BE1017887A3 - Transmissieketting. - Google Patents

Abstract

Transmissieketting met schalmen gekoppeld door scharniersamenstellen met elk twee over elkaar afrollende langwerpige pennen waarvan er één krachtoverbrengend samenwerkt met de tegenover elkaar gelegen poelies van een paar kegelvormige poelieschijven, en deze pennen een eerste dimensie (b) hebben in de langsrichting, een tweede dimensie (h) hebben dwars op de langsrichting en op de looprichting van de ketting en een derde dimensie (d) hebben dwars op de langsrichting en in de looprichting, waarbij voor elke waarde van de eerste dimensie (b) de beide andere dimensies (h) respectievelijk (d) zodanig zijn dat de verhouding tussen deze dimensie (b) en elk van de twee andere dimensies, rekening houdend met de verwachte belasting van de ketting, minimaal is.

Description

De uitvinding heeft betrekking op een transmissieketting met schalmen onderling gekoppeld door scharniersamenstellen welke elk omvatten een eerste en tweede langwerpige pen waarvan de eerste pen tijdens bedrijf met het gekromde langsoppervlak daarvan afrolt over het daar tegenover gelegen langsoppervlak van de tweede pen terwijl in elk scharniersamenstel de eerste pennen bestemd zijn krachtoverbrengend samen te werken met de tegenover elkaar gelegen oppervlakken van een paar poelieschijven, en alle pennen een dimensie (b) hebben in de langsrichting ervan, een tweede dimensie (h) hebben in een richting dwars op zowel deze langsrichting als op de looprichting van de ketting waarin de betreffende pen is of wordt toegepast en een derde dimensie (d) hebben dwars op de langsrichting ervan en in deze looprichting.

Een transmissieketting zoals hierboven aangeduid is op zich bekend uit EP-0 741 255 B2 ten name van aanvraagster en uit het daarmee corresponderend US-5,728,021.

Bij een dergelijke transmissieketting worden tijdens bedrijf als gevolg van de in de ketting optredende langskrachten zowel de eerste als de tweede pennen op buiging belast; terwijl bovendien de eerste pennen die krachtoverbrengend samenwerken met de oppervlakken van de poelieschijven wanneer zij tussen de poelieschijven zijn ingeklemd bovendien op druk worden belast waardoor zij dan de neiging hebben in radiale richting door te buigen.

De uitvinding gaat uit van het inzicht dat het gewenst is de doorbuiging der pennen en in het bijzonder de doorbuiging in radiale richting van de eerste pennen zo gering mogelijk te doen zijn en beoogt maatregelen aan te geven waarmee dit kan worden gerealiseerd.

Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt doordat voor elke waarde van de eerste dimensie (b), zoals bepaald door de gewenste breedte van de ketting, de beide andere dimensies (d) respectievelijk (h) zodanig worden gekozen dat de verhouding tussen deze dimensie (b) en elk van de twee andere dimensies, rekening houdend met de verwachte maximale belasting van de ketting, een zo klein mogelijke waarde heeft.

Met deze maatregelen wordt bereikt dat, uitgaande van een gegeven afmeting van de pennen in de eerste dimensie (b), dus in de langsrichting daarvan, en rekening houdend met de verwachte maximale belasting van de ketting, de tijdens bedrijf optredende doorbuiging minimaal zal zijn.

Voorkeurswaarden van deze verhoudingen, geldend voor de eerste pennen, zijn gegeven in de conclusies 2 en 3.

De uitvinding verschaft voorts een werkwijze voor het dimensioneren van een transmissieketting van de soort waarop de onderhavige uitvinding betrekking heeft zoals gedefinieerd in conclusie 4.

De uitvindingsgedachte is dus gericht op de verhoudingen tussen genoemde dimensies en is niet beperkt tot absolute waarden daarvan.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. Daarin tonen: fig. 1a een zijaanzicht van schalmen en pennen van en uit de stand van de techniek bekende transmissieketting en wel met de ketting in gestrekte toestand; fig. 1b een overeenkomstig aanzicht doch nu met de ketting in gekromde toestand; fig. 1c schematisch in zij- en in langsaanzicht de in een dergelijke ketting op de pennen daarvan inwerkende radiale krachten, veroorzaakt door de tijdens bedrijf in de ketting optredende trekkrachten; fig. 2a een zijaanzicht ,en fig. 2b een doorsnede over de lijn A-A daarin, van een pen van een scharniersamenstel, en wel die welke krachtoverbrengend samenwerkt met de poelieoppervlakken, waarbij in deze figuren de in het voorgaande genoemde dimensies zijn aangegeven; fig. 3 een perspectivische afbeelding van een gedeelte van een transmissieketting volgens de uitvinding; fig. 4 schematisch hoe een ketting volgens de uitvinding samenwerkt met de kegelschijven van een continu variabele transmissie.

Fig. 1a en 1b tonen een deel van een transmissieketting in gestrekte respectievelijk gekromde toestand en wel drie schalmen, aangegeven met de verwijzingscijfers 2, 4 en 6, een en ander zoals bekend uit EP-0 741 255. De looprichting van deze ketting is aangegeven met de pijl 22; de ketting is in zijn geheel getoond in fig. 4 en daar aangegeven met het verwijzingscijfer40. Deze schalmen zijn onderling gekoppeld door scharniersamenstellen waarvan er in fig.

1a en 1b twee compleet zichtbaar zijn; elk samenstel bestaat uit een eerste pen 10 en een daarmee samenwerkende, dunnere, stripvormige tweede pen 12. De pennen 10 zijn bestemd om met hun respectievelijke langseinden samen te werken met de tegenover elkaar gelegen kegeloppervlakken van een paar poelieschijven, e.e.a. op de wijze zoals in EP-0 741 255 beschreven en in fig. 4 getoond. Zoals eveneens in deze octrooipublicatie beschreven zijn elke eerste pen en elke tweede pen onverdraaibaar opgenomen in een ze omsluitende opneemopening in een schalm; zo is de pen 10 opgesloten binnen de deelcontour 14 van de opening 16 die is gevormd in de schalm 4; en is de stripvormige pen 12' onverdraaibaar opgenomen binnen de deelcontour 18 van de opening 20 die is gevormd in de schalm 6.

Zoals in EP-0 741 255 beschreven correspondeert de vrije ruimte die aanwezig is nabij elke eerste pen en elke tweede pen met de omhullende van de baan zoals beschreven door een met elkaar samenwerkende combinatie van de eerste pen en de tweede pen.

Fig. 1c toont schematisch in eindaanzicht drie pensamenstellen 13a, 13b en 13c, elk schematisch aangegeven met een gevulde cirkel en elk bestaande uit een eerste pen 10 en een daarmee samenwerkende, dunnere, stripvormige pen 12, e.e.a. op de hierboven aangegeven wijze. De onderlinge afstand p van deze samenstellen komt overeen met de steek van de ketting over de - niet getekende -poelies terwijl de loopstraal is aangegeven met R; de in de ketting optredende trekkracht is aangegeven met F-i. De hoek tussen de loopstralen van twee opeenvolgende scharniersamenstellen is aangegeven met γ. De schijfhoek van het kegelvlak 43a van de poelieschijf 42a is aangeduid met ß. De overige poelieschijven 42b, en 44a, 44b zoals aangegeven in fig. 5, zijn voorzien van kegelvlakken met een overeenkomstige schijfhoek.

Aangetoond kan worden dat deze trekkracht F^ leidt tot een radiale, de tussen de kegelvlakken der poelieschijven ingeklemde pennen 10 op buiging belastende kracht Fr die gegeven wordt door

Fr = 2Fi sin β/2, zodat bij benadering geldt: Frs p/R · Fi.

Deze radiale kracht is tijdens bedrijf in evenwicht met de op de bij voorkeur met een kromtestraat Rw in radiale richting uitgevoerde langseindvlakken 17 en 19 van de pennen 10 uitgeoefende contactkracht Q en veroorzaakt een doorbuiging in de richting die schematisch is weergegeven met de streep-stiplijn 15. Daarmee verandert ook de stand van de gewelfde eindvlaken 17 en 19 ten opzichte van de kegelvlakken en verlopen de contactpunten tussen de respectievelijke eindvlakken en de daarmee in contact zijnde kegelschijven.

Het is uiteraard van belang dat de componenten van de pensamenstellen een optimale stijfheid bezitten doch in het bijzonder geldt dit voor de eerste pennen om de door deze radiale krachten veroorzaakte doorbuiging zo gering mogelijk te houden. Bij sterke doorbuiging zullen namelijk de dicht bij de langseinden 17 en 19 van de pennen gelegen schalmen een hogere trekbelasting ondervinden dan de nabij het centrum van deze pennen gelegen schalmen, dit als gevolg van het feit dat dan de totale omtrekslengte van de ketting aan de einden van de pennen groter zal zijn dan in het midden; dit wordt opgenomen door een grotere elastische deformatie van de buitengelegen schalmen die echter begrensd moet blijven. Omdat voorts tijdens het doorlopen van de ketting door de poelie de kracht Fi varieert van een lage waarde in het slappe part van de ketting 40 naar een hoge waarde in het strakke part daarvan zal, zoals hierboven aangegeven, een relatieve beweging tussen de peneindvlakken en de kegelschijven optreden die slijtage van de peneinden tot gevolg heeft. Hoewel deze slijtage gering is is hij voldoende om de oorspronkelijk na de fabricage aanwezige oppervlakteruwheid te doen afnemen, waardoor de langseinden 17 en 19 gladder worden en het oorspronkelijk vermogen van de ketting om via de kegelvlakken koppel over te brengen naar de ketting afneemt.

Het is dus duidelijk dat beide effecten zo gering mogelijk moeten zijn waartoe ook de doorbuiging minimaal moet zijn.

Fig. 2a en 2b tonen in zijaanzicht respectievelijk in doorsnede een eerste pen 10; in deze figuur is de looprichting van de ketting waarin deze pen is opgenomen aangegeven met de pijl 22. Zoals in de figuur aangegeven heeft deze pen in de langsrichting ervan, aangegeven met de streeplijn 14 een eerste dimensie b; in de richting van de streeplijn 16 ,dus dwars op de lijn 14 en eveneens dwars op de looprichting 22 heeft de pen 12 een dimensie h en in de richting van de streeplijn 18, dus dwars op de lijn 14 en in de looprichting 22 heeft de pen 12 een dimensie d.

Volgens de uitvinding wordt nu gezorgd dat, voor een gegeven waarde van de dimensie b, zoals bepaald door de gewenste breedte van de ketting, de verhouding eerste dimensie (b) / tweede dimensie (h) zo klein mogelijk is, en bij voorkeur kleiner is dan 4,1 en voorts dat: eerste dimensie (b) / derde dimensie (d) zo klein mogelijk is, en bij voorkeur kleiner is dan 8,2.

Onder die omstandigheden wordt voor de met de poelieschijven samenwerkende krachtoverdragende pen 10 een optimale stijfheid bereikt.

Experimenteel onderzoek heeft aangetoond dat bij verandering van de voor de eerste pennen geldende verhouding: eerste dimensie (b)/tweede dimensie (h) van 4,4 naar 4,1 en van de verhouding eerste dimensie (b)/derde dimensie (d) van 9 naar 8,2 een sterke verbetering optrad: de levensduur van de ketting nam met een factor twee toe, terwijl de standtijd gedurende welke de ketting in staat bleek zonder slip koppel over te brengen ten minste vijf maal langer werd.

Fig. 3 toont een gedeelte van een transmissieketting met de in aanzicht getoonde schalmen 30a-30g en de daarin aangebrachte scharniersamenstellen 32a-32h, elk bestaande uit een eerste pen 34 en een tweede pen 36, zoals aangegeven voor het samenstel 32h. Ook hier wordt voldaan aan de voorgestelde dimensieverhoudingen.

Fig. 4 toont schematisch de, op zich bekende, wijze waarop een transmissieketting die is uitgevoerd op de volgens de uitvinding voorgestelde wijze, en wel in de figuur de transmissieketting 40, samenwerkt met de kegelvormige oppervlakken van de poelieschijven 42a, 42b, 44a, 44b van een continu variabele transmissie. De kruislings ten opzichte van elkaar geplaatste poelieschijven 42b en 44b zijn in op zich bekende wijze in axiale richting verplaatsbaar in de richtingen van de pijlen 76 respectievelijk 78. Zoals te zien zijn de einden van de pennen 46 ter plaatse van de poelieschijven 42a, 42b en 44a, 44b tussen deze oppervlakken ingeklemd. De poelieschijven 42a, 42b kunnen daarbij bijvoorbeeld de aandrijvende poelies zijn, en de ketting 40 draagt dan het koppel over naar de aangedreven poelies 44a, 44b.

Claims (4)

1. Transmissieketting met schalmen onderling gekoppeld door scharniersamenstellen welke elk omvatten een eerste en tweede langwerpige pen waarvan de eerste pen tijdens bedrijf met het gekromde langsoppervlak daarvan afrolt over het daar tegenover gelegen langsoppervlak van de tweede pen terwijl in elk scharniersamenstel de eerste pen bestemd is krachtoverbrengend samen te werken met de tegenover elkaar gelegen kegelvormige poelies van een paar poelieschijven, en alle pennen een eerste dimensie (b) hebben in de langsrichting ervan, een tweede dimensie (h) hebben in een richting dwars op zowel de langsrichting als op de looprichting van de ketting waarin de betreffende pen is of wordt toegepast en een derde dimensie (d) hebben dwars op de langsrichting en in de looprichting, met het kenmerk dat voor elke waarde van de eerste dimensie (b), zoals bepaald door de gewenste breedte van de ketting, de beide andere dimensies (h) respectievelijk (d) zodanig worden gekozen dat de verhouding tussen deze dimensie (b) en elk van de twee andere dimensies, rekening houdend met de verwachte belasting van de ketting, een zo klein mogelijke waarde heeft.

2. Transmissieketting volgens conclusie 1, met het kenmerk dat van de eerste,krachtoverdragende pennen de verhouding tussen de eerste dimensie (b) en de tweede dimensie (h) kleiner is dan 4,1.

3. Transmissieketting volgens conclusie 1-2, met het kenmerk dat van de eerste,krachtoverdragende pennen de verhouding tussen de eerste dimensie 9 (b) en de derde dimensie (d) kleiner is dan 8.2 .

4. Werkwijze voor het dimensioneren van een transmissieketting met schalmen onderling gekoppeld door scharniersamenstellen welke elk omvatten een eerste en tweede langwerpige pen waarvan de eerste pen tijdens bedrijf met het gekromde langsoppervlak daarvan afrolt over het daar tegenover gelegen langsoppervlak van de tweede pen terwijl in elk scharniersamenstel één van de pennen bestemd is krachtoverbrengend samen te werken met de tegenover elkaar gelegen poelies van een paar poelieschijven, en deze pennen een eerste dimensie (b) hebben in de langsrichting ervan, een tweede dimensie (h) hebben in een richting dwars op zowel de langsrichting als op de looprichting van de ketting waarin de betreffende pen is of wordt toegepast en een derde dimensie (d) hebben dwars op de langsrichting en in de looprichting, daarin bestaande dat men voor een dimensionering van een bepaald,eerste, over te brengen vermogen voor elke waarde van de eerste dimensie (b), zoals bepaald door de gewenste breedte van de ketting, de beide andere dimensies (b) respectievelijk (h) zodanig worden gekozen dat de verhouding tussen deze dimensie (b) en elk van de twee andere dimensies, rekening houdend met de verwachte belasting van de ketting, een zo klein mogelijke waarde heeft, en men ter aanpassing van deze ketting aan een hoger over te brengen vermogen elk der genoemde drie dimensies over een gelijke factor vergroot.