WO2007076759A1 - Zahnlasche für eine zahnlaschenkette - Google Patents

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Olga Ispolatova
Wolfgang Oberle
Michael Pichura
Marcus Junig
Anton Simonov
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00—Chains
    • F16G13/02—Driving-chains
    • F16G13/04—Toothed chains

Definitions

  • the present invention relates to a toothed plate for a toothed link chain, wherein the toothed plate comprises two teeth with a tooth flank and an incision between the teeth.
  • toothed plates for toothed link chains there is an incision in the plane of symmetry. This incision is described by the tooth flanks and by a transition radius. The transition is described in the prior art only by a single radius. Furthermore, the tooth flanks and he transition radius tangentially connected to each other, so the transition radius goes into the tooth flanks so that at the junction a common tangent is present.
  • Such toothed plates are known from US Pat. No. 5,372,554 and US Pat. No. 5,588,926.
  • a disadvantage of known tooth lugs according to the prior art is that high voltages can occur in the operation of the chain in the region of the incision.
  • An object of the present invention is therefore to provide a toothed plate for a toothed link chain, in which occurring stresses in the region of the incision are smaller.
  • a toothed plate for a toothed link chain wherein the toothed plate comprises two teeth each with an inner flank and an incision between the teeth, wherein a transition of at least one of the inner flanks on the incision has a convex curvature.
  • convex curvature is understood to mean any shape of the curvature in which the center of the curve of a tangential circle lies against the surface of the toothed plate at least over a partial region within the toothed plate.
  • the convex curvature can be smooth (there is no sudden change in the tangents at two arbitrarily close points), but can also include an edge. It is preferably provided that both transitions of the inner flanks to the incision have a convex curvature.
  • the incision has a concave curvature with a variable radius of curvature.
  • the center of the curve can be constantly outside the toothed plate. Under variable radius of curvature is understood here that on the contour of the incision different tangential circles can be placed with corresponding centers of curvature to the contour of the incision.
  • variable radius of curvature consists of discrete radii, that is to say a sequence of circular sections.
  • the transitions between the discrete radii may be rounded or may include an edge.
  • variable radius of curvature changes constantly. This can be done for example by a curve which is described by so-called splines.
  • Fig. 2 is an enlargement of a half of a tooth flank
  • Fig. 1 shows a toothed plate 1 for a toothed plate chain in the side view.
  • the toothed plate 1 comprises a base body 2 on which two teeth 3 and 3 'are arranged.
  • the main body are further two holes 4 and 4 'for receiving jaws, which connect the individual toothed plates to toothed plate packages, introduced.
  • the bores generally have no circular inner contour but are adapted in their inner contour to the outer contour of the wobblers received therein.
  • the cradles form a hinge between adjacent toothed lug sets.
  • the joint allows kinking the chain about an axis through the respective joints perpendicular to the chain running direction, this is indicated in Fig. 1 by a double arrow, thus an axis which protrudes in the representation of Fig.
  • the teeth 3 each have tooth flanks with outer flanks 5 and 5 'and inner flanks 6 and 6', respectively.
  • the outer flanks 5 and 5 'and inner flanks 6 and 6' have a convex profile and go in a transition point 7 or T into an incision 8.
  • the incision 8 may have different contours, is shown in Fig. 1 for a Contour 9 according to the prior art, on the other contours 10 and 11 according to the invention.
  • the contour 9 of the incision 8 according to the prior art at the transition points 7 or T smoothly passes over into the profile 6 or 6 'of the inner flanks ,
  • a in transition point 7 and T to the profile of the inner edges 6, 6 'placed tangent is identical to a 7 in the transition point 7 or 7' to the contour 9 of the incision 8 tangent.
  • two exemplary embodiments 10, 11 for contours of the incision 8 according to the invention are shown. Shown by a dashed line is a first embodiment 10 of the contour according to the invention, shown as a solid line, a second embodiment 11 of a contour according to the invention.
  • the contours 10 and 11 according to the invention no longer smoothly merge into the profile of the inner flanks 6, 6 'in the transition points 7 and T, but instead form an edge 16 (the edge 16 can also be a crease in the two-dimensional representation of FIG to 3).
  • the result of the edge 16 is that at least regionally, there is a convex curvature in the region of the transition point 7 or T.
  • the convex curvature may be implemented as a (sharp) edge 16, but may also be a smooth transition, for example in the form of a circular arc or a spline or the like.
  • FIG. 2 shows the left-hand part of the toothed lug shown in FIG. 1 up to a symmetry plane 12 shown as a dashed line in FIG. 1.
  • Fig. 1 is further shown the distance between a back plate 15, this is in the illustration of FIG. 1, the upper straight boundary of the toothed plate, and the tab back 15 nearest point of the incision 8.
  • the distances are here as Q1 for a contour 9 referred to in the prior art and Q2 for a contour 10 according to the first inventive embodiment.
  • the distance Q can be changed by suitable choice of the contour 10 (e.g., like the contour 11).
  • the tangent to the contours 10, 11 is in each case perpendicular to the plane of symmetry 12.
  • Fig. 2 the left in Fig. 1 part of the toothed plate 1 is shown to the plane of symmetry 12.
  • the area surrounded by a circle A is shown enlarged again in FIG.
  • the transition point 7 is also designated in FIG. 3 as point P1 with the coordinates X 1 and Y 1 (according to the XY coordinate system as shown in FIG. 2).
  • P2 The intersection of the contour 9 of the prior art with the plane of symmetry 12
  • P3 the intersection of the contour 10 according to the invention designated as P3 with the coordinates X2 and Y3.
  • the X coordinate is the same since this is given by the axis of symmetry 12.
  • the tangent at point P1 to the contour of the prior art of the incision 8 is identical to the tangent to the inner edge 6, the tangent 13 to the inventive contour 10 of the incision 8 in the transition point 7 forms In contrast, with the point 7 at the inner edge 6 set tangent 13 an angle ⁇ (Greek alpha).
  • a positive angle ⁇ drawn in FIG. 3 causes a convex curvature of the transition area about the transition point 7.
  • FIG. 4 shows the contour 10 according to FIG. 3 in another illustration.
  • the inner edge 6 and the transition point 7 as well as the contour 10 of the incision 8 are shown.
  • Dotted lines are respectively drawn to the contour 10.
  • a tangential circle with the radius R1 ' is located near the point of intersection of the contour 10 with the Symmetry axis 12 and a tangential in the vicinity of the transition point 7 with the radius R2 '.
  • the centers M1 'for the tangentia circle with the radius R1' and the center M2 'for the tangential circle with the radius R2 do not coincide.
  • the radii R1 'and R2' as well as the all intervening any other tangential circles are different.
  • Such a curve can be represented for example as a so-called spline, in particular B-spline.
  • the contour 10 'according to the invention here has a sequence of circular sections of different radii.
  • the contour 9 according to the prior art is shown.
  • R3 for the Circular arc between the points 10.2 and the point 10.3 and R4 for the circular arc section between the points 10.3 and the transition point 7 denotes.
  • the respective circular arc sections include centers M1 to M4 with the same index as the respective radius. As can be seen, the coordinates of the circle centers change in particular.
  • the radii, in the present embodiment M1 to M4, also remain constant. It is preferably provided that the radii of the radius R1 up to the radius R4 are each smaller. Also in the embodiment of FIG. 5, a positive angle ⁇ occurs according to the definition of the angle ⁇ in FIG. 3. For comparison, the constant radius R of the contour 9 is shown in the prior art.

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Abstract

Zahnlasche (1) für eine Zahnlaschenkette, wobei die Zahnlasche zwei Zähne (3/3') mit je einer Innenflanke (6,6') sowie einen Einschnitt (8) zwischen den Zähnen umfasst, Ein Übergang von mindestens einer der Innenflanke auf den Einschnitt weist eine konvexe Krümmung auf .

Description

Zahnlasche für eine Zahnlaschenkette
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnlasche für eine Zahnlaschenkette, wobei die Zahnlasche zwei Zähne mit einer Zahnflanke sowie einen Einschnitt zwischen den Zähnen umfasst.
Bei Zahnlaschen für Zahnlaschenketten gibt es in der Symmetrieebene einen Einschnitt. Dieser Einschnitt wird beschrieben durch die Zahnflanken und durch einen Übergangsradius. Der Übergang wird nach Stand der Technik nur durch einen einzigen Radius beschreiben. Des Weiteren sind die Zahnflanken und er Übergangsradius tangential miteinander verbunden, der Übergangsradius geht also so in die Zahnflanken über, dass an der Verbindungsstelle eine gemeinsame Tangente vorhanden ist. Derartige Zahnlaschen sind aus der US- 5,372,554 sowie der US5,588,926 bekannt.
Nachteilig an bekannten Zahnlaschen nach Stand der Technik ist, dass im Bereich des Einschnittes hohe Spannungen im Betrieb der Kette auftreten können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Zahnlasche für eine Zahnlaschenkette bereitzustellen, bei der auftretende Spannungen im Bereich des Einschnittes geringer sind.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Zahnlasche für eine Zahnlaschenkette, wobei die Zahnlasche zwei Zähne mit je einer Innenflanke sowie einen Einschnitt zwischen den Zähnen umfasst, wobei ein Übergang von mindestens einer der Innenflanken auf den Einschnitt eine konvexe Krümmung aufweist.
Unter konvexer Krümmung wird hier jede Form der Krümmung verstanden, bei der der Kurvenmittelpunkt eines Tangentialkreises an die Oberfläche der Zahnlasche zumindest über einen Teilbereich innerhalb der Zahnlasche liegt. Die konvexe Krümmung kann dabei glatt sein (es gibt keine sprunghafte Veränderung der Tangenten an zwei beliebig nahe beieinander liegenden Punkten), kann aber auch eine Kante umfassen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass beide Übergänge der Innenflanken auf den Einschnitt eine konvexe Krümmung aufweisen. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einschnitt eine konkave Krümmung mit veränderlichem Krümmungsradius aufweist. Der Kurvenmittelpunkt kann dabei ständig außerhalb der Zahnlasche liegen. Unter veränderlichem Krümmungsradius wird hier verstanden, dass über die Kontur des Einschnittes unterschiedliche Tangentialkreise mit entsprechenden Krümmungsmittelpunkten an die Kontur des Einschnittes gelegt werden können.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der veränderliche Krümmungsradius aus diskreten Radien besteht, also eine Aneinanderreihung von Kreisabschnitten ist. Die Übergänge zwischen den diskreten Radien können dabei abgerundet sein oder können eine Kante umfassen.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass sich der veränderliche Krümmungsradius stetig verändert. Dies kann beispielsweise durch eine Kurve, die durch so genannte Splines beschrieben wird, geschehen.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Laschenkette umfassend einer erfindungsgemäße Zahnlasche sowie durch ein Getriebe mit einer erfindungsgemäßen Zahnlaschenkette.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindungen der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1 eine Zahnlasche mit verschiedenen Konturen eines Einschnittes;
Fig. 2 eine Vergrößerung einer Hälfte einer Zahnflanke;
Fig. 3 bis 5 Vergrößerungen des Bereichs des Einschnittes in Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Zahnlasche 1 für eine Zahnlaschenkette in der Seitenansicht. Die Zahnlasche 1 umfasst einen Grundkörper 2 an dem zwei Zähne 3 und 3' angeordnet sind. In den Grundkörper sind des Weiteren zwei Bohrungen 4 und 4' zur Aufnahme von Wiegestücken, die die einzelnen Zahnlaschen zu Zahnlaschenpaketen verbinden, eingebracht. Die Bohrungen weisen in der Regel keine kreisförmige Innenkontur auf sondern sind in Ihrer Innenkontur an die Außenkontur der darin aufgenommenen Wiegestücke angepasst. Die Wiegestücke bilden ein Gelenk zwischen benachbarten Zahnlaschenpaketen. Das Gelenk ermöglicht ein Knicken der Kette um eine Achse durch die jeweiligen Gelenke senkrecht zur Kettenlaufrichtung, diese ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet, mithin eine Achse, die in der Darstellung der Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene aus dieser herausragt. Die Zähne 3 weisen jeweils Zahnflanken mit Außenflanken 5 bzw. 5' und Innenflanken 6 bzw. 6' auf. Die Außenflanken 5 bzw. 5' und Innenflanken 6 bzw. 6' haben ein konvexes Profil und gehen in einem Übergangspunkt 7 bzw. T über in einen Einschnitt 8. Der Einschnitt 8 kann unterschiedliche Konturen aufweisen, in Fig. 1 dargestellt ist zum einen eine Kontur 9 nach Stand der Technik, zum Anderen erfindungsgemäße Konturen 10 und 11. Wie zu erkennen ist, geht die Kontur 9 des Einschnittes 8 gemäß Stand der Technik an den Übergangspunkten 7 bzw. T glatt über in das Profil 6 bzw. 6' der Innenflanken, eine in Übergangspunkt 7 bzw. T an das Profil der Innenflanken 6, 6' gelegte Tangente ist identisch mit einer im Überganspunkt 7 bzw. 7' an die Kontur 9 des Einschnittes 8 gelegten Tangente. In Fig. 1 sind des Weiteren zwei Ausführungsbeispiele 10, 11 für erfindungsgemäße Konturen des Einschnittes 8 dargestellt. Mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist ein erstes Ausführungsbeispiel 10 der erfindungsgemäßen Kontur, als durchgezogenen Linie dargestellt ist ein zweites Ausführungsbeispiel 11 einer erfindungsgemäßen Kontur. Die erfindungsgemäßen Konturen 10 und 11 gehen in den Übergangspunkten 7 bzw. T nicht mehr glatt in das Profil der Innenflanken 6, 6' über, sondern bilden hier eine Kante 16 (die Kante 16 kann auch als Knick in der zweidimensionalen Darstellung der Fig. 1 bis 3 bezeichnet werden). Die Kante 16 hat zur Folge, dass zumindest bereichsweise, eine konvexe Krümmung im Bereich des Übergangspunktes 7 bzw. T vorliegt. Die konvexe Krümmung kann als (scharfe) Kante 16 ausgeführt sein, kann aber ebenso ein glatter Übergang zum Beispiel in Form eines Kreisbogens oder eines Splines oder dergleichen sein. Anhand der Figuren 2 und 3 wird die Gestaltung des Übergangsbereiches zwischen den Innenflanke 6, 6' sowie dem Einschnitt 8 näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 2 den linken Teil der in Fig. 1 dargestellten Zahnlasche bis zu einer in Fig. 1 als gestrichelte Linie dargestellten Symmetrieebene 12.
In Fig. 1 ist weiter dargestellt der Abstand zwischen einem Laschenrücken 15, dieser ist in der Darstellung der Fig. 1 die obere gerade Begrenzung der Zahnlasche, und dem den Laschenrücken 15 nächstgelegenen Punkt des Einschnittes 8. Die Abstände sind hier als Q1 für eine Kontur 9 nach Stand der Technik und Q2 für eine Kontur 10 gemäß dem ersten erfindungs- gemäßen Ausführungsbeispiel bezeichnet. Der Abstand Q kann durch geeignete Wahl der Kontur 10 (z.B. wie die Kontur 11) verändert werden. In der Symmetrieebene 12 ist die Tangente an die Konturen 10, 11 jeweils senkrecht zur Symmetrieebene 12.
In Fig. 2 ist der in Fig. 1 linke Teil der Zahnlasche 1 bis zur Symmetrieebene 12 dargestellt. Anhand der Fig. 2 wird insbesondere der Übergangsbereich zwischen der Innenflanke 6 und - A - dem Einschnitt 8 beiderseits des Übergangspunktes 7 erläutert. Der mit einem Kreis A umrandete Bereich ist in Fig. 3 noch einmal vergrößert dargestellt. Der Übergangspunkt 7 ist in Fig. 3 auch als Punkt P1 mit den Koordinaten X 1 und Y 1 (gemäß dem X-Y- Koordinatensystem wie in Fig. 2 eingezeichnet) bezeichnet. Der Schnittpunkt der Kontur 9 nach Stand der Technik mit der Symmetrieebene 12 ist hier als P2 mit den Koordinaten X2 und Y2 bezeichnet, der Schnittpunkt der erfindungsgemäßen Kontur 10 als P3 mit den Koordinaten X2 und Y3 bezeichnet. Für die Punkte P2 und P3 ist die X-Koordinate gleich, da diese durch die Symmetrieachse 12 gegeben ist. Zwischen der Kontur nach Stand der Technik 9 und der erfindungsgemäßen Kontur 10 besteht ein Unterschied im Wert der Koordinate Y, diese kann beliebig variiert werden. Wie unmittelbar aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist die Tangente im Punkt P1 an die Kontur nach Stand der Technik des Einschnittes 8 identisch mit der Tangente an die Innenflanke 6, die Tangente 13 an die erfindungsgemäße Kontur 10 des Einschnittes 8 im Übergangspunkt 7 bildet demgegenüber mit der im Punkt 7 an die Innenflanke 6 gelegten Tangente 13 einen Winkel α (griechisch alpha). Ein wie in Fig. 3 eingezeichneter positiver Winkel α bewirkt eine konvexe Krümmung des Übergangsbereiches um den Übergangspunkt 7. Fig. 4 zeigt die Kontur 10 gemäß Fig. 3 in einer anderen Darstellung. Zu erkennen ist die Innenflanke 6 und der Übergangspunkt 7 sowie die Kontur 10 des Einschnittes 8. Dargestellt als gestrichelte Linien sind jeweils Tangentialkreise an die Kontur 10. Beispielhaft herausgegriffen ist ein Tangentialkreis mit dem Radius R1' in der Nähe des Schnittpunktes der Kontur 10 mit der Symmetrieachse 12 sowie ein Tangentialkreis in der Nähe des Übergangspunktes 7 mit dem Radius R2'. Wie unmittelbar zu erkennen ist fallen die Mittelpunkte M1' für den Tangentiaikreis mit dem Radius R1' und der Mittelpunkt M2' für den Tangentialkreis mit dem Radius R2 nicht zusammen. Des Weiteren sind die Radien R1' und R2' sowie die aller dazwischen liegender beliebiger anderer Tangentialkreise unterschiedlich. Eine derartige Kurve kann beispielsweise als so genanntes Spline, insbesondere B-Spline, dargestellt werden.
Alternativ ist es möglich die Kurve aus einzelnen aneinander gereihten diskreten Radien, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, herzustellen. Die Art der Darstellung in Fig. 5 entspricht im Wesentlichen der Darstellung der Fig. 4. Im Unterschied zur Kontur 10 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 weist die erfindungsgemäße Kontur 10' hier eine Aneinanderreihung von Kreisabschnitten unterschiedlicher Radien auf. Zum Vergleich ist wiederum die Kontur 9 gemäß Stand der Technik eingezeichnet. Die Kontur 10' umfasst die Übergänge 10.1, 10.2 sowie 10.3 zwischen Kreisbögen mit unterschiedlichen Radien, diese sind hier als R1 für den Kreisbogen zwischen dem Schnittpunkt der Kontur 10' mit der Symmetrieachse 12 und dem Übergangspunkt 10.1, R2 für den Kreisbogen zwischen den Punkten 10.1 und 10. 2, R3 für den Kreisbogen zwischen den Punkten 10.2 und dem Punkt 10.3 sowie R4 für den Kreisbogenabschnitt zwischen den Punkten 10.3 und dem Übergangspunkt 7 bezeichnet. Zu den jeweiligen Kreisbogenabschnitten gehören Mittelpunkt M1 bis M4 mit dem gleichen Index wie der jeweilige Radius. Wie zu erkennen ist verändern sich insbesondere die Koordinaten der Kreismittelpunkte. Dabei können die Radien, im vorliegenden Ausführungsbeispiel M1 bis M4, auch konstant bleiben. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Radien vom Radius R1 bis hin zum Radius R4 jeweils kleiner werden. Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 tritt ein positiver Winkel α gemäß der Definition des Winkels α in Fig. 3 auf. Zum Vergleich ist der im Stand der Technik konstante Radius R der Kontur 9 eingezeichnet.
Bezuqszeichenliste
1 Zahnlasche
2 Grundkörper
3 Zahn
4, 4' Bohrungen
5 Aussenflanken
6, 6' Innenflanken
7, 7' Übergangspunkt
8 Einschnitt
9 Kontur nach Stand der Technik
10 Kontur erstes Ausführungsbeispiel
10.1 , 10.2 ... Punkte auf der Kontur 10
11 Kontur zweites Ausführungsbeispiel
12 Symmetrieebene
13 Tangente
14 Tangente
15 Laschenrücken
16 Kante
L Kettenlaufrichtung
R1 RI, ... Radien
M, M1, ... Mittelpunkte von Tangentialkreisen

Claims

Patentansprüche
1. Zahnlasche (1 ) für eine Zahnlaschenkette, wobei die Zahnlasche (1 ) zwei Zähne (3, 3') mit je einer Innenflanke (6, 6') sowie einen Einschnitt (8) zwischen den Zähnen (3, 3') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang von mindestens einer der Innenflanken (6, 6') auf den Einschnitt (8) eine konvexe Krümmung aufweist.
2. Zahnlasche nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Krümmung eine Kante (16) umfasst.
3. Zahnlasche nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschnitt (8) eine konkave Krümmung mit veränderlichem Krümmungsradius (RT, R2', R1, R2, R3, R4) aufweist.
4. Zahnlasche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der veränderliche Krümmungsradius aus diskreten Radien (R1 , R2, R3, R4) besteht.
5. Zahnlasche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der veränderliche Krümmungsradius stetig (RT, R2') verändert.
6. Laschenkette umfassend eine Zahnlasche nach einem der vorhergehenden Ansprüchen.
7. Getriebe mit einer Zahnlaschenkette nach Anspruch 6.
PCT/DE2006/002168 2005-12-24 2006-12-06 Zahnlasche für eine zahnlaschenkette WO2007076759A1 (de)

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