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Diese
Erfindung betrifft einen Kraftübertragungskettenriemen,
genauer gesagt ein Kippgelenk für
einen Kettenriemen eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes (CVT),
der abgestufte Bolzen aufweist, die mittels Presspassung in der
Mitte der Führungsglieder
angeordnet sind.
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Eine
Gliederplattenkette, wie sie in der Offenlegungsschrift H11-241753
offenbart ist, findet in herkömmlicher
Weise als Kraftübertragungskettenriemen
Verwendung. Wie in den 1 und 3 und in
Spalte 6, Zeilen 18–33
dieser Veröffentlichung gezeigt,
sind bei dieser Gliederplattenkette miteinander verschachtelte Kettengliedplatten 1 und
Außengliedplatten 2 schwenkbar über ein
Paar von Schwingelementen (Verbindungsbolzen) 3, bei denen
es sich um Gelenkelemente handelt, miteinander verbunden.
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Wie
in 3 dieser Veröffentlichung
gezeigt, besitzt ein Paar von Schwingelementen 3 bei dieser Gliederplattenkette
die gleiche Länge
und steht jedes Schwingelement 3 mit einer konischen Riemenscheibe
zur Kraftübertragung
durch die Reibkraft zwischen der Riemenscheibe und dem Schwingelement
in Kontakt.
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Wenn
eine Kette um die Riemenscheibe gewunden ist, rollen die Schwingelemente 3 auf
einer Schwingfläche
(Rollfläche) 6 ab,
und zu diesem Zeitpunkt dreht sich ein Paar von Schwingelementen 3 in der
entgegengesetzten Richtung innerhalb einer Bolzenöffnung 4.
Daher geht aufgrund des Gleitvorganges, der zwischen der Endfläche des
Schwingelementes und der Riemenscheibe auftritt, Energie verloren.
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Seit
kurzem findet eine Kettenriemenkraftübertragungsvorrichtung unter
hoher Belastung Verwendung, wobei gleichzeitig gefordert wird, dass
sie eine hohe Verschleißfestigkeit
besitzt. Wenn jedoch ein herkömmlicher
Kettenriemen bei einer schweren Belastung Verwendung findet, wird
ein sehr hoher Kontaktflächendruck
auf der konvexen-konvexen Kontaktfläche des Verbindungsbolzens
erzeugt und tritt Lochfraß auf
der Abrollfläche
des Verbindungsbolzens auf, so dass der herkömmliche Kettenriemen der Forderung
nach einer hohen Verschleißfestigkeit nicht
ausreichend gerecht werden kann.
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Der
Krümmungsradius
der Abrollfläche
des Verbindungsbolzens kann den Kontaktflächendruck unter den Verbindungsbolzen
herabsetzen. Ein größerer Krümmungsradius
der Abrollfläche
verhindert jedoch ein Biegen der Gliederplatten und die Biegbarkeit
des gesamten Kettenriemens, so dass dessen Umschlingung einer Riemenscheibe
mit kleinem Durchmesser schwieriger wird. Daher ist die Erhöhung des
Krümmungsradius
der Abrollfläche
im Hinblick auf die Sicherung der Biegbarkeit des gesamten Kettenriemens
begrenzt.
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Die
EP 0362963 offenbart einen
CVT-Kettenriemen, der Kettenglieder aufweist, welche über Gelenkbolzen
miteinander verbunden sind, die durch Öffnungen in den Gliedern eingesetzt
sind. Auf jeder Seite des Gelenkbolzens befindet sich ein an einem der
Glieder befestigtes Zwischenelement, das eine ebene Fläche für einen
Abrollkontakt mit einer gekrümmten
Fläche
des Gelenkbolzens aufweist, wobei die Zwischenelemente im wesentlichen
die gleiche Länge
wie der Gelenkbolzen besitzen.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die vorstehend aufgezeigten Probleme und stellt einen Kraftübertragungskettenriemen
zur Verfügung,
mit dem der auf den Verbindungsbolzen einwirkende Flächendruck
verringert werden kann, während
die Biegbarkeit des gesamten Kettenriemens aufrechterhalten wird.
Ferner löst
die Erfindung das Schlupfproblern zwischen dem Riemen und einer
entsprechenden Riemenscheibe.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Kraftübertragungskettenriemen zur
Verfügung
mit
einer Vielzahl miteinander verschachtelten Reihen von Innengliedern,
Bolzenelementen, die benachbarte Reihen von Innengliedern miteinander
verbinden, wobei jedes Innenglied ein Paar von Öffnungen zur Aufnahme der Bolzenelemente
aufweist und jedes Bolzenelement einen Mittelbolzen besitzt, der
in der Mitte einer Öffnung
des Innengliedes angeordnet ist,
einem Paar von Kippbolzen,
die auf beiden Seiten des Mittelbolzens angeordnet sind, wobei beiden Seiten
des Mit telbolzens mit konvex gekrümmten Flächen versehen sind und jedes
Ende des Mittelbolzens eine Reibfläche einer Riemenscheibe kontaktieren
kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippbolzen konvex gekrümmte Seiten
besitzen, die mit den beiden Seiten des Mittelbolzens in Kontakt
stehen, und dass jeder Kippbolzen eine kürzere Länge als der Mittelbolzen hat.
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Eine
beispielhafte Konstruktion des Verbindungsbolzens wird nachfolgend
in Verbindung mit 3 im einzelnen beschrieben.
Gemäß der Figur sind
Innenglieder 2a, 2b, die zusammen einen rechten
Winkel mit der Papierebene bilden, gegeneinander gebogen. In einem
derartigen Fall ist der Biegungswinkel mit α bezeichnet. Ein Verbindungsbolzen 3,
der die Innenglieder 2a, 2b gelenkig lagert, ist in
eine Bolzenöffnung 22 der
Innenglieder 2a, 2b eingesetzt.
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Der
Verbindungsbolzen 3 besteht aus einem Mittelbolzen 31,
der in der Mitte der Bolzenöffnung 22 angeordnet
ist, und einem Paar von Kippbolzen, die auf beiden Seiten des Mittelbolzens
angeordnet sind. Beide Seitenflächen 31a des
Mittelbolzens 31 sind konvex gekrümmt, und eine konvex gekrümmte Fläche 32a,
die beide Seitenflächen 31a des
Mittelbolzens 31 kontaktiert, ist im Kippbolzen 32 ausgebildet.
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Wie
in 3 gezeigt, reicht der Rollkontakt unter einem
Winkel von α/2
eines jeden Kippbolzens 32 aus, um einen Biegungswinkel α zwischen
benachbarten Innengliedern 2a, 2b zu erzeugen,
da Kippbolzen 32 auf beiden Seiten des Mittelbolzens 31 angeordnet
sind. Daher reicht der Rollkontakt eines Kippbolzens über eine
Hälfte
des erforderlichen Winkels des Rollkontaktes erfindungsgemäß aus, so dass
der Krümmungsradius
eines jeden Bolzens um so viel erhöht und damit der Flächendruck
der Kontaktfläche
eines jeden Bolzens verringert und die Verschleißfestigkeit verbessert werden
kann.
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Bei
der vorliegenden Erfindung können
beide Endflächen
des Mittelbolzens mit der Reibfläche der
Riemenscheibe in Kontakt treten, so dass beim Wickeln der Kette
um eine Riemenscheibe die Endfläche
des Mittelbolzens nur die Reibfläche
der Riemenscheibe kontaktiert, während
die Endfläche
des Kippbolzens nicht in Kontakt steht. Daher wird die Erzeugung
von Schlupf zwischen der Endfläche
des Bolzens und der Riemenscheibe verhindert, ein entsprechender
Kraftübertragungsverlust
verringert und die Erzeugung von Wärme reduziert.
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Die
bevorzugte Form des Querschnittes des Mittelbolzens hat etwa die
Form einer japanischen Trommel oder ist generell elliptisch. Dies
ist eine Form, bei der die Mitten von beiden Seitenflächen konvex
nach außen
gekrümmt
sind. Konkav oder konvex gekrümmte
Flächen
sind auf den gegenüberliegenden
Flächen
der konvex gekrümmten
Fläche des
Kippbolzens ausgebildet.
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An
der Spitze des Mittelbolzens sind Stufen ausgebildet, und der abgestufte
Teil ist mittels Presspassung in der Bolzenöffnung der Außengliedplatte angeordnet.
In einem solchen Fall wird auf sichere Weise eine Lösung des
Mittelbolzens von der Gliedplatte verhindert.
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Es
folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen.
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Hiervon
zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines praktischen Ausführungsbeispieles des Kettenriemens
der Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht des Kettenriemens der 1;
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3 eine
Vergrößerung des
Verbindungsbolzens des Kettenriemens der 1; und
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4 eine
Schnittansicht entlang Schnittlinie IV-IV in 1.
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Ein
praktisches Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe der beigefügten Figuren
erläutert. 1 ist
eine Draufsicht eines praktischen Beispieles eines Kraftübertragungskettenriemens
dieser Erfindung (hiernach als Kettenriemen bezeichnet). 2 ist
eine Vorderansicht des Kettenriemens der 1. 3 ist
eine Vergrößerung des
Verbindungsbolzens des Kettenriemens der 1. 4 ist
ein Schnitt entlang Linie IV-IV in 1.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, besitzt der Kettenriemen 1 eine
Vielzahl von Innengliedern 2, die jeweils ein Paar von
Bolzenöffnungen 22 besitzen.
Die Glieder sind in Querrichtung und Längsrichtung miteinander verschachtelt, und
die Innenglieder 2 sind über Verbindungsbolzen 3,
die in die Bolzenöffnungen 22 der
Innenglieder 2 eingesetzt sind, gelenkig miteinander verbunden.
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Der
Verbindungsbolzen 3 besteht aus einem Mittelbolzen 31,
der in der Mitte der Bolzenöffnung 22 angeordnet
ist, und einem Paar von Kippbolzen 32, die auf seinen beiden
Seiten angeordnet sind. Wie in 3 gezeigt,
besitzt der Mittelbolzen 31 konvex gekrümmte Flächen 31a auf seinen
beiden Seiten und hat einen Querschnitt etwa in der Form einer japanischen
Trommel. Der Kippbolzen 32 besitzt eine konvex gekrümmte Fläche 32a,
die mit der Seitenfläche 31a des
Mittelbolzens 31 in Kontakt steht. Auf der gegenüberliegenden
Seite der konvex gekrümmten
Fläche 32a des
Kippbolzens 32 ist eine konkav gekrümmte Fläche 32b ausgebildet,
und eine andere konkav gekrümmte
Fläche 32b des
Kippbolzens 32 kontaktiert die in der Bolzenöffnung 22 des
Innengliedes 2 ausgebildete Sitzfläche 22a.
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Der
Mittelbolzen 31 ist länger
als der Kippbolzen 32 und durchdringt die Bolzenöffnung 42 des Außengliedes 4 und
erstreckt sich zur Außenseite des
Außengliedes.
Wie in 4 gezeigt, ist eine Stufe 31b an der
Spitze des Mittelbolzens 31 ausgebildet, und der abgestufte
Teil 31b ist mittels Presspassung in der Bolzenöffnung 42 des
Außengliedes 4 befestigt.
Auf diese Weise wird ein Herausfallen des Mittelbolzens 31 verhindert.
Gekrümmte
Flächen 31c sind
an beiden Enden des Mittelbolzens 31 ausgebildet. Diese
gekrümmten
Flächen 31c stehen
mit der Reibfläche 5 der
Riemenscheibe in Kontakt, um eine Reibkraftübertragung über diese Flächen und
die Riemenscheibe durchzuführen.
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Die
Innenglieder 2a, 2b, die zusammen in einem gebogenen
Zustand rechtwinklig zur Papierebene angeordnet sind, sind in 3 gezeigt,
welche die Einzelheiten des Verbindungsbolzens des Kettenriemens 1 zeigt.
Wenn der Biegewinkel zwischen den Innengliedern 2a, 2b mit α bezeichnet
wird, erzeugt der Rollkontakt unter einem Winkel α/2 pro Kippbolzen 32 einen
Biegewinkel α zwischen
benachbarten Innengliedern 2a, 2b, da die Kippbolzen 32 auf
beiden Seiten des Mittelbolzens 31 angeordnet sind.
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Bei
einer herkömmlichen
Gliederplattenkette ist ein Rollkontakt unter einem Winkel α für die Abrollfläche eines
jeden Schwingelementes erforderlich, um einen Biegewinkel α zu erzeugen.
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Im
praktischen Ausführungsbeispiel
reicht eine Hälfte
des für
den Rollkontakt pro jedem Kippbolzen 32 erforderlichen
Winkels aus, so dass der Krümmungsradius
eines jeden Bolzens 31, 32 um so viel erhöht werden
und der Kontaktflächendruck
der Bolzen verringert und die Verschleißfestigkeit verbessert werden
kann.
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Im
praktischen Ausführungsbeispiel
stehen gekrümmte
Flächen 31c an
beiden Enden des Mittelbolzens 31 mit der Reibfläche 5 der
Riemenscheibe in Kontakt. Wenn daher eine Kette auf eine Riemenscheibe
gewickelt wird, tritt nur die Endfläche des Mittelbolzens mit der
Reibfläche
der Riemenscheibe in Kontakt, während
die Endfläche
des Kippbolzens 32 nicht in Kontakt tritt. Daher wird ein
Schlupf zwischen der Endflä che
des Bolzens und der Reibfläche
der Riemenscheibe verhindert und der Kraftübertragungsverlust reduziert.
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Eine
konkav gekrümmte
Sitzfläche 22a ist
in der Bolzenöffnung 22 des
Innengliedes 2 bei diesem praktischen Ausführungsbeispiel
ausgebildet. Es kann jedoch auch eine konvex gekrümmte Fläche als Sitzfläche benutzt
werden. In diesem Fall sind konvex gekrümmte Flächen auf beiden Seiten der
Kippbolzen 32, 33 ausgebildet und besitzen die
Kippbolzen 32, 33 etwa einen Querschnitt in Form
einer japanischen Trommel entsprechend dem Mittelbolzen 31.
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Wie
vorstehend gezeigt, besteht bei dem Kraftübertragungskettenriemen dieser
Erfindung der Verbindungsbolzen aus einem Mittelbolzen, der in der
Mitte der Bolzenöffnung
angeordnet ist, und einem Paar von Kippbolzen, die auf beiden Seiten
des Außenstiftes
angeordnet sind, so dass der Rollkontakt von einer Hälfte des
erforderlichen Biegewinkels pro jedem Kippbolzen ausreicht, um den
erforderlichen Biegewinkel des Kettenriemens zu erzeugen. Daher
kann der Krümmungsradius
eines jeden Bolzens um so viel erhöht werden, was zur Folge hat, dass
der Kontaktflächendruck
eines jeden Bolzens reduziert wird, während die Biegbarkeit des gesamten
Kettenriemens aufrechterhalten und die Verschleißfestigkeit des Kettenriemens
verbessert wird.
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Des
weiteren stehen nur die Endflächen
des Mittelbolzens mit der Reibfläche
der Riemenscheibe bei dieser Erfindung in Kontakt, so dass ein Schlupf zwischen
der Bolzenfläche
und der Reibfläche
der Riemenscheibe unterdrückt
und der Kraftübertragungsverlust
reduziert wird.