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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Sachgebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollenkette, die aus einer Vielzahl von Innengliedern und Außengliedern, welche endlos miteinander gekoppelt sind, ausgebildet ist.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Rollenketten, die aus einer Vielzahl von Innengliedern, einer Vielzahl von Außengliedern und Rollen ausgebildet sind, sind beim Stand der Technik bekannt. Die Innenglieder sind jeweils durch Koppeln eines Paars einer vorderen und einer hinteren Buchse mit einem Paar einer linken und einer rechten Innenplatten gebildet. Die Außenglieder sind jeweils durch Koppeln eines Paars eines vorderen und eines hinteren Verbindungsstifts mit einem Paar einer linken und einer rechten Außenplatte gebildet. Die Rollen sind auf die Buchsen aufgesetzt. Die Innenglieder und die Außenglieder sind in einer Längsrichtung der Kette durch Einsetzen der Verbindungsstifte in die Buchsen alternierend und schwenkbar miteinander gekoppelt.
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Bei einer solchen Rollenkette ist bekannt, dass dann, wenn die Kette läuft, die Rollen ein Geräusch erzeugen, wenn sie mit Kettenrädern kollidieren. Es ist daher vorgeschlagen worden, Rollen
180, die aus aufgewickelten Federdrähten in Form einer Schraubenfeder ausgebildet sind, zum Zweck des Verringern dieses Geräuschs auf die Buchsen
140 aufzusetzen, wie in
9A und
9B gezeigt ist (siehe zum Beispiel die Japanische Offenlegungsschrift Nr.
H9-287637 und das US-Patent Nr.
2,909,938 ).
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Beim Kollidieren mit den Kettenrädern S verformt sich jedes der ringartigen Teile 180a, die die Rollen 180 bilden, elastisch in einer radialen Richtung, um die Stoßbelastung durch eine Kollision mit den Kettenrädern S abzumildern und dadurch das Geräusch zu verringern, das erzeugt wird, wenn diese mit den Kettenrädern S zusammengreifen.
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ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Es verformt sich jedoch nicht zwangsläufig jedes der ringartigen Teile 180a, die die schraubenfederartigen Rollen 180 bilden, elastisch in gleichförmiger Weise, wenn die Rollen 180 mit den Kettenrädern S kollidieren. Eine elastische Verformung tritt überproportional und örtlich begrenzt in den ringartigen Teilen 180a mit großem Durchmesser auf, die häufiger mit den Kettenrädern S in Kontakt kommen, wie in 9A und 9B gezeigt ist. Somit sind die ringartigen Teile 180a mit großem Durchmesser stärker anfällig für eine plastische Verformung und eine Beschädigung, und infolgedessen kann die Lebensdauer der Rollen 180 verkürzt werden.
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Wenn die ringartigen Teile 180a mit großem Durchmesser eine plastische Verformung in eine ovale Form oder dergleichen erfahren, können sich die Rollen 180 nicht mehr laufruhig relativ zu den Buchsen 140 drehen. Da dadurch die ursprüngliche Funktion der Rollen beeinträchtigt wird, bei der es sich um die Verringerung des Widerstands zwischen den Buchsen und den Kettenrädern S handelt, sind die Rollen 180 noch stärker anfällig für eine örtlich begrenzte Beschädigung oder dergleichen.
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Bei Anwendungen in modernen Fahrzeugmotoren gibt es einen wachsenden Bedarf an leichteren Auslegungen für Zeitsteuerungsketten und dergleichen, die in dem Motor zum Beispiel zum Zweck des Verbesserns der Kraftstoffeinsparung des Motors verwendet werden. Es ist daher gewünscht, dass auch die Rollen 180 leichter werden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, müssen zum Beispiel die schraubenfederartigen Rollen 180 aus dünneren Federdrähten ausgebildet werden, was nur zu einer niedrigeren Festigkeit der ringartigen Teile 180a führt und die oben beschriebenen Probleme verstärkt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen und eine Rollenkette mit einer einfachen Struktur bereitzustellen, bei der die Stoßbelastung der Rollen aufgrund einer Kollision mit den Kettenrädern S abgemildert werden kann und die Lebensdauer der Rollen verlängert werden kann sowie eine gegenseitige Störung der Kettenräder und der Innenplatten minimiert werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die oben beschriebenen Probleme durch Bereitstellen einer Rollenkette gelöst, die eine Vielzahl von Innengliedern, welche jeweils durch Koppeln eines Paars einer vorderen und einer hinteren Buchse mit einem Paar einer linken und einer rechten Innenplatte gebildet sind, eine Vielzahl von Außengliedern, die jeweils durch Koppeln eines Paars eines vorderen und eines hinteren Verbindungsstifts mit einem Paar einer linken und einer rechten Außenplatte gebildet sind, und Rollen, die auf die Buchsen aufgesetzt sind, aufweist, wobei die Innenglieder und die Außenglieder in einer Längsrichtung der Kette durch Einsetzen der Verbindungsstifte in die Buchse alternierend und schwenkbar miteinander gekoppelt sind, wobei die Rollen in einer zylindrischen Form ausgebildet sind und in der axialen und Umfangsrichtung der Rollen durchgehend rohrförmig verbunden sind, und wobei jede der Rollen derart gekrümmt ist, dass sich ein Innendurchmesser an beiden Enden derselben von demjenigen eines mittleren Teils derselben unterscheidet und sich ein Außendurchmesser an beiden Enden derselben von demjenigen des mittleren Teils unterscheidet, so dass sich die Rollen elastisch verformen, wenn sie mit den Kettenrädern in Kontakt kommen, da die Rollen sandwichartig zwischen den Buchsen und den Kettenrädern angeordnet sind.
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Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Rollen derart gekrümmt, dass sie sich elastisch verformen, wenn sie mit den Kettenrädern in Kontakt kommen, da sie sandwichartig zwischen den Kettenrädern und den Buchsen angeordnet sind. Auf diese Weise bieten die Rollen dadurch eine Federwirkung, dass sie eine elastische Verformung erfahren, um die Stoßbelastung aufgrund einer Kollision mit den Kettenrädern abzumildern, und somit kann das Geräusch verringert werden, das erzeugt wird, wenn diese mit den Kettenrädern zusammengreifen.
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Die Rollen sind in einer zylindrischen Form ausgebildet und rohrförmig durchgehend in der axialen und Umfangsrichtung der Rollen verbunden, so dass sie in ihrer Gesamtheit den Stoß der Kettenräder durch die elastische Verformung absorbieren können, im Gegensatz zu bekannten Rollen in Form einer Schraubenfeder, bei denen der Stoß von den Kettenrädern örtlich begrenzt in ringartigen Teilen mit großem Durchmesser auftritt. Auf diese Weise werden eine örtlich begrenzte plastische Verformung und eine Beschädigung der Rollen minimiert und kann die Lebensdauer der Rollen verlängert werden.
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Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Rollen derart gekrümmt, dass der Innendurchmesser an beiden Enden der Rollen größer ist als derjenige des mittleren Teils und der Außendurchmesser an beiden Enden derselben größer ist als derjenige des mittleren Teils. Auf diese Weise kann Schmieröl von beiden Enden der Rollen aus leicht zwischen die Rollen und die Buchsen gelangen, so dass das Schmieröl zwischen den Rollen und den Buchsen eine Funktion des Abmilderns und Dämpfens von Stößen bieten kann, und somit kann die Stoßbelastung aufgrund einer Kollision mit den Kettenrädern weiter verringert werden.
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Ferner sind die Rollen in einer zylindrischen Form ausgebildet und in der axialen und Umfangsrichtung der Rollen rohrförmig durchgehend verbunden und derart gekrümmt, dass der Außendurchmesser an beiden Enden größer ist als derjenige des mittleren Teils der Rollen. Auf diese Weise können die Rollen dann, wenn sie mit den Kettenrädern in Kontakt kommen, die Kettenräder mittels ihrer Außenumfangsfläche, deren Fläche in der axialen Richtung durchgehend ist, sanft axial nach innen führen, und dadurch kann eine gegenseitige Störung der Kettenräder und der Innenplatten minimiert werden, wodurch die Erzeugung von Geräusch verhindert wird.
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Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Rollen derart gekrümmt, dass der Innendurchmesser an beiden Enden derselben kleiner ist als derjenige des mittleren Teils und der Außendurchmesser derselben kleiner ist als derjenige des mittleren Teils. Auf diese Weise kann Schmieröl leicht zwischen den Rollen und den Buchsen gehalten werden, so dass das Schmieröl zwischen den Rollen und den Buchsen eine Funktion des Abmilderns und Dämpfens von Stößen bieten kann, und somit kann die Stoßbelastung aufgrund einer Kollision mit den Kettenrädern weiter verringert werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Querschnittansicht mit Darstellung eines Innenglieds einer Rollenkette gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 zeigt eine Querschnittansicht mit Darstellung der Rollenkette gemäß der ersten Ausführungsform;
- 3 zeigt eine veranschaulichende schematische Darstellung, die zeigt, wie ein Kettenrad und eine Rolle bei der ersten Ausführungsform miteinander in Kontakt kommen;
- 4 zeigt eine veranschaulichende schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der Rolle gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 5 zeigt eine perspektivische Querschnittansicht mit Darstellung eines Innenglieds einer Rollenkette gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 6 zeigt eine Querschnittansicht mit Darstellung der Rollenkette gemäß der zweiten Ausführungsform;
- 7 zeigt eine veranschaulichende schematische Darstellung, die zeigt, wie ein Kettenrad und eine Rolle bei der zweiten Ausführungsform miteinander in Kontakt kommen;
- 8 zeigt eine veranschaulichende schematische Darstellung, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der Rolle gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt; und
- 9A
und 9B zeigen veranschaulichende Darstellungen, die zeigen, wie ein Kettenrad und eine Rolle bei einer bekannten Rollenkette miteinander in Kontakt kommen.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend wird eine Rollenkette 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
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Die Rollenkette 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist als Zeitsteuerungskette ausgebildet, die in einem Fahrzeugmotor verwendet wird, und umfasst, wie in 1 und 2 gezeigt ist, eine Vielzahl von Innengliedern 20, die jeweils aus einem Paar einer vorderen und einer hinteren zylindrischen Buchse 40 aufgebaut sind, welche mit einem Paar einer linken und einer rechten Innenplatte 30 verbunden sind, eine Vielzahl von Außengliedern 50, die jeweils aus einem Paar eines vorderen und eines hinteren Verbindungsstifts 70 aufgebaut sind, welche mit einem Paar einer linken und einer rechten Außenplatte 60 verbunden sind, und Metallrollen 80, die auf die Buchsen 40 aufgesetzt sind. Diese Vielzahl von Innengliedern 20 und Außengliedern 50 sind in der Längsrichtung der Kette durch Einsetzen der Verbindungsstifte 70 in die Buchsen 40 alternierend und schwenkbar miteinander gekoppelt.
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Jede Rolle 80 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und in der axialen und Umfangsrichtung der Rolle rohrförmig durchgehend verbunden, wie in 1 bis 3 gezeigt ist.
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Jede Rolle 80 ist so gekrümmt, dass sie sich an beiden Enden derart aufweitet, dass der Innendurchmesser an beiden Enden der Rolle größer ist als der Innendurchmesser eines mittleren Teils der Rolle, sowie der Außendurchmesser an beiden Enden der Rolle größer ist als der Außendurchmesser des mittleren Teils der Rolle.
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Die Außenumfangsfläche der Rolle 80 ist derart konkav gekrümmt, dass sich der Rollendurchmesser von beiden axialen Enden der Rolle aus in Richtung der Mitte der Rolle sanft verkleinert.
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Die Innenumfangsfläche der Rolle 80 ist derart konvex gekrümmt, dass sich der Rollendurchmesser von beiden axialen Enden der Rolle aus in Richtung der Mitte der Rolle sanft verkleinert.
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Die Dicke der Rolle 80 ist über die gesamte Fläche im Wesentlichen gleichförmig.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Rolle 80 so ausgebildet, wie in 4 gezeigt ist, wobei nach dem Ausbilden eines bahnförmigen Materials zu einer zylindrischen Form Vorrichtungen T1 von beiden Enden der Rolle eingesetzt werden, um in den Innenumfang der Rolle 80 eingepasst zu werden.
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Spezifische Verfahren zum Ausbilden der Rolle 80 sind nicht auf das oben beschriebene beschränkt und können jede Einrichtung oder jeden Prozess umfassen.
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Bei der so erhaltenen Rollenkette 10 gemäß der ersten Ausführungsform kommt dann, wenn die Rolle mit dem Kettenrad S in Kontakt kommt, die Außenumfangsfläche der Rolle 80 an zwei Kettenrad-Kontaktabschnitten 81 nahe beiden Enden der Rolle mit dem Kettenrad S in Kontakt, während die Innenumfangsfläche der Rolle 80 an einem Buchsen-Kontaktabschnitt 82 nahe der Mitte der Rolle mit der Buchse 40 in Kontakt kommt, wie in 3 gezeigt ist.
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Die Rolle kommt somit an jeweils zwei Kettenrad-Kontaktabschnitten 81 und einem Buchsen-Kontaktabschnitt 82, die axial voneinander versetzt sind, mit dem Kettenrad S und der Buchse 40 in Kontakt und ist derart sandwichartig zwischen der Buchse 40 und dem Kettenrad S angeordnet, dass die Rolle 80 dann, wenn sie mit dem Kettenrad S in Kontakt kommt, im Wesentlichen insgesamt eine elastische Verformung erfährt, um die Stoßbelastung aufgrund einer Kollision mit dem Kettenrad S abzumildern.
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Spezifische Formen der Rolle 80 sind nicht auf die oben beschriebene beschränkt und können jedes Merkmal aufweisen, solange die Rolle 80 derart gekrümmt ist, dass ihr Innendurchmesser an beiden Enden größer ist als in der Mitte und ihr Außendurchmesser an beiden Enden größer ist als in der Mitte, so dass sich die Rolle elastisch verformt, wenn sie mit dem Kettenrad S in Kontakt kommt, da sie sandwichartig zwischen der Buchse 40 und dem Kettenrad S angeordnet ist.
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Zum Beispiel ist die oben beschriebene Rolle 80 zwar insgesamt über ihre axiale Länge gekrümmt, die Rolle kann jedoch auch nur an beiden Enden gekrümmt sein, um ihren Durchmesser in der axialen Richtung nach außen zu vergrößern, und in der Mitte nicht gekrümmt sein. In diesem Fall wird der mittlere Teil der Rolle zylindrisch gehalten, so dass die Innenumfangsfläche der Rolle 80 in der Mitte der Rolle (Buchsen-Kontaktabschnitt 82) über eine vorbestimmte Distanz in der axialen Richtung der Rolle mit der Außenumfangsfläche der Buchse 40 in Kontakt kommt, wodurch ein Neigen der Rolle 80 relativ zu der Buchse 40 minimiert wird.
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Als Nächstes wird eine Rollenkette 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 5 bis 8 beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist exakt die gleiche wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform mit Ausnahme der Rolle 80, und daher werden andere Ausgestaltungen als die der Rolle 80 nicht nochmals beschrieben.
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Die Rolle 80 in der Rollenkette 10 gemäß der zweiten Ausführungsform ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und in der axialen und Umfangsrichtung der Rolle rohrförmig durchgehend verbunden, wie in 5 bis 7 gezeigt ist.
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Jede Rolle 80 ist derart in einer fassartigen Form gekrümmt, dass sie in der Mitte ausgebaucht ist, so dass der Innendurchmesser an beiden Enden der Rolle kleiner ist als der Innendurchmesser im mittleren Teil der Rolle sowie der Außendurchmesser an beiden Enden der Rolle kleiner ist als der Außendurchmesser im mittleren Teil der Rolle.
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Die Außenumfangsfläche der Rolle 80 ist derart konvex gekrümmt, dass sich der Rollendurchmesser sanft von beiden axialen Enden der Rolle aus in Richtung der Mitte der Rolle vergrößert.
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Die Innenumfangsfläche der Rolle 80 ist derart konkav gekrümmt, dass sich der Rollendurchmesser sanft von beiden axialen Enden der Rolle aus in Richtung der Mitte der Rolle vergrößert.
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Die Dicke der Rolle 80 ist über die gesamte Fläche im Wesentlichen gleichförmig.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Rolle 80 so ausgebildet wie in 8 gezeigt ist, wobei nach dem Ausbilden eines bahnförmigen Materials in eine zylindrische Form zwei einander gegenüberliegende Vorrichtungen T2 an beiden Enden der Rolle aneinander angenähert werden, um Kräfte auf die Rolle aufzubringen, um den Durchmesser an beiden Enden der Rolle 80 zu verringern.
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T3 in 8 stellt eine weitere Vorrichtung zum Positionieren der zwei Vorrichtungen T2 dar.
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Spezifische Verfahren zum Ausbilden der Rolle 80 sind nicht auf das oben beschriebene beschränkt und können jede Einrichtung oder jeden Prozess umfassen.
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Bei der so erhaltenen Rollenkette 10 gemäß der zweiten Ausführungsform kommt dann, wenn die Rolle mit dem Kettenrad S in Kontakt kommt, die Außenumfangsfläche der Rolle 80 an einem Kettenrad-Kontaktabschnitt 81 in der Mitte der Rolle mit dem Kettenrad S in Kontakt, während die Innenumfangsfläche der Rolle 80 an zwei Buchsen-Kontaktabschnitten 82 nahe beiden Enden der Rolle mit der Buchse 40 in Kontakt kommt, wie in 7 gezeigt ist.
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Die Rolle kommt somit jeweils an einem Kettenrad-Kontaktabschnitt 81 und zwei Buchsen-Kontaktabschnitten 82, die axial voneinander versetzt sind, mit dem Kettenrad S und der Buchse 40 in Kontakt und ist derart sandwichartig zwischen der Buchse 40 und dem Kettenrad S angeordnet, dass die Rolle 80 dann, wenn sie mit dem Kettenrad S in Kontakt kommt, im Wesentlichen insgesamt eine elastische Verformung erfährt, um die Stoßbelastung aufgrund einer Kollision mit dem Kettenrad S abzumildern.
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Spezifische Formen der Rolle 80 sind nicht auf die oben beschriebene beschränkt und können jedes Merkmal aufweisen, solange die Rolle 80 derart gekrümmt ist, dass ihr Innendurchmesser an beiden Enden kleiner ist als in der Mitte und ihr Außendurchmesser an beiden Enden kleiner ist als in der Mitte, so dass sich die Rolle elastisch verformt, wenn sie mit dem Kettenrad S in Kontakt kommt, da sie sandwichartig zwischen der Buchse 40 und dem Kettenrad S angeordnet ist.
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Zum Beispiel ist die oben beschriebene Rolle 80 zwar insgesamt über ihre axiale Länge gekrümmt, die Rolle kann jedoch auch nur an beiden Enden gekrümmt sein, um ihren Durchmesser in der axialen Richtung nach außen zu vergrößern, und in der Mitte nicht gekrümmt sein. In diesem Fall wird der mittlere Teil der Rolle zylindrisch gehalten, so dass die Außenumfangsfläche der Rolle 80 in der Mitte der Rolle (Kettenrad-Kontaktabschnitt 81) über eine vorbestimmte Distanz in der axialen Richtung der Rolle mit dem Kettenrad S in Kontakt kommt, wodurch ein Neigen der Rolle 80 relativ zu dem Kettenrad S minimiert wird.
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Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und sie kann mit verschiedenen Auslegungsänderungen ausgeführt werden, ohne dass dadurch vom Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird, der in den Ansprüchen festgelegt ist.
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Zum Beispiel ist die Rollenkette bei den vorstehenden Ausführungsformen zwar als Zeitsteuerungskette eines Fahrzeugmotors beschrieben worden, der Verwendungszweck der Rollenkette gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, und sie kann als Übertragungskette oder Förderkette verwendet werden.
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Die Ketten weisen zwar bei den vorstehenden Ausführungsformen ein Innenglied in der Kettenbreitenrichtung auf, sie können jedoch auch eine Vielzahl von Innengliedern aufweisen, die in der Kettenbreitenrichtung angeordnet sind.
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Die Buchsen sind bei den oben beschriebenen Ausführungsformen zwar zylindrisch, spezifische Formen der Buchsen sind jedoch nicht auf die beschriebene beschränkt. Die Buchse kann jede andere Form aufweisen, z. B. gekrümmt sein, so dass sie in der axialen Richtung derselben in der Mitte in einer fassartigen Form ausgebaucht ist.
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Die Rollen können durch Aufrollen eines bahnförmigen Materials zu einem Rohr ausgebildet werden oder können nahtlos ausgebildet werden.
