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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungskette
sowie auf eine diese verwendende Kraftübertragungsvorrichtung, wie
diese bei einem stufenlos variablen Getriebe vom Ketten-Typ und
dergleichen in Kraftfahrzeugen und dergleichen verwendet werden.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
stufenlos variables Getriebe eines Kraftfahrzeugs ist zum Beispiel
mit einer an dem Motor angebrachten Antriebsscheibe, einer an einem
Antriebsrad angebrachten angetriebenen Scheibe sowie mit einer umlaufenden
Kette versehen, die sich über
beide Scheiben erstreckt. Die vorstehend genannte Kette besitzt
eine Vielzahl von Verbindungsgliedern und eine Vielzahl von Stiften,
die diese Verbindungsglieder miteinander verbinden, sowie eine Vielzahl
von Streifen bzw. weiteren Stiften.
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Bei
dem stufenlos variablen Getriebe vom Ketten-Typ mit der vorstehend
genannten Konfiguration befinden sich die Scheibenoberfläche mit
konischer Formgebung jeder Scheibe sowie die Kettenstift-Endflächen in
Umfangsrichtung der Scheibenoberfläche in leichter Gleitberührung miteinander.
Auf diese Weise werden Traktion erzeugt und Drehmomente übertragen.
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Das
stufenlos variable Getriebe vom Ketten-Typ ist in der Lage, die
Drehzahl in stufenloser Weise zu variieren, indem die Breite der
Nut (Distanz zwischen den Scheibenoberflächen) von mindestens einer
der Antriebsscheibe und der angetriebenen Scheibe stufenlos variiert
wird. Ferner erfolgt dieser Vorgang der Drehzahlveränderung
in extrem gleichmäßiger Weise
im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten
herkömmlichen
Getrieben vom Zahnrad-Typ (siehe zum Beispiel JP-A-08-312725).
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Bei
dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen stufenlos variablen
Getriebe vom Ketten-Typ entsteht jedoch dann, wenn die Kettenstift-Endfläche und
die Scheibenoberfläche
miteinander in Berührung
stehen, ein Berührungsgeräusch, wobei
dies die Ursache für
Geräusche
bei stufenlos variablen Getrieben vom Ketten-Typ bildet.
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Die
Ursache für
das entstehende, vorstehend genannte Berührungsgeräusch ist zum Beispiel folgende.
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Bei
dem stufenlos variablen Getriebe vom Ketten-Typ weist die Kette
eine Vielzahl von miteinander verbundenen Verbindungsgliedern auf,
wobei die Kette mit der Scheibe in Berührung tritt, während sie
aufgrund der polygonalen Berührung
vibriert. Bei der Berührung
bewegen sich die an den beiden Endflächen der Stifte vorhandenen
Berührungsstellen derart,
daß sie
die Scheibe in einem Winkel zu der Richtung der Tangente auf die
Scheibe berühren.
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Gleichzeitig
mit der Berührung ändert sich die
Bewegungsrichtung der Berührungsstelle
in der Richtung der Tangente auf die Scheibe. Dabei wird ein Berührungsgeräusch in
Verbindung mit der Änderung
des Winkels in Relation zu der Berührungsstelle der Scheibe erzeugt.
Dieses Berührungsgeräusch nimmt
in dem Maße
zu, in dem die Änderung
des vorstehend genannten Winkels zunimmt.
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ZIELSETZUNG
UND KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
Anbetracht der vorstehend geschilderten Situation besteht ein Ziel
der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Kraftübertragungskette
sowie einer diese verwendenden Kraftübertragungsvorrichtung, bei
denen sich die Entstehung von Geräusch in wirksamer Weise reduzieren
läßt.
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Die
Kraftübertragungskette
der vorliegenden Erfindung sieht eine Kraftübertragungskette vor, die sich über eine
erste Scheibe mit einer Scheibenoberfläche mit konischer Formgebung
und über
eine zweite Scheibe mit einer Scheibenoberfläche mit konischer Formgebung
erstreckt und die folgendes aufweist: eine Viel zahl von Verbindungsgliedern
und eine Vielzahl von Stiften, die die Vielzahl der Verbindungsglieder
miteinander verbinden, wobei die beiden Endflächen der Stifte mit den Scheibenoberflächen der
ersten und der zweiten Scheibe in Berührung stehen und wobei die
Stifte Berührungsstellen aufweisen,
die derart ausgebildet sind, daß diese
mit den genannten Scheibenoberflächen
an einer Stelle in Berührung
stehen, die sich in Bewegungsrichtung der Kette vor der zentralen
Stelle jeder Endfläche
befindet.
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Da
bei der Kraftübertragungskette
mit der vorstehend geschilderten Konfiguration die Berührungsstelle
der Scheibenoberflächen
mit den Stiftendflächen
an einer Stelle gebildet ist, die sich in Bewegungsrichtung der
Kette vor der zentralen Stelle der betreffenden Endfläche befindet,
bewegt sich die Berührungsstelle
unter Bildung eines kleinen Winkels in Relation zu der Richtung
der Tangente auf die Scheibe in Berührung.
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Gleichzeitig
mit der Berührung ändert sich die
Bewegungsrichtung der Berührungsstelle
in die Richtung der Tangente auf die Scheibe. Mit anderen Worten,
es wird die Veränderung
bei dem Winkel der Berührungsstelle
in Relation zu der Scheibe verringert, und das in Verbindung mit
dieser Winkeländerung
auftretende Berührungsgeräusch läßt sich
reduzieren. Auf diese Weise kann das Entstehen von Geräuschen vermindert
werden.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer
Kette sowie einer Vorrichtung gelöst, wie diese in den Ansprüchen 1 und
8 angegeben sind. Vorteilhafte Weiterbildungen der Kette und der
Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Perspektivansicht der wesentlichen Komponenten eines
stufenlos variablen Getriebes vom Ketten-Typ, bei dem eine Kraftübertragungskette
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
Teils der angetriebenen Scheibe und der Kette des in 1 dargestellten
stufenlos variablen Getriebes vom Ketten-Typ;
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3 eine
schematische Perspektivansicht der wesentlichen Komponenten der
Kraftübertragungskette;
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4 eine
Seitenansicht eines Verbindungsglieds der gleichen Kette;
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5 eine
fragmentarische Schnittdarstellung entlang der Länge eines Stifts der Kraftübertragungskette;
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6 eine
fragmentarische Schnittdarstellung über die Breite der gleichen
Kraftübertragungskette;
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7 eine
fragmentarische, im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Kraftübertragungskette gesehen
von der Stiftendfläche;
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8 eine
Definitionsdarstellung, in der die Koordinatenachsen zum Identifizieren
der Position der Berührungsstelle
dargestellt sind;
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9 eine
Definitionsdarstellung, in der die Koordinatenachsen zum Anzeigen
der Bahn der mit der Scheibe in Berührung tretenden Berührungsstelle
dargestellt sind;
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10 graphische
Darstellungen (a) bis (d), in denen in fortlaufender Weise die Bahn
der Berührungsstelle
dargestellt ist, während
die Position der Berührungsstelle
an der Stiftendfläche
sich stufenweise von der zentralen Stelle in Bewegungsrichtung der
Kette verändert;
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11 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung
der Beziehung zwischen der Position der Berührungsstelle an der Stiftendfläche und
dem Annäherungswinkel;
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12 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung
der Beziehung zwischen der Position der Berührungsstelle an der Stiftendfläche und
der Amplitude der Bahn der Berührungsstelle;
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13 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung
des Schalldruckpegels bei der jeweiligen Frequenz, wenn die Berührungsstelle
in Bewegungsrichtung der Kette um 1 mm von der zentralen Stelle der
Stiftendfläche
verlagert wird;
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14 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung
des Schalldruckpegels bei der jeweiligen Frequenz, wenn die Berührungsstelle
an der zentralen Stelle der Stiftendfläche vorgesehen ist;
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15 eine
Seitenansicht bei Betrachtung von der Stiftendfläche der Kraftübertragungskette
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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16 eine
Seitenansicht bei Betrachtung von der Stiftendfläche der Kraftübertragungskette
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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17 eine
Seitenansicht bei Betrachtung von der Stiftendfläche der Kraftübertragungskette
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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18 eine
Seitenansicht zur Erläuterung des
Stifts und des Streifens, die in ein Verbindungsglied der Kraftübertragungskette
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eingesetzt sind;
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19 eine
Umrißdarstellung
zur Erläuterung
der wünschenswerten
Evolventenform; und
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20 eine
Seitenaufrißansicht
eines Verbindungsglieds der Kraftübertragungskette.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im
folgenden werden die wünschenswerten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Erstes Ausführunsgbeispiel
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1 zeigt
das stufenlos variable Getriebe 2 vom Ketten-Typ (das im
folgenden auch einfach als "CVT" für "continuously variable
transmission" bezeichnet
wird), bei dem eine Übertragungskette 1 (die im
folgenden auch einfach als "Kette" bezeichnet wird)
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
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Bei
dem CVT 2 handelt es sich zum Beispiel um ein in einem
Kraftfahrzeug angebrachtes stufenlos variables Getriebe. Dieses
CVT 2 besitzt eine Antriebsscheibe 3 aus Metall
(oder Baustahl und dergleichen) als erste Scheibe, eine angetriebene Scheibe 4 aus
Metall (aus Baustahl und dergleichen) als zweite Scheibe sowie eine
umlaufende Kette 1, die sich über die erste und die zweite
Scheibe erstreckt.
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In 1 ist
ein Teil der Kette 1 zum besseren Verständnis im Schnitt dargestellt.
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Die
Antriebsscheibe 3 ist in integraler und drehbarer Weise
auf einer Eingangswelle 5 angebracht, die mit einem Kraftfahrzeugmotor
verbunden ist. Diese Antriebsscheibe 3 besitzt ein feststehendes Scheibenelement 6 mit
einer Scheibenoberfläche 6a mit
konischer Formgebung sowie ein bewegliches Scheibenelement 7 mit
einer Scheibenoberfläche 7a mit
konischer Formgebung, die gegenüber
von dieser Scheibenoberfläche 6a angeordnet
ist.
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Der
Raum zwischen diesen Scheibenoberflächen 6a und 7a bildet
eine Nut, über
die sich die Kette 1 erstreckt. Die Scheibenoberflächen 6a und 7a halten
die Kette 1 innerhalb dieser Nut fest von beiden Seiten
in Richtung der Breite.
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Ferner
ist eine hydraulische Betätigungseinrichtung
(in der Zeichnung nicht dargestellt) mit diesem beweglichen Scheibenelement 7 verbunden,
um die Breite der Nut zu verändern.
Beim Ändern
der Geschwindigkeit bewegt diese hydraulische Betätigungseinrichtung
das bewegliche Scheibenelement 7 in bezug auf die Anordnung
in 2 in horizontaler Richtung, um die Breite: der Nut zu ändern. Wenn sich die Breite
der Nut ändert,
bewegt sich die Kette in 2 in vertikaler Richtung. Infolgedessen ändert sich
der Radius, über
dem die Kette 1 auf der Eingangswelle 5 angeordnet
ist.
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Die
angetriebene Scheibe 4 ist in integraler und drehbarer
Weise auf einer Ausgangswelle 8 angebracht, die mit einem
Kraftfahrzeug-Antriebsrad verbunden ist. Diese angetriebene Scheibe 4 besitzt ein
feststehendes Scheibenelement 9 mit einer Scheibenoberfläche 9a mit
konischer Formgebung sowie ein bewegliches Scheibenelement 10 mit
einer Scheibenoberfläche 10a mit
konischer Formgebung, die gegenüber
von dieser Scheibenoberfläche 9a angeordnet
ist.
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Der
Raum zwischen diesen Scheibenoberflächen 9a und 10a bildet
eine Nut, durch die sich die Kette 1 erstreckt. Die Scheibenoberflächen 9a und 10a halten
die Kette 1 in dieser Nut fest von beiden Seiten in Richtung
der Breite. Wie bei dem beweglichen Scheibenelement 7 der
Antriebsscheibe 3 ist eine hydraulische Betätigungseinrichtung
(in der Zeichnung nicht dargestellt) mit dem beweglichen Scheibenelement 10 dieser
angetriebenen Scheibe 4 verbunden.
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Beim Ändern der
Geschwindigkeit bewegt diese hydraulische Betätigungseinrichtung das bewegliche
Scheibenelement 10 in bezug auf die Anordnung in 2 in
der horizontalen Richtung, um die Breite der Nut zu verändern. Wenn
sich die Breite der Nut ändert,
bewegt sich die Kette 1 in bezug auf die Anordnung in 2 in
der vertikalen Richtung. Infolgedessen ändert sich der Radius, über den
die Kette 1 auf der Ausgangswelle 8 angeordnet
ist.
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Wie
in 3 gezeigt, ist die Kette 1 eine umlaufende
Kette und besitzt eine Vielzahl von Verbindungsgliedern 15 aus
Metall (Lagerstahl und dergleichen), eine Vielzahl von Stiften 16 aus
Metall (Lagerstahl und dergleichen) (die auch als "erster Stift" bezeichnet werden),
die diese Verbindungsglieder 15 miteinander verbinden,
sowie eine Vielzahl von Streifen 17 (die auch als "zweiter Stift", "Zwischenstück" oder "berührungsloser
Stift" bezeichnet
werden), wobei diese Streifen eine geringfügig kürzere Länge in Längsrichtung als die Länge der
Stifte 16 in Längsrichtung
aufweisen.
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In 3 sind
die Verbindungsglieder 15 und die Stifte 16 und
dergleichen, die in Richtung der Breite der Kette 1 etwa
im Zentrum angeordnet sind, teilweise weggelassen.
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Der äußere Umriß von jedem
der Kettenglieder 15 bildet eine sanfte Kurve, und alle
Verbindungsglieder 15 sind in der Praxis derart ausgebildet,
daß sie
die gleiche Formgebung aufweisen. Jedes Verbindungsglied 15 besitzt
Durchgangsöffnungen 18, durch
die hindurch Stifte 16 und Streifen 17 eingesetzt
sind, wobei diese Öffnungen
jeweils als erste Durchgangsöffnung 18A und
zweite Durchgangsöffnung 18B ausgebildet
sind.
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Die
erste Durchgangsöffnung 18A und
die zweite Durchgangsöffnung 18B weisen
eine unterschiedliche Formgebung auf und sind derart ausgebildet,
daß sie
in Längsrichtung
der Kette 1 angeordnet sind.
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Die
vorstehend genannten Verbindungsglieder 15 verlaufen in
der Breitenrichtung der Kette 1 jeweils parallel zueinander
und sind in der vorbestimmten Abfolge angeordnet. Die Verbindungsglieder 15 sind
in der Längsrichtung
der Kette 1 (Richtung der Kraftübertragung) derart miteinander
verbunden, daß eine
Krümmung
ermöglicht
wird.
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Die
erste Durchgangsöffnung 18A und
die zweite Durchgangsöffnung 18B in
den vorstehend genannten Verbindungsgliedern 15 sind voneinander getrennt
sowie einander gegenüberliegend
vorgesehen, jedoch kann eine Verbindungsnut (Ver bindungsschlitz) 15s ausgebildet
sein, um die Durchgangsöffnungen 18A und 18B miteinander
zu verbinden (siehe 4 und 20). Bei
dem in 4 dargestellten Verbindungsglied 15 ist
eine Verbindungsnut 15s in dem säulenförmigen Bereich 15a zwischen
den Durchgangsöffnungen 18A und 18B gebildet.
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Ferner
ist bei dem in 20 dargestellten Verbindungsglied 15 die
Verbindungsnut 15s mit einer größeren Breite ausgebildet als
bei dem in 4 dargestellten Verbindungsglied 15.
In diesen Fällen wird
die elastische Verformung des Verbindungsglieds 15 erleichtert,
und die bei dem Verbindungsglied 15 auftretenden Spannungsbelastungen
lassen sich vermindern.
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Wie
in 5 gezeigt, ist jeder Stift 16 stangenförmig ausgebildet,
wobei er mit Ausnahme der Stiftendflächen 16a die gleiche
Formgebung über seine
Länge aufweist.
Dieser Stift 16 ist durch die in Richtung der Breite der
Kette 1 ausgebildete erste Durchgangsöffnung 18A und zweite
Durchgangsöffnung 18B in
den Verbindungsgliedern 15 hindurchgeführt und verbindet die Verbindungsglieder 15 miteinander.
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Die
beiden Endflächen 16a des
Stifts 16 in Längsrichtung
stehen mit den Scheibenoberflächen 6a und 7a der
Antriebsscheibe 3 sowie mit den Scheibenoberflächen 9a und 10a der
angetriebenen Scheibe 4 in Berührung. Die beiden Endflächen 16a des
Stifts 16 sind mit einer kugelförmigen Formgebung ausgebildet,
und der Scheitel der Kugelform jeder Endfläche 16a tritt mit
den Scheibenoberflächen 6a und 7a der
Antriebsscheibe 3 sowie mit den Scheibenoberflächen 9a und 10a der
angetriebenen Scheibe 4 in Berührung. Dieser Scheitel bildet
die Berührungsstelle
P des Stifts 16.
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In 5 ist
der Stift 16 in einer Ausbildung als integrales Teil dargestellt,
jedoch können
die beiden Enden in Längsrichtung
des Stifts (Stiftendflächenteile)
und der Stiftkörper
zwischen diesen Stiftendteilen separat ausgebildet sein, so daß der Stift 16 aus
den Stiftendteilen und dem damit verbundenen Stiftkörper gebildet
ist.
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Ferner
ist ein Vorsprung 16c auf der Umfangsfläche an beiden Enden 16b in
Längsrichtung des
Stifts 16 gebildet. Dieser Vorsprung 16c hält die Vielzahl
der Verbindungsglieder 15 in ihrer Anordnung in Breitenrichtung
der Kette 1 in Position und verhindert ein Lösen dieser
Verbindungsglieder 15.
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Hierbei
besteht keine Einschränkung
hinsichtlich der Formgebung des Vorsprungs 16c, vorausgesetzt
dieser hält
die Vielzahl der Verbindungsglieder 15 in ihrer Position.
Zum Beispiel kann auch eine vorstehende Rippe verwendet werden,
die um den Umfang an beiden Enden des Stifts 16 ausgebildet
ist. Darüber
hinaus kann eine vorstehende Rippe, die nur auf der Umfangsfläche gegenüber von
der Innenwand jeder Durchgangsöffnung 18a ausgebildet ist,
oder eine Vielzahl von separaten vorstehenden Teilen an einer Vielzahl
von Stellen verwendet werden.
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Der
vorstehend genannte Vorsprung kann einfach durch ein Breitdrückwerkzeug
und dergleichen gebildet sein. Darüber hinaus kann der Vorsprung 16c auch
durch Festlegen eines separaten Ringelements (Festhaltering, Schnappring),
eines Spaltstifts 16, eines Clips, einer Festhalteeinrichtung und
dergleichen an dem Stift 16 und dem Streifen 17 gebildet
sein. Ferner kann der Stift 16 auch durch Einpressen in
die jeweilige Durchgangsöffnung 18 in seiner
Position festgelegt sein, ohne daß ein Vorsprung 16c vorhanden
ist.
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Wie
in 6 gezeigt, ist die jeweilige vorstehend genannte
Berührungsstelle
P in der Bewegungsrichtung T der Kette an den beiden Endflächen 16a jedes
Stifts 16 vor der zentralen Stelle der betreffenden Endfläche 16a gebildet.
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Wie
in 7 gezeigt ist, befindet sich in der Praxis diese
Berührungsstelle
P in der Bewegungsrichtung T der Kette vor dem Zentrum C der betreffenden
Endfläche 16a,
wobei die Mittellinie C1 in Längsrichtung
der Stiftendfläche 16a und
die Mittellinie C2 in Breitenrichtung rechtwinklig zu dieser Mittellinie
C1 in Längsrichtung
einander schneiden.
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Ferner
ist die Berührungsstelle
P derart vorgesehen, daß die
Distanz L von dem vorderen Ende in Bewegungsrichtung T der Kette
in der Breitenrichtung der Stift endfläche 16a eine Distanz
ist, die geringer ist als 3/8 der Gesamtbreite des Stifts 16.
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Wünschenswerterweise
ist die Berührungsstelle
P in einer Distanz L von dem Ende der betreffenden Endfläche 16a vorgesehen,
die 1/8 oder mehr beträgt,
und in noch wünschenswerterer
Weise ist sie in einer Distanz von dem Ende der betreffenden Endfläche 16a vorgesehen,
die 1/8 oder mehr sowie weniger als 3/8 der Gesamtbreite der Endfläche 16a beträgt.
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Jeder
Streifen 17 ist stabförmig
und geringfügig
kürzer
als die Länge
des Stifts 16 in der Längsrichtung
ausgebildet, so daß die
beiden Enden des Streifens 17 die Scheibenoberflächen 6a und 7a der Antriebsscheibe 3 sowie
die Scheibenoberflächen 9a und 10a der
angetriebenen Scheibe 4 nicht berühren.
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Der
Streifen 17 ist derart in die Durchgangsöffnungen 18A und 18B eingesetzt,
daß die
eine Seite (die Berührungsseite)
eine Seite (die Berührungsseite)
des Stifts 16 berührt
(Abrollgleitberührung:
Berührung,
die Abrollberührung,
Gleitberührung
oder beides beinhaltet). Mit zunehmender Abrollberührungskomponente
wird die Rotationsbewegung des Stifts 16 in Relation zu
den Scheibenoberflächen 6a und 7a der
Antriebsscheibe 3 sowie in Relation zu den Scheibenoberflächen 9a und 10a der
angetriebenen Scheibe 4 allmählich auf Null reduziert. Reibungsverluste
werden dadurch vermindert, und es läßt sich eine hohe Kraftübertragungseffizienz
erzielen.
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Wie
bei dem Stift 16 kann ein Vorsprung auf der Umfangsfläche an den
beiden Enden dieser Streifen 17 gebildet sein, um die Vielzahl
der Verbindungsglieder 15 in ihrer Anordnung in der Breitenrichtung
der Kette 1 zu halten.
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Mit
dem stufenlos variablen Getriebe 2, das die vorstehend
beschriebene Ausbildung aufweist, läßt sich die Geschwindigkeit
stufenlos verändern, wie
dies im folgenden erläutert
wird.
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Als
erstes wird bei einer Verminderung der Drehzahl der Ausgangswelle 8 die
Breite der Nut auf der Seite der Antriebsscheibe durch Bewegen des beweglichen
Scheibenelements 7 vergrößert, und der Radius, über den
die Kette 1 auf der Eingangswelle 5 angeordnet
ist, wird vermindert, während
die Stiftendfläche 16a der
Kette 1 in Berührung
in Richtung auf die Innenseite (in Richtung auf den Boden in 2)
der Scheibenoberflächen 6a und 7a mit
konischer Formgebung in einem Zustand mit Grenzflächenschmierung
verschoben wird (einem Schmierzustand, bei dem ein Teil der Berührungsfläche in direkter
Berührung
mit mikroskopischen Vorsprüngen steht
und der Rest über
einen Schmierfilm in Berührung
steht).
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Andererseits
wird bei der angetriebenen Scheibe 4 die Breite der Nut
durch das Bewegen des beweglichen Scheibenelements 10 reduziert,
und der Radius, über
den die Kette 1 auf der Ausgangswelle 8 angeordnet
ist, wird erhöht,
während
die Stiftendfläche 16a der
Kette 1 in Berührung
in Richtung auf die Außenseite
der Scheibenoberflächen 9a und 10a mit konischer
Formgebung verschoben wird, und zwar wiederum in einem Zustand mit
Grenzflächenschmierung.
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Auf
diese Weise kann die Drehzahl der Ausgangswelle 8 vermindert
werden.
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Beim
Steigern der Drehzahl der Ausgangswelle 8 wird die Breite
der Nut auf der Seite der Antriebsscheibe 3 durch Bewegen
des beweglichen Scheibenelements 7 reduziert, und der Radius, über den
die Kette 1 um die Eingangswelle 5 geführt ist, wird
vergrößert, während die
Stiftendfläche 16a der Kette 1 in
Berührung
in Richtung auf die Außenseite (in 2 in
Richtung nach oben) der Scheibenoberflächen 6a und 7a mit
konischer Formgebung in einem Zustand mit Grenzflächenschmierung
verschoben wird.
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Andererseits
wird bei der angetriebenen Scheibe 4 die Breite der Nut
durch Bewegen des beweglichen Scheibenelements 10 vergrößert, und
der Radius, über
den die Kette 1 um die Ausgangswelle 8 geführt ist,
wird verringert, während
die Stiftendfläche 16a der
Kette 1 in Berührung
in Richtung auf die Innenseite der Scheibenoberflächen 9a und 10a mit konischer
Formgebung in einem Zustand mit Grenzflächenschmierung verschoben wird.
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Auf
diese Weise läßt sich
die Drehzahl der Ausgangswelle 8 erhöhen.
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In 8 ist
die Berührungsstelle
zwischen dem Stift 16 und dem Streifen 17 auf
den Koordinatenachsen als Nullpunkt O1 dargestellt, so daß die Position
der Berührungsstelle
P der Stiftendfläche 16a in
Form von Koordinaten (x1, y1) ausgedrückt werden kann.
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In
Relation zu dem Nullpunkt 01 verläuft die Achse X1 in der Bewegungsrichtung
T der Kette, und die Achse Y1 verläuft rechtwinklig zu dieser
Achse X1.
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In 9 ist
das Zentrum der Achse der Ausgangswelle 8 (Rotationszentrum
der Scheibe 4) als Nullpunkt O2 dargestellt, so daß die Bahn
der Berührungsstelle
P unmittelbar vor und unmittelbar nach der Berührung mit der angetriebenen
Scheibe 4 in Form von Koordinaten (x2, y2) ausgedrückt werden kann.
Die Linie, die das Zentrum der Achse der Eingangswelle 5 (Rotationszentrum
der Scheibe 3) und das Zentrum der Achse der Ausgangswelle 8 miteinander
verbindet, ist als Achse X2 dargestellt, und die diese Achse X2
an dem Nullpunkt O2 schneidende Linie ist als Achse Y2 bezeichnet.
Ferner ist die Position, an der die Berührungsstelle P mit der angetriebenen
Scheibe 4 in Berührung
zu treten beginnt, als Berührungsstartpunkt
Pz dargestellt.
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10 veranschaulicht
die Bahn der Berührungsstelle
P der 9 und zeigt den aus dieser Bahn ermittelten Annäherungswinkel θ.
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Bei
dem Annäherungswinkel θ handelt
es sich hierbei um den Winkel, der durch den Geschwindigkeitsvektor
V1 an der Berührungsstelle
P in dem Moment, in dem die Berührungsstelle
P mit den Scheiben 3 und 4 an dem Berührungsstartpunkt
Pz in Berührung
tritt, sowie durch die Richtung der Tangente V2 auf die Scheiben 3 und 4 an
dem gleichen Berührungsstartpunkt
Pz gebildet wird.
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Die
graphischen Darstellungen (a) bis (d) in 10 veranschaulichen
die Bahnen bei der Veränderung
der Berührungsstelle
P auf eine jeweilige von vier Arten von Berührungsstellen P1 bis P4 in 8. 11 veranschaulicht
die Beziehung zwi schen der Position der Berührungsstelle P auf der Achse
X1 und dem Annäherungswinkel θ in 8.
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Die
Position der Berührungsstelle
P wird durch Verändern
der kugeligen Formgebung der Endfläche 16a verändert.
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Die
Gesamtbreite W der Endfläche 16a des Stifts 16 beträgt 4 mm.
Die Koordinaten der Berührungsstellen
P1 bis P4 sind für
P1 (–0,65,
A), P2 (–1,65,
A), P3 (–2,65,
A) sowie für
P4 (–3,65,
A). Der Wert von A ist ein fester Wert.
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Bei
den vorstehend genannten Berührungsstellen
P3 und P4 handelt es sich um Stellen, die sich in Relation zu der
Bewegungsrichtung T der Kette hinter der zentralen Stelle C der
Stiftendfläche 16a befinden.
Bei den Berührungsstellen
P1 und P2 handelt es sich um Stellen, die sich in Relation zu der
Bewegungsrichtung T der Kette vor der zentralen Stelle C der Stiftendfläche 16a befinden.
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Ferner
ist die Berührungsstelle
P1 derart vorgesehen, daß die
Distanz L von dem vorderen Ende der Stiftendfläche 16a in Bewegungsrichtung 7 der Kette
eine Distanz ist, die geringer ist als 3/8 der Gesamtbreite der
betreffenden Stiftendfläche 16a (1,5 mm).
Die Berührungsstelle
P2 befindet sich in Bewegungsrichtung T der Kette vor der zentralen
Stelle C der Stiftendfläche 16a,
wobei sie jedoch an einer Stelle vorgesehen ist, bei der die Distanz
L von dem vorderen Ende der Stiftendfläche 16a in Bewegungsrichtung 7 der
Kette größer ist
als 1,5 mm.
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Wie
in den graphischen Darstellungen (a) bis (d) in 10 sowie
in 11 dargestellt ist, ist bei der Veränderung
der Berührungsstelle
P in der Abfolge von P1 bis P4 die Änderung bei dem Geschwindigkeitsvektor
V1 der Berührungsstelle
P unmittelbar vor der Berührung
mit den Scheibenoberflächen 9a und 10a der
angetriebenen Scheibe 4 sowie bei dem Geschwindigkeitsvektor
V2 (der Richtung der Tangente auf die angetriebene Scheibe 4)
der Berührungsstelle
P unmittelbar nach der Berührung
mit den Scheibenoberflächen 9a und 10a der
angetriebenen Scheibe 4 groß. Mit anderen Worten, es wird
der Annäherungswinkel θ in der
Abfolge von θa
nach θd größer.
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Je
weiter vorn die Berührungsstelle
P an der Stiftendfläche 16a in
der Bewegungsrichtung T der Kette angeordnet ist, desto stärker kann
somit der Annäherungswinkel θ reduziert
werden und desto stärker
kann somit auch das Berührungsgeräusch vermindert
werden.
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Ein
Vergleich der graphischen Darstellungen (b) und (c) in 10 zeigt,
daß das
durch einen Fahrer wahrnehmbare unangenehme Gefühl aufgrund von Berührungsgeräuschen im
Fall der graphischen Darstellung (c) extrem stark ist.
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Durch
Vorsehen der Berührungsstelle
P in der Bewegungsrichtung der Kette vor der zentralen Stelle C
der Stiftendfläche 16a kann
somit das für den
Fahrer wahrnehmbare unangenehme Gefühl aufgrund des Berührungsgeräusches vermindert werden.
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Ferner
zeigt ein Vergleich der graphischen Darstellungen (a) und (b) in 10,
daß der
Annäherungswinkel θ für die graphische
Darstellung (a) geringer ist als für die graphische Darstellung
(b) (θa < θb).
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Durch
Vorsehen der Berührungsstelle
P in einer derartigen Weise, daß die
Distanz L von dem vorderen Ende der Stiftendfläche 16a in Bewegungsrichtung
T der Kette eine Distanz ist, die geringer ist als 3/8 der Gesamtbreite
der betreffenden Stiftendfläche 16a (1,5
mm) kann somit der Annäherungswinkel θ reduziert
werden, und Berührungsgeräusch kann somit
weiter vermindert werden. Das für
einen Fahrer wahrnehmbare unangenehme Gefühl läßt sich somit weiter reduzieren.
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Zum
Gewährleisten,
daß die
Stiftendfläche 16a und
die Scheibenoberflächen 9a und 10a in
stabilerer Berührung
stehen und daß die
Kraft in zuverlässiger
Weise übertragen
wird, ist es ferner wünschenswert,
daß die
Berührungsstelle
P in einer Distanz L von dem Ende der betreffenden Endfläche 16a vorgesehen
ist, die 1/8 oder mehr beträgt,
wobei sie in noch wünschenswerterer
Weise in einer Distanz von dem Ende der betreffenden Endfläche 16a angeordnet
ist, die 1/8 oder mehr sowie weniger als 3/8 der Gesamtbreite der
Endfläche 16a beträgt.
-
Ferner
können
unter der Voraussetzung, daß jede
Berührungsstelle
P innerhalb des vorstehend genannten Bereichs der Endfläche 16a liegt,
die Vielzahl der Stifte 16, die eine einzige Kette bilden,
an voneinander verschiedenen Positionen vorgesehen sein. Da sich
in diesem Fall die Beabstandung zwischen den Berührungsstellen P ändert, kann
eine Berührungsgeräuschresonanz
verhindert werden.
-
Die
Ausbildung der Berührungsstellen
P an beliebigen Stellen wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
ausführlich
erläutert.
-
12 veranschaulicht
die Beziehung zwischen der Position der Berührungsstellen P1 bis P4 auf
der Achse X1 und der Amplitude auf der Achse Y2.
-
Wie
in 12 gezeigt, ist die Amplitude in Relation zu den
Berührungsstellen
P1 bis P4 etwa konstant, und die Amplitude wird selbst dann nicht beeinträchtigt,
wenn die Position der Berührungsstelle
P verändert
wird. Mit anderen Worten, es läßt sich Berührungsgeräusch in
wirksamer Weise reduzieren, ohne daß sich die Amplitude in Verbindung
mit der polygonalen Bewegung verstärkt.
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13 zeigt
eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Schalldruckpegels
bei der jeweiligen Frequenz, wenn die Berührungsstelle P um 1 mm von
der zentralen Stelle C der Stiftendfläche 16a in Bewegungsrichtung
der Kette nach vorn verlagert wird.
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14 zeigt
eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Falls, in dem die
Berührungsstelle
P an der zentralen Stelle C der Stiftendfläche 16a vorgesehen
ist. Die in 13 und 14 dargestellten gestrichelten
Linien veranschaulichen die Grundfrequenz (erste Dimension) auf
der linken Seite sowie die Frequenzen höherer Ordnung in den Dimensionen 2 bis 10 in
Richtung auf die rechte Seite.
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Bei
den anderen Meßbedingungen
als der Position der Berührungsstelle
P handelt es sich um folgende: min–1:
2000, Beschleunigung: 0,833, Lastmoment: 0 Nm, und Klemmdruck 1,65
MPa. Das Mikrophon wurde in einer Distanz von 15 cm von dem Umfang
der Scheibe angebracht, und es wurden Messungen durchgeführt.
-
Ein
Vergleich der 13 und der 14 zeigt,
daß die
Schalldruckpegel bei einigen Frequenzen von 1000 Hz oder mehr 90
dBA erreichten und daß die
Wellenformspitze der graphischen Darstellung insgesamt gesteigert
wurde. Dagegen zeigt 12, daß mit Ausnahme von einer Frequenz
die Schalldruckpegel bei Frequenzen von 1000 Hz oder mehr auf 80
dBA oder weniger unterdrückt
wurden. Ferner wurde die Wellenformspitze der graphischen Darstellung
insgesamt vermindert.
-
Mit
anderen Worten, es ist erkennbar, daß das Berührungsgeräusch reduziert wird, indem
die Berührungsstelle
P um 1 mm von der zentralen Stelle C der Stiftendfläche 16 in
Bewegungsrichtung P der Kette 1 nach vorn verlagert wird.
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Da
bei der Kraftübertragungskette 1 mit
der vorstehend beschriebenen Konfiguration die Berührungsstellen
P der Stiftendflächen
mit den Scheibenoberflächen 6a und 7a der
Antriebsscheibe 3 sowie mit den Scheibenoberflächen 9a und 10a der
angetriebenen Scheibe 4 in Bewegungsrichtung T der Kette
an der Endfläche 16a vor
der zentralen Stelle C der betreffenden Endfläche 16a gebildet sind,
bewegt sich die Berührungsstelle
P unter Bildung eines kleinen Winkels in Relation zu der Richtung
der Tangente auf die Scheiben 3 und 4 in Berührung.
-
Gleichzeitig
mit der Berührung ändert sich die
Bewegungsrichtung der Berührungsstelle
P auf die Richtung der Tangente auf die Scheiben 3 und 4. Mit
anderen Worten, es wird die Änderung
bei dem Winkel der Berührungsstelle
in Relation zu der Scheibe verringert, und das in Verbindung mit
der Winkelveränderung
auftretende Berührungsgeräusch läßt sich
vermindern.
-
Da
die Berührungsstelle
P ferner derart vorgesehen ist, daß die Distanz L von dem vorderen Ende
der Stiftendfläche 16a in
Bewegungsrichtung T der Kette eine Distanz ist, die weniger als
3/8 der Gesamtbreite W der betreffenden Stiftendfläche 16a beträgt, ist
die Berührungsstelle
P an einer weiter vorn gelegenen Stelle vorgesehen.
-
Mit
anderen Worten, es bildet die Berührungsstelle P in Relation
zu der Richtung der Tangente auf die Scheiben 3 und 4 einen
kleineren Winkel. Dadurch wird die Winkeländerung in Relation zu der Berührungsstelle
P der Scheiben 3 und 4 verringert, und das in
Verbindung mit der Winkeländerung
auftretende Berührungsgeräusch läßt sich
weiter vermindern.
-
Wenn
ferner die Berührungsstelle
P derart vorgesehen ist, daß die
Distanz L von dem Ende in Bewegungsrichtung T der Kette in Breitenrichtung der
Stiftendfläche 16a eine
Distanz ist, die gleich oder größer ist
als 1/8 der Gesamtbreite W der betreffenden Stiftendfläche 16a,
so wird die Winkeländerung
in Relation zu den Scheiben 3 und 4 an der Berührungsstelle
P vermindert, und die Endfläche 16a sowie
die Scheibenoberflächen 9a und 10a befinden sich
in stabilerer Berührung.
Auf diese Weise kann Kraft in zuverlässigerer Weise übertragen
werden.
-
Wenn
ferner die Berührungsstelle
P derart vorgesehen ist, daß die
Distanz L von dem Ende in Bewegungsrichtung T der Kette in Breitenrichtung der
Stiftendfläche 16a eine
Distanz ist, die gleich oder größer als
1/8 sowie kleiner als 3/8 der Gesamtbreite W der betreffenden Stiftendfläche 16a ist,
so wird die Winkeländerung
in Relation zu den Scheiben 3 und 4 an der Berührungsstelle
P weiter verringert, und die Endfläche 16a sowie die
Scheibenoberflächen 9a und 10a befinden
sich in stabilerer Berührung
miteinander.
-
Da
ferner bei der Kraftübertragungsvorrichtung 2 vom
Ketten-Typ gemäß der vorliegenden
Erfindung die vorstehend beschriebene Kraftübertragungskette 1 verwendet
wird, läßt sich
eine Kraftübertragungsvorrichtung 2 mit
wenig Geräusch
schaffen, und das für
einen Fahrer aufgrund von Berührungsgeräuschen auftretende
unangenehme Gefühl läßt sich
vermindern.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
eine Stiftendfläche 16a mit
kugeliger Formgebung dargestellt, jedoch kann auch eine gekrümmte Oberfläche mit
einer anderen Formgebung als einer kugeligen Formgebung oder auch
eine Formgebung verwendet werden, bei der ein Querschnitt in Längsrichtung
eine gerade Linie oder ein trapezförmiges Gebilde (trapezförmiger Abschluß) bildet.
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In
diesem Fall kann eine Vielzahl von Berührungsstellen P innerhalb von
einer einzigen Endfläche
(eine Berührungslinie
bei kontinuierlicher Ausbildung) gebildet werden, jedoch ist es
wünschenswert, daß alle Berührungsstellen
P innerhalb der Endfläche
in dem vorstehend genannten, vorbestimmten Bereich von Berührungsstellen
P liegen.
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Die
Kraftübertragungsvorrichtung 2 der
vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine Ausbildung beschränkt, bei
der sich die Nutbreite sowohl der Antriebsscheibe 3 als
auch der angetriebenen Scheibe 4 ändert. Mit anderen Worten,
es kann eine Ausbildung verwendet werden, bei der die Nutbreite
von nur einer Scheibe verändert
wird, während
sich die andere Nutbreite nicht verändert und eine feste Breite
hat.
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Weiterhin
ist vorstehend ein Fall beschrieben worden, bei dem die Nutbreite
in kontinuierlicher Weise (stufenlos) verändert wird, jedoch kann die
Ausbildung auch bei anderen Kraftübertragungsvorrichtungen 2 verwendet
werden, bei denen sich die Nutbreite in Stufen ändert oder festgelegt ist (feste
Geschwindigkeit).
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Zweites Ausführunsgbeispiel
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15 zeigt
die wesentlichen Komponenten der Kraftübertragungskette 1 bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, daß die Stifte 16 aus
mindestens zwei Arten von Stiften gebildet sind, bei denen die Position
der Berührungsstelle
P beispielsweise bei dem Stift 16A und 16B unterschiedlich
ist und die derart angeordnet sind, daß die Distanz zwischen diesen
Stiften 16A und 16B und dem benachbarten Stift 16 einen beliebigen
Wert Pp (Berührungsstellenabstand)
hat.
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Wie
in 15 gezeigt ist, sind die Stifte 16 der
Kette 1 ausgehend von links nacheinander in der Abfolge
Stift 16A, Stift 16B, Stift 16A, Stift 16A,
Stift 16A, Stift 16B und Stift 16B angeordnet.
Da die Berührungsstellenabstände (Distanzen zwischen
den Berührungsstellen
P) Pp1, Pp2, Pp3, Pp4, Pp5 und Pp6 etwas lang, etwas kurz, mittel,
mittel, etwas lang sowie mittel in dieser Reihenfolge sind, sind
die Abstände
beliebig. Die Anordnung der Stifte 16A und 16B ist
nicht auf die vorstehend beschriebene Abfolge begrenzt.
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Bei
der Kraftübertragungskette 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird die Differenz bei der Position der Berührungsstelle P an der Stiftendfläche 16a dafür verwendet
sicherzustellen, daß die Distanz
Pp zwischen Berührungsstellen
(Berührungsstellenabstand)
geringfügig
unterschiedlich ist. Auf diese Weise wird die zyklische Reihenfolge
aufgebrochen, an der die Berührungsstellen
P mit den Scheibenoberflächen 6a, 7a, 9a und 10a in
Berührung
tritt. Durch Aufbrechen des Berührungszyklus läßt sich
eine Berührungsgeräuschresonanz
weitgehend verhindern.
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Ferner
muß lediglich
die Stiftendfläche 16a der
beiden Arten von Stiften 16A und 16B, die unterschiedliche
Positionen der Berührungsstellen
P aufweisen, spanend bearbeitet werden. Da ferner der Stift 16 verwendet
wird, der mit Ausnahme der Stiftendfläche 16a eine identische
Formgebung hat, kann eine normale Einrichtung für die Montage der Stifte 16 und
der Verbindungsglieder 15 verwendet werden. Die Kosten
für die
Herstellung und für
die Montage steigen somit nicht an, und das Produkt läßt sich
in kostengünstiger
Weise herstellen.
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Drittes Ausführunsgbeispiel
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16 zeigt
die wesentlichen Komponenten der Kraftübertragungskette 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von den anderen Ausführungsbeispielen dadurch, daß die Verbindungsglieder 15 aus
mindestens zwei Arten oder Typen gebildet sind, bei denen der Verbindungsgliedabstand
Rp beispielsweise bei dem Verbindungsglied 15A und dem
Verbindungsglied 15B unterschiedlich ist, wobei die Verbindungsglieder
derart angeordnet sind, daß die Distanz Pp
zwischen diesen Verbindungsgliedern 15A und 15B und
dem benachbarten Stift 16 (Berührungsstellenabstand) beliebig
ist.
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Bei
dem vorstehend genannten Verbindungsgliedabstand Rp handelt es sich
um die Distanz zwischen Stiften 16, die in Durchgangsöffnungen 18A und 18B in
demselben Verbindungsglied 15 eingesetzt sind. Dieser Verbindungsgliedabstand
Rp ist die Distanz zwischen den Berührungsstellen S des Stifts 16 und
des Streifens 17. Diese Verbindungsglieddistanz Rp wird
gemessen, wenn sich die Kette 1 in einem geraden (nicht
gekrümmten)
Zustand befindet.
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Wie
in 16 gezeigt, ist die Position der Berührungsstelle
P der Stiftendfläche 16a für alle Stifte 16 gleich.
Der Verbindungsgliedabstand Rp für das
Verbindungsglied 15A ist geringfügig größer als für das Verbindungsglied 15B.
Bei der Kette 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind eine Vielzahl
von Verbindungsgliedern 15B linear in Längsrichtung der Kette 1 angeordnet,
während
Verbindungsglieder 15A in Längsrichtung der Kette 1 verstreut
angeordnet sind. Durch Anordnen der Verbindungsglieder in dieser
Weise sind die Berührungsstellenabstände Pp1,
Pp2, Pp3, Pp4, Pp5, Pp6 sowie Pp7 der durch die Verbindungsglieder 15 hindurchgeführten Stifte 17 beliebig.
Die Anordnung der Stifte 15A und 15B ist nicht
auf die vorstehend genannte Abfolge begrenzt.
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Bei
der Kraftübertragungskette
des vorliegenden Ausführungsbeispiels
werden Verbindungsglieder 15 mit einer unterschiedlichen
Distanz Rp (Verbindungsgliedabstand) zwischen den in das jeweilige
gleiche Verbindungsglied 15 eingeführten Stiften 16 verwendet,
um dadurch sicherzustellen, daß die
Distanz zwischen den Berührungsstellen
Pp (Berührungsstelleabstand)
geringfügig
unterschiedlich ist. Auf diese Weise wird die zyklische Reihenfolge
aufgebrochen, in der die Berührungsstelle
P mit den Scheibenoberflächen 6a, 7a, 9a und 10a in
Berührung
tritt. Durch Aufbrechen des Berührungszyklus
lassen sich Berührungsgeräuschresonanzen weitgehend
verhindern.
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Viertes Ausführungsbeispiel
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17 zeigt
die wesentlichen Komponenten der Kraftübertragungskette 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von den anderen Ausführungsbeispielen dadurch, daß eine Vielzahl
von Stiften 16 solche Stifte 16 beinhaltet, die
eine unterschiedliche Steifigkeit in bezug auf die in Längsrichtung
des Stifts wirkende Kraft aufweisen.
-
In
der Praxis wird zum Beispiel durch Verwenden einer Vielzahl von
Arten von Stiften 16, die unterschiedliche Querschnittsformen
oder Querschnittsflächen
bei der Kette 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels aufweisen,
die Steifigkeit in Relation zu der in Längsrichtung des Stifts 16 wirkenden Kraft
unterschiedlich ausgebildet.
-
Hierbei
ist der Ausdruck "die
unterschiedliche Querschnittsformen oder Querschnittsflächen aufweisen" so zu verstehen,
daß die
Querschnittsform oder die Querschnittsfläche an einem oder mehreren
der Querschnitte an der gleichen Stelle in Längsrichtung von zwei beliebigen,
miteinander verglichenen Stiften verschieden ist.
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Eine
unterschiedliche Steifigkeit in bezug auf die in Längsrichtung
des Stifts wirkende Kraft kann unter Verwendung von unterschiedlichen
Materialien für
die Stifte 16 oder durch Wärmebehandlung der Stifte 16 erzielt
werden.
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Ferner
ist es wünschenswert,
daß die
Länge von
allen Stiften 16 in der Längsrichtung in der Praxis die
gleiche ist. Auf diese Weise kann der Verschleiß an den Endflächen 16a von
allen Stiften 16 gleichmäßig gemacht werden.
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Wie
in 17 gezeigt ist, sind die Stifte 16 gebildet
aus einem dicken Stift 16A mit einer vergleichsweise großen Querschnittsfläche sowie
aus einem dünnen
Stift 16B mit einer vergleichsweise kleinen Querschnittsfläche in einem
Längsschnitt
in Längsrichtung.
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Die
beiden genannten Berührungsstellen
Pa und Pb sind an beiden Endflächen
dieses dicken Stifts 16A und dieses dünnen Stifts 16B vorhanden. Außerdem sind
die Länge
des dicken Stifts 16A und des dünnen Stifts 16B in
der Längsrichtung
in der Praxis gleich.
-
Die
gleiche Länge
der Stifte 16 liegt innerhalb des Fehlertoleranzbereichs,
der bei der Herstellung einer Vielzahl von Stiften 16 auf
gleiche Länge mit
normalen Verfahrensweisen auftritt.
-
Ferner
beträgt
der Fehlertoleranzbereich beispielsweise maximal 50 μm Differenz
bei der Länge
der Stifte 16 in Längsrichtung.
-
Die
Querschnittsform (die Querschnittsform in der vertikalen Richtung
in Längsrichtung
des Stifts, die im folgenden auch einfach als "Querschnittsform" bezeichnet wird) an jeder Stelle in
der Längsrichtung der
Stifte 16 sowie die Querschnittsfläche (die Querschnittsfläche in der
vertikalen Richtung in Längsrichtung
des Stifts, die im folgenden auch einfach als "Querschnittsfläche" bezeichnet wird) des dicken Stifts 16A und
des dünnen
Stifts 16B sind entlang der gesamten Länge des Stifts 16 in
Längsrichtung
etwa gleich. Mit anderen Worten, es hat jeder Stift 16A und 16B an
allen Stellen entlang der Längsrichtung
des Stifts 16 etwa den gleichen Querschnitt sowie etwa die
gleiche Querschnittsfläche.
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Bei
der Querschnittsform des dicken Stifts 16A handelt es sich
um eine Formgebung, die durch Vergrößern der Querschnittsform des
dünnen
Stifts 16B in der Längsrichtung
der Kette 1 gebildet ist. Mit anderen Worten, es sind bei
einem Vergleich der Querschnittsform des dicken Stifts 16A und
der Querschnittsform des dünnen
Stifts 16B im an der Kette 1 angebrachten Zustand
die Länge
Lw1 (Lw) in der zu der Längsrichtung
der Kette 1 rechtwinkligen Höhenrichtung (vertikale Richtung
in 17) etwa gleich. Die Länge Lt1 (Lt) in der Längsrichtung
der Kette 1 ist bei der Querschnittsform des dicken Stifts 16A größer als
die Länge
Lt2 (Lt) in Längsrichtung der
Kette 1 bei der Querschnittsform des dünnen Stifts 16B.
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Wenn
man ferner die Querschnittsfläche
des dicken Stifts 16A und die Querschnittsfläche des dünnen Stifts 16B miteinander
vergleicht, beträgt
die Querschnittsfläche
des dicken Stifts 16A das 1,1- bis 2-fache der Querschnittsform
des dünnen
Stifts 16B.
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Die
Form der Durchgangsöffnungen 18 in den
Verbindungsgliedern 15 entspricht der Form des dicken Stifts 16A und
des dünnen
Stifts 16B. Mit anderen Worten, es ist die große Durchgangsöffnung 18A,
in die der dicke Stift 16A eingesetzt wird, größer ausgebildet
als die kleine Durchgangsöffnung 18B,
in die der dicke Stift 16B eingeführt wird.
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Da
sich die Kette 1 in Umfangsrichtung krümmen läßt, sind die Formgebungen des
Paares der Durchgangsöffnungen 18A und 18B,
die in einem Verbindungsglied 15 ausgebildet sind, voneinander verschieden,
wobei jedoch bei der vorliegenden Beschreibung bei der Bezugnahme
auf die große Durchgangsöffnung 18A und
die kleine Durchgangsöffnung 18B der
gegenseitige Unterschied in den Formgebungen ignoriert wird und
die Durchgangsöffnungen,
in die der dicke Stift 16A eingeführt wird, alle als "große Durchgangsöffnung 18A'' bezeichnet werden und die Durchgangsöffnungen,
in die der dünne Stift 16B eingeführt wird,
alle als "kleine
Durchgangsöffnung 18B'' bezeichnet werden.
-
Ferner
wird bei der Kette 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels
eine Vielzahl von Arten von Verbindungsgliedern 15 verwendet.
Mit anderen Worten, es bestehen die Verbindungsglieder 15 aus dem
langen Verbindungsglied 15A, das die große Durchgangsöffnung 18A aufweist,
sowie aus dem kurzen Verbindungsglied 15B, das nicht die
große Durchgangsöffnung 18A aufweist.
Von den beiden Durchgangsöffnungen
in dem langen Verbindungsglied 15A bildet eine Öffnung die
große
Durchgangsöffnung 18A und
die andere die kleine Durchgangsöffnung 18B.
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Andererseits
sind die beiden Durchgangsöffnungen
in dem kurzen Verbindungsglied 15B beide kleine Durchgangsöffnungen 18B.
-
Ferner
ist der Verbindungsgliedabstand Rp1 des langen Verbindungsglieds 15A länger als
der Verbindungsgliedabstand Rp2 des kurzen Verbindungsglieds 15B.
Entsprechend den Verbindungsgliedabständen Rp1 und Rp2 ist ferner
die Länge
R1 des langen Verbindungsglieds 15A in Längsrichtung der
Kette 1 größer als
die Länge
R2 des kurzen Verbindungsglieds 15B in Längsrichtung
der Kette 1.
-
Da
es sich bei den Stiften 16 um zwei Arten mit unterschiedlicher
Querschnittsfläche
handelt und es sich bei den Verbindungsgliedern 15 um zwei
Arten mit unterschiedlichem Verbindungsgliedabstand Rp handelt,
ist ferner die Distanz zwischen den Berührungsstellen P (Berührungsstellenabstand)
bei der Kette 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels innerhalb der
Kette 1 beliebig. Darüber
hinaus wird auch der Unterschied zwischen den verschiedenen Abständen gesteigert.
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Bei
der Kette 1 kann auch eine einzige Art von Verbindungsglied 15 verwendet
werden.
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Im
folgenden werden die Prinzipien der Erzeugung von Berührungsgeräuschen bei
der Kette 1 erläutert.
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Wenn
sich die Kette 1 den Scheibenoberflächen 6a, 7a, 9a und 10a der
Scheiben 3 und 4 annähert, stoßen die Stifte 6 der
Kette 1 gegen diese Scheibenoberflächen und drücken gegen die betreffenden
Scheibenoberflächen.
Infolgedessen werden die Endflächen 16a der
Stifte 16 von den Scheibenoberflächen mit Druck beaufschlagt
sowie einer Kraft ausgesetzt, die eine Tendenz zum Zusammendrücken und
Verformen der Länge
der Stifte in Längsrichtung
hat (eine solche Verformung wird im folgenden als "Kompressionsverformung" bezeichnet).
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Die
Stifte 16 werden durch diese Kraft elastisch verformt und
werden anschließend
zum Zurückkehren
in ihre ursprüngliche
Form wieder verformt (wobei eine derartige Verformung im folgenden
als "Rückkehrverformung" bezeichnet wird).
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In
diesem Fall werden die Scheibenoberflächen wiederum mit Druck beaufschlagt,
und die Scheiben 3 und 4 vibrieren, so daß Berührungsgeräusche entstehen.
-
Wenn
bei der Kraftübertragungskette 1 des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
die Stifte 16 einer Kompressionsverformung und einer Rückkehrverformung
ausgesetzt sind, so sind die auf die Scheiben 3 und 4 durch
den betreffenden Stift 16 ausgeübte Kraft sowie die Zeitpunkte
und dergleichen unterschiedlich. Dadurch wird die Frequenz des von
den Scheiben 3 und 4 erzeugten Berührungsgeräusches verstreut
bzw. verteilt, und der Spitzenwert des Schalldruckpegels des Berührungsgeräuschs läßt sich
reduzieren. Außerdem
kann eine Resonanz der Scheiben 3 und 4 unterdrückt werden.
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Bei
der Kette 1 ist es wünschenswert,
daß die
Stifte 16 mit unterschiedlicher Steifigkeit in Relation
zu der in Längsrichtung
wirkenden Kraft in beliebiger Weise angeordnet sind. In diesem Fall
kann der Spitzenwert des Schalldruckpegels des Berührungsgeräusches noch
weiter reduziert werden.
-
Da
ferner der Stift 16A, der eine Länge in Längsrichtung der Kette 1 aufweist,
die mit der Länge des
Verbindungsglieds 15A mit dem langen Verbindungsgliedabstand
Rp zunimmt, durch die Vielzahl der Verbindungsglieder 15A und 15B mit
unterschiedlichen Verbindungsgliedabständen Rp eingesetzt ist, ist
ferner die Kettenausbildung vereinfacht.
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Wenn
in der vorstehend beschriebenen Weise die Vielzahl der Stifte 16A und 16B zum
Reduzieren von Berührungsgeräusch verwendet
wird, so werden mit anderen Worten die mehreren Arten von Stiften 16A und 16B hergestellt,
bei denen nur die Länge
Lt des Querschnitts des Stifts 16 in Längsrichtung der Kette 1 unterschiedlich
ist, wobei der Verbindungsgliedabstand Rp der einzelnen Verbindungsglieder 15 in
geeigneter Weise verändert
wird. Auf diese Weise läßt sich
eine Kette 1, bei der der Verbindungsgliedabstand Rp und
die Länge
Lt des Querschnitts des Stifts in Längsrichtung der Kette 1 unterschiedlich
sind, in einfacher Weise bilden.
-
Durch
Verändern
der Länge
der eigentlichen Kette 1 in Längsrichtung in Abhängigkeit
von dem zugehörigen
Verbindungsgliedabstand Rp und der Länge Lt in Längsrichtung der Kette 1 beispielsweise
im Vergleich zu einer Änderung
der Länge
Lw in der vertikalen Richtung des Querschnitts des Stifts 16 (Kettenhöhenrichtung)
läßt sich
ferner die Kette I in einfacher Weise ausbilden.
-
Fünftes Ausführungsbeispiel
-
18 zeigt
die wesentlichen Komponenten der Kraftübertragungskette 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
-
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich von den anderen Ausführungsbeispielen dadurch, daß die Bahn
der Berührungsstelle,
an der der Stift 16 und der den berührungslosen Stift bildende
Streifen 17 miteinander in Berührung stehen, eine Evolvente
eines Kreises bildet und mindestens zwei Arten von Stiften 16 und
Streifen 17 mit unterschiedlichen Radien des Grundkreises
dieser Evolvente beinhaltet.
-
In
der Praxis handelt es sich bei der Bahn der Berührungsstelle des Stifts 17 und
des Streifens 17 um die Evolvente eines Kreises in einer
Seitenansicht, wenn man die Kette 1 von der Stiftendfläche 16a her
betrachtet.
-
Wie
in 18 gezeigt ist, handelt es sich bei der Querschnittsform
der Berührungsfläche 16x an dem
Stift 16 mit dem Streifen 17 um eine Evolventenkurve,
die den vorbestimmten Radius r des Grundkreises aufweist, und bei
der Berührungsfläche 17x des
Streifens 17 mit dem Stift 16 handelt es sich
um eine Ebene (geradlinige Querschnittsform). Auf diese Weise bildet
die Bahn der Berührungsstelle
zwischen dem Stift 16 und dem Streifen 17 bei
Abrollberührung zwischen
dem Stift 16 und dem Streifen 17 die Evolvente
eines Kreises.
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Von
diesen Berührungsflächen kann
die Querschnittsform im Bereich der Abrollberührung des Stifts 16 und
des Streifens 17 (die im folgenden auch als "betriebsseitige Fläche" bezeichnet wird) eine
Evolventenkurve sein.
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Da
die Bahn der Berührungsstelle
des Stifts 16 und des Streifens 17 eine Kreisevolvente
bildet, kann die Berührungsfläche 16x des
Stifts 16 eine Evolventenform sein, und die Berührungsfläche 17x des
Streifens 17 kann eine gerade Ebene sein, wie bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
und umgekehrt dazu können
die Berührungsfläche 17x des Streifens 17 eine
Evolventenform sein und die Berührungsfläche 16x des
Stifts 16 eine gerade Ebene sein.
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Durch
Ausbilden von beiden Berührungsflächen 16x und 17x als
gekrümmte
Flächen
kann ferner die genannte Bahn in Form einer Kreisevolvente ausgebildet
werden. In diesem Fall ist es wünschenswert,
daß die
Querschnittsform der betriebsseitigen Flächen der Berührungsfläche 16x des
Stifts 16 und der Berührungsfläche 17x des
Streifens 17 gleich ausgebildet sind.
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Die
Evolvente bei der vorliegenden Erfindung beinhaltet auch eine approximierte
Evolvente. Selbst bei einer approximierten Evolvente kann die genannte
polygonale Vibration (= "Sehnenaktion", siehe JP-A-08-312725)
in einem gewissen Ausmaß unterdrückt werden.
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Die
Kette 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels sieht mindestens
zwei Arten von Stiften 16 mit unterschiedlichen Radien
des Grundkreises der Evolvente in der Querschnittsform der (betriebsseitigen
Fläche
der) Berührungsfläche 16x vor.
Infolgedessen wird eine Anordnung aus dem Stift 16 und dem
Streifen 17 mit mindestens zwei Arten von Radien des Grundkreises
der Evolvente als Bahn der Berührungsstelle
des Stifts 16 und des Streifens 17 gebildet.
-
Durch
Ausbilden der Bahn der Berührungsstelle
des Stifts 16 und des Streifens 17 bei der Kraftübertragungskette 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
in Form einer Evolvente eines Kreises wird die Berührungsstelle
P bei der Berührung
der Kette 1 mit den Scheiben 3 und 4 verlagert,
so daß ein
kleinerer Winkel in Relation zu der Richtung der Tangente auf die
Scheiben 3 und 4 gebildet wird.
-
Gleichzeitig
mit der Berührung ändert sich die
Bewegungsrichtung der Berührungsstelle
P in die Richtung der Tangente auf die Scheiben 3 und 4.
Mit anderen Worten, es können
die Änderung
des Winkels der Berührungsstelle
P in Relation zu den Scheiben 3 und 4 sowie das
in Verbindung mit der Winkeländerung
auftretende Berührungsgeräusch reduziert
werden.
-
Da
ferner mindestens zwei Arten von Gruppen aus Stiften 16 und
Streifen 17 mit unterschiedlichen Radien des Grundkreises
der Evolvente vorgesehen sind, wird eine durch polygonale Vibration
verursachte Resonanz weiter unterdrückt, und der Effekt der Unterdrückung von
Berührungsgeräuschen mittels
der Evolvente wird gesteigert.
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Es
ist wünschenswert,
daß mindestens
zwei Arten von Gruppen aus Stiften 16 und Streifen 17 mit unterschiedlichen
Radien des Grundkreises der Evolvente beliebig angeordnet sind.
In diesem Fall läßt sich
der Effekt der Unterdrückung
von Berührungsgeräuschen mittels
der Evolvente weiter erhöhen.
-
Es
folgt nun eine Beschreibung eines wünschenswerten Merkmals der
Querschnittsform bei der Berührungsfläche 16x des
Stifts 16 bei der Kette 1 des vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiels.
-
19 zeigt
eine zeichnerische Darstellung zur Erläuterung dieser wünschenswerten
Formgebung in Form einer Seitenansicht des Stifts 16 von der
Stiftendfläche 16a her.
-
Von
den Berührungsflächen 16x der
Stifte 16 handelt es sich bei der betriebsseitigen Fläche in Abrollberührung mit
dem Streifen 17 um die Fläche von der Tangente A (dargestellt
durch einen Punkt in 19 und im folgenden als "Punkt A" bezeichnet) von
dem Stift 16 und dem Streifen 17 bis zu der Tangente
B (die in 19 durch einen Punkt dargestellt ist
und im folgenden als "Punkt
B" bezeichnet wird), und
zwar in einem Zustand, in dem die Kette nicht gekrümmt ist.
Die Schnittlinie der Berührungsfläche 16x,
die die Schnittlinie dieser betriebsseitigen Fläche beinhaltet, liegt in Form
einer gleichmäßigen konvexen
Kurve vor.
-
Wie
in 19 gezeigt, ist es wünschenswert, daß das Zentrum
M des Grundkreisradius r auf der Tangente SA an dem Punkt A auf
der Stift-Querschnittslinie für
die Evolventenkurve der betriebsseitigen Fläche an dem Stiftquerschnitt
angeordnet ist. Die polygonale Vibration erreicht ihr Minimum, wenn die
Kette 1 auf der Scheibe (in den Zeichnungen nicht dargestellt)
angeordnet ist und der Grundkreisradius r etwa gleich der Distanz
dA von dem Zentrum der Kette im auf der Scheibe angebrachten Zustand
bis zu dem Punkt A gewählt
ist. Hierbei handelt es sich um einen wünschenswerten Zustand.
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Wenn
jedoch zum Beispiel im Fall eines stufenlos variablen Getriebes
eines Kraftfahrzeugs der angewendete Radius der Kette sich innerhalb
des vorbestimmten Bereichs ändert, ändert sich
auch die vorstehend genannte Distanz dA. Somit ist es in diesem
Fall wünschenswert,
daß der
Basiskreisradius r derart gewählt
ist, daß die
vorgenannte Distanz dA der Relation dAx ≤ 2(dAx) genügt, wenn der verwendete Radius
der Kette sein Maximum hat und eine Vielzahl von Arten von Grundkreisradien
r innerhalb dieses Bereichs verwendet werden.
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Vorstehend
sind zwar spezielle Ausführungsformen
der Erfindung offenbart worden, jedoch lassen sich die Merkmale
der verschiedenen Ausführungsbeispiele
in einfacher Weise miteinander kombinieren, so daß sich gemäß der vorliegenden
Erfindung weitere Ausführungsformen
ergeben.