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Diese
Erfindung betrifft eine geräuscharme Kette,
insbesondere die Konstruktion einer Führungslasche für eine geräuscharme
Kette.
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In
herkömmlicher
Weise findet eine geräuscharme
Kette als Kraftübertragungskette
Verwendung. Die 6 und 7 zeigen
ein Beispiel einer typischen geräuscharmen
Kette.
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Wie
in den Figuren gezeigt, besitzt eine geräuscharme Kette 100 eine
Mehrfachgliederplatte 102 mit einem Paar von Zähnen 121.
Die Glieder sind in Querrichtung und Längsrichtung miteinander verschachtelt.
Die Gliederplatte 102 ist über einen Verbindungsbolzen 103,
der aus einem Paar von langen und kurzen Gelenkbolzen 131 und
Schwenkbolzen 132 besteht, die in das Bolzenloch 122 der
Gliederplatte 102 eingesetzt sind, schwenkbar verbunden. Ein
Führungsglied 104 ist
auf der Außenseite
der äußersten
Gliederplatte 102 angeordnet. Beide Enden des Gelenkbolzens 131 sind
an Bolzenlöchern
befestigt, die im Führungsglied 104 ausgebildet
sind.
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Wenn
die Kette während
ihres Betriebes auf einem Kettenrad läuft, verbiegen sich die Gliederplatten
und stellt der Gelenkbolzen 131 einen Rollkontakt mit der
Gleitfläche
des Schwenkbolzens 132 her.
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In
neuerer Zeit finden Getriebe mit geräuscharmen Ketten unter Bedingungen
einer hohen Belastung Verwendung, so dass hierfür eine geräuscharme Kette mit einem hohen
Verschleißwiderstand
erforderlich ist. Wenn jedoch eine herkömmliche geräuscharme Kette unter hoher
Belastung verwendet wird, wird ein sehr hoher Kontaktflächendruck
in den Kontaktflächen
des Gelenkbolzens und Schwenkbolzens aufgrund ihres konvex-konvexen
Kontaktes erzeugt, so dass in diesen Bolzen ein Lochverschleiß auftritt.
Daher kann mit einer derartigen herkömmlichen geräuscharmen
Kette die Anforderung nach einer hohen Verschleißfestigkeit nicht in angemessener
Weise erfüllt
werden.
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Der
erhöhte
Krümmungsradius
der Abrollfläche
eines jeden Bolzens kann zu einer Abnahme des Kontaktflächendrucks
zwischen dem Gelenkbolzen und Schwenkbolzen führen. Ein großer Krümmungsradius
reduziert jedoch das Biegevermögen
der Gliederplatten und das der gesamten Kette. Infolgedessen wird
es schwierig, die Kette um ein Kettenrad mit geringem Durchmesser
zu winden oder zu führen. Daher
ist der Anstieg des Krümmungsradius
der Abrollfläche
zur Sicherung des Biegevermögens
der gesamten Kette begrenzt.
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Bei
einer herkömmlichen
geräuscharmen Kette
sind beide Enden des Gelenkbolzens an einem Führungsglied fixiert, das generell
eine höhere
Steifigkeit besitzt als die Gliederplatten, so dass bei Aufbringung
einer übermäßig großen Zugbelastung,
wie einer Vorspannungsbelastung, auf die Kette die Scherbelastung
von der Gliederplatte auf den Mittelteil des Gelenkbolzens wirkt,
während
eine Ausdehnung des Abstandes der Löcher in der Führungsreihe
unterdrückt
wird, so dass infolgedessen die Biegebelastung auf den Gelenkbolzen
einwirkt und sich die Mitte des Gelenkbolzens und Schwenkbolzens verwerfen
kann.
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In
der US-A-1887137 ist eine geräuscharme Kette
beschrieben, bei der die Gliederplatten über Bolzenelemente miteinander
verbunden sind, die einen zentralen Bolzen, der als Schwimmer bezeichnet wird,
und zwei Seitenbolzen, die als Buchsenteile bezeichnet werden, aufweisen,
wobei die beiden Seitenbolzen konkave Flächen besitzen, die gleitend
mit konvexen Flächen
am Schwimmerbolzen zusammenwirken.
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Mit
dieser Erfindung wird das Problem einer vorstehend beschriebenen
herkömmlichen
Kette gelöst,
und es wird eine geräuscharme
Kette zur Verfügung
gestellt, bei der das Biegevermögen
der gesamten Kette aufrechterhalten wird, der auf den Verbindungsbolzen
einwirkende Flächendruck
reduziert wird und das Verbiegen des Verbindungsbolzens verhindert
oder minimiert wird.
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Erfindungsgemäß wird eine
geräuscharme Kette
zur Verfügung
gestellt, die eine Vielzahl von sich überlappenden Reihen von Gliederplatten
und Bolzenteile aufweist, die benachbarte Reihen von Gliederplatten
miteinander verbinden, wobei jede Gliederplatte ein Paar von Öffnungen
zur Aufnahme der Bolzenteile besitzt, jede Gliederplatte ein Paar von
Zähnen
aufweist, die sich hiervon erstrecken, jedes Bolzenteil einen zentralen
Bolzen, der in der Mitte einer Öffnung
einer Gliederplatte angeordnet ist, und ein Paar von Schwenkbolzen
aufweist, die auf beiden Seiten des zentralen Bolzens angeordnet sind,
und die Schwenkbolzen eine kürzere
Länge als der
zentrale Bolzen besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale
Bolzen und die Schwenkbolzen konvex gekrümmte Flächen haben, die einander berühren.
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Bei
einer Ausführungsform
ist der Verbindungsbolzen der erfindungsgemäß ausgebildeten Kette so ausgebildet,
wie in 3 gezeigt. Wie man der Figur entnehmen kann, sind
die Gliederplatten 2a, 2b gegenseitig verbogen.
Der Biegewinkel ist dabei mit α bezeichnet.
Der Verbindungsbolzen 3, der die Gliederplatten 2a, 2b verschwenkbar
lagert, ist in eine Öffnung 22 eingesetzt,
die in jeder Gliederplatte 2a, 2b ausgebildet
ist.
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Der
Verbindungsbolzen 3 besteht aus einem zentralen Bolzen 31,
der in der Mitte des Bolzenloches 22 angeordnet ist, und
einem gegenüberliegenden
Paar von Schwenkbolzen 32 auf beiden Seiten des zentralen
Bolzens. Beide Seitenflächen
des zentralen Bolzens 31 sind konvex gekrümmt, und
eine konvex gekrümmte
Fläche 32a,
die der Seitenfläche 31a des
zentralen Bolzens entspricht, ist im Schwenkbolzen 32 ausgebildet.
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Bei
einer herkömmlichen
geräuscharmen Kette
vom Schwenkverbindungstyp (6 und 7)
ist ein Rollkontakt mit einem Winkel α am Kontakt zwischen dem Schwenkbolzen 132 und
dem Gelenkbolzen 131 erforderlich, um einen Biegewinkel α zu erzeugen.
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Demgegenüber sind
bei der vorliegenden Erfindung die Schwenkbolzen 32 auf
beiden Seiten des zentralen Bolzens 31 angeordnet, wie
in 3 gezeigt. Wenn daher ein Rollkontakt mit einem
Winkel α/2
für jeden
Schwenkbolzen 32 verwirklicht wird, kann ein Biegewinkel α zwischen
benachbarten Gliederplatten 2a, 2b realisiert
werden.
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Daher
reicht bei der vorliegenden Erfindung ein Rollkontakt des Schwenkbolzens
mit einer Hälfte des
erforderlichen Rollkontaktwinkels aus, so dass der Krümmungsradius
eines jeden Bolzens auf diese Weise stark vergrößert werden kann. Daher kann
der Flächendruck
der Kontaktfläche
des Bolzens reduziert werden, während
das Biegevermögen
der gesamten Kette aufrechterhalten und die Verschleißfestigkeit
verbessert wird.
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Führungslaschen,
die jedem Verbindungsbolzen entsprechen, sind an der erfindungsgemäß ausgebildeten
Kette vorgesehen, und das Ende des zentralen Bolzens ist durch Presspassung
oder in anderer Weise am Bolzenloch der Führungslasche fixiert. Daher
wird selbst dann eine Vergrößerung des Lochabstandes
der Führungsreihe
nicht behindert, wenn eine übermäßig große Zugbelastung,
wie eine Vorspannbelastung, auf eine Kette aufgebracht wird und
die Scherbelastung von der Gliederplatte auf den Gelenkbolzen wirkt,
so dass keine Biegebelastung auf den Gelenkbolzen einwirkt und ein
Ver biegen des Gelenkbolzens und Schwenkbolzens verhindert wird.
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Der
bevorzugte Querschnitt des zentralen Bolzens besitzt die Form einer
japanischen Trommel oder generell die einer Ellipse. Hierbei handelt
es sich um eine Form, bei der die Mitte beider Seiten auf konvex
gekrümmte
Weise nach außen
weist.
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Die
konvexen gegenüberliegenden
Flächen des
Schwenkbolzens sind konkav oder konvex gekrümmt. Die Gesamtlänge des
Schwenkbolzens entspricht der Gesamtbreite der laminierten Gliederplatten
oder ist geringfügig
größer als
diese und ist kürzer
als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Führungslaschen
in Breitenrichtung der Kette.
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Mit
anderen Worten, in diesem Fall sind Führungslaschen unabhängig voneinander
an jedem Verbindungsbolzen angeordnet, so dass selbst dann, wenn
die Gesamtlänge
des Schwenkbolzens etwas größer ist
als die Gesamtbreite der laminierten Gliederplatten, die Befestigung
der Führungslasche
nicht störend
beeinflusst wird. Auf diese Weise besitzt die Länge des Schwenkbolzens eine
große
Toleranz zur Vereinfachung der Dimensionskontrolle.
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Demgegenüber besitzt
bei einer herkömmlichen
geräuscharmen
Kette das Führungsglied
ein Paar von Bolzenlöchern
an beiden Enden (siehe 6 und 7), so dass
vorzugsweise die Gesamtlänge
des Schwenkbolzens kürzer
ist als die Gesamtbreite der überlappenden
Gliederplatten. In einem solchen Fall dürfen beide Enden des Schwenkbolzens
nicht zu tief in den Bolzenlöchern
der äußersten
Gliederplatte angeordnet sein, so dass die Gesamtlänge des
Schwenkbolzens nahe bei der Gesamtbreite der Gliederplatten liegen
muss. Aus diesem Grund ist die Toleranz der Schwenkbolzenlänge einer
herkömmlichen
geräuscharmen
Kette gering und die Dimensionssteuerung nicht einfach.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist die Gesamtlänge des Schwenkbolzens größer als
die Gesamtbreite der Gliederplatten, so dass der wirksame Querschnittsbereich
des Verbindungsbolzens über die
Gesamtbreite der Gliederplatten gleichmäßig sein kann.
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Die
Führungslasche
kann ferner einen Blattfederabschnitt aufweisen. In einem solchen
Fall wirkt die elastische Kraft der Blattfeder in Kettenbreitenrichtung,
und es wird eine Reibkraft zwischen benachbarten Gliederplatten
in Kettenbreitenrichtung erzeugt, um eine hohe Biegefestigkeit der
Kette und eine reduzierte Chordalvibration derselben zu erreichen.
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Es
folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines praktischen Ausführungsbeispieles einer geräuscharmen
Kette dieser Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht der geräuscharmen
Kette der 1;
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3 eine
Vergrößerung des
Verbindungsbolzens der geräuscharmen
Kette der 1;
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4 eine
teilweise Vergrößerung von 1;
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5 eine
Modifikation der Führungslasche, wobei 5(a) eine Draufsicht und 5(b) eine Vorderansicht
sind;
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6 eine
Draufsicht einer herkömmlichen geräuscharmen
Kette; und
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7 eine
Vorderansicht einer herkömmlichen
geräuscharmen
Kette.
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Ein
praktisches Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung wird nunmehr anhand der beigefügten Figuren erläutert.
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1 ist
eine Seitenansicht eines praktischen Ausführungsbeispieles der geräuscharmen Kette
dieser Erfindung. 2 ist eine Vorderansicht der
geräuscharmen
Kette der 1. 3 ist eine Vergrößerung des
Verbindungsbolzens der geräuscharmen
Kette der 1. 4 ist eine
teilweise Vergrößerung von 1,
und 5 ist zeigt eine modifizierte Führungslasche,
wobei 5(a) eine Draufsicht und 5(b) eine Vorderansicht sind.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, besteht die geräuscharme
Kette 1 aus einer Vielzahl von Gliederplatten 2,
die jeweils ein Paar von Zähnen 21 und
ein Paar von Bolzenlöchern 22 aufweisen.
Die Glieder sind in Querrichtung und Längsrichtung miteinander verschachtelt,
und ein Verbindungsbolzen 3 ist in ein Verbindungsloch 22 der
Gliederplatten eingesetzt und lagert die Gliederplatten 2 schwenkbar.
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Wie
aus 3 deutlich wird, besteht der Verbindungsbolzen 3 aus
einem zentralen Bolzen 31 in der Mitte des Bolzenloches 22 und
einem Paar von gegenüberliegenden
Schwenkbolzen 32 an beiden Seiten des zentralen Bolzens.
Der zentrale Bolzen 31 besitzt konvex gekrümmte Seitenflächen 31a und
hat im Querschnitt die Form einer japanischen Trommel oder einer
generellen Ellipse. Der Schwenkbolzen 32 besitzt eine konvex
gekrümmte
Fläche 32a,
die die Seitenfläche 31a des
zentralen Bolzens 31 kontaktiert. Eine konkav gekrümmte Fläche 32b ist
gegenüber
der konvex gekrümmten
Fläche 32a des Schwenkbolzens 32 ausgebildet.
Die konkav gekrümmte
Fläche 32b eines
Schwenkbolzens 32 kontaktiert die konvex gekrümmte Fläche 22a,
die im Bolzenloch 22 der Gliederplatte 2 ausgebildet
ist, und der zentrale Bolzen 31 ist länger als der Schwenkbolzen 32 (siehe 1).
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Eine
Führungslasche 4 ist
außerhalb
der äußersten
Gliederplatte 2 angeordnet. Die Führungslasche 4 ist
an jedem Verbindungsbolzen 3 vorgesehen. Wie in 2 gezeigt,
besitzt die Führungslasche 4 ein
Paar von Führungsteilen 41,
die sich auf beiden Seiten von Zähnen 21 der
Gliederplatte 2 erstrecken. Der Führungsteil 41 ist
so vorgesehen, dass die geräuscharme
Kette in einer eingestellten Position auf einem Kettenrad (nicht
gezeigt) gehalten wird. Das Bolzenloch 42 ist in der Mitte
der Führungslasche 4 ausgebildet, und
das Ende des zentralen Bolzens 31 ist in das Bolzenloch 42 eingesetzt
und darin durch Vernieten etc. fixiert.
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Als
nächstes
wird die Länge
des Schwenkbolzens 32 mit Hilfe von 4 im Detail
beschrieben. 4 ist eine teilweise Vergrößerung von 1,
wobei der Spalt zwischen der äußersten
Gliederplatte 2 und der Führungslasche 4 zu
Erläuterungszwecken übertrieben
dargestellt ist.
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Die
Gesamtlänge
des Schwenkbolzens 32, die Gesamtbreite der verschachtelten
Gliederplatte 2, die Maximallänge des Schwenkbolzens 32,
der als Schwenkbolzen in das Schwenkloch der äußersten Gliederplatte 2 eingesetzt
ist, und der Abstand zwischen den beiden Führungslaschen 4, 4 sind
in 4 mit L, W, w' (.=. w) und W bezeichnet. Zwischen diesen
existiert die folgende Beziehung: w' ≤ L < W, vorzugsweise w ≤ L < W.
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w' .=.
w zeigt an, dass w' kleiner
ist als W und in diesem Fall nahe bei w liegt.
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Mit
anderen Worten, die Gesamtlänge
L des Schwenkbolzens 32 entspricht der Maximallänge w' des Schwenkbolzens 32 oder
ist länger
als diese, wenn sich der Schwenkbolzen 32 innerhalb des
Bolzenloches der äußersten
Gliederplatte 2 befindet, und ist gleichzeitig kürzer als
der Abstand W zwischen den beiden Führungslaschen, die sich in
Kettenbreitenrichtung gegenüberliegen.
Vorzugsweise entspricht die Gesamtlänge L des Schwenkbolzens 32 der
Gesamtbreite w der laminierten Gliederplatte 2 oder ist
größer als
diese und ist kürzer
als der Abstand W zwischen beiden Führungslaschen 4, 4.
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Da
die Führungslasche 4 unabhängig von
jedem Verbindungsbolzen 3 vorgesehen ist, wird die Befestigung
der Führungslasche 4 nicht
behindert, selbst wenn die Gesamtlänge L des Schwenkbolzens 32 geringfügig größer ist
als die Gesamtbreite w der laminierten Gliederplatte 2.
Auf diese Weise ist die Toleranz der Länge des Schwenkbolzens 32 groß, um eine
einfache Dimensionskontrolle zu ermöglichen.
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Bei
einer herkömmlichen
geräuscharmen Kette
besitzt das Führungsglied
ein Paar von Bolzenlöchern
an beiden Enden (siehe die 6 und 7).
Es wird bevorzugt, die Gesamtlänge
L des Schwenkbolzens geringer auszubilden als die Gesamtbreite w
der laminierten Gliederplatte, um eine kraftfreie Befestigung des
Führungsgliedes
an beiden Bolzenlöchern
zu ermöglichen,
selbst wenn die Länge
des Schwenkbolzens in einem Bolzenloch und die im anderen Bolzenloch
voneinander verschieden sind.
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In
einem solchen Fall dürfen
beide Enden des Schwenkbolzens nicht zu tief im Bolzenloch der äußersten
Gliederplatte angeordnet sein, so dass die Gesamtlänge des
Schwenkbolzens nahe an der Gesamtbreite der Gliederplatten liegen
muss. Mit anderen Worten, bei einer herkömmlichen geräuscharmen Kette
muss die Beziehung w' ≤ L < w gelten.
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Wir
vorstehend erläutert,
ist bei einer herkömmlichen
geräuscharmen
Kette die Toleranz in bezug auf die Länge des Schwenkbolzens gering
und eine Dimensionskontrolle schwierig, da w' und w sehr nahe beieinander liegen.
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Wie
man 3 entnehmen kann, die die Einzelheiten des Verbindungsbolzens
der geräuscharmen
Kette 1 zeigt, sind die Gliederplatten 2a, 2b,
die rechtwinklig zur Papierebene angeordnet sind, relativ zueinander
gebogen. Wenn der Biegewinkel der Gliederplatten mit α bezeichnet
wird, kann er für
benachbarte Gliederplatten 2a, 2b erhalten werden, wenn
der Rollkontakt mit Winkel α/2
von jedem Schwenkbolzen 32 realisiert wird, da die Schwenkbolzen 32 auf
beiden Seiten eines jeden zentralen Bolzens 31 angeordnet
sind.
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Bei
einer herkömmlichen
geräuscharmen Kette
vom Schwenkverbindungstyp (6 und 7)
ist ein Rollkontakt mit einem Winkel α am Kontaktteil zwischen dem
Schwenkbolzen 132 und dem Gelenkbolzen 132 erforderlich,
um den Biegewinkel α zu
erzielen.
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Wie
vorstehend beschrieben, reicht ein Rollkontakt eines jeden Schwenkbolzens 32 mit
einer Hälfte
des erforderlichen Rollkontaktwinkels bei diesem praktischen Beispiel
aus, so dass der Krümmungsradius
der Bolzen 31, 32 um so viel erhöht werden
kann und der Flächendruck
am Kontakt des Bolzens reduziert werden kann, während das Biegevermögen der
gesamten Kette aufrechterhalten und die Verschleißfestigkeit
verbessert wird.
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Ferner
ist in diesem Fall die Führungslasche 4 an
jedem Verbindungsbolzen 3 vorgesehen, und das Ende des
zentralen Bolzens 31 ist am Bolzenloch 42 der
Führungslasche 4 fi xiert.
Daher wird eine Streckung des Lochabstandes der Führungsreihe nicht
behindert, selbst wenn eine übermäßig große Zugbelastung,
wie beispielsweise eine Vorspannbelastung, auf die Kette aufgebracht
wird und die Scherbelastung von den Gliederplatten 2 auf
den Gelenkbolzen 32 einwirkt, während keine Biegebelastung
auf den Gelenkbolzen einwirkt, so dass eine Verbiegung des Gelenkbolzens 32 und
Schwenkbolzens 31 verhindert wird.
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Bei
einer herkömmlichen
geräuscharmen Kette
findet eine Abstandsstreckung infolge von Reibung hauptsächlich in
den Gliederplatten der Gliederplattenreihe und nicht in den Gliederplatten
der Führungsreihe
statt, da der Gelenkbolzen am Führungsglied
fixiert ist. Dies führt
zu einer ungleichmäßigen Abstandsvergrößerung.
Demgegenüber
unterscheiden sich bei diesem praktischen Ausführungsbeispiel die Führungsreihe
und die Gliederplattenreihe aufgrund der Verwendung der Führungslasche nicht
voneinander, so dass die Abstandsverlängerung gleichmäßig über die
gesamte Kette ist.
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Das
vorstehend beschriebene praktische Beispiel besitzt eine konvex
gekrümmte
Sitzfläche 22a,
die im Bolzenloch 22 der Gliederplatte 2 ausgebildet
ist. Die Sitzfläche
kann jedoch auch konkav gekrümmt
ausgebildet sein. In einem solchen Fall sind konkav gekrümmte Flächen auf
beiden Seiten des Schwenkbolzens 32 ausgebildet und besitzt
jeder Schwenkbolzen 32 einen Querschnitt in der Form einer
japanischen Trommel, der dem des zentralen Bolzens 31 entspricht.
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Das
obige praktische Beispiel besitzt eine ebene plattenförmige Führungslasche.
Es kann jedoch auch eine blattfederähnliche Führungslasche 4' Verwendung
finden, wie in 5 gezeigt. Daher kennzeichnen
die gleichen Bezugszeichen wie bei dem praktischen Beispiel die
entsprechenden Teile.
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Die
Führungslasche 4' in 5 besitzt
ein Paar von nahen rechteckigen Führungsteilen 41' sowie eine
Blattfeder 43, die sich in Richtung auf beide Seiten erstreckt
und darin ausgebildet ist sowie nach oben oder unten gebogen ist.
In diesem Fall wirkt die elastische Kraft der Blattfeder 43 in
Kettenbreitenrichtung, um benachbarte Gliederplatten mit einer zusätzlichen
Reibkraft zu beaufschlagen. Auf diese Weise steigt die Biegefestigkeit
der Kette an, werden chordale Vibrationen der Kette unterdrückt und
werden die durch chordale Vibrationen erzeugten Geräusche reduziert.
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Wie
vorstehend im Detail ausgeführt,
setzt sich der Verbindungsbolzen der geräuscharmen Kette dieser Erfindung
aus einem zentralen Bolzen in der Mitte eines Bolzenloches und einem
Paar von gegenüberliegenden
Schwenkbolzen auf beiden Seiten des zentralen Bolzens zusammen.
Daher reicht ein Rollkontakt des Schwenkbolzens mit dem zentralen
Bolzen über
eine Hälfte
des erforderlichen Biegewinkels aus, um den erforderlichen Biegewinkel
der Kette zu erzeugen, so dass der Krümmungsradius eines jeden Bolzens
um so viel vergrößert werden
kann und infolgedessen der Flächendruck
des Kontaktbereiches eines jeden Bolzens reduziert sowie die Verschleißfestigkeit
verbessert wird.
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Des
weiteren ist bei dieser Erfindung eine Führungslasche an jedem Verbindungsbolzen
vorgesehen, so dass eine Streckung des Lochabstandes in der Führungsreihe
nicht behindert wird, selbst wenn eine übermäßig große Zugbelastung, wie eine Vorspannungsbelastung,
auf die Kette aufgebracht wird, eine Scherbelastung von den Gliederplatten
auf den Gelenkbolzen und keine Biegebelastung auf denselben einwirkt.
Auf diese Weise wird ein Verbiegen des Gelenkbolzens und Schwenkbolzens
verhindert.