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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnkette, die dadurch gebildet
wird, dass eine Vielzahl von Gliederplatten, die jeweils zwei Zähne und
Zapfenöffnungen
haben, in Querrichtung und Längsrichtung
abwechselnd angeordnet und mittels Verbindungszapfen verbunden sind,
und insbesondere betrifft sie eine derartige Kette, die verbesserte
Geräusch-
und Schwingungseigenschaften hat.
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Zahnketten
werden seit einiger Zeit als Leistungsübertragungsketten in Kraftfahrzeugen
und Motorrädern,
etc. verwendet und sind im allgemeinen dadurch gebildet, dass eine
Vielzahl von Gliederplatten, jeweils mit zwei Zähnen und Zapfenöffnungen, mittels
Verbindungszapfen verbunden sind, die in jede der Zapfenöffnungen
eingesetzt sind. Bei derartigen Zahnketten führen die Teilungstöne, die
erzeugt werden, wenn sie mit einem Kettenrad in Eingriff treten,
zu Geräuschen,
und im Bestreben, dieses Teilungsgeräusch zu reduzieren, wurden
sogenannte Zufallsketten entwickelt.
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Diese
Zufallsketten werden dadurch gebildet, dass zwei Arten von Gliederplatten,
wie sie in den 7 und 8 dargestellt sind, kombiniert
werden. Die in 7 dargestellte
Gliederplatte 100 ist eine Standard-Gliederplatte und hat
zwei Zapfenöffnungen 101 und
Zähne 102,
wobei jeder der Zähne 102 aus
einer inneren Flankenfläche
(Innenfuß) 103 und einer äußeren Flankenfläche (äußerer Fuß) 104 gebildet
wird. Die 8 zeigt ein
Zufallsglied 110, das Zapfenöffnungen 101 des selben
Typs wie die Gliederplatte 100 hat; die Form jedes Zahnes 112 ist
jedoch verschieden von der Form jedes Zahnes 102 in der
Gliederplatte 100. Allerdings bestehen die Zähne 112 aus
einer äußeren Flankenfläche 104 mit
einer Form entsprechend der äußeren Flankenfläche 104 der
Gliederplatte 100 und einer inneren Flankenfläche 113,
die mit einer konvexen Fläche
versehen ist, welche weiter nach außen vorsteht als die innere Flankenfläche 103 der
Gliederplatte 100. Außerdem zeigt
die strichpunktierte Linie in 8 den
Umriss der inneren Flankenfläche 103 der
Gliederplatte 100.
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In
diesem Fall wird eine Zufallskette dadurch gebildet, dass eine Vielzahl
von zufällig
ausgewählten
Gliederreihen oder Führungsreihen
aus Zufallsgliedern 110 zusammengesetzt wird und die anderen Gliederreihen
oder Führungsreihen
aus Gliederplatten 100 zusammengesetzt werden. Wenn während des
Betriebs einer Zufallskette eine innere Flankenfläche mit
einem Zahn des Kettenrades in Eingriff tritt, ändert sich der Zustand ihres
Eingriffs mit dem Kettenradzahn in Abhängigkeit davon, ob die Gliederreihe
bzw. Führungsreihe,
die diese innere Flankenfläche
enthält,
aus Standardgliederplatten 100 oder Zufallsgliedern 110 besteht,
und hierdurch werden die Teilungstöne, die vorher periodisch auftraten,
reduziert, und das Geräusch
verringert sich.
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Der
Hauptzweck der vorstehend erwähnten vorhandenen
Zufallsketten besteht jedoch darin, Geräusche zu Beginn des Eingriffs
mit einem Kettenrad zu verringern, und sie können nicht als adäquates Mittel
zur Geräuschminderung
zwischen einem teilweisen Eingriff bis zum Ende des Eingriffs (wenn
der Sitz erfolgt) bezeichnet werden.
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US-A-5,267,910,
von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, offenbart
eine Zahnkette aus einer Vielzahl von Reihen von Gliederplatten,
die in Querrichtung und Längsrichtung
abwechselnd angeordnet sind, wobei eine erste Gruppe der Gliederplatten
geradlinige Flankenflächen
hat und eine zweite Gruppe der Gliederplatten ein modifiziertes
Zahnprofil mit äußeren Flankenflächen hat,
die als kontinuierliche Kurve ausgebildet sind. Die Glieder der
ersten und zweiten Gruppe sind in der Kette dann unregelmäßig abwechselnd
angeordnet.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese vorhandene Situation
gemacht und hat als Ziel die Schaffung einer Zahnkette, durch die
es möglich
ist, Geräusche
von einem teilweisen Eingriff bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
zu reduzieren und dadurch das Geräusch- und Schwingungsverhalten
zu verbessern. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung,
eine Zahnkette zu schaffen, durch die es möglich ist, das Geräusch vom
Beginn des Eingriffs bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
weiter zu verringern und das Geräusch-
und Schwingungsverhalten zu verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung schafft somit eine Zahnkette mit mehreren
Reihen von Gliederplatten, die in Querrichtung und Längsrichtung
abwechselnd zueinander angeordnet sind, und mehreren Zapfen, die
benachbarte Reihen der Gliederplatten verbinden, wobei jede der
Gliederplatten zwei Öffnungen zur
Aufnahme der Zapfen und zwei davon abgehende Zähne aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass die äußere Flankenfläche jeder
der Gliederplatten im wesentlichen geradlinig ist, wobei die Glie derplatten in
einer ersten Gruppe der Reihen Zahnteilungen haben, die verschieden
von denen der Gliederplatten in einer zweiten Gruppe der Reihen
sind, wobei die erste Gruppe von Reihen unregelmäßig in Längsrichtung abwechselnd angeordnet
sind.
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Bei
der Kette der Erfindung sind Gliederplatten mit unterschiedlichen
Zahnteilungen in Längsrichtung
der Kette unregelmäßig abwechselnd
angeordnet. Mit „Zahnteilung" ist hier der Abstand
zwischen zwei Schnittpunkten gemeint, an der eine parallele Linie
mit vorgegebenem Abstand zu der Mittellinie der Zapfenöffnungen
der Gliederplatten auf der Zahnseite beide äußere Flankenflächen der
Zähne schneidet,
und er wird insbesondere auf beispielsweise das 1,5-fache der Öffnungsteilung
(des Abstandes zwischen den Zapfenöffnungs-Mittelpunkten) eingestellt.
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Die
Größe des Vorsprungs
außerhalb
beider äußeren Flankenflächen an
diesen Gliederplatten mit unterschiedlichen Zahnteilungen ist verschieden
von derjenigen der anderen Standardgliederplatten, derart, dass
bei Vergrößerung der
Zahnteilung die äußeren Flankenflächen weiter
nach außen
vorstehen als die anderen Gliederplatten, während, wenn die Zahnteilung
umgekehrt kleiner wird, die äußeren Flankenflächen weiter
nach innen eingezogen sind als die anderen Gliederplatten. Dass
somit derartige Gliederplatten mit unterschiedlichen Zahnteilungen
in der Längsrichtung
der Kette abwechselnd zueinander angeordnet werden, bedeutet, dass,
wenn der Eingriff mit einem Kettenrad von der inneren Flankenfläche zur äußeren Flankenfläche wandert
und die größere Flankenfläche in vollen
Eingriff mit dem Kettenradzahn gelangt, der Eingriffszustand zwischen
der äußeren Flankenfläche und
dem Kettenradzahn sich ändert,
und somit ist es möglich,
das Geräusch-Druck-Niveau
zwischen einem teilweisen Eingriff und dem Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
zu verringern und somit Geräusche
zu mindern, und es ist somit möglich,
das Geräusch-
und Schwingungsverhalten zu verbessern.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung haben die unregelmäßig abwechselnd
angeordneten Gliederplatten Zapfenöffnungs-Mittelpunkte, die in
eine Richtung senkrecht zur Zapfenöffnungs-Mittellinie vorgespannt
sind.
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Die
Gliederplatten mit Zapfenöffnungs-Mittelpunkten,
die in eine Richtung senkrecht zu der Zapfenöffnungs-Mittellinie vorgespannt
sind, sind in der Längsrichtung
der Kette unregelmäßig abwechselnd
angeordnet. Wenn in diesem Fall Glieder platten mit vorgespannten
Zapfenöffnungs-Mittelpunkten durch
Verbindungszapfen mit Gliederplatten ohne vorgespannte Zapfenöffnungs-Mittelpunkten
verbunden sind, ist die Größe des Vorsprungs
außerhalb beider äußerer Flankenflächen in
den Gliederplatten mit vorgespannten Zapfenöffnungs-Mittelpunkten verschieden
von derjenigen der anderen, standardmäßig ausgebildeten Gliederplatten
ohne vorgespannte Zapfenöffnungs-Mittelpunkte.
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Wenn
sich somit der Eingriff mit einem Kettenrad von der inneren Flankenfläche zur äußeren Flankenfläche bewegt
und die äußere Flankenfläche in vollständigen Eingriff
mit dem Kettenradzahn gelangt, ändert
sich der Eingriffszustand zwischen der äußeren Flankenfläche und
dem Kettenradzahn, und es ist somit möglich, das Geräusch-Druck-Niveau zwischen
einem teilweisen Eingriff bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
zu reduzieren und somit Geräusche
zu mindern, und es ist somit möglich,
das Geräusch-
und Schwingungsverhalten zu verbessern.
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Vorzugsweise
sind bei jeder der Zahnketten der Erfindung Zufallsglieder in der
Längsrichtung
unregelmäßig abwechselnd
zueinander angeordnet, wobei jedes der Zufallglieder einen Vorsprung
auf seiner Innenflanke hat, wobei die Größe des Vorsprungs jedes der
Zufallsglieder verschieden ist von derjenigen des Vorsprungs jeder
der Gliederplatten. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, Geräusche zwischen
einem teilweisen Eingriff bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
zu mindern, sondern es ist auch möglich, Geräusche zu Beginn des Eingriffs
zu mindern und somit Geräusche
zwischen Eingriffsbeginn bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs weiter
zu mindern und damit das Geräusch-
und Schwingungsverhalten zu verbessern. Zwecks besseren Verständnisses
der Erfindung wird nun ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 eine Teildraufsicht auf
eine Zahnkette der Erfindung ist;
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2 eine Teilvorderansicht
der Zahnkette der 1 ist;
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3 eine vergrößerte Vorderansicht
einer ersten Gliederplatte ist, die zum Bilden der Zahnkette der 1 verwendet wird;
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4 eine vergrößerte Vorderansicht
einer zweiten Gliederplatte ist, die zum Bilden der Zahnkette der 1 verwendet wird;
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5 eine vergrößerte Vorderansicht
einer modifizierten Form der zweiten Gliederplatte ist, die für die Zahnkette
der Erfindung verwendet wird;
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6 eine vergrößerte Vorderansicht
ist, die die relativen Positionen der zweiten Gliederplatte der 5 veranschaulicht, welche
abwechselnd zu der ersten Gliederplatte der 3 angeordnet ist;
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7 eine vergrößerte Vorderansicht
einer Standardgliederplatte ist, die bei herkömmlichen Zahnketten verwendet
wird; und
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8 eine vergrößerte Vorderansicht
eines Zufallsgliedes ist.
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Es
wird zunächst
auf die 1 und 2 Bezug genommen. In diesen
ist eine (geräuscharme)
Zahnkette 1 dargestellt, die aus einer Vielzahl von Gliederplatten 2 gebildet
ist, welche in der Querrichtung (vertikalen Richtung in 1) und in der Längsrichtung (horizontalen
Richtung in 1) abwechselnd
angeordnet sind, wobei die Gliederplatten 2 mittels Verbindungszapfen 3 wie
auch durch eine Vielzahl von Führungsgliedern 4,
die auf der äußersten
Seite angeordnet sind, verbunden sind. Die Zahnkette 1 umfasst ferner
Führungsreihen 5,
die aus Gliederplatten 2 und Führungsgliedern 4 bestehen
und Gliederreihen 6, die lediglich aus Gliederplatten 2 bestehen,
die in der Längsrichtung
abwechselnd angeordnet sind.
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Die 3 und 4 zeigen die Gliederplatten, welche die
Zahnkette 1 bilden. Die Gliederplatte 2, die in 3 dargestellt ist, ist eine
Standardgliederplatte, die zwei Zapfenöffnungen 21 und 22 hat,
wobei jeder Zahn 22 von einer inneren Flankenfläche 23 und
einer äußeren Flankenfläche 24 gebildet
wird.
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Die
in 4 dargestellte Gliederplatte 2' hat Zapfenöffnungen 21 des
gleichen Typs wie die Gliederplatte 2; die Form jedes Zahnes 22' ist jedoch
verschieden von der Form jedes Zahnes 22 in der Gliederplatte 2,
und zwar insofern, als jeder Zahn 22' aus einer inneren Flankenfläche 23 einer
Form entsprechend der inneren Flankenfläche 23 der Gliederplatte 2 und
einer nahezu geradlinigen äußeren Flankenfläche 24' besteht, die
weiter nach außen
vorsteht als die äußere Flankenfläche 24 der
Gliederplatte 2. Die strichpunktierte Linie in 4 zeigt den Umriss der äußeren Flankenfläche 24 der
Gliederplatte 2, um diesen Unterschied in der Form zu veranschaulichen.
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Wenn
eine Linie parallel zur Zapfenöffnungs-Mittellinie
in einem Abstand k0 zu der Zapfenöffnungs-Mittellinie
gezogen wird, sind die Abstände zwischen
den entsprechenden Schnittpunkten der parallelen Linie mit beiden äußeren Flankenflächen 24 und 24', die in den
Zeichnungen mit p1 und p2 bezeichnet
sind, die Zahnteilungen. Der Wert von k0 in Standardgliederplatten
wird auf einen Wert gesetzt, wodurch bei spielsweise p1 =
1,5 p (p = Öffnungsteilung)
wird. Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, gilt p2 > p1; d. h., dass die Größe des Vorsprungs der äußeren Flankenflächen in
der Gliederplatte 2' als
in der Gliederplatte 2. Bei der Zahnkette 1 sind
die Gliederreihen 6 und/oder die Führungsreihen 5, die
aus den Gliederplatten 2' bestehen,
so angeordnet, dass sie in der Längsrichtung
der Kette unregelmäßig abwechselnd
angeordnet sind. Wenn somit in diesem Fall der Eingriff mit einem
Kettenrad (in den Zeichnungen nicht gezeigt) sich von der inneren
Flankenfläche
zur äußeren Flankenfläche bewegt
und die äußere Flankenfläche in Sitzanlage
mit dem Kettenradzahn gelangt, ändert
sich der Eingriffszustand zwischen der äußeren Flankenfläche und
dem Kettenradzahn, und es ist somit möglich, das Geräusch-Druck-Niveau
zwischen einem teilweisen Eingriff und dem Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
zu reduzieren und somit Geräusche
zu mindern, und es ist somit möglich,
das Geräusch-
und Schwingungsverhalten zu verbessern.
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Die 5 und 6 zeigen ein Beispiel einer abgewandelten
Form einer Gliederplatte, die dazu verwendet werden kann, die Zahnkette
der vorliegenden Erfindung zu bilden. In 5 hat diese Gliederplatte 2'' die gleiche allgemeine Form wie
die Standardgliederplatte 2 in dem obigen Ausführungsbeispiel,
abgesehen davon, dass die Lage der Zapfenöffnungen verschieden ist von
der Gliederplatte 2, wobei die Mittelpunkte der Zapfenöffnungen 21' der Gliederplatte 2'' um den Betrag Δ zur Zahnseite hin im Vergleich
zu den Mittelpunkten der Zahnöffnungen 21 der
Gliederplatte 2 versetzt sind. Wenn somit diese Gliederplatte 2" und die Gliederplatte 2 so übereinander
liegen, dass ihre entsprechenden Zapfenöffnungen 21 und 21' zusammenfallen,
gelangen ihre entsprechenden Umrisse in eine gestaffelte Anordnung,
wie in 6 dargestellt
ist, und die Zahnteilung p3 der Gliederplatte 2'' ist derart, dass p3 < p1,
d. h. die Größe des Vorsprungs
der äußeren Flankenflächen ist
in der Gliederplatte 2 größer als in der Gliederplatte 2''.
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Die
Zahnkette wird dadurch gebildet, dass Führungsreihen und/oder Gliederreihen
aus derartigen Gliederplatten 2'' gebildet
werden und diese Führungsreihen
und/oder Gliederreihen in Längsrichtung
der Kette unregelmäßig abwechselnd
angeordnet werden. Auch in diesem Fall ändert sich somit der Eingriffszustand,
wenn sich der Eingriff mit einem Kettenrad (in den Zeichnungen nicht
gezeigt) von der inneren Flankenfläche zur äußeren Flankenfläche bewegt
und die äußere Flankenfläche in vollständigem Eingriff
mit dem Kettenradzahn gelangt, und es ist somit möglich, das
Geräusch-Druck-Niveau
von einem teilweisen Eingriff bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
zu reduzieren und somit Geräusche
zu mindern, wodurch die Geräusch-
und Schwingungseigenschaften verbessert werden.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform
ist ein Beispiel, bei dem die äußere Flankenfläche 24' der Gliederplatte 2' so gebildet
wird, dass p2 > p1; die vorliegende
Erfindung kann jedoch in gleicher Weise auf Anordnungen angewendet
werden, bei denen die äußere Flankenfläche der
Gliederplatte so gebildet wird, dass p2 < p1.
Auch das in den 5 und 6 abgewandelte Kettenglied
ist ein Beispiel, bei dem das Vorspannen der Zapfenöffnungs-Mittelpunkte
der Gliederplatte 2'' in Richtung
auf die Zahnseite zu der Beziehung p3 < p1 führt; die
vorliegende Erfindung kann jedoch umgekehrt auch in gleicher Weise
auf Anordnungen angewendet werden, bei denen das Vorspannen der
Zapfenöffnungs-Mittelpunkte
der Gliederplatte in Richtung auf die rückseitige Fläche der
Gliederplatte auf der Seite entgegengesetzt zu den Zähnen zu
der Beziehung p3 > p1 führt.
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Die
oben beschriebenen Anordnungen sind Beispiele, bei denen eine Standardgliederplatte
für die
innere Flankenfläche
der Gliederplatte verwendet wird; die vorliegende Erfindung kann
jedoch in der gleichen Weise auf Anordnungen angewendet werden,
bei denen Zufallsglieder in Kombination verwendet werden. In diesem
Fall ist es nicht nur möglich, Geräusche zwischen
einem teilweisen Eingriff bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
zu mindern, sondern es ist auch möglich, Geräusche zu Beginn des Eingriffs
zu mindern, und somit die Geräusche zwischen
dem Eingriffsbeginn bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs weiter zu
mindern und dadurch das Geräusch-
und Schwingungsverhalten zu verbessern.
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Wie
oben erläutert,
ergibt sich durch Verwendung von Gliederplatten mit unterschiedlichen
Zahnteilungen, die in Längsrichtung
der Kette unregelmäßig abwechselnd
angeordnet sind, oder von Gliederplatten mit Zapfenöffnungs-Mittelpunkten,
die in einer Richtung senkrecht zur Zapfenöffnungs-Mittellinie versetzt
sind, welche in der Längsrichtung
der Kette unregelmäßig abwechselnd
angeordnet sind, der Vorteil, dass es möglich ist, Geräusche zwischen
einem teilweisen Eingriff bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eingriffs
zu mindern, und es ist somit möglich,
das Geräusch-
und Schwingungsverhalten zu verbessern.
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Außerdem ergibt
sich durch Verwendung von Zufallsgliedern, die in der Längsrichtung
der Zahnkette unregelmäßig angeordnet
sind, wobei die Größe des Vorsprungs
der inneren Flankenfläche
der Gliederplatten unterschiedlich ist, der Vorteil, dass es möglich ist,
die Geräusche
zwischen dem Eintrittsbeginn bis zum Zeitpunkt des vollständigen Eintritts
weiter zu mindern und dadurch die Geräusch- und Schwingungseigenschaften
zu verbessern.