DE3878400T2 - Gliederkette fuer stufenlos regelbare getriebe mit gekruemmten gelenkstuecken. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gliederkette und insbesondere eine Gelenkverbindung für die Gelenkbewegung zwischen benachbarten Gruppen von Kettengliedern in einer Gliederkette. Für die Gelenkverbindung von Kettengliedern wurden verschiedene Arten von Gelenken, wie zylindrische Gelenkzapfen, Zapfen und Schwenkstück usw. verwendet, wobei die Kettenglieder in Gruppen angeordnet werden, die abwechselnd zueinander angeordnet sind und zueinander ausgerichtete Öffnungen in den Gliedern zur Aufnahme der Gelenke besitzen. Die Kettenglieder führen eine Gelenkbewegung aus, wenn sich die Kette um ein Kettenrad legt.
• Kettenglieder, die zur Herstellung von Gliederketten in Form einer Kette und mehreren Lastblöcken verwendet werden, sind insbesondere dazu geeignet, eine Treibverbindung zwischen zwei Kettenrädern zu bilden, wodurch ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung entsteht. Die Lastblöcke sind auf der Kette zwischen den beabstandeten Gelenken angeordnet und besitzen ein oder mehrere Fenster zur Aufnahme der sich hindurch erstreckenden Kettenglieder. Die Lastblöcke sind mit schräg verlaufenden äußeren Flächen versehen, die an den Seitenflächen der Kettenräder angreifen, um eine Antriebsverbindung zwischen den Kettenrädern und der Gliederkette herzustellen.
• Bei Verwendung eines einzigen runden Zapfens als Gelenk können die Zapfen mit Köpfen versehen sein, die sich über die Außenseite bzw. die Führungsglieder an beiden Enden des Zapfens erstrecken, oder die Führungsglieder können mit geringfügig kleineren Öffnungen versehen sein, um eine Preßpassung mit den Enden des Zapfens zu bilden. Bei einigen Formen von Getriebeketten, die zwei gleiche Zapfen oder einen Zapfen und ein Schwenkstück verwenden, ist eines der Zapfenteile länger als das andere, und das kürzere Teil wird von den die Kettenränder flankierenden Führungsgliedern in Position gehalten; das Führungsglied hat Öffnungen, die nur so groß sind, dar sie das längere Zapfenteil aufnehmen können. Dann wird der längere Zapfen mit Preßsitz oder in anderer Weise in der Öffnung des Führungsgliedes befestigt.
• Ein anderes Verfahren zum Begrenzen der seitlichen Bewegung der Zapfen oder der aus Zapfen und Schwenkstück bestehenden Gelenkverbindung besteht aus der Verwendung eines Verriegelungsclips bzw. Federclips. Bei einem Federclip haben die Enden der Zapfen bzw. des Zapfens und Gelenkstücks Nuten, die geringfügig außerhalb der Kettenglieder angeordnet sind, und ein Clip greift in die Nut bzw. in die Nuten, um die Zapfen intakt zu halten. Solch ein Verriegelungsclip ist in dem U.S. Patent Nr. 3,939,721 gezeigt. Wenn ein Federclip verwendet wird, erstreckt sich ein elastischer Halteclip über die Breite der Kette, mit nach unten gedrehten Enden, die sich über die Enden der Zapfen bzw. des Zapfens und Schwenkstücks erstrecken und einwärts unter die Zapfenenden gebogen sind, wie in Fig. 9 des U.S. Patentes 4,507,106 zu sehen ist. Eine Schwierigkeit bei Verriegelungsclips oder Federclips besteht darin, dar die Clips schwierig einzubauen sind und leicht brechen, so daß sich dann die Zapfen in den Gliedergruppen seitlich bewegen können. Die vorliegende Erfindung überwindet die Schwierigkeiten, die beim Halten der Gelenkzapfen in einer Gliederkette auftreten, ohne daß zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müssen.
• Die GB-A-2 185 300 offenbart eine Getriebe-Gliederkette gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese vorbekannte Konstruktion erfordert ebenfalls die Verwendung eines Preßsitzes oder anderer Mittel zum Halten der Schwenkzapfen in den Gliedergruppen.
• Die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1 betrifft eine Gliederkette mit sich abwechselnden Gruppen mittlerer Kettenglieder mit beabstandeten Öffnungen, bei denen die Öffnungen benachbarter Gliedergruppen seitlich zueinander ausgerichtet sind, um die Zapfen einer Verbindung für die Gelenkbewegung der Kette aufzunehmen. Mindestens einem der Zapfen wird eine kleine, längsverlaufende Krümmung verliehen, wodurch im zusammengebauten Zustand eine Federkraft zwischen den Zapfen und den Gliedern erzeugt wird, die ausreicht, um die Zapfen bei dem Zusammensetzen und der Handhabung der Gliederkette in ihrer Betriebsstellung zu halten. Die Verwendung der Krümmung für die Zapfen macht die Verwendung von Verriegelungsclips oder eines Preßsitzes zwischen den Zapfen und den Führungsgliedern überflüssig.
• In seiner bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ferner eine Gliederkette aus sich abwechselnden Gruppen von Kettengliedern mit beabstandeten Öffnungen für Gelenkmittel, bei der jedes Glied zwei entgegengesetzt angeordnete Ansätze angrenzend an einem Ende jedes Gliedes besitzt; die Glieder in einer seitlichen Gruppe haben die Ansätze an abwechselnden Enden. Ferner haben die beabstandeten Öffnungen in jedem Glied ungefähr die Form eines Stundenglases, wobei die Zapfen in den abgerundeten Enden der Öffnungen aufgenommen werden und der verengte zentrale Abschnitt zwischen den Zapfen angeordnet ist. Die Lastblöcke, die die Gliedergruppen umgeben, sind zwischen benachbarten Ansätzen der sich abwechselnden Glieder angeordnet; die Ansätze verhindern eine zu große Schwenkbewegung durch die Lastblöcke und verringern somit die Abnutzung an den Rändern der Glieder.
• Ein weiteres bevorzugtes Merkmal ist die Verwendung zweier Glieder verringerter Breite an den äußersten Stellen einer Gruppe sich abwechselnder Glieder, um Metall zu sparen, ohne die drehmomentaufnehmenden Eigenschaften der Gliederkette zu beeinträchtigen.
• In den beigefügten Zeichnungen ist:
• Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines stufenlos regelbaren Kettenrad-Getriebes in einem Übersetzungszustand, wobei die Kettenräder durch eine Gliederkette gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden sind;
• Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils der Gliederkette, die die Kettenräder in Fig. 1 verbindet und eine Gelenkverbindung der vorliegenden Erfindung verwendet;
• Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil der Gliederkette der Fig. 2;
• Fig. 4 eine Schnittansicht der Gliederkette entlang der Linie 4-4 der Fig. 2;
• Fig. 5 eine vergrößerte Teil-Seitenansicht, bei der Abschnitte entfernt sind, um Einzelheiten der Kettenglieder und Gelenkverbindung zu zeigen;
• Fig. 6 eine horizontale Querschnittsansicht durch einen Teil der Gliederkette entlang der Linie 6-6 in Fig. 5;
• Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der gekrümmten Zapfen, die aus der Gliederkette ausgebaut sind.
• Es wird nun insbesondere auf die Offenbarung der Zeichnungen Bezug genommen, in denen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Fig. 1 offenbart ein veränderlichen Getriebe 10 mit zwei Rädern 11,12, die auf Wellen 13 bzw. 14 angebracht sind. Jedes Rad besitzt zwei Radscheiben 15,16 oder 17,18, die durch eine Gliederkette 19 treibend verbunden sind. Eine der Wellen ist eine treibende Welle und die andere ist eine getriebene Welle, und mindestens eine Radscheibe jedes Rades ist relativ zu der gegenüberliegenden Radscheibe des Paares axial beweglich, um den Abstand zwischen den Radscheiben und somit das Übertragungsverhältnis des Getriebes zu ändern.
• Die Fig. 2 bis 6 zeigen die Getriebe-Gliederkette 19 der Fig. 1, die aus Gruppen von Gliedern 21 aufgebaut ist, welche abwechselnd zu benachbarten Gruppen von Gliedern 22 angeordnet sind; jedes Glied 21 oder 22 besitzt zwei beabstandete Öffnungen 23,23. Jede Öffnung 23 hat praktisch die Form eines Stundenglases mit zwei gegenüberliegenden abgerundeten Flächen 24 und 25, die durch einen verengten Hals 27 bildende, einwärts gerichtete Vorsprünge 26 getrennt sind. Die Längsachse jeder Öffnung ist um ungefähr 40 gegenüber der Horizontalen gedreht. Die Öffnungen in benachbarten Gruppen 21 und 22 der abwechselnd angeordneten Glieder sind in Querrichtung ausgerichtet, um Zapfen aufzunehmen, die eine Gelenk- bzw. Schwenkverbindung 28 bilden, welche die benachbarten Gliedergruppen verbindet und für eine Gelenkverbindung zwischen diesen sorgt. Eine Schwenkverbindung 28 besteht aus zwei metallischen, (im Querschnitt) ungefähr D-förmigen Teilen oder Zapfen 29,31, von denen jeder mittels einer Schwenkfläche 32 in Berührung mit einem anderen steht, und zwei im wesentlichen halbkreisförmige Rückseiten 33 bzw. 34 besitzt, die von den Gliederöffnungen 23 im wesentlichen formgleich aufgenommen werden. Die abgerundete Rückseite 33 des Zapfens 29 liegt an der Fläche 25 an, während die Fläche 34 des Zapfens 31 von der Fläche 24 des Gliedes 22 beabstandet ist, wie in Fig. 5 zu sehen ist, und die Schwenkflächen 32 den Öffnungshals 27 berühren, so daß die Teile aufeinander verschwenken können. In der gleichen Weise liegt die Fläche 34 des Zapfens 31 an der Fläche 25 der Öffnung 23 in Glied 21 an, und zwar axial ausgerichtet zu der obigen Öffnung des Gliedes 22, während die Fläche 33 des Zapfens 29 zu der Fläche 24 beabstandet ist. Diese Anordnung wiederholt sich in benachbarten Öffnungen der Glieder 21,22, während die Kette unter Spannung steht.
• Jedes Glied 21 oder 22 ist mit zwei gegenüberliegend angeordneten Ansätzen oder Nasen 36,40 versehen, die einem abgerundeten Ende 35 des Gliedes benachbart und seitlich ausgerichtet zu der Öffnung 23 angrenzend an diesem Ende des Gliedes sind. Eine einwärts gekrümmte untere Fläche 37 führt von dem ersten Gliederende 35 zu dem unteren Ansatz 36 und mündet in einer abgerundeten Endfläche mit einer rückwärts gerichteten ebenen Fläche 38, die an der Seitenfläche 43 eines Lastblockes 42 anliegen kann. Der Ansatz ist ferner mit einer abgerundeten, hinterschnittenen Fläche 39 versehen, die so angeordnet ist, dar eine Störung der Anordnung und der Funktion der darauf angeordneten Lastblöcke vermieden wird. Eine geneigte obere Fläche 41 verläuft von dem ersten Ende 35 zu dem oberen Ansatz 40 und mündet ebenfalls in einer abgerundeten Endfläche mit einer ebenen rückwärtigen Fläche 38 und einer hinterschnittenen Fläche 39.
• Metallische Antriebs- bzw. Lastblöcke 42 umgreifen die Gliederkette 19 zwischen benachbarten Schwenkverbindungen 28; jeder Lastblock besteht aus einem einstückigen Teil oder ist aus mehreren, im wesentlichen gleichen Blockteilen 44 zusammengesetzt. Jeder Lastblock 42 ist - von vorne gesehen - trapezförmig ausgebildet und kann ein zentrales "Fenster" bzw. eine Öffnung zur Aufnahme der Gliedergruppen oder zwei oder drei Fenster haben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Block 42 zwei durch einen zentralen Steg 46 (Fig. 4) getrennte Fenster 45 zur Aufnahme der Gliederkette 19. Außerdem hat jeder Block entgegengesetzt angeordnete Ränder 47,47, die kronenartig oder gerade ausgebildet sein können und die an den entsprechend abgeschrägten Radscheiben 15,16 und 17,18 der Räder reibschlüssig anliegen, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
• Die Fig. 4 bis 6 offenbaren deutlicher die Glieder 21 und 22 der Gliederkette 19 und die Schwenkverbindungen 28, die durch die Öffnungen 23 der abwechselnd angeordneten Glieder verlaufen und über die äußersten Glieder vorstehen, wie in den Fig. 3, 4 und 6 zu sehen ist. Einer oder beide der D- förmigen Zapfen 29 und 31 sind - wie bei 48 gezeigt - geringfügig gekrümmt, und zwar entlang der Längsachse des Zapfens, wobei das Ausmaß der Krümmung in den Fig. 6 und 7 übertrieben dargestellt ist. Wenn beide Zapfen gekrümmt sind, sind sie in entgegengesetzten Richtungen gekrümmt. Die gekrümmten Zapfen drücken gegen die abgerundeten Flächen 25 der Gliederöffnungen 23 in abwechselnden Gliedern 21 und 22 und sind somit selbsthaltend. Aufgrund der Krümmung liegen die äußeren Enden 49 der Zapfen 29,31 mit den Schwenkflächen aneinander an. Diese von der Krümmung herrührende Kraft ist ausreichend, um die Zapfen während der Handhabung und des Zusammenbaues in ihrer Betriebsstellung zu halten. Bei Betrieb des Getriebes wirkt die Kettenspannung in der Weise, dar die Zapfen gegeneinander eben gedrückt werden und somit ein vollständiger Schwenkflächenkontakt hergestellt wird.
• Wenngleich die Krümmung der Zapfen die Verwendung von Feder- oder Verriegelungsclips zum Halten der Zapfen bei der Handhabung der Gliederkette überflüssig macht, können sich die Zapfen bei Betrieb der Kette seitlich verschieben, so daß sie die Flächen der Radscheiben berühren. Um eine Beschädigung der Radscheiben zu mindern, können die Enden 49 der Zapfen abgerundet bzw. mit einem Radius versehen werden. Daß die Zapfen die Radscheibenflächen berühren, wurde ersichtlich aus einer geringen Abnutzung der Radscheibenflächen und/oder ein Polieren der Zapfenenden. Ferner verhindern die an den Gliedern 21 und 22 vorgesehenen Ansätze 36 und 40 ein Kippen oder Schwenken der Lastblöcke 42 auf der Kette, insbesondere während der Gelenkbewegung. Ferner ermöglichen es die gekrümmten Flächen 37 der Ansätze 36, daß die Lastblöcke und Glieder sich drehen und eine Gelenkbewegung ausführen, während sich die Kette um ein Rad legt. Da ein Schwenken der Lastblöcke weitgehend vermieden wird, wird die Abnutzung der oberen und unteren Ränder 51 der Glieder erheblich verringert, was eine sehr viel größere Lebensdauer der Kette zur Folge hat. Die Hinterschneidungen 39 an den Ansätzen vermeiden jegliche Interferenz der Ecken der Lastblöcke und der Glieder, was den Zusammenbau der Kette erleichtert.
• Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung von Gliedergruppen, bei denen die äußersten beiden Glieder in jeder Gliedergruppe anders ausgebildet sind, d.h. eine Breite haben, die wesentlich kleiner als die Breite der anderen Glieder in der gleichen Gliedergruppe ist. Fig. 6 zeigt, daß die äußersten Glieder der Gruppe 21 ungefähr halb so breit wie die inneren Glieder sind. Da die äußeren Glieder weniger Last als die verbleibenden inneren Glieder 21 aufnehmen, kann die Breite verringert werden, wodurch Metall für die Kette eingespart wird, ohne daß die drehmomentaufnehmenden Eigenschaften der gesamten Gliederkette verringert werden.

Claims (13)

1. Getriebe-Gliederkette (19) aus mehreren Gruppen von Gliedern (21), die abwechselnd zu angrenzenden Gruppen von Gliedern (22) angeordnet sind, wobei jedes Glied (2) in Längsrichtung beabstandete Öffnungen (23) aufweist, die Öffnungen einer Gruppe von Gliedern in Querrichtung zu den Öffnungen einer benachbarten Gruppe von Gliedern ausgerichtet ist und in jeder ausgerichteten Gruppe von Öffnungen (23) zwei Gelenkstücke (29,31) angeordnet sind, und zwar in Form von Zapfen (29,31) mit entgegengesetzten Enden und gleichem Querschnitt, wobei jedoch der eine relativ zum anderen umgekehrt ist, um einander zugewandte Schwenkflächen (32) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Zapfen längsgekrümmt (48) ist in einer Richtung, in der sein zentraler Abschnitt (48) von dem zentralen Abschnitt (48) des anderen Zapfens beabstandet ist, um die Gelenkzapfen in der ausgerichteten Gruppe von Öffnungen durch die Gruppe von Gliedern hindurch durch Reibungsanlage des gekrümmten Zapfens an den Öffnungsrändern zu halten.

2. Getriebe-Gliederkette nach Anspruch 1,

bei der die besagten Gliedergruppen jeweils zwei entgegengesetzt angeordnete äußerste Glieder enthalten, wobei jeder der Zapfen (29,31) längs gekrümmt (48) ist und die Enden (49) der Zapfen (29,31) über die äußersten Glieder vorstehen.

3. Getriebe-Gliederkette nach Anspruch 2,

bei der beide Zapfen (29,31) im selben Ausmaß gekrümmt (48) sind.

4. Getriebe-Gliederkette nach Anspruch 1,2 oder 3,

bei der die Längskrümmung (48) der Zapfen (29,31) die Schwenkflächen (32) an ihren zentralen Abschnitten (48) trennt, wenn die Kette unbelastet ist und die Schwenkflächen (32) bei Betrieb der Kette in Berührung stehen.

5. Getriebe-Gliederkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei der mindestens ein Glied (21) einen länglichen Körper hat, wobei die beiden in Längsrichtung beabstandeten Öffnungen (23) angrenzend an dessen entgegengesetzten Enden vorgesehen sind, wobei jede Öffnung im wesentlichen die Form eines Stundenglases mit erweiterten abgerundeten Flächen (24,25) hat, die durch einen dazwischen liegenden Halsabschnitt (27) verbunden sind, wobei die erweiterten abgerundeten Flächen zur Aufnahme der Zapfen (29,31) ausgebildet sind.

6. Getriebe-Gliederkette nach Anspruch 5,

bei der jeder Zapfen (29,31) eine abgerundete Rückseite (33,34) hat und jede Öffnung koinplementär hierzu mit der besagten abgerundeten Fläche (24,25) versehen ist, die mit der Zapfen-Rückseite zusammenwirkt, um eine Relativdrehung zwischen diesen zu verhindern.

7. Getriebe-Gliederkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

die als Antriebsverbindung zwischen einem treibenden und einem getriebenen Kettenrad (11,12) dient, welche mit konvergenten Radscheiben (15,16,17,18) und Lastblöcken (42) versehen sind, die zur Aufnahme der Gruppen von Gliedern (21 oder 22) ausgebildet sind, wobei mindestens ein Lastblock (42) querverlaufend auf jeder Gruppe von Gliedern angeordnet ist und sich im wesentlichen parallel zu den angrenzenden Gelenkzapfen (29,31) erstreckt, wobei der Lastblock mit Radscheiben erfassenden Rändern (74) versehen ist, die um einen vorgegebenen Betrag beabstandet sind, wobei die Gelenkzapfen (29,31) eine solche Länge haben, daß sich ihre beiden Enden nicht gleichzeitig über die Radscheiben erfassenden Ränder (47) auf beiden Seiten der Kette erstrecken können.

8. Getriebe-Gliederkette nach Anspruch 7, in Abhängigkeit von Anspruch 5 oder 6,

bei der jedes Glied (21) zwei entgegengesetzt angeordnete, nach außen ragende Ansätze (36,40) aufweist, die angrenzend an einem Ende des Gliedes angeordnet sind und eine Verschwenkung der Lastblöcke (42) während der Gelenkbewegung verhindern.

9. Getriebe-Gliederkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Glieder (21 oder 22) in den Gliedergruppen mit Ansätzen (36,40) versehen sind, von denen einer eine geneigte obere Fläche (41) besitzt, die sich von einem ersten Ende (35) des Gliedes weg erstreckt und in einem ersten oberen Ansatz (40) endet, der an dem ersten Ende des Gliedes angrenzt und zu der Öffnung (23) an dem ersten Ende im wesentlichen seitlich ausgerichtet ist, während der andere Ansatz eine einwärts gekrümmte untere Fläche (37) besitzt, die sich von dem ersten Ende (35) weg erstreckt und in einen zweiten unteren Ansatz (36) mündet, der an dem ersten Ende des Gliedes angrenzt und zu der Öffnung (23) an dem ersten Ende im wesentlichen seitlich ausgerichtet ist, wobei jeder der entgegengesetzt angeordneten ersten oberen und zweiten unteren Laschen (40,36) eine abgerundete Endfläche, eine abgeflachte rückwärtige Fläche (38) und eine abgerundete hinterschnittene Fläche (39) besitzt, die zu einem Rand der Öffnung (23) an dem ersten Ende im wesentlichen ausgerichtet ist.

10. Getriebe-Gliederkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei der jede der beiden beabstandeten Öffnungen (23) durch zwei abgerundete Flächen (24,25) definiert ist, von denen die eine (25) eine kleinere Länge als die andere (24) hat, die kleinere abgerundete Fläche (25) außerhalb der Mitte des Gelenkes angeordnet ist, die Längen der abgerundeten Flächen durch die Wände von im wesentlichen identischen einwärts verlaufenden Abschnitten definiert sind, die konvergieren und sich ins Innere der Öffnungen bis vor deren Mitte erstrecken, wobei jeder Gelenkzapfen eine die Schwenkfläche bildende konvexe Vorderseite (32) und eine abgerundete Rückseite (33,34) besitzt, die einander zugewandten Schwenkflächen (32) jedes Gelenkzapfens der beiden Gelenkzapfen, die entgegengesetzt gerichtet sind und aufeinander verschwenken, eine definierte Form haben, die Rückseite (33,34) jedes Gelenkstücks ebenfalls eine definierte Form hat, die verschieden ist, wobei die Form der Rückseite (33,34) an die der kleineren abgerundeten Fläche (25) der Öffnungen (23) angepaßt ist, um die Öffnungen in einer Gruppe der Glieder (21) zu erfassen, welche Öffnungen die kleinere, abgerundete Fläche besitzen, wobei die Rückseite des Zapfens, an dem die kleinere abgerundete Fläche (25) definierenden einwärts verlaufenden Abschnitt anliegt, wodurch eine Drehung der so erfaßten Zapfen bei einer Gelenkbewegung der Kette verhindert wird, und der andere der Zapfen außer Eingriff mit den Wänden der Öffnungen steht, die von dem anderen Zapfen des Zapfenpaares erfaßt wird, wobei die Zapfen des Zapfenpaares die gleiche Beziehung-zu den Öffnungen in der nächsten angrenzenden Gruppe von Gliedern haben, welche sich mit der besagten einen Gliedergruppe abwechselt.

11. Getriebe-Gliederkette nach Anspruch 10, bei der die Schwenkflächen (32) und Rückseiten (33,34) durch gekrümmte Flächen verbunden sind.

12. Getriebe-Gliederkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei der die Schwenkstücke einen D-förmigen Querschnitt haben.

13. Getriebe-Gliederkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei der die beiden äußersten Glieder mindestens einer Gliedergruppe (21) eine Breite hat, die wesentlich kleiner als die Breite der inneren Glieder zwischen diesen beiden äussersten Gliedern ist.