DE4429223C1

DE4429223C1 - Geräuscharme Laschenkette für Kegelscheibengetriebe

Info

Publication number: DE4429223C1
Application number: DE19944429223
Authority: DE
Inventors: Manfred Rattunde
Original assignee: Individual
Current assignee: LuK GS Verwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2014-08-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Laschenkette für stufen los verstellbare Kegelscheibengetriebe, deren aus Laschen be stehende Kettenglieder durch Gelenkstücke verbunden sind und die Stirnflächen der Gelenkstücke die Reibkräfte zwischen La schenkette und Kegelscheiben übertragen.

Derartige Laschenketten sind zum Beispiel durch die DE-PS 35 26 062, 36 27 815, 38 26 809 und 40 10 667 bekannt.

Alle Laschenketten der in Rede stehenden Art haben einen poly gonalen Lauf, und es kommt beim Einlauf der Gelenkstücke in den Keil des jeweiligen Kegelscheibenpaares zu erheblichen Schallimpulsen. Ursache ist die kurze Eingriffsstrecke eines Gelenkstückes vom ersten Berühren an der Kegelscheibe bis zum vollen Aufbau der Normalkraft. Der zeitliche Aufbau der Nor malkraft und ihre Höhe sind ein Maß für die erzeugte Schall energie.

Empirisch setzt sich der von der Laschenkette erzeugte Schall druck L aus den wichtigsten Einflußgrößen wie folgt zusam men:

L ∼ aT+bN+c+dα+eM-fΔR-gD
a . . . g Anpassungsfaktoren
T = Kettenteilung
N = Normalkraft des Gelenkes auf die Kegelscheibe beim Ein lauf in den Umschlingungsbogen
= Kettengeschwindigkeit
α = Keilrillenwinkel
M = Masse eines Gelenkes
ΔR = Laufradienabweichung durch kettenzugabhängige Verformung der Kegelscheiben
D = Laschendehnung durch den Kettenzug.

Ein sehr wirksames Mittel dem Geräuschproblem zu begegnen, ist eine Verringerung der Kettenteilung T. Treten die Schall impulse periodisch auf, wie es bei gleichbleibender Ketten teilung der Fall ist, so entsteht ein subjektiv sehr lästi ger Einzelton mit Kettengliederfrequenz. Dieser Einzelton läßt sich bekannterweise durch eine unregelmäßige Kettentei lung reduzieren.

Eine weitere Möglichkeit den Einzelton zu senken besteht da rin, die quer zur Laufrichtung der Laschenkette gegebene Län ge der Gelenkstücke in aperiodischer Folge unterschiedlich auszuführen. Dadurch entstehen unterschiedliche Kippwinkel benachbarter Kettenglieder und damit auch ein unterschiedli cher Normalkraftaufbau, der unterschiedliche Schallimpulse hervorruft. (DE-PS 36 27 815)

Wenn auch mit diesen bekannten Maßnahmen gute Erfolge erzielt werden, so stößt man doch sehr bald an Grenzen. Die Ketten teilung kann z. B. nicht beliebig verringert werden, da festig keitsbedingte Abmessungen der Gelenkstücke eingehalten wer den müssen. Außerdem wird bei zu kleinen Abmessungen der Ge lenkstücke auch die reibkraftübertragende Stirnfläche der Gelenkstücke zu klein und damit die Reibleistungsdichte zu hoch. Schlechte tribologische Eigenschaften mit hohem Ver schleiß sind die Folge.

Schaut man sich in obiger Beziehung die weiteren Summanden für den Schalldruckpegel L der Reihe nach an, so gibt es noch weitere Möglichkeiten, auf das Geräusch einzuwirken.

Eine Absenkung der Kettengeschwindigkeit ν würde die Lei stung verringern und ist für mobile Hochleistungsgetriebe (CVT) nicht akzeptabel.

Eine Verringerung des Keilwinkels α ist auch nicht sinn voll, da für die Stillstandsverstellung ein Keilrillenwin kel α von ca. 20° benötigt wird, um aus dem Selbsthemmbe reich herauszubleiben.

Dagegen sind mit einer aperiodischen Folge von Gelenk stücken verschiedener Masse M das Geräusch und auch der lästige Einzelton intensiv beeinflußbar.

Eine Vergrößerung der Laufradienabweichung ΔR würde eine "weiche" Scheibensatzkonstruktion bedingen und würde den Wirkungsgrad drastisch senken.

Dagegen sind mit einer aperiodischen Folge von Kettenglie dern verschiedener Dehnung D Geräusch und Einzelton eben falls wirksam zu beeinflussen. Prinzipiell steigen mit einer größeren Laschendehnung D auch die Schlupfverluste, und der Wirkungsgrad wird verschlechtert. Aber werden nur 10-20% der kompletten Kette mit Kettengliedern größerer Deh nung ausgerüstet, so bleiben die Verluste relativ gering.

Vollständigkeitshalber sei hier erwähnt, daß natürlich auch die Masse der Kegelscheiben, ihre Dämpfung und Lagerung einen wesentlichen Einfluß auf das Geräusch ausüben. Die Eingriffs möglichkeiten sind jedoch besonders bei mobilen Anwendungen (CVT) gering, wegen des Konstruktionsaufwandes und des zur Ver fügung stehenden Bauvolumens.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Laschenkette der eingangs genannten Art so abzuändern bzw. weiterzubilden, daß die bisherigen Grenzen der Geräuschminderung und Einzel tonabsenkung weiter nach unten verschoben werden.

Diese Aufgabe ist bei einer Laschenkette der eingangs ge nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß über die Kettenlänge in aperiodischer Reihenfolge Gelenkstücke unter schiedlicher Masse und/oder Kettenglieder unterschiedlicher Laschendehnung angeordnet sind.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bewirken einen sehr unter schiedlichen Normalkraftaufbau von Kettenglied zu Ketten glied zwischen Kegelscheibe und Gelenkstück. Dadurch ent steht eine sehr unterschiedliche Anschlagstärke der Gelenk stücke an die Kegelscheiben, woraus ein aperiodisches Ge räusch auf niedrigem Schalldruckniveau resultiert.

Die Gelenkstücke unterschiedlicher Masse können aus Stahl unterschiedlicher Abmessungen, oder auch bei denselben Ab messungen aus Stahl und einer Titanlegierung bestehen. Die Laschen unterschiedlicher Dehnung können aus Stahl und einer Titanlegierung bestehen. Titan hat etwa einen halb so großen E-Modul wie Stahl und ist nur etwa halb so schwer. Daher verläuft der Normalkraftaufbau zwischen Kegelscheiben und Gelenkstück wesentlich flacher, d. h. der Schallimpuls wird an dieser Stelle "verschliffen" und hat eine wesentlich geringere Intensität.

Die Erfindung ist auf alle Laschenketten der angesproche nen Art anwendbar, also auch auf Laschenketten mit un gleicher Kettenteilung und verschiedenen Gelenkkonstruk tionen.

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt der Laschenkette im sogenannten Dreilaschenverband in Draufsicht und Seitenan sicht;

Fig. 2 einen Ausschnitt der Laschenkette im sogenannten Zweilaschenverband in Draufsicht und Seitenan sicht;

Fig. 3 ein Gelenk aus einem Gelenkstück bestehend in Seitenansicht;

Fig. 4 ein Gelenk aus drei Gelenkteilen bestehend in Seitenansicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Laschenkette ist ein Beispiel für die erfindungsgemäße Lösung. Dieses Lösungsbeispiel weist eine konstante Kettenteilung T auf. Die Laschen kette ist im sogenannten Dreilaschenverband montiert und hat in jedem Kettenglied in Links- und Rechtsfolge je eine Doppellasche zur besseren Lastverteilung innerhalb des Laschenverbandes. Die Gelenke 1 und 2 haben eine unter schiedliche Masse. Die unterschiedliche Masse kann dadurch realisiert werden, daß das Gelenk 2 aus demselben Mate rial größerer Abmessungen als Gelenk 1 besteht, wie ge zeichnet, oder auch durch ein leichteres Material gleicher Abmessung wie Gelenk 1. Die den Einzelton störenden Gelen ke 2 sind aperiodisch über die Kettenlänge verteilt und sollten 10-20% aller Gelenke betreffen.

Die, die Kettenglieder a bis d bildenden, über die Ketten breite angeordneten Laschen 3 und 4 haben eine unterschied liche Dehnung D. Die Laschen 3 größerer Dehnung sind durch Schraffur kenntlich gemacht und sollten ebenfalls 10-20% aller Kettenglieder ausmachen. Dadurch wird der Einlauf stoß der Gelenkstücke in die Keilrille deutlich abge schwächt.

Die Laschenkette nach Fig. 2 ist ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Lösung. Diese Laschenkette ist im soge nannten Zweilaschenverband montiert, hat unterschiedliche Kettenteilungen T und unterschiedliche Massen der Gelenke 1 und 2. Die Realisierung der unterschiedlichen Massen der Gelenke 1 und 2 erfolgt wie beim ersten Lösungsbeispiel nach Fig. 1.

Die Fig. 3 und 4 zeigen weitere bekannte Gelenkkonstruk tionen für Laschenketten der in Rede stehenden Art. Die Lösungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 können auch mit diesen Gelenken, bestehend aus einem Gelenkstück 5 oder bestehend aus drei Gelenkteilen 6 ausgeführt sein.

Es ist auch denkbar, die in den Lösungsbeispielen darge stellten Möglichkeiten mit ungleicher Länge der Gelenke quer zur Kettenlaufrichtung zu kombinieren. Diese Möglich keit ist zeichnerisch nicht dargestellt.

Eine weitere zeichnerisch nicht dargestellte Lösung be steht darin, die zwei Gelenkteile desselben Gelenkes 1 oder 2 mit unterschiedlicher Masse, Abmessungen bzw. Ma terial auszubilden.

Schließlich beinhaltet die erfindungsgemäße Lösung auch eine Laschenkette, in der verschiedene Gelenkkonstruk tionen, Gelenk 5 mit einem Gelenkstück, Gelenk 1 und 2 mit zwei Gelenkteilen und Gelenk 6 mit drei Gelenkteilen, aperiodisch angeordnet sind.

Die Lösungsbeispiele haben die Wirkung, daß das durch den polygonalen Lauf der Kette erzeugte Geräusch, die Anregung von Resonanzschwingungen und der lästige Kettenglieder eingriffston gesenkt bzw. gestört werden.

Zusammenfassend lauten die Konstruktionsregeln der ge räuscharmen in Rede stehenden Laschenkette:

- geringstmögliche Teilung
- Periodizität der Schallimpulse vermeiden
- Schallimpuls durch unterschiedliche Massen der Gelenk stücke variieren
- Schallimpuls durch erhöhten Dehnschlupf einzelner Ket tenglieder "verschleifen".

Claims

1. Laschenkette für stufenlos verstellbare Kegelscheiben getriebe, deren aus Laschen bestehende Kettenglieder durch Gelenkstücke miteinander verbunden sind, deren Stirnflächen die Reibkräfte zwischen der Laschenkette und den Kegelscheiben übertragen, dadurch gekennzeich net, daß über die Kettenlänge in aperiodischer Reihen folge Gelenkstücke (1, 2) unterschiedlicher Massen und/oder Kettenglieder unterschiedlicher Laschendehnung (3, 4) angeordnet sind.

2. Laschenkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstücke (1, 2) aus demselben Material bestehen, aber unterschiedliche Abmessungen besitzen.

3. Laschenkette nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß die Kette Gelenke (1, 2) unterschiedlicher Länge besitzt.

4. Laschenkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstücke (1, 2) aus unterschiedlichem Material be stehen, aber dieselben Abmessungen aufweisen.

5. Laschenkette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkstücke (1, 2) aus einer Stahllegierung oder Titan legierung bestehen.

6. Laschenkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen der Kettenglieder größerer Dehnung (3) aus einer Titanlegierung bestehen.

7. Laschenkette nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß die in aperiodischer Reihenfolge über die Ketten länge angeordneten Gelenkstücke unterschiedlicher Masse (1, 2) und die Kettenglieder mit Laschen größerer Dehnung (3) je 10 bis 30% betragen.