DE102007057594A1

DE102007057594A1 - Kettentrieb

Info

Publication number: DE102007057594A1
Application number: DE102007057594A
Authority: DE
Inventors: Akira Hirai; Shunji Sakura; Shigenobu Sugasawa; Jyunya Kurohata; Takeshi Ogawa
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2027-11-29
Also published as: GB0721864D0; CN101210606A; CN101210606B; GB2445225A; KR20080061251A; JP2008164045A; DE102007057594B4; KR101100542B1; US20080161144A1; GB2445225B; JP4318264B2

Abstract

Bei einem Kettentrieb greift eine Standard ISO-Rollenkette (50) in ein verändertes Kettenrad ein, das einen Wurzeldurchmesser (df13) aufweist, der größer ist als der Wurzeldurchmesser (df) eines Standardkettenrads, das zur Verwendung mit der Standardkette (50) ausgebildet ist. Die Zahnteilungswinkel können von einer von zwei Arten sein. In einer ersten Ausführung weist das Kettenrad zwei unregelmäßig verteilte Zahnteilungen Theta-DeltaTheta und Theta+2DeltaTheta auf, wobei es für jede Zahnteilung Theta+2DeltaTheta zwei Zahnteilungen Theta-DeltaTheta gibt. In einer zweiten Ausführung weist das Kettenrad drei Zahnteilungswinkel Theta-DeltaTheta, Theta und Theta+DeltaTheta in gleicher Anzahl auf, die ebenfalls unregelmäßig verteilt sind.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Kettentrieb, bei welchem Lärm reduziert wird, der beim Eingriff einer Rolle einer Standardrollenkette oder einer Hülse einer rollenlosen Standardhülsenkette mit einem Kettenradzahn entsteht, und bei welchem sich die Rolle oder die Hülse leichtgängig vom Kettenrad löst.
Diese Anmeldung nimmt die Priorität der japanischen Patentanmeldung 2006-353489 in Anspruch, die am 27. Dezember 2006 eingereicht worden ist. Die Offenbarung der japanischen Patentanmeldung 2006-353489 wird hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Kettentrieb, bei dem eine Kette mit einem Antriebskettenrad und mit einem oder mehreren Abtriebskettenrädern im Eingriff steht, wird häufig als Steuerantrieb in Automobilmotoren zum Antrieb der die Ventile betätigenden Nockenwelle oder Nockenwellen von der Motorkurbelwelle verwendet.
Die bestehende Nachfrage nach Hochleistungsautomobilmotoren, verbunden mit öffentlichem Bewusstsein für Umweltprobleme, haben zur Entwicklung von Motoren, die hohe Lärmpegel erzeugen, und zu Bestrebungen in Richtung der Reduzierung dieses Lärms geführt. Beispielsweise werden bei einem Hochleistungsmotor, der bei hoher Umdrehungsgeschwindigkeit betrieben wird, die Belastung an dem Steuerantrieb und deren Beitrag zum durch den Motor erzeugten Gesamtlärm beträchtlich. Die Hauptquelle für Steuerantriebslärm ist der Eingriffslärm, der erzeugt wird, wenn die Kette in die Kettenräder eingreift. Es sind Versuche unternommen worden, den Lärm und die Vibration durch Verwendung vibrationsbeständiger Materialien zu reduzieren, um abgestrahlte Geräusche zu absorbieren. Vibrationsbeständiges Gummi ist ebenfalls verwendet worden, um Lärm zu reduzieren. Da jedoch die Belastung an dem Antrieb ansteigt, erhöht sich ebenfalls die Spannung in der Kette, was zu höheren Pegeln der Eingriffsgeräusche führt. Vibrationsbeständige Materialien haben sich nicht als fähig erwiesen, diesen Lärm angemessen zu unterdrücken.
Rollenketten, rollenlose Hülsenketten und Kettenräder, die in Kettentrieben verwendet werden, sind in dem internationalen Standard (ISO 606: 1994(E)) und in den japanischen Industriestandards (JIS B 1801–1997) definiert. Der internationale Standard (ISO 606: 1994(E)) definiert Zahnformen von Ketten und Kettenrädern (die „ISO-Zahnform"), und die japanischen Industriestandards (JIS B 1801–1997) definieren Zahnformen von Ketten und Kettenrädern (S-Zahnformen und U-Zahnformen). Sowohl der internationale Standard (ISO 606: 1994(E)) als auch die japanischen Industriestandards (JIS B 1801–1997) werden hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen. Kopien relevanter Teile beider Standards sind beigefügt. Kettentriebe verwenden generell Standardrollenketten und Standardkettenräder, die in ISO 606:. 1994(E) oder in JIS B 1801–1997 definiert sind.
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff „Standardkette" eine Kette, wie diese in dem internationalen Standard ISO 606: 1994(E) oder in den japanischen Industriestandards JIS B 1801–1997 definiert ist, und die Begriffe „Standardkettenrad" und „Standardzahnform" beziehen sich auf Kettenräder bzw. Kettenradzähne, die der ISO-Zahnform oder der S-Zahnform oder der U-Zahnform gemäß den zuvor erwähnten japanischen Industriestandards entsprechen.
Die 8 und 9 zeigen schematisch einen Kettentrieb, der eine Standardrollenkette 80 und ein Standardkettenrad 90 umfasst, das eine ISO-Zahnform aufweist. 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 8 als „IX" bezeichneten Abschnitts.
Die in den 8 und 9 gezeigten ISO-Zahnformen werden in der ISO 606: 1994(E) durch die folgenden Ausdrücke definiert: d = p/sin(180°/z) df = d – d1 dc = df (für ein Kettenrad, das eine gerade Anzahl von Zähnen aufweist) dc = dcos(90°/z) – d1 (für ein Kettenrad, das eine ungerade Anzahl von Zähnen aufweist) re(max) = 0,12 d1(z + 2) r1(min) = 0,505 d1 re(min) = 0,008 d1(z2 + 180) r1(max) = 0,505 d1 + 0,069(d1)1/3,wobei

p: die Kettenteilung ist,
d: der Durchmesser des Teilungskreises ist,
d1: der äußere Rollendurchmesser ist,
df: der Durchmesser des Zahnlückengrundkreises (Wurzeldurchmesser) ist,
dc: der Kaliberdurchmesser des Kettenrads ist,
re(max): der Maximalwert des Zahnkopfbogens ist,
ri(min): der Minimalwert des Radius des Zahnlückengrundbogens ist,
re(min): der Minimalwert des Zahnkopfbogens ist,
ri(max): der Maximalwert des Radius des Zahnlückengrundbogens ist und
z: die Anzahl der Kettenradzähne ist.

Die Zahnform des japanischen Industriestandards weicht in einigen Aspekten von der ISO-Zahnform ab. Der Wurzeldurchmesser, df = d – d1, ist jedoch in beiden Fällen gleich. In 8 ist der Abstand pa die chordale Teilung des Kettenrads, die im Fall eines Kettenrads, das die Standardzahnform aufweist, der Kettenteilung p entspricht.
Wie aus den obigen Ausdrücken ersichtlich, ist bei dem in 9 gezeigten Standardkettenrad 90 das Profil des Zahnlückengrunds 93 in der Form eines Bogens, der einen Radius ri aufweist, der geringfügig größer ist als der Radius (d1/2) der Rolle 82 ist, und die Zahnfläche 92 ist in der Form eines Bogens, der einen Radius re aufweist. Die Zahnflächen 92 gehen in den Abschnitt 93 des Zahnlückengrunds an beiden Seiten der Zahnlücke über. Der Durchmesser df des Zahnlückengrundkreises (auch als „Wurzeldurchmesser" bezeichnet) entspricht der Differenz zwischen dem Teilungskreisdurchmesser d und dem äußeren Rollendurchmesser d1. Weiterhin ist der Durchmesser df des Zahnlückengrundkreises im Wesentlichen gleich der Differenz zwischen dem Teilungskreisdurchmesser d und dem doppelten Radius ri des Bogens des Zahnlückengrunds.
Die Standardrollenkette besteht aus einer Serie von inneren und äußeren Gliedern, die alternierend angeordnet sind. Jedes innere Glied besteht aus zwei inneren Laschen und zwei Hülsen. Die Enden jeder Hülse sind in Hülsenlöcher in den jeweiligen inneren Laschen gepresst. Eine Rolle, die einen äußeren Durchmesser d1 aufweist, ist drehbar auf den äußeren Durchmesser jeder Hülse montiert. Jedes äußere Glied besteht aus zwei äußeren Kettenlaschen und zwei Verbindungsstiften. Die Enden jedes Verbindungsstiftes sind in Stiftlöcher in den jeweiligen äußeren Laschen gepresst. Die äußeren Laschen jedes Glieds sind in überlappender Beziehung mit den inneren Laschen von zwei inneren Gliedern angeordnet, und jeder Stift eines äußeren Glieds erstreckt sich durch eine Hülse eines inneren Glieds, so dass die inneren und äußeren Glieder flexibel verbunden sind. Die Standardrollenkette weist eine einheitliche Kettenteilung p (8) auf, die dem Abstand zwischen den Mitten aufeinanderfolgender Rollen der Kette entspricht.
8 zeigt lediglich die Rollen 82 der Standardrollenkette 80, die Hülsen, inneren Laschen, inneren Glieder, Verbindungsstifte, äußeren Laschen und äußeren Glieder sind weggelassen. Die Standardrollenkette 80, die in 8 gezeigt ist, weist eine einheitliche Kettenteilung p (d. h. der Abstand zwischen den Mitten der jeweiligen Rollen 82) auf.
Das Standardkettenrad 90, das in den 8 und 9 gezeigt ist, ist ein Antriebskettenrad, das 18 Zähne aufweist. Da ein Zahnformteilungswinkel θ durch die Formel = 360°/z bestimmt wird, beträgt der Zahnformteilungswinkel θ dieses Kettenrads 20°. Die chordale Zahnformteilung pa entspricht dem Zahnformteilungswinkel θ, und das Standardkettenrad 90 weist einen einheitlichen Zahnteilungswinkel θ von 20° und eine einheitliche chordale Zahnformteilung pa auf.
Wie in den 8 und 9 gezeigt, sind bei einem Standardkettenrad bei jedem Paar von Zähnen Zahnflächen, die mit einem Zahnlückengrund durchgängig sind, symmetrisch bezüglich einer Mittellinie X, die sich radial von dem Rotationszentrum O des Kettenrads durch die Mitte des Zahnlückengrunds erstreckt. Die jeweiligen Mittellinien X schneiden einen Teilungskreis pc an Schnittpunkten a, und der Zahnformteilungswinkel θ ist der Winkel, der aus den benachbarten Mittellinien X gebildet wird, die sich durch benachbarte Schnittpunkte a an dem Teilungskreis erstrecken. Der Zahnformteilungswinkel θ wird daher durch die Anzahl z der Zähne des Kettenrads mittels der Formel θ = 360°/z bestimmt. Die Zahnformteilung pa entspricht dem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Schnittpunkten a. Die Zahnformteilung pa ist daher ein chordaler Abstand, der dem Zahnformteilungswinkel θ entspricht. Da das Standardkettenrad gleiche Zahnformteilungswinkel θ aufweist, sind gleiche chordale Zahnformteilungen pa in einer Umfangsrichtung entlang des Teilungswinkels pc angeordnet. Die chordale Zahnformteilung pa entspricht der Kettenteilung p.
Ein geräuscharmer Rollenkettenantrieb ist bereitgestellt worden, der eine Rollenkette und ein Kettenrad aufweist, das eine Anzahl identisch geformter Zähne umfasst. Der äußere Durchmesser jeder Rolle ist größer als die Standardgröße, so dass die Rolle, wenn diese mit einem Kettenradzahn eingreift, an ein Paar benachbarter, gegenüberliegender Zahnflächen anstößt, wobei zwischen der Rolle und dem Zahnlückengrund ein Raum verbleibt. Der Zahnlückengrund weist die Form eines Bogens auf, der einen geringfügig kleineren Durchmesser als der äußere Durchmesser der Rolle aufweist. Wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-18478 beschrieben, wird zwischen einer Linie, die an der Position, wo die Rolle an eine Zahnfläche anstößt, tangential zu der Rolle ist, und einer Linie, welche die Mitte der Rolle und die Mitte des Kettenrads verbindet, ein kleiner Winkel gebildet. Die Rolle, die Zahnfläche oder beide werden elastisch verformt, wenn sich die Rolle auf dem Zahnlückengrund setzt oder in rutschenden Kontakt mit der Zahnfläche gerät, und bewegt sich zum Zahnlückengrund.
Wenn das Standardkettenrad 90 zu Beginn des Eingriffs einer Rolle 82 mit dem Kettenrad im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt sich die Rolle relativ zu dem Kettenrad um die Mitte 01 einer vorhergehenden Rolle 82, die sich bereits auf einem Zahnlückengrund gesetzt hat. Diese Relativbewegung findet auf einem Bogen statt, der gegenüber der Mitte 01 zentriert ist und einen Radius aufweist, welcher der Kettenteilung p entspricht. Die Rolle kollidiert mit der Mitte des Zahnlückengrunds in einem im Wesentlichen rechten Winkel. Im Ergebnis wird die kinetische Energie der Rolle 82 auf den Zahnlückengrund übertragen, ohne zu Beginn des Eingriffs abgepuffert zu werden. Die Kollision führt zu Vibration und Lärm zu Beginn des Eingriffs.
Da die chordale Teilung pa der Zahnform des Standardkettenrads 90 der Teilung p der Standardrollenkette 80 entspricht, stößt jede folgende Rolle 82 an einen Zahngrund an der gleichen Position t zu Beginn des Eingriffs an. Sämtliche Eingriffsstöße fallen deshalb in regelmäßigen Intervallen an. Vibration und Lärm nehmen außerdem zu, wenn die Anzahl der Kettenradzähne erhöht ist.
Bei dem geräuscharmen Kettentrieb, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-18478 beschrieben ist, reduziert die elastische Verformung der Rolle und/oder der Zahnfläche den Eingriffsstoß, so dass Lärm reduziert wird. Andererseits verhindert die Verklemmung der Rolle zwischen gegenüberliegenden Zahnflächen ein leichtgängiges Lösen der Rolle von dem Kettenrad.
Es ist dementsprechend eine Aufgabe dieser Erfindung einen Kettentrieb anzugeben, bei dem Vibration und Lärm, reduziert werden, die beim Eingriff einer Standardkette mit einem Kettenrad erzeugt werden, und bei dem die Standardkette sich leichtgängig von dem Kettenrad löst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der erfindungsgemäße Kettentrieb weist eine Standardrollenkette oder eine rollenlose Standardhülsenkette und ein Kettenrad auf, das in Antriebs- oder Abtriebsbeziehung mit der Kette in Eingriff bringbar ist. Das Kettenrad weist zumindest zwei unterschiedliche Zahnformteilungswinkel auf, die unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises des Kettenrads angeordnet sind, und der Wurzeldurchmesser des Kettenrads ist größer als der Wurzeldurchmesser eines Standardkettenrads, das zur Verwendung mit der Standardkette ausgebildet ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel betragen die Zahnformteilungswinkel θ – Δθ, θ – Δθ und θ + 2Δθ, wobei θ der Zahnformteilungswinkel des Standardkettenrads ist. In diesem Fall gibt es zwei Zahnformteilungswinkel, θ – Δθ und θ + 2Δθ, und doppelt so viele Zahnformteilungswinkel θ – Δθ wie es Zahnformteilungswinkel θ + 2Δθ gibt. Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel liegen die Zahnformteilungswinkel θ – Δθ, θ und θ + Δθ in gleicher Anzahl vor. In jedem der Fälle sind die Zahnformteilungswinkel vorzugsweise unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises des Kettenrads angeordnet.
Wenn das Kettenrad zumindest zwei unterschiedliche Zahnformteilungswinkel aufweist, die unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises des Kettenrads angeordnet sind, und der Wurzeldurchmesser des Kettenrads größer ist als der Wurzeldurchmesser eines Standardkettenrads, das zum Einsatz mit der Standardkette ausgebildet ist, werden die folgenden Effekte erzielt.
Zunächst wird die kinetische Energie beim Eingriff der Rolle oder Hülse mit dem Kettenrad reduziert und wird als eine Folge der Eingriffslärm reduziert.
Da weiterhin die zeitliche Abfolge des Anstoßens der Rollen oder Hülsen an das Kettenrad unregelmäßig ist, wird Lärm reduziert, der eine durch die Anzahl der Kettenradzähne bestimmte Ordnung aufweist. Da der Unterschied zwischen dem Gesamtlärm und jedem Lärm einer Rotationsordnung, d. h. jedem periodischen Lärm, groß ist, wird der durch die Rotationsordnung bedingte Lärm weiterhin weniger wahrnehmbar.
Eine vorausgehende Rolle oder Hülse der Standardkette stößt zunächst an eine Zahnfläche eines Kettenrads an dessen Rückseite bezogen auf die Rotationsrichtung an. Zu Beginn des Eingriffs der folgenden Rolle oder Hülse mit dem Kettenrad stößt die folgende Rolle oder Hülse die Rückseite eines nächsten Zahns im Wesentlichen in Richtung einer tangentialen Linie an. Der Stoß aufgrund der Relativbewegung der vorhergehenden Rolle oder Hülse ist daher gering. Da der Auftreffschlag zu Beginn des Eingriffs gering ist, wird weiterhin der Lärm aufgrund des Stoßes reduziert.
Beim Lösen der Rolle oder Hülse von dem Kettenrad bewegt sich eine vorhergehende Rolle oder Hülse gelenkig relativ zu der vorhergehenden Rolle oder Hülse um die Mitte der folgenden Rolle oder Hülse auf einer bogenförmigen Bahn, die einen der Kettenteilung der Standardkette entsprechenden Radius aufweist. Die Bahn der folgenden Rolle ist daher bogenförmig, wenn das Kettenrad als Referenz dient. Da die vorhergehende Rolle oder Hülse zu Beginn die vordere Fläche eines Zahns in dessen Rotationsrichtung anstößt, kann sich die Rolle oder Hülse leicht von deren Anstoßposition bewegen. Die vorhergehende Rolle oder Hülse kann sich daher leichtgängig von dem Kettenrad lösen, ohne zwischen den gegenüberliegenden Zahnflächen eingeklemmt zu werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Kettenrads, welche die Zahnformen gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
2 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Kettenrads, welche die Zahnformen gemäß dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
3 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Kettenrads, welche die Zahnformen gemäß einem fünften und sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
4 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines Kettenrads, welche die Zahnformen gemäß einem siebten und achten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
5 ist eine Draufsicht, die den Eingriff eines Kettenrads und einer Standardrollenkette bei einem Kettentrieb gemäß sämtlichen acht Ausführungsbeispielen der Erfindung zeigt,
6 ist eine Draufsicht, die den Eingriff einer Standardrollenkette und eines Kettenrads bei einem Kettentrieb gemäß dem ersten, dritten, fünften und siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
7 ist eine Draufsicht, die den Eingriff einer Standardrollenkette und einem Kettenrad bei einem Kettentrieb gemäß dem zweiten, vierten, sechsten und achten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
8 ist eine Draufsicht, die einen herkömmlichen Kettentrieb zeigt, der eine Standardrollenkette und ein Standardkettenrad verwendet,
9 ist eine vergrößerte Ansicht eines mit „IX" bezeichneten Abschnitts des Kettentriebs aus 8 und
10 ist eine Tabelle, welche die Parameter der acht Ausführungsbeispiele der Erfindung und der standardisierten ISO-Kettenradzahnform zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bei einem Kettentrieb, der eine Standardrollenkette oder eine rollenlose Standardhülsenkette umfasst, werden die Vibration und der Lärm reduziert, welche erzeugt werden, wenn die Standardkette in das Kettenrad eingreift, und löst sich die Standardkette leichtgängig von dem Kettenrad, wenn ein Kettenrad des Kettentriebs zumindest zwei unterschiedliche Zahnformteilungswinkel aufweist, die unregelmäßig über den Teilungskreis angeordnet sind, und der Wurzeldurchmesser des Kettenrads größer ist als der Wurzeldurchmesser eines Standardkettenrads.
Bei dem Kettenrad eines bevorzugten erfindungsgemäßen Kettentriebs ist eine Vielzahl von Kettenradzähnen voneinander durch Zahnlücken getrennt. Angrenzende Flächen benachbarter Zähne gehen in einen Zahnlückengrund über. Bei der Zahnform des Kettenrads ist der Wurzeldurchmesser des Zahnlückengrundkreises größer als der Wurzeldurchmesser eines Standardkettenrads, d. h. einem Kettenrad, bei dem die Zähne der ISO-Zahnform entsprechen. Die Zähne des Kettenrads weisen zumindest zwei unterschiedliche Zahnformteilungswinkel auf, und die sich unterscheidenden Zahnformteilungswinkel sind unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises p angeordnet. Mit Bezugnahme auf die 1 bis 7 werden acht Ausführungsbeispiele beschrieben. Die in den 1 bis 7 verwendeten Kettenradparameter sind in 10 gezeigt.
1 zeigt einen Teil einer Zahnform eines Kettenrads 11a und eine Rolle 52 einer Standardrollenkette 50 bei einem Kettentrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei dem Kettenrad 11a bilden angrenzende Zahnflächen 12a und 12b der Zähne 15 eine Vielzahl von Zahnlücken 14, die mit den Zahnlückengründen 13 durchgehend sind. 1 zeigt eine Standard ISO-Zahnform in gestrichelter Linie zum Vergleich.
Bei der Zahnform des Kettenrads 11a sind eine Fläche 12a, die eine vordere Fläche in der Rotationsrichtung des Kettenrads ist, und eine Zahnfläche 12b, die eine hintere Fläche ist, bezüglich einer Mittellinie X des Zahnlückengrunds symmetrisch, wobei die Mittellinie durch Verbinden des Rotationszentrums des Kettenrads mit der Mitte des Zahnlückengrunds gebildet wird. Die Zahnfläche 12a und die Zahnfläche 12b sind jeweils aus Bögen gebildet, von denen jeder eine konvexe Form aufweist. Die Bögen, welche die Zahnflächen 12a und die Zahnflächen 12b bilden, weisen Radien re12a bzw. re12b auf, wobei diese Radien größer sind als der Radius re des Bogens der Zahnfläche bei einem Kettenrad, das eine Standard ISO-Zahnform aufweist. D. h. re12a > re und re12b > re. Die Zahnfläche 12a und die Zahnfläche 12b gehen fließend in den Zahnlückengrund 13 über.
Der Zahnlückengrund 13 ist in der Form eines Bogens, der einen Radius ri13 aufweist, und dessen Zentrum ist radial außerhalb vom Zahnlückengrund auf der Mittellinie X positioniert. Der Radius ri13 ist größer als der Radius ri des Bogens des Zahnlückengrunds bei einer Standard ISO-Zahnform. D. h. ri13 > ri.
Wie zuvor erwähnt, ist der Wurzeldurchmesser df13 (d. h. der Durchmesser des Zahnlückengrunds) größer als der Wurzeldurchmesser df der Standard ISO-Zahnform. D. h. df13 > df. Wenn die Anzahl der Kettenradzähne ungerade ist, weicht der Kaliberdurchmesser dc13 von dem Wurzeldurchmesser df13 ab. In diesem Fall ist jedoch der Kaliberdurchmesser größer als der Kaliberdurchmesser dc bei der Standard ISO-Zahnform. D. h. dc13 > dc.
Da der Wurzeldurchmesser df13 größer ist als der Wurzeldurchmesser df der Standard ISO-Zahnform ist die chordale Teilung pa11 des Kettenrads 11a (d. h. der Abstand zwischen den Schnittpunkten a des Teilungskreises pc11 und den Mittellinien X der Zahnlückengründe) größer als die chordale Teilung pa des Standardkettenrads, wie in den 8 und 9 gezeigt. D. h. pa11 > pa.
Die chordale Teilung pa eines Standardkettenrads, das eine Standard ISO-Zahnform aufweist, entspricht der Kettenteilung p einer Standardrollenkette, die zum Eingriff mit dem Kettenrad angepasst ist, wobei die Kettenteilung p der Abstand zwischen den Mitten der Rollen ist. Andererseits ist die chordale Teilung pa11 des erfindungsgemäßen Kettenrads größer als die Kettenteilung p der Standardrollenkette 50. D. h. pa11 > p.
Das Kettenrad 11a weist zwei Arten unterschiedlicher Zahnformteilungswinkel θ – Δθ und θ + 2Δθ auf. Der Zahnformteilungswinkel θ – Δθ ist um einen Winkel Δθ kleiner als ein Standardteilungswinkel θ, und ein Zahnformteilungswinkel θ + 2Δθ ist um den zweifachen Winkel Δθ größer als der Standardteilungswinkel θ. Um den Eingriff der Kettenrollen mit den Kettenradzähnen zu ermöglichen, darf Δθ nicht größer als 1/4 des Standardteilungswinkels θ (d. h. Δθ ≤ θ/4) sein. Insbesondere wenn das Kettenrad 11a 18 Zähne aufweist, d. h. z = 18, ist der Standardteilungswinkel θ gleich 20° gemäß dem Ausdruck θ = 360°/z und ist Δθ ≤ 5° gemäß der Formel Δθ ≤ θ/4. Vorzugsweise sollte die kumulative Teilung drei aufeinanderfolgender Teilungswinkel 3θ entsprechen, insbesondere wenn Δθ groß ist, um einen leichtgängigen Eingriff zu erzielen.
Bei dem Kettenrad 11a, das in 6 gezeigt ist, sind diese beiden Arten von Zahnformteilungswinkeln θ – Δθ und θ + 2Δθ unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises mit zwei Zahnformteilungswinkel θ – Δθ für jeden Zahnformteilungswinkel θ + 2Δθ angeordnet. Die Summe der beiden Arten von Zahnformteilungswinkeln θ – Δθ und θ + 2Δθ beträgt 360°.
6 zeigt den Eingriff zwischen einer Standardrollenkette 50 und einem Kettenrad gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Zahnformteilungen pa1 und pa2 entsprechen der chordalen Teilung pa11 in 1.
Wenn das Kettenrad rotiert, bewegt sich eine Rolle, die einer Rolle folgt, die sich bereits in einer Zahnlücke gesetzt hat, auf einem Bogen relativ zu der vorhergehenden Rolle, wobei der Bogen gegenüber der Mitte 01 der gesetzten Rolle zentriert ist und einen Radius entsprechend der Kettenteilung p aufweist. Die Rolle, die der bereits gesetzten Rolle folgt, stößt an eine Zahnfläche in einer im Wesentlichen tangentialen Richtung zu der Zahnfläche an. Die kinetische Energie der folgenden Rolle wird daher gedampft, so dass es einen sehr geringen Anschlagstoß gibt und der Eingriffslärm reduziert ist.
Die Standardrollenkette 50 weist eine einheitliche Kettenteilung p auf. Das Kettenrad weist zwei unterschiedliche Zahnformteilungen pa1 und pa2 auf, welche chordale Abstände entsprechend den beiden unterschiedlichen Zahnformteilungswinkeln sind. Da diese Zahnformteilungen pa1 und pa2 mit zwei Zahnformteilungen pa1 und für jede Zahnformteilung pa2 unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises pc angeordnet sind, ändert sich die Anstoßposition t jeder Rolle 52 auf einen Kettenradzahn. Die Zeitabfolge der Kollisionen der Rollen mit den Kettenradzähnen ist daher nicht einheitlich, und die Stärke der Vibration und des Lärms werden reduziert, verglichen mit der Vibration und dem Lärm, welche bei einem herkömmlichen Kettentrieb erzeugt werden, bei dem die Vibration einheitlich und von einer durch die Anzahl der Zähne bestimmten Ordnung ist.
Bei dem in 7 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel entspricht die Zahnform der des in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels. Jedoch unterscheiden sich bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Zahnformteilungswinkel des Kettenrads von denen des ersten Ausführungsbeispiels, indem das Kettenrad des zweiten Ausführungsbeispiels drei unterschiedliche Zahnformteilungswinkel: θ (der Standardteilungswinkel), θ + Δθ und θ – Δθ aufweist. Der Zahnformteilungswinkel θ + Δθ ist um einen Winkel Δθ größer als der Standardteilungswinkel Δ, und der Teilungswinkel θ – Δθ ist um einen Winkel Δθ kleiner als der Standardteilungswinkel Δ. Wie zuvor erwähnt, muss Δθ 1/4 oder weniger des Standardteilungswinkels Δ betragen (d. h. Δθ ≤ θ/4). Mit dieser Einschränkung liegen die Teilungswinkel innerhalb eines Bereichs, welcher einen geeigneten Eingriff der Rollen mit dem Kettenrad ermöglicht. Wenn das Kettenrad 18 Zähne aufweist, ist ein Standardteilungswinkel Δ gleich 20° gemäß dem Ausdruck θ = 360°/z und ist Δθ ≤ 5° entsprechend der Formel Δθ ≤ θ/4. Die Summe der drei Arten von Zahnteilungswinkeln θ, θ + Δθ und θ – Δθ beträgt 360°. Wie im Fall des in 6 gezeigten Ausführungsbeispiels beträgt hier die kumulative Teilung der drei aufeinanderfolgenden Teilungswinkel vorzugsweise 3θ, insbesondere wenn Δθ groß ist.
Bei dem in 7 gezeigten Kettenrad sind diese drei Zahnformteilungswinkel θ (der Standardteilungswinkel), θ + Δθ und θ – Δθ in der Anzahl gleich und sind unregelmä ßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises pc angeordnet. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist hier die Zahnformteilung pa ein chordaler Abstand entsprechend dem Standardzahnteilungswinkel θ. Die Zahnformteilung pa3 ist ein chordaler Abstand entsprechend einem Zahnformteilungswinkel θ + Δθ, und die Zahnformteilung pa1 ist ein chordaler Abstand entsprechend einem Zahnformteilungswinkel θ – Δθ. Das Kettenrad 11b weist daher drei unterschiedliche Zahnformteilungen pa, pa3 und pa1 auf, die unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises pc angeordnet sind.
Die Standardrollenkette 50 weist eine einheitliche Kettenteilung p auf. Das Kettenrad gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist jedoch drei unterschiedliche Zahnformteilungswinkel θ, θ – Δθ und θ + Δθ auf. Diese Zahnformteilungswinkel θ, θ – Δθ und θ + Δθ sind in gleicher Anzahl unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises pc angeordnet. Wenn sich das Kettenrad dreht, setzt sich eine Rolle an einer Anstoßposition t in die Zahnlücke. Eine Rolle, die einer Rolle folgt, die sich bereits in einer Zahnlücke gesetzt hat, bewegt sich auf einem Bogen relativ zu der vorhergehenden Rolle, wobei der Bogen gegenüber der Mitte 01 der gesetzten Rolle zentriert ist und einen Radius entsprechend der Kettenteilung p aufweist. Die Rolle, die der bereits gesetzten Rolle folgt, stößt an eine Zahnfläche in einer im Wesentlichen tangentialen Richtung zu der Zahnfläche an. Die kinetische Energie der folgenden Rolle ist daher gedämpft, so dass es einen sehr geringen Anschlagstoß gibt. Der Eingriffslärm ist daher reduziert.
Die Standardrollenkette 50 weist eine einheitliche Kettenteilung p auf, und das Kettenrad weist drei Arten von Zahnformteilungen pa, pa1 und pa3 auf, welche chordale Abstände entsprechend der zwei unterschiedlichen Zahnformteilungswinkel sind. Da diese Zahnformteilungen pa, pa1 und pa3 unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises pc angeordnet sind, verändert sich die Anstoßposition t jeder Rolle 52 an einen Kettenradzahn. Die zeitliche Abfolge der Kollisionen der Rollen mit den Kettenradzähnen ist daher wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel nicht einheitlich, und die Stärke der Vibration und des Lärms werden reduziert, verglichen mit der Vibration und dem Lärm, der bei einem herkömmlichen Kettentrieb erzeugt wird, bei dem die Vibration einheitlich und von einer durch die Anzahl der Zähne bestimmten Ordnung ist.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Kettenrad eine wie in 2 gezeigte Zahnform auf. Das Kettenrad 21a weist eine Vielzahl von Zähnen 25 auf, die durch Zahnlücken 24 getrennt sind, in denen angrenzende Zahnflächen 22a und 22b in einen Zahnlückengrund 23 übergehen. 2 zeigt ebenfalls eine Standard ISO-Zahnform mit gestrichelter Linie zum Vergleich.
Bei der Zahnform des in 2 gezeigten Kettenrads sind eine Zahnfläche 22a des Kettenrads 21a an einer vorderen Seite in der Rotationsrichtung und eine Zahnfläche 22b des Kettenrads 21a an einer hinteren Fläche in der Rotationsrichtung bezüglich einer Mittellinie X des Zahnlückengrunds symmetrisch, die sich radial von dem Rotationszentrum (nicht gezeigt) des Kettenrads zur Mitte des Zahnlückengrunds erstreckt. Die Zahnfläche 22a und die Zahnfläche 22b weisen jeweils die Form konvexer Bögen auf, die identische Radien re22a und re22b aufweisen, die beide dem Radius re des Bogens der Zahnfläche der Standard ISO-Zahnform entsprechen. D. h. re22b = re. Die Zahnflächen 22a und 22b gehen fließend in den Zahnlückengrund 23 über.
Der Zahnlückengrund 23 weist die Form eines Bogens auf, dessen Zentrum auf der Mittellinie X des Zahnlückengrundabschnitts liegt. Der Bogen, der den Zahnlückengrundabschnitt 23 bildet, weist einen Radius ri23 auf, der größer ist als der Bogen ri des bogenförmigen Zahnlückengrunds bei einer Standard ISO-Zahnform. D. h. ri23 > ri.
Das Zentrum des Bogens des Zahnlückengrunds ist weiter außerhalb vom Zentrum des Bogens des Zahnlückengrunds bei einer Standard ISO-Zahnform positioniert. Daher ist der Wurzeldurchmesser df23 größer als der Wurzeldurchmesser df der Standard ISO-Zahnform. D. h. df23 > df. Wenn die Anzahl der Zähne 21a ungerade ist, ist weiterhin der Kaliberdurchmesser dc23 größer als der Kaliberdurchmesser dc der Standard ISO-Zahnform. D. h. dc23 > dc.
Da der Wurzeldurchmesser df23 größer ist als der Wurzeldurchmesser df der Standard ISO-Zahnform, ist die chordale Teilung pa11 des Kettenrads 21a (d. h. der Abstand zwischen den Schnittpunkten a des Teilungskreises pc21 und den Mittellinien X der Zahnlückengründe) größer als die chordale Teilung pa eines Standardkettenrads. D. h. pa21 > pa.
Da ein Standardkettenrad an die Standardrollenkette 50 angepasst ist, ist die chordale Teilung pa eines Standardkettenrads, das eine Standard ISO-Zahnform aufweist, gleich der Kettenteilung p einer Standardrollenkette 50 (d. h. entspricht einem Abstand zwischen den Mitten 01 der Rollen 52). Andererseits ist die chordale Teilung pa11 des Kettenrads 21a größer als die Kettenteilung p der Standardrollenkette 50. D. h. pa21 > p.
Die Zahnformteilungswinkel des Kettenrads 21a, das bei dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird, entsprechen den Zahnformteilungswinkeln des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei einem Kettentrieb gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht die Zahnform des Kettenrads 21b der Zahnform des dritten Ausführungsbeispiels und entsprechen die Zahnformteilungswinkel des Kettenrads 21b den Zahnformteilungswinkeln des zweiten Ausführungsbeispiels.
Bei einem Kettentrieb gemäß einem wie in 3 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung steht ein Kettenrad 31a in Eingriff mit einer Standardrollenkette 50.
Bei dem Kettenrad 31a sind eine Zahnfläche 32a und eine Zahnfläche 32b, welche sich gegenüberliegen, durch eine Zahnlücke 34 getrennt und gehen in den Zahnlückengrund 33 über. 3 zeigt eine Standard ISO-Zahnform in gestrichelter Linie zum Vergleich.
Wie in 3 gezeigt, sind die Zahnfläche 32a an der Seite jedes Zahns, die eine vordere Seite bezüglich der Rotationsrichtung des Kettenrads ist, und eine Zahnfläche 32b an der Rückseite jedes Zahns bezüglich der Mittellinie X eines Zahnlückengrunds asymmetrisch. Die Zahnfläche 32a weist die Form eines konvexen Bogens auf. Der Bogen, der die Zahnfläche 32a bildet, weist einen Radius re32a auf, der dem Radius re der bogenförmigen Zahnfläche der Standard ISO-Zahnform eines Kettenrads entspricht, das zum Betrieb mit der Standardrollenkette 50 ausgelegt ist. D. h. re32a = re. Andererseits weist die konvexe bogenförmige Zahnfläche 32b einen Radius re32b auf, der größer ist als der Radius re einer bogenförmigen Zahnfläche der Standard ISO-Zahnform. D. h. re32a > re. Die Zahnfläche 32a und die Zahnfläche 32b gehen am Zahnlückengrund 33 fließend ineinander über.
Der Zahnlückengrund 33 weist die Form eines Bogens auf, dessen Zentrum auf der Mittellinie X des Zahnlückengrunds liegt. Der Bogen des Zahnlückengrunds 33 weist einen Radius ri33 auf, der größer ist als der Radius ri des Zahnlückengrunds bei einer Standard ISO-Zahnform. D. h. ri33 > ri.
Das Zentrum des Bogens, der den Radius ri33 aufweist, liegt bezüglich des Rotationszentrums des Kettenrads radial außerhalb von der Position des Zentrums des Zahnlückengrundbogens der Standard ISO-Zahnform. Der Wurzeldurchmesser df33 ist daher größer als der Wurzeldurchmesser df der Standard ISO-Zahnform. D. h. df33 > df. Wenn die Anzahl der Zähne 21a ungerade ist, ist der Kaliberdurchmesser dc23 weiterhin größer als der Kaliberdurchmesser dc der Standard ISO-Zahnform. D. h. dc33 > dc.
Da der Wurzeldurchmesser df33 größer ist als der Wurzeldurchmesser df der Standard ISO-Zahnform, ist die chordale Teilung pa11 des Kettenrads 21a (d. h. der Abstand zwischen den Schnittpunkten a des Teilungskreises pc31 und den Mittellinien X der Zahnlückengründe) größer als die chordale Teilung pa eines Standardkettenrads. D. h. pa31 > pa.
Da ein Standardkettenrad an die Standardrollenkette 50 angepasst ist, ist die chordale Teilung pa eines Standardkettenrads, das eine Standard ISO-Zahnform aufweist, gleich der Kettenteilung p einer Standardrollenkette 50 (d. h. einem Abstand zwischen den Mitten 01 der Rollen 52). Andererseits ist die chordale Teilung pa31 des Kettenrads 31a größer als die Kettenteilung p der Standardrollenkette 50. D. h. pa31 > p.
Die Zahnformteilungswinkel des Kettenrads 31 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel entsprechen den Zahnformteilungswinkeln des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht die in 3 gezeigte Zahnform des Kettenrads der des fünften Ausführungsbeispiels. Die Zahnformteilungswinkel des Kettenrads 31b entsprechen den Zahnformteilungswinkeln des zweiten Ausführungsbeispiels.
Bei einem siebten Ausführungsbeispiel weisen die Zähne 45 eines Kettenrads 41a eine in 4 gezeigte Form auf. Eine Zahnfläche 42a, die eine vordere Zahnfläche bezüglich der Rotationsrichtung des Kettenrads ist, und eine hintere Zahnfläche 42b liegen sich an einer Zahnlücke 44 einander gegenüber und sind durchgehend zu einem Zahnlückengrund 43. Die Standard ISO-Zahnform ist durch eine gestrichelte Linie zum Vergleich gezeigt.
Die vordere Zahnfläche 42a und die hintere Zahnfläche 42b sind bezüglich der Mittellinie X eines Zahnlückengrunds asymmetrisch. Die Zahnfläche 42a weist die Form eines konvexen Bogens auf. Der Bogen, der die Zahnfläche 42a bildet, weist einen von einer Zahnfläche stammenden Radius re42a auf, der größer ist als der Radius re der bogenförmigen Zahnfläche der Standard ISO-Zahnform. D. h. re42a > re. Andererseits weist die bogenförmige, konvexe hintere Zahnfläche 42b einen Radius re42b auf, der dem Radius re der bogenförmigen Zahnfläche der Standard ISO-Zahnform entspricht. D. h. re42a = re. Die Zahnfläche 42a und die Zahnfläche 42b gehen fließend in den Zahnlückengrund 43 über.
Der Zahnlückengrund 43 liegt in der Form eines Bogens vor, dessen Zentrum auf der Mittellinie X des Zahnlückengrunds liegt. Der Bogen des Zahnlückengrunds 43 weist einen Radius ri43 auf, der größer ist als der Radius ri des Zahnlückengrunds bei einer Standard ISO-Zahnform. D. h. ri43 > ri.
Das Zentrum des Bogens, der den Radius ri43 aufweist, ist bezüglich des Rotationszentrums des Kettenrads radial außerhalb von der Stelle des Zentrums des Zahnlückengrundbogens der Standard ISO-Zahnform positioniert. Deshalb ist der Wurzeldurchmesser df43 größer als der Wurzeldurchmesser df der Standard ISO-Zahnform. D. h. df43 > df. Wenn die Anzahl der Zähne 41a ungerade ist, ist weiterhin der Kaliberdurchmesser dc43 größer als der Kaliberdurchmesser dc der Standard ISO-Zahnform. D. h. dc43 > dc.
Da der Wurzeldurchmesser df43 größer ist als der Wurzeldurchmesser df der Standard ISO-Zahnform, ist die chordale Teilung pa41 des Kettenrads 41a (d. h. der Ab stand zwischen den Schnittpunkten a des Teilungskreises pc41 und den Mittellinien X der Zahnlückengründe) größer als die chordale Teilung pa eines Standardkettenrads. D. h. pa41 > pa.
Da ein Standardkettenrad an die Standardrollenkette 50 angepasst ist, ist die chordale Teilung pa eines Standardkettenrads, das eine Standard ISO-Zahnform aufweist, gleich der Kettenteilung p einer Standardrollenkette 50 (d. h. dem Abstand zwischen den Mitten 01 der Rollen 52). Andererseits ist die chordale Teilung pa41 des Kettenrads 41a größer als die Kettenteilung p der Standardrollenkette 50. D. h. pa41 > p.
Weiterhin sind die Zahnformteilungswinkel des Kettenrads 41a gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel gleich den Zahnformteilungswinkeln des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist unter erneuter Bezugnahme auf 4 die Zahnform der Zähne des Kettenrads 41b gleich der Zahnform des siebten Ausführungsbeispiels. Die Teilungswinkel des Kettenrads 41b entsprechen jedoch den Zahnformteilungswinkeln des zweiten Ausführungsbeispiels.
Die Kettenradzähne 11a, 11b, 21a, 21b, 31a, 31b, 41a und 41b greifen in eine Standardrollenkette 50 auf die gleiche Weise ein, wie in 5 gezeigt, welche den Eingriff einer Standardrollenkette mit einem erfindungsgemäßen Kettenrad bei einem Steuerantrieb eines Verbrennungsmotors zeigt. Das Kettenrad in 5 wird aus Zweckmäßigkeit bei der Motorgestaltung als Umlenkrad zum Wechseln der Laufrichtung einer Steuerkette verwendet.
Wenn durch Rotation einer Kurbelwelle Spannung auf die Standardrollenkette 50 aufgebracht wird, greift eine Rolle 52 der Standardrollenkette 50 daraufhin in eine Zahnnut des Kettenrads ein, so dass jedes Kettenrad gegen den Uhrzeigersinn rotiert. Wenn sich das Kettenrad gegen den Uhrzeigersinn dreht, dreht sich eine Rolle 52b, die einer Rolle 52a folgt, die sich bereits an dem Kettenrad gesetzt hat, relativ zu der Mitte 01 der Rolle 52a auf einem Bogen, der einen der Kettenteilung p entsprechenden Radius aufweist. Da die chordale Teilung pa11 des Kettenrads 11 größer ist als die Kettenteilung p der Standardrollenkette 50, stößt die folgende Rolle 52b an eine hintere Zahnfläche 12b in einer im Wesentlichen tangentialen Richtung relativ zu der Zahnfläche 12b an. Im Ergebnis ist der Stoß aufgrund der relativen Drehbewegung klein und wird der Lärm aufgrund des Stoßes reduziert. Wenn das Kettenrad rotiert, bewegt sich die Anstoßposition zwischen der Rolle und der hinteren Zahnfläche zu dem Zahnlückengrund 13. Im Fall einer Rollenkette ist die Bewegung der Rolle zu dem Zahnlückengrund 13 im Wesentlichen geräuscharm, da die Bewegung der Rolle in einem Rollvorgang stattfindet.
Obwohl nicht dargestellt, dreht sich eine vorhergehende 52a beim Lösen von Kettenrad relativ zu einer folgenden Rolle 52b um die Mitte 01 der Rolle 52b auf einem Bogen, der die Kettenteilung p als dessen Radius aufweist. Da die vorhergehende Rolle 52a lediglich an einer Anstoßposition einer vorderen Zahnfläche anstößt, d. h. der Fläche 12a, kann sich die Rolle auf einfache Weise von dem Kettenrad durch eine Drehbewegung trennen. Der Eingriff der Standardrollenkette 50 mit den Kettenrädern 21, 31 und 41 und das Lösen der Kette von diesen Kettenrädern sind ähnlich dem Eingriff und dem Lösen in dem Fall des Kettenrads 11 in den Ausführungsbeispielen 1 und 2.
Die Verwendung der Kettenräder 11, 21, 31 und 41 der acht Ausführungsbeispiele mit einer Standardrollenkette führt zu einer Reduzierung des Gesamtlärms und der Gesamtvibration. Da bei den Zahnformen der jeweiligen Kettenräder 11, 21, 31 und 41 die Wurzeldurchmesser df13, df23, df33 und df43 größer sind als die Wurzeldurchmesser df des Standardkettenrads, das eine Standard ISO-Zahnform aufweist, sind die chordalen Teilungen pa11, pa21, pa31 und pa41 der jeweiligen Kettenräder 11, 21, 31 und 41 größer als die Kettenteilung p der Standardrollenkette 50. Eine Rolle stößt daher zu Beginn des Eingriffs zunächst an die hinteren Zahnflächen 12b, 22b, 32b und 42b an. Die Rollen stoßen an die Zahnflächen 12b, 22b, 32b und 42b in einer tangentialen Richtung an, und im Ergebnis ergibt sich wenn überhaupt ein geringer Stoß aufgrund der Relativbewegung, und der Lärm aufgrund des Stoßes ist beträchtlich reduziert.
Beim Lösen dreht sich eine vorhergehende Rolle 52a relativ zu einer folgenden Rolle um den Mittelpunkt der folgenden Rolle auf einem Bogen, der einen Radius entsprechend der Kettenteilung p der Standrollenkette aufweist. Da eine Rolle an eine vordere Zahnfläche, d. h. 12a, 22a, 32a und 42a anstößt, trennt sich diese auf einfache Weise von dem Kettenrad durch eine Drehbewegung um die folgende Rolle. Das Lösen der Rolle 52a findet daher leichtgängig, ohne Blockieren wie bei dem herkömmlichen geräuscharmen Kettentrieb statt, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei. 7-18478 gezeigt.
Bei einem Kettentrieb gemäß jedem der acht Ausführungsbeispiele der Erfindung werden Lärm und Vibration ebenfalls durch die unregelmäßigen Eingriffszeiten reduziert. Wie sich aus den 6 und 7 ergibt, weist die Standardrollenkette 50 eine gleiche Kettenteilung p auf, und die Kettenräder 11, 21, 31 und 41 können zwei unterschiedliche Sätze von Zahnformteilungswinkeln aufweisen. Da die Zahnformteilungswinkel unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises pc angeordnet sind, wird nicht nur die kinetische Energie der Rolle 52 gedämpft, welche auf die Zahnflächen der Kettenräder übertragen wird, sondern wird das Intervall zwischen den Stößen verändert. Vibrationen und Lärm, welche eine der Anzahl der Kettenradzähne entsprechende Ordnung aufweisen, werden daher reduziert. Weiterhin ist der Unterschied zwischen der Stärke des Gesamtlärms und der Stärke des Rotationsordnungslärms groß, und der Lärm wird auf effektive Weise reduziert.
Obgleich bei jedem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Standardrollenkette 50 verwendet wird, kann der erfindungsgemäße Kettentrieb eine Standardhülsenkette aufweisen, bei der Hülsen anstatt von Rollen in die Kettenradzähne eingreifen. Weiterhin können andere Zahnformen verwendet werden und lassen sich die gleichen Effekte erzielen, obwohl die beschriebenen Ausführungsbeispiele Zahnformen annehmen, die sich von denen eines Standardkettenrads unterscheiden, vorausgesetzt dass der Wurzeldurchmesser größer ist als der Wurzeldurchmesser eines Standardkettenrads. Die gleichen Effekte lassen sich erzielen, selbst wenn die Zahnform ausschließlich des Zahnlückengrunds der des Standardkettenrads entspricht. Der maximale äußere Durchmesser der Zahnformen bei allen acht Ausführungsbeispielen erhält die Kompatibilität des Kettenrads zu einem Kettentrieb aufrecht, der ein herkömmliches Standardkettenrad verwendet.
Die Erfindung reduziert Lärm und Vibration, welche sich der Eingriffsordnung zurechnen lassen, und reduziert gleichzeitig den Gesamtlärm und die Gesamtvibrationen. Im Ergebnis weist die Erfindung einen synergetischen Effekt auf, indem der effektive Lärm reduziert wird, der durch den Kettentrieb aufgrund eines großen Unterschieds zwischen dem Gesamtlärm und jedem durch eine Rotationsordnung bedingten Lärm entsteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2006-353489 [0002, 0002]
- JP 7-18478 [0015, 0018, 0084]

Claims

Kettentrieb mit einer Standardrollenkette (50) oder einer rollenlosen Standardhülsenkette und einem Kettenrad (11, 21, 31, 41), das in Antriebs oder Abtriebsbeziehung mit der Kette (50) in Eingriff bringbar ist, wobei das Kettenrad (11, 21, 31, 41) zumindest zwei unterschiedliche Zahnformteilungswinkel aufweist, wobei die Zahnformteilungswinkel unregelmäßig entlang einer Umfangsrichtung des Teilungskreises (pc11, pc21, pc31, pc41) des Kettenrads (11, 21, 31, 41) angeordnet sind, und wobei der Wurzeldurchmesser (df13, df23, df33, df43) des Kettenrads (11, 21, 31, 41) größer ist als der Wurzeldurchmesser (df) eines Standardkettenrads (90), das zur Verwendung mit der Standardkette ausgebildet ist.
Kettentrieb nach Anspruch 1, wobei die Zahnformteilungswinkel θ – Δθ, θ – Δθ und θ + 2Δθ betragen, wobei θ der Zahnformteilungswinkel des Standardkettenrads (90) ist, und wobei die Zahnformteilungswinkel unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises (pc11, pc21, pc31, pc41) des Kettenrads (11, 21, 31, 41) angeordnet sind.
Kettentrieb nach Anspruch 1, wobei die Zahnformteilungswinkel θ – Δθ, θ und θ + Δθ betragen, wobei θ der Zahnformteilungswinkel des Standardkettenrads (90) ist, und wobei die Zahnformteilungswinkel unregelmäßig entlang der Umfangsrichtung des Teilungskreises (pc11, pc21, pc31, pc41) des Kettenrads (11, 21, 31, 41) angeordnet sind.