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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft eine geräuscharme Kette zur Verwendung
in einer Kraftübertragungsvorrichtung, bspw. in einem Kraftfahrzeug
oder dgl., und betrifft genauer gesagt eine geräuscharme
Kette mit Wiegeverbindungszapfen, bei der periodische Eingriffsgeräusche
reduziert sind.
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung 2007-300036 ,
die am 20. November 2007 eingereicht worden ist. Die Offenbarung
dieser
japanischen Patentanmeldung 2007-300036 wird
hierdurch unter Bezugnahme in die vorliegende Patentanmeldung eingeschlossen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei
einer geräuscharmen Kette oder Zahnkette mit Wiegeverbindungszapfen
sind die Verbindungszapfen, die zum Verbinden der überlappenden angrenzenden
Reihen von Kettenlaschen verwendet werden, aus Paaren von Stiften
zusammengesetzt, wobei ein Stift ein sog. Verbindungsstift („joint
pin") ist, der in Führungslaschen auf beiden Seiten der Kette
eingepresst ist, und der andere ein sog. Wiegestift („rocker
pin") ist, der eine konvexe Oberfläche aufweist, die mit
einer gegenüberstehenden konvexen Oberfläche eines
Verbindungsstifts in wälzendem Eingriff ist.
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Eine
bekannte geräuscharme Kette mit Wiegeverbindungszapfen
ist in der
japanischen Offenlegungsschrift
2000-130518 beschrieben. Bei dieser Kette sind Kettenlaschen,
die jeweils ein Paar von Zähnen und ein Paar von Stiftdurchgängen
aufweisen, mittels Verbindungszapfen miteinander verbunden, die
in Stiftdurchgänge eingesetzt sind. Führungslaschen
sind an Außenseiten der äußersten Kettenlaschen
angeordnet. Kettenglieder mit unterschiedlich vorstehenden inneren
Flanken sind bei der Kette nach dem Zufallsprinzip verteilt.
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Eine
andere bekannte geräuscharme Kette mit Wiegeverbindungszapfen
ist in dem
U.S.-Patent 6,432,011 beschrieben.
Diese Kette ist aus Kettengliedmodulen zusammengesetzt, die aus
Kettenlaschen gebildet sind, die jeweils ein Paar von vor deren und
hinteren Eingriffsabschnitten und ein Paar von vorderen und hinteren
Stiftdurchgängen aufweisen. Die Wiegeverbindungszapfen
dieser Kette umfassen einen ersten Wiegeverbindungszapfen, der aus
einem ersten längeren Stift und eifern ersten kürzeren
Stift zusammengesetzt ist, die jeweils eine unterschiedliche erste
Dicke in der Richtung der Teilung der Kette aufweisen, und einen
zweiten Wiegeverbindungszapfen, der aus einem zweiten längeren
Stift und einem zweiten kürzeren Stift zusammengesetzt ist,
die jeweils eine unterschiedliche zweite Dicke in der Teilungsrichtung
aufweisen. Die zweite Dicke des zweiten längeren oder kürzeren
Stifts ist verschieden von der ersten Dicke eines entsprechenden
ersten längeren oder kürzeren Stifts. Der erste
Wiegeverbindungszapfen und der zweite Wiegeverbindungszapfen sind
in einem unregelmäßigen Muster entlang der Länge
der geräuscharmen Kette angeordnet.
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Der
Zusammenbau der geräuscharmen Kette gemäß der
japanischen Offenlegungsschrift 2000-130518 ist
schwierig, da obgleich es wünschenswert ist, eine große
Anzahl von verschiedenen Eingriffsmustern zu erreichen, das Erfüllen
dieser Aufgabe den Einbau einer großen Anzahl von verschiedenen
Kettenlaschen in die Kette erfordert, wodurch die Anzahl von verschiedenen
Teilen vergrößert wird, die für den Zusammenbau
der Kette erforderlich sind.
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Bei
der geräuscharmen Kette mit Wiegeverbindungszapfen gemäß dem
U.S.-Patent 6,432,011 ist
die Kettenteilung auf drei unterschiedliche Kettenteilungen begrenzt,
so dass ein periodisches Eingriffsgeräusch nicht in geeigneter
Weise unterdrückt werden kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Probleme
des voranstehend genannten Stands der Technik zu lösen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
voranstehende Aufgabe wird durch eine geräuscharme Kette
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dabei handelt
es sich um eine geräuscharme Kette mit einer langen Aufeinanderfolge
von in der Breite angeordneten Reihen von Kettenlaschen, wobei jede
Kettenlasche ein Paar von Kettenrad-Eingriffsabschnitten und ein
Paar von Stiftdurchgängen zur Aufnahme von Verbindungszapfen aufweist
und wobei die angrenzenden Reihen mittels Verbindungszapfen überlappend
und schwenkbar zueinander verbunden sind, wodurch die Kette die Form
einer endlosen Schleife aufweist, wobei jeder Verbindungszapfen
aus einem Verbindungsstift und einem Wiegestift zusammengesetzt
ist, die sich beide in der Breitenrichtung der Kette erstrecken
und sich in einem Wälzkontakt zueinander befinden, wobei
der Verbindungsstift oder der Wiegestift – in Längsrichtung
der Kette – vor dem Anderen angeordnet ist, die Kettenlaschen
einen ersten Satz von Kettenlaschen, die eine erste Eingriffsteilung
aufweisen, und einen zweiten Satz von Kettenlaschen aufweisen, die
eine zweite Eingriffsteilung aufweisen, die sich von der ersten
Eingriffsteilung unterscheidet, die Kettenlaschen des ersten und
des zweiten Satzes entlang der Länge der Kette angeordnet
sind, die Verbindungszapfen der Kette – in der Längsrichtung der
Kette gemessen – vielfach unterschiedliche Dicken aufweisen
und die Verbindungszapfen jeder unterschiedlichen Dicke entlang
der Länge der Kette angeordnet sind.
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Vorzugsweise
weisen in jeder in der Breitenrichtung der Kette angeordneten Reihe
von Kettenlaschen sämtliche Kettenlaschen dieselbe Eingriffsteilung
auf. Zusätzliche bestehen in der Kette sämtliche Kettenlaschen,
die ein Paar von Kettenrad-Eingriffsabschnitten und ein Paar von
Stiftdurchgängen zur Aufnahme von Verbindungszapfen aufweisen, vorzugsweise
aus Kettenlaschen des ersten Satzes oder aus Kettenlaschen des zweiten
Satzes. D. h., die Kettenlaschen der Kette, die Kettenrad-Eingriffsabschnitte
und ein Paar von Stiftdurchgängen aufweisen, bestehen aus
Kettenlaschen des ersten Satzes und Kettenlaschen des zweiten Satzes.
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Die
Verbindungszapfen der Kette bestehen vorzugsweise aus einer ersten
Gruppe von Verbindungsstiften mit einer ersten Dicke, aus einer
zweiten Gruppe von Verbindungsstiften mit einer zweiten Dicke und
einer dritten Gruppe von Verbindungsstiften mit einer dritten Dicke.
Die Verbindungszapfen, die zumindest drei verschiedene Dicken aufweisen,
können durch Kombinationen von Wiegestiften mit zwei verschiedenen
Dicken und Verbindungsstiften mit zwei verschiedenen Dicken gebildet
werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die
geräuscharme Kette daher derart ausgebildet, dass die Verbindungszapfen
der Kette einen ersten Verbindungszapfen, der aus einem Wiegestift
mit einer ersten Dicke und einem Verbindungsstift mit einer ersten Dicke
zusammengesetzt ist, einen zweiten Verbin dungszapfen, der aus einem
Wiegestift mit einer zweiten Dicke und einem Verbindungsstift mit
einer zweiten Dicke zusammengesetzt ist, und einen dritten Verbindungszapfen
aufweisen, bei dem der Wiegestift oder der Verbindungsstift die
erste Dicke und der andere dieses Wiegestifts und Verbindungsstifts die
zweite Dicke aufweisen.
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Die
Kette kann mit Kettenrädern verwendet werden, die konstante
Zahnteilungen aufweisen. Wenn die Kette mit einem Kettenrad kämmt,
das eine konstante Zahnteilung aufweist, führt die zufällige Anordnung
der Kettenlaschen, die zwei verschiedene Eingriffsteilungen ausweisen,
und der Verbindungszapfen, die vielfach unterschiedliche Dicken aufweisen,
zu einer großen Anzahl von Eingriffsmustern. Daher werden
periodische Eingriffsgeräusche merkbar reduziert.
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Durch
das Kombinieren der Effekte einer Anordnung von unterschiedlich
geformten Kettenlaschen mit einer Anordnung von Wiegestift- und
Verbindungsstift-Kombinationen kann eine große Anzahl von
verschiedenen Eingriffsteilungen realisiert werden und können
periodische Eingriffsgeräusche merkbar vermindert werden.
Durch die Realisierung einer zufälligen Anordnung der Kettenlaschen
und Verbindungszapfen können periodische Eingriffsgeräusche
darüber hinaus weiter vermindert werden.
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FIGURENKURZBESCHREIBUNG
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1 zeigt
in einer schematischen Seitenansicht einen Kettenantrieb, bei dem
ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
geräuscharmen Kette mit einem Paar von Kettenrädern
in Eingriff ist,
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2(a) zeigt in einer vergrößerten
Seitenansicht eine erste Kettenlasche, die bei der Kette aus 1 verwendet
wird,
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2(b) zeigt in einer vergrößerten
Seitenansicht eine zweite Kettenlasche, die bei der Kette aus 1 verwendet
wird,
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3 zeigt
in einer vergrößerten Seitenansicht einen Teil
des Kettenantriebs aus 1, wobei der Eingriff der Kette
mit einem Kettenrad gezeigt ist, und
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4(a), 4(b) und 4(c) zeigen in schematischen Darstellungen verschiedene
Stiftkombinationen, die bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
der Kette verwendet werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im
Allgemeinen ist eine erfindungsgemäße geräuscharme
Kette aus mindestens zwei Arten von Kettenlaschen mit unterschiedlichen
Eingriffsformen und aus zumindest drei verschiedenen Arten von Wiegeverbindungszapfen
mit unterschiedlichen Dicken zusammengesetzt. Wenn die Kettenlaschen und
Verbindungszapfen entlang der Länge der Kette angeordnet
sind, kann ein periodisches Eingriffsgeräusch signifikant
reduziert werden. Ein periodisches Eingriffsgeräusch kann
durch eine zufällige Anordnung der Kettenglieder weiter
vermindert werden, die aus jeder der zwei verschiedenen Arten von
Kettenlaschen zusammengesetzt sind, und durch eine zufällige
Anordnung der unterschiedliche Dicken aufweisenden Verbindungszapfen.
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Die
Wiegeverbindungszapfen aufweisende geräuscharme Kette 100,
die in 1 gezeigt ist, kann in vielen unterschiedlichen
Vorrichtungen verwendet werden. Die Kette 100 kämmt
mit Kettenrädern S, die Evolventenzähne aufweisen,
um Kraft von einem Kettenrad S zu einem anderen Kettenrad S zu übertragen.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt, weist die Kette 100 eine
Vielzahl von Kettenlaschen 110A und 110B auf,
die jeweils vordere und hintere Kettenrad-Eingriffsabschnitte 111 und
vordere und hintere Stiftdurchgänge 112 aufweisen.
Die Kettenlaschen sind in Reihen angeordnet, die sich entlang der
Breite der Kette 100 erstrecken, und sind mittels Wiegeverbindungszapfen 120 überlappend
verbunden. Jeder Wiegeverbindungszapfen 120 ist aus einem
Wiegestift 121 und einem Verbindungsstift 122 zusammengesetzt,
wobei einer nach dem anderen entlang der Längsrichtung
der Kette 100 folgt. Die Kette 100 kämmt
mit Kettenrädern S, die beide eine kon stante Zahnteilung
aufweisen, d. h. eine feste Eingriffsteilung. Die Pfeile in 3 zeigen
jeweils die Richtung des Vorrückens der Kette 100 und
die Richtung der Kettenraddrehung.
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Obgleich
dies in den 1 und 3 nicht gezeigt
ist, sind Führungslaschen auf beiden Seiten der Kette 100 angeordnet
und sind die Verbindungsstifte 122, die länger
sind als die Wiegestifte 121, in die Führungslaschen
eingepresst. Daher weist die Kette 100 Führungsreihenglieder,
die jeweils aus parallelen Kettenlaschen zusammengesetzt sind, die zwischen
rechten und linken Führungslaschen angeordnet sind, und
Verbindungsreihenglieder auf, die jeweils aus parallelen Kettenlaschen
zusammengesetzt sind. Die Führungsreihenglieder und die
Verbindungsreihenglieder sind alternierend und miteinander überlappend
entlang der Länge der Kette angeordnet und mittels Wiegeverbindungszapfen 120 verbunden.
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Die
Kettenlaschen der Kette 100 sind vorzugsweise Kettenlaschen
mit einem äußeren Flankensitz, wie dies in den 2(a) und 2(b) gezeigt
ist, d. h., die Kettenlaschen sitzen lediglich mit ihren äußeren
Flanken auf einem Kettenrad, wenn sie sich im Eingriff mit den Kettenradzähnen
befinden. Vorzugsweise bestehen die von den Führungslaschen
verschiedenen Kettenlaschen der Kette aus lediglich zwei Arten von
Kettenlaschen 110A und 110B, die verschiedene
Eingriffsformen aufweisen. Die Kettenlaschen 110A weisen äußere
Flanken auf, die im Vergleich mit den äußeren
Flanken der Laschen 110B leicht nach außen gewölbt
sind. Wie in 2 gezeigt, ist deshalb
die jeweilige Eingriffsteilung P1 der Kettenlaschen 110A geringfügig
größer als die Eingriffsteilung P2 der Kettenlaschen 110B.
D. h., P1 > P2. Diese-Beziehung
der Eingriffsteilungen P1 und P2 kann durch die Ausbildung der äußeren Flanken
der Eingriffsabschnitte 111 der Kettenlaschen 110A mit
einer leicht konvexen Krümmung und durch Ausbildung der
Eingriffsabschnitte 111 der Kettenlaschen 110B mit
geradlinigen Außenflanken erreicht werden.
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Die
Kettenlaschen können lineare Flanken, gekrümmte
Flanken oder Flanken aufweisen, die aus Kombinationen von gekrümmten
und geraden Abschnitten gebildet sind. Der Eingriffsabschnitt einer bei
der vorliegenden Erfindung verwendeten Kettenlasche wird vorzugsweise
einem Schneiden oder Feinschneiden unterzogen. Wenn bspw. die Scherfläche
des Eingriffsabschnitts etwa 70% oder mehr der Dicke der Kettenlasche
beträgt, werden Stoßgeräusche merkbar
vermindert und kann eine Haltbarkeit der Kette über eine
lange Zeitdauer hinweg realisiert werden.
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Kettenglieder,
die aus diesen zwei Arten von Kettenlaschen 110A und 110B zusammengesetzt sind,
sind entlang der Längsrichtung der Kette 100 angeordnet.
Ein Beispiel einer Anordnungsform ist die in 3 gezeigte
alternierende Anordnung.
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Die
Wiegeverbindungszapfen 120 umfassen zwei Arten von Wiegestiften 121 und
zwei Arten von Verbindungsstiften 122. Die beiden Arten
von Wiegestiften 121 können die Dicken t1 bzw.
t2 aufweisen und die beiden Arten von Verbindungsstiften 122 können
ebenfalls die Dicken t1 und t2 aufweisen. In diesem Fall können
drei verschiedene Verbindungszapfendicken unter Verwendung der in
den 4(a) bis 4(c) dargestellten
Kombinationen realisiert werden. Bei diesen Stiften ist t1 > t2. Die Verbindungszapfen 120 erstrecken
sich durch Stiftdurchgänge in überlappenden Kettenlaschen
sukzessiver Reihen, wobei die Verbindungsstifte 122, die
länger sind als die Wiegestifte 121, in nicht
gezeigte Führungslaschen eingepresst sind.
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In
den 4(a) bis 4(c) bezeichnet
die Bezugsziffer 112A einen Stiftdurchgang eines Verbindungsreihenglieds
und bezeichnet die Bezugsziffer 112B einen Stiftdurchgang
eines Führungsreihenglieds. Die vertikalen Linien in den 4(a) bis 4(c) bezeichnen
die Mitten der Stiftdurchgänge 112B angrenzender
Kettenlaschen 110 und die Abstände dieser vertikalen
Linien entsprechen den relativen Positionen angrenzender Gliedreihen,
wenn die Kette 100 gerade gezogen ist.
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Die 4(a) zeigt die Einhüllende der überlappenden
Stiftdurchgänge 112A und 112B angrenzender
Kettenlaschen 110, wenn der Wiegestift 121 und
der Verbindungsstift 122 beides Stifte mit einer großen
Dicke t1 sind. 4(b) zeigt die Einhüllende der überlappenden
Stiftdurchgänge 112A und 112B angrenzender
Kettenlaschen 110, wenn der Wiegestift 121 eine
große Dicke t1 und der Verbindungsstift 122 eine
geringere Dicke t2 aufweisen. Der effektive Stiftdurchgang in 4(b) ist kleiner als der effektive Stiftdurchgang
in 4(a). 4(c) zeigt
die Einhüllende der überlappenden Stiftdurchgänge 112A und 112B angrenzender
Kettenlaschen 110, wenn der Wiegestift 121 und
der Verbindungsstift 122 beide die geringere Dicke t2 aufweisen.
Der effektive Stiftdurchgang in 4(c) ist
kleiner als der effektive Stiftdurchgang in 4(b).
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Gemäß den 4(a), 4(b) und 4(c) kann erkannt werden, dass vier verschiedene
Eingriffsteilungen unter Verwendung der Kombinationen der Stiftdicken
t1 und t2 realisiert werden können. Diese Eingriffsteilungen
Pa, Pb, Pc und Pd sind die Abstände zwischen sukzessiven
hinteren Flanken auf der Teillinie. Noch weitere Eingriffsteilungen
können durch den Einsatz einer dritten Dicke realisiert werden,
d. h. durch die Realisierung einer Dicke eines Wiegestifts oder
eines Verbindungsstifts, die sich von der Dicke t1 und von der Dicke
t2 unterscheidet, oder durch den Einsatz einer dritten und vierten
Dicke, d. h. durch die Realisierung der Dicken beider Wiegestifte
in Abweichung von beiden Dicken der Verbindungsstifte.
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Wenn
zwei Arten von Kettenlaschen 110A und 110B, die
unterschiedliche Eingriffsformen aufweisen, und zwei Arten von Wiegestiften 121 und Verbindungsstiften 122 mit
Dicken t1 und t2 in der Kette verwendet werden, ergeben sich zwei
Arten von Eingriffsmustern aufgrund der unterschiedlichen Kettenlaschen
und vier Arten von Eingriffsmustern aufgrund der unterschiedlichen
Stiftdicken. Deshalb können 2 × 2 × 2
oder acht verschiedene Eingriffsteilungen Pa, Pb, Pc, Pd, ..., Ph
realisiert werden. Daher kann der Eingriff mit einem Kettenrad effektiv
zufällig gestaltet werden und können periodische
Eingriffsgeräusche signifikant vermindert werden.
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Obgleich
der bevorzugte Typ von Kettenlaschen, der bei einer erfindungsgemäßen
geräuscharmen Kette oder Zahnkette verwendet wird, die
Kettenlasche mit äußerem Flankeneingriff und äußerem Flankensitz
ist, können auch andere Formen von Kettenlaschen verwendet
werden. Diese umfassen eine Kettenlasche mit innerem Flankeneingriff
und innerem Flankensitz und eine Kettenlasche mit innerem Flankeneingriff
und äußerem Flankensitz.
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Wie
oben erwähnt, können bei dem gezeigten und beschriebenen
Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Arten von Kettenlaschen,
zwei Arten von Wiegestiften und zwei Arten von Verbindungsstiften
verwendet werden, wobei die Dicke jedes Wiegestifts die selbe wie
die Dicke eines der Verbindungsstifte ist, acht verschiedene Eingriffsteilungen
realisiert werden. Wenn drei Arten von Kettenlaschen eingesetzt
werden, können zwölf (3 × 2 × 2)
Eingriffsteilungen realisiert werden. Wenn zwei Arten von Kettenlaschen
verwendet werden, aber drei Arten von Wiegestift- und Verbindungs stift-Dicken
eingesetzt werden, können in ähnlicher Weise achtzehn
(2 × 3 × 3) Eingriffsteilungen realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007-300036 [0002, 0002]
- - JP 2000-130518 [0004, 0006]
- - US 6432011 [0005, 0007]