Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit kontinuierlich variabler Übersetzung finden in modernen Kraftfahrzeugen nicht nur wegen des mit ihnen erzielbaren Fahrkomforts, sondern auch wegen möglicher Verbrauchseinsparungen zunehmend Verwendung.

Ein für die Dauerhaltbarkeit und das Drehmomentübertragungsvermögen des Variators eines solchen Kegelscheibenumschlingungsgetriebes entscheidendes Bauteil ist das Umschlingungsmittel selbst, das beispielsweise als eine Laschenkette ausgeführt ist, wie sie in Fig. 5 in einem kleinen Ausschnitt schematisch dargestellt ist. Eine solche La- schenkette ist aus Laschen 10 zusammengesetzt, die über Wiegestücke 12 miteinander verbunden sind. Die Laschen 10 sind in mehreren, bezüglich der Laufrichtung der La- schenkette nebeneinander angeordneten Reihen hintereinander angeordnet, wobei in Fig. 5 die Lasche 101 einer in Blickrichtung vordersten Reihe angehört, die Lasche 102 einer der vordersten Reihe benachbarten Reihe angehört und die Lasche 103 einer weiteren Reihe angehört. Zur Verbindung der Laschen sind die Wiegestücke 12 vorge- sehen, die die Laschenöffnungen 14 jeweils quer zur Laufrichtung durchdringen. Dabei wird jede Laschenöffnung von zwei Wiegestückpaaren 161 und 162 durchdrungen, wo- bei zum Wiegestückpaar 161 die Laschen 121 und 122 gehören und zum Wiegestück- paar 162 die Wiegestücke 123 und 124 gehören. Wie ersichtlich, stützen sich die Außen- seiten der von einander abgewandten Wiegestücke 121 und 124 der Wiegestückpaare 161 bzw. 162 an der bezogen auf die Laufrichtung der Laschenkette vorderen bzw. hin- teren Innenseite der Laschenöffnung 14 ab. Die aufeinander zugewandten Wiegestücke 122 und 124 stützen sich jeweils an Innenseiten von Laschenöffnungen von Laschen ab, die in benachbarten Reihen angeordnet sind. Die aufeinander zugewandten Flächen der Wiegestücke jedes Wiegestückpaares bilden Wälzflächen, auf denen sich die Wie-

gestücke aneinander abwälzen, wenn sich der Radius R, mit dem der jeweilige Bereich der Laschenkette gekrümmt ist, ändert.

Eine solche Laschenkette sowie der zugehörige Variator mit zwei Kegelscheibenpaa- ren, um die die Laschenkette umläuft, ist an sich bekannt und wird daher nicht be- schrieben.

Fig. 6 zeigt eine Lasche 10 und ein Wiegestück 12 in vergrößertem Maßstab.

Das Wiegestück 12 weist zwei Längsschenkel 18 und zwei Hochschenkel 20 auf, die gemeinsam die Laschenöffnung 14 umschließen. Das Wiegestück 12, dessen Wälzflä- che mit 20 bezeichnet ist, liegt gemäß Fig. 6 rechtsseitig an der Innenseite der La- schenöffnung 14 an, wobei die Anlageflächen derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine Anlage nur im Bereich des Übergangs zwischen den Längsschenkeln 18 zu den Hochschenkeln 20 erfolgt und im Bereich der Mitte des Hochschenkels 20 keine Anlage erfolgt. Wenn sich die Lasche 10 gemäß Fig. 6 von rechts nach links bewegt, werden entsprechend der von der Laschenkette übertragenen Kraft an den Anlageflächen Kräfte übertragen, die in der Fig. jeweils durch Pfeile F dargestellt sind, die die Kraft- schwerpunkte und Kraftrichtungen zeigen. Infolge des Versatzes der Kraftangriffspunkte gegenüber der Mitte der Längsschenkel wirken in den Längsschenkeln 18 sowohl Zug- als auch Biegespannungen. Ebenso wirkt in den Hochschenkeln eine Biegespannung und eine Zugspannung.

Naturgemäß hängen die für eine Lasche erforderlichen Abmessungen bei vorbestimm- tem Material und vorbestimmten geometrischen Rahmenbedingungen des jeweiligen Variators, beispielsweise dessen Teilung, minimalen und maximalen Umlaufradius der Laschenkette usw., sowie dem zu übertragenden Drehmoment von den in der Lasche wirksamen Spannungen ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Laschen derart auszubilden, dass bei vorge- gebenen Rahmenbedingungen die Lasche mit dem Ziel minimalen Materialaufwands und damit minimalen Gewichts optimiert ist.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe wird erzielt mit einem Verfahren zum Optimieren von Laschen einer Laschenkette zur Verwendung in einem Variator eines Kegelscheiben- umschlingungsgetriebes, welche Laschenkette in mehreren quer zur Laufrichtung der Laschenkette nebeneinander angeordneten Reihen hintereinander angeordnete La- schen aufweist, die sich quer zur Laufrichtung überlappen und die über sie quer zur Laufrichtung durchdringende Wiegestücke verbunden sind, wobei eine Öffnung jeder Lasche von zwei Wiegestückpaaren durchdrungen wird, deren voneinander abge- wandten Wiegestücke an der vorderen bzw. hinteren Innenseite der Laschenöffnung anliegen und deren einander zugewandte Wiegestücke an der vorderen bzw. hinteren Innenseite von Laschenöffnungen benachbarter Laschen anliegen, wobei die einander zugewandten Flächen der Wiegestücke jedes Wiegestückpaares sich bei Krümmung der Laschenkette aneinander abwälzen, bei welchem Verfahren die Krafteinleitung von den Wiegestücken in die Laschen derart erfolgt, dass die aus der Krafteinleitung resul- tierende Biegebeanspruchung der in Laufrichtung verlaufenden Längsschenkel und/oder der senkrecht zur Laufrichtung verlaufenden Hochschenkel der Laschen unter vorgegebenen Randbedingungen minimiert wird.

Eine vorteilhafte Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das Biegemoment MB der Längsschenkel entsprechend der folgenden Formel unter vorgegebenen Randbedingungen für die Laschenkette minimiert wird : I2*L1<BR> <BR> <BR> <BR> mit k = , wobei<BR> <BR> I1*L2 F = eingeleitete Kraft He = Hebelarm der eingeleiteten Kraft F 11 = Flächenträgheitsmoment des Längsschenkels (= Schenkelhöhe3*Dicke/12)

12 = Flächenträgheitsmoment des Hochschenkels (= Schenkelbreite3*Dicke/12) L1 = Gesamtlänge des Längsschenkels L2 = Gesamtlänge des Hochschenkels.

Das Biegemoment MA der Hochschenkel wird unter vorgegebenen Rahmenbedingun- gen für die Laschenkette nach folgender Formel minimiert : I2*L1<BR> <BR> <BR> mit k = , wobei<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> I1*L2 F = eingeleitete Kraft He = Hebelarm der eingeleiteten Kraft F 11 = Flächenträgheitsmoment des Längsschenkels (= Schenkelhöhe3*Dicke/12) 12 = Flächenträgheitsmoment des Hochschenkels (= 3*Dicke/12) L1 = Gesamtlänge des Längsschenkels L2 = Gesamtlänge des Hochschenkels.

Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe wird erreicht mit einer Lasche für eine La- schenkette zur Verwendung in einem Variator eines Kegelscheibenumschlingungsge- triebes, welche Laschenkette in mehreren quer zur Laufrichtung der Laschenkette ne- beneinander angeordneten Reihen hintereinander angeordnete Laschen aufweist, die sich quer zur Laufrichtung überlappen und die über sie quer zur Laufrichtung durchdrin- gende Wiegestücke verbunden sind, wobei eine Öffnung jeder Lasche von zwei Wiege- stückpaaren durchdrungen sind, deren voneinander abgewandten Wiegestücke an der vorderen bzw. hinteren Innenseite der Laschenöffnung anliegen und deren einander zugewandte Wiegestücke an der vorderen bzw. hinteren Innenseite von Laschenöff- nungen benachbarter Laschen anliegen, wobei die einander zugewandten Flächen der Wiegestücke jedes Wiegestückpaares sich bei Krümmung der Laschenkette aneinander abwälzen, welche Lasche derart dimensioniert ist, dass das auf ihre in Laufrichtung der

Laschenkette verlaufenden Längsschenkel und/oder das auf ihre senkrecht zur Lauf- richtung der Laschenkette verlaufenden Hochschenkel infolge der Krafteinleitung von den Wiegestücken ausgeübte Biegemomente unter den vorgegebenen Randbedingun- gen minimal ist.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lasche ist das Biege- moment MB der Längsschenkel entsprechend der folgenden Formel unter vorgegebe- nen Randbedingungen für die Laschenkette minimal : I2*L1<BR> <BR> <BR> <BR> mit k = , wobei<BR> <BR> I1*L2 F = eingeleitete Kraft He = Hebelarm der eingeleiteten Kraft F 11 = Flächenträgheitsmoment des Längsschenkels (= Schenkelhöhe3*Dicke/12) 12 = Flächenträgheitsmoment des Hochschenkels (= Schenkelbreite3*Dicke/12) L1 = Gesamtlänge des Längsschenkels L2 = Gesamtlänge des Hochschenkels.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Biegemoment MA der Hochschenkel ent- sprechend der folgenden Formel unter vorgegebenen Randbedingungen für die La- schenkette minimal ist : I2*L1<BR> <BR> <BR> <BR> mit k = , wobei<BR> <BR> I1*L2 F = eingeleitete Kraft He = Hebelarm der eingeleiteten Kraft F

11 = Flächenträgheitsmoment des Längsschenkels (= Schenkelhöhe3*Dicke/12) 12 = Flächenträgheitsmoment des Hochschenkels (= Schenkelbreite3*Dicke/12) L1 = Gesamtlänge des Längsschenkels L2 = Gesamtlänge des Hochschenkels.

Der Wert für k liegt vorteilhafterweise zwischen 1 und 3,5.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar : Fig. 1 ein einfaches Modell einer Lasche in Seitenansicht, Fig. 2 einen Ausschnitt des Modells der Fig. 1 zur Erläuterung von Schnittkräften und- momenten, Fig. 3 einen Ausschnitt der Fig. 1 zur Erläuterung des Verlaufes der Biegemomente, Fig. 4 eine Seitenansicht einer Hälfte einer herkömmlichen und einer optimierten La- sche, Fig. 5 einen Ausschnitt einer mit einem Radius R umlaufenden Laschenkette und Fig. 6 eine Seitenansicht einer an sich bekannten Lasche mit einem darin angeordneten Wiegestück.

Fig. 1 ist eine vereinfachte schematische Darstellung der Lasche 20 der Fig. 6, die durch das dick eingezeichnete Rechteck mit den Längsschenkeln 18 und den Hoch- schenkeln 20 dargestellt ist. L1 bezeichnet die Gesamtlänge eines Längsschenkels bzw. der Lasche. L2 bezeichnet die Gesamtlänge eines Hochschenkels 20 bzw. der Höhe der Lasche. Die Pfeile F verdeutlichen, wie in Fig. 6, die wirkenden Kräfte. He be- zeichnet den Abstand der Wirklinie der benachbart zu einem Längsschenkel wirkenden

Kraft von dem Längsschenkel bzw. die Länge des auf die Längsschenkel bezogenen Hebelarms der Kraft F. J2 bezeichnet das Flächenträgheitsmoment des Längsschen- kels, d. h. SH3*D/12, wobei SH die Höhe des Längsschenkels ist (Fig. 4). Das Flächen- trägheitsmoment 12 des Hochschenkels beträgt SB3*D/12, wobei SB die Breite des Hochschenkels ist (Fig. 4) und D die Dicke der Lasche ist.

Fig. 2 verdeutlicht die betrachteten Schnittkräfte und Momente, wobei FA die im Hoch- schenkel wirksame, in Richtung des Hochschenkels verlaufende Kraft ist, MA das infol- ge der von der Lasche übertragenen, in Längsrichtung der Laschenkette wirksamen Kraft F hervorgerufene Biegemoment des Hochschenkels ist und MB das von der Kraft F hervorgerufene Biegemoment des Längsschenkels ist. Es versteht sich, dass mit F jeweils die gesamte, von einem Bügel übertragene Kraft bezeichnet ist, von der jeder Längsschenkel die Hälfte aufnimmt.

Fig. 3 verdeutlicht die infolge der Kraft in einem Hochschenkel 20 und den Längsschen- keln 18 wirksamen Biegemomente MA und MB.

Eine Analyse und Berechnung, bei denen die Biegemomentverläufe zunächst ab- schnittsweise ermittelt und dann die Biegemomente insgesamt ermittelt werden, ergibt das Bild der Fig. 3. Das Biegemoment im Hochschenkel 20 ist ausgehend von dessen Mitte nach außen zunächst konstant und einwärts (-) gerichtet, nimmt dann auf Null ab, um auswärts (+) gerichtet zu sein und ist längs der gesamten Längsschenkel 18 kon- stant und auswärts gerichtet. Die Größe des Biegemoments MB in den Längsschenkeln ergibt sich zu : I2*L1<BR> <BR> mit k = I1*L2 Die Größe des Biegemoments MA in den Hochschenkeln ergibt sich zu :

MA= F*He-MB I2*L1<BR> <BR> und k = I1*L2 Insgesamt lassen sich folgende Abhängigkeiten und Einflüsse feststellen : Das Biegemoment MB in den Längsschenkeln ist über die gesamte Länge L1 konstant.

Der Einfluss des Hebelarms He auf das Biegemoment MB ist nahezu linear. Nimmt das Verhältnis Länge des Längsschenkels L1 zur Länge des Hochschenkeis L2 zu, so nimmt das Biegemoment MB ab. Nimmt das Verhältnis 12/11 zu, so nimmt das Biege- moment MB ebenfalls ab. Je steifer der Hochschenkel im Vergleich zum Längsschenkel ist, um so weniger Biegemoment wird in den Längsschenkel eingeleitet. Eine Reduzie- rung der Höhe SH des Längsschenkels bewirkt eine verhältnismäßig geringe Zunahme der Oberspannung im Längsschenkel (Spannung in dessen äußerem Bereich). Weiter wir dadurch der Anteil der Biegespannung an der Oberspannung gemindert. Im Bereich von 40% bis 70% der Höhe des Längsschenkels bleibt die Oberspannung nahezu kon- stant. Weiter ergeben die analytischen Betrachtungen, dass, je größer die Länge L1 der Lasche im Vergleich zur Höhe L2 der Lasche ist, um so niedriger ist die Biegespannung im Längsschenkel.

Für das Biegemoment MA gelten analoge Abhängigkeiten.

Vorgenannte Formeln ermöglichen unter Berücksichtung der jeweiligen Randbedingun- gen, wie verfügbare Bauform, Teilung der Laschenkette, zu übertragende Kraft usw. die Biegebeanspruchung bzw. das Biegemoment MB der Längsschenkel 18 bzw. das Bie- gemoment MA der Hochschenkel 20 zu minimieren, wodurch das benötigte Material

und damit das Gewicht bei vorgegebener zu übertragender Kraft F abgesenkt werden kann. Zur Minimierung von MB bzw. MA nach den vorgenannten Formeln können die unterschiedlichsten mathematischen Methoden eingesetzt werden, wobei mindestens jeweils eine der variablen Größen verändert wird und deren Einfluß auf MB bzw. MA untersucht wird, bis MB bzw. MA insgesamt unter den vorgegebenen Randbedingungen minimal wird.

Es versteht sich, dass nur MA oder nur MB minimiert werden kann, wobei es vorteilhaft ist, beide aufeinander abgestimmt zu minimieren.

Fig. 4 zeigt das Ergebnis einer Optimierung, bei der die Teilung T (Abstand zwischen den Wiegeflächen benachbarter Wiegestückpaare), die Länge L1, die Dicke des Wie- gestückes und die zu übertragende Kraft konstant gehalten wurden. DM gibt den wirk- samen Durchmesser eines durch ein Wiegestückpaar gebildetes Lager an. Die innerste Konturlinie und äußerste Konturlinie zeigen die Ausgangskontur eines Wiegestücks.

Der schraffierte Bereich zeigt die Kontur eines optimierten Wiegestücks. Wie ersichtlich, konnte die Höhe des Längsschenkels deutlich vermindert werden, ohne dass das Kraft- übertragungsvermögen des Wiegestücks nachteilig beeinflußt wurde.

Die aus Fig. 4 ersichtliche Materialeinsparung hat den zusätzliche Vorteil, dass die La- schenkette für höhere Drehzahlen geeignet ist, da die Fliehkräfte vermindert sind.

Die nachfolgende Tabelle gibt Bespiele vorteilhafter Wertebereich an : Komponente Sinnvolle Tendenz für kmi- 1. 1 Vorteilhaft Wer- nimal tebereich 11= (BH13) *T/12 BH1 möglichstklein 2, 4<BH1<3, 0 12= (BB23) *T/12 BB2 möglichst groß 2, 7<BB2<3, 0 L1 L1 möglichst groß Maximal 20, 5 mm I L2 I L2 möglichst klein I 11, 6<L2<13 Der Faktor k liegt vorteilhafterweise zwischen 1 und 3,5.

Durch die erfindungsgemäße Optimierung der Biegebeanspruchungen der Längs-und Hochschenkel ist es möglich, in geringerem Bauraum Laschenketten mit größerem Kraft- bzw. Drehmomentübertragungsvermögen unterzubringen, wodurch der Gesamtbauraum- bedarf des Variators vermindert ist. Dies wird vor allem mit einem optimierten Verhältnis zwischen den Abmessungen L1 und L2 und den Trägheitsmomenten 11 und 12 erreicht.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge oh- ne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspru- ches hin ; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbstständigen, gegen- ständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prio- ritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen.

Sie können weiterhin auch selbstständige Erfindungen enthalten, die eine von den Ge- genständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Viel- mehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modi- fikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzel- nen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen so-

wie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw.

Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegens- tand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf-und Arbeitsverfahren betreffen.