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Diese Erfindung betrifft einen Zahnketten-Übertragungsmechanismus zum
Übertragen einer Kraft zwischen Kettenrädern, die unterschiedliche Anzahlen von Zähnen
aufweisen, und genauer gesagt einen Zahnketten-Übertragungsmechanismus, der
für Anwendungen wie beispielsweise das Antreiben einer Nockenwelle und einer
Ausgleichswelle über die Kurbelwelle eines Viertaktmotors geeignet ist.
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Ein Zahnketten-Übertragungsmechanismus, der verwendet wird, wenn ein
Einlassventil, ein Auslassventil, eine Ausgleichseinrichtung und dergleichen über eine
Kurbelwelle eines Viertaktmotors angetrieben werden, ist in Fig. 7 gezeigt. Der
Mechanismus umfasst einen zur Steuerung des Öffnens und Schließens eines Ventils
dienenden Übertragungsmechanismus M1, der ein Kurbelwellenkettenrad A11a
zum Antreiben eines Ventils, ein Nockenwellenkettenrad A12a für Einlassventile,
ein Nockenwellenkettenrad A12b für Auslassventile, eine zum Steuern des Öffnens
und Schließens von Ventilen dienende Zahnkette 20a, die um die drei Kettenräder
gewunden ist, und eine Spanneinrichtung 30a aufweist, die die Spannung der Kette
20a liefert, und einen für die Ausgleichseinrichtung vorgesehenen
Übertragungsmechanismus M2, der ein zum Antreiben der Ausgleichseinrichtung dienendes
Kurbelwellenkettenrad A11b, dessen Welle koaxial mit dem das Ventil antreibenden
Kurbelwellenkettenrad A11a abgestützt ist, ein Ausgleichswellenkettenrad A13,
eine zum Antreiben der Ausgleichseinrichtung dienende Zahnkette 20b, die um die
Kettenräder A11b und A13 gewunden ist, und eine Spanneinrichtung 30b aufweist,
die die Spannung in der Kette 20b liefert. Obgleich nur ein
Ausgleichswellenkettenrad gezeigt ist, sind bei einem typischen Viertaktmotor zwei Ausgleichswellen, die
jeweils ihr eigenes Kettenrad aufweisen, vorgesehen, welches jeweils über eine
Ausgleichseinrichtungskette von einem separaten zum Antreiben einer
Ausgleichseinrichtung dienenden Kurbelwellenkettenrad angetrieben ist.
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Bei beiden Ketten 20a und 20b sind Kettengliedreihen, die jeweils aus einer
Vielzahl von Kettenlaschen zusammengesetzt sind, mittels Verbindungsstiften
gekoppelt, wobei die Kettenlaschen nachfolgender Reihen miteinander überlappen. Jede
Kettenlasche weist ein Paar von gestanzten Eingriffszähnen auf. Die Kettenlaschen
jeder Kettengliedreihe sind in der Breitenrichtung der Kette parallel zueinander
angeordnet und zufällig kombiniert.
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Wenn sich das Kurbelwellenkettenrad A11a zum Antreiben von Ventilen zweimal
dreht, werden das Einlassventil und das Auslassventil jeweils einmal gedreht.
Daher muss die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kurbelwellenseite bei der
Nockenwelle um 1/2 reduziert werden und sind folglich die Anzahlen von Zähnen des
Nockenwellenkettenrads A12a des Einlassventils und des Nockenwellenkettenrads
A12b des Auslassventils jeweils doppelt so hoch wie die Anzahl von Zähnen des
Kurbelwellenkettenrads A11a zum Antreiben der Ventile.
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Wenn sich die Kurbelwelle zum Antreiben der Ausgleichseinrichtung einmal dreht,
wird die Ausgleichswelle zweimal gedreht, um einen hohen Grad an
Ungleichgewicht in der Kurbelwelle zu kompensieren. Daher muss die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Seite der Kurbelwelle zum Antreiben der Ausgleichseinrichtung an der
Ausgleichswelle verdoppelt werden und ist die Anzahl an Zähnen des
Kurbelwellenkettenrads A11b zum Antreiben der Ausgleichseinrichtung doppelt so hoch wie die
Anzahl an Zähnen des Ausgleichswellenkettenrads A13.
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Evolventenzähne, die unter denselben Zahnschneidebedingungen erhalten worden
sind, d. h. Evolventenzähne, die mit einem Wälzfräser HC geschnitten worden sind,
der dieselbe Wälzfräserteilung Ph wie die Kettenteilung Pc der obengenannten
Zahnkette aufweist, sind auf dem Kurbelwellenkettenrad A11a zum Antreiben der
Ventile, auf den Nockenwellenkettenrädern A12a und A12b und auf dem
Ausgleichswellenkettenrad A13 ausgebildet.
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Selbst wenn die Kettenlaschen 21 der zum Öffnen und Schließen der Ventile
dienenden Kette 20a und der Ausgleichseinrichtungskette 20b sorgfältig gestanzt
werden, werden - wie in Fig. 8A gezeigt - aufgrund von Stanzvibrationen während des
Stanzvorgangs geringe Verschiebungen hinsichtlich der Positionen der gebohrten
Stiftlöcher 21a beim Bohren der Positionen der Stiftlöcher 2la erzeugt. Folglich
können die Distanzen A und 8 von den Umfängen der Löcher zu den äußeren
Zahnflanken differieren und können ebenfalls die Distanzen C und D von den Mitten
der Löcher zu einem Mittelpunkt entlang der Länge der Kettenfasche differieren.
Daher sind die Kettenlaschen 21 links und rechts nicht immer symmetrisch, wie dies
in Fig. 8C gezeigt ist, wo A = B und C = D. Vielmehr ist eine typische Kettenlasche
durch die Bedingungen A > B und C < D charakterisiert, wie dies in Fig. 8A gezeigt ist.
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In den Fig. 8A, 8B und 8C ist "w" die Breite der Kettenlasche in der Längsrichtung
der Kette und ist "h" die Höhe, die von der Kettenteilungslinie zu dem Schnittpunkt
von imaginären Verlängerungen von geraden Abschnitten der Außenflanken der
Kettenlasche gemessen ist. Wenn während des Zusammenbaus der Kette große
Anzahlen von Kettenlaschen 21 in der Breitenrichtung der Kette parallel und zufällig
kombiniert werden, um Kettengliedreihen 22 zu bilden, neigen - wie in Fig. 8B
gezeigt - die Formen W und H der Kettengliedreihen 22, die den Einhüllenden der
Dimensionen w und h der individuellen Kettenlaschen 21 entsprechen, dazu,
geringfügig größer zu werden als die äußeren Dimensionen w und h der individuellen
Kettenlaschen 21. Selbst wenn alle Kettenlaschen derart gestanzt werden, dass sie
identisch sind, wird ein Umkehren einer vorgegebenen Kettenlasche hinsichtlich der
Vorwärts-Rückwärts-Richtung beim Zusammenbau einer Kettengliedreihe die in
Fig. 8B gezeigte Bedingung zur Folge haben, falls die Dimensionen A und B
geringfügig differieren oder die Dimensionen C und D geringfügig differieren.
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Folglich werden Eingriffsfehler auftreten, und zwar selbst in dem Fall eines
Kettenrads, das im Hinblick auf optimale Eingriffsbedingungen mittels eines Wälzfräsers
HC ausgebildet ist, der eine Wälzfräserteilung Ph aufweist, die dieselbe wie die
Kettenteilung Pc ist, die zwischen einem Paar von Stiftlöchern gemessen ist, die in
die Kettenlaschen eingestanzt sind. Diese Eingriffsfehler sind durch den straffen
Eingriff zwischen dem Kettenrad und den Kettenlaschen aufgrund der Differenzen
δw und δh - siehe Fig. 8B bzw. 8C - zwischen den äußeren Dimensionen W und H
der Kettengliedreihe 22 und den äußeren Dimensionen w und h der individuellen
Kettenlaschen 21 begründet. Diese Differenzen führen zur Erzeugung von
Geräuschen und Schwingungen in der Zahnkette. Die Probleme der Geräusche und
Schwingungen konnten nicht einfach durch die Steuerung lediglich der Form und
des Aufbaus der Zahnkette gelöst werden.
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Wieder unter Bezugnahme auf die Fig. 7 sind bei einem herkömmlichen
Zahnketten-Übertragungsmechanismus sämtliche Evolventenzähne des die Ventile
antreibenden Kurbelwellenkettenrads A11a, des Nockenwellenkettenrads A12a und des
Ausgleichswellenkettenrads A13, die sämtlich verschiedene Anzahlen von Zähnen
aufweisen, unter Verwendung eines Wälzfräsers HC hergestellt, der eine
Wälzfräserteilung Ph aufweist. Daher ist es sehr schwierig, einen optimalen Eingriff
zwischen einer Kette und all diesen verschiedenen Kettenrädern zu erreichen, und es
ist nicht möglich, Eingriffsfehler zu vermeiden, die bei jedem Kettenrad auftreten
können. Eingriffsfehler führen zu einer weiteren Zunahme von Geräuschen und
Schwingungen.
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Insbesondere weist das Nockenwellenkettenrad A12a eine große Anzahl von
Zähnen auf und ist die Anzahl von Kettenlaschen, die um das Nockenwellenkettenrad
gewunden sind, größer als die Anzahl von Kettenlaschen, die um das die Ventile
antreibende Kurbelwellenkettenrad A11a gewunden sind, das eine geringere
Anzahl von Zähnen aufweist. Das die Ausgleichseinrichtung antreibende
Kurbelwellenkettenrad A11b weist einen größeren Aufwickelwinkel als das
Ausgleichswellenkettenrad A13 auf. Deshalb bewirkt bei den Nockenwellenkettenrädern und bei dem
die Ausgleichseinrichtung antreibenden Kurbelwellenkettenrad der kumulative
Effekt des oben erwähnten straffen Eingriffs, dass sich die Zahnkette außerhalb der
ursprünglichen Kettenteilungslinie L bewegt, und ergeben sich Probleme
dahingehend, dass die Bewegungslinie mit einer nachteiligen Auswirkung auf die
Eigenschaften des Übertragungsmechanismus, welche seine Geräusche, seine
Schwingungen, seine Reibungseigenschaften und seine Bewegungsstabilität umfassen,
von einem zulässigen Bereich bei der Gestaltung und des Designs hinsichtlich der
Kettenteilungslinie abweicht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zahnketten-
Übertragungsmechanismus bereitzustellen, bei dem die Kettengliedreihen einer
Zahnkette aus parallelen Kettenlaschen zusammengesetzt sind, die zufällig
kombiniert sind, und die Kettengliedreihen miteinander überlappen und mittels
Verbindungsstiften gekoppelt sind, wobei ein geeignetes Umlaufen auf einer geplanten
Kettenteilungslinie - ohne ein Abweichen - ermöglicht ist, und bei dem verbesserte
Geräusch-, Schwingungs- und Reibungseigenschaften und eine verbesserte
Bewegungsstabilität realisiert werden können.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch einen
Zahnketten-Übertragungsmechanismus mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach
umfasst der Zahnketten-Übertragungsmechanismus eine Zahnkette, die aus
Kettengliedreihen zusammengesetzt ist, welche mittels Verbindungsstiften aneinander
gekoppelt sind, wobei jede Kettengliedreihe aus gezahnten Kettenlaschen
aufgebaut ist, die zufällig ausgewählt und in paralleler Beziehung zueinander - Seite an
Seite - angeordnet sind, und wobei die Kettenlaschen einer jeden Kettengliedreihe
mit Kettenlaschen zweier angrenzender Kettengliedreihen überlappen, und ein mit
der Zahnkette eingreifendes Kettenrad, wobei das Kettenrad Zähne aufweist, die
mit einem Wälzfräser geschnitten sind, der eine Wälzfräserteilung aufweist, die
kleiner als die Kettenteilung der Zahnkette ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verhältnis der Wälzfräserteilung
zu der Kettenteilung der Zahnkette einen Wert auf, der innerhalb eines Bereichs
von 0,96 bis 1,00 liegt.
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Der Ausdruck "Kettenteilung" bedeutet bei Verwendung unter Bezugnahme auf die
Zahnkette dieser Erfindung den zentralen Zwischenraum zwischen einem Paar von
Stiftlöchern, die in die Kettenlasche gestanzt sind, oder einen zentralen
Zwischenraum zwischen einem Paar von Verbindungsstiften, die durch die Kettenlasche
gesteckt sind. Der Ausdruck "Wälzfräserteilung" bedeutet bei Verwendung unter
Bezugnahme auf einen Wälzfräser den Abstand zwischen korrespondierenden
Punkten auf nachfolgenden Zahnstangenzähnen im Rahmen eines Abschnitts, der
senkrecht zu der Zahnlinie des Wälzfräsers verläuft.
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Wenn bei einem Zahnketten-Übertragungsmechanismus das Verhältnis der
Wälzfräserteilung zu der Kettenteilung der Zahnkette innerhalb eines Bereichs von 0,96
bis 1,00 liegt, kann des Weiteren ein optimaler Eingriff der Kette mit einem
Kettenrad bei geringem Geräusch und geringen Vibrationen realisiert werden. Wenn
jedoch das Teilungsverhältnis geringer als 0,96 ist, tritt eine Fehlfunktion aufgrund
eines Springens der Kettenradzähne auf und können Geräusche und Vibrationen
nicht reduziert werden. Wenn darüber hinaus das Teilungsverhältnis 1,00
übersteigt, wird der Eingriff straff, tritt wahrscheinlich eine Eingriffsfehlfunktion auf und
können Geräusche und Vibrationen nicht reduziert werden.
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Der Zahnketten-Übertragungsmechanismus der Erfindung überträgt Kraft zwischen
Kettenrädern mit unterschiedlichen Anzahlen von Zähnen und die überlegenen
charakteristischen Funktionen und Wirkungen des
Zahnketten-Übertragungsmechanismus sind im Folgenden beschrieben.
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Das Kettenrad, das unter Verwendung eines Wälzfräsers hergestellt ist, der eine
Wälzfräserteilung aufweist, die kleiner ist als die Kettenteilung, weist geringfügig
dünnere individuelle Kettenradzähne auf. Die Anzahl an Zähnen auf dem Kettenrad
wird nicht beeinflusst, jedoch wird der Durchmesser des Kettenrads im Vergleich
mit dem Durchmesser eines Kettenrads, das durch einen Wälzfräser hergestellt
wird, der eine Wälzfräserteilung aufweist, die dieselbe wie die Kettenteilung ist,
geringfügig geringer.
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Deshalb können in dem Fall einer Zahnkette, die aus Kettenlaschen
zusammengesetzt ist, die derart zufällig kombiniert sind, dass die einhüllende Form einer
Kettengliedreihe größer ist als die äußere Form einer individuellen Kettenlasche, die
Kettengliedreihen in den jeweiligen Zwischenräumen zwischen den dünneren Zähnen
des Kettenrads untergebracht werden. Folglich kann die Zahnkette korrekt auf einer
vorgegebenen Kettenteilungslinie umlaufen und zuverlässig mit den Kettenrädern
des Übertragungsmechanismus eingreifen.
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In den Fällen eines Kettenrads, das eine große Anzahl von Zähnen und eine große
Anzahl von aufgenommenen Kettenlaschen aufweist, und eines Kettenrads, das
einen Aufwickelwinkel von 180 Grad oder mehr aufweist, können die jeweiligen
Zwischenräume zwischen den dünneren Zähnen der Kettenräder die äußeren
einhüllenden Formen der nachfolgenden Kettengliedreihen unterbringen, wobei die
äußeren einhüllenden Formen größer sind als die äußeren Formen der individuellen
Kettenlaschen. Daher kann die Erfindung den Nachteil einer Zahnkette vermeiden,
die sich wie in dem herkömmlichen Fall aufgrund eines übermäßigen kumulativen
straffen Eingriffs außerhalb der ursprünglichen Kettenteilungslinie bewegt.
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Zusätzlich zu den obigen Effekten kann der Zahnketten-Übertragungsmechanismus
eine optimale Eingriffshöhe während des Eingriffs der Zahnkette mit den
Kettenrädern gewährleisten, wenn das Teilungsverhältnis der Wälzfräserteilung relativ zur
Kettenteilung der Zahnkette innerhalb eines Bereichs von 0,96 bis 1,00 liegt.
Miteinander gekoppelte Kettengliedreihen schwenken gleichmäßig und gelenkig um
ihre Verbindungsstifte, so dass ein Eingriffsfehler und das Springen der
Kettenradzähne nicht auftreten.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter
Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung lediglich beispielhaft im Detail
beschrieben. In der Zeichnung zeigen
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Fig. 1A eine schematische Vorderansicht, die das Zahnschneiden eines
Kettenrads gemäß einem herkömmlichen Zahnschneideverfahren zeigt
und dieses mit dem Zahnschneideverfahren gemäß der Erfindung
vergleicht, das in Durchsicht gezeigt ist,
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Fig. 1B eine schematische Vorderansicht, die das Zahnschneiden eines
Kettenrads gemäß der Erfindung zeigt, wobei das herkömmliche
Zahnschneideverfahren in Durchsicht gezeigt ist,
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Fig. 2A eine schematische Vorderansicht, die den Eingriff einer Kette mit
einem Kettenrad bei einer Übertragung gemäß dem Stand der Technik
zeigt,
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Fig. 2B eine schematische Vorderansicht, die den Eingriff einer Kette mit
einem Kettenrad bei einer erfindungsgemäßen Übertragung zeigt,
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Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Geräuschniveau und
dem Verhältnis zwischen der Wälzfräserteilung bezüglich des
Kettenradzahnschneidens und der Kettenteilung zeigt,
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Fig. 4 eine schematische Darstellung, die den Eingriff einer Kette mit einem
Kettenrad und die Beziehung zwischen der Kettenteilung und der
Kettenradteilung zeigt, wobei das Verhältnis der Wälzfräserteilung zu
der Kettenteilung der Zahnkette 1,00 oder mehr beträgt,
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Fig. 5 eine schematische Darstellung, die den Eingriff einer Kette mit einem
Kettenrad und die Beziehung zwischen der Kettenteilung und der
Kettenradteilung zeigt, wobei das Verhältnis der Wälzfräserteilung zu
der Kettenteilung der Zahnkette innerhalb des optimalen Bereichs von
0,96 bis 1,00 liegt,
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Fig. 6 eine schematische Darstellung, die den Eingriff einer Kette mit einem
Kettenrad und die Beziehung zwischen der Kettenteilung und der
Kettenradteilung zeigt, wobei das Verhältnis der Wälzfräserteilung zu
der Kettenteilung der Zahnkette weniger als 0,96 beträgt,
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Fig. 7 eine schematische Vorderansicht eines
Zahnketten-Übertragungsmechanismus und
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Fig. 8A, Vorderansichten, die den Unterschied zwischen der äußeren Form
8B, 8C einer Kettengliedreihe und der äußeren Form einer individuellen
Kettenlasche zeigen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Zahnketten-Übertragungsmechanismus
gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Der Zahnketten-Übertragungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ist
im Wesentlichen derselbe wie der Zahnketten-Übertragungsmechanismus bei
einem in Fig. 7 gezeigten herkömmlichen Viertaktmotor, welcher oben beschrieben
ist.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 7 sind in der Zahnkette 20a zum Steuern des Öffnens
und Schließens der Ventile und in der Zahnkette 20b zum Antreiben der
Ausgleichseinrichtung Kettengliedreihen 22 überlappend zueinander angeordnet. Jede
Kettengliedreihe umfasst eine Vielzahl von Kettenlaschen 21, die jeweils ein Paar
von Eingriffszähnen aufweisen, die aus einem ungelochten Stahlblech gestanzt
sind. Die Kettenlaschen sind in jeder Reihe parallel zueinander angeordnet und
zufällig kombiniert. Die Ketten 20a und 20b weisen dieselben Formen und
Aufbauten auf und unterscheiden sich voneinander lediglich darin, dass sie
unterschiedliche Anzahlen von gekoppelten Kettengliedreihen 22 aufweisen.
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Wie vorher erwähnt, zeigt die individuelle Kettenlasche 21 geringfügige Differenzen
in den Abständen zwischen den Umfängen der Stiftlöcher und den äußeren
Flanken und von den Mitten der jeweiligen Stiftlöcher zu einer Symmetrieachse, wie
dies in Fig. 5A gezeigt ist. Diese Differenzen - A > B, C < D - rühren von
Schwingungen während des Stanzvorgangs her, und zwar selbst dann, wenn jegliche
Anstrengung unternommen wird, um den Stanzvorgang mit hoher Genauigkeit
durchzuführen. Daher sind die Positionen der Stiftlöcher nicht immer symmetrisch - A = B,
C = D -, wie dies in Fig. 8C gezeigt ist.
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Wenn Kettenlaschen 21 zufällig ausgewählt und parallel zueinander angeordnet
werden, um eine Kettengliedreihe 22 zu erzeugen, ist deshalb die Kettenteilung Pc,
die dem Mitte-zu-Mitte-Abstand der Stiftlöcher in einer Kettenlasche entspricht,
vorbestimmt. Wie in Fig. 5B gezeigt, ist jedoch die äußere Form - W, H - einer
Kettengliedreihe 22, welche einer Einhüllenden der äußeren Formen - w, h - der
individuellen Kettenlaschen in der Kettengliedreihe entspricht, geringfügig größer als die
äußere Form - w, h - der individuellen Kettenlaschen 21.
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Wie in Fig. 1 B gezeigt, werden die Evolventenzähne des Kurbelwellenkettenrads
11a, der Nockenwellenkettenräder 12a und 12b und des
Ausgleichswellenkettenrads 13 mittels eines Wälzfräsers HC unter derartigen Schneidbedingungen
ausgebildet, dass die Wälzfräserteilung Ph kleiner ist als die Kettenteilung Pc. Das
Kettenrad weist dieselbe Anzahl an Zähnen wie ein Kettenrad auf, bei dem die Zähne
derart geschnitten werden, dass die Wälzfräserteilung Ph gleich der Kettenteilung
Pc ist. Jedoch weisen die individuellen Kettenradzähne eine geringfügig dünnere
Evolventenzahnform auf und ist der Durchmesser des Kettenrads kleiner. Die
Distanz δh' in Fig. 1 B ist die Differenz des Vorschubs des Wälzfräsers HC bei einem
herkömmlichen Schneidvorgang und dem Schneidvorgang gemäß der Erfindung.
δh' ist ungefähr die Differenz, die sich an die in den Fig. 8B und 8C gezeigte
Differenz δh zwischen der Höhe h bei einer individuellen Kettenlasche und der Höhe H
einer Kettengliedreihe anpassen kann. Die Linie La in den Fig. 1A und 1B ist die
Eingriffsteilungslinie.
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Der grundlegende Betrieb des Zahnketten-Übertragungsmechanismus der
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2A und 2B beschrieben.
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Die Differenzen δw und δh zwischen den äußeren Formen W und H einer
Kettengliedreihe 22 und den äußeren Formen w und h der individuellen Kettenlaschen 22
werden durch das Kettenrad akkommodiert, das gemäß der Erfindung mittels eines
Wälzfräsers HC hergestellt wird, der eine Wälzfräserteilung aufweist, die kleiner ist
als die Kettenteilung. Daher bewegen sich die Zahnkette 20a zum Steuern des
Öffnens und Schließens der Ventile und die Zahnkette 20b zum Antreiben der
Ausgleichseinrichtung korrekt auf einer vorgeplanten Kettenteilungslinie und greifen
korrekt und zuverlässig mit dem Kurbelwellenkettenrad 11a, den
Nockenwellenkettenrädern 12a und 12b und dem Ausgleichswellenkettenrad 13 ein.
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Jedes der Nockenwellenkettenräder 12a und 12b weist eine große Anzahl von
Zähnen auf und eine große Anzahl von Kettengliedern der Kette sind mit den
Kettenrädern 12a und 12b in Eingriff. Desgleichen weist das in Fig. 7 gezeigte
Kurbelwellenkettenrad 11b zum Antreiben der Ausgleichswelle einen großen
Aufwickelwinkel auf. Selbst in den Fällen des Nockenwellenkettenrads und des
Kurbelwellenkettenrads zum Antrieb der Ausgleichseinrichtung können dis addierten
Dimensionen - w, h - der äußeren Formen - W und H - der Kettengliedreihen 22, welche
größer sind als die äußeren Formen - w und h - der individuellen Kettenlaschen 21,
sequentiell in den Zwischenräumen zwischen den dünnen Kettenradzähnen
untergebracht werden. Wie in Fig. 2B gezeigt, laufen daher die zum Steuern des Öffnens
und Schließens der Ventile dienende Zahnkette 20a und die die
Ausgleichseinrichtung antreibende Zahnkette 20b nicht wie in dem herkömmlichen, in Fig. 2A
beschriebenen Fall aufgrund eines übermäßigen, akkumulierten straffen Eingriffs
außerhalb der ursprünglichen Kettenteilungslinie Lc.
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Das Geräuschniveau und der Eingriff des Zahnketten-Übertragungsmechanismus
gemäß der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 beschrieben.
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Wie in Fig. 4 gezeigt, bewegt sich bei einem
Zahnketten-Übertragungsmechanismus, bei dem das Teilungsverhältnis Ph/Pc der Wälzfräserteilung Ph zu der
Kettenteilung Pc 1,00 oder mehr beträgt, die Zahnkette aufgrund eines straffen
Eingriffs der Zahnkette mit den Kettenrädern außerhalb der vorgegebenen, geplanten
Kettenteilungslinie. Wenn Ph/Pc 1,00 oder mehr beträgt, kann folglich eine optimale
Eingriffshöhe nicht gewährleistet werden, kann ein Eingriffsfehler auftreten und
können Geräusche und Vibrationen nicht reduziert werden.
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Wie in Fig. 5 gezeigt, kann bei einem Zahnketten-Übertragungsmechanismus
gemäß der Erfindung, bei dem das Teilungsverhältnis Ph/Pe der Wälzfräserteilung Ph
zu der Kettenteilung Pc in dem Bereich von 0,96 bis 1,00, jedoch unter 1,00, liegt,
die optimale Eingriffshöhe während des Eingriffs zwischen der Zahnkette und den
Kettenrädern sichergestellt werden. Folglich können die miteinander gekoppelten
Kettengliedreihen 22 während ihres Eingriffs mit den Kettenradzähnen gelenkig
schwenken, wobei sie gleichmäßig um ihre Verbindungsstifte schwenken, so dass
kein Eingriffsfehler oder Springen der Kettenradzähne auftritt.
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Wie in Fig. 6 gezeigt, bewegt sich bei einem
Zahnketten-Übertragungsmechanismus, bei dem das Teilungsverhältnis Ph/Pc der Wälzfräserteilung Ph zu der
Kettenteilung Pc weniger als 0,96 beträgt, die Zahnkette während des Eingriffs der
Kette mit den Kettenrädern außerhalb der vorgegebenen und geplanten
Kettenteilungslinie. Geräusche und Schwingungen können nicht reduziert werden und ein
Springen der Kettenradzähne tritt auf.
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Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Zahnkette kann sich die Zahnkette bei dem
Übertragungsmechanismus gemäß der Erfindung korrekt auf dem Kettenrad
bewegen, ohne dass sie von der vorgegebenen und geplanten Kettenteilungslinie Lc
abweicht. Bemerkenswerte Geräusch-, Schwingungs- und Reibungseigenschaften
und eine bemerkenswerte Umlaufstabilität können erreicht werden.
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Ein beispielhafter Zahnketten-Übertragungsmechanismus ist im Zusammenhang
mit einem Übertragungsmechanismus M1 zum Steuern des Öffnens und
Schließens von Ventilen und mit einem Übertragungsmechanismus M2 für eine
Ausgleichseinrichtung beschrieben worden, der ein Kurbelwellenkettenrad 11b zum
Antreiben der Ausgleichseinrichtung und Ausgleichswellenkettenräder aufweist,
wobei der erste Mechanismus M1 eine Geschwindigkeitsreduktion bewirkt und der
letztere Mechanismus M2 eine Geschwindigkeitszunahme bewirkt. Jedoch können
dieselben nützlichen Wirkungen erreicht werden, wenn die Erfindung bei anderen
Zahnketten-Übertragungsmechanismen verwendet wird, beispielsweise ein
Mechanismus zum Antreiben eines Zusatzgeräts wie beispielsweise eine Ölpumpe oder
dergleichen.
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Der Zahnketten-Übertragungsmechanismus gemäß der Erfindung überträgt Kraft
zwischen Kettenrädern, die unterschiedliche Anzahlen von Zähnen aufweisen, und
weist die folgenden spezifischen Wirkungen auf. Durch ein Schneiden der Zähne
eines Kettenrads mit einem Wälzfräser, der eine Wälzfräserteilung aufweist, die
kleiner als die Kettenteilung der Zahnkette ist, ist das Kettenrad zunächst in der
Lage, die Kettengliedreihen der Kette zuverlässig und gleichmäßig aufzunehmen,
und zwar selbst wenn die äußeren Formen der Kettengliedreihen größer sind als
die äußere Form einer individuellen Kettenlasche. Folglich bewegt sich die
Zahnkette korrekt auf einer vorgegebenen oder geplanten Kettenteilungslinie und kann
der Eingriff der Zahnkette mit dem Kettenrad mit geringem Geräusch und geringen
Schwingungen realisiert werden. Beim Zusammenbau der Kette können
Kettenlaschen einfach parallel kombiniert werden, um eine Kettengliedreihe zu erzeugen,
ohne dass bei jeder Kettenlasche geprüft oder bestimmt werden muss, ob die
jeweilige Kettenlasche in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung umgekehrt ist oder nicht.
Folglich ist die Herstellung der Kette merkbar vereinfacht.
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Selbst ein Kettenrad mit einer großen Anzahl von Zähnen und einer großen Anzahl
von Kettengliedern, die mit dem Kettenrad in Eingriff sind, und ein Kettenrad mit
einem großen Aufwickelwinkel kämmen zuverlässig und gleichmäßig sequentiell mit
Kettengliedreihen, die äußere Formen aufweisen, die größer sind als die äußeren
Formen ihrer individuellen Kettenlaschen. Daher bewegt sich die Zahnkette nicht
wie in dem Fall einer herkömmlichen Zahnkettenübertragung aufgrund einer
übermäßigen Akkumulierung eines straffen Eingriffs außerhalb der ursprünglich
geplanten Kettenteilungslinie. Ein verbesserter Eingriff der Zahnkette mit dem
Kettenrad kann erreicht werden.
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Eine optimale Eingriffshöhe während des Eingriffs der Zahnkette mit einem
Kettenrad kann sichergestellt werden, indem das Kettenrad mit einem Wälzfräser
ausgebildet wird, der eine derartige Wälzfräserteilung aufweist, dass das Verhältnis der
Wälzfräserteilung zu der Kettenteilung innerhalb eines Bereichs von 0,96 bis 1,00
und unterhalb von 1,00 liegt. Daher schwenken gemäß der Erfindung
Kettengliedreihen, die zur Bildung einer Kette miteinander gekoppelt sind, gleichmäßig,
wobei sie um ihre Verbindungsstifte derart schwenken, dass der Eingriffsfehler und
das Springen der Kettenradzähne nicht auftreten und ein optimaler Eingriff der
Zahnkette mit dem Kettenrad realisiert werden kann.
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Verschiedene geringfügige Veränderungen und Modifikationen der Erfindung sind
im Licht der obigen Lehre möglich. Es versteht sich daher von selbst, dass die
Erfindung im Umfang der beigefügten Patentansprüche auch anders praktiziert
werden kann, als dies im Speziellen beschrieben ist.