DE69023021T2 - Kraftübertragungskette. - Google Patents

Description

• Ein bekannter Kettentrieb für das Übertragen von Leistung besteht aus einer um zwei parallelen Wellen befestigten Kettenrädern umlaufenden endlosen Kette. Eine der Wellen ist die Eingangswelle und an ihr ist ein treibendes Kettenrad befestigt. Die andere Welle ist eine Abtriebswelle und an ihr ist ein getriebenes Kettenrad befestigt. Die Endloskette wird aus mit Zähnen versehenen Gliedern zusammengebaut, die sich über die an den beiden Kettenrädern ausgebildeten Zähne legen. Der Fahrzeugmotor treibt die Eingangswelle und das treibende Kettenrad an, die Leistung wird über die endlose Kette zu dem getriebenen Kettenrad und der Ausgangswelle übertragen und liefert so Energie zum Antrieb des Fahrzeugs.
• Die Verwendung einer solchen Kette für Fahrzeuge ergibt sich bei der Anordnung eines Motors und eines dazu parallel liegenden Automatikgetriebes. Der Kettentrieb verbindet die Ausgangswelle eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit der Eingangswelle des Getriebes. Das Getriebe treibt die Fahrzeugräder über eine Ausgangswelle, Zahnräder und eine querliegende Welle an. Der Kettentrieb überträgt so Leistung vom Motor zu den Rädern.
• Endlose Ketten, allgemein auch Silent-Ketten bekannt, werden aus einer Reihe verbundener Kettenglieder zusammengebaut, deren Zähne mit den Zähnen der Kettenräder kämmen. Die für Fahrzeuge verwendete Kette wird aus mehreren Gliedern zusammengebaut, die längsseitig bzw. benachbart zueinander liegen und einen Gliedersatz bilden. Mehrere solcher Gliedersätze sind miteinander verschachtelt angeordnet und von Bolzen gesichert, um eine Aufeinanderfolge von verbundenen Sätzen und damit eine endlose Kette von beliebiger Länge zu bilden. Die Glieder einer solchen Kette besitzen jeweils zwei von einer Gabelung getrennte Zähne. Jeder Zahn besitzt äußere und innere Flanken. Die inneren Flanken bilden die Gabelung.
• In der Vergangenheit sind Silent-Ketten verwendet worden, die entweder mit den Innenflanken oder den Außenflanken die Zähne am Kettenrad treibend erfassen. Historisch gesehen hat man den Außenflankeneingriff bei industriellen Leistungsantrieben benutzt und Innenflankeneingriff bei Fahrzeugsteuerketten. Der Inneneingriff erfolgt über einen anfänglichen Kontakt zwischen dem Kettenradzahn und einer Innenflanke des Kettengliedes. Dieser Inneneingriff wird manchmal als Gabelungskontakt bezeichnet. Außenflankeneingriff erfolgt über einen anfänglichen Kontakt zwischen dem Kettenradzahn und einer Außenflanke des Kettengliedes. Außenkontakt wird manchmal auch einfach als Flankenkontakt bezeichnet.
• Per Definition besitzt ein Inneneingriffsglied einen größeren Abstand vom Bolzenmittelpunkt zur nächstliegenden Innenflanke des Gliedes als die Abmessung zwischen dem Bolzenmittelpunkt und der nächsten Außenflanke des Gliedes. Auf der anderen Seite besitzt ein Außeneingriffsglied eine größere Abmessung vom Bolzenmittelpunkt zur nächsten Augenflanke des Gliedes als der Abstand vom Bolzenmittelpunkt zur nächstliegenden Innenflanke des Gliedes.
• Leistungsübertragende Kettentriebe sind seit vielen Jahren in der Fahrzeugtechnik entweder als Steuerketten oder zur Leistungsübertragung zwischen Motor und Getriebe benutzt worden. Es war allgemein üblich, in beiden Anwendungsfällen sowohl Innen- als auch Außenkontaktglieder zu verwenden. Ob nun die Ketten vom Innen- oder Außenseitenkontakt-Typ sind, so müssen doch beide Zähne nahezu identisch sein, so daß die Kette das Kettenrad ungeachtet der Drehrichtung in der gleichen Weise erfalt.
• Bei allen Kettentrieben werden Geräusche erzeugt. Die beiden Hauptquellen für Kettentriebe sind folgende:
• 1. Stoßgeräusche, die beim Anlaufen der Kette durch deren Anschlagen an das Kettenrad erzeugt werden. Die Lautstärke dieser Stoßgeräusche ist abhängig von der beim Anlaufen erfolgenden Geschwindigkeit zwischen Kette und Rad.
• 2. Durch transversale Vibration der gespannten Kettenseite verursachte Geräusche.
• Das beim Kämmen entstehende Stoßgeräusch wird am ehestens bemerkt und tritt bei Silent-Kettentrieben als periodisches Geräusch auf. Das Stoßgeräusch wird mit einer Frequenz wiederholt, die gleich der Kämmfrequenz ist. Die Geräuschfrequenz entspricht der Anzahl der Zähne am Kettenrad und dessen Drehzahl.
• Das von einem Kettentrieb verursachte Geräusch ist bei modernen Fahrzeugen schwer zu erfassen, weil auch andere konkurrierende Geräusche erzeugt werden. Viele Versuche suchten dieses Problem zu lösen. US-A-1,868,334 will dieses Problem mit zwei Gliedertypen lösen, wobei die Bolzenöffnungen so angeordnet sind, dar sich ein veränderlicher Bolzenabstand ergibt. Diese Bauweise wurde für Ketten in US-A- 3,377,875 weiter entwickelt, wobei die Kettenräder durch Weglassungen an den Zahnflanken geändert wurden, um die Geräuschentwicklung zu verringern. Die in diesem Patent geschilderte Kettenradänderung lädt sich als Standardkettenrad darstellen, bei dem die Berührungsflanken bzw. Zahnwurzeln ausgenommen worden sind, um den Kontakt mit den Gliedern einer Endloskette zu variieren. Im Jahre 1970 findet sich in US-A-3,495,468 eine Änderung der Kette gemäß US-A- 3,377,875, nämlich eine zufällige Wurzelaussparung der Kettenradzähne zur Geräuschverringerung beim Kontakt zwischen Kette und Kettenrad. US-A-4,168,634 stellt eine Verbesserung dar, wobei die Kettenradzähne und Wurzeln um bestimmte Beträge ausgespart werden, um mehr Geräusche zu unterdrücken. Ein modifiziertes Kettenrad wird auch Hybridkettenrad bezeichnet. 1982 wurde in US-A-4,342,560 eine Kombination zweier bekannter Gliederformen vorgeschlagen, die eine mit gekrümmten Innenflanken hauptsächlich für Fahrzeugeinbau, und die andere mit geraden Innenflanken, die für industrielle Anwendungen gedacht sind. Die beiden Gliedertypen werden als Innen- und Außenkontaktglieder bezeichnet, mit dem vorgegebenen Zweck, eine Geräuschverminderung zu erzielen. Bei der Herstellung dieser Kette inüssen aber zwei Gliederformen hergestellt werden und man muß sich vergewissern, daß die beiden Gliederformen nicht in einem Gliedersatz gemischt sind, da eine solche Anordnung für den genannten Zweck nicht erfolgreich ist, wie in US-A-4,342,560 dargestellt. Eine Endloskette mit Innen- und Außenkontaktgliedern zur Geräuschverminderung wird als Hybridkette bezeichnet.
• Ein Vorteil einer solchen Hybridkette ergibt sich dahingehend, dar das Kettenrad nicht modifiziert werden muß. Ein Nachteil liegt im Zusammenbau einer Hybridkette mit unterschiedlichen Typen von Gliedern. Man muß nämlich für jeden Gliedersatz identische Glieder identifizieren und muß darauf achten, daß nicht verschiedene Glieder miteinander vermischt werden, da ein vorbestimmtes Muster für den Kontakt von Gliedern in den Kettenreihen und den Kettenradzähnen beibehalten werden muß.
• Wie bereits erwähnt, bestimmt der Abstand zwischen dem Bolzenmittelpunkt und den Arbeitsflächen, ob ein Kettenglied inneren oder äußeren Flankenkontakt macht. Diese Abmessung ist für die Bestimmung kritisch, ob die innere oder äußere Flanke vorsteht und so inneren oder äußeren Flankenkontakt macht. Andere Abmessungen wie die Gesamtabmessungen eines Kettengliedes sind nicht wesentlich für die Bestimmung, ob ein Kettenglied inneren oder äußeren Kontakt macht. Beim Betrieb solcher Leistungsketten im ständigen Antrieb vom treibenden zum abtreibenden Kettenrad unterliegt eine Kette vielen unterschiedlichen Beanspruchungen hinsichtlich Kräfte, Dehnungen, Drehmoment usw.. Die Kette besteht aus mehreren nebeneinander angeordneten einzelnen Gliedern, um eine Reihe zu bilden und mehrere solcher Reihen sind über Bolzen miteinander verbunden, um eine endlose Kette zu bilden. In einer typischen Kette können nur 60 bis 100 Gliederreihen oder mehr als 120 Reihen vorgesehen sein. Die Gliederzahl in einer bestimmten Reihe kann nur zwei betragen oder in einigen Fällen auch bis zu 40 Glieder, die nebeneinander liegen.
• Bewegt sich die Kette zwischen dem treibenden und abtreibenden Kettenrad, so ist verständlich, daß die Glieder in einer Reihe Kräfte erfahren, wenn sie einen Kettenradzahn kontaktieren, die unweigerlich von den physikalischen Eigenschaften des Gliederwerkstoffes abhängig sind. So sind im Betriebsablauf unterschiedliche Teile bzw. Abschnitte der Glieder zu unterschiedlichen Zeitpunkten den auftretenden Kräften unterworfen, wie Spannung, Kompression, Verdrehen, elastische Verformung, ungleichmäßigen Verschleiß zwischen den Gliedöffnungen und den Verbindungsbolzen und anderen zerstörenden Wirkungen. Außerdem ist verständlich, daß jedes Glied in einer Reihe unterschiedliche Kräfte erfährt, wenn es von einem Verbindungsbolzen getragen ist. Beispielsweise kann der Bolzen als einfacher an seinen Außenenden abgestützter Balken angesehen werden. Beim Betrieb einer endlosen Kette werden die Glieder in jeder Reihe abgelängt, wenn die Reihe in Kontakt mit einem Kettenradzahn gelangt, bleibt dann während ihrer Ablenkung damit in Kontakt und löst sich dann aus dem Kontakt mit dem Kettenradzahn.
• Die Verdrehung der Glieder ergibt sich aus Kräften, die auf den Bolzen bzw. Zapfen wirken, wenn der Bolzen ein Biegemoment erfährt, das wiederum die Glieder an den anderen Enden des Bolzens in einem stärkeren Maße deformiert, als die Glieder in der Mitte des Bolzens. Ändern sich die Biegemomentkräfte im Bolzen oder verschwinden diese, so suchen sich alle Glieder, wieder in eine geradlinige Position auszurichten. Weil aber die Außenglieder in einem stärkeren Maße als die Innenglieder deformiert worden sind, neigen die Außenglieder dazu, den Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Bolzens zu verlieren. Dies wiederum veranlaßt eine ungleichmäßige Lastverteilung unter den Gliedern der gleichen Reihe, auch wenn sie alle von gleicher Größe und Gestalt sind.
• Ferner besitzt die Kette Reihen von Gliedern, die auf einem Querbolzen ein Führungsglied an jedem Außenende besitzen, zwischen denen die Glieder einer Reihe liegen. Diese beiden Führungsglieder dienen zur Verbindung der Bolzen benachbarter Reihen und dienen auch zum Führen der Kette über die Kettenräder während der Bewegung der Kette. Wegen der unterschiedlichen Anforderungen im Betrieb der Kette sind typischerweise Führungsglieder der Struktur nach fester als die anderen ebenen Glieder in der gleichen Reihe. Eine Führungsgliedreihe besteht so aus Gliedern mit veränderlichen physikalischen Eigenschaften, d.h. einfache Glieder, deren Zähne die Kettenradzähne erfassen und andere festere Führungsglieder ohne Kontakt mit dem Kettenrad, die die Kette im Betrieb zusammenhalten. Es ist somit wünschenswert, Führungsglieder und einfache Glieder längs einer Führungsgliedreihe derart anzuordnen, daß man sicher ist, dar die Querstifte bei Belastung im wesentlichen parallel zueinander gehalten werden, so dar die Reibung zwischen den Bolzen und den Bohrungen in den Gliedern minimal wird und damit Verschleiß vermieden wird.
• Um die Verdrehung zwischen zwei Führungsgliedern und den einfachen Gliedern einer leistungsübertragenden Kette zu vergleichmäßigen, müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, wie die Dicke des Führungsgliedes, die Dicke eines einfachen Gliedes, die Anzahl der einfachen Glieder, die relative Elastizität zwischen einem Führungsglied und einem einfachen Glied, die Geometrie eines Führungsgliedes und eines einfachen Gliedes, kritische Punkte für Beanspruchungen in den Gliedern usw..
• Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine leistungsübertragende Kette zu schaffen, die in der Lage ist, größere statische und dynamische Belastungen bei minimalem Verschleiß aufzunehmen und dabei die Geräuscheigenschaften zu verbessern.
• Diese Aufgabe ist gemäß einem Aspekt der Erfindung mit einer leistungsübertragenden Kette gemäß Patentanspruch 1 gelöst, wobei die Merkmale des Oberbegriffs aus US-A- 1,578,271 bekannt sind.
• Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine leistungsübertragende Kette im Patentanspruch 13 gekennzeichnet, bei dem die Merkmale des Oberbegriffs aus EP-A-092 900 bekannt sind (Borg-Warner Corp.).
• Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung folgt nun eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht seitlich von oben einer Vorderradantriebskette gemäß der Erfindung, wobei eine ein treibendes und abtreibendes Kettenrad umschlingende Kette aus mehreren Sätzen von ineinandergreifenden und mit Bolzen verbundenen einfachen Gliedern und Führungsgliedern besteht, die an den Außenenden unterschiedliche Sätze von einfachen Gliedern längs der Kette angeordnet sind;
• Fig. 2 eine Seitenansicht eines einfachen Gliedes für den Zusammenbau in mehreren Reihen, mit Darstellung der beiden unterschiedlichen Zähnen und unterschiedlicher Abstände vom Bolzenmittelpunkt zu den inneren Anlageflächen;
• Fig. 3 eine Seitenansicht eines Führungsgliedes zum Einbau an den Außenenden einer Reihe einfacher Glieder und zur Verbindung mit Bolzen für den Zusammenbau aufeinanderfolgender Reihen und zum Halten der Kette beim Umlauf am Kettenrad;
• Fig. 4 einen Bolzen zum Verbinden verschiedener Sätze von Gliedern in Tandem-Bauweise zur Bildung einer Endloskette mit aufeinanderfolgenden Reihen;
• Fig. 5 eine Endansicht eines in Fig. 2 dargestellten einfachen Gliedes, wobei schematisch zwei Wandstärken A und B dargestellt sind und A > B ist;
• Fig. 6 eine Endansicht des in Fig. 4 gezeigten Führungsgliedes, für das eine einzige Wandstärke vorgesehen ist;
• Fig. 7 eine Aufsicht auf einen dreireihigen Abschnitt einfacher Glieder der Vorderradantriebskette in Fig. 1, wobei die einfachen Gliederreihen links und rechts außen eine gelenkige Teilung aufweisen, die innere Reihe einfacher Glieder in Kombination mit zwei Führungsgliedern eine Führungsteilung bildet und die Glieder der Reihen ineinandergreifen und
• Fig. 8 eine Seitenansicht eines vierreihigen Abschnitts, wobei die Reihen einfacher Glieder in Verbindung mit Führungsgliedern (nicht dargestellt) mit Hilfe von Bolzen zu Reihen von gelenkiger Teilung verbunden sind, wobei die Anordnung beim Zusammenbau einfacher Glieder mit unterschiedlich umgekehrten Zähnen gezeigt ist. Ferner ist der Unterschied im Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Angriffspunkten infolge der beiden möglichen Gliedausrichtungen dargestellt.
• Wie Fig. 1 zeigt, besteht eine allgemein mit 10 bezeichnete Kettenanordnung aus einer Endloskette 12, einem treibenden Kettenrad 14 und einem abtreibenden Kettenrad 16. Die Kette ist aus mehreren Gliedern zusammengesetzt, die nebeneinander liegen und so einen Satz 18 bilden. Jeder Satz liegt in Reihe neben einem nächsten Satz und ist mit diesem überlappt angeordnet und die überlappten Sätze oder Reihen sind zur Bildung der Endloskette mit Bolzen verbunden. Die Anzahl der miteinander verbundenen Reihen von Gliedern kann beliebig sein, um der Kette eine gewünschte Länge zu verleihen.
• Jede Reihe 18 der Kette 12 kann aus mehreren einfachen Gliedern 20 gemäß Fig. 2 bestehen. Das Glied 20 wird in zwei Größen hergestellt, wobei die erste Größe eine Dicke A und die zweite Größe eine Dicke B besitzt, wie dies Fig. 5 zeigt. So ist ein Glied 20 von der Dicke A der Abmessung nach stärker als ein Glied 20 von der Dicke B. Ein Glied 20 von einer Dicke A soll zusammen mit anderen identischen Gliedern in einer Reihe 18 angeordnet werden, wie in den Fig. 1, 7 und 8 als Gelenkabstand 24 bezeichnet ist. Ein Glied 20 mit der Dicke B liegt zusammen mit anderen identischen Gliedern in einer benachbarten oder folgenden Reihe 18, die allgemein in den Fig. 1, 7 und 8 als Führungsreihen-Abstand 26 bezeichnet ist.
• In Fig. 2 besitzt jedes mit dem Pfeil 20 bezeichnete Kettenglied eine Ober- oder Rückseite 28, einen Bodenteil ungleicher Länge, unterschiedlich geformte Zähne 30 und 32 und zwei Öffnungen 34 und 36, die im wesentlichen vertikal über je einem an der Bodenseite des Gliedes ausgeformten Zahn angeordnet sind.
• Zur Erleichterung der Beschreibung soll jedes Glied 20 eine horizontale Längsachse besitzen, die durch die Öffnungsmittelpunkte geht und das Glied in ein oberes und unteres Teil unterteilt. Der obere Teil des Gliedes verläuft allgemein über der horizontalen Achse und besitzt eine bogenförmige Rückseite. Der untere Teil des Gliedes erstreckt sich unterhalb der horizontalen Achse, ist als Zahnseite des Gliedes bezeichnet und kann als asymmetrisch beschrieben werden. Auch besitzt jedes Glied eine vertikale Mittelachse, die den Abstand zwischen den Lochmittelpunkt gleich unterteilt und jedes Glied in ein linkes und rechtes Teil unterteilt. Die horizontale Achse kann als X-Achse und die vertikale Achse als Y-Achse bezeichnet werden. Zusammen unterteilen sie das Glied in vier Quadranten, wobei die beiden oberen Quadranten im wesentlichen symmetrisch und die beiden unteren Quadranten asymmetrisch gestaltet sind.
• Die runden Öffnungen 34 und 36 jedes Gliedes 20 dienen zum Einstecken eines entsprechend langen, massiven und zylindrischen Bolzens 38 (Fig. 4). Jedes Glied 20 besitzt eine bogenförmige Rückseite 28 oberhalb der Mittellängslinie, welche die Mittelpunkte der Gelenklöcher verbindet und einen unteren Zahnteil, der sich nach unten von der Längsmittellinie erstreckt und zwei sich nach unten erstreckende unterschiedliche Zähne 30 und 32 aufweist. Die beiden Zähne 30, 32 jedes Gliedes haben äußere Arbeitsflächen oder Flanken 40, 42 von relativ geradliniger Ausbildung, die nach innen schräg zur vertikalen Mittelachse Y verlaufen, welche den Abstand zwischen den Mittelpunkten der Löcher 34 und 36 gleichmäßig unterteilt. Die inneren Arbeitsflächen oder Kanten jedes Zahns 30, 32 besitzen die Form von gekrümmten bzw. bogenförmigen Flanken 44 und 46, können auch geradlinig sein. Diese Flächen beginnen am untersten Ende jedes Zahns und verlaufen nach innen und oben zum Mittelteil jedes Gliedes, um dort eine Gabelung 48 zu bilden.
• Fig. 2 zeigt klar, daß die Zähne 30 und 32 des Gliedes 20 unterschiedliche Geometrien besitzen. Auch wenn die Innenflächen 44 und 46 der Zähne 30 und 32 beide bogenförmig gestaltet sind und beide im wesentlichen den gleichen Radius 50 besitzen, so ist der Mittelpunkt für jeweils einen Radius 50 doch unterschiedlich weit (nicht dargestellt) im ersten und zweiten Quadrant gelegen und bildet deshalb unterschiedliche Abstände zwischen der Innenfläche 44 und dem Mittelpunkt der Öffnung 34 und der Innenfläche 46 und dem Mittelpunkt der Öffnung 36. Beispielsweise ist der Abstand 62 vom Bolzenmittelpunkt der Öffnung 36 zur inneren Arbeitsfläche 46 größer als der Abstand 64 vom Mittelpunkt der Öffnung 35 zur Arbeitsfläche 44. Ferner ist die Länge des Zahns 30 verkürzt, um an der Zahnspitze einen vernünftigen Krümmungsradius zu erhalten. Auch wenn der Abstand 64 vom Bolzenmittelpunkt zur inneren Arbeitsfläche 44 verringert ist, so bleibt doch dieser Abstand größer als die Abstände 66, 68 vom Bolzenmittelpunkt zu den äußeren Arbeitsflächen 40, 42. Somit fungiert das Glied in beiden möglichen Ausrichtungen, wenn entweder der kurze Zahn führt oder hinten liegt, primär als ein Glied mit Inneneingriff bei nur einem nachfolgenden oder sekundären Schließkontakt an der Außenseite wie dies in US-A-1,878,882 erläutert ist.
• Fig. 3 zeigt ein Führungsglied 52 von einer im Profil im wesentlichen nierenförmigen Gestalt, bei dem eine horizontale Achse X und eine vertikale Achse Y zusammen das Führungsglied in vier Quadranten unterteilen. Das Glied 52 hat in gleichen Abständen nach außen von der vertikalen Achse Y zwei Öffnungen 54. Deren Mittelpunkte liegen auf der horizontalen Achse X. Das Glied 52 besitzt eine untere Kante oder Fläche 56, die sich auf jeder Seite der Y-Achse um einen bestimmten Abstand im wesentlichen horizontal erstreckt, aber auch leicht gekrümmt sein kann und die dann mit einem Bodenradius 58 in einer ersten gekrümmten Richtung nach oben und etwas über die X-Achse hinweg erstreckt. Von diesem Punkt an divergiert die Kante nach oben und innen um einen bestimmten Abstand und verläuft dann nach unten und innen, um einen aufrechtstehenden Zahn zu bilden.
• In ähnlicher Weise verläuft eine Fläche von der anderen Seite des Gliedes nach oben und innen, ist dann gerundet und verläuft nach unten und innen, um einen anderen Zahn zu bilden. Die beiden Zähne bilden zwischen sich einen konkaven Abschnitt oder eine Gabelung 60. So sind die beiden Zähne des Führungsgliedes 52 ähnlich geforint wie die Zähne eines einfachen Gliedes 20, aber besitzen eine kleinere Länge bzw. Höhe. Außerdem ist die Gabelung 60 am Führungsglied etwas seichter als die Gabelung 48 am einfachen Glied. So ist der Abstand von der Wurzel der Gabelung bis zur X-Achse eines Führungsgliedes größer als der Abstand von der Wurzel der Gabelung eines einfachen Gliedes zu seiner zugehörigen X-Achse. Man bemerkt, daß die unterhalb der X-Achse liegenden beiden Quadranten zusammen eine Summenfläche besitzen, die wesentlich größer ist als die Summenfläche der beiden Quadranten des Gliedes 52, die oberhalb der horizontalen Achse X liegen. Wie Fig. 6 zeigt, besitzt das Führungsglied 52 nur eine einzige Dicke E. Es sollte bemerkt werden, daß die Dicke E des Führungsgliedes 52 gegenüber den Abmessungen A und/oder B des einfachen Gliedes 20 um einen bestimmten Betrag unterschiedlich sein kann.
• Es ist erkennbar, dar die Art und Weise, in der der Umfang des Führungsgliedes 52 zur Ausforrnung des Profils und der Gesamtausbildung im wesentlichen nierenförmig verläuft, jede plötzliche Diskontinuität, Einkerbung oder andere ähnliche Unterbrechungen längs des gesamten Umfanges vermeidet. Damit besitzt jedes Führungsglied 52 ein homogenes, kontinuierliches Profil, das sich unter Last in vorher bestimmbarer Weise verformt, ohne dar wesentliche Beanspruchungsspitzen auftreten. Wenn ferner zwei Führungsglieder auf einem Bolzen zusammen mit mehreren einfachen Gliedern sitzen, um eine Kettenreihe zu bilden und im Betrieb der Kette am Kettenrad eine Belastung erfahren, so deformieren sich die beiden Führungsglieder 52 im wesentlichen gleich zusammen mit den einfachen Gliedern, so daß eine verbesserte Lastverteilung erzielt wird und dadurch die Lebensdauer der Kettenteile erhöht wird.
• Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Kette 12 mit einer typischen Mehrfachreihe von Sätzen 18 und einer Gelenkteilung 24a bzw. Gelenkabstand, wobei ein Satz einfacher Glieder 20 mit dem kurzen Zahn 30 in der führenden Position eingebaut sind, wenn man annimmt, daß sich die Kette von links nach rechts bewegt. Die Sätze der Glieder 20 in den Gelenkteilungen 24 und 24a sind mit einer Dicke von A hergestellt. Außerdem besitzt die Reihe von Sätzen 18 eine Führungsteilung 26 mit einfachen Gliedern 20, die ebenfalls mit dem kurzen Zahn 30 in führender Position zusammengebaut sind. Die Sätze einfacher Glieder 20 in der Führungsteilung 26 sind mit der Dicke B hergestellt.
• Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine kraftübertragende Kette einzig mit Gliedern identischer Form bzw. Umfangsprofil aufgebaut. Wie bei Gliedern für Silent-Ketten besteht das Glied aus einem Körper mit zwei beabstandeten Zähnen, die von einer Gabelung unterteilt sind, wobei jeder Zahn von divergierenden äußeren und inneren Flanken gebildet ist. Die Außenflanken können allgemein geradlinig oder gekrümmt sein, während die Innenflanken konvex gekrümmt oder im wesentlichen geradlinig sind. Jeder Körper besitzt zwei beabstandete Öffnungen, die symmetrisch liegen. Ein Zahn des Gliedes ist länger als der andere Zahn. Der längere Zahn hat ein weiteres kennzeichnendes Merkmal. Eine Tangente an die Innenflanke des längeren Zahns liegt unterschiedlich weit vom Mittelpunkt der nächsten Öffnung entfernt im Vergleich zu einer Tangente an die Innenflanke des anderen Zahns vom Mittelpunkt der nächstliegenden Öffnung oder der anderen Öffnung im Körper. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der rechtwinklige Abstand vom Mittelpunkt eines nächstliegenden Bolzenloches an die Tangente der Innenflanke des längeren Zahns größer als der querliegende Abstand vom Mittelpunkt des nächstliegenden Bolzenloches zur Tangente an der Innenflanke des kürzeren Zahns. in dieser Ausführungsform ist ferner der querliegende Abstand vom Mittelpunkt jedes Bolzenloches zur zugehörigen Außenflankenkante gleich und ist auch kleiner als der rechtwinklige Abstand zwischen jeder Lochöffnung und der zugehörigen Innenflankenkante. Damit wird sichergestellt, dar die einfachen Glieder tatsächlich nur mit Innenkontakt fungieren.
• Ferner ist zu bemerken, dar die Erfindung auch dann wirksam ist, wenn bei einer Kette die Tangente an der Außenflanke des längeren Zahns vom nächstliegenden Bolzenloch einen unterschiedlichen Abstand vom Mittelpunkt des nächsten Bolzenloches zur Tangente an der Außenflanke des kürzeren Zahns hat.
• Um eine endlose Kette herzustellen, werden mehrere Glieder 20 von der Dicke A nebeneinander bzw. in Querrichtung angeordnet und bilden eine Reihe 18 für eine Gelenkteilung 24. Mehrere Glieder 20 von der Dicke B werden in ähnlicher Weise seitlich nebeneinander angeordnet und bilden eine Reihe 18 für eine Führungsteilung 26. Die Reihe 18 der Gelenkteilung 24 und die Reihe 18 der Führungsteile 26 werden in Tandem-Form angeordnet, so daß die Enden der Glieder der Gelenkteilung 24 mit den benachbarten Enden der Glieder der Führungsteilung 26 überlappen und ein Bolzen 38 in die Löcher 34, 36 der überlappten Gliedersätze eingesetzt wird, um die Gelenkpunkte zu bilden. In ähnlicher Weise wird eine nächstfolgende Reihe 18 von Gliedern mit der Dicke A in Tandem-Bauweise zur Reihe 18 mit Führungsteilung 26 angeordnet, die Gliedersätze werden miteinander überlappt und ein Bolzen wird durch die Löcher gesteckt, um einen Drehpunkt zu bilden. In dieser Weise ist es möglich, eine Endloskette mit entsprechenden Teilungen von Gelenk- und Führungsgliedern zu bilden, bei der Gliedersätze von der Dicke A in der Gelenkteilung und Gliedersätze von der Dicke B in der Führungsteilung liegen. In ähnlicher Weise werden zusätzliche Sätze von gelenkigen Reihen mit einer Dicke A bzw. Reihen von Führungsgliedern mit der Dicke B miteinander verbunden, bis eine Endloskette von gewünschter Größe hergestellt ist.
• Es wird bemerkt, daß Führungsglieder 52 an entfernten Enden der Bolzen 38 an den Außenseiten der Reihen mit einfachen Gliedern an bestimmten Teilen längs der Kette angeordnet sind. Die Führungsglieder 52 dienen zur Verbindung der gelenkigen Reihen und verleihen der Kette eine hohe Festigkeit.
• Es wird bemerkt, dar die Glieder 20 in Reihen 18 angeordnet werden können, wobei die kurzen Zähne 30 führen oder auch in einem gewünschten Muster nachlaufend angeordnet sind. Beispielsweise könnte die Kette eine gelenkige Reihe 24a aufweisen (Fig. 8), die aus Gliedern 20 von der Dicke A besteht, bei der die kurzen Zähne 30 führen und die langen Zähne 32 nachlaufen, wobei eine nächste Führungsreihe 26 aus zwei Führungsgliedern 52 und einer Reihe von Gliedern 20 der Dicke B besteht, deren kurzen Zähne 30 führen und deren lange Zähne 32 nacheilen. Eine nächstliegende gelenkige Reihe 24 kann dann Glieder 20 der Dicke A aufweisen, bei der die langen Zähne 32 führen und die kurzen Zähne 30 nacheilen, oder die kurzen Zähne 30 führen und die langen Zähne 32 nacheilen usw.. So kann eine erste gelenkige Reihe eine Gruppe von Gliedern der Dicke A und mit einer bestimmten Lage der Zähne aufweisen. Jede nachfolgende gelenkige Reihe kann dann eine Gruppe von Gliedern mit der Dicke A und entweder der gleichen Zahnanordnung oder umgekehrter Zahnanordnung aufweisen. Wie vorgeschlagen, kann das Verhältnis zwischen aufeinanderfolgenden benachbarten gelenkigen Gliedern und Führungsglieder in vollständig zufälliger Weise gewählt werden oder man wählt ein Muster, das sich bei der Herstellung der Kette wiederholt.
• In ähnlicher Weise hat eine erste Führungsreihe eine Gruppe von Gliedern mit der Dicke B und einer bestimmten Zahnorientierung, d.h. der kurze Zahn führt oder läuft nach. Jede nachfolgende Führungsreihe besitzt dann eine Gruppe von Gliedern der Dicke B und entweder der gleichen Orientierung der Zähne oder der umgekehrten Orientierung. So ist es möglich, eine Kette herzustellen, die eine unendliche Anzahl zugehöriger Verhältnisse zwischen den Gliedersätzen mit der einen Zahnausrichtung und Gliedersätzen der umgekehrten Zahnausrichtung besitzt, wobei entweder Glieder mit der Dicke A oder B in den gelenkigen Reihen und/oder Führungsreihen der Kette eingesetzt sind.
• Wie Fig. 8 deutlich zeigt, bezeichnen die mit 70 und 72 bezeichneten Abstände Kontaktpunkte zwischen den Zähnen 30 und 32 und den Zähnen der Kettenräder 14 und 16 beim Umlauf der Kette. Man bemerkt, daß die Abstände 70 und 72 unterschiedlich sind und hier ist der Abstand 72 größer als 70. Dieser unterschiedliche Abstand dient dazu, die abgelaufene Zeit bzw. die Zeitdauer der Kontakte zwischen den Zahneingriffen zu variieren. Auf diese Weise ist es möglich, den Winkelabstand zu ändern, um den sich die Kettenräder bei den aufeinanderfolgenden Kontakten zwischen den Gliedern und den Kettenradzähnen verschieben, so dar die damit verbundenen Geräusche aus dem Resonanzgeräuschspektrum ausgeblendet und breitbandig werden, so daß die Geräusche weniger merklich und störend für das menschliche Ohr sind.
• Betrachtet man nochmals Fig. 7, so sind erhebliche Unterschiede zwischen bekannten kraftübertragenden Ketten und der erfindungsgemäßen Kette ersichtlich. Eine Gruppe von einfachen Gliedern in einer Gelenkreihe ist mit einer Gruppe von dünneren einfachen Gliedern in einer Führungsreihe "verschachtelt. Das Verschachtelungsmuster für die dünnen und dicken einfachen Glieder sorgt bei der erfindungsgemäßen Kette für eine größere Vergleichmäßigung in der Teilung bei jeder Gruppe von Gliedern im Vergleich zu bekannten Ketten. Die dynamischen und statischen Lastpunkte sind gleichmäßiger über die Länge der Verbindungsbolzen verteilt, um dieses Ergebnis zu erzielen. Damit resultiert die Gleichrnäßigkeit der Lastverteilung in einem stark verringerten Verschleiß der Kette.
• Tauscht man ein Führungsglied bekannter Standardbauweise gegen ein elastisches Führungsglied aus, so ergibt sich eine weitere Verbesserung der Teilungsgleichmäßigkeit. Ein elastisches Führungsglied wird am besten als ein Führungsglied beschrieben, das eine geringere Steifigkeit besitzt, um eine verbesserte Teilungsgleichmäßigkeit zu erzielen, nachdem es eine Vorbelastung erfährt. Die kleinere Steifigkeit während des Aufbringens der Vorbelastung erzeugt einen leichteren und gleichrnäßigeren Zug in den Kettengliedern. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Führungsglieder dünner sind als die einfachen Glieder in der Führungsreihe, welche wiederum dünner sind als die einfachen Glieder in der Gelenkreihe.
• Auch wenn die bevorzugte Ausführungsform Kettenglieder vom Typ des Innenkontakts beschreibt, so sollte verständlich sein, dar es auch durchaus möglich ist, Glieder mit Augenkontakt zu verwenden und den Abatand vom Bolzenmittelpunkt zur äußeren Arbeitsfläche zu verändern. Außerdem kann die Form der Arbeitsfläche verändert werden und solange dies zu einer Änderung der ablaufenden Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Kontakten führt, die zwischen der Arbeitsfläche des Gliedes und einem Kettenradzahn auftreten, kann jede Ausführungsform als von der Erfindung erfalt betrachtet werden. Auch wenn die bevorzugte Ausführungsform einfache Glieder in den Gelenkreihen von unterschiedlicher Dicke gegenüber den einfachen Gliedern in den Führungsreihen verwendet, so kann es auch wünschenswert sein, dar alle Glieder sowohl in der Gelenk- als auch in der Führungsreihe gleiche Dicke besitzen, um eine weniger aufwendige Anordnung zu erhalten.

Claims (24)

1. Leistungsübertragende Kette mit mehreren nebeneinander zur Bildung mehrerer Reihen (18) angeordneten einfachen Gliedern (20), wobei jedes einfache Glied (20) Öffnungen (34,36) bezüglich einer horizontalen (x) und vertikalen Achse (y) des Gliedes (20) und zwei angeformte Zähne (30,32), besitzt, mit mehreren Führungsgliedern (52) mit Öffnungen (54), die bezüglich einer horizontalen (x) und vertikalen (y) Achse angeordnet sind, wobei die Führungsglieder (52) einen bogenförmigen Boden (56) aufweisen und an entfernten Enden von Bolzen (38) befestigt sind, die abwechselnde erste Reihen einfacher Glieder (20) zur Bildung einer Führungsgliederreihe verbinden und die anderen Reihen einfacher Glieder (18) zur Bildung einer gelenkiger Gliederreihe wirksam sind, wobei mehrere Führungsgliederreihen und mehrere gelenkige Gliederreihen einander überlappen und mit den Bolzen (38) verbunden sind, um die Kette (12) zu bilden, wobei mehrere einfache Glieder (20) in jeder Führungsgliederreihe zwischen Führungsgliedern (52) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsglieder (52) in jeder Führungsgliederreihe gleiche Dicke aufweisen und eine nierenförmige Form besitzen, die jegliche Umfassungsdiskontinuität vermeidet, so dar bei Belastung der Kette (12) die Führungsglieder (52) sich im wesentlichen ähnlich wie die einfachen Glieder (20) in allen Führungsgliederreihen längen und damit eine Deformierung der Verbindungsbolzen (38) vermieden wird und die Bolzen (38) im wesentlichen parallel zueinander gehalten werden.

2. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 1, bei der die Führungsglieder (52) so geformt sind, daß ihre unterhalb der horizontalen Achse (x) sitzende Masse wesentlich größer ist als die oberhalb der horizontalen Achse (x) liegende Masse des Führungsgliedes.

3. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Führungsglieder (52) jeweils eine Dicke aufweisen, die sich von der Dicke der einfachen Glieder (20) unterscheidet.

4. Leistungsübertragende Kette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Führungsglieder (52) und die einfachen Glieder (20) aus dem gleichen Material hergestellt sind.

5. Leistungsübertragende Kette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die einfachen Glieder (20) im wesentlichen in allen gelenkigen Gliederreihen gleich sind und eine erste Dicke (A) aufweisen, die sich von einer zweiten Dicke (B) der einfachen Glieder (20) in den Führungsgliederreihen unterscheidet.

6. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 1, bei der alle einfachen Glieder (20) in den gelenkigen Gliederreihen eine erste Dicke (A) aufweisen, alle einfachen Glieder (20) in den Führungsgliederreihen eine zweite Dicke (B) aufweisen, wobei die erste Dicke der einfachen Glieder (20) in den gelenkigen Gliederreihen sich von der zweiten Dicke der einfachen Glieder (20) in den Führungsgliederreihen unterscheidet, so dar bei Belastung der Kette (12) die einfachen Glieder (20) in den gelenkigen Gliederreihen und die einfachen Glieder (20) in den Führungsgliederreihen sich im wesentlichen gleichförmig in allen gelenkigen Gliederreihen und Führungsgliederreihen deformieren, um eine gleiche Lastverteilung unter allen Gliedern (20) in jeder Reihe zu erzielen und dabei den Verschleiß zwischen den Öffnungen (34,36) der einfachen Glieder (20) und der Verbindungsbolzen (38) minimal zu machen.

7. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 6, bei der alle Führungsglieder (52) so ausgebildet sind, dar ihre unterhalb der horizontalen Achse liegende Masse wesentlich größer ist als die oberhalb der horizontalen Achse (x) liegende Masse.

8. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 6 oder 7, bei der die Führungsglieder (52) eine Dicke aufweisen, die sich von der Dicke aller einfachen Glieder (20) unterscheidet.

9. Leistungsübertragende Kette nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der die Führungsglieder (52) und die einfachen Glieder (20) aus dem gleichen Material hergestellt sind.

10. Leistungsübertragende Kette nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der die erste Dicke (A) der einfachen Glieder (20) in den gelenkigen Gliederreihen größer ist als die zweite Dicke (B) der einfachen Glieder (20) in den Führungsgliederreihen.

11. Leistungsübertragende Kette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Zahn (32) der beiden Zähne (30,32) jedes einfachen Gliedes (20) in jeder gelenkigen Gliederreihe länger ist als der andere Zahn (32) der Zähne (30,32).

12. Leistungsübertragende Kette nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der alle einfachen Glieder (20) in den gelenkigen Gliederreihen mit zwei Zähnen (30,32) versehen ist, die im wesentlichen unterhalb einer zugehörigen Öffnung (34,36) angeordnet sind, und bei der die Zähne (30,32) zwischen sich eine Gabelung (48) einschließen, an der erste (44) und zweite (46) Innenflanken ausgeformt sind, wobei die erste Flanke (44) und die zweite Flanke (46) ungleiche Abstände ausgehend vom Mittelpunkt eines Bolzens (38) in jeweils einer Öffnung (34,36) besitzen.

13. Leistungsübertragende Kette, die aus querliegenden Reihen einfacher Glieder (20) zusammengesetzt ist, die kontinuierlich miteinander verbunden sind, wobei jedes Glied (20) in jeder Reihe mit zwei Zähnen (30,32) versehen ist, die jeweils eine divergierende Außenseite (40,42) und innere Flanken (44,46) aufweist, wobei die Zähne (30,32) zwischen sich eine Gabelung (48) einschließen, dadurch gekennzeichnet, dar alle einfachen Glieder (20) gleiche Form aufweisen und ein Zahn (30) jedes Gliedes (20) der Form nach vom anderen Zahn (32) des Gliedes (20) unterschiedlich ist, wobei die unterschiedlich geformten Zähne (30,32) in jeder Reihe quer ausgerichtet sind und einige einfache Glieder in der kontinuierlichen Bauweise ausgetauscht sind, so dar unterschiedliche Zähne (30,32) führend sind, während die anderen Zähne (30,32) in den restlichen Gliederreihen (20) nachlaufend angeordnet sind.

14. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 13, bei der einige Reihen von Gliedern (20) führende Zähne aufweisen, die länger sind als die nacheilenden Zähne (30) und einige Reihen von Gliedern (20) nachlaufende Zähne (32) aufweisen, die länger sind als ihre führenden Zähne (30).

15. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 13 oder 14, bei der die Innenflanken (44,46) an jedem Glied (20) gekrümmt sind.

16. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 15, bei der die Innenflanken (44,46) konvex gekrümmt sind.

17. Leistungsübertragende Kette nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der die vertauschten Reihen von Gliedern (20) zufällig angeordnet sind.

18. Leistungsübertragende Kette nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei der jedes Glied (20) einen Körper mit zwei beabstandeten Öffnungen (34,36) aufweist.

19. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 18, bei der benachbarte Reihen von Gliedern (20) einander überlappen und eine der fluchtenden Öffnungen (34,36) in einer Gliederreihe querliegend zu den fluchtenden Öffnungen (34, 36) der überlappenden Gliederreihe angeordnet ist und Schwenkinittel (38) in den querliegenden Öffnungen (34,36) benachbarter Gliederreihen eingesetzt sind, um der Anordnung Gelenkigkeit zu verleihen.

20. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 18 oder 19, bei der eine Tangente an die gekrümmte Fläche der Innenflanke (46) an einem Zahn (32) einen größeren Abstand vom Bolzenmittelpunkt der nächstliegenden Öffnung (36) aufweist als eine Tangente an die gekrümmte Fläche der Innenflanke (44) des anderen Zahns (30) vom Bolzenmittelpunkt der Öffnung (34).

21. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 13, bei der alle einfachen Glieder (20) Öffnungen (34,36) aufweisen, die zu einer horizontalen (x) und vertikalen (y) Achse der Glieder (20) angeordnet sind, die Führungsglieder (52) Öffnungen (54) aufweisen, die gegenüber einer horizontalen (x) und einer vertikalen (y) Achse angeordnet sind und an den freien Enden der Bolzen (38) befestigt sind, welche abwechselnd erste Reihen einfacher Glieder (20) verbinden, um eine Führungsgliederreihe zu bilden, und bei der die anderen Reihen einfacher Glieder (20) eine gelenkige Gliederreihe bilden und mehrere Führungsgliederreihen und mehrere gelenkige Gliederreihen einander überlappen und mit den Bolzen (38) verbunden sind, um die Kette (10) zu bilden.

22. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 13, bei der jeweils ein Zahn (32) jedes Gliedes (20) länger ist als der andere Zahn (30).

23. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 13, bei der alle einfachen Glieder (20) einen Körper mit einer Oberseite (28) aufweisen, die Außenflanken (40,42) der beiden Zähne (30,32) allgemein geradlinig und die Innenflanken (44,46) allgemein gekrümmt sind und über die Gabelung (48) verbunden sind, bei der ein Zahn (32) des Gliedes (20) länger ist als der andere Zahn (30), zwei Öffnungen (34,36) im Körper des Gliedes (20) vorgesehen sind, jede Öffnung (34, 36) im wesentlichen den gleichen Abstand von einer den Körper querenden Mittellinie (Y) aufweist, die Gabelung (48) allgemein die Oberseite (28) unterteilt, wobei der Abstand vom Mittelpunkt der einen Öffnung (36) zur nächstliegenden Innenflanke (46) größer ist als der Abstand vom Mittelpunkt der anderen Öffnung (34) zur anderen Innenflanke (44).

24. Leistungsübertragende Kette nach Anspruch 13, bei der alle einfachen Glieder (20) einen Körperteil mit zwei beabstandeten Öffnungen (34,36) zum Einsetzen von Schwenkmitteln (38) aufweisen, bei der die Schwenkmittel (48) benachbarte und überlappende Reihen von Gliedern (20) verbinden und sich durch fluchtende Öffnungen (34,36) in jeder benachbarten Gliederreihe erstrecken, bei der ein Zahn (32) jedes Gliedes (20) länger ist und eine Abmessung zwischen dem Mittelpunkt des Bolzenloches (36) und seiner Innenflanke (46) aufweist, die sich von der entsprechenden Abmessung des anderen Zahns (30) unterscheidet, wobei die Gliederreihen (20) so angeordnet sind, dar die längeren Zähne (32) zueinander in Querrichtung ausgerichtet sind.