EP1876135A1 - Drive system for conveying passengers - Google Patents
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- EP1876135A1 EP1876135A1 EP07110713A EP07110713A EP1876135A1 EP 1876135 A1 EP1876135 A1 EP 1876135A1 EP 07110713 A EP07110713 A EP 07110713A EP 07110713 A EP07110713 A EP 07110713A EP 1876135 A1 EP1876135 A1 EP 1876135A1
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Definitions
- the present invention relates to a drive and / or deflection element for a chain, in particular a drive and / or conveyor chain of a continuous conveyor for passenger transport or passenger transport plus their hand luggage.
- Chains are used today in machine and plant construction in innumerable variants, for example as drive chains of continuous conveyors in passenger transport, especially in escalators or conveyors or moving walks.
- Such engaging elements cause variations in the speed of the chain strand both in the longitudinal direction (i.e., in the direction of movement of the chain) and in the transverse direction normal thereto due to the so-called polygon effect.
- the chain pins 310 are continuously supported on the larger pitch circle 510 by a smaller active circle (dotted in FIG. 2) into which the chain 210 enters tangentially via a partially curved guide rail (not shown). in Fig. 2 by dashed lines) to convict.
- the engagement element is designed as a sprocket 110 with a constant pitch circle 510.
- a disadvantage it can be seen that lift the chain rollers in the curved guide rail from the tooth root of the sprocket, ie they move relative to the engagement element on the pitch circle, which leads equally to noise and premature wear.
- the engagement situation in which the chain pin 310 run in at the lowest point in the tooth base is shown in FIG.
- the earlier due to the real contact geometry is Neglected intervention without this affecting the basic principles.
- the chain pin 310 travels from the smaller active circle to the larger pitch circle 510 and thereby slides upwards, in contrast to the teeth of the sprocket 110.
- Object of the present invention is therefore to provide a drive and / or deflection for a chain or step chain or pallet chain available, which has no polygon effect and / or induces only a small shock and avoids the disadvantages mentioned above.
- the engagement element or sprocket has a first pitch circle and a second pitch circle with different diameters such that alternately first chain pins on the first pitch circle and second chain pins on the second pitch circle come into engagement with the engagement element.
- Alternating refers to any predefined sequence of chain pins, which can come alternately or mixed into engagement with the engagement element.
- a first chain pin on the first pitch circle and the following chain pin of the chain on the second pitch circle engage. (1-2-1-2 order .7)
- the chain pins are supported during the entire deflection at the tooth base of the engagement element formed as a sprocket. This not only causes a more stable guidance, but also dampens and lowers vertical and vertical vibrations of the chain.
- the noise and wear behavior of a chain drive with engagement elements according to the invention is greatly improved. Since the polygonal effect is approximately proportional to the chain pitch (distance between the chain pins), due to the reduced or eliminated polygon effect, larger pitches or smaller engagement element diameters or sprocket diameters can now also be realized. For sprockets, their diameter is proportional to their number of teeth, i. directly proportional to the pitch, larger pitches thus correspond to fewer teeth and simpler or easier to produce sprockets. This results in advantages in terms of material costs, the fabrication and mass production.
- the chain pins comprise, in a manner known per se, rotatably mounted chain rollers or steel or plastic rollers or bushes via which they engage with the engagement element. Whenever reference is made of chain pins, so are also addressed surrounding these chain rollers or chain sleeves, which contribute due to the rolling instead of the sliding friction to reduce friction and wear.
- the engagement element is formed in a preferred embodiment of the present invention as a sprocket with a toothing, wherein the chain pins engage in tooth gaps of the sprocket.
- the toothing then advantageously has alternating first tooth gaps on the first pitch circle and second tooth gaps on the second pitch circle. Alternating refers to any predefined sequence of tooth gaps, which can be arranged alternately or mixed in any desired order.
- the engagement member may be formed in an alternative embodiment as a pair of wedge disks, the chain pins come into frictional contact with the wedge disks.
- the wedge disks can alternately first areas with a first wedge angle and second Regions having a different second wedge angle, wherein the first pitch circle is defined by the contact points of the first chain pin with the first areas and the second pitch circle through the contact points of the second chain pin with the second areas.
- an inventive engagement element may have a third pitch circle such that alternately first chain pins on the first pitch circle, second chain pin on the second pitch circle and third chain pin on the third pitch circle are engaged with the engagement element.
- the third or even further pitch circles thus represent intermediate stages, which allow a finer division of the chain while maintaining the basic principle of the alternating pitch circles.
- an engagement element comprises a first and / or second guide rail, which guides the first and second chain pins on the first and second pitch circle.
- that guide rail which guides the chain pins onto the larger pitch circle imparts to this chain pin an additional vertical speed perpendicular to the longitudinal speed and thus compensates for the decreasing longitudinal component of the preceding chain pin.
- the chain pins can also be guided by the engagement element itself, such as the tooth gaps of a sprocket on the corresponding pitch circles, then depending on the geometry a small polygon effect remains, which is significantly reduced compared to conventional systems. A sliding of the chain pin relative to the engagement element can continue to be prevented.
- the first or second guide rail guides the first and second chain pins on the first and second pitch circle, respectively, until they come out of engagement with the engagement element.
- a rolling of the chain can be avoided or at least reduced.
- a sliding of the chain pin relative to the engagement element is also reduced or eliminated.
- an above-explained guidance of the chain pins on the pitch circles is preferably realized in a known manner in an inventive engagement element in that the first and / or second chain pins run on the first and second guide rail.
- a two-part in the circumferential plane of the chain strand guide is provided, wherein a first half, the first, one of these opposite second half forms the second guide rail.
- the first chain pins have on the first half of the facing side a larger diameter, in particular for a first chain roller, and thus run on the first guide rail, while analogously, the second chain pin on the opposite side have a smaller diameter, in particular for a second chain roller and thus run on the second guide rail.
- an engagement element according to the invention is preferably designed such that the chain runs tangentially onto the first and / or second pitch circle and / or runs out tangentially from the first and / or second pitch circle.
- Fig. 4 shows an engagement element according to an embodiment of the present invention in the form of a sprocket 1 from one side.
- the opposite page is also drawn in unfilled outline.
- the sprocket 1 deflects a chain 2 between an upper load and a lower slack side by 180 ° and thereby drives them by means of a (not shown) drive, the engagement member to.
- Deflection and wrap angles as well as entry and exit direction are purely exemplary, other angles and directions can be realized equally by engagement elements according to the invention.
- the sprocket has a first pitch circle 5 and a second pitch circle 6 with different diameters.
- the second pitch diameter is the larger by way of example.
- the sprocket can be designed, for example, as involute toothing 7 with alternating tooth space depths, wherein first tooth gaps 8A, 8C define the first pitch circle 5, second tooth gaps 8B, 8D define the second pitch circle 6, which at a different radial distance from the axis or center of the chain wheel, Otherwise, however, with similar or the same tooth geometry (for example, with respect to undercut, head rounding and the like) are formed.
- the chain 2 comprises chain pins with chain rollers or skids or runners 3A, 3B, 3C, 3D, which are rotatably or slidably mounted on them, or sledges or chain runners 3, which are connected to one another via link plates or chain links 4.
- the first chain pins 3A, 3C only comprise chain rollers on the first side, while with these alternating second chain pins 3B, 3D have chain rollers only on the second side.
- first guide rail 9 which is arranged on the first side of the central longitudinal plane of the chain and the engagement member (in Fig. 4 below the plane and therefore shown in outline) on which run the first chain pins 3A, 3C
- these first chain pins the first pitch circle 5 fed tangentially and are from the vertical center plane of the engagement member 1 with this engaged.
- You will experience a constant circumferential speed v R 5 ⁇ ⁇ , where R 5 denotes the radius of the first pitch circle 5 and ⁇ the rotational speed of the sprocket 1.
- the chain pins 3A, 3B, 3C, 3D have continuous or divided chain rollers within the link plates 4.
- the first chain pins 3A, 3C protrude to the first, the second chain pins 3B, 3D to the second side.
- the tabs 4 alternately inside each roll. These run on the first or second guide rail 9 or 10 arranged there.
- first and second tooth spaces 8A, 8C and 8B, 8D are successively equipped with first and second chain pins or chain rollers 3A, 3B, 3C, 3D.
- first and second chain pins or chain rollers 3A, 3B, 3C, 3D come by means of the guide rails 9, 10 tangentially to the respective pitch circle 5 and 6 in or to engage, without in the sequence in to slide or push the tooth spaces. They are advantageously based continuously in the tooth base and thus reduce vertical or vertical vibrations, upwards or downwards to the direction of movement of the chain strand 2.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebs- und/oder Umlenkelement für eine Kette, insbesondere eine Antriebs- und/oder Förderkette eines Stetigförderers für die Personenbeförderung bzw. Fahrgastbeförderung plus deren Handgepäcke.The present invention relates to a drive and / or deflection element for a chain, in particular a drive and / or conveyor chain of a continuous conveyor for passenger transport or passenger transport plus their hand luggage.
Ketten werden heute im Maschinen- und Anlagenbau in unzähligen Varianten eingesetzt, so beispielsweise als Antriebsketten von Stetigförderern in der Personenbeförderung, insbesondere in Fahrtreppen oder -bändern oder Fahrsteigen.Chains are used today in machine and plant construction in innumerable variants, for example as drive chains of continuous conveyors in passenger transport, especially in escalators or conveyors or moving walks.
Dabei treiben Antriebselemente die Kette bzw. Stufenkette oder Palettenkette in Umlaufrichtung an, während Umlenkelemente ihre einzelnen translatorischen Bahnabschnitte mittels Rotation ineinander überführen. Bevorzugt, aber nicht notwendig, fallen Antriebs- und Umlenkelemente dabei zusammen und sind beispielsweise in Form von Kettenrädern oder Keilscheiben ausgeführt. Nachfolgend wird daher kurz von Eingriffselementen gesprochen, die in form- und/oder kraftschlüssigem Eingriff mit der Kette bzw. Stufenkettestehen und diese antreiben und/oder umlenken.Drive elements drive the chain or step chain or pallet chain in the direction of rotation, while deflecting elements convert their individual translatory track sections into one another by means of rotation. Preferably, but not necessary, fall driving and deflecting elements together and are designed for example in the form of sprockets or wedge wheels. Below is therefore briefly spoken of engagement elements that are in positive and / or non-positive engagement with the chain or step chain and drive and / or redirect.
Solche Eingriffselemente bewirken Schwankungen der Geschwindigkeit des Kettenstrangs sowohl in der longitudinalen Richtung (d.h. in der Bewegungsrichtung der Kette) als auch in der hierzu normalen transversaler Richtung aufgrund des sogenannten Polygoneffektes. Dieser resultiert aus der Umlenkung der einzelnen Kettenglieder beim Einlauf in das Kettenrad bzw. Eingriffselement. Dabei erfahren sie unvermittelt eine Beschleunigung quer bzw. senkrecht zur Umlaufrichtung des Kettenstranges, da den einzelnen Kettengliedern stossartig ein Drehimpuls vermittelt wird - dies führt zu Einlaufstößen bzw. Einlaufschüben. Im Auslauf bewirkt dieser Drehimpuls umgekehrt ein Einrollen der Kette in Rotationsrichtung des Eingriffselements.Such engaging elements cause variations in the speed of the chain strand both in the longitudinal direction (i.e., in the direction of movement of the chain) and in the transverse direction normal thereto due to the so-called polygon effect. This results from the deflection of the individual chain links when entering the sprocket or engagement element. They experience abruptly an acceleration transverse or perpendicular to the direction of rotation of the chain strand, as the individual chain links shock-like an angular momentum is mediated - this leads to inlet joints or inlet bumps. In the outlet, this angular momentum reversely causes a rolling of the chain in the direction of rotation of the engagement member.
Zum tieferen Verständnis des Polygoneffektes, der aufgrund der induzierten Schwingungen die Hauptquelle der Geräuschentwicklung bei gewarteten Ketten ist, deren Verschleiß fördert und bei Personenförderern als unangenehme Ungleichförmigkeit der Bewegung spürbar ist, sei auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen, beispielsweise P.For a deeper understanding of the polygon effect, which is due to the induced vibrations, the main source of noise at maintained chains, promotes wear and in passenger conveyors as unpleasant nonuniformity of motion is noticeable, reference is made to the relevant literature, such as P.
Fritz: Dynamik schnelllaufender Kettentriebe, VDI-Verlag, 1998, auf die insoweit vollinhaltlich Bezug genommen wird.Fritz: Dynamics of high-speed chain drives, VDI-Verlag, 1998, to which reference is made in full extent.
Vereinfacht gesagt, insbesondere unter Vernachlässigung der Kontaktgeometrie, sei der Polygoneffekt anhand Fig. 1 erläutert: bei einem herkömmlichen Eingriffselement 100, welches in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, läuft die Kette 200 tangential in den Teilkreis 500 derart ein, dass die Kettenbolzen 300 anschließend auf dem Teilkreis 500 mit dem Radius R500 umlaufen. Kommt, wie in Fig. 1 idealisiert dargestellt, ein Bolzen in einer strichpunktiert dargestellten Vertikalebene erstmals in Eingriff mit dem Element 100, so wird er ab diesem Punkt mit der Geschwindigkeit v = R500 × ω zwangsgeführt, wobei ω die konstante Drehgeschwindigkeit des Eingriffselements bezeichnet. Seine Geschwindigkeit L = v × cos(α) in longitudinaler Richtung des Lasttrums (in der Zeichenebene der Fig. 1 horizontal) verringert sich mit wachsendem Winkel α. Dementsprechend wird auch das Lasttrum mit dieser abnehmenden Geschwindigkeit L bewegt, bis der nächste Bolzen 300 in Eingriff kommt und stoßartig auf v beschleunigt wird. Somit ergibt sich die periodisch schwankenden Trumgeschwindigkeit L = R500 × ω × cos(α).Simplified said, in particular neglecting the contact geometry, the polygon effect is explained with reference to FIG. 1: in a
Zur Vermeidung des Polygoneffektes schlägt die
Das Eingriffselement ist dabei als Kettenrad 110 mit konstantem Teilkreis 510 ausgebildet. Als nachteilig kann man sehen dass, die Kettenrollen im Bereich der gekrümmten Führungsschiene vom Zahngrund des Kettenrades abheben, d.h. sie wandern relativ zum Eingriffselement auf dem Teilkreis, was gleichermaßen zu Geräuschbildung als auch vorzeitigem Verschleiß führt. Zur Verdeutlichung ist in Fig. 2 die Eingriffssituation, in der der Kettenbolzen 310 an tiefster Stelle im Zahngrund einlaufen, eingezeichnet. In der vereinfachten Darstellung ist der aufgrund der realen Kontaktgeometrie früher beginnende Eingriff vernachlässigt, ohne das dies die grundlegenden Prinzipien betrifft. Wie in den nicht ausgefüllten Zahnlücken im linken Bildbereich erkennbar, wandert der Kettenbolzen 310 von dem kleineren Wirkkreis bis auf den größeren Teilkreis 510 und gleitet dabei in die Höhe, im Gegensatz zu den Zähnen des Kettenrades 110.The engagement element is designed as a
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Antriebs- und/oder Umlenkelement für eine Kette bzw. Stufenkette oder Palettenkette zur Verfügung zu stellen, das keinen Polygoneffekt hat und/oder nur einen geringen Stoss induziert und die oben genannten Nachteile vermeidet.Object of the present invention is therefore to provide a drive and / or deflection for a chain or step chain or pallet chain available, which has no polygon effect and / or induces only a small shock and avoids the disadvantages mentioned above.
Diese Aufgabe wird durch ein Eingriffselement nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an engagement element according to
Erfindungsgemäß weist das Eingriffselement bzw. Kettenrad einen ersten Teilkreis und einen zweiten Teilkreis mit verschiedenen Durchmessern derart auf, dass alternierend erste Kettenbolzen auf dem ersten Teilkreis und zweite Kettenbolzen auf dem zweiten Teilkreis in Eingriff mit dem Eingriffselement kommen bzw. sind.According to the invention, the engagement element or sprocket has a first pitch circle and a second pitch circle with different diameters such that alternately first chain pins on the first pitch circle and second chain pins on the second pitch circle come into engagement with the engagement element.
Alternierend bezieht sich auf eine beliebig vordefinierte Abfolge von Kettenbolzen, welche wechselnd bzw. gemischt in Eingriff mit dem Eingriffselement kommen können.Alternating refers to any predefined sequence of chain pins, which can come alternately or mixed into engagement with the engagement element.
Vorzugsweise kommt ein erster Kettenbolzen auf dem ersten Teilkreis und der folgende Kettenbolzen der Kette auf dem zweiten Teilkreis in Eingriff. (Reihenfolge 1-2-1-2....)Preferably, a first chain pin on the first pitch circle and the following chain pin of the chain on the second pitch circle engage. (1-2-1-2 order ....)
Es ist aber auch möglich, dass nicht nur der erste, sondern auch ein oder mehrere folgende Kettenbolzen der Kette auf dem ersten Teilkreis in Eingriff kommen und erst dann ein oder mehrere nachfolgende Kettenbolzen auf dem zweiten Teilkreis eingreifen. Bei zwei sich folgenden Kettenbolzen auf dem ersten Teilkreis und zwei diesen nachfolgenden Kettenbolzen auf dem zweiten Teilkreis ergibt dies eine Reihenfolge: 1-1-2-2-1-1-2-2.... Analog ergeben drei sich folgende Kettenbolzen auf dem ersten Teilkreis und drei diesen nachfolgenden Kettenbolzen auf dem zweiten Teilkreis die Reihenfolge: 1-1-1-2-2-2-1-1-1-2-2-2..... Natürlich sind auch unregelmäßige Abfolgen möglich, wo beispielsweise zwei sich folgende Kettenbolzen auf dem ersten Teilkreis nur von einem einzigen Kettenbolzen auf dem zweiten Teilkreis nachgefolgt werden (Reihenfolge: 1-1-2-1-1-2...) oder umgekehrt wo ein einziger Kettenbolzen auf dem ersten Teilkreis von zwei Kettenbolzen auf dem zweiten Teilkreis nachgefolgt wird (Reihenfolge: 1-2-2-1-2-2...). Bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung sind beliebige andere Reihenfolge bzw. Kombination von ersten und zweiten Kettenbolzen möglich, welche den Polygoneffekt beseitigen.But it is also possible that not only the first, but also one or more of the following chain pins of the chain come into engagement on the first pitch circle and only then engage one or more subsequent chain pins on the second pitch circle. For two consecutive chain pins on the first pitch circle and two subsequent chain pins on the second pitch circle, this will result in an order: 1-1-2-2-1-1-2-2 .... Similarly, there will be three consecutive chain pins on the chain the first pitch circle and three of these subsequent chain pins on the second pitch circle the order: 1-1-1-2-2-2-1-1-1-2-2-2 ..... Of course, even irregular sequences are possible where For example, two consecutive chain pins on the first pitch circle can only be tracked by a single chain pin on the second pitch circle (order: 1-1-2-1-1-2 ...) or vice versa where a single chain pin on the first pitch circle is followed by two chain pins on the second pitch circle (order: 1-2-2-1-2-2 ...). With knowledge of the present invention, any other order or combination of first and second link pins are possible which eliminate the polygon effect.
Dieses Prinzip ist analog zur Wirkungsweise der
Während also in der
In einer bevorzugten Ausführung stützen sich die Kettenbolzen dabei während der gesamten Umlenkung am Zahngrund des als Kettenrad ausgebildeten Eingriffselements ab. Dies bewirkt nicht nur eine stabilere Führung, sondern dämpft und senkt auch lotrechte und senkrechte Schwingungen der Kette.In a preferred embodiment, the chain pins are supported during the entire deflection at the tooth base of the engagement element formed as a sprocket. This not only causes a more stable guidance, but also dampens and lowers vertical and vertical vibrations of the chain.
Durch die Reduzierung oder Eliminierung des Polygoneffektes wird das Geräusch- und Verschleißverhalten eines Kettentriebes mit erfindungsgemäßen Eingriffselementen stark verbessert. Da der Polygoneffekt näherungsweise proportional zur Kettenteilung (Abstand zwischen den Kettenbolzen) ist, können aufgrund des reduzierten oder eliminierten Polygoneffektes nunmehr auch größere Teilungen bzw. kleinere Eingriffselementedurchmesser bzw. Kettenräderdurchmesser realisiert werden. Bei Kettenrädern ist deren Durchmesser proportional zu ihrer Zähnezahl, d.h. direkt proportional zur Teilung, größere Teilungen entsprechen also weniger Zähnen und einfacheren bzw. einfacher herstellbaren Kettenrädern. Damit ergeben sich Vorteile bezüglich des Materialaufwandes , der Fabrikation und der Serienanfertigung.By reducing or eliminating the polygon effect, the noise and wear behavior of a chain drive with engagement elements according to the invention is greatly improved. Since the polygonal effect is approximately proportional to the chain pitch (distance between the chain pins), due to the reduced or eliminated polygon effect, larger pitches or smaller engagement element diameters or sprocket diameters can now also be realized. For sprockets, their diameter is proportional to their number of teeth, i. directly proportional to the pitch, larger pitches thus correspond to fewer teeth and simpler or easier to produce sprockets. This results in advantages in terms of material costs, the fabrication and mass production.
Bevorzugt umfassen die Kettenbolzen in an sich bekannter Weise drehbar gelagerte Kettenrollen bzw. Stahl- oder Kunststoffrollen bzw. -büchse, über die sie mit dem Eingriffselement in Eingriff kommen. Wenn nachfolgend von Kettenbolzen die Rede ist, sind damit gleichermaßen diese umgebende Kettenrollen oder Kettenbüchsen mit angesprochen, die aufgrund der Roll- statt der Gleitreibung zur Reduzierung der Reibung und Abnützung beitragen.Preferably, the chain pins comprise, in a manner known per se, rotatably mounted chain rollers or steel or plastic rollers or bushes via which they engage with the engagement element. Whenever reference is made of chain pins, so are also addressed surrounding these chain rollers or chain sleeves, which contribute due to the rolling instead of the sliding friction to reduce friction and wear.
Wie vorstehend bei der Erläuterung des grundsätzlichen Prinzips bereits ausgeführt, ist das Eingriffselement in einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung als Kettenrad mit einer Verzahnung ausgebildet, wobei die Kettenbolzen in Zahnlücken des Kettenrads eingreifen. Dies ermöglicht einen formschlüssigen und zuverlässigen Eingriff zwischen Kettenbolzen und Eingriffselement. Vorteilhaft weist dann die Verzahnung alternierend erste Zahnlücken auf dem ersten Teilkreis und zweite Zahnlücken auf dem zweiten Teilkreis auf. Alternierend bezieht sich auf eine beliebig vordefinierte Abfolge von Zahnlücken, welche wechselnd bzw. gemischt in einer beliebigen Ordnung angeordnet werden können.As already explained above in the explanation of the basic principle, the engagement element is formed in a preferred embodiment of the present invention as a sprocket with a toothing, wherein the chain pins engage in tooth gaps of the sprocket. This allows a positive and reliable engagement between the chain pin and engagement element. The toothing then advantageously has alternating first tooth gaps on the first pitch circle and second tooth gaps on the second pitch circle. Alternating refers to any predefined sequence of tooth gaps, which can be arranged alternately or mixed in any desired order.
Gleichermaßen kann das Eingriffselement in einer alternativen Ausgestaltung auch als Keilscheibenpaar ausgebildet sein, wobei die Kettenbolzen in kraftschlüssigem Kontakt mit den Keilscheiben kommen. Zur Darstellung der unterschiedlichen Teilkreise können die Keilscheiben alternierend ersten Bereiche mit einem ersten Keilwinkel und zweiten Bereiche mit einem hiervon verschiedenen zweiten Keilwinkel aufweisen, wobei der erste Teilkreis durch die Kontaktpunkte der ersten Kettenbolzen mit den ersten Bereichen und der zweite Teilkreis durch die Kontaktpunkte der zweiten Kettenbolzen mit den zweiten Bereichen definiert ist. Keilscheiben erfordern zwar eine Mindestanpresskraft zur Erzeugung des notwendigen Kraftschlusses, gestatten jedoch auf der anderen Seite die stufenlose Einstellung verschiedener Umlenkradien und Antriebsverhältnisse mit denselben Antriebseinheiten ohne zusätzliches Getriebe bzw. Stufengetriebe.Similarly, the engagement member may be formed in an alternative embodiment as a pair of wedge disks, the chain pins come into frictional contact with the wedge disks. To represent the different pitch circles, the wedge disks can alternately first areas with a first wedge angle and second Regions having a different second wedge angle, wherein the first pitch circle is defined by the contact points of the first chain pin with the first areas and the second pitch circle through the contact points of the second chain pin with the second areas. Although wedge discs require a minimum contact force to produce the necessary frictional connection, but allow on the other hand, the continuous adjustment of different deflection radii and drive ratios with the same drive units without additional gear or step transmission.
Erfindungsgemäß sind wenigstens zwei unterschiedliche Teilkreise ausgebildet, auf die die Kettenbolzen alternierend auflaufen. Ein erfindungsgemäßes Eingriffselement kann jedoch einen dritten Teilkreis derart aufweisen, dass alternierend erste Kettenbolzen auf dem ersten Teilkreis, zweite Kettenbolzen auf dem zweiten Teilkreis und dritte Kettenbolzen auf dem dritten Teilkreis im Eingriff mit dem Eingriffselement sind. Der dritte oder auch weitere Teilkreise stellen somit Zwischenstufen dar, die eine feinere Teilung der Kette unter Beibehaltung des Grundprinzips der alternierenden Teilkreise gestatten.According to the invention, at least two different pitch circles are formed, onto which the chain pins accumulate alternately. However, an inventive engagement element may have a third pitch circle such that alternately first chain pins on the first pitch circle, second chain pin on the second pitch circle and third chain pin on the third pitch circle are engaged with the engagement element. The third or even further pitch circles thus represent intermediate stages, which allow a finer division of the chain while maintaining the basic principle of the alternating pitch circles.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Eingriffselement eine erste und/oder zweite Führungsschiene, welche die ersten bzw. zweiten Kettenbolzen auf den ersten bzw. zweiten Teilkreis führt. Insbesondere vermittelt diejenige Führungsschiene, die die Kettenbolzen auf den größeren Teilkreis führt, diesen Kettenbolzen eine zusätzliche vertikale Geschwindigkeit senkrecht zur Longitudinalgeschwindigkeit und kompensiert damit die abnehmende Longitudinalkomponente des vorhergehenden Kettenbolzens. Gleichermaßen können jedoch die Kettenbolzen auch nur durch das Eingriffselement selber, beispielsweise die Zahnlücken eines Kettenrades, auf die entsprechenden Teilkreise geführt werden, wobei dann je nach Geometrie ein kleiner Polygoneffekt verbleibt, der jedoch gegenüber herkömmlichen Systemen deutlich reduziert ist. Ein Gleiten der Kettenbolzen relativ zum Eingriffselement kann dabei weiterhin verhindert werden.In a particularly preferred embodiment of the present invention, an engagement element comprises a first and / or second guide rail, which guides the first and second chain pins on the first and second pitch circle. In particular, that guide rail which guides the chain pins onto the larger pitch circle imparts to this chain pin an additional vertical speed perpendicular to the longitudinal speed and thus compensates for the decreasing longitudinal component of the preceding chain pin. Equally, however, the chain pins can also be guided by the engagement element itself, such as the tooth gaps of a sprocket on the corresponding pitch circles, then depending on the geometry a small polygon effect remains, which is significantly reduced compared to conventional systems. A sliding of the chain pin relative to the engagement element can continue to be prevented.
Ein solches Relativgleiten muss, je nach Kontaktgeometrie, nicht völlig vermieden werden, wird jedoch durch den Verbleib auf unterschiedlichen Teilkreisen grundsätzlich verringert.Depending on the contact geometry, such relative sliding must not be completely avoided, but is generally reduced by remaining on different pitch circles.
In einer Weiterbildung der obigen besonders bevorzugten Ausführung führt die erste bzw. zweite Führungsschiene die ersten bzw. zweiten Kettenbolzen auf dem ersten bzw. zweiten Teilkreis, bis sie außer Eingriff mit dem Eingriffselement kommen. Somit kann ein Einrollen der Kette vermieden oder wenigstens reduziert werden. Zusätzlich wird auch hier ein Gleiten der Kettenbolzen relativ zum Eingriffselement reduziert oder ganz eliminiert.In a further development of the above particularly preferred embodiment, the first or second guide rail guides the first and second chain pins on the first and second pitch circle, respectively, until they come out of engagement with the engagement element. Thus, a rolling of the chain can be avoided or at least reduced. In addition, a sliding of the chain pin relative to the engagement element is also reduced or eliminated.
Eine vorstehend erläuterte Führung der Kettenbolzen auf die Teilkreise wird bei einem erfindungsgemäßen Eingriffselement bevorzugt in an sich bekannter Weise dadurch realisiert, dass die ersten und/oder zweiten Kettenbolzen auf der ersten bzw. zweite Führungsschiene laufen. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist eine in der Umlaufebene des Kettenstranges zweigeteilte Führung vorgesehen, wobei eine erste Hälfte die erste, eine dieser gegenüberliegende zweite Hälfte die zweite Führungsschiene ausbildet. Die ersten Kettenbolzen weisen auf der ersten Hälfte der zugewandten Seite einen größeren Durchmesser, insbesondere für eine erste Kettenrolle, auf und laufen damit auf der ersten Führungsschiene, während analog die zweiten Kettenbolzen auf der gegenüberliegenden Seite einen kleineren Durchmesser, insbesondere für eine zweite Kettenrolle, aufweisen und damit auf der zweiten Führungsschiene laufen.An above-explained guidance of the chain pins on the pitch circles is preferably realized in a known manner in an inventive engagement element in that the first and / or second chain pins run on the first and second guide rail. In a particularly advantageous embodiment of the present invention, a two-part in the circumferential plane of the chain strand guide is provided, wherein a first half, the first, one of these opposite second half forms the second guide rail. The first chain pins have on the first half of the facing side a larger diameter, in particular for a first chain roller, and thus run on the first guide rail, while analogously, the second chain pin on the opposite side have a smaller diameter, in particular for a second chain roller and thus run on the second guide rail.
Zur Vermeidung zusätzlicher Anregungen in lotrechter bzw. senkrechter Richtung ist ein erfindungsgemäßes Eingriffselement vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Kette tangential auf den ersten und/oder zweiten Teilkreis einläuft und/oder tangential aus dem ersten und/oder zweiten Teilkreis ausläuft.To avoid additional suggestions in the vertical or vertical direction, an engagement element according to the invention is preferably designed such that the chain runs tangentially onto the first and / or second pitch circle and / or runs out tangentially from the first and / or second pitch circle.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Polygoneffektes bei einem herkömmlich Eingriffselement;
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Kettenrades nach dem Stand der Technik, bei dem der Polygoneffekt unter Gleiten der Kettenbolzen in den Zahnlücken abgeschwächt wird;
- Fig. 3
- eine den Fig. 1, 2 entsprechende vereinfachte Seitenansicht eines Eingriffselements nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 4
- eine schematische Seitenansicht eines Kettenrades nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
- Fig. 5A, 5B
- das Kettenrad nach Fig. 4 in perspektivischer Ansicht mit erster und zweiter Führungsschiene, einem Teil einer Kette und einem weiteren erfindungsgemäßen Kettenrad am anderen Ende des Kettenstrangs.
- Fig. 1
- a schematic representation for explaining the polygon effect in a conventional engagement element;
- Fig. 2
- a schematic representation of a sprocket according to the prior art, in which the polygon effect is weakened under sliding of the chain pins in the tooth spaces;
- Fig. 3
- a simplified side view corresponding to Figures 1, 2 of an engagement element according to an embodiment of the present invention;
- Fig. 4
- a schematic side view of a sprocket according to another embodiment of the present invention; and
- Fig. 5A, 5B
- the sprocket of Fig. 4 in a perspective view with first and second guide rail, a part of a chain and another sprocket according to the invention at the other end of the chain strand.
Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf ein Kettenrad näher erläutert. Gleichermaßen kann sie jedoch auch durch andere Eingriffselemente, insbesondere die bereits erwähnten Keilscheibenpaare, Toroidpaare oder ähnliche Getriebe bzw. Maschinenbauteile realisiert werden.The invention will be explained in more detail with reference to a sprocket. Equally, however, it can also be realized by other engagement elements, in particular the already mentioned wedge disk pairs, toroid pairs or similar transmissions or machine components.
Fig. 4 zeigt ein Eingriffselement nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Form eines Kettenrades 1 von einer Seite. Die gegenüberliegende Seite ist in nicht ausgefüllter Umrissdarstellung ebenfalls gezeichnet.Fig. 4 shows an engagement element according to an embodiment of the present invention in the form of a
Das Kettenrad 1 lenkt eine Kette 2 zwischen einem oberen Last- und einem unteren Leertrum um 180° um und treibt sie dabei mittels eines (nicht dargestellten) Antriebs, des Eingriffselements, an. Umlenk- und Umschlingungswinkel wie auch Ein- und Auslaufrichtung sind rein exemplarisch, andere Winkel und Richtungen können gleichermaßen durch erfindungsgemäße Eingriffselemente realisiert werden.The
Das Kettenrad weist einen ersten Teilkreis 5 und einen zweiten Teilkreis 6 mit unterschiedlichen Durchmessern auf. Im Ausführungsbeispiel ist exemplarisch der zweite Teilkreisdurchmesser der größere. Das Kettenrad kann beispielsweise als Evolventenverzahnung 7 mit alternierenden Zahnlückentiefen ausgeführt sein, wobei erste Zahnlücken 8A, 8C den ersten Teilkreis 5, zweite Zahnlücken 8B, 8D den zweiten Teilkreis 6 definieren, die in einem hiervon unterschiedlichen radialen Abstand zur Achse bzw. Mitte des Kettenrades, im Übrigen jedoch mit ähnlicher oder gleicher Verzahnungsgeometrie (beispielsweise bezüglich Unterschnitt, Kopfrundung und dergleichen) ausgebildet sind.The sprocket has a first pitch circle 5 and a
Die Kette 2 umfasst Kettenbolzen mit auf diesen drehbar oder gleitbar bzw. schwenkbar gelagerten Kettenrollen oder Kufen bzw. Kettenkufen 3A, 3B, 3C, 3D, welche über Kettenlaschen bzw. Kettenglieder 4 miteinander verbunden sind. Dabei umfassen die erste Kettenbolzen 3A, 3C nur Kettenrollen auf der ersten Seite, während mit diesen alternierende zweite Kettenbolzen 3B, 3D nur auf der zweiten Seite Kettenrollen aufweisen.The
Durch eine erste Führungsschiene 9, die auf der ersten Seite von der Mittellängsebene der Kette und des Eingriffselements angeordnet ist (in Fig. 4 unterhalb der Zeichenebene und daher im Umriss dargestellt), auf der die ersten Kettenbolzen 3A, 3C laufen, werden diese ersten Kettenbolzen dem ersten Teilkreis 5 tangential zugeführt und sind ab der vertikalen Mittelebene des Eingriffselements 1 mit diesem im Eingriff. Sie erfahren dabei eine konstante Umfangsgeschwindigkeit v = R5 × ω, wobei R5 den Radius des ersten Teilkreises 5 und ω die Drehgeschwindigkeit des Kettenrades 1 bezeichnet.By a
In analoger Weise ist auf der gegenüberliegenden zweiten Seite der Mittellängsebene neben dem Eingriffselement 1 eine zweite Führungsschiene 10 angeordnet, auf der die zweiten Kettenbolzen 3B, 3D laufen und dem zweiten Teilkreis 6 tangential zugeführt werden, so dass sie ab der vertikalen Mittelebene des Eingriffelements 1 mit diesem im Eingriff sind. Sie erfahren dabei eine konstante Umfangsgeschwindigkeit w = R6 × ω, wobei R6 den Radius des zweiten Teilkreises 6 bezeichnet.In an analogous manner, a
In einer nicht dargestellten weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung weisen die Kettenbolzen 3A, 3B, 3C, 3D innerhalb der Kettenlaschen 4 durchgehende oder geteilte Kettenrollen auf. Die ersten Kettenbolzen 3A, 3C ragen zur ersten, die zweiten Kettenbolzen 3B, 3D zur zweiten Seite. Die Laschen 4 wechselnd innen je eine Rolle. Diese laufen auf der dort angeordneten ersten bzw. zweiten Führungsschiene 9 bzw. 10.In a further embodiment of the present invention which is not shown, the chain pins 3A, 3B, 3C, 3D have continuous or divided chain rollers within the link plates 4. The first chain pins 3A, 3C protrude to the first, the second chain pins 3B, 3D to the second side. The tabs 4 alternately inside each roll. These run on the first or
Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die alternierenden ersten und zweiten Zahnlücken 8A, 8C bzw. 8B, 8D sukzessive mit ersten bzw. zweiten Kettenbolzen bzw. Kettenrollen 3A, 3B, 3C, 3D bestückt. Diese kommen mittels der Führungsschienen 9, 10 tangential zum jeweiligen Teilkreis 5 bzw. 6 in bzw. zum Eingriff, ohne in der Folge in den Zahnlücken zu gleiten oder schieben. Sie stützen sich vorteilhaft fortlaufend im Zahngrund ab und reduzieren so senkrechte bzw. lotrechte Schwingungen, aufwärts bzw. abwärts zur Fortbewegungsrichtung des Kettenstranges 2.In the exemplary embodiment shown, the alternating first and
Wie mit Bezug auf Fig. 3 bereits grundsätzlich erläutert, werden die inneren Kettenbolzen 3A, 3C durch den jeweils vorhergehenden äußeren Kettenbolzen 3B, 3D mit konstanter Longitudinalgeschwindigkeit auf der ersten Führungsschiene 9 in das Kettenrad eingezogen, da die vorhergehenden äußeren Kettenbolzen 3B, 3D auf dem äußeren Teilkreis 6 umgelenkt werden. Umgekehrt werden die äußeren Kettenbolzen 3B, 3D, indem sie auf den äußeren Teilkreis 6 gebracht werden, auch in senkrechter Richtung beschleunigt, so dass ihre Gesamtgeschwindigkeit längs der Führungsschiene(n) 6 konstant bleibt, obwohl die Longitudinalkomponente der sie ziehenden inneren Kettenbolzen 3A und 3C sich mit zunehmender Kettenradumdrehung verringert.As already explained in principle with reference to FIG. 3, the inner chain pins 3A, 3C are retracted into the sprocket by the respective preceding outer chain pins 3B, 3D at a constant longitudinal speed on the
Somit wird der Polygoneffekt verhindert bzw. stark reduziert.Thus, the polygon effect is prevented or greatly reduced.
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