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Die vorliegende Erfindung betrifft eine geräuscharme Zahnkette zum Eingriff mit einem Zahnrad, mit einer Anzahl an Kettenlaschen, die jeweils ein Paar von Laschenzähnen aufweisen, die zum Eingriff mit Zähnen des Zahnrads gabelförmig ausgebildet sind, wobei die Kettenlaschen überlappend angeordnet und durch Verbindungsstifte miteinander gekoppelt sind, wobei jeder Laschenzahn eine innere Eingriffsfläche, die an der Innenflanke des Laschenzahns ausgebildet ist, eine äußere Eingriffsfläche, die an der Außenflanke des Laschenzahns ausgebildet ist, und eine Spitze aufweist, bei der die innere und die äußere Eingriffsfläche zusammenlaufen, und wobei die innere Eingriffsfläche eines Laschenzahns geringfügig von der äußeren Eingriffsfläche eines weiteren Laschenzahns, der den einen Laschenzahn überlappt, nach außen abragt, wenn die Zahnkette geradlinig gespannt ist, so dass der kämmende Eingriff der Laschenzähne in Bezug auf die Zahnradzähne von der inneren Eingriffsfläche aus durch Kontakt mit einer Zahnflanke eines Zahnradzahns beginnt und dann beendet ist, wenn die äußere Eingriffsfläche des hinteren Laschenzahns der vorangegangenen Kettenlasche dieselbe Zahnflanke desselben Zahnradzahns kontakiert.
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Die Zahnkette ist zur Verwendung in einem Steuerketten-Kraftübertragungssystem für Automobile, einem Ketten-Kraftübertragungssystem für Industriemaschinen usw. geeignet.
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In herkömmlicher Weise ist eine Zahnkette, die umfassend zur Kraftübertragung zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle eines Automobilmotors verwendet wird, aus einer großen Anzahl an überlappenden Kettenlaschen zusammengesetzt, die zum Eingriff mit den Zähnen eines Zahnrads jeweils ein Paar von Laschenzähnen aufweisen, die in Gabelform ausgebildet sind. Wenn die Zahnkette in einem gespannten, im Wesentlichen geradlinigen Zustand ist, ragt eine innere Eingriffsfläche – Innenflanke – eines jeden Laschenzahns einer Kettenlasche geringfügig von einer äußeren Eingriffsfläche – Außenflanke – eines lateral überlappenden Zahns der angrenzenden Kettenlasche nach außen ab. Mit dieser Anordnung berühren die inneren Eingriffsflächen – Innenflanken – der Kettenlaschen die Zähne des Zahnrads zu Beginn des Eingriffs mit dem Zahnrad und berühren die äußeren Eingriffsflächen – Außenflanken – der Kettenlaschen die Zähne des Zahnrads, wenn sich die Zahnkette um das Zahnrad windet. Auf diese Weise tritt der Kontakt zwischen den Kettenlaschen und dem Zahnrad in zwei Schritten auf, um das Geräusch während des Kraftübertragungsbetriebs zu reduzieren.
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Bei einer herkömmlichen Zahnkette, die in der
JP H02-19339 B2 (entspricht
JP S61-211556 A )gezeigt ist, weist jeder Laschenzahn eine gekrümmte innere Eingriffsfläche auf, die derart profiliert ist, dass sie einen Gleitkontakt mit den Zähnen eines Zahnrads sicherstellt, um die Erzeugung von Schlaggeräuschen zu vermeiden, wenn die Zahnkette beginnt, mit dem Zahnrad einzugreifen oder sich von dem Zahnrad zu lösen.
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Bei einer anderen herkömmlichen Zahnkette, die in der
JP H08-74940 A und im entsprechenden deutschen Familienmitglied
DE 195 32 536 A1 gezeigt ist und die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, weist jeder Laschenzahn eine gekrümmte innere Eingriffsfläche auf, deren Krümmungsradius etwa das Doppelte der oder größer als die Kettenteilung ist. Während des kämmenden Eingriffs zwischen der Zahnkette und einem Zahnrad greifen die gekrümmten inneren Eingriffsflächen der Kettenlaschen mit den Zähnen des Zahnrads derart ein, dass eine Auf- und Abbewegung der Zahnkette bezüglich des Zahnrads unterdrückt wird, wodurch das Betriebsgeräusch reduziert wird.
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Die herkömmlichen Zahnketten sind in der Lage, Eingriffsgeräusche zu reduzieren, die sich aus dem Eingriff der inneren Eingriffsflächen der Kettenlaschen mit den Zahnradzähnen zu Beginn des Eingriffs zwischen der Zahnkette und dem Zahnrad ergeben. Da sich jedoch der Eingriffszustand der Kettenlaschen bezüglich des Zahnrads nicht stetig von den inneren Eingriffsflächen zu den äußeren Eingriffsflächen verschiebt, wird ein zusätzliches Eingriffsgeräusch erzeugt, wenn die äußeren Eingriffsflächen die Zahnradzähne berühren, um die Kettenlaschen in eine vollständig sitzende Stellung auf den Zahnradzähnen zu bringen.
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Zusätzlich erzeugen die gekrümmt profilierten inneren Eingriffsflächen der herkömmlichen Zahnketten eine elastische Längung, die von der Auf- und Abbewegung der Zahnkette herrührt, welche erzeugt wird, wenn die Zahnkette einen Kraftübertragungsbetrieb in gespanntem Zustand ausführt. Aufgrund der elastischen Längung ist die Kette an ihrer Schlaffseite erschlafft, wodurch eine auf- und abgerichtete Sehnenbewegung der Kette auf ihrer Schlaffseite erzeugt wird. Die auf- und abgerichtete Sehnenbewegung erzeugt ein zusätzliches Vibrationsgeräusch, das das Gesamtgeräusch erhöht, welches als ein Gesamtwert während des Kraftübertragungsbetriebs gemessen wird, und macht es schwierig, einen konstanten Eingriffspunkt bezüglich des Abtriebszahnrads aufrechtzuerhalten, das am hinteren Ende eines schlaffen Abschnitts der Zahnkette angeordnet ist.
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Des Weiteren ist aus der
DE 196 28 463 A1 eine geräuscharme Zahnkette bekannt, bei der Innenflanken der Laschenzähne zum einen elliptisch oder zum anderen eine Kombination aus gerader Linie und gekrümmter Linie sein können. Bei einer elliptischen Ausgestaltung liegt eine Krümmung der inneren Eingriffsfläche vor, die keinen über eine vorgebbare Länge der Eingriffsfläche konstanten Krümmungsradius aufweist. Vielmehr ändert sich der Krümmungsradius entlang der Umfangslinie einer Ellipse von Punkt zu Punkt. Insoweit weist eine elliptische Form der Eingriffsfläche keine Eingriffsfläche auf, die zwei definierbare Abschnitte mit jeweils einer Kreisbogenlänge mit dort konstantem Krümmungsradius aufweist.
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Aus der
JP S62-159829 A ist ebenfalls eine geräuscharme Zahnkette bekannt. Bei der gemäß dortiger
9 dargestellten Kette kontaktieren die Innenflanken
51a der Kettenglieder die Zähne des Kettenrads bei Beginn der Berührung am Kettenrad und die Außenflanken
51b der Glieder kontaktieren die Kettenradzähne, wenn die Kette sich um das Kettenrad schlingt. Auf diese Weise erfolgt der Kontakt zwischen den Gliedern und dem Kettenrad in zwei Schritten, um Geräusche zu mindern. Deshalb kontaktieren die Innenflanken der Glieder die Kettenradzähne zuerst am Beginn des Anlaufens an das Kettenrad und die Innenflanken heben die Sehne der Kette an. Dies verringert die Sehnenbewegung der Kette. Sobald die Glieder das Kettenrad erfassen und einsitzen, kontaktieren die Außenflanken der Gelenkplatten die Kettenradzähne. Auf diese Weise erfolgt der Kontakt zwischen den Gliedern und den Kettenrädern in zwei Schritten und dies führt zur Geräuschminderung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine geräuscharme Zahnkette bereitzustellen, die ein gleichmäßiges und stetiges Verschieben des kämmenden Eingriffs der Zahnkette mit einem Zahnrad von den inneren Eingriffsflächen der Laschenzähne zu den äußeren Eingriffsflächen der Laschenzähne gewährleisten kann, wodurch das gesamte Geräuschniveau der Kette durch ein Unterdrücken von Eingriffsgeräuschen zwischen den äußeren Eingriffsflächen und den Zähnen des Zahnrads reduziert wird, und die Vibrationsgeräusche der Kette während des Kraftübertragungsbetriebs unterdrücken kann, um dadurch das Geräuschniveau der Kette insgesamt zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe durch eine geräuscharme Zahnkette mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist die Zahnkette derart ausgestaltet, dass die innere Eingriffsfläche einen konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitt, der an einer Spitzen-Seite eines jeden Laschenzahns angeordnet ist, und einen konvex gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt aufweist, der an einer Fußseite eines jeden Laschenzahns angeordnet ist, und dass der konvex gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt einen Krümmungsradius und eine Kreisbogenlänge aufweist, die größer sind als jeweils ein Krümmungsradius und eine Kreisbogenlänge des konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitts, wobei der Eingriffsstartabschnitt und der Eingriffsführungsabschnitt dergestalt jeweils in gleitenden Kontakt mit der hierzu korrespondierenden Zahnflanke eines jeweiligen Zahnradzahnes gelangen, dass bei einem Gleitkontakt des Eingriffsführungsabschnittes mit der Zahnflanke eines Zahnradzahnes die innere Eingriffsfläche der als nächstes folgenden Lasche in Kontakt mit der Zahnflanke des als nächstes folgenden Zahnradzahnes gelangt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Krümmungsradius und die Kreisbogenlänge des konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitts unter den Kettenlaschen, die in der Längsrichtung der Zahnkette angeordnet sind, ungleichmäßig ausgebildet.
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Es ist wünschenswert, dass die innere Eingriffsfläche derart profiliert ist, dass die innere Eingriffsfläche einen gleichmäßigen Gleitkontakt mit der Zahnflanke eines Zahnradzahns entlang einem Bereich aufrechterhalten kann, der sich von dem konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitt zu dem konvex gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt hin erstreckt. Der konvex gekrümmte Eingriffsstartabschnitt und der konvex gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt können direkt miteinander verbunden sein, um die innere Eingriffsfläche zu bilden. Als Alternative kann die innere Eingriffsfläche des Weiteren einen Zwischenabschnitt aufweisen, der zwischen dem konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitt und dem konvex gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt angeordnet ist. Der Zwischenabschnitt kann ein konvex gekrümmtes Profil aufweisen, das einen Krümmungsradius aufweist, der von den Krümmungsradien des konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitts und des konvex gekrümmten Eingriffsführungsabschnitts verschieden ist. Alternativ kann der Zwischenabschnitt ein geradliniges Profil aufweisen.
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Da bei der geräuscharmen Zahnkette der Eingriff gleichmäßig und stetig bzw. kontinuierlich von dem gekrümmten Eingriffsführungabschnitt der inneren Eingriffsfläche einer Kettenlasche zu der äußeren Eingriffsfläche der vorangegangenen Kettenlasche fortschreitet, kann ein Zwischenraum minimiert werden, der zwischen dem gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt der Kettenlasche und der Zahnflanke des Zahnradzahns ausgebildet ist, wenn die Kettenlasche auf der Zahnradzahnflanke sitzt. Im Fall eines Zahnrads, das eine maximale Anzahl an Zähnen aufweist, kann der Zwischenraum auf etwa Null reduziert werden.
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Die Zähne des Zahnrads, das mit der geräuscharmen Zahnkette verwendet wird, weisen eine Evolventen-Zahnform auf. Die Zahnkette kann in Kombination mit Zahnrädern verwendet werden, die irgendeine andere Zahnform aufweisen als die Evolventen-Zahnform.
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Wenn die Zahnkette der vorliegenden Erfindung mit dem Zahnrad eingreift, berührt die innere Eingriffsfläche eines führenden Laschenzahns einer Kettenlasche die Zahnflanke eines Zahnradzahns. Da die innere Eingriffsfläche zumindest durch einen konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitt, der an einer Zahnspitzen-Seite angeordnet ist, und einen konvex gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt gebildet ist, der an einer Zahnfußseite angeordnet ist, berührt in diesem Fall die Zahnradzahnflanke zunächst den gekrümmten Eingriffsstartabschnitt, gleitet dann auf dem Eingriffsstartabschnitt und bewegt sich nachfolgend in gleitenden Kontakt mit dem gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt in einer ununterbrochenen Weise.
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Da die Kreisbogenlänge des gekrümmten Eingriffsführungsabschnitts größer ist als diejenige des gekrümmten Eingriffsstartabschnitts, kann der Eingriffsführungsabschnitt eine längere Eingriffszeit aufrechterhalten als der Eingriffsstartabschnitt. Da der Krümmungsradius des gekrümmten Eingriffsführungsabschnitts größer ist als der Krümmungsradius des gekrümmten Eingriffsstartabschnitts kann zusätzlich der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt mit einem kleineren Gleitwinkel als der gekrümmte Eingriffsstartabschnitt mit der Zahnradzahnflanke eingreifen. Mit dieser Anordnung dreht sich eine Kettenlasche allmählich um den Verbindungsstift und wird daher um das Zahnrad gewunden, während ihr gekrümmter Eingriffsführungsabschnitt in Gleitkontakt mit der Zahnflanke eines Zahnradzahns ist. Während dieser Zeit gelangt die innere Eingriffsfläche der als nächstes folgenden Lasche in Kontakt mit der Zahnflanke des als nächstes folgenden Zahnradzahns. Daher weist der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt eine gleichzeitige Gleitkontakt-Führungsfunktion auf, in welcher die jeweiligen inneren Eingriffsflächen zweier angrenzender, longitudinal überlappender Kettenlaschen die jeweiligen Zahnflanken zweier angrenzender Zahnradzähne zum selben Zeitpunkt berühren.
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Da die Kreisbogenlänge des gekrümmten Eingriffsführungsabschnitts größer ist als die Kreisbogenlänge des gekrümmten Eingriffsstartabschnitts kann zusätzlich der Eingriffsführungsabschnitt einen gleichmäßigen Gleitkontakt mit und eine allmähliche Trennung von der Zahnradzahnflanke erreichen. Während dieser Zeit dreht sich die vorangegangene Kettenlasche in einer solchen Weise allmählich um den Verbindungsstift, dass sie sich um das Zahnrad windet. In diesem Fall gelangt die äußere Eingriffsfläche des hinteren Laschenzahns der vorangegangenen Kettenlasche in Kontakt mit derselben Zahnradzahnflanke und sitzt dann auf der Zahnradzahnflanke. Daher gelangen der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt der inneren Eingriffsfläche einer Kettenlasche und die äußere Eingriffsfläche der vorangegangenen Kettenlasche mit der Zahnflanke desselben Zahnradzahns zumindest in einem Moment in Kontakt, und dann trennt sich der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt von derselben Zahnradzahnflanke. Der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt weist auch eine ununterbrochene Eingriffsführungsfunktion auf, in welcher der Eingriff des gekrümmten Eingriffsführungsabschnitts einer Kettenlasche in Bezug auf einen Zahnradzahn durch den Eingriff der äußeren Eingriffsfläche der vorangegangenen Kettenlasche in Bezug auf denselben Zahnradzahn ununterbrochen übernommen wird.
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Aufgrund der gleichzeitigen Gleitkontakt-Führungsfunktion und ununterbrochenen Eingriffsführungsfunktion des gekrümmten Eingriffsführungsabschnitts werden die individuellen Kettenlaschen der Zahnkette sukzessiv auf die Zahnradzähne gesetzt, um einen Kraftübertragungsbetrieb auszuführen.
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Da der gekrümmte Eingriffsstartabschnitt, der an einer Zahnspitzen-Seite der inneren Eingriffsfläche einer Kettenlasche angeordnet ist, profiliert ist, um geringfügig von der äußeren Eingriffsfläche der angrenzenden Kettenlasche nach außen abzuragen, ist die Wirkungslinie – Eingriffslinie – der Zahnkette angehoben, wenn der gekrümmte Eingriffsstartabschnitt den Zahnradzahn zu Beginn des kämmenden Eingriffs zwischen der Zahnkette und dem Zahnrad berührt. Durch ein derartiges Anheben der Eingriffslinie wird die Zahnkette gespannt, so dass ein Erschlaffen der Kette, welches auf der Schlaffseite der Zahnkette erzeugt wird, aufgenommen bzw. ausgeglichen werden kann. Daher können eine auf- und abgerichtete Sehnenbewegung der Kette und Vibrationen der Kette unterdrückt werden.
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In dem Fall, in dem der Krümmungsradius und die Kreisbogenlänge des konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitts zwischen den Kettenlaschen, die in der Längsrichtung der Zahnkette angeordnet sind, ungleichmäßig ausgebildet sind, kann das Timing bzw. die zeitliche Abfolge des kämmenden Eingriffs zwischen den gekrümmten Eingriffsstartabschnitten der individuellen Kettenlaschen und den Zahnradzähnen unter den Kettenlaschen, die in der Längsrichtung der Zahnkette angeordnet sind, variiert werden. Diese Anordnung trägt zur Unterdrückung periodischer Veränderungen oder Fluktuationen des kämmenden Eingriffs bei.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung detailliert beschrieben, in welcher
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1 eine fragmentarische Vorderansicht ist, die die Art und Weise zeigt, in welcher eine geräuscharme Zahnkette gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einem Zahnrad kämmt,
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2 eine Vorderansicht einer Kettenlasche der Zahnkette ist,
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3 eine 2 ähnliche Ansicht ist, die jedoch eine Kettenlasche gemäß einer Modifikation der vorliegenden Erfindung zeigt,
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4 eine 2 ähnliche Ansicht ist, die jedoch eine Kettenlasche gemäß einer weiteren Modifikation der vorliegenden Erfindung zeigt,
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5A eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts von 1 ist, welche einen gekrümmten Eingriffsstartabschnitt einer Kettenlasche zeigt, die sich in gleitendem Kontakt mit einem Zahnradzahn befindet,
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5B eine 5A ähnliche Ansicht ist, die jedoch einen gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt einer werteren Kettenlasche zeigt, die sich in gleitendem Kontakt mit einem weiteren Zahnradzahn befindet,
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5C eine 5A ähnliche Ansicht ist, die jedoch eine äußere Eingriffsfläche einer weiteren Kettenlasche zeigt, die auf einem weiteren Zahnradzahn sitzt,
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6A eine Zeittafel ist, die den Fortgang des kämmenden Eingriffs zwischen der Zahnkette gemäß der vorliegenden Erfindung und dem Zahnrad zeigt,
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6B eine Zeittafel ist, die den Fortgang des kämmenden Eingriffs zwischen einer herkömmlichen Zahnkette und dem Zahnrad zeigt,
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7 eine grafische Darstellung ist, die die geräuscharme Zahnkette gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn sie zwischen einem Antriebszahnrad und einem Abtriebszahnrad gespannt ist, und
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8 eine grafische Darstellung ist, die eine herkömmliche Zahnkette zeigt, wenn sie zwischen einem Antriebszahnrad und einem Abtriebszahnrad gespannt ist.
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und beabsichtigt keinesfalls, die Erfindung oder ihre Anwendungsbereiche oder Verwendungen einzuschränken.
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1 zeigt eine geräuscharme Zahnkette gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Zahnkette ist aus einer großen Anzahl an Kettenlaschen aufgebaut, wobei vier Kettenlaschen durch 10, 20, 30 und 40 bezeichnet sind und wobei jede Kettenlasche ein Paar von Laschenzähnen 10a, 20a, 30a, 40a aufweist, das gabelförmig ausgebildet ist. Die Kettenlaschen 10, 20, 30, 40 sind überlappend angeordnet und mittels Verbindungsstiften 13, 23, 33, 43 in endloser Weise gekoppelt.
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Obwohl nicht gezeigt, weist die Zahnkette auch Führungslaschen auf, die paarweise an den entgegengesetzten Außenseiten der Zahnkette zum führenden Eingriff mit entgegengesetzten Endflächen eines Zahnrads S angeordnet sind, um ein Versetzen der Zahnkette von dem Zahnrad S herunter zu verhindern.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Verbindungsstifte 13, 23, 33, 43 aus runden Stiften. Diese Erfindung kann auf die sogenannte Rollenlagertyp-Zahnkette angewendet werden, bei der Rollenlagerstifte anstatt runden Stiften verwendet werden. Das Zahnrad S, das in Kombination mit der Zahnkette verwendet wird, weist eine Vielzahl von gleichmäßig zueinander beabstandeten Zahnradzähnen mit Evolventen-Zahnform auf.
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2 zeigt die Außenform oder das Profil einer jeden Kettenlasche, wobei die Kettenlasche 10 gezeigt ist. Jeder Laschenzahn 10a der Kettenlasche 10 weist eine innere Eingriffsfläche 11 auf, die an der Innenflanke des Laschenzahns 10a ausgebildet ist, und eine äußere Eingriffsfläche 12, die an der Außenflanke des Laschenzahns 10a ausgebildet ist. Die inneren Eingriffsflächen 11 der jeweiligen Laschenzähne 10a sind durch eine konkav gekrümmte Gabelung 14 verbunden. Die innere Eingriffsfläche 11 an der inneren Zahnflanke und die äußere Eingriffsfläche 12 an der äußeren Zahnflanke laufen an einer Spitze 15 des Laschenzahns 10a zusammen. Die inneren Eingriffsflächen 11 weisen jeweils einen konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitt 11a auf, der an einer Spitzen-Seite des Laschenzahns 10a angeordnet ist, und einen konvex gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt 11b, der an einer Fußseite – Gabelungsseite – des Laschenzahns 10a angeordnet ist. Der konvex gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt 11b weist einen Krümmungsradius Rb und eine Kreisbogenlänge Lb auf, die größer sind als ein Krümmungsradius Ra bzw. eine Kreisbogenlänge La des konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitts 11a. Die äußere Eingriffsfläche 12 weist ein geradliniges Profil auf.
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Wenn die Zahnkette mit den derart profilierten Laschenzähnen 10a in einem gespannten geraden Zustand ist, ragt die innere Eingriffsfläche 11 eines jeden Laschenzahns 10a einer Kettenlasche 10 geringfügig von der äußeren Eingriffsfläche 12 eines lateral überlappenden Zahns 20a der angrenzenden Kettenlasche 20 nach außen ab. Man sehe hierzu die Positionsbeziehung zwischen der konvex gekrümmten inneren Eingriffsfläche 31 der Kettenlasche 30 und der geradlinigen äußeren Eingriffsfläche 42 der Kettenlasche 40, wie dies in 1 gezeigt ist.
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In dem Fall der in 2 gezeigten inneren Eingriffsfläche 11 grenzen der konvex gekrümmte Eingriffsstartabschnitt 11a und der konvex gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt 11b aneinander an. Diese Anordnung ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. Der konvex gekrümmte Eingriffsstartabschnitt 11a und der konvex gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt 11b können entweder durch einen in 3 gezeigten konvex gekrümmten Zwischenabschnitt 11c oder alternativ durch einen in 4 gezeigten geradlinigen Zwischenabschnitt 11d verbunden sein. Wesentlich ist, dass die innere Eingriffsfläche 11 derart profiliert ist, dass wenn die Zahnkette mit dem Zahnrad S in Eingriff gelangt, die innere Eingriffsfläche 11 einen gleichmäßigen Gleitkontakt mit der Zahnflanke eines Zahnradzahns entlang einem Bereich aufrechterhalten kann, der sich von dem Eingriffsstartabschnitt 11a zu dem Eingriffsführungsabschnitt 11b erstreckt.
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Es ist bevorzugt, dass der Krümmungsradius Ra und die Kreisbogenlänge La des konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitts unregelmäßig zwischen den Kettenlaschen 10, 20, 30, 40 ausgebildet sind, die in der Richtung der Länge der Zahnkette in Reihe angeordnet sind. Da sich das Timing des kämmenden Eingriffs zwischen den gekrümmten Eingriffsstartabschnitten der individuellen Kettenlaschen und den Zahnradzähnen im Rahmen der Kettenlaschen verändert, die in der Längsrichtung der Zahnkette angeordnet sind, ist es bei dieser Anordnung möglich, das Ausmaß an periodischen Veränderungen beim kämmenden Eingriff zwischen den Kettenlaschen und den Zahnradzähnen gering zu halten.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 1 und die 5A bis 5C eine Sequenz von Eingriffsvorgängen der Zahnkette unter Berücksichtigung der zeitabhängigen Veränderungen der Position der Kettenlasche 30 beschrieben. Die 5A, 5B und 5C sind vergrößerte Ansichten der Abschnitte, die jeweils durch die Buchstaben A, B und C in den in 1 gezeigten Klammern bezeichnet sind. in 5A ist der konvex gekrümmte Eingriffsstartabschnitt 31a der Kettenlasche 30 in Gleitkontakt mit der Zahnflanke eines Zahnradzahns T3. In 5B ist der konvex gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt 21b der Kettenlasche 20 in Gleitkontakt mit der Zahnflanke eines weiteren Zahnradzahns T2. In 5C sitzt die äußere Eingriffsfläche 12 der Kettenlasche 10 auf der Zahnflanke eines weiteren, nicht bezeichneten Zahnradzahns.
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Wie zunächst in 5A gezeigt, beginnt ein Zahnradzahn T3 mit der inneren Eingriffsfläche 31 eines Laschenzahns 30a einzugreifen, die – in der Drehrichtung des Zahnrads S gesehen – an der Führungsseite der Kettenlasche 30 angeordnet ist. In diesem Fall berührt der Zahnradzahn T3 den konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitt 31a der inneren Eingriffsfläche 31.
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Dann rückt der Zahnradzahn T3 um eine Zahnteilung nach vorne, während er den Eingriff mit dem konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitt 31a der inneren Eingriffsfläche 31 der Kettenlasche 30 aufrechterhält. Während dieser Zeit verschiebt sich der Eingriffspunkt zwischen dem Zahnradzahn T3 und der inneren Eingriffsfläche 31 stetig von dem konvex gekrümmten Eingriffsstartabschnitt 31a zu dem konvex gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt 31b, bis die Kettenlasche 30 dieselbe Position wie die in 5B gezeigte vorangegangene Kettenlasche 20 einnimmt. Der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt 21b der Kettenlasche 20 entspricht dem gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt 31b der Kettenlasche 30. Wenn die Kettenlasche 30 um das Zahnrad S gewunden ist, dreht sie sich im Uhrzeigersinn um den Verbindungsstift 33, wobei der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt 31b in Gleitkontakt mit der Zahnflanke des Zahnradzahns T3 gehalten ist. In diesem Fall gelangt der konvex gekrümmte Eingriffsstartabschnitt 41a des führenden Laschenzahns 40a – 1 – der als nächstes folgenden Kettenlasche 40 – 4 –, die mit dem hinteren Laschenzahn 30a der Kettenlasche 30 überlappt, in derselben Weise mit der Zahnflanke des folgenden Zahnradzahns T4 – 1 – in Kontakt, wie dies oben unter Bezugnahme auf die 5A beschrieben ist. Daher wird die Zahnkette derart um das Zahnrad S geführt, dass die jeweiligen inneren Eingriffsflächen 31, 41 von zwei angrenzenden Kettenlaschen 30, 40, die in der Längsrichtung der Zahnkette überlappen, zwei angrenzende Zahnradzähne T3 bzw. T4 gleichzeitig berühren.
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Wenn sich das Zahnrad S – 1 – um eine Zahnteilung weiter in der Pfeilrichtung dreht, wird die vorangegangene Kettenlasche 20, die mit der Kettenlasche 30 longitudinal überlappt, um das Zahnrad S gewunden, während sie sich im Uhrzeigersinn um den Verbindungsstift 33 dreht. Während dieser Zeit berühren der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt 31b der Kettenlasche 30 und die äußere Eingriffsfläche 22 der vorangegangenen Kettenlasche 20 zumindest für einen Moment die Zahnflanke desselben Zahnradzahns T3 gleichzeitig, und danach löst sich der gekrümmte Eingriffsführungsabschnitt 31b der Kettenlasche 30 allmählich von der Zahnflanke des Zahnradzahns T3. Daher übernimmt die äußere Eingriffsfläche 22 der vorangegangenen Kettenlasche 20 ohne Unterbrechung den Eingriff mit dem Zahnradzahn T3 von dem gekrümmten Eingriffsführungsabschnitt 31b der Kettenlasche 30.
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Wie oben beschrieben, werden die Kettenlaschen 10, 20, 30, 40 der Reihe nach auf die Zahnradzähne T1, T2, T3, T4 gesetzt, um dadurch einen Kraftübertragungsvorgang zu erreichen.
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6A ist eine Zeittafel, die die Art und Weise darstellt, in welcher drei aufeinanderfolgende Kettenlaschen 10, 20 und 30, die in der Längenrichtung der Zahnkette der vorliegenden Erfindung überlappen, mit den Zähnen T1–T5 des Zahnrads S kämmen, während der Kontaktpunkt von der inneren Eingriffsfläche zur äußeren Eingriffsfläche verschoben wird. In 6A zeigen jeweils rechteckige Blöcke, die durch unterbrochene Linien gekennzeichnet sind, einen Eingriffsbereich der inneren Eingriffsfläche einer Kettenlasche 10, 20, 30 in Bezug auf die Zahnradzähne und zeigen jeweils rechteckige Blöcke, die durch durchgehende Linien gekennzeichnet sind, einen Eingriffsbereich der äußeren Eingriffsfläche einer Kettenlasche 10, 20, 30 in Bezug auf die Zahnradzähne. 6B ist eine Zeittafel, die die Art und Weise darstellt, in welcher drei aufeinanderfolgende, longitudinal überlappende Kettenlaschen einer herkömmlichen Zahnkette mit den Zähnen T1–T5 des Zahnrads S kämmen. Bei der herkömmlichen Zahnkette verläuft der Kontakt zwischen den Kettenlaschen und den Zahnradzähnen in zwei Schritten, d. h., dass zuerst die innere Eingriffsfläche und dann die äußere Eingriffsfläche in Kontakt gelangt. In 6B bezeichnen die durch unterbrochene Linien dargestellten rechteckigen Blöcke jeweils einen Eingriffsbereich der inneren Eingriffsfläche einer Kettenlasche in Bezug auf die Zahnradzähne, bezeichnen die durch durchgehende Linien dargestellten rechteckigen Blöcke jeweils einen Eingriffsbereich der äußeren Eingriffsfläche einer Kettenlasche in Bezug zu den Zahnradzähnen und bezeichnet der Buchstabe t die Zeitdauer eines Zustands ohne Berührung, der zwischen dem Ende eines Kontaktzustands einer inneren Eingriffsfläche und dem Beginn eines Kontaktzustands einer äußeren Eingriffsfläche vorliegt.
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Es erscheint gemäß den 6A und 6B klar, dass der Eingriff des konvex gekrümmten Eingriffsführungsabschnitts 31b – 5A – der inneren Eingriffsfläche 31 der Kettenlasche 30 bezüglich des Zahnradzahns T4 kontinuierlich durch die äußere Eingriffsfläche 22 – 5A – der Kettenlasche 20 übernommen wird, ohne dass eine Unterbrechung erzeugt wird, die bei der herkömmlichen Zahnkette auftreten kann, wie dies durch die in 6B gezeigte kontaktlose Zeit t angezeigt ist. Folglich erzeugen die äußeren Eingriffsflächen der Kettenlaschen kein Eingriffsgeräusch.
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Wenn die Zahnkette beginnt, mit dem Abtriebszahnrad S einzugreifen, berührt zusätzlich der konvex gekrümmte Eingriffsstartabschnitt des führenden Laschenzahns einer Kettenlasche, beispielsweise die Kettenlasche 30, welcher geringfügig von der äußeren Eingriffsfläche des hinteren Laschenzahns 20a der vorangegangenen Kettenlasche, beispielsweise die Kettenlasche 20, nach außen abragt, den Zahnradzahn T3, so dass die Wirkungslinie – auch „Eingriffslinie” genannt – der Zahnkette um eine Distanz h nach oben gehoben ist, wie dies in den 1 und 7 gezeigt ist. Dies erhöht die Kettenspannung, so dass ein freier Abschnitt der Zahnkette, der auch „schlaffer Abschnitt” genannt ist, da er auf der Schlaffseite der Zahnkette angeordnet ist, gespannt wird, um ein Erschlaffen oder Locker der Zahnkette zu beseitigen. Durch ein derartiges Spannen der Schlaffseite der Zahnkette kann die auf- und abgerichtete Sehnenbewegung des schlaffen Abschnitts der Kette unterdrückt werden. Im Gegensatz hierzu tritt bei der in 8 gezeigten herkömmlichen Zahnkette die auf- und abgerichtete Sehnenbewegung des schlaffen Abschnitts der Kette aufgrund eines Erschlaffens oder Lockerns des schlaffen Abschnitts der Kette auf.
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Wenn die Zahnkette der vorliegenden Erfindung mit dem Zahnrad S eingreift, schreitet der Eingriff – wie oben beschrieben – gleichmäßig und ununterbrochen von der inneren Eingriffsfläche 31 eines Laschenzahns 30a zu der äußeren Eingriffsfläche 22 des überlappenden Laschenzahns 20a fort. Mit dieser Anordnung können ein Eingriffsgeräusch der äußeren Eingriffsflächen und ein Vibrationsgeräusch der Kette insgesamt unterdrückt werden. Dies trägt zu der Reduktion des Gesamtgeräuschniveaus der Zahnkette bei.
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Offensichtlich sind im Licht der obigen Lehre verschiedene geringfügige Veränderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es ist daher selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Patentansprüche auch auf andere Weise ausgeführt werden kann, als dies im Speziellen beschrieben ist.
