DE1961466A1

DE1961466A1 - Flexible Kraftuebertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1961466A1
Application number: DE19691961466
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Joseph O
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1968-12-11
Filing date: 1969-12-08
Publication date: 1970-07-02
Also published as: JPS492819B1; ZA697211B; DE1961466C3; DE1961466B2; FR2025902A1; GB1277277A

Description

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Anmelder:

Borg-Warner Corporation, Chikago, 111.

"flexible Kraftübertragungsvorrichtung"

Die Erfindung betrifft eine flexible Kraftübertragungsvorrichtung, enthaltend einen flexiblen Zahnriemen, der zur Kraftübertragung zv/ei Zahnräder umschlingt, die dabei mit den Zähnen des Riemens in Eingriff stehen, und auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Zahnräder eine durchhängende und eine gespannte Riemenseite hervorrufen, und mit Zahnfüßen zwischen den Zähnen der Zahnräder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftübertragungs vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Riemen sich mit konstantem Krümmungsradius um die Zahnräder bewegt, und wobei ein allmähliches Ineinandergreifen und Trennen der Riemenzähne und der Radzähne erfolgt, während sich der mit den Zahnrädern bewegt.

Dioue Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Riemen mit Trageflächen versehen ist, die sich komplementär um einen Zahnrad« flansch legen, daß die Zahnräder ihrerseits mit entsprechenden Tragftflächen versehen sind, und daß die Zähne des Riemens einen anderen Abstand als die des Zahnrades; aufweisen.

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Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich ein ruhigerer und geschmeidigerer Ablauf beim Ineinandergreifen und Trennen von Zahnrad und Riemen. Außerdem wird die Abnutzung vermindert, die normalerweise durch ein plötzliches Ineinandergreifen hervorgerufen wird. Darüber hinaus wird auch die Tendenz zum Entstehen eines toten Ganges vermindert, da die ineinandergreifenden Zähne des Zahnrades und des Riemens auf entgegengesetzten Seiten des Zahnrades auch in entgegengesetzt gerichteter Eingriff sbeZiehung stehen.

Auch läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung gleichermaßen für Ketten- oder Riemenantriebe verwenden, wobei die Durchmesser der Zahnräder stark voneinander abweichen können. Schließlich zeigt die Erfindung auch einen Weg, um bei einem Kettenantrieb ein weiches und ruhiges Ineinandergreifen von Zahnrad und Kette zu ermöglichen.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch einen mit einem Zahnrad in Eingriff befindlichen Kettenantrieb, wobei die abweichende Zuordnung zwischen den Ketten- und den Rad-Zähnen sowie der konstante Abstandsradius der Kette auf dem Zahnrad erkennbar sind,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 nach Fig. 1, aus dem die Lage der Antriebs- und FUhrungs-Glleder der Kette nach Fig. 1 erkennbar sind,

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Fig. 3 einen teilweisen Schnitt längs einer radialen Linie durch eine mit einem Zahnrad in Eingriff befindliche Kette, als Abvjandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei nur ein einziger Satz von Führungsgliedern in der Mitte der Kette angeordnet ist,

Fig. 4 eine Teilansicht, die die Lage der in Fig. 2 gezeigten Führungsglieder in bezug auf das Zahnrad zeigt,

Fig. 5 eine Teilansicht eines Führungsgliedes in Verbindung mit einem Zahnrad, wobei die aufeinanderllegenden und einander komplementär ergänzenden Oberflächen erkennbar sind, mit den bogenförmig auslaufenden Oberflächen an den Bolzen des Führungsgliedes in tangentialer Beziehung mit den komplementären Oberflächen,

Fig.. 6 eine schema tische Darstellung der Erfindung bei Anwendung eines über Zahnräder mit verschiedenen Radien laufenden Kettenbandes, wobei zwei verschiedene Führungsglieder vorgeselien sind, die den verschiedenen Zahnradradien angepaßt sind, '

Fig. 7 die Vorderansicht des in Fig. 6 dargestellten großen Zahnrades, wobei das in der Mitte angeordnete Führungsglied der Kette in Verbindung mit einem in der Mitte des Zahnrades angeordneten Flansch und die äusseren Führungnglicder der Kette ohne Eingriff mit einem Flansch erkannter sind,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das kleine Zahnrad nach Fig. 6, wobei die beiden Seitenglieder in Verbindung mit den

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beiden seitlichen Flanschen des kleineren Zahnrades und das mittlere Glied der Kette ohne Verbindung mit einem kleineren, in der Mitte angeordneten und nicht tragenden Flansch des kleineren Zahnrades erkennbar sind,

Fig. 9 eine Seitenansicht eines Bandes mit einem flexiblen Riemen, der in Verbindung mit einem Zahnrad steht, wobei der Abstand der Bandzähne kleiner ist als der Abstand der Radzähne, und

Fig.10 eine Seitenansicht der gleichen Anordnung, wobei jedoch der Abstand der Bandzähne grosser ist als der Abstand der Radzähne.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine flexible Kraftübertragungsvorrichtung gezeigt, die in Verbindung mit einem Zahnrad 11 arbeitet und bei der das Band durch eine Kette 11 gebildet wird.

Das Zahnrad 11 ist auf einer Welle 12 befestigt und kann sich um eine Achse IJ drehen. Die Zähne 14 des Zahnrades sind am Umfang des Rades 11 angeordnet, wobei die Wurzeln 15 der Zähne zwischen diesen liegen. Die Kette 10 besteht aus einzelnen Säfeen von Antriebsgliedern l6, die durch einen Bolzen 17 verbunden sind und mit sich von ihnen weg erstreckenden Teilen 18 versehen sind, die in die Zähne eingreifen. Auch sind Führungsglieder 20 an den äusseren Enden der Bolzen 17 vorgesehen, die mit Antriebsgliedern l6 abwechseln, wie die Fig. 1 und 2 zeigen.

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Das Zahnrad 11 weist Plansche 21 auf, die ihrerseits Ringe 22 aus Plastik oder anderem Kunststoff tragen, die in einer in den Planschen angeordneten Nut 23 liegen und eine konkav geformte Tragefläche 25 am Fuß der Führungsglieder 20 umfassen. Diese konkave Tragefläche 25 der Führungsglieder 20 (Pig. 5) hat einen Radius 2 5, der gleich ist dem Radius des Flansches 21 des Zahnrades. An jedem Ende des Fußes des Führungsgliedes 20 befindet siel; eine bogenförmig auslaufende Fläche 27.

Diese Fläche 27 hat einen Radius 28, der gleich ist dem Abstand zwir-jhen dem nächst gelegenen Kettenbolzen und der konkav ausgebildeten Tragefläche 25 in einem Berührungspunkt 29 mit der auslaufenden Fläche 27. Diese auslaufende Fläche 27 hat einen konstanten Radius für das Zusammentreffen zwischen den Führungsgliedern 20 und der Oberfläche 21 des Zahnradflansches (Fig. l), wodurch das Anheben und Abfallen oder auch die radiale Bewegung der Kette 10 während des Zusammentreffens mit und des Lösens von der Tragefläche 21 herabgesetzt wird. Nachdem die Kette das g

Zahnrad in dem Punkt berührt hat, an dem die auslaufende Fläche 27 vorbeigeglitten ist, werden die Führungsglieder 20 die Tragefläche 21 des Zahnrades mit ihrer entsprechend ausgebildeten Form längs der bogenförmigen Tragefläche 25 des Bandes berühren.

Die Tragefläche 25 (Fig. 1, 2, 4 und 5) der Führungsglieder 20 sorgen dabei für eine feste radiale Lage für die Kette 10 auf

sich
dem Zahnrad 11, während/die Kette 10 mit dem Zahnrad 11 bewegt.

Dabei bewegen sich die Bolzen 17 der Kette 10 längs einer Kreisbahn 30 (Fig. 1 und 5) mit einem konstanten Radius 31.

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Für das erwünschte weiche Ineingrlffgelangen der Führungsglieder 20 mit der Tragefläche 21 des Zahnrades ist es wichtig, daß die bogenförmige Tragefläche 25 der Pührungsglieder 20 komplementär zu der Tragefläche der Plansche 21 geformt ist. Dadurch wird auch die Abnutzung zwischen der Kette 10 und dem Zahnrad 11 vermindert und demzufolge v/erden auch unerwünschte Abweichungen, die durch die Abnutzung hervorgerufen würden, verhindert.

Falls jedoch die Kette 10 zwei Zahnräder 32 und 33 mit wesentlich verschiedenen Durchmessern umschlingt (Fig. 6 bis 8), ist es unmöglich, mit nur einem Satz von Führungsgliedern 20 der Kette beide Zahnräder mit verschiedenen Durchmessern optimal aufliegend zu umschlingen. Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Kette dafür einen ersten Satz Führungsglieder 34 für den ersten Raddurchmesser 32 (Fig. 6 und 7) und einen zweiten Sats Führungsglieder 35 für den zweiten Raddurchmesser 33 (Fig. ö und 8).

Mit dieser Ausführungsart der Erfindung wird eine flexible Kraftübertragungsvorrichtung 10 geschaffen, bei der bestimmte

Führungsglieder 34 mit einer bogenförmig ausgebildeten Tragevorhanden sind
fläche 36 g3KBBJaa^3fteia, die dem Trageflansch 37 eines großen Zahnrades angepaßt ist, und ein Satz FührungsgIiede 1· 35 mit ebenfalls bogenförmig ausgebildeter Tragefläche 38» die einem kleineren Trageflansch 39 eines kleineren Zahnrades 33 angepaßt ist. Diese Ausführung enthält eine Kraftübertragungskette 10 und doppelte Zahnräder 32 und 33, wobei bestimmte FUhrungs-

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glieder 3^ ^und 35 der Kette 10 ständig in komplementärem, tragendem Kontakt mit den Trageflanschen 37 oder 39 der Zahnräder sind. Dabei spielen auch erhebliche Unterschiede in der Größe der Sahnräder 32 und 33 keine Rolle.

Fig. 3 zeigt eine Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der die Führungsglieder 20 in einer einzigen Reihe in der Mitte der Kette 10 angeordnet sind und der Trageflansch 21 in entsprechender Weise in der Kitte des Zahnrades 11 untergebracht ist. (

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ermöglicht auch die Verwendung eines biegsamen Riemens 4o als Band 10 in Verbindung mit einem Riemenrad 4l (Fig. 9 und 10). Dabei ist ein Riemen 40 mit Zähnen 42 versehen, die in Zähne 43 des Rades 4l eingreifen. Zwischen den Zähnen 43 des Rades 4l befindet sich jeweils ein Zahnfuß 44. Der Zahnabstand des Riemens 40 kann kleiner sein als der Abstand der Radzähne (Fig. 9) oder er kann grosser sein, wie Fig. 10 zeigt. In beiden Fällen ist es jedoch wichtig, daß auf dem äusseren Umfang der Zahnradzähne 43 eine Tragefläche 45 vorgesehen ist, und daß die Zähne 42 des Riemens 40 kürzer (radial gesehen) als die Zähne 42 auf dem Zahnrad sind, so daß die Trageflächen 45 des Zahnrades den Riemen 4o in einem bestimmten radialen Abstand tragen, wobei die Zähne 42 des Riemens nicht mit den Zahnwurzeln 44 des Zahnrades in Berührung kommen.

In der Ausführung, bei der der Zahnabstand des Riemens 40 kleiner ist als der Zahnabstand des Zahnrades 4l (Fig. 9) haben die

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Zähne 42 des Riemens die Neigung, auch mit der nicht antreibenden Seite der Zahnradzähne kj> in Berührung zu kommen, die der gespannten Seite des Riemens 40 auf dem Zahnrad 41 benachbart sind, und sie werden sich allmählich gegenüber den Zahnradzähnen 4^ bewegen, wenn der Riemen 4o und das Zahnrad ¹W miteinander im Gegenuhrzeigersinn (vergleiche Pfeilrichtung) bis zu einem Punkt bewegt werden, der dem durchhängenden Teil des Riemens auf dem Zahnrad 4l benachbart ist, wobei die Zahnradzähne 4Jj die antreibende Seite der Riemenzähne k2 berühren. Diese Situation kann durch die Drehung des Riemens 40 mit dem Zahnrad 4l bei einem Radius mit festem Zahnabstand auftreten, der durch die Trageflächen 45 des mit dem Riemen 4o in Eingriff befindlichen Zahnrades bestimmt ist.

In der anderen Ausführungsart nach Fig. 10, bei der der Zahnabstand des Riemens 40 grosser als der Zahnabstand des Zahnrades 41 ist, berühren die Zahnradzähne 4j5 die Riemenzäline 42 auf der gespannten Seite des Riemens 4o auf dem Zahnrad 4l und die Zähne 42 werden sich allmählich von den Zahnradzähnen 4j5 lösen, wenn sich das Zahnrad 4l mit dem Riemen 4o bis zu einem Punkt bewegt, in dem die Riemenzähne beginnen, mit der nicht antreibenden Seite der Zahnradzähne 43 in Berührung zu kommen, die der durchhängenden Seite des Riemens 40 benachbart sind.

Wenngleich auf die komplementäre Formgebung der Trageflächen auf den Führungsgliedern 20 und der Trageflache auf den Zahnrädern durch Verwendung verschiedener Sätze von Führungsgliedern bei Zahnrädern mit verschiedenen Durchmessern hingewiesen wurde,

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sei liier bemerkt, daß eine -/oilständige Übereinstimmung der Oberflächen dar Führungsgliedar mit den Planschen der Zahnräder nicht unbedingt erforderlich ist,, um die eigentliche erfindungsgemäße Verbesserung zu erzielen, nämlich, das Band auf einem festen Umlaufkreis bei bestimmtem Radius auf den Zahnrädern zu halten. Om eine vollständige Übereinstimmung zwischen den :;'./el Oberflächen zu erzielen, wäre es erforderlich, für jede Zahnradgrösse eine ganz bestimmte Formgebung der Führungsglieder vorzugehen. In der Praxis und unter Berücksichtigung kommerzieller Gesichtspunkte wird man einen Kompromiß dahingehend schließen, daß die vorhandenen Führungsglleder nicht auf jedem Zahnrad völlig exakt aufliegen, ausgenommen dann, v/enr. die Stückzahlen bestimmter Zahnräder entsprechend groß sind.

;jel bot verständlich sind auch gewisse Abweichungen von den in den Pig iren dargestellten AusfUhrungsbeispielen möglich.

Pa tentansprüche

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Claims

Patentansprüche ·

lj Flexible Kraftübertragungsvorrichtung, enthaltend einen flexiblen Zahnriemen, der zur Kraftübertragung zwei Zahnräder umschlingt, die dabei mit den Zähnen dee Riemens in Eingriff stehen, und auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Zahnräder eine durchhängende und eine gespannte Riernenseite hervorrufen, und mit Zahnfüßen zwischen den Zähnen der Zahnräder, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (10, 4o) mit Trageflächen (25) versehen ist, die sich komplementär um einen Zahnradflansch (21) legen, daß die Zahnräder (H, 32, 33) ihrerseits mit entsprechenden Trageflachen versehen sind, und daß die Zähne (l8) des Riemens einen anderen Abstand als die des Zahnrades aufweisen» - ·
2. Flexible Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß Bandzähne (l8) einen kleineren W Abstand haben als die Radzähne
3· Flexible Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandzähne (l8) einen grösseren Abstand haben als die Radzähne ()
4. Flexible Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zähne (l4) des einen Zahnrades (32) grosser ist als der der Zähne (18) des Bandes, und daß der Abstand der Zähne des anderen Zahnrades

(33) kleiner ist als der Abstand der Zähne des Bandes, _:, ,00 9 827/127 2

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5· Flexible Kraftübertragungsvörrichtung.nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dag die Zahnräder (32* 33) verschiedene Durchmesser aufweisen.
6. Flexible Kraftubertragungsvorriehtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Tragefläehen (ΐβ, 20,17) des Bandes nebeneinander und in Abstand zueinander angeordnet sin-3, daß jeweils ein Satz Tragefläehen für jedes Zahnrad vorgesehen ist, und daß auf den Zahnrädern Trageflansche (21) vorgesehen sind, die den Tragefläehen (25) des Bandes entsprechen und jeder Trageflansch des Zahnrades mit einer entsprechenden Tragefläche des Bandes zusammenwirkt, um das Band um das zugehörige Zahnrad herum in einem konstanten Radius von diesem entfernt zu halten.
7. Flexible Kraftübertragungsvörrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine. Kette zur Kraftübertragung ei "oh alt j die mit einer Anzahl von Antriebsgi ledern (¹O) und Führungsgliedern (20) versehen ist, die gelenkig miteinander verbunden sind, und daß die Tragefläehen des Bandes aus konkav geformten Oberflächen (27) auf den FUhrungsglledern (20) bestehen.
8. Flexible Kraftübertragungsvörrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (20) mit konvex geformten Trageflansehen (27) versehen sind, die sich in tanßontlaler Richtung von den Tragefläehen des Bandes erstrecken (Fig. 5)·

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9. Flexible Kraf tübertragungsvorricltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die konvex ausgebildeten Flansche einen Radius (28) aufweisen, der konzentrisch mit der zugehörigen gelenkigen Gliederverbindung liegt, und daß die Summe des konvexen Radius (28) und des konkaven Radius (26) der Tragefläche des Bandes dem Radius der Zahnspitzen des Zahnrades im Berührungspunkt der zwei Radien entspricht.
10. Flexible Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder verschiedene Durchmesser aufweisen.
11. Flexible Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trageflansche (22) aus Plastik bestehen.
12. Flexible Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kraftubertragungsriemen (4o) enthält, der mit Trageflächen versehen ist, die sich in longitudinaler Richtung zwischen den Zähnen des.Riemens erstrecken, und daß die Trageflansche (45) des Zahnrades aus den Umfangsflächen am äusseren Ende der Zahnradzähne (4j5) bestehen (Fig. 9, 10).

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