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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft eine Zahnkette mit Hülsen zur Verwendung
in der Kraftübertragung, z. B. als Steuerkette in einem
Fahrzeugmotor oder als Antriebskette in industriellen Maschinen.
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Die
vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung 2008-286804 ,
die am 7. November 2008 eingereicht wurde. Die Offenbarung dieser
japanischen Patentanmeldung 2008-286804 wird
hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Zahnketten
mit Hülsen sind benutzt worden, um Kraft von einem antreibenden
Kettenrad zu einem angetriebenen Kettenrad zu übertragen.
Eine herkömmliche Zahnkette mit Hülsen ist in
den 10, 11 und 12 dargestellt.
Die Zahnkette 21 umfasst äußere Glieder 25 und
innere Glieder 28. Die äußeren Glieder 25 umfassen
Führungslaschen 22, die an den äußersten
Seiten der Zahnkette 21 in Querrichtung der Zahnkette 21 angebracht
sind, zwischenliegende Laschen 23, die an die Innenseiten der
Führungslaschen 22 angrenzen, und Verbindungsstifte 24.
Die inneren Glieder 28 umfassen innere Laschen 26 und
Hülsen 27. Die inneren und äußeren
Glieder sind in Längsrichtung der Zahnkette 21 alternierend
angeordnet und verbunden, weil die Verbindungsstifte 24 der äußeren
Glieder 25 sich durch die Hülsen 27 der
inneren Glieder 28 erstrecken.
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Wie
in 11 dargestellt, weist jede der Führungslaschen 22 an
den äußersten Seiten der Zahnkette 21 ein
Paar von Stiftdurchgängen 22a aber keine in ein
Kettenrad eingreifende Zähne auf. Wie in 12 dargestellt
weisen die zwischenliegenden Laschen 23 Stiftdurchgänge 23a und
in ein Kettenrad eingreifende Zähne 23b auf. Bei
dem äußeren Glied 25 sind die Führungslasche 22 und
die zwischenliegende Lasche 23 in nebeneinander liegender
Beziehung und sind die Enden der Verbindungsstifte 24 jeweils
in die Stiftdurchgänge 22a und 23a der
Führungslaschen 22 und der zwischenliegenden Laschen 23 eingepresst.
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Jede
der inneren Laschen 26 des inneren Glieds 28 weist
ein Paar von Hülsendurchgängen 26a und
ein Paar von eingreifenden Zähnen 26b auf und
die beiden Enden der Hülsen 27 sind jeweils eingepresst
und befestigt in einem Paar von Hülsendurchgängen 26a der
mit Abstand angeordneten inneren Laschen 26. Das heißt,
dass die Hülsen 27 in den Hülsendurchgängen 26a der
inneren Laschen 26 eingepresst sind.
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Bei
der herkömmlichen Zahnkette
21 mit Hülsen
sind die äußeren Glieder
25 und die inneren
Glieder
28 alternierend in Längsrichtung der Zahnkette
21 angeordnet
und durch Einsetzen der Verbindungsstifte
24 der äußeren
Glieder
25 durch die Hülsen
27 der inneren
Glieder
28 artikulierend miteinander verbunden. Die herkömmliche
Zahnkette
21 ist in der Patentschrift des
US-Patents 2002/132690 genauer
beschrieben.
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Da
Führungslaschen 23 auf beiden Seiten der Zahnkette 21 angeordnet
sind, nehmen diese Raum in Querrichtung der Zahnkette 21 ein,
der der zweifachen Dicke einer Führungslasche 23 entspricht.
Infolgedessen sind die gesamte Breite W der Zahnkette 21 (siehe 10),
der von der Zahnkette 21 benötigte Raum und deren
Gewicht alle groß und trägt die Zahnkette 21 nicht
zur Erfüllung der aktuellen Forderung nach Größen-
und Gewichtsreduktion in Motoren oder dgl. bei.
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Die
Länge der Abschnitte der Verbindungsstifte 24,
die aus den Hülsen 27 herausragen, ist groß.
Deshalb wird das Verbiegen der Verbindungsstifte 24 erhöht,
wenn steigende Spannungslasten auf die Zahnkette 21 aufgebracht
werden. Infolgedessen entstehen Probleme mit überhöhtem
Verschleiß infolge von ungleichmäßigem
Kontakt zwischen den Verbindungsstiften 24 und den Hülsen 27 und
kann Verformung der Führungslaschen 22 und den
zwischenliegenden Laschen 23 infolge Verbiegen der Verbindungsstifte 24 auftreten.
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Bei
dem inneren Glied 28 werden die inneren Laschen 26 auf
beide Enden der Hülse 27 aufgepresst. Wesentliche
Verformung der Innenfläche der Hülse 27 entsteht
während dem Vorgang des Einpressens. Infolgedessen wird
der Kontakt zwischen der äußeren Umfangsfläche
des Verbindungsstifts 24 und der inneren Umfangsfläche
der Hülse 27 ungleichmäßig und
tritt infolgedessen erhöhter Verschleiß an der äußeren
Umfangsfläche des Verbindungsstifts 24 und der
inneren Umfangsfläche der Hülse 27 auf.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben
beschriebenen Probleme durch Bereitstellen einer Zahnkette mit Hülsen
zu lösen, bei der ein bedeutendes Schmälern der
Breite der Zahnkette und eine bedeutende Gewichtsreduktion erzielt
werden können, bei der ein Verbiegen der Verbindungsstifte
und eine Verformung der Innenflächen der Hülsen
während des Zusammenpressens unterbunden werden können
und ein Verschleiß der Verbindungsstifte und der Hülsen
unterbunden werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
voranstehende Aufgabe wird durch eine Zahnkette mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße
Kette umfasst äußere und innere Glieder, die alternierend
miteinander verbunden sind. Jedes äußere Glied
weist äußere Laschen auf, die in entgegengesetzter
und beabstandeter Beziehung zueinander an entgegengesetzten Seiten
der Zahnkette angeordnet sind. Diese äußeren Laschen
sind die äußersten in Querrichtung der Zahnkette
und weisen Zähne für den Eingriff mit Zähnen
eines Kettenrades auf. Die äußeren Laschen weisen
auch Stiftdurchgänge auf. Jedes äußere Glied
weist auch Verbindungsstifte auf, die in Stiftdurchgängen
der äußeren Laschen eingepresst sind und die äußeren
Laschen miteinander verbinden. Jedes innere Glied weist eine mittige
Führungslasche, die an einer Stelle in der Mitte zwischen
den Seiten der Zahnkette in Querrichtung der Zahnkette angeordnet
ist, ein Satz von inneren Laschen, die Zähne für
den Eingriff mit Zähnen eines Kettenrades aufweisen, und
Hülsen auf. Jeder Verbindungsstift eines äußeren
Glieds erstreckt sich durch eine Hülse eines angrenzenden
inneren Glieds, dabei verbindet dieser alternierend die äußeren
und inneren Glieder der Zahnkette. Bei jedem inneren Glied weist
die mittige Führungslasche ein Paar von Hülsendurchgängen auf,
in denen die Hülsen des inneren Glieds jeweils eingepresst
sind. Bei jedem inneren Glied sind die inneren Laschen des inneren
Glieds benachbart zu und auf beiden Seiten der mittigen Führungslasche angeordnet
und weist jede der inneren Laschen ein Paar von Hülsendurchgängen
auf, in denen die Hülsen des inneren Glieds eingepresst
sind.
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Da
die Führungslaschen der Zahnkette, anstelle eines Paars
von Führungslaschen an den entgegengesetzten Enden der
Zahnkette, einzeln und mittig angeordnet sind, kann die erfindungsgemäße Zahnkette
schmaler und leichter im Gewicht ausgeführt werden als
eine herkömmliche Zahnkette. Da die Verbindungsstifte kürzer
ausgeführt werden können als die Verbindungsstifte
einer herkömmlichen Zahnkette, kann weiterhin ungleichmäßiger
Kontakt zwischen den Verbindungsstiften und den Hülsen verhindert
werden und kann Verschleiß infolge von ungleichmäßigem
Kontakt zwischen den Stiften und den Hülsen unterbunden
werden. Aus gleichem Grund kann die Verformung der Stifte reduziert
werden.
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Da
die Mitten der Hülsen in Hülsendurchgängen
der mittigen Führungslasche eingepresst sind, tritt darüber
hinaus weniger Verformung an den Innenflächen der Hülsen
auf, wenn die Hülsen in Hülsendurchgänge
der angrenzenden inneren Laschen eingepresst werden. Infolgedessen
wird der Kontakt zwischen den äußeren Umfangsflächen
der Verbindungsstifte und der inneren Umfangsflächen der
Hülsen gleichmäßiger, so dass Verschleiß am
Verbindungsstift und an der Hülse reduziert wird.
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Bei
einer Ausgestaltung, bei der nur eine innere Lasche an jeder Seite
der mittigen Führungslasche angeordnet ist, kann die Zahnkette
deutlich schmaler ausgeführt werden als eine herkömmliche Zahnkette,
die gleiche Leistungsfähigkeiten aufweist. Jedoch kann
durch das Anordnen von zwei inneren Laschen an jeder Seite der mittigen
Führungslasche die Länge der Hülsen erhöht
werden und dementsprechend wird die Kontaktfläche zwischen
den Verbindungsstiften und den Hülsen erhöht,
so dass Verschleiß an den Verbindungsstiften und an den
Hülsen unterbunden werden kann und die Dehnung der Zahnkette
aufgrund von Verschleiß unterbunden werden kann.
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Da
die mittige Führungslasche auf die Mitte einer Hülse
aufgepresst wird, wird weiterhin, wenn die Hülse in einen
Hülsendurchgang in jeder der beiden inneren Laschen an
jeder Seite der mittigen Führungslasche eingepresst wird,
während die Hülse in die Hülsendurchgänge
eines Paars von inneren Laschen an beiden Seiten der mittigen Führungslasche eingepresst
wird, die Gleichmäßigkeit der Form der Innenfläche
der Hülse gefördert, so dass Verschleiß am
Verbindungsstift und an der Hülse unterbunden werden kann.
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FIGURENKURZBESCHREIBUNG
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1 ist
eine Draufsicht eines Teils eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Zahnkette mit Hülsen,
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2 ist
eine Seitenansicht des in 1 dargestellten
Teils der Zahnkette,
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3A ist
eine Frontansicht einer äußeren Lasche der Zahnkette,
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3B ist
eine Frontansicht einer inneren Lasche der Zahnkette,
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3C ist
eine Frontansicht einer mittigen Führungslasche der Zahnkette,
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4 ist
eine Frontansicht eines äußeren Glieds der Zahnkette,
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5A ist
eine Frontansicht eines inneren Glieds der Zahnkette,
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5B ist
eine Schnittdarstellung eines inneren Glieds,
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6 ist
eine Schnittdarstellung, die den Eingriff der Zahnkette mit einem
Kettenrad darstellt,
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7 ist
eine Seitenansicht, die den Eingriff der Zahnkette mit einem Kettenrad
darstellt,
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8 ist
eine Draufsicht, die einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Zahnkette mit Hülsen
darstellt,
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9 ist
eine Schnittdarstellung, die den Eingriff der Zahnkette aus 8 mit
einem Kettenrad darstellt,
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10 ist
eine Draufsicht, teilweise geschnitten, eines Teils einer herkömmlichen
Zahnkette mit Hülsen,
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11 ist
eine Seitenansicht eines Teils einer herkömmlichen Zahnkette
wie in 10 dargestellt, und
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12 ist
eine Schnittdarstellung, die den Eingriff der herkömmlichen
Zahnkette mit einem Kettenrad darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Eine
erfindungsgemäße Zahnkette 1 ist in den 1 und 2 dargestellt.
Ein äußeres Glied 4 der Zahnkette 1 weist äußere
Laschen 2, die an den äußersten Seiten
der Zahnkette 1 in Querrichtung der Zahnkette 1 angeordnet
sind, und Verbindungsstifte 3 auf. Ein inneres Glied 8 weist
eine mittige Führungslasche 5, die in der Mitte
zwischen den Seiten der Zahnkette 1 angeordnet ist, innere
Laschen 6 und Hülsen 7 auf. Die äußeren
und inneren Glieder sind alternierend in Längsrichtung
der Zahnkette 1 angeordnet und durch das Einsetzen des
Verbindungsstifts 3 durch die Hülsen 7 miteinander
verbunden. Das äußere Glied 4 ist eine
nicht führende Reihe und das innere Glied 8 ist
eine führende Reihe.
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Die äußere
Lasche 2 weist, wie in 3A dargestellt,
ein Paar von Stiftdurchgängen 2a und ein Paar
von mit einem Zahn eines Kettenrads eingreifenden Zähnen 2b auf.
Die mittige Führungslasche 5 des inneren Glieds 8 ist
in der Mitte der Zahnkette 1 in Querrichtung der Zahnkette 1 angeordnet
und weist ein Paar von Hülsendurchgängen 5a auf,
wie in 3C dargestellt, aber weist keine
mit einem Kettenrad eingreifenden Zähne auf. Die inneren
Laschen 6, die, wie in 3B dargestellt,
an beiden Seiten der mittigen Führungslasche 5 angeordnet sind,
weisen ein Paar von Hülsendurchgängen 6a und
ein Paar von eingreifenden Zähnen 6b auf.
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Wie
in 4 dargestellt, umfasst das äußere Glied 4 zwei äußere
Laschen 2 in entgegengesetzter und mit Zwischenraum versehener
Beziehung zueinander, die durch zwei Verbindungsstifte 3 verbunden sind,
und gemäß 3A in
Stiftdurchgängen 2a eingepresst und befestigt
sind. Die äußeren Laschen 2 sind an den
Seiten einer nicht führenden Reihe der Zahnkette 1 angeordnet,
so dass diese die außersten Laschen der Zahnkette 1 in
Querrichtung der Zahnkette 1 sind. Die Länge eines
Verbindungsstifts 3 eines äußeren Glieds 4 bestimmt
die Breite W1 der Zahnkette 1, wie in 1 dargestellt.
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Wie
in den 5A und 5B dargestellt, sind
bei dem inneren Glied 8 die Hülsen 7 in
Hülsendurchgängen 5a in der mittigen
Führungslasche 5 eingepresst und die Führungslaschen 5 auf
der Hülse 7 zentriert, so dass diese in der Mitte
zwischen den Enden der Hülse 7 angeordnet ist.
Die inneren Laschen 6 sind an den entgegengesetzten Seiten
von und benachbart zu der mittigen Führungslasche 5 angeordnet
und Hülsen 7 sind in Hülsendurchgängen 6a der
inneren Laschen eingepresst.
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Die 6 und 7 zeigen
den Eingriff der Zahnkette 1 mit einem Kettenrad 9.
Das Kettenrad weist eine konkave Nut 9b auf, die in der
Mitte zwischen den Seiten des Kettenrades in der Mitte von jedem
der Zähne 9a ausgestaltet ist. Die Zähne 2b der äußeren
Laschen 2 und die Zähne 6b der inneren
Laschen 6 greifen in die Zähne 9a des
Kettenrades 9 ein, doch die mittige Führungslasche 5 läuft
in die konkave Nut 9b ein. Die mittige Führungslasche 5 greift
nicht in die Zahnflanken der Zähne 9a des Kettenrades 9 in
antreibender Beziehung ein, sondern führt stattdessen die
Zahnkette 1 und verhindert durch den Eingriff mit den Seitenwänden
der Nut 9b, dass die Zahnkette 1 den Eingriff
mit dem Kettenrad 9 in Querrichtung verlässt.
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Da
die Führungslasche in jeder Führungsreihe der
Zahnkette 1 nur eine einzelne mittige Führungslasche 5 ist,
kann die Breite W1 der Zahnkette 1 um einen Betrag entsprechend
der Breite einer Führungslasche schmäler ausgeführt
werden als die Breite W einer herkömmlichen Zahnkette 21 mit
Hülsen, die zwei Führungslaschen 22 in
jeder Führungsreihe aufweist. Während die herkömmliche
Zahnkette 21 mit Hülsen, wie in 10 dargestellt,
insgesamt sechs Laschen in Querrichtung aufweist, weist die Zahnkette 1 im
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel,
das in den 1 bis 7 dargestellt
ist, insgesamt nur fünf Laschen in Querrichtung auf, wie dies
in 1 dargestellt ist. Daraus folgt W1 < W. Infolgedessen
benötigt die erfindungsgemäße Zahnkette
in diesem Ausführungsbeispiel weniger Raum und kann leichter
im Gewicht ausgeführt werden als eine herkömmliche
Zahnkette 21 mit Hülsen. Da die erfindungsgemäße
Zahnkette 1 eine Führungslasche 5 in
Querrichtung anstelle von zweien aufweist und die gesamte Breite
W1 der Zahnkette 1 um die Dicke einer Führungslasche
reduziert ist, können die Verbindungsstifte 3 um
denselben Betrag verkürzt werden. Das Verbiegen der Verbindungsstifte 3,
das sich aus der Ketten spannung ergibt, ist daher unterbunden und
Verschleiß am Verbindungsstift 3 und an der Hülse 7 infolge
von ungleichmäßigem Kontakt zwischen den beiden
wird ebenfalls unterbunden. Da das Verbiegen der Verbindungsstifte 3 unterbunden wird,
kann zusätzlich die Verformung der äußeren
Laschen 2, die sich aus dem Verbiegen der Verbindungsstifte 3 ergibt,
ebenfalls verhindert werden.
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Bei
dem inneren Glied 8 sind die Hülsen 7 in die
jeweiligen Hülsendurchgänge 5a der mittigen Führungslasche 5 eingepresst.
Wenn die Hülsen 7 in die Hülsendurchgänge 6b der
angrenzenden inneren Laschen 6 eingepresst werden, wird
die Ausdehnung des Außendurchmessers der Hülse 7 durch
die mittige Führungslasche 5 begrenzt und infolgedessen wird
die Verformung der Innenfläche der Hülse 7 reduziert.
Infolgedessen ist der Kontakt zwischen der äußeren
Umfangsfläche des Verbindungsstifts 3 und der
inneren Umfangsfläche der Hülse 7 gleichmäßiger
und Verschleiß am Verbindungsstift 3 und an der Hülse 7 wird
dementsprechend reduziert.
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Ein
zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
ist in den 8 und 9 dargestellt, worin
eine Zahnkette 11 der oben beschriebenen Zahnkette 1 entspricht,
außer dass doppelte innere Laschen 6 anstelle
der einzelnen inneren Laschen 6 an beiden Seiten der mittigen
Führungslasche 5 angeordnet sind.
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Mit
zwei inneren Laschen 6 an jeder Seite der mittigen Führungslasche 5 kann
die Länge der Hülse 7 erhöht
werden. Infolgedessen wird die Kontaktfläche zwischen den
Verbindungsstiften 3 und den Hülsen 7 vergrößert,
so dass Dehnung der Zahnkette 11 aufgrund von Verschleiß unterbunden
werden kann. Wie im ersten Ausführungsbeispiel sind Hülsen 7 in
Hülsendurchgängen in der mittigen Führungslasche 5 und
in Hülsendurchgängen 6a von zumindest
den unmittelbar an beiden Seiten an die mittige Führungslasche 5 angrenzenden
inneren Laschen 6 eingepresst. Die Hülsen 7 sind
vorzugsweise in beide der inneren Laschen 6 an jeder Seite
der mittigen Führungslasche 5 eingepresst. Das
Einpressen der Hülsen 7 in die mittige Führungslasche 5 verringert
die Verformung der Innenfläche der Hülse 7, wenn
diese in die inneren Laschen 6 eingepresst wird und folglich
wird Verschleiß an den Verbindungsstiften 3 und
an den Hülsen 7 unterbunden.
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- 1
- Zahnkette
- 2
- äußere
Lasche
- 2a
- Stiftdurchgang
- 2b
- Zahn
- 3
- Verbindungsstift
- 4
- äußeres
Glied
- 5
- Führungslasche
- 5a
- Hülsendurchgang
- 6
- innere
Lasche
- 6a
- Hülsendurchgang
- 6b
- Zahn
- 7
- Hülse
- 8
- inneres
Glied
- 9
- Kettenrad
- 9a
- Zahn
- 9b
- Nut
- 11
- Zahnkette
- 21
- Zahnkette
- 22
- Führungslasche
- 22a
- Stiftdurchgang
- 23
- zwischenliegende
Lasche
- 23a
- Stiftdurchgang
- 23b
- Zahn
- 24
- Verbindungsstift
- 25
- äußeres
Glied
- 26
- innere
Lasche
- 26a
- Hülsendurchgang
- 26b
- Zahn
- 27
- Hülse
- 28
- inneres
Glied
- W
- Breite
- W1
- Breite
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-286804 [0002, 0002]
- - US 2002/132690 [0006]