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Diese Erfindung betrifft Verbesserungen bei einer zweiseitigen Zahnkette, d.h. bei einer Zahnkette, die als eine endlose Schleife ausgebildet und zum Antriebseingriff mit zwei oder mehreren Kettenrädern innerhalb der Schleife und einem oder mehreren Kettenrädern außerhalb der Schleife geeignet ist. Eine solche Kette besteht aus einer Vielzahl von Kettenlaschen, die jeweils ein Paar von Stiftlöchern, ein Paar von in eine erste Richtung vorstehenden Laschenzähnen und eine in die entgegengesetzte Richtung zeigende ebene Rückenfläche aufweisen. Die Kettenlaschen sind wie in dem Fall einer herkömmlichen Zahnkette überlappend und in Längsrichtung alternierend versetzt angeordnet und mittels Verbindungsstiften miteinander verbunden. Bei einer zweiseitigen Zahnkette sind jedoch die Kettenlaschen in einer Weise angeordnet, dass die Zähne eines Satzes von Kettenlaschen zum Inneren der Schleife vorstehen und die Zähne eines anderen Satzes von Kettenlaschen zu dem Außenbereich der Schleife hin vorstehen.
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Die japanische Patentoffenlegungsschrift
JP H11-166 600 A , die
US 6 142 902 A mit dem Familienmitglied
DE 199 62 856 A1 und die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung
JP 2 553 206 Y2 beschreiben zweiseitige Zahnketten, die sowohl zum Inneren als auch zum Außenbereich einer Schleife vorstehende Zähne aufweisen. Kettenräder, die mit den nach außen vorstehenden Zähnen eingreifen, und Kettenräder, die mit den nach innen vorstehenden Zähnen eingreifen, drehen sich in entgegengesetzte Richtungen.
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Zweiseitige Zahnketten werden als Steuerketten in Automobilmotoren verwendet. In dem Fall einer Steuerkette greifen die nach innen vorstehenden Zähne mit einem Kurbelwellenkettenrad und einem oder mehreren Nockenwellenkettenrädern ein, beispielsweise Kettenräder an einer Einlassventilnocke bzw. an einer Auslassventilnocke, so dass sich die Kurbelwellen- und Nockenwellenkettenräder in derselben Richtung drehen. Die nach außen vorstehenden Zähne können mit Kettenrädern zum Antrieb von Hilfseinrichtungen wie beispielsweise eine Ölpumpe und dergleichen eingreifen. Die die Hilfseinrichtungen antreibenden Kettenräder drehen sich in einer Richtung, die der Drehrichtung der Kurbelwellen- und Nockenwellenkettenräder entgegengesetzt ist.
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Die 7 und 8 zeigen ein Beispiel einer herkömmlichen zweiseitigen Zahnkette 51, die aus Kettenlaschen 55 und 56 zusammengesetzt ist, die jeweils ein Paar von Zähnen 52 und ein Paar von Stiftlöchern 53 aufweisen. Die Kettenlaschen 55 und 56 sind überlappend und in Längsrichtung alternierend verschoben angeordnet und mittels Verbindungsstiften 57 in Form einer endlosen Schleife miteinander verbunden. Die Kettenlaschen 56 erstrecken sich in zwei nebeneinander und in Längsrichtung angeordneten Kolonnen, wobei eine auf der linken Seite der Kette und die andere auf der rechten Seite der Kette angeordnet ist. Die Zähne 52 der Kettenlaschen 56 stehen in 8 nach oben vor. Die Zähne 52 der Zwischenlaschen 55 stehen nach unten vor. Die 7 und 8 zeigen einen oberen Laufabschnitt der Kette 51. Die nach oben vorstehenden Zähne stehen zum Außenbereich der Schleife hin vor und sind zum Antreiben von Kettenrädern auf Hilfseinrichtungen ausgebildet, und die nach unten vorstehenden Zähne stehen zu dem Inneren der Schleife hin vor und sind zum Eingriff mit einem Kurbelwellenkettenrad und einem oder mehreren Nockenwellenkettenrädern ausgebildet. Die Kettenlaschen 55 sind derart angeordnet, dass deren Rückenflächen 54 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wenn die Kette 51 gerade oder gestreckt ist. In gleicher Weise sind die Kettenlaschen 56 derart angeordnet, dass deren Rückenflächen 54 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, wenn die Kette 51 gerade oder gestreckt ist. Die Verbindungsstifte 57 sind in die Stiftlöcher 53 der äußersten Kettenlaschen 56 eingepasst und nur an diesen äußersten Kettenlaschen 56 befestigt, wodurch eine gelenkige Kopplung der in Breitenrichtung angeordneten Reihen von Kettenlaschen ermöglicht ist.
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Die 9 und 10 zeigen jeweils einen unteren Laufabschnitt derselben Kette 51 in einem kämmenden Eingriff mit einem auf einer Welle 60 angeordneten äußeren Kettenrad 58, d.h. ein außerhalb der Schleife der Kette 51 angeordnetes Kettenrad 58. Das Kettenrad 58, dessen Struktur unter Hinzuziehung von 12 genauer verstanden werden kann, weist zwei axial voneinander beabstandete Sätze von Zähnen 59 auf. In 9 schneidet die Schnittebene die Mitten zweier äußerster Kettenlaschen 56, wohingegen in 10 die Schnittebene die Mitten zweier Kettenlaschen 56 schneidet, die an die äußersten Kettenlaschen 56 angrenzen. 9 zeigt eine Stelle, an der Kettenradzähne 59 mit äußeren Zahnflächen der Kettenlaschen 56 in Eingriff sind, die angrenzend an die äußersten Kettenlaschen 56 angeordnet sind. 10 zeigt eine Stelle, an der die Kettenradzähne 59 mit den äußeren Zahnflächen der äußersten Kettenlaschen 56 in Eingriff sind. Wie in 9 gezeigt, gelangen die äußersten Kettenlaschen des Satzes von inneren Kettenlaschen 55 in Gleitkontakt mit den inneren Seitenwänden der Kettenradzähne 59, um eine seitliche Schwingung der Kette 51 zu verhindern.
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11 zeigt den Eingriff von Laschenzähnen 52 der inneren Kettenlaschen 55, welche zum Inneren der Kettenschleife hin vorstehen, mit Zähnen 62 eines herkömmlichen Kettenrads 61 auf einer Welle 63.
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Bei der wie oben beschriebenen herkömmlichen zweiseitigen Zahnkette 51 wird in den inneren Umfangsabschnitten der Stiftlöcher 53 der äußersten Kettenlaschen 56 eine Spannung erzeugt, wenn die Verbindungsstifte 57 in die Stiftlöcher 53 eingepasst werden. Eine Kollision der Zähne 52 der äußeren Kettenlasche 56 mit den Zähnen 59 eines Abtriebskettenrads 58, das außerhalb der Kettenschleife angeordnet ist, übt ebenfalls eine Belastung auf den inneren Umfangsflächenabschnitt der Stiftlöcher 53 aus. Die Spannung und die Belastung erzeugen einen synergistischen Effekt, der die Festigkeit der äußersten Kettenlaschen 56 vermindert.
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Die inneren Kettenlaschen 55 und die äußeren Kettenlaschen 56 einer herkömmlichen zweiseitigen Zahnkette 51 weisen typischerweise dieselbe Form auf. Da der minimale Abstand zwischen dem Rücken einer Kettenlasche und seinem Zahnlückengrund - Abstand H in 5 - vergleichsweise gering ist, sind die mittleren Abschnitte der Kettenlaschen 55 und 56 relativ schwach ausgebildet. Diese Schwäche in den äußersten Kettenlaschen offenbart sich in der Bildung von Rissen in der Nähe des Zahnlückengrunds, einer fortschreitenden Abnahme der Festigkeit der äußersten Kettenlaschen und in einer Verminderung der Rotationsdauerfestigkeit der Kette.
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Die durch die Schwäche der äußersten Kettenlaschen einer zweiseitigen Zahnkette verursachten Probleme können durch einen Austausch der äußersten, mit Zähnen versehenen Kettenlaschen gegen Führungslaschen, die keine Zähne aufweisen, angegangen werden. Jedoch sind bei dieser Annäherung die Zähne der an die Führungslaschen angrenzenden Kettenlaschen schnell verschließen. Zur Unterdrückung des Verschleißes der Zähne dieser Kettenlaschen kann deren Dicke vergrö-ßert werden oder können zusätzliche Kettenlaschen bereitgestellt werden. Jedoch hat ein Vergrößern der Breite einer Kettenlasche oder ein Hinzufügen von Kettenlaschen eine nachteilige Zunahme der Breite der Kette zur Folge.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zweiseitige Zahnkette bereitzustellen, bei der die Abnahme der Festigkeit an den mittleren Abschnitten der äußersten Kettenlaschen verhindert und die Rotationsdauerfestigkeit der Kette erhöht ist.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch eine zweiseitige Zahnkette mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach umfasst die zweiseitige Zahnkette eine Vielzahl von Kettenlaschen, die jeweils ein Paar von Stiftlöchern, ein Paar von Laschenzähnen, die in eine erste Richtung vorstehen, und eine ebene Rückenfläche aufweisen, die in eine zu der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung zeigt, wobei die Kettenlaschen - in der Breitenrichtung der Kette gesehen - äußerste Kettenlaschen aufweisen, wobei die Kettenlaschen überlappend angeordnet sind und in einer endlosen Schleife mittels Verbindungsstiften miteinander verbunden sind, die sich durch die Stiftlöcher hindurch erstrecken und an den äußersten Kettenlaschen fixiert sind, wobei die Kettenlaschen einen ersten Satz von Kettenlaschen, der die äußersten Kettenlaschen und die angrenzenden äußeren Kettenlaschen umfasst, und einen zweiten Satz von Kettenlaschen aufweisen, die zwischen den äußeren Kettenlaschen angeordnet sind, wobei die Zähne eines Satzes zum Inneren der Schleife hin vorstehen und die Zähne des anderen Satzes zum Außenbereich der Schleife hin vorstehen. Dabei ist die Zahnkette dadurch gekennzeichnet, dass die Höhen der Rücken der äußersten Kettenlaschen gleich sind wie die Höhen der Rücken der angrenzenden äußeren Kettenlaschen und - zur Erhöhung der Festigkeit der äußersten Kettenlaschen - größer sind als die Höhen der Rücken der inneren Kettenlaschen, wobei die jeweiligen Höhen definiert sind als der minimale Abstand von der ebenen Rückenfläche zu dem tiefsten Teil der Lücke zwischen den Zähnen.
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Vorzugsweise umfassen die Rücken der äußersten Kettenlaschen und die Rücken der angrenzenden äußeren Kettenlaschen ebene Abschnitte, die in einem geraden Abschnitt der Kette koplanar sind.
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Die äußersten Kettenlaschen und die angrenzenden äußeren Kettenlaschen sind vorzugsweise vom äußeren Zahn-Sitz-Typ oder vom äußeren Zahnflächen-Sitz-Typ, wobei die Zähne der Kettenlaschen derart ausgestaltet sind, dass die Kettenradzähne mit äußeren Zahnflächen der Laschenzähne in Eingriff sind, wenn die Kettenlasche auf einem Kettenrad derart sitzt, dass keine relative Bewegung zwischen der Kettenlasche und dem Kettenrad vorliegt.
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Die Erfindung löst die Probleme, die mit den herkömmlichen zweiseitigen Zahnketten verbunden sind, indem die Festigkeit der mittleren Abschnitte der äußersten Kettenlaschen erhöht wird. Die Erhöhung der Festigkeit der mittleren Abschnitte der äußersten Kettenlaschen verhindert eine Deformation der Kettenlaschen als Ergebnis einer Kollision ihrer Zähne mit Kettenradzähnen am Beginn des Eingriffs mit einem Kettenrad, verhindert ein Auftreten von Rissen an den Zahnlückengründen und erhöht die Rotationsdauerfestigkeit der Kette. Dabei sind die Höhen der Rücken der äußersten Kettenlaschen und die Höhen der Rücken der angrenzenden äußeren Kettenlaschen beide größer als die Höhen der Rücken der inneren Kettenlaschen.
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Vorzugsweise sind sowohl die äußersten Kettenlaschen als auch die angrenzenden äußeren Kettenlaschen vom äußeren Zahnkontakt- und vom äußeren Zahn-Sitz-Typ. In diesem Fall gelangen die äußeren Zahnflächen zu Beginn des Eingriffs zwischen der Kette und dem Kettenrad mit Zahnflächen der Kettenradzähne in Kontakt, und die äußeren Zahnflächen der Laschenzähne berühren die Kettenradzähne ebenfalls, wenn die Kette auf dem Kettenrad sitzt. Folglich gelangen die inneren Zahnflächen nicht mit den Kettenradzähnen in Kontakt, wobei im Ergebnis die auf den mittleren Abschnitt der Kettenlaschen ausgeübte Belastung vermindert ist, die Dauerfestigkeit dieser Kettenlaschen weiter erhöht werden kann und die Rotationsdauerfestigkeit der Kette ebenfalls weiter erhöht ist.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung dreier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lehre anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
- 1 in einer Draufsicht einen Teil einer nicht zur Erfindung gehörenden zweiseitigen Zahnkette,
- 2 in einer teilweise weggebrochenen Seitenansicht Abschnitte der zweiseitigen Zahnkette aus 1,
- 3 in einer teilweise weggebrochenen Seitenansicht Abschnitte eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen zweiseitigen Zahnkette,
- 4 in einer teilweise weggebrochenen Seitenansicht Abschnitte eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen zweiseitigen Zahnkette,
- 5 in einer schematischen Darstellung den Eingriff einer Kettenlasche vom äußeren Zahn-Sitz-Typ mit einem Kettenrad,
- 6 in einer schematischen Darstellung den Eingriff einer Kettenlasche vom inneren Zahn-Sitz-Typ mit einem Kettenrad,
- 7 in einer Draufsicht einen Teil einer herkömmlichen zweiseitigen Zahnkette,
- 8 in einer teilweise weggebrochenen Seitenansicht einen Teil der herkömmlichen Zahnkette aus 7,
- 9 in einer geschnittenen Darstellung den Eingriff einer äußeren Kettenlasche mit einem Kettenrad an einer ersten Stelle entlang der Länge der Kette,
- 10 in einer geschnittenen Darstellung den Eingriff einer äußeren Kettenlasche mit einem Kettenrad an einer zweiten Stelle entlang der Länge der Kette,
- 11 in einer geschnittenen Darstellung den Eingriff einer inneren Kettenlasche mit einem Kettenrad,
- 12 in einer fragmentarischen perspektivischen Darstellung ein Kettenrad, mit dem die äußeren Kettenlaschen eingreifen, und
- 13 ein Diagramm, das die Ergebnisse von Vergleichstests der Rotationsdauerfestigkeit zeigt.
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Eine nicht zur Erfindung gehörende Zahnkette wird unter Bezugnahme auf die 1, 2, 5 und 6 beschrieben. Die Kettenlaschen der Kette 1 sind überlappend und in Längsrichtung alternierend versetzt angeordnet und mittels Verbindungsstiften 11 in eine endlose Schleife miteinander verbunden. Die Kettenlaschen sind darüber hinaus derart angeordnet, dass Zähne sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite der Kette 1 aus vorstehen.
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Bei dieser Zahnkette weisen die inneren Kettenlaschen 2 und die äußeren Kettenlaschen 3, die an die äußersten Kettenlaschen 4 angrenzen aber bezüglich der äußersten Kettenlaschen 4 innen angeordnet sind, dieselbe Größe und Form auf. Jede dieser Kettenlaschen 2 und 3 weist ein Paar von Stiftlöchern 7, ein Paar von vorstehenden Zähnen 5 und eine ebene Rückenfläche 8 auf, die in diejenige Richtung zeigt, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die die Zähne 5 vorstehen.
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Jede der äußersten Kettenlaschen 4, die entlang beiden Seiten der Kette 1 angeordnet sind, weist ein Paar von Zähnen 5, ein Paar von Stiftlöchern 7 und eine ebene Rückenfläche 9 auf. Jedoch sind die Rückenflächen 9 dieser äußersten Kettenlaschen 4 höher als die Rückenflächen 8 der Kettenlaschen 2 und 3. D.h., der minimale oder kürzeste Abstand von der Rückenfläche zu dem tiefsten Teil der Lücke zwischen den Zähnen ist bei den äußersten Kettenlaschen 4 größer als bei den inneren Kettenlaschen 2 und den angrenzenden äußeren Kettenlaschen 3. Wie in 2 gezeigt, ist daher die Höhe der Rücken der Kettenlaschen 4 H + h, während die Höhen der Rücken der inneren Kettenlaschen 2 und der äußeren Kettenlaschen 3 H beträgt. Die größere Höhe der Rücken der Kettenlaschen 4 hat eine erhöhte Festigkeit des mittleren Abschnitts 10 der Kettenlasche 4 zur Folge.
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Die Anzahl der inneren Kettenlaschen 2 entlang der Breite der Kette 1 beträgt vorzugsweise eine ungerade Anzahl, beispielsweise sieben bei der in 1 gezeigten Zahnkette, wobei alternierende Reihen vier bzw. drei innere Kettenlaschen 2 aufweisen. Die Anzahl an äußeren Kettenlaschen entlang der Breite der Kette 1 beträgt vorzugsweise eine gerade Anzahl, in diesem Fall vier, wobei hierbei die äußersten Kettenlaschen 4 und die angrenzenden äußeren Kettenlaschen 3 umfasst sind. Wie in 2 gezeigt, stehen die Zähne 5 der inneren Kettenlaschen 2 zum Inneren der Kettenschleife hin vor, während die Zähne 5 der äußeren Kettenlaschen 3 und 4 zum Außenbereich der Schleife hin vorstehen.
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Die Verbindungsstifte 11 sind mittels eines Einpressens, Stemmens oder anderer geeigneter Mittel in den Stiftlöchern 7 in den äußersten Kettenlaschen 4 befestigt, jedoch erstrecken sie sich durch die Stiftlöcher 7 in den anderen Kettenlaschen mit einer losen Passung, um ein gelenkiges Schwenken der Kette 1 zu ermöglichen.
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Die bei der Zahnkette verwendeten Kettenlaschen können Kettenlaschen vom äußeren Zahn-Sitz-Typ oder Kettenlaschen vom inneren Zahn-Sitz-Typ sein. Wenn eine Zahnkette beginnt, mit einem Kettenrad einzugreifen, greift typischerweise zuerst eine innere Zahnfläche, d.h. die Innenflanke, die sich von einem Zahnlückengrund zu einem Zahnkopf erstreckt, mit einem Kettenradzahn ein. Wenn sich danach die Kette weiter um das Kettenrad windet, gelangen die Kettenzähne und die Kettenradzähne in Gleitkontakt miteinander, bis die Kette vollständig auf dem Kettenrad aufsitzt. Nach einer weiteren Drehung des Kettenrads löst sich danach der Eingriff der Kette mit dem Kettenrad allmählich. Die Kette kann entweder mit den äußeren Zahnflächen ihrer Kettenlaschen in Eingriff mit den Kettenradzähnen oder mit den inneren Zahnflächen ihrer Kettenlaschen in Eingriff mit den Kettenradzähnen aufsitzen. Der Sitzzustand hängt von den Profilen der Zahnflächen der Kettenradzähne und von den Profilen der Zahnflächen der Kettenlaschenzähne ab.
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5 zeigt eine Kettenlasche vom äußeren Zahn-Sitz-Typ. Bei der Kettenlasche vom äußeren Zahn-Sitz-Typ sind nur die äußeren Zahnflächen 5a der Laschenzähne 5 mit Zahnflächen der Kettenradzähne T in Kontakt, wenn die Zähne in vollständigem Eingriff sind und die Kettenlasche auf dem Kettenrad ohne eine relative Bewegung zwischen der Kettenlasche und den Kettenradzähnen sitzt. 6 zeigt eine Kettenlasche vom inneren Zahn-Sitz-Typ. Bei der Kettenlasche vom inneren Zahn-Sitz-Typ sind nur die inneren Zahnflächen 5b der Laschenzähne 5 mit Zahnflächen der Kettenradzähne T in Kontakt, wenn die Zähne in vollständigem Eingriff sind und die Kettenlasche auf dem Kettenrad ohne relative Bewegung zwischen der Kettenlasche und den Kettenradzähnen sitzt.
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Die Zähne einer Kettenlasche können in zwei Typen unterschieden werden, der „innere Zahnkontakt-Typ“ und der „äußere Zahnkontakt-Typ“, wobei dies davon abhängt, welche Zahnflächen der Laschenzähne zuerst mit Zahnflächen des Kettenrads beim Beginn des Eingriffs zwischen der Kette und den Kettenradzahnflächen in Kontakt gelangen. In dem Fall des „inneren Zahnkontakt-Typs“ sind die Laschenzähne derart ausgebildet, dass beim Beginn des Eingriffs zwischen einer Kettenlasche und dem Kettenrad eine innere Zahnfläche der Laschenzähne zuerst mit einer Zahnfläche der Kettenradzähne in Kontakt gelangt. In dem Fall des „äußeren Zahnkontakt-Typs“ sind die Laschenzähne derart ausgebildet, dass beim Beginn des Eingriffs zwischen der Kettenlasche und dem Kettenrad eine äußere Zahnfläche der Laschenzähne zuerst mit einer Zahnfläche der Kettenradzähne in Kontakt gelangt. Bei fortschreitendem Eingriff, der dem Beginn des Eingriffs folgt, gleiten die innere Zahnfläche und die äußere Zahnfläche einer Kettenlasche an Zahnflächen der Kettenradzähne des drehenden Kettenrads derart, dass die Kettenlaschen den einen oder den anderen der in den 5 und 6 gezeigten Sitzzustände erreichen.
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Wenn die zweiseitige Zahnkette 1 um ein Kettenrad gewunden ist, greifen die inneren Kettenlaschen, die äußeren Kettenlaschen 3 und die äußersten Kettenlaschen 4 mit den Kettenradzähnen in einer Weise ein, die in den 9 bis 11 gezeigt ist. Das Kettenrad, mit dem die äußeren Kettenlaschen 3 und die äußersten Kettenlaschen 4 eingreifen, entspricht dem in 12 gezeigten Kettenrad 58, wobei das Kettenrad 58 zwei Sätze von Zähnen 59 aufweist, die axial voneinander beabstandet - in der Richtung der Breite des Kettenrads 58 - auf beiden Seiten ausgebildet sind.
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Bei der in 2 gezeigten Zahnkette sind sämtliche Kettenlaschen 2, 3, und 4 Kettenlaschen vom inneren Zahnflächenkontakt- und vom äußeren Zahn-Sitz-Typ. Die Höhen der Rückenflächen der äußersten Kettenlaschen 4 sind größer als die Höhen der Rückenflächen der inneren Kettenlaschen 2 und können ebenfalls größer sein als die Höhen der Rückenflächen der angrenzenden äußeren Kettenlaschen 3.
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Da die Verbindungsstifte 11 in den Stiftlöchern 7 der Kettenlaschen 4 befestigt sind und die Höhe der Rückenflächen der Kettenlaschen 4 die Höhen H der Rückenflächen der anderen Laschen um einen Differenzbetrag h übersteigt, ist die Festigkeit der mittleren Abschnitte 10 der äußersten Kettenlaschen 4 erhöht. Folglich ist die Steifigkeit der Kettenlasche 4 erhöht und ist eine Deformation der Kettenlasche 4 beim Eingriff mit dem Kettenrad unterdrückt. Im Ergebnis ist die Rotationsdauerfestigkeit der zweiseitigen Zahnkette 1 erhöht.
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Als Alternative können die äußersten Kettenlaschen 4 und deren angrenzende äußere Kettenlaschen 3 vom inneren Zahnflächenkontakt- und inneren Zahn-Sitz-Typ sein. Bei den inneren Kettenlaschen 2 kann jede Kombination der Kontakt- und Sitz-Tpen verwendet werden.
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Selbst wenn nur die Rücken der äußersten Kettenlaschen höher sind als die Rücken der inneren Kettenlaschen, sind bei der Kette gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eine Deformation und eine Rissbildung bei den äußersten Kettenlaschen wirksam vermieden und ist eine erhöhte Rotationsdauerfestigkeit erreicht.
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Bei dem in 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich die zweiseitige Zahnkette 21 von der Zahnkette der 1 und 2 lediglich darin, dass die Höhen der Rücken der äußeren Kettenlaschen, die an die äußersten Kettenlaschen angrenzen, sowie die Rücken der äußersten Kettenlaschen höher sind als die Rücken der inneren Kettenlaschen. Im Übrigen ist die Struktur der Kette 21 dieselbe wie diejenige der in den 1 und 2 gezeigten Kette und sind identische Teile durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet.
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Die Höhen der Rücken der inneren Kettenlaschen 2 sind dieselben wie diejenigen der in 2 gezeigten Kettenlaschen 2 und wie in dem Fall der in 2 gezeigten Kettenlaschen 2 sind die in 3 gezeigten Kettenlaschen 2 vom inneren Zahnflächenkontakt- und äußeren Zahn-Sitz-Typ. Die äußersten Kettenlaschen 24 und deren angrenzende äußere Kettenlaschen 22 weisen dieselbe Größe und dieselbe Form auf, wobei jede ein Paar von Zähnen 5 und ein Paar von Stiftlöchern 7 aufweist. Diese Kettenlaschen 24 bzw. 22 weisen ebene Rückenflächen 25 und 23 auf, die in die zu derjenigen Richtung entgegengesetzte Richtung zeigen, in welche deren Zähne 5 vorstehen. Die ebenen Rückenflächen 25 und 23 der Kettenlaschen 24 und 22 sind um einen Betrag h höher als die Rückenflächen der inneren Kettenlaschen 2. Wenn daher H die Höhen der Rücken der Kettenlaschen 2 darstellt, werden die Höhen der Rücken 23 und 25 der Kettenlaschen 22 und 24 beide durch H + h dargestellt. Die äußeren Kettenlaschen 22 und die äußersten Kettenlaschen 24 sind ebenfalls vom inneren Zahnflächenkontakt- und äußeren Zahn-Sitz-Typ.
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Wie in dem Fall der 2 stehen die Zähne 5 der inneren Kettenlaschen 2 in eine erste Richtung vor - in diesem Fall zu dem Inneren der Schleife hin -, während die Zähne der äußeren Kettenlaschen 22 und die äußersten Kettenlaschen 24 in die entgegengesetzte Richtung zum Außenbereich der Schleife hin vorstehen. Die Kettenlaschen sind überlappend und in Längsrichtung alternierend verschoben angeordnet und mittels Verbindungsstiften 11 verbunden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel von 3 sind die äußeren Kettenlaschen 22 und die äußersten seitlichen Kettenlaschen 24 vom inneren Zahnflächenkontakt- und äußeren Zahn-Sitz-Typ. Jedoch können stattdessen Kettenlaschen vom inneren Zahnflächenkontakt- und inneren Zahn-Sitz-Typ verwendet werden. Die inneren Kettenlaschen 2 können jede Kombination von Kontakt- und Sitz-Typen umfassen.
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Da die Höhen der Rückenflächen der äußeren Kettenlaschen 22 und der äußersten Kettenlaschen 24 die Höhen der Rücken der inneren Kettenlaschen um einen Betrag h überragen, sind die Festigkeit und Steifigkeit der mittleren Abschnitte der Kettenlaschen 22 und 25 erhöht und ist eine Deformation der Kettenlaschen 22 und 25 nach einem Eingriff mit einem Kettenrad unterdrückt. Im Ergebnis ist die Rotationsdauerfestigkeit der Kette erhöht. Wenn die Rückenflächen 23 und 25 der äußeren Kettenlaschen 22 und der äußersten Kettenlaschen 24 in Gleitkontakt mit einem Schuh einer Kettenführung gebracht werden, ist darüber hinaus eine größere Kontaktfläche zwischen den Rücken der Kettenlaschen und dem Schuh bereitgestellt und ist der Verschleiß des Schuhs vermindert.
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Bei dem in 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich die zweiseitige Zahnkette 31 von dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls darin, dass die Höhen der Rücken der äußeren Kettenlaschen, die an die äußersten Kettenlaschen angrenzen, sowie die Höhen der Rücken der äußersten Kettenlaschen höher sind als die Höhen der Rücken der inneren Kettenlaschen. Im Übrigen ist der Aufbau der Kette 21 derselbe wie derjenige der in den 1 und 2 gezeigten Kette und sind identische Teile durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet.
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Die Höhen der Rücken der inneren Kettenlaschen 2 sind dieselben wie diejenigen der in 2 gezeigten Kettenlaschen 2 und wie in dem Fall der in 2 gezeigten Kettenlaschen 2 sind die Kettenlaschen 2 in 3 vom inneren Zahnflächenkontakt- und äußeren Zahn-Sitz-Typ. Die äußersten Kettenlaschen 34 und deren angrenzende äußere Kettenlasche 32 weisen dieselbe Größe und dieselbe Form auf, wobei jede Kettenlasche ein Paar von Zähnen 36 und ein Paar von Stiftlöchern 7 aufweist. Diese Kettenlaschen 34 bzw. 32 weisen ebene Rückenflächen 35 und 33 auf, die in diejenige Richtung zeigen, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die deren Zähne 36 vorstehen. Die ebenen Rückenflächen 35 und 33 der Kettenlaschen 34 und 32 sind um einen Betrag h höher als die Rückenflächen der inneren Kettenlaschen 2. Wenn H die Höhen der Rücken der Kettenlaschen 2 darstellt, sind daher wie in dem Fall des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels die Höhen der Rücken 33 und 35 der Kettenlaschen 32 und 34 beide durch H + h dargestellt.
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Wie in dem Fall der 2 und 3 stehen die Zähne 5 der inneren Kettenlaschen 2 in eine erste Richtung zum Inneren der Schleife hin vor, während die Zähne 36 der äußeren Kettenlaschen 32 und der äußersten Kettenlaschen 34 in die entgegengesetzte Richtung zum Außenbereich der Schleife hin vorstehen. Die Kettenlaschen sind überlappend und in Längsrichtung alternierend verschoben angeordnet und mittels Verbindungsstiften 11 verbunden.
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Wenngleich bei dem in 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung die äußeren Kettenlaschen 22 und die äußersten Kettenlaschen 24 vorzugsweise vom inneren Zahnkontakt- und äußeren Zahn-Sitz-Typ sind, sind in dem Fall des in 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels die äußeren Kettenlaschen 32 und die äußersten Kettenlaschen 34 vorzugsweise vom äußeren Zahnkontakt- und äußeren Zahn-Sitz-Typ. Wie in dem in 3 gezeigten Fall können hier die inneren Kettenlaschen 2 jede Kombination von Kontakt- und Sitz-Typen umfassen.
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Bei der zweiseitigen Zahnkette 31 übersteigen die Höhen H + h der Rückenflächen der äußeren Kettenlaschen 32 und der äußersten seitlichen Kettenlaschen 34 die Höhen H der Rücken der inneren Kettenlaschen um eine Differenz h. Folglich sind die Festigkeit und Steifigkeit der mittleren Abschnitte dieser Kettenlaschen 32 und 34 erhöht und ist die Deformation der Kettenlaschen 32 und 34 nach einem Eingriff mit einem Kettenrad unterdrückt. Da die äußeren Kettenlaschen 32 und die äußersten Kettenlaschen 34 Kettenlaschen vom äußeren Zahnkontakt- und äußeren Zahn-Sitz-Typ sind, gelangen des Weiteren die inneren Zahnflächen der Kettenlaschenzähne nicht mit den Kettenradzähnen in Kontakt und ist die auf den mittleren Abschnitt der Kettenlaschen ausgeübte Belastung vermindert. Im Ergebnis kann die Rotationsdauerfestigkeit der zweiseitigen Zahnkette weiter erhöht werden.
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Bei den zwei oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden Vergleichstests durchgeführt, die in der folgenden Tabelle zusammengefasst sind:
| | herkömmliches Beispiel | nicht zur Erfindung gehörende Zahnkette | erstes Ausführungsbeispiel | zweites Ausführungsbeispiel |
| innere Kettenlasche | | | | |
| Höhe des Rückens | niedrig | niedrig | niedrig | niedrig |
| Zahnkontakt-typ | innerer Zahnflächenkontakt | innerer Zahnflächen kontakt | innerer Zahnflächenkontakt | innerer Zahnflächenkontakt |
| Sitz-Typ | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz |
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| äußere Kettenlasche | | | | |
| Höhe des Rückens | niedrig | niedrig | hoch | hoch |
| Zahn kontakttyp | innerer Zahnflächenkontakt | innerer Zahnflächen kontakt | innerer Zahnflächenkontakt | äußerer Zahnflächenkontakt |
| Sitz- Typ | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz |
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| äußerste Kettenlasche | | | | |
| Höhe des Rückens | niedrig | hoch | hoch | hoch |
| Zahn kontakttyp | innerer Zahnflächenkontakt | innerer Zahnflächen kontakt | innerer Zahnflächenkontakt | äußerer Zahnflächenkontakt |
| Sitz-Typ | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz | äußerer Zahnflächen-Sitz |
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Die Rotationsdauerfestigkeit wurde getestet und die Ergebnisse sind in dem Diagramm gemäß 13 gezeigt. Die Rotationsdauerfestigkeit der nicht zur Erfindung gehörenden Zahnkette ist um 22% gegenüber einer herkömmlichen zweiseitigen Zahnkette erhöht. Die Verbesserung beim ersten Ausführungsbeispiel beträgt 28% und die Verbesserung beim zweiten Ausführungsbeispiel beträgt 33%.
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Die erfindungsgemäßen Ketten werden vorzugsweise einer speziellen Oberflächenbehandlung unterzogen, wobei Metallkarbide verwendet werden, die Cr, V, Ti, Nb, W oder dergleichen enthalten, um den Verschleiß der Verbindungsstifte zu vermindern.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen stehen die Zähne der inneren Kettenlaschen zum Inneren der Kettenschleife hin vor, während die Zähne der äußeren Kettenlaschen und der äußersten Kettenlaschen entlang beider Seiten der Kette zum Außenbereich der Kettenschleife hin vorstehen. Die Vorteile der Erfindung können auch bei alternativen Ausführungsbeispielen realisiert werden, beispielsweise bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Zähne der inneren Kettenlaschen nach außen vorstehen und die Zähne der äußeren und äußersten Kettenlaschen nach innen vorstehen.
