Stirnflächen der Wiegedruckstücke der Laschenkette sind rein reibschlüssig mit den entsprechenden (Kegel-) Oberflächen der Kegelscheibenpaare in kraftübertragendem Kontakt.

Hier ist nun vorgeschlagen, dass der Azimutalwinkel der Wiegedruckstücke der Wiegedruckstückpaare ungleich null ist, bevorzugt der vordere Azimutalwinkel (des vorderen Wiegedruckstücks) größer null ist und der hintere Azimutalwinkel (des hinteren Wiegedruckstücks) kleiner null ist. Damit wird bei anliegender Presskraft eine verstärkte (azimutale) Biegung des Wiegedruckstückpaars zusätzlich zu einer reinen (axialen) Stauchung verursacht und damit die Weichheit des Wiegedruckstückpaars erhöht. Mit der zunehmenden Weichheit der Wiegedruckstückpaare wird die Geräuschemission verringert, weil der Einschlagimpuls beim Einlaufen in ein Kegelscheibenpaar verringert wird. Zugleich bleibt aber die übertragbare Zugkraft bei gleichbleibendem E-Modul und Querschnitt nahezu gleich wie bei einer konventionell ausgeführten Laschenkette. Die hiervorgeschlagene Laschenkette ist ohne zusätzliche Maßnahmen ersetzend für eine konventionelle Laschenkette einsetzbar.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Umschlingungsgetriebe für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

- ein erstes Kegelscheibenpaar einer ersten Rotationsachse und mit einem veränderbaren axialen ersten Scheibenabstand;

- ein zweites Kegelscheibenpaar einer zweiten Rotationsachse mit einem veränderbaren axialen zweiten Scheibenabstand; und

- eine Laschenkette nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die beiden Kegelscheibenpaare mittels der Laschenkette, welche als in Richtung der Breitenerstreckung in jeweils einem Kegelscheibenpaar axial eingepresstes Zugmittel angeordnet ist, mit einem Übersetzungsverhältnis, welches von den eingestellten Scheibenabständen abhängig ist, drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, wobei bevorzugt das Übersetzungsverhältnis zwischen den Kegelscheibenpaaren stufenlos veränderbar ist.

Das Umschlingungsgetriebe ist für einen Antriebsstrang, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, eingerichtet und umfasst zumindest ein auf einer ersten Getriebewelle, beispielsweise der Getriebeeingangswelle, angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar und ein auf einer zweiten Getriebewetle, beispielsweise der Getriebeausgangswelle, angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar, sowie ein zur Drehmomentübertragung zwischen den Kegelscheibenpaaren vorgesehenes Umschlingungsmittel, nämlich die oben beschriebenen Laschenkette. Ein Kegelscheibenpaar umfasst zwei Kegelscheiben, welche mit korrespondierenden (Kegel-) Oberflächen aufeinander zu ausgerichtet sind und relativ zueinander axial bewegbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die (erste) Kegelscheibe, auch als Losscheibe oder Wegscheibe bezeichnet, entlang Ihrer Rotationsachse verlagerbar (axial verschiebbar) und die (zweite) Kegelscheibe, auch als Festscheibe bezeichnet, steht in Richtung der Rotationsachse fest (axial fixiert). Damit lässt sich der jeweilige Scheibenabstand des betreffenden Kegelscheibenpaars verändern.

Im Betrieb des Umschlingungsgetriebes wird die Laschenkette infolge der (Kegel-) Oberflächen der beiden Kegelscheiben mittels einer relativen Axialbewegung der Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaars zwischen einer inneren Position (kleiner beziehungsweise minimaler Wirkkreis) und einer äußeren Position (großer beziehungsweise maximaler Wirkkreis) in einer (bezogen auf die jeweilige Rotationsachse) radialen Richtung verlagert. Die Laschenkette läuft damit auf einem veränderbaren Wirkkreis, also mit veränderbarem Laufradius, ab. Dadurch ist eine unterschiedliche Drehzahlübersetzung und Drehmomentübersetzung von einem Kegeischeibenpaar auf das andere Kegelscheibenpaar, bevorzugt stufenlos, einstellbar.

Das hier vorgeschlagene Umschlingungsgetriebe weist eine Laschenkette gemäß obiger Beschreibung auf, wobei die Wiegedruckstücke der Laschenkette infolge des Azimutalwinkels ungleich null einen geringen Einschlagimpuls erzeugen. Damit ist die Geräuschemission der Laschenkette im Betrieb des Umschlingungsgetriebes reduziert, wobei zugleich (bei ansonsten unveränderten Parametern) eine nahezu gleiche Zugkraft, also mittels des Umschlingungsgetriebes ein gleiches Drehmoment, übertragbar ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

- zumindest eine Antriebsmaschine;

- zumindest einen Verbraucher; und

- ein Umschlingungsgetriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die zumindest eine Antriebsmaschine zur Drehmomentübertragung mittels des Umschlingungsgetriebes mit dem zumindest einen Verbraucher mit veränderbarer Übersetzung verbunden ist.

Der Antriebsstrang, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs eingesetzt zu dessen Vortrieb über zumindest ein Vortriebsrad (Verbraucher), ist dazu eingerichtet, ein von einem oder einer Mehrzahl von Antriebsmaschinen, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine, bereitgestelltes und über ihre jeweilige Antriebswelle, beispielsgemäß also die Verbrennerwelle und/oder die Rotorwelle, abgegebenes Drehmoment für eine Nutzung durch einen Verbraucher bedarfsgerecht zu übertragen, also unter Berücksichtigung der benötigten Drehzahl und des benötigten Drehmoments. Eine Nutzung ist beispielsweise ein elektrischer Generator zum Bereitstellen von elektrischer Energie oder die Übertragung eines Drehmoments auf ein Vortriebsrad eines Kraftfahrzeugs zu dessen Vortrieb.

Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen, ist die Verwendung des oben beschriebenen Umschlingungsgetriebes besonders vorteilhaft, weil die Laschenkette einen sehr hohen Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung ermöglicht. Die hier vorgeschlagene Laschenkette weist zudem eine besonders geringe Geräuschemission bei einem hohen übertragbaren Drehmoment auf.

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

Fig. 1: ein symmetrisch belastetes konventionelles Wiegedruckstück mit Azimutalwinkel von null;

Fig. 2: ein vereinfachter Querschnitt eines Wiegedruckstücks;

Fig. 3: ein konventionelles Wiegedruckstück zu Beginn der Einlaufphase mit Azimutalwinkel von null;

Fig. 4: ein Wiegedruckstückpaar zu Beginn der Einlaufphase mit gegenläufigen Azimutalwinkeln ungleich null;

Fig. 5: ein Wiegedruckstückpaar in symmetrischer Belastung mit gegenläufigen Azimutalwinkeln ungleich null; und Fig. 6: ein Umschlingungsgetriebe in einem Antriebsstrang. ln Fig. 1 ist modellhaft ein symmetrisch belastetes (konventionelles)

Wiegedruckstück 30 gezeigt, welches von einer an der linken Stirnfläche 16 sowie von einer an der rechten Stirnfläche 17 anliegenden Presskraft 31 belastet ist. Diese Situation entspricht dem in ein Kegelscheibenpaar 21,22 (vollständig) eingelaufenem Wiegedruckstückpaar 3 (vergleiche Fig. 6). In dieser vereinfachten Ausführungsform schneiden sich für eine vereinfachte Betrachtung die hier darstellungsgemäß vertikale Symmetrieachse 32 sowie die horizontale Neutralachse 33 im Schwerpunkt des konventionellen Wiegedruckstücks 30. Ein kartesisches Koordinatensystem zeigt in der vertikalen Richtung in die (einsatzgemäß benannte) Kettenlaufrichtung 10 und in der horizontalen Richtung in die Axialrichtung 6 und ist im Einsatz parallel zu den Rotationsachsen 24,25 des Umschlingungsgetriebes 20 (vergleiche Fig. 6). Die Radialrichtung 8 steht senkrecht auf der Bildebene. Das konventionelle Wiegedruckstück 30 weist eine Ausgangslänge 34 mit einer Längenerstreckung 5 in Axialrichtung 6 auf. Die Breitenerstreckung 9 ist in Kettenlaufrichtung 10 ausgerichtet. Darüber hinaus weist das konventionelle Wiegedruckstück 30 eine vordere Laschenanlagefläche 11 (beziehungsweise eine hintere Laschenanlagefläche 12) sowie eine vordere Wälzfläche 14 (beziehungsweise eine hintere Wälzfläche 15) auf. Die Laschenanlagefläche 11,12 ist für den (druck-) kraftübertragenden Kontakt zu einer Lasche 13 eingerichtet (vergleiche Fig. 6). Die Wälzfläche 14,15 ist für einen (druck-) kraftübertragenden Kontakt mit einer Wälzfläche 15,14 eines anderen Wiegedruckstücks eingerichtet. Die Belastungslänge 35 beschreibt die Länge des konventionellen Wiegedruckstücks 30, welche das konventionellen Wiegedruckstücks 30 infolge der axial aufgebrachten Presskräfte 31 (elastisch) einnimmt. Die Presskräfte 31 greifen in diesem Modell (als Mittelung der Flächenpressung) im Schwerpunkt der Stirnflächen 16,17 des konventionellen Wiegedruckstücks 30 an.

Das elastisch deformierte konventionelle Wiegedruckstück 30 ist mit durchgezogener Linie (Belastungslänge 35) und in der unbelasteten Ausgangslage mit gestrichelter Linie (Ausgangslänge 34) dargestellt. Die elastische Deformation des konventionellen Wiegedruckstücks 30 lässt sich mit der folgenden Modellberechnung ermitteln (zur Querschnittsfläche vergleiche Fig. 2):

(1)

Hierbei entspricht Δl _lin der Differenz zwischen l (Belastungslänge 35) und l ₀ (unbelastete Ausgangslänge 34) des (konventionellen) Wiegedruckstücks 30. F ist die Presskraft 31, E der Elastizitätsmodul [angegeben in Mega-Pascal], w die Breitenerstreckung 9 und h die Höhenerstreckung 7 [Längeneinheiten angegeben in Millimeter], Mit

(1.a) l ₀ = 24mm,

(1 ,b) h = 5 mm,

(1 ,c) w = 1,8 mm, sowie

(1.d) E = 210.000 MPa und (1.e) F = 1000 N ergibt sich für Δl _lin 12,8 μm [zwölf und acht Zehntel Mikrometer],

In Fig. 2 ist ein für die Modellbetrachtung vereinfachter Querschnitt der (rechten) Stirnfläche 17 eines Wiegedruckstück 1,2,30 dargestellt, wobei die rechte Stirnfläche 17 und die linke Stirnfläche 16 identisch sind. Das kartesische Koordinatensystem ist in diesem Querschnitt des Wiegedruckstückes 1,2,30 im Schwerpunkt angeordnet. Entsprechend der Fig. 1 weist die Radialrichtung 8 in der Darstellung horizontal nach links (für die linke Stirnfläche 16 nach rechts), die Kettenlaufrichtung 10 vertikal nach oben und die Axialrichtung 6 weist aus der Bildebene hinaus (für die linke Stirnfläche 16 hinein). Hier ist weiterhin die Höhenerstreckung 7 des Wiegedruckstücks 1,2,30 zu erkenne, welche in Radialrichtung 8 ausgerichtet ist. Wie zu Fig. 1 beschrieben ist die Breitenerstreckung 9 in Kettenlaufrichtung 10 ausgerichtet. Die axial wirkende Presskraft 31 greift wie in Fig. 1 beschrieben auf der Stirnfläche 16,17 (modellgemäß in deren Flächenschwerpunkt) an und wirkt in die Bildebene hinein. Es sei darauf hingewiesen, dass die Stirnflächen 16,17 nicht in der Blattebene liegt und ein Wiegedruckstück 1 ,2,30 stets etwa tropfenförmig ist.

In Fig. 3 ist das konventionelle Wiegedruckstück 30 gemäß Fig. 1 dargestellt, welches von einer an der linken Stirnfläche 16 sowie von einer an der rechten Stirnfläche 17 anliegenden Presskraft 31 belastet wird. Im Gegensatz zu der Belastungssituation gemäß Fig. 1 greifen die axialen Presskräfte 31 in dieser Modellbetrachtung nicht im Schwerpunkt an. Vielmehr ist der Angriffspunkt der Presskraft 31 bei der Ecke von der jeweiligen Stirnfläche 16,17 zu der vorderen Laschenanlagefläche 11 beziehungsweise zu der hinteren Wälzfläche 15. Diese Belastungssituation entspricht (unter Vernachlässigung anderer geometrisch bedingter Folgen aus der Presskraft und der Kettenlast) der Situation zu Beginn der Einlaufphase eines konventionellen Wiegedruckstücks 30 in ein Kegelscheibenpaar 21,22 (vergleiche Fig. 6). Beim Schnittpunkt der Symmetrieachse 32 und der Neutralachse 33 des konventionellen Wiegedruckstücks 30 in der Ausgangslage (gestrichelte Darstellung) ist das bereits definierte Koordinatensystem dargestellt. Die Belastungslänge 35 beschreibt die Länge des Wiegedruckstücks 30, welche das Wiegedruckstück 30 aufgrund der axial auftretenden Presskräften 31 einnimmt. Im Unterschied zu dem Belastungsfall gemäß Fig. 1 greifen die Presskräfte 31 nicht im Schwerpunkt an, sodass das Wiegedruckstück 30 in der Blattebene (also in der Ebene aufgespannt von der Kettenlaufrichtung 10 und der Axialrichtung 6) gebogen ist. Diese Deformation führt zu einer Neigung der Stirnflächen 16,17 um den Deformationswinkel 36 (hier der Übersichtlichkeit halber allein an der rechten Stirnfläche 17 gezeigt). Es sei darauf hingewiesen, dass die Verformung übertrieben dargestellt ist und in der Modellannahme eine Kollision des hinteren Bereichs des konventionellen Wiegedruckstücks 30 mit den Kontaktflächen des Kegelscheibenpaars 21,22 ausgeschlossen ist. Die Belastungslänge 35 berechnet sich demnach wie folgt: und zusammenfassend mit Formel (1) wobei T das Biegemoment mit der Presskraft in Abstand zu der Neutralachse um die halbe Breitenerstreckung 9 ist [angegeben in Newtonmeter] und tan(α) der Tangens von dem Winkel α (Deformationswinkel 36) ist. Der Tangens gibt den Betrag der (linearen) Verformung in Axialrichtung 6 an. Diese Verformung, also Differenz Δl _azi ist also die aus dem Deformationswinkel 36 resultierende Verkürzung der Ausgangslänge 34. Mit den Werten gemäß (1.a) bis (1.e) ergibt sich eine axiale Deformation Δl _ges von 51 μm [einundfünfzig Mikrometer],

In Fig. 4 ist ein Wiegedruckstückpaar 3 mit einem vorderen Wiegedruckstück 1 und einem hinteren Wiegedruckstück 2 dargestellt, wobei die Ausrichtung im Raum dem bereits in den vorhergehend gezeigten Koordinatensystem entspricht. Das Koordinatensystem ist in der Ausgangslage (gestrichelte Darstellung der Wiegedruckstücke 1,2) in der Ebene zwischen den Wälzflächen 14,15 angeordnet. Das Wiegedruckstückpaar 3 läuft in der gezeigten Kettenlaufrichtung 10 (darstellungsgemäß vertikal nach oben) in ein Kegelscheibenpaar 21,22 ein, wobei das zuerst einlaufende als das vordere Wiegedruckstück 1 und das als zweites einlaufende als das hintere Wiegedruckstück 2 bezeichnet ist. Hier ist zusätzlich zu der Belastung mit der Presskraft 31 die im Einsatz in einer Laschenkette 4 (vergleiche Fig. 6) in Kettenlaufrichtung 10 von beiden Seiten auf die jeweilige Laschenanlagefläche 11,12 einwirkende Laschenlast 37 gezeigt. Die Laschenlast 37 ist hier vereinfacht als zentrisch (entlang der Symmetrieachse 32) wirkende Kraft dargestellt, entspricht aber im Einsatz einer Summe von flächig verteilten Einzellasten ausgehend von jeweils einer Lasche 13. Die Laschenlast 37 ist im Betrieb so groß, dass die beiden Wälzflächen 14,15 der beiden Wiegedruckstücke 1,2 nicht voneinander abheben können. Im Unterschied zu einem konventionellen Wiegedruckstück 30 (vergleiche Fig. 1 oder Fig. 3) sind die Stirnflächen 16,17 mit einem Azimutalwinkel 18,19 ungleich null ausgeführt. Der vordere Azimutalwinkel 18 des vorderen Wiegedruckstücks 1 ist größer null und der hintere Azimutalwinkel 19 des hinteren Wiegedruckstücks 2 ist kleiner null. Somit ist bei dem vorderen Wiegedruckstück 1 die (vordere) Laschenanlagefläche 11 länger als die (vordere) Wälzfläche 14. Bei dem hinteren Wiegedruckstück 2 die (hintere) Laschenanlagefläche 12 kürzer als die (hintere) Wälzfläche 15. Die Azimutalwinkel 18,19 der Wiegedruckstücke 1,2 des Wiegedruckstückpaars 3 sind also einander gegenläufig ausgerichtet.

Hier ist der Beginn der Einlaufphase gezeigt, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Hierbei ist nun allein das vordere Wiegedruckstück 1 (und zwar an der Ecke zwischen der jeweiligen Stirnfläche 16,17 und der vorderen Laschenanlagefläche 11 ) mit der axialen Presskraft 31 belastet, weil bei Beginn der Einlaufphase einzig das vordere Wiegedruckstück 1 in Kontakt mit den Kegelscheibenpaaren 21,22 steht. Infolge der Presskraft 31 und des Azimutalwinkels 18 der (vorderen) Stirnflächen 16,17 ergibt sich die Deformation (gezeigt mit durchgezogener Linie) der Wiegedruckstücke 1,2. Bei einem Azimutalwinkel gleich null stützt das hintere Wiegedruckstück 2 das vordere und hebt aufgrund der Reibung zwischen den beiden Wälzflächen 14,15 die Durchbiegung des vorderen Wiegedruckstücks 1 zumindest teilweise wieder auf. Mit dem hinteren Azimutalwinkel 19 kleiner null ist also die große Differenz Δl _ges (im genannten Beispiel von 51 μm) für das Wiegedruckstückpaar 3 erreichbar.

Wenn zudem ein Radialwinkel vorgesehen ist, welcher größer ist als die Neigung des Kegelscheibenpaars 21,22, dann ist aufgrund des gleichen Formelzusammenhangs, wobei sich die in dem Flächenträgheitsmoment mit der dritten Potenz wirksamen Höhe (mal die Höhenerstreckung 7 und mal die Breitenerstreckung 9) mit dem Hebelarm der Presskraft 31 und dem Hebelarm der aus der Durchbiegung resultierenden Deformation (jeweils die Höhe) aufhebt (vergleiche Kürzung von w (Breitenerstreckung 9) in Formel (2.3)) für die Gesamtdifferenz Δl _ges+rad mit folgender Formel:

(3) Δl _ges+rad = Δl _lin + Δl _azi + Δl _rad = Δl _lin + 2. Δl _azi eine Gesamtdifferenz (mit Radialwinkel) Al _ges+rad von 89,2 μm erzielt.

Es ergibt sich somit eine größere Verformung als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3. Das Wiegedruckstückpaar 3 mit einem vorderen Wiegedruckstück 1 mit Azimutalwinkel 18 größer null ist somit weniger steif und damit ein Einlaufen leiser als bei einem Wiegedruckstückpaar 3 mit einem konventionellen Wiegedruckstück 30.

In Fig. 5 ist das Wiegedruckstückpaar 3 gemäß Fig. 4 gezeigt, aber hier in der (vollständig) eingelaufenen Belastungssituation, in welcher beide Wiegedruckstücke 1,2 in (druck-) kraftübertragendem Kontakt mit den Kegelscheibenpaaren 21,22 (vergleiche Fig. 6) stehen. Während bei einem Wiegedruckstückpaar 3 mit konventionellen Wiegedruckstücken 30 mit dem Einlaufen des hinteren Wiegedruckstücks 2 die Steifigkeit des Wiegedruckstückpaars 3 erhöht wird, ist bei der gezeigten Ausführungsform mit gegenläufig ausgerichteten Azimutalwinkeln 18,19 der Stirnflächen 16,17 des vorderen Wiegedruckstücks 1 und des hinteren Wiegedruckstücks 2 die Biegung des vorderen Wiegedruckstücks 1 von dem hinteren Wiegedruckstück 2 unterstützt. Das heißt das hintere Wiegedruckstück 2 bleibt weder gerade noch wird es in der entgegengesetzten Richtung gebogen. Vielmehr werden das vordere Wiegedruckstück 1 und das hintere Wiegedruckstück 2 gleich, bevorzugt wie hier gezeigt betragsgleich (und richtungsgleich), gebogen. In dem gezeigten Ausführungsform stimmt also die Belastungslänge 35 des Wiegedruckstückpaars 3 etwa mit der Belastungslänge 35 des vorderen Wiegedruckstücks 1 überein.

In Fig. 6 ist ein Umschlingungsgetriebe 20 in perspektivischer Ansicht in einem Ausschnitt eines Antriebsstrangs 23 gezeigt, bei welchem eine Laschenkette 4 als Zugmittel auf zwei Kegelscheibenpaaren 21,22 abläuft. Die Laschenkette 4 weist eine Kettenbreite in Axialrichtung 6 (parallel zu den Rotationsachse) auf, welche der Längenerstreckung 5 des Wiegedruckstückpaare 3 entspricht. Somit führt ein definierter Scheibenabstand 26,27 zu einem resultierenden Wirkkreis an dem jeweiligen Kegelscheibenpaar 21,22. In diesem Fall ist der erste Scheibenabstand 26 groß und damit der erste Wirkkreis klein und der zweite Scheibenabstand 27 klein und damit der zweite Wirkkreis groß. Damit ist mittels des Umschlingungsgetriebes 20 von einer ersten Getriebewelle 38, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle, mit einer ersten Rotationsachse 24, zu einer zweiten Getriebewelle 39, beispielsweise einer Getriebeausgangswelle, mit einer zweiten Rotationsachse 25 eine Drehmomentübersetzung größer 1, beispielsweise 2, eingestellt.

Die Laschen 13 sind mittels der Vielzahl der Wiegedruckstückpaare 3 miteinander (zur Zugkraftübertragung in den Trumen 40,41) zu einem Ring miteinander verkettet. Es sind eine Mehrzahl von Laschen 13 in Axialrichtung 6 nebeneinander angeordnet. Hier ist ein Koordinatensystem in dem ersten Trum 40 dargestellt, welches dem Koordinatensystem gemäß den vorhergehenden Figuren entspricht. Die Kettenlaufrichtung 10 liegt in der Ebene des Rings der Laschenkette 4. Die Axialrichtung 6 (entspricht der Richtung der Kettenbreite) ist parallel zu den Rotationsachsen 24,25 ausgerichtet. Die Radialrichtung 8 weist nach außerhalb des von der Laschenkette 4 gebildeten Rings. Die Lage des gezeigten Koordinatensystems ist in einem beliebigen Punkt der Laschenkette 4 definiert und die Ausrichtung der Kettenlaufrichtung 10 und der Radialrichtung 8 sowie die Lage der Axialrichtung 6 verändert sich mit der Bewegung der Laschenkette 4. Beispielsweise ist an der ersten Getriebewelle 38 eine Antriebsmaschine 28 angeschlossen, wobei hier einzig das drehmomentaufnehmende Eingangszahnrad gezeigt ist. Beispielsweise ist an der zweiten Getriebewelle 39 ein Verbraucher 29, beispielsweise zumindest ein Vortriebsrad für ein Kraftfahrzeug, angeschlossen, wobei hier einzig das drehmomentabgebende Ausgangszahnrad gezeigt ist.

Hier ist mittels des vorgeschlagenen Wiegedruckstücks eine weitere Reduktion der Geräuschemission erreicht, wobei nur eine geringe oder keine Erhöhung der Belastung des Reibkontakts mit den Kegelscheibenpaaren verursacht ist.

Bezugszeichenliste vorderes Wiegedruckstück 29 Verbraucher hinteres Wiegedruckstück 30 konventionelles Wiegedruckstück Wiegedruckstückpaar 31 Presskraft Laschen kette 32 Symmetrieachse Längenerstreckung 33 Neutralachse Axialrichtung 34 Ausgangslänge Höhenerstreckung 35 Belastungslänge Radialrichtung 36 Deformationswinkel Breitenerstreckung 37 Laschenlast Kettenlaufrichtung 38 erste Getriebewelle vordere Laschenanlagefläche 39 zweite Getriebewelle hintere Laschenanlagefläche 40 erstes Trum Lasche 41 zweites Trum vordere Wälzfläche hintere Wälzfläche linke Stirnfläche rechte Stirnfläche vorderer Azimutalwinkel hinterer Azimutalwinkel Umschlingungsgetriebe erstes Kegelscheibenpaar zweites Kegelscheibenpaar Antriebsstrang erste Rotationsachse zweite Rotationsachse erster Scheibenabstand zweiter Scheibenabstand Antriebsmaschine