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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Zahnkettentrieb, der eine Kette
mit verzahnten Kettenlaschen und Kettenrädern aufweist,
die entlang ihres Umfangs Kettenradzähne für einen
Eingriff mit Zähnen der Kette aufweist, um eine Kraft zu übertragen.
Der Zahnkettentrieb findet seine Anwendung in verschiedenen Einrichtungen,
dazu gehören bspw. ein Motorsteuertrieb, in dem eine Kraft
mittels einer Steuerkette von einer Motorkurbelwelle auf eine oder mehrere
die Ventile betätigende Nockenwellen übertragen
wird.
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Die
vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung 2009-160752 ,
die am 7. Juli 2009 eingereicht wurde. Die Offenbarung dieser
japanischen Patentanmeldung 2009-160752 wird
hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
herkömmlicher Zahnkettentrieb weist typischerweise eine
Kette und mindestens zwei Kettenräder auf. Die Kette weist
erste und zweite Sätze von Gliedreihen auf, wobei jede
Gliedreihe mindestens eine Kettenlasche aufweist. Die Sätze
von Gliedreihen sind in alternierender, überlappender Beziehung
angeordnet und jede Kettenlasche weist einen vorderen Stiftdurchgang
und einen hinteren Stiftdurchgang auf. Die Kette weist auch einen
Satz von Verbindungsstiften auf, wobei sich jeder Stift durch die
hinteren Stiftdurchgänge jeder Kettenlasche einer Gliedreihe
eines ersten Satzes und durch einen vorderen Stiftdurchgang jeder
Kettenlasche einer überlappenden Gliedreihe des zweiten
Satzes erstreckt. Die Stifte verbinden die Gliedreihen in artikulierender Beziehung,
so dass die Gliedreihen und Verbindungsstifte eine endlose Kraftübertragungskette
bilden. Mindestens einige Kettenlaschen weisen mit Kettenrädern
eingreifende Kettenlaschenzähne auf.
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Jedes
Kettenrad weist einen Kettenradkörper und Kettenradzähne
auf, die an einer äußeren Umfangsfläche
ausgebildet sind und sich von dort in radialer Richtung nach außen
erstrecken, um mit den mit Kettenrädern eingreifenden Kettenlaschenzähnen
in antreibender oder angetriebener Beziehung in Eingriff zu gelangen.
Der Zahnkettentrieb überträgt eine Drehbewegung
durch einen Eingriff der Kettenlaschenzähne mit den Kettenradzähnen
wie in der
US-Offenlegungsschrift
2002/0132690 , die am 19. September 2002 veröffentlicht
wurde, beschrieben.
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Bei
dem bekannten Zahnkettentrieb wird ein Lösen der Kettenlaschenzähne
von den Kettenradzähnen durch eine relativ zur Laufrichtung
der Kette seitliche Bewegung dadurch verhindert, dass die Kettenlaschen
an den äußersten Seiten der Kette als Führungslaschen
ausgestaltet sind, die keine Zähne aufweisen. Diese Führungslaschen
gelangen mit den äußersten Enden der Kettenradzähne
in Kontakt und halten dabei die Kette mit den Kettenrädern
in einer Linie bzw. in der Flucht.
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Wie
in den 17 bis 19 gezeigt,
besteht bei dem bekannten Zahnkettentrieb eine Kette 920 aus äußeren
Reihen 930, die aus Kettenlaschen bestehen, von denen jede
ein Paar von vorderen und hinteren Stiftdurchgängen 933,
wie in 17 dargestellt, aufweist, die
in alternierender Beziehung mit inneren Gliedreihen angeordnet sind,
die aus Kettenlaschen 942 bestehen, von denen jede ein
Paar von vorderen und hinteren Stiftdurchgängen 943 aufweist.
Die Reihen sind durch Verbindungsstifte 921, die in den äußeren
Gliedreihen befestigt sind, und durch hohle zylindrische Hülsen 922 verbunden,
die in den inneren Gliedreihen befestigt sind und die Verbindungsstifte
aufnehmen.
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Die
Kettenlaschen 930 der äußeren Gliedreihen
bestehen aus Führungslaschen 931 an den äußersten
Seiten der Kette und verzahnten Kettenlaschen 932, die
an den inneren Seiten der Führungslaschen angeordnet sind
und, wie in 18 dargestellt, Kettenlaschenzähne 934 aufweisen.
Jede äußere Gliedreihe wird durch ein Einbringen
des Verbindungsstifts 921 durch die Stiftdurchgänge 933 der verzahnten
Kettenlaschen 932 und ein Einpressen der Stifte in die
Stiftdurchgänge 933 der Führungslaschen 931 zusammengesetzt.
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Die
Kettenlaschen der inneren Gliedreihen bestehen aus einer Vielzahl
von inneren Kettenlaschen 942, die alle Kettenlaschenzähne 944 aufweisen,
wie in 18 dargestellt, und jede der
inneren Gliedreihen wird durch ein Einpressen der hohlen zylindrischen
Hülsen 922 in Hülsendurchgänge 943 der inneren
Kettenlaschen 942 zusammengesetzt. Die Kette 920 hat
die Gestalt einer endlosen Schlinge, in der sich die Verbindungsstifte 921 der äußeren
Gliedreihen drehbar durch die hohlen, zylindrischen Hülsen 922 der
inneren Gliedreihen erstrecken.
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Wie
in 19 dargestellt, weist ein Kettenrad 910 auf
seiner äußeren Umfangsfläche Kettenradzähne 911 auf,
die mit Zähnen 934 und 944 der äußeren
und inneren Kettenlaschen 932 und 942 der Kette 920 in
Eingriff gelangen.
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Wie
ebenfalls in 19 dargestellt, sind die Führungslaschen 931 der
Kette 920 an der Außenseite des Kettenrads angrenzend
an die gegenüberliegenden Enden der Kettenradzähne 911 angeordnet,
so dass diese mit den Enden der Kettenradzähne in Eingriff
gelangen und verhindern, dass sich die Zähne 934 und 944 der
Kette von den Kettenradzähnen 911 lösen,
indem sie die Bewegung der Kette in Richtungen quer gerichtet zur
Laufrichtung der Kette 920 begrenzen.
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Die
Enden der Kettenradzähne 911 sind angefast, um
gleichmäßig abgerundete Endflächen an den
Zähnen zu bilden, so dass die Führungslaschen 931 sich
den Seiten der Kettenradzähne gleichmäßig nähern
können, wenn die Kette 920 mit dem Kettenrad in
Eingriff gelangt.
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Bei
dem oben beschriebenen herkömmlichen Zahnkettentrieb tragen
die Führungslaschen 931 nicht zur Kraftübertragung
zwischen den Kettenrädern und der Kette bei und, weil die
Führungslaschen 931 an den beiden äußersten
Seiten der Kette angeordnet sind, wird die Kette breiter und beansprucht übermäßig
viel Raum.
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Die
Länge der Verbindungsstifte, welche sich in oder über
die Stiftdurchgänge der äußersten Führungslaschen
der herkömmlichen Zahnkette hinaus erstrecken, ist mindestens
genauso groß wie die Führungsreihen der Kette
breit sind und sind die Verbindungsstifte beträchtlichen
Biegeeinflüssen unterworfen, wenn die Kette unter Spannung
ist. Ein Verbiegen der Verbindungsstifte führt dort zu
einer Spannungskonzentration, wo die äußeren Umfangsflächen
der Verbindungsstifte auf den inneren Umfangsflächen der
Hülsen aufliegen. Infolgedessen ist es nicht möglich,
einen einheitlichen Zwischenraum zwischen den Verbindungsstiften
und den Hülsen aufrechtzuerhalten und entstehen beim Betrieb
der Kette Abrasion, Vibrationen und Geräusche.
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Die
Verwendung von Führungslaschen erfordert eine hohe Anzahl
von Teilen, führt zu einem komplizierten und zeitaufwändigen
Zusammenbau der Kette und trägt zum Gesamtgewicht der Kette bei.
Die Verwendung von Führungslaschen und die Notwendigkeit
langer Verbindungsstifte verschlechtern auch die Fähigkeit
des Kettentriebs auf Geschwindigkeitsänderungen anzusprechen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben
beschriebenen Probleme durch Bereitstellen eines Zahnkettentriebs
zu lösen, der einen einfacheren Aufbau, ein geringeres Gewicht
und einen geringeren Platzbedarf als ein herkömmlicher
Zahnkettentrieb aufweist.
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Der
erfindungsgemäße Zahnkettentrieb, der die obige
Aufgabe gemäß Patentanspruch 1 löst, weist
eine Kette und mindestens zwei Kettenräder auf. Die Kette
weist erste und zweite Sätze von Gliedreihen auf, wobei
jede Gliedreihe mindestens eine Kettenlasche aufweist. Die Sätze
von Gliedreihen befinden sich in alternierender, überlappender
Beziehung und jede Kettenlasche weist einen vorderen Stiftdurchgang
und einen hinteren Stiftdurchgang auf. Die Kette weist auch einen
Satz Verbindungsstifte auf, wobei sich jeder Verbindungsstift durch
die hinteren Stiftdurchgänge jeder Kettenlasche einer Gliedreihe
des ersten Satzes und durch einen vorderen Stiftdurchgang jeder
Kettenlasche einer überlappten Gliedreihe des zweiten Satzes
erstreckt. Die Stifte verbinden die Gliedreihen in gelenkartiger
Beziehung, so dass die Gliedreihen und Verbindungsstifte eine endlose
Kraftübertragungskette bilden. Mindestens einige der Kettenlaschen
weisen mit einem Kettenrad eingreifende Kettenlaschenzähne auf.
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Mindestens
ein Kettenrad weist einen Kettenradkörper auf, der eine
Drehachse und Kettenradzähne aufweist, die auf einer äußeren
Umfangsfläche ausgebildet sind und sich von dort radial
nach außen erstrecken, um mit den mit Kettenrädern
eingreifenden Kettenlaschenzähnen der Kette in antreibender
oder angetriebener Beziehung in Eingriff zu gelangen. Die Kettenradzähne
weisen erste und zweite in axialer Richtung beabstandete Enden auf. Die
der Breite nach äußersten Kettenlaschen der Kette
weisen mit Kettenrädern eingreifende Kettenlaschenzähne auf.
An jedem Kettenradkörper sind Bunde bzw. Anlaufbunde, Anlaufringe
oder Flansche angebracht. Die Bunde oder Flansche sind angrenzend
an beide Enden der Kettenradzähne angeordnet und erstrecken
sich von der äußeren Umfangsfläche des
Kettenrads radial nach außen. Die Bunde sind mit den mit
den Kettenrädern eingreifenden Kettenlaschenzähnen
auf den der Breite nach äußersten Kettenlaschen
der Kette für eine Führung der Kette in Kontakt
bringbar, wodurch die Kette mit dem Kettenrad in einer Linie bzw.
in der Flucht gehalten wird.
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Es
ist nicht notwendig, die Kette mit Führungslaschen auszustatten,
um ein Lösen der Zähne der Kette von den Kettenradzähnen
zu verhindern und es ist nicht notwendig, die Kette breiter als
die axiale Länge der Kettenradzähne auszuführen.
Dementsprechend ist es möglich, die Breite der Kette zu verringern,
die Anzahl der Teile zu reduzieren und das Gesamtgewicht der Kette
zu reduzieren. Es ist außerdem möglich, den von
der Kette benötigten Raum zu reduzieren, Abrasion, Vibrationen
und Geräusche zu reduzieren, den Zusammenbau der Kette zu
vereinfachen und die Fähigkeit der Kette, Veränderungen
in der Betriebsgeschwindigkeit zu folgen, verbessert.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen
alle Kettenlaschen der ersten und zweiten Sätze von Gliedreihen
Kettenlaschenzähne auf. In diesem Fall sind alle Kettenlaschen
direkt an der Kraftübertragung beteiligt und ist es möglich,
die Breite der Kette und deren Gewicht zu reduzieren. Infolgedessen
wird es möglich, eine weitere Reduktion des Gewichts und
der Breite der Kette zu erreichen, eine weitere Reduktion von Abrasion,
Vibrationen und Geräuschen zu erreichen und eine weitere
Verbesserung in der Fähigkeit der Kette, Veränderungen
in der Betriebsgeschwindigkeit zu folgen, zu erreichen.
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Jeder
Verbindungsstift kann in Stiftdurchgänge der Kettenlaschen,
die sich an den der Breite nach äußersten Seiten
der Kette befinden, eingepresst werden. Es ist unnötig,
die Kette breiter als die Länge bzw. Dicke der Kettenradzähne
auszuführen und unnötig, weitere Bauteile wie
bspw. Kettenlaschen für die Befestigung der Verbindungsstifte
an den äußersten Seiten der Kette vorzusehen.
Das Ausbleiben weiterer Bauteile trägt auch zur Reduktion
des Gewichts und der Breite der Kette bei, zur Reduktion von Abrasion,
Vibrationen und Geräuschen und zu einer weiteren Verbesserung
in der Fähigkeit der Kette, Veränderungen der
Betriebsgeschwindigkeit zu folgen.
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Hohle
zylindrische Hülsen können in Stiftdurchgänge
der Kettenlaschen des ersten oder zweiten Satzes der Gliedreihen
befestigt werden, Verbindungsstifte können in Stiftdurchgängen
des anderen Satzes der Gliedreihen befestigt werden und jeder Verbindungsstift
kann sich drehbar durch eine Hülse erstrecken. Die äußeren
Umfangsflächen der Verbindungsstifte und die inneren Umfangsflächen
der Hülsen werden während der Krümmung
der Kette zu den relativ zueinander gleitenden Teile der Kette,
so dass es möglich wird, eine weitere Reduktion von Abrasion,
Vibrationen und Geräuschen zu erreichen. Darüber
hinaus ermöglichen die Hülsen zwischen den ersten
und zweiten Gliedreihen Zwischenräume vorzusehen, so dass
die Kettenlaschen der ersten Gliedreihen nicht direkt auf den Kettenlaschen
der zweiten Gliedreihen gleiten und kann der Biegungs- bzw. Krümmungswiderstand
reduziert werden.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel des Zahnkettentriebs
kann der Durchmesser jedes Bundes an mindestens einem der Kettenräder
größer als der Durchmesser eines Kreises, der
die Spitzen der Zähne auf dem Kettenrad berührt,
aber kleiner als der Durchmesser eines Inkreises sein, der die Verbindungsstifte
auf einem Abschnitt der Kette schneidet, der auf dem Kettenrad sitzt.
In diesem Fall stoßen die Bunde nicht mit den Verbindungsstiften
zusammen und können die Dicke und das Gewicht des Kettenrads
reduziert werden, in dem die Bunde nur so dick ausgeführt
werden, dass sie die Kette führen können. Auf
diesem Wege ist es möglich, den von dem Kettenrad beanspruchten
Raum zu reduzieren und die Fähigkeit des Kettentriebs,
Veränderungen in der Geschwindigkeit zu folgen, zu verbessern.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Durchmesser
jedes Bundes an mindestens einem Kettenrad kleiner als der Durchmesser
eines Kreises, der die Spitzen der Kettenradzähne berührt, aber
größer als der Durchmesser eines Kreises sein, der
die Spitzen der Kettenlaschenzähne auf einem Abschnitt
der Kette berührt, der auf dem Kettenrad sitzt. Hier kann
das Gewicht des Kettenrads reduziert werden, in dem die Durchmesser
der Bunde auf den Durchmesser reduziert werden, der für
die Bunde in der Funktion als Führungen notwendig ist.
In dem die Bunde nur so groß ausgeführt werden,
um als Führungen zu wirken, wird es wiederum möglich,
die Größe des Kettenrads zu reduzieren und die
Fähigkeit des Zahnkettentriebs, Veränderungen
in der Geschwindigkeit zu folgen, zu verbessern.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel, in dem sich die Verbindungsstifte über
die der Breite nach äußersten Kettenlaschen hinaus
erstrecken, ist der Durchmesser jedes Bundes an mindestens einem
Kettenrad größer als der Durchmesser eines Inkreises,
der die Verbindungsstifte auf einem Abschnitt der Kette schneidet,
der auf dem Kettenrad sitzt. In diesem Fall kann der Abschnitt jedes
Bundes, der sich in radialer Richtung nach außen über
den Inkreis hinaus erstreckt, mit einer Aussparung ausgeführt
werden, um die Verbindungsstifte aufzunehmen, ohne dass der Bund
die Verbindungsstifte berührt. In diesem Ausführungsbeispiel
ist es möglich zu verhindern, dass die Bunde mit den Verbindungsstiften
kollidieren, um die Fähigkeit der Bunde als Führungen
zu wirken, zu erhöhen und zuverlässig zu verhindern,
dass die Kette vom Kettenrad gelöst wird.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel kann jeder Bund an mindestens
einem Kettenrad ein wellenförmiges Profil aufweisen, das
alternierend Spitzen und Mulden aufweist, die derart ausgeführt sind,
dass Abschnitte der Seiten der Kettenradzähne durch die
Mulden freigelegt sind, so dass Abschnitte der Kette, die zwischen
den Kettenradzähnen angeordnet sind, von den Spitzen der
Bunde verdeckt sind. Eine Anwendung der Bunde, die ein wellenförmiges
Profil aufweisen, ermöglicht, dass das Gewicht des Kettenrads
reduziert werden kann, ohne die Fähigkeit der Bunde, in
zuverlässiger Weise als Führung zu dienen, aufzuopfern.
Durch Reduzieren des Gewichts verbessern die wellenförmigen
Profile auch die Fähigkeit des Zahnkettentriebs, Veränderungen in
der Geschwindigkeit zu folgen.
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Die
Bunde an einem Kettenrad können direkt mit einer Welle
verbunden werden, auf der das Kettenrad montiert ist, so dass der
Kettenradkörper zwischen den Bunden angeordnet ist. In
diesem Fall können die Bunde aus einem Leichtbau-Werkstoff hergestellt
werden, der sich vom Werkstoff des Kettenradkörpers unterscheidet
und kann das Gesamtgewicht des Kettenrads reduziert werden. Die
Verwendung von Bunden, die direkt mit der Welle verbunden sind,
können es auch ermöglichen, den benötigten
Raum zu reduzieren, die Fähigkeit des Zahnkettentriebs,
Veränderungen der Geschwindigkeit zu folgen, zu verbessern
und die Montage des Kettenradkörpers und andere Montageschritte
zu vereinfachen.
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Alternativ
können die Bunde an stufenförmigen Aussparungen
montiert werden, die an beiden Seiten des Kettenradkörpers
ausgebildet sind. In diesem Fall können die Bunde stabil
an dem Kettenradkörper befestigt werden, um ihre Festigkeit
bzw. Stabilität als Führungen zu erhöhen.
Ein Befestigen der Bunde an dem Kettenradkörper kann den
Zusammenbau des Kettenrads ebenfalls vereinfachen.
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FIGURENKURZBESCHREIBUNG
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1 ist
eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Zahnkettentriebs,
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kettenrads und eines Abschnitts
einer Kette eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Zahnkettentriebs,
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3 ist
eine Draufsicht eines Abschnitts einer Kette eines ersten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Zahnkettentriebs,
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4 ist
eine Seitenansicht der Kette aus 3,
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5 ist
eine Draufsicht eines Abschnitts einer Kette eines zweiten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Zahnkettentriebs,
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6 ist
eine Draufsicht einer Kette eines dritten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Zahnkettentriebs,
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7 ist
eine Seitenansicht der Kette aus 6,
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8 ist
eine Seitenansicht eines Kettenrades und eines Abschnitts einer
Kette eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Zahnkettentriebs,
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9 ist
eine Ansicht, teilweise geschnitten, des Kettenrads und der Kette
aus 8,
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10 ist
eine Seitenansicht eines Kettenrads und eines Abschnitts einer Kette
eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Zahnkettentriebs,
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11 ist
eine Ansicht, teilweise geschnitten, des Kettenrads und der Kette
aus 10,
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12 ist
eine Seitenansicht eines Kettenrads und eines Abschnitts einer Kette
eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Zahnkettentriebs,
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13 ist
eine Ansicht, teilweise geschnitten, des Kettenrads und der Kette
aus 12,
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14 ist
eine Seitenansicht eines Kettenrads und eines Abschnitts einer Kette
eines siebten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Zahnkettentriebs,
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15 ist
eine Ansicht, teilweise geschnitten, des Kettenrads und der Kette
aus 14,
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16 ist
eine Seitenansicht eines Kettenrads eines achten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Zahnkettentriebs,
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17 ist
eine Draufsicht einer Kette eines Zahnkettentriebs nach dem Stand
der Technik,
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18 ist
eine Seitenansicht eines Abschnitts der Kette aus 17 und
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19 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kettenrads und eines Abschnitts
einer Kette eines Zahnkettentriebs nach dem Stand der Technik.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Der
erfindungsgemäße Zahnkettentrieb kann in einer
Vielzahl von Ausführungsbeispielen angewendet werden. In
jedem Fall weist der erfindungsgemäße Zahnkettentrieb
vorzugsweise eine Kette und mindestens zwei Kettenräder
auf. Die Kette weist erste und zweite Sätze von Gliedreihen
auf, wobei jede Gliedreihe mindestens eine Kettenlasche aufweist.
Die Sätze von Gliedreihen befinden sich in alternierender, überlappender
Beziehung und jede Kettenlasche weist einen vorderen Stiftdurchgang
und einen hinteren Stiftdurchgang auf. Die Kette weist auch einen
Satz von Verbindungsstiften auf, wobei sich jeder Verbindungsstift
durch die hinteren Stiftdurchgänge jeder Kettenlasche einer
Gliedreihe eines ersten Satzes und durch einen vorderen Stiftdurchgang
jeder Kettenlasche einer überlappenden Gliedreihe des zweiten
Satzes erstreckt. Die Stifte verbinden die Gliedreihen in gelenkartiger
Beziehung, wobei die Gliedreihen und Verbindungsstifte eine endlose
Kraftübertragungskette bilden. Mindestens einige der Kettenlaschen
weisen mit Kettenrädern eingreifende Kettenlaschenzähne
auf.
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Jedes
Kettenrad weist einen Kettenradkörper auf, der eine Drehachse
und Kettenradzähne aufweist, die auf einer äußeren
Umfangsfläche ausgebildet sind und sich von dort radial
nach außen erstrecken, um mit den mit den Kettenrädern
eingreifenden Kettenlaschenzähnen der Kette in antreibender
oder angetriebener Beziehung in Eingriff zu gelangen. Die Kettenradzähne
weisen erste und zweite in axialer Richtung beabstandete Enden auf.
Die der Breite nach äußersten Kettenlaschen der
Kette weisen mit Kettenrädern eingreifende Kettenlaschenzähne
auf. An jedem Kettenradkörper sind Bunde angebracht, die
angrenzend an beide Enden der Kettenradzähne angeordnet
sind und sich von der äußeren Umfangsfläche
des Kettenrads radial nach außen erstrecken. Die Bunde
sind mit den mit den Kettenrädern eingreifenden Kettenlaschenzähnen
auf den der Breite nach äußersten Kettenlaschen
der Kette für eine Führung der Kette in Kontakt
bringbar, wobei die Kette in einer Linie bzw. in einer Flucht mit
dem Kettenrad gehalten wird.
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Es
ist nicht notwendig, die Kette mit Führungslaschen auszustatten,
um ein Lösen der Zähne der Kette von den Kettenradzähnen
zu verhindern und es ist nicht notwendig, die Kette breiter als
die axiale Länge bzw. die Breite der Kettenradzähne
auszuführen. Dementsprechend ist es möglich, die
Breite der Kette zu reduzieren, die Anzahl der Teile zu reduzieren
und das Gesamtgewicht der Kette zu reduzieren. Es ist außerdem
möglich, den von der Kette benötigten Raum zu
reduzieren, Abrasion, Vibrationen und Geräusche zu reduzieren,
den Zusammenbau der Kette zu vereinfachen und die Fähigkeit
der Kette, Veränderungen in der Betriebsgeschwindigkeit zu
folgen, zu verbessern.
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Die
Bunde des Kettenrads des Zahnkettentriebs können direkt
an dem Kettenradkörper oder direkt an der Welle, an der
der Kettenradkörper montiert ist, befestigt werden. Die
Bunde können aus verschiedenen Materialien bestehen, wie
bspw. aus Metallen, Harzen, keramischen Werkstoffen und dergleichen,
solange das Material, wenn es durch die Kraftübertragungskette
berührt wird, eine geeignete Abriebfestigkeit und eine
ausreichende Festigkeit bzw. Stabilität ausübt,
um als eine Führung für die Kette zu wirken.
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Insbesondere
kann ein hierfür ein Leichtbau-Werkstoff geeignet sein,
der im Stande ist, eine gleichmäßige Führungsfunktion
auszuüben und Langlebigkeit in einer Hochtemperatur-Umgebung aufweist.
Beispiele geeigneter synthetischer Harze umfassen Polyamid 6, Polyamid
46, Polyamid 66, Polyacetal-Harze und dergleichen.
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Wie
in 1 dargestellt, umfasst ein Motorsteuertrieb, in
dem ein erfindungsgemäßen Zahnkettentrieb eingebaut
ist, eine Kette 120 in angetriebenem Eingriff mit einem
antreibenden Kettenrad 160, das auf einer Motorkurbelwelle
befestigt ist, und sich in antreibendem Eingriff mit einem Paar
von angetriebenen Kettenrädern 150 befindet, die
jeweils auf einer Motornockenwelle befestigt sind. Ein Spannhebel T
führt die Kette 120 und hält eine geeignete
Spannung in dem Abschnitt der Kette 120 aufrecht, der vom
Kettenrad 160 in Richtung eines der Kettenräder 150 läuft.
Der Spannhebel T ist schwenkbar auf einem Achszapfen oder Bolzen
B gelagert, der an einem Motorblock, der nicht dargestellt ist,
befestigt ist, und wird der Spannhebel T durch einen Kolben P in einem
Gehäuse F einer Spanneinrichtung, das ebenfalls am Motorblock
befestigt ist, gegen die Kette gedrückt. Ein befestigtes
Führungselement G, das den Abschnitt der Kette führt,
der von dem anderen Kettenrad 150 auf der Nockenwelle zu
dem Kettenrad 160 auf der Kurbelwelle läuft, ist
mit Haltestiften B1 und B2 am Motorblock befestigt.
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Wie
in den 2 bis 4 dargestellt, weist der Zahnkettentrieb
eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
eine Kette 120, die zusammengesetzt ist, indem äußere
oder erste Gliedreihen und innere oder zweite Gliedreihen durch
Verbindungsstifte 121 und Hülsen 122 miteinander
verbunden sind, und ein Kettenrad 110 auf. Das Kettenrad
kann ein angetriebenes Kettenrad 150, wie in 1 dargestellt,
oder ein antreibendes Kettenrad 160 sein, wie ebenfalls
in 1 dargestellt, und weist einen Kettenradkörper 113 auf,
wie in 2 dargestellt, der auf der äußeren
Umfangsfläche mit Kettenradzähnen 111 und
an beiden Seiten des Kettenradkörpers 113 mit
Bunden 112 ausgestattet ist, die sich für ein
Führen der Kette 120 mindestens bis über
die Zahnfüße der Kettenradzähne 111 hinaus
erstrecken.
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Wie
in den 3 und 4 dargestellt, weist die Kette 120 äußere,
erste Gliedreihen, wobei jede ein Paar von äußeren
Kettenlaschen 132 aufweist, wobei jede Kettenlaschen 132 ein
Paar von vorderen und hinteren Stiftdurchgängen 133 aufweist,
und innere, zweite Gliedreihen auf, wobei jede ein Paar von inneren
Kettenlaschen 142 aufweist, wobei jede Kettenlaschen 142 ein
Paar von vorderen und hinteren Hülsendurchgängen 143 aufweist.
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Jede äußere
Kettenlasche 132 der äußeren Gliedreihe
weist Kettenlaschenzähne 134 auf und die Verbindungsstifte 121 sind
in die Stiftdurchgänge 133 der äußeren
Kettenlaschen 132 eingebracht und darin eingepresst. Die
inneren Kettenlaschen 142 der inneren Gliedreihe sind ebenfalls
mit Kettenlaschenzähnen 144 ausgestattet. Hohle
zylindrische Hülsen 122 sind in die Hülsendurchgänge 143 der
inneren Kettenlaschen 142 eingepresst. Die inneren Kettenlaschen 142 berühren
einander. Die Kette 120 ist als eine flexible, endlose
Schlinge zusammengesetzt, indem die Verbindungsstifte 121 der äußeren
Gliedreihen drehbar in den hohlen zylindrischen Hülsen 122 der
inneren Gliedreihen eingepasst sind.
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Das
Kraftübertragungssystem ist dazu angeordnet, eine Drehkraft
durch ein Eingreifen der Kettenlaschenzähne 134 und 144 der äußeren
und inneren Kettenlaschen 132 und 142 mit den
Kettenradzähnen 111 der Kettenräder 110 zu übertragen.
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Die
Bunde 112 des Kettenrads 110 sind an den äußeren
Enden der Kettenradzähne 111 angeordnet, so dass
die Bewegung der äußeren Kettenlaschen 132 der
Breite nach beschränkt ist. Die Kettenlaschenzähne 134 und 144 werden
dabei an einem Lösen von den Kettenradzähnen 111 gehindert.
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Ein
oder mehrere antreibende oder angetriebene Kettenräder
in einer Kraftübertragung, bspw. die Kettenräder 150 und 160 in 1,
können als ein Kettenrad 110 ausgeführt
sein, das Bunde 112 aufweist. In der Kraftübertragung
ist es ebenfalls möglich, dass ein oder mehrere Kettenräder
keinen Bund aufweisen. Da die Bunde auf dem Kettenrad oder auf den
Kettenrädern es für ein Verhindern eines Lösens der
Kette von einem Kettenrad überflüssig machen, Führungslaschen
auf den Außenseiten der äußeren Kettenlaschen 132,
d. h. auf den äußersten Seiten der Kette 120,
vorzusehen, ist es möglich, die Breite der Kette 120 zu
reduzieren, die Anzahl der Bauteile zu reduzieren und das Gesamtgewicht
der Kette 120 zu reduzieren. Dementsprechend ist es auch
möglich, den von dem Zahnkettentrieb beanspruchten Raum
zu reduzieren, Abrasion, Vibrationen und Geräusche zu reduzieren,
den Zusammenbau der Kette zu vereinfachen und die Fähigkeit
der Kette, auf Veränderungen in der Geschwindigkeit zu
reagieren, zu verbessern.
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Wie
im zweiten Ausführungsbeispiel in 5 dargestellt,
sind bei einer Kette 220 hohle zylindrische Hülsen 222 in
Hülsendurchgänge der inneren Kettenlaschen 242 eingepresst
und sind die inneren Kettenlaschen 242 voneinander beabstandet.
Ansonsten gleicht der Aufbau und der Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels
im Wesentlichen der Struktur und dem Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels.
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Da
es überflüssig ist an den Außenseiten
der äußeren Kettenlaschen der Kette, d. h. auf
den äußersten Seiten der Kette 220, Führungslaschen 232 vorzusehen,
ist die Anzahl der Kettenlaschen reduziert. Geräusche und
Vibrationen sind ebenfalls reduziert, indem ein Verbiegen der Verbindungsstifte
reduziert ist und indem ein gleichmäßiger Gleitkontakt zwischen
den Verbindungsstiften 221 und den Hülsen 222 gewährleistet
ist, wobei eine Flächenpressung reduziert wird. Der Entfall
der Führungslaschen reduziert die Breite der Kette 220 und
reduziert die Anzahl der Teile und das Gesamtgewicht der Kette 220.
Dementsprechend wird es auch möglich, den von der Kraftübertragung
beanspruchten Raum zu reduzieren, Abrasion, Vibrationen und Geräusche
zu reduzieren, einen Zusammenbau der Kette zu vereinfachen und die
Fähigkeit der Kette, Veränderungen in der Geschwindigkeit
zu folgen, zu verbessern.
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Wie
in den 6 und 7 dargestellt, weist ein Zahnkettentrieb
eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
eine Kette 320 auf, deren äußere oder
erste Gliedreihen flexibel mit den inneren oder zweiten Gliedreihen
verbunden sind. Jede äußere Gliedreihe weist ein
Paar von äußeren Kettenlaschen 332 auf,
die Stiftdurchgänge 333 aufweisen, und jede innere
Gliedreihe weist eine einzelne Kettenlasche 342 auf, die
Stiftdurchgänge 343 aufweist. Die äußeren
Kettenlaschen sind durch Verbindungsstifte 321 miteinander
verbunden, welche in Stiftdurchgängen 333 eingepresst
sind und sich drehbar durch die Stiftdurchgänge 343 in
den inneren Kettenlaschen erstrecken. Die Kette wirkt mit einem Kettenrad
zusammen, das nicht dargestellt ist, aber dem Kettenrad in 2 ähnlich
ist, das einen Kettenradkörper aufweist, der um die äußeren
Umfangsflächen mit Kettenradzähnen und an beiden
Seiten für eine Führung der Kette mit Bunden ausgestattet
ist.
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Außer
dem oben Beschriebenen gleichen die Struktur und der Betrieb des
Zahnkettentriebs des dritten Ausführungsbeispiels im Wesentlichen
der Struktur und dem Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels.
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Wie
in den 8 und 9 dargestellt, überträgt
ein Kettenrad 210 eines vierten erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels eines Zahnkettentriebs eine Kraft
durch einen Eingriff der Kettenräder 211 mit den
Kettenlaschenzähnen 134 und 144 der äußeren
und inneren Kettenlaschen 132 und 142 einer Kette 120.
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Beide
Seiten des Kettenrads 210 sind mit Bunden 212 ausgestattet,
welche sich über die Zahnfüße der Kettenradzähne 211 hinaus
erstrecken, jedoch nicht über ihre Zahnspitzen. Das heißt,
der Durchmesser jedes Flansches 212 ist geringer als der
Durchmesser eines imaginären Kreises, der die Spitzen der
Kettenradzähne berührt und seinen Mittelpunkt
auf der Drehachse des Kettenrads hat. Andererseits ist der Durchmesser
jedes Bundes größer als der eines imaginären
Kreises, der die Spitzen der äußeren Kettenlaschenzähne 134 in
einem Abschnitt der Kette berühren, der auf dem Kettenrad
sitzt. Dementsprechend ist eine Bewegung der äußeren Kettenlaschen 132 in
Richtung der Breite beschränkt, um ein Lösen der Kettenlaschenzähne 134 und 144 von
den Kettenradzähnen 111 durch eine Bewegung der
Kette in Querrichtung zu verhindern.
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Da
das Gesamtgewicht des Kettenrads 210 durch ein Reduzieren
des Durchmessers der Bunde 212 auf einen Durchmesser reduziert
werden kann, der nicht größer als notwendig ist,
um die Wirkung der Bunde als Führung zu ermöglichen,
ist es möglich, das Gesamtgewicht des Zahnkettentriebs
zu reduzieren und auch dessen Fähigkeit, Veränderungen der
Geschwindigkeit zu folgen, zu verbessern.
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In
einem fünften Ausführungsbeispiel, das in den 10 und 11 dargestellt
ist, überträgt ein Kettenrad 310 Kraft
durch einen Eingriff seiner Zähne 311 mit den
Kettenlaschenzähnen der äußeren und inneren
Kettenlaschen 132 und 142 einer Kette.
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Bunde 312 sind
an beiden Seiten des Kettenrads 310 an den einander abgewandten
Enden der Kettenradzähne 311 ausgestaltet. Die
Bunde 312 weisen einen größeren Durchmesser
als der eines imaginären Kreises, der die Spitzen der Kettenradzähne
berührt und seinen Mittelpunkt auf der Drehachse des Kettenrads
hat, aber einen geringeren Durchmesser als den eines Inkreises auf,
der die Verbindungsstifte 121 eines Abschnitts der Kette
schneidet, der auf dem Kettenrad sitzt. Dementsprechend ist eine
Bewegung der äußeren Kettenlaschen 132 der
Breite nach begrenzt, um zu verhindern, dass die Kettenlaschenzähne 134 und 144 sich
von den Kettenradzähnen 311 lösen, aber
die Bunde 312 können mit den Enden der Verbindungsstifte 121 nicht
kollidieren.
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Wie
in den 12 und 13 dargestellt,
ist ein Kettenrad 410 angeordnet, um eine Kraft durch einen
Eingriff der Kettenradzähne 411 mit Kettenlaschenzähnen 134 und 144 der äußeren
und inneren Kettenlaschen 132 und 142 der Kette 120 zu übertragen.
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Das
Kettenrad 410 ist an den Enden der Kettenradzähne 411 mit
Bunden 412 ausgestattet. Der Durchmesser der Bunde 412 ist
derart ausgeführt, dass die Bunde sich bis zu den Enden
der Verbindungsstifte 121 oder darüber hinaus
erstrecken. Die Bewegung der äußeren Kettenlaschen 132 wird
der Breite nach begrenzt, um zu verhindern, dass die Kettenlaschenzähne 134 und 144 sich
von den Kettenradzähnen 111 lösen.
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Wie
in den 14 und 15 dargestellt,
ist ein Kettenrad 510 eines siebten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Zahnkettentriebs angeordnet,
um eine Kraft durch Eingriff der Kettenradzähne 511 mit
den Kettenlaschenzähnen 134 und 144 der äußeren
und inneren Kettenlaschen 132 und 142 der Kette 120 zu übertragen.
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Da
die Bunde 512 an abgestuften Abschnitten 514,
die auf beiden Seiten eines Kettenradkörpers 513 vorgesehen
sind, befestigt sind, wird eine Bewegung der äußeren
Kettenlaschen 132 der Breite nach begrenzt, um zu verhindern,
dass sich die Kettenlaschenzähne 134 und 144 von
den Kettenradzähnen 111 lösen.
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Es
ist daher möglich, die Bunde 512 fest an dem Kettenradkörper 513 anzubringen,
um die Bunde zu verstärken und um die Bunde zusammen mit dem
Kettenradkörper 513 handzuhaben, so dass ein Zusammenbau
des Kettenrads vereinfacht werden kann.
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Wie
in 16 dargestellt, ist ein Kettenrad 610 eines
achten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Zahnkettentriebs mit Bunden 612 an den Enden der Kettenradzähne 611 ausgestattet.
Die Bunde sind an abgestuften Abschnitten 614, die an beiden
Seiten eines Kettenradkörpers 613 ausgestaltet
sind, befestigt, und die Bunde 612 weisen ein wellenförmiges
Profil auf, das die seitlichen Flächen der Kettenradzähne 611 freilegt
und die Abschnitte der seitlichen Flächen der äußeren
Kettenlaschenzähne, die sich zwischen den angrenzenden
Kettenradzähnen 611 befinden, verdeckt.
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Da
das wellenförmige Profil es ermöglicht, das Gewicht
des Kettenrads 610 unter Beibehalt der Höhe und
der Festigkeit der Bereiche des Bundes, die als eine Führung
dienen, zu reduzieren, kann das Gesamtgewicht des Zahnkettentriebs
reduziert werden und kann dessen Fähigkeit, Veränderungen
in der Geschwindigkeit zu folgen, verbessert werden.
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Da
es überflüssig ist, Führungslaschen auf den
Außenseiten der Kette vorzusehen, um zu verhindern, dass
sich die Zähne der Kette von den Kettenradzähnen
lösen, ist es möglich, die Breite der Kette zu
reduzieren, die Anzahl ihrer Teile zu reduzieren und das Gewicht
der Kette zu reduzieren. Dementsprechend weist der erfindungsgemäße
Zahnkettentrieb beträchtliche Vorteile auf, insbesondere
dahingehend, dass es möglich ist, den von dem Kettentrieb
beanspruchten Raum zu reduzieren, Abrasion, Vibrationen und Geräusche
zu reduzieren, einen Zusammenbau der Kette zu vereinfachen, in dem
die Anzahl der Teile reduziert sind, und die Fähigkeit
der Kette, Veränderungen in der Geschwindigkeit zu folgen,
zu verbessern.
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Bezugszeichenliste
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- 110
- Kettenrad
- 111
- Zahn
- 112
- Bund
- 113
- Kettenradkörper
- 120
- Kette
- 121
- Verbindungsstift
- 122
- Hülse
- 132
- Kettenlasche
- 133
- Stiftdurchgang
- 134
- Zahn
- 142
- Kettenlasche
- 143
- Stiftdurchgang
- 144
- Zahn
- 150
- Kettenrad
- 160
- Kettenrad
- 210
- Kettenrad
- 211
- Zahn
- 212
- Bund
- 220
- Kette
- 221
- Verbindungsstift
- 222
- Hülse
- 232
- Führungslasche
- 242
- Kettenlasche
- 300
- Zahnkettentrieb
- 310
- Kettenrad
- 311
- Zahn
- 312
- Bund
- 320
- Kette
- 321
- Verbindungsstift
- 332
- Kettenlasche
- 333
- Stiftdurchgang
- 334
- Zahn
- 342
- Kettenlasche
- 343
- Stiftdurchgang
- 344
- Zahn
- 410
- Kettenrad
- 411
- Zahn
- 412
- Bund
- 510
- Kettenrad
- 511
- Zahn
- 512
- Bund
- 513
- Kettenradkörper
- 514
- Abschnitt
- 610
- Kettenrad
- 611
- Zahn
- 612
- Bund
- 613
- Kettenradkörper
- 614
- Abschnitt
- 910
- Kettenrad
- 911
- Zahn
- 920
- Kette
- 921
- Verbindungsstift
- 922
- Hülse
- 930
- Kettenlasche
- 931
- Führungslasche
- 932
- Kettenlasche
- 933
- Stiftdurchgang
- 934
- Zahn
- 942
- Kettenlasche
- 943
- Stiftdurchgang
- 944
- Zahn
- B
- Achszapfen
- B1
- Haltestift
- B2
- Haltestift
- F
- Gehäuse
- G
- Führungselement
- P
- Kolben
- T
- Spannhebel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2009-160752 [0002, 0002]
- - US 2002/0132690 [0004]