DE102009021266A1

DE102009021266A1 - Rundstahlkettentrieb

Info

Publication number: DE102009021266A1
Application number: DE200910021266
Authority: DE
Inventors: Joerg Oser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-12-09

Abstract

Ein Rundstahlkettentrieb vermeidet weitestgehend Polygoneffekte und damit Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschwankungen der Rundstahlkette (1) durch Anliegen eines stehenden Kettengliedes (1b) und eines liegenden Kettengliedes (1c) an Kettenradzahnflanken (2b) der Kettennuss (7) und gleicht Verschleiß, Form-, Maß- und/oder Lageabweichungen sowie die reale Ketteneingriffskinematik durch unterschiedlich gestaltete Wälzkurvenabschnitte (8b) in Form von zumindest zwei eigenen Ersatzwälzkurven (10) für Idealwälzkurven (8) aus, die durch wissenschaftliche Untersuchungen, Messungen und Berechnungen ermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rundstahlkettentrieb, dessen periodische Abstandsänderungen der Kettenlängsachse relativ zur Mitteldrehachse des Kettenrades Polygoneffekte und damit Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschwankungen längs und quer zur Kettenlängsachse bedingen, wobei zur Verminderung der Polygoneffekte das Kettenrad mittels eines antreibenden Unrundzahnrades und eines in dieses eingreifenden getriebenen, mit dem Kettenrad zentrisch verbundenen Unrundzahnrades versehen ist.
Ein derartiger Kettentrieb mit einem polygonalen-Kettenrad ist aus der EP 1 227 056 B1 bekannt. Dieser Kettentrieb ist sowohl auf Rundstahlketten als auch auf Stahlgelenkketten anwendbar, wobei Stahlgelenkketten im allgemeinen im Stand der Technik betreffend die Polygoneffekte nicht behandelt werden.
Das Laufverhalten von Kettentrieben wird in erster Linie durch den Polygoneffekt bestimmt. Der Polygoneffekt entsteht durch periodische Abstandsänderungen der Kettenlängsachse relativ zur Drehachse (Drehpunkt) des Kettenrades. Diese Abstandsänderungen verursachen die Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschwankungen längs und quer zur Kettenachse und ergeben den unruhigen Lauf der Ketten. Der Polygoneffekt ist lange bekannt und tritt sowohl bei Gelenkketten als auch bei Rundstahlketten auf.
In einer Reihe von Veröffentlichungen werden unterschiedliche Mittel zur Vermeidung des Polygoneffektes vorgeschlagen. In der WO 01/65145 A1 wird als Lösung nur für Stahlgelenkketten eine unrund verzahnte Getriebestufe vorgeschlagen, bei der das Ritzel als einfache Vollellipse ausgeführt ist. Es ist nachweisbar, dass mit einer Vollellipse der Polygoneffekt nur unvollständig ausgeglichen werden kann.
Die bisherigen Vorschläge beruhen auf idealisierenden Annahmen der Eingriffsgeometrie der Kette in das Kettenrad, bei der die Teilungs- und Dimensionsgeometrien von Kette und Kettenrad vollständig übereinstimmen.
Bei Rundstahlketten ergeben diese idealisierenden Annahmen gleichmäßige periodische Geschwindigkeitsschwankungen, die in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt sind.
Die sich ergebenden unterschiedlichen Talspitzen der Geschwindigkeits-Funktion treten nur bei Rundstahlketten auf und resultieren aus der periodischen Folge von stehenden und liegenden Kettengliedern beim Einlauf in das Kettenrad.
Wie durch streng wissenschaftliche Untersuchungen festgestellt wurde, entspricht diese idealisierte Modellbildung jedoch nicht den tatsächlichen Betriebsverhältnissen beim Ketteneingriff in das Kettenrad, weil die tatsächliche Ketteneingriffsgeometrie sowie die anfängliche Ausbildung und im Laufe des Betriebes einsetzende Abnutzung von Kette und Kettenrad nicht berücksichtigt werden. Zu den Hauptursachen zählen außerdem Fertigungstoleranzen, Verschleiß von Kette und Kettenrad, sowie das betriebsnotwendige Spiel der Kettenglieder im Kettenrad.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der den bekannten Ausbildungen anhaftenden Nachteile einen realgeometrischen Eingriff der Kette und des Kettenrades unter Beachtung des Neuzustandes der Kette und der zu erwartenden Abnutzungserscheinungen weitestgehend zu berücksichtigen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine aus Teilwälzbögen gestaltete Unrundzahnstufe als Polygonausgleich vorgesehen ist, wobei nicht der idealgeometrische, sondern der realgeometrische gemessene Ketteneingriff zum Polygoneffektausgleich für Verschleiß, Form-, Lage- und Maßabweichung zugrunde gelegt ist.
Zum Polygoneffektausgleich bei realgeometrischem Ketteneingriff, mit dem Verschleiß, Form-, Lage- und Maßabweichungen verbunden sind, wird im einzelnen vorgeschlagen, dass das als Taschenrad ausgebildete Kettenrad auf der Einlaufseite der Rundstahlkette zumindest ein stehendes Kettenglied aufnimmt, das mittels der Kettenradseitenflanke geführt ist und im weiteren Durchlauf zumindest ein liegendes Kettenglied mit den Kettenradseitenflanken der Kettennuss angetrieben ist, dass zum Ausgleich des eingetretenen Verschleißes, der Form-, Maß- und/oder Lageabweichungen der Kettenglieder und/oder der Kettennuss das antreibende und/oder das angetriebene Unrundzahnrad jeweils zumindest zwei sich wiederholende, aber derart unterschiedlich gestaltete Wälzkurvenabschnitte aufweist, dass je Quadrant zumindest eine eigene Ersatzwälzkurve für Idealwälzkurven vorgesehen ist und dass der gesamte Umfang jeweils aus mehreren Ersatzwälzkurven besteht, die in den Berührungspunkten gemeinsame Tangenten aufweisen. Dadurch kann eine durch wissenschaftliche Untersuchungen und Messungen ermittelte Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschwankung unter Berücksichtigung des Neuzustandes der Kette und des Kettenrades über eine längere Zeit ausgeglichen werden. Insbesondere wird der realgeometrische Verlauf der Geschwindigkeits- und/oder der Beschleunigungsschwankungen in einer Weise mit einem Ergebnis berücksichtigt, das von den bekannten Lösungen nicht erreicht wird. Durch die Erfindung wird der Polygoneffekt auch unter realen Betriebsbedingungen ausgeglichen. Weiterhin wird gegenüber bisher aufwändigen Verfahren eine wirtschaftliche Lösung und eine kostengünstige Herstellung für vielfältige Anwendungen des funktionsoptimierten Rundstahlkettentriebes, wie bspw. Hebezeugen, Becherwerken u. a., ermöglicht. Damit sinkt auch der Verschleiß der Ketten und Getriebebauteile, so dass eine höhere Lebensdauer und eine wirtschaftlichere Nutzung erreicht wird.
Eine Ausgestaltung der Erfindung wird derart erzielt, dass die Ersatzwälzkurve aus Viertelellipsen, Teilkreisbögen, Teilkobbögen oder diesen nahekommenden Teil-Polynomen besteht.
Dabei wird davon ausgegangen, dass eine Idealwälzkurve diejenige Wälzkreisfigur darstellt, welche dem realen Geschwindigkeitsverlauf oder dem Beschleunigungsverlauf in Kettenlängsrichtung entspricht.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine mittlere Übersetzung „m_i” der Unrundzahnräder nach dem Prinzip des Bildungsgesetzes m_i = 2T/n gewählt ist, wobei bedeuten: T = Taschenzahl des Kettenrades und n = Zahl der Idealwälzkurven auf dem Unrundritzel.
Vorteilhaft ist ferner, dass für die mittlere Übersetzung m_i mit einer ausgewählten Taschenzahl des Kettenrades zwei, vier, sechs oder mehr geradzahlige Wälzkurvenabschnitte vorgesehen sind.
Weitere Vorteile entstehen dadurch, dass die Wälzkurvenabschnitte des antreibenden und des angetriebenen Unrundzahnrades als Ersatzwälzkurven aus Teilellipsen oder Kreisbogenabschnitten gebildet sind, ohne dass die Wälzkurve des antreibenden Unrundzahnrades nur aus einer Ellipse oder exzentrischen Kreisbögen besteht.
Ein unruhiger Lauf der Kette wird außerdem dadurch vermieden, dass die unterschiedlichen Wälzkurvenabschnitte an die jeweils anschließenden Wälzkurvenabschnitte tangential mit oder ohne Versatz des Koordinatenursprungs zur Mitteldrehachse ausgebildet sind und in den Berührpunkten der Teilabschnitte tangential ineinander übergehen.
Die verwendeten Wälzkurven tragen dann zu einem weitgehend ruhigen Lauf der Kette bei, indem die maximalen Übersetzungsverhältnisse der Idealwälzkurven für unterschiedlich gestaltete Wälzkurvenabschnitte des treibenden und des angetriebenen Unrundzahnrades nach den folgenden Gleichungen (A) und (B) ausgewählt sind:

wobei bedeuten:

r₄: = Radius vom Drehpunkt bis Kreismittelpunkt des liegenden Kettenglieds
r₅: = Radius vom Drehpunkt bis zum Mittelpunkt des inneren Toruskreises des stehenden Kettengliedes
n: = Zahl der Idealwälzkurven auf dem Unrundritzel
γ₁: = Teilungswinkel von der Zahnsymmetrale des stehenden Kettengliedes bis zum Mittelpunkt des inneren Toruskreises
γ₂: = Teilungswinkel von der Zahnsymmetrale des stehenden Kettengliedes bis zum Kreismittelpunkt des liegenden Kettengliedes (Bugquerschnitt)
β₁: = Teilungswinkel von der Taschensymmetrale des liegenden Kettengliedes bis zum inneren Toruskreismittelpunkt des stehenden Kettengliedes
β₂: = Teilungswinkel von der Taschensymmetrale des liegenden Kettengliedes bis zum Kreismittelpunkt des Bugquerschnittes

Die Zusammenhänge der Bewegungen und Beschleunigungen sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Zeichnung näher dargestellt und beschrieben:
1 zeigt ein Diagramm der idealisierten periodischen Geschwindigkeitsschwankungen bei Rundstahlkettentrieben,
2 stellt den realgeometrischen Ketteneingriff und die tatsächliche Lage der Kettenglieder in dem Kettenrad dar,
3 zeigt den durch Messungen und Berechnungen ermittelten realen Geschwindigkeitsverlauf in Kettenlängsrichtung, im Vergleich zum theoretischen Verlauf,
4 ist eine aus mehreren unterschiedlichen Wälzkurvenabschnitten zusammengesetzte Wälzkurve mit gemeinsamen Tangenten in den Berührungspunkten der Einzelabschnitte und
5 bildet die Anwendung des Grundgedankens der Erfindung an einem antreibenden Unrundzahnrad als Ritzel.
Bei Rundstahlketten 1 bedingen deren periodische Abstandsänderungen der Kettenlängsachse 1a relativ zur Mitteldrehachse 2a des Kettenrades 2 Polygoneffekte und damit Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschwankungen längs und quer zur Kettenlängsachse 1a. Zur Verminderung dieser Polygoneffekte ist das Kettenrad 2 mittels eines antreibenden Unrundzahnrades 3 (vgl. 5) und eines in dieses eingreifenden getriebenen, mit dem Kettenrad 2 zentrisch verbundenen Unrundzahnrades 4 versehen.
Das als Taschenrad 5 ausgebildete Kettenrad 2 nimmt auf der Einlaufseite 6 der Rundstahlkette 1 zumindest ein stehendes Kettenglied 1b auf, das mittels der Kettenradzahnflanke 2b geführt ist und im weiteren Durchlauf zumindest ein liegendes Kettenglied 1c mit der Kettenradzahnflanke 2b der Kettennuss 7 angetrieben wird. Zum Ausgleich von Form-, Maß- und/oder Lageabweichungen, sowie der individuellen Toleranzabweichung bei der Herstellung der Kettenglieder 1a, 1b, 1c und/oder der Kettennuss 7 weist das antreibende und/oder das angetriebene Unrundzahnrad 3, 4 jeweils zumindest zwei sich wiederholende, aber derart unterschiedlich gestaltete Wälzkurvenabschnitte 8a auf (5), dass über die vier Quadranten 9 zumindest eine eigene Ersatzwälzkurve 10 für Idealwälzkurven 8 vorgesehen ist. Der gesamte Umfang besteht jeweils aus mehreren Ersatzwälzkurven 10, die (4) in den Berührungspunkten 11 gemeinsame Tangenten 12 besitzen. Die Ersatzwälzkurven 10 können aus Viertelellipsen, Teilkreisbögen, Teil-Korbbögen 13 oder aus diesen nahekommenden Teil-Polynomen 14 bestehen. Dabei stellt eine Idealwälzkurve 8 diejenige Wälzkreisfigur dar, welche dem realen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsverlauf in Drehrichtung 1d für einen vollständigen Ausgleich des Polygoneffekts entspricht.
Vorzugsweise ist eine mittlere Übersetzung m_i der Unrundzahnräder 3; 4 nach der Beziehung i = 2T/n gewählt. Für eine solche mittlere Übersetzung m_i mit einer ausgewählten Taschenzahl des Kettenrades 2 können zwei, vier, sechs oder mehr geradzahlige Wälzkurvenabschnitte 8a vorgesehen sein. In 4 sind vier Teilellipsen 13 (Viertelellipsen) angewendet und in 5 sind zwei Idealwälzkurven 15 gezeigt. Die beiden Wälzkurvenabschnitte 8a, 8b (Idealwälzkurven) bilden ein Bogenzweieck ohne gemeinsame Tangente in den Berührungspunkten 11 (Zahnradritzel bzw. im Berührungspunkt 11). In diesen Berührungspunkten 11 ist eine Verzahnung nicht oder nur mit hohem technisch-wirtschaftlichen Aufwand möglich. Daher werden die Wälzkurvenabschnitte 8a des antreibenden oder des angetriebenen Unrundzahnrades 3, 4 gemäß 4 als Ersatzwälzkurven 10 aus Teilellipsen oder Kreisbogenabschnitten 13 ausgebildet, ohne dass die Wälzkurve des antreibenden Unrundzahnrades 3 nur aus einer Ellipse oder exzentrischen Kreisbögen besteht.
Die unterschiedlichen Wälzkurvenabschnitte, welche die Ersatzwälzkurve 10 bilden, sind an den jeweils nebeneinander liegenden Wälzkurvenabschnitte tangential (Tangenten 12) ineinander übergehend ausgebildet.
Bei Rundstahlketten ergeben idealisierende Annahmen gleichmäßige periodische Geschwindigkeitsschwankungen, wie in 1 gezeigt ist. Die unterschiedlichen Talspitzen der Geschwindigkeits-Funktion in 1 treten nur bei Rundstahlketten 1 auf und resultieren aus der periodischen Folge von stehenden Kettengliedern 1b und liegenden Kettengliedern 1c beim Einlauf in das Kettenrad 2. Diese idealisierte Modellbildung entspricht jedoch nicht den tatsächlichen Betriebsverhältnissen beim Ketteneingriff in das Kettenrad 2, weil die tatsächliche Ketteneingriffsgeometrie mit Form-, Maß- und Lageabweichungen der Kettenglieder 1b, 1c sowie des Kettenrades 2 nicht berücksichtigt werden. Hauptursachen dieser Abweichungen sind die Fertigungstoleranzen, der Ketten- und Taschenverschleiß der Kettenglieder 1b, 1c.
2 zeigt die tatsächliche Lage der Kettenglieder 1b, 1c der Kettenglieder in einem Kettenrad 2 mit vier Taschen und die kräfte- und verschleißbedingte Abwei chung der Kettengliedlage von der Idealgeometrie im Kettenrad 2. Ein liegendes Kettenglied 1c weist zu den seitlichen Begrenzungsflächen 7a eine Freistellung auf, berührt also mit der Begrenzungsfläche 7a nicht die Kettennuss 7. Der Ausschnitt über einen Taschenteilungswinkel zeigt den idealgeometrischen (theoretischen) Geschwindigkeitsverlauf als gestrichelte Linie in 3. Der tatsächliche Geschwindigkeitsverlauf, wie in 3 als durchgezogene Linie dargestellt ist, weicht deshalb beim Eingriff der Rundstahlkette 1 nach 2 erheblich vom idealisierten Verlauf ab.
Es versteht sich, dass ähnliche Verhältnisse auch für andere Taschenzahlen gelten, die üblicherweise aus mindestens drei bis sechs und mehr Taschen bestehen.
Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf einer individuell verzahnten Getriebestufe, bspw. der letzten Stufe, z. B. im Kettenzugantrieb eines Hebezeuges, eines Fördermittels oder von Zugvorrichtungen gemäß den 3 bis 5.
Die Verzahnung der Getriebestufe ist hinsichtlich der unrunden Wälzkurven des antreibenden Unrundzahnrads (Ritzel) 3 und angetriebenem Unrundzahnrad 4 so ausgestaltet, dass durch besonders gewählte Übersetzungsverhältnisse von zwei sich periodisch wiederholenden, aber unterschiedlich gestalteten Wälzkurvenabschnitten 8a, 8b ein Ausgleich des realen Geschwindigkeitsverlaufs von Rundstahlkettentrieben erreicht wird. Je nach der gewünschten mittleren Übersetzung können für eine bestimmte Taschenzahl zwei, vier, sechs und mehr geradzahlige idealgeometrische Wälzkurvenabschnitte 8a, 8b mit periodischer Wiederholung am Umfang des antreibenden Unrundzahnrades 3 gewählt werden. Diese so nicht verzahnbaren Idealwälzkurven 15 werden im Ausführungsbeispiel durch die Ersatzwälzkurven 10 ausgebildet.
Dazu ist es erforderlich, dass die Teilübersetzungen der beiden Wälzkurvenabschnitte aus der realen Lagegeometrie der Rundstahlkette 1 im Kettenrad 2 gemäß 2 bestimmt werden und im Verhältnis der ungleichen Polygonradien r₄/r₅ des Ersatzpolygons zueinander stehen.
Bei Einhaltung fachmännischer Gestaltungsregeln für eine oder mehrere unrund verzahnte Getriebestufe(n) ist es damit möglich, den Polygoneffekt auch für einen toleranzfähigen, realen Rundstahlkettentrieb weitestgehend zu vermeiden. Ziel ist es, trotz ungleicher Polygonradien r₄, r₅ und ungleicher Teilungswinkel γ₁, γ und β₁, β₂ eine konstante Kettengeschwindigkeit v zu erhalten.
Die Kettengeschwindigkeit v wird im „Bereich 1” (β₁ + γ₁) mit dem Polygonradius r₅ bestimmt als Funktion des Drehwinkels φ₂ des Kettenrades aus
mit i_m1 als maximale Übersetzung bei r₅ und ω₁ als konstante Antriebswinkelgeschwindigkeit sowie im₂ als maximale Übersetzung bei r₄ und im „Bereich 2” (β₂ + γ₂) aus
Die Kettengeschwindigkeit v kann somit trotz unterschiedlich wirksamer Polygonradien r₄ und r₅ konstant gehalten werden, wenn die Teilübersetzung der unrund verzahnten Getriebestufe im Bereich 1 bestimmt wird aus i₁ = i_m1cosφ₂ und im „Bereich 2” aus i₂ = i_m2cosφ₂ und die Bedingung
Weiters gilt
woraus nach Integration im Bereich 1 der Ritzelabschnittswinkel φ1max = im1(sinβ1 + sinγ1) folgt.
Im „Bereich 2” ergibt sich für den entsprechenden Ritzelabschnittswinkel φ_2max nach analoger Rechnung aus i₂ φ2max = im2(sinβ2 + sinγ2).
Weiters sind aufgrund der Rollbedingung nur bestimmte, durchschnittliche Übersetzungen als Funktion der Taschenzahl T nach dem Bildungsgesetz i = 2Tn mit n als Anzahl der Wälzbögen auf dem Unrundritzel realisierbar. Die dazu gehörigen Winkelabschnitte des Unrundritzels sind φ_1max + φ_2max = 4π/n für Übersetzungsverhältnisse i sinnvollerweise größer eins.
Damit ergibt sich die zweite Bestimmungsgleichung für die Übersetzungen i_m1, i_m2 mit 4π/n = im1(sinβ1 + sinγ1) + im2(sinβ2 + sinγ2)und für i_m2 eingesetzt mit
kann, i_m1 berechnet werden aus
Aus den beiden Bestimmungsgleichungen werden i_m1 und i_m2 berechnet, so dass hiermit auch die Gleichungen für die Wälzkurvenradien für einen idealen Geschwindigkeitsausgleich bei einem realgeometrischen Rundstahlkettentrieb abschnittsweise bestimmt wird. „Bereich 1”: β1 + γ1 mit i1 = im1cosφ2
und r₁₁ = a – r₂₁ mit a = Achsabstand der Unrundzahnräder „Bereich 2”: β2 + γ2 mit i2 = im2cosφ2
und r₁₂ = a – r₂₂ mit a = Achsabstand der Unrundzahnräder
Damit sind die Wälzkurvenradien der unrund verzahnten Getriebestufe auch für den Fall bestimmt, dass Fertigungstoleranzen, Ketten- und Taschenverschleiß sowie das Taschenspiel der Kettenglieder 1b, 1c beim Ausgleich des Polygoneffektes berücksichtigt werden können.
Die erfindungsgemäße Gestaltung erlaubt auch eine genaue Herstellung. Der vollständige Geschwindigkeitsausgleich erfordert hierzu Wälzkurven in Form von unrunden krummlinigen Vielecken sowohl am antreibenden Unrundzahnrad 3 als auch am angetriebenen Unrundzahnrad 4.
Diese komplexe Form ist verzahnungstechnisch schwierig herstellbar. Aus diesem Grund wird als Ersatzfigur die Annäherung der idealen Wälzkreise unter Vermeidung von Eckenbildung in den Berührungspunkten 11 der verschiedenen Wälzkurvenabschnitte 8a durch die beschriebene Ersatzgeometrie vorgeschlagen. Jeder Quadrant 9 des idealen Wälzkurvenabschnitts 8a ist durch eine oder mehrere Ersatzwälzkurven 10 angenähert. Die Ersatzwälzkurven 10 sind wie vorstehend ausgeführt aus Teil-Ellipsen (Viertelellipsen), Teilkreisbogen, Teilkorbbogen 13, einem oder mehreren Teilkreisen gebildet. In der Ausführungsform gemäß 4 besteht je Quadrant 9 eine eigene Ersatzwälzkurve 10, so dass der gesamte Umfang aus vier Ersatzwälzkurven 10 zusammengesetzt ist, die in den Berührungspunkten 11 zumindest gemeinsame Tangenten 12 aufweisen.
Mit diesem Aufbau wird die Idealwälzkurve 8 so aufgebaut, dass keine Ecken entstehen und die Verzahnung wirtschaftlich herstellbar ist.
Als Idealwälzkurve 8 wird diejenige bezeichnet, deren Form aus der Berechnung der vorgenannten Gleichungen für die Wälzkurvenradien r₂₁ und r₂₂ entsteht und die mit den zugehörigen idealen Übersetzungsverhältnissen i_m1, i_m2 geeignet ist, den Polygoneffekt auch bei toleranzbehafteten, realen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsverläufen gemäß 3 vollständig auszugleichen.

1: Rundstahlkette
1a: Kettenlängsachse
1b: stehendes Kettenglied
1c: liegendes Kettenglied
1d: Drehrichtung
2: Kettenrad
2a: Mitteldrehachse
2b: Kettenradzahnflanke
3: antreibendes Unrundzahnrad (Ritzel)
4: angetriebenes Unrundzahnrad
5: Taschenrad
6: Einlaufseite
7: Kettennuss
7a: seitliche Begrenzungsflächen
8: Idealwälzkurve
8a: Wälzkurvenabschnitt
8b: unterschiedlicher Wälzkurvenabschnitt
9: Quadrant
10: Ersatzwälzkurve
11: Berührungspunkt
12: Tangente
13: Viertelellipse, Teilkreisbogen, Teilkorbbogen
14: Teilwälzbogen
15: Idealwälzkurve
16: Versatz
17: Koordinatenursprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1227056 B1 [0002]
- WO 01/65145 A1 [0004]

Claims

Rundstahlkettentrieb, dessen periodische Abstandsänderungen der Kettenlängsachse (1a) relativ zur Mitteldrehachse (2a) des Kettenrades (2) Polygoneffekte und damit Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschwankungen längs und quer zur Kettenlängsachse (1a) bedingen, wobei zur Verminderung der Polygoneffekte das Kettenrad (2) mittels eines antreibenden Unrundzahnrades (3) und eines in dieses eingreifenden getriebenen, mit dem Kettenrad (2) zentrisch verbundenen Unrundzahnrades (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus Teilwälzbögen (14) gestaltete Unrundzahnradstufe als Polygonausgleich vorgesehen ist, wobei nicht der idealgeometrische, sondern der realgeometrische, gemessene Ketteneingriff zum Polygoneffektausgleich für Verschleiß, Form-, Lage- und Maßabweichung zugrunde gelegt ist.
Rundstahlkettentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Taschenrad (5) ausgebildete Kettenrad (2) auf der Einlaufseite (6) der Rundstahlkette (1) zumindest ein stehendes Kettenglied (1b) aufnimmt, das mittels der seitlichen Begrenzungsfläche (7a) geführt ist, und im weiteren Durchlauf zumindest ein liegendes Kettenglied (1c) mit den Kettenradzahnflanken (2b) der Kettennuss (7) angetrieben ist, dass zum Ausgleich des Verschleißes der Form-, Maß- und/oder Lageabweichungen der Kettenglieder (1b; 1c) und/oder der Kettennuss (7) das antreibende und/oder das angetriebene Unrundzahnrad (3; 4) jeweils zumindest zwei sich wiederholende, aber derart unterschiedlich gestaltete Wälzkurvenabschnitte (8a) aufweist, dass je Quadrant (9) zumindest eine eigene Ersatzwälzkurve (10) für Idealwälzkurven (8) vorgesehen ist und dass der gesamte Umfang jeweils aus mehreren Ersatzwälzkurven (10) besteht, die in den Berührungspunkten (11) gemeinsame Tangenten (12) aufweisen.
Rundstahlkettentrieb nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, dass die Ersatzwälzkurve (10) aus Viertelellipsen, Teilkreisbögen, Teilkorbbögen (13) oder aus Teil-Polynomen (14) besteht.
Rundstahlkettentrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Idealwälzkurve (8) diejenige Wälzkreisfigur darstellt, welche den Polygoneffekt des realen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsverlaufs in Richtung der Kettenlängsachse (1a) vollständig ausgleicht.
Rundstahlkettentrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Übersetzung (m_i) der Unrundzahnräder (3; 4) nach dem Prinzip des Bildungsgesetzes m_i = 2T/n gewählt ist, wobei bedeuten T = Taschenzahl des Kettenrades, n = Zahl der Idealwälzkurven auf einem Unrundzahnrad.
Rundstahlkettentrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die mittlere Übersetzung (m_i) mit einer ausgewählten Taschenzahl des Kettenrades (2) zwei, vier, sechs oder mehr geradzahlige Wälzkurvenabschnitte (8a) vorgesehen sind.
Rundstahlkettentrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkurvenabschnitte (8a) des antreibenden und des angetriebenen Unrundzahnrades (3; 4) als Ersatzwälzkurven (10) aus Teilellipsen oder Kreisbogenabschnitten (13) gebildet sind, ohne dass die Wälzkurve des antreibenden Unrundzahnrades (3) nur aus einer Ellipse oder exzentrischen Kreisbögen (13) besteht.
Rundstahlkettentrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Wälzkurvenabschnitte (8a) an die jeweils anschließenden Wälzkurvenabschnitte (8a) tangential mit oder ohne Versatz (16) des Koordinatenursprungs (17) zur Mitteldrehachse (2a) ausgebildet sind und in den Berührpunkten (11) der Wälzkurvenabschnitte (8a) tangential ineinander übergehen.
Rundstahlkettentrieb nach den Ansprüchen 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen Übersetzungsverhältnisse der Idealwälzkurven (8) für unterschiedlich gestaltete Wälzkurvenabschnitte (8a) des treibenden und des angetriebenen Unrundzahnrades (3; 4) nach den folgenden Gleichungen (A) und (B) ausgewählt sind:
wobei bedeuten: r₄ = Radius vom Drehpunkt bis Kreismittelpunkt des liegenden Kettenglieds r₅ = Radius vom Drehpunkt bis zum Mittelpunkt des inneren Toruskreises des stehenden Kettengliedes γ₁ = Teilungswinkel von der Zahnsymmetrale des stehenden Kettengliedes bis zum Mittelpunkt des inneren Toruskreises γ₂ = Teilungswinkel von der Zahnsymmetrale des stehenden Kettengliedes bis zum Kreismittelpunkt des liegenden Kettengliedes (Bugquerschnitt) β₁ = Teilungswinkel von der Taschensymmetrale des liegenden Kettengliedes bis zum inneren Toruskreismittelpunkt des stehenden Kettengliedes β₂ = Teilungswinkel von der Taschensymmetrale des liegenden Kettengliedes bis zum Kreismittelpunkt des Bugquerschnittes