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Die Erfindung betrifft ein Kettengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sie betrifft insbesondere ein Kettengetriebe mit einer buchsenlosen Rollenkette mit Rollen, die direkt von Bolzen getragen werden, welche äußere und innere Laschen miteinander verbinden. Das Kettengetriebe wird beispielsweise in Fahrzeugen, Industriemaschinen, Fördermaschinen und dergleichen verwendet.
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Aus der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift
JP 2001-124 149 A (Abs. 24, 25 und 33,
1,
2 und
6) und der Japanischen Patentschrift
JP H05-164 196 A (Abs. 12 und 13,
1 bis
3) ist ein Kettengetriebe mit einer buchsenlosen Rollenkette mit Kettenrädern bekannt. Die buchsenlose Rollenkette weist äußere und innere Laschen, Bolzen und Rollen auf. Die buchsenlose Rollenkette ist durch abwechselndes Verbinden der inneren und äußeren Laschen gebildet, wobei die inneren und äußeren Laschen in Kettenumlaufrichtung abwechselnd durch die Bolzen verbunden sind, welche schwenkbar die inneren Laschen und drehbar die Rollen unterstützen. Jedes der Kettenräder hat eine Mehrzahl von Kettenradzähnen, welche in Eingriff mit den Rollen der buchsenlosen Rollenkette stehen.
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Im Unterschied zu einer Rollenkette, bei welcher Buchsen an den inneren Laschen zwischen den Rollen und Bolzen angeordnet sind, kontaktieren die Rollen bei der buchsenlosen Getriebekette direkt die Bolzen, welche sie tragen und drehbar unterstützen. Daher tritt das Problem auf, dass eine große Stoßkraft auf die Rollen und die Bolzen wirkt, wenn die Rolle beginnt, in Eingriff mit einem Kettenradzahn gelangt, so dass die Haltbarkeit der Rollen und Bolzen verringert wird.
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Ferner tritt bei einer buchsenlosen Getriebekette mit einer Kettenführungseinheit, welche die Kette in Kettenumlaufrichtung führt, das Problem auf, dass, wenn die äußeren und inneren Laschen der Kette eben in Bezug auf eine Gleitkontaktfläche der Kettenführungseinheit sind, mit der sie in Gleitkontakt stehen, die Größe der Gleitkontaktfläche in Kettenumlaufrichtung ansteigt, so dass der Reibungsverlust ansteigt und die Effizienz der Übertragung zwischen der Kette und den Kettenrädern sinkt.
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Aus der
DE 10 2010 013 572 A1 ist eine Kette zur Kraftübertragung bekannt, die äußere Kettenlaschen mit konvexen Kanten für einen Gleitkontakt mit einer Führungsfläche aufweisen. Dabei sind die Kettenlaschen in ihrer Form asymmetrisch, so dass der Abstand von einer Linie, welche die Mittelpunkte der Verbindungsdurchgänge verbindet, zu der konvexen Kante an einer Stelle maximal ist, die sich vom Mittelpunkt zwischen den Verbindungsdurchgängen unterscheidet.
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Die
EP 1 184 593 A1 offenbart eine weitere Kette mit Laschen von konvexer Kantenkontur auf Seite des Gleitkontakts.
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Die
JP 2010 -
43 653 A offenbart Kettenlaschen mit im Kontaktbereich, der parallel zu einer Linie verläuft, welche die Mittelpunkte der Verbindungsdurchgänge verbindet, gerader Kantenkontur. Im senkrechten Schnitt weisen die Kettenlaschen im Kontaktbereich eine abgerundete Kontur auf, um die Reibung zu verringern.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen. Insbesondere soll ein Kettengetriebe mit verbesserter Haltbarkeit der inneren Laschen und der Bolzen zur Verfügung gestellt werden, wobei gleichzeitig die Effizienz der Energieübertragung einer hülsenlosen Rollenkette verbessert und Geräusche verringert werden sollen. Ferner soll die Haltbarkeit der Rollen und Bolzen, und damit die Haltbarkeit der gesamten Kette verbessert werden.
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Diese Aufgaben werden durch ein Kettengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Hierbei weist das erfindungsgemäße Kettengetriebe auf: eine Kette mit Paaren äußerer Laschen, Paaren innerer Laschen, die zwischen den Paaren äußerer Laschen angeordnet sind, Bolzen und Rollen, wobei die Bolzen die Paare innerer Laschen direkt tragen und die inneren Laschen und Rollen um die Bolzen drehbar sind, und die Kette durch abwechselnde Verbindung der Paare innerer und äußerer Laschen durch die Bolzen gebildet ist. Das Kettengetriebe weist ferner eine Mehrzahl von Kettenrädern mit einer Mehrzahl von Kettenradzähnen auf, welche in Eingriff mit den entsprechenden Rollen der Kette stehen, und eine Kettenführungseinheit (mit beweglicher Kettenführung samt Spanner und stationärer Kettenführung) mit Gleitkontaktflächen, die ausgebildet sind, um die Kette in Kettenumlaufrichtung zu führen, wobei die buchsenlose Rollenkette mit einem Schmieröl geschmiert wird, das von einer Schmiermittelversorgung zur Verfügung gestellt wird. Ferner ist der Bolzen derart ausgebildet, dass er fest und relativ zu denselben unbeweglich mit den äußeren Laschen verbunden ist und sich mit Spiel durch Durchgangsöffnungen der inneren Laschen erstreckt. Ein Ölfilm, gebildet durch das Schmieröl, ist zwischen der Außenumfangsfläche des Bolzens und einer Innenumfangsfläche der Rolle ausgebildet. Ausschließlich die innere Lasche ist in gleitendem Kontakt mit den Gleitkontaktflächen mit einer Rückfläche der Lasche, wobei die innere Lasche einen Kontaktbereich auf der Rückfläche hat, der ausschließlich die Gleitkontaktflächen kontaktiert, und der Kontaktbereich mit einem kreisförmigen Bogen entlang der Kettenumlaufrichtung mit einer Mittellinie senkrecht zur Kettenumlaufrichtung und konvex zu den Gleitkontaktflächen ausgebildet ist.
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Da bei dem erfindungsgemäßen Kettengetriebe der Bolzen derart vorgesehen ist, dass er unbeweglich in Bezug auf die äußeren Laschen und mit Spiel durch die Durchgangsöffnungen der inneren Laschen geführt ist, wird der Ölfilm zwischen der Außenumfangsfläche des Bolzens und der Innenumfangsfläche der Rollen ausgebildet. Ferner kontaktiert nur die innere Laschen die Gleitkontaktflächen mit ihrer Rückfläche, wobei die innere Lasche einen Kontaktbereich an der Rückfläche hat, welcher ausschließlich mit den Gleitkontaktflächen in Gleitkontakt ist, wobei der Kontaktbereich in einem kreisförmigen Bogen entlang der Kettenumlaufrichtung und konvex in Richtung der Gleitkontaktflächen ausgebildet ist. Daher ist die Kontaktfläche zwischen der Rückfläche der inneren Laschen und den Gleitkontaktflächen der Kettenführungseinheit verringert, verglichen mit einem Fall, in dem die Rückfläche eben ist und die äußeren Laschen nicht die Gleitkontaktflächen gleitend kontaktieren. Folglich wird, da der Reibungsverlust der Kette verringert ist, die Effizienz bei der Energieübertragung des Kettengetriebes verbessert.
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Ferner werden, selbst wenn die innere Lasche schwingt aufgrund der Schwankungen der Reibungskraft, die zwischen dem Kontaktbereich, der in besagtem kreisförmigen Bogen entlang der Kettenumlaufrichtung und konvex zu den Gleitkontaktflächen ausgebildet ist, und den Gleitkontaktflächen verursacht wird, wenn nur der Kontaktbereich ausschließlich in Kontakt mit den Gleitkontaktflächen steht, die Schwingungen der inneren Lasche, welche an den Bolzen übertragen werden, durch den radialen Spalt absorbiert, der zwischen dem Bolzen und der Durchgangsöffnung ausgebildet ist, da der Bolzen mit Spiel in die Durchgangsöffnung der inneren Lasche eingeführt ist. Selbst im Vergleich zu Schwankungen der Dicke eines Ölfilms, der zwischen einer Hülse und einer Rolle bei einer Rollenkette mit Hülsen, bei der die Hülsen fest an der inneren Lasche angebracht sind, ausgebildet wird, ist es möglich, die Schwankungen der Dicke des Ölfilms zwischen dem Bolzen und der Rolle zu unterdrücken, welches ansonsten durch das Schwingen der inneren Lasche verursacht wird. So ist es möglich, einen stoßverringernden Effekt zu stabilisieren, den der Ölfilm mit sich bringt, d.h. eine Funktion des Ölfilms zu verbessern, welche einen Stoß, der durch die Kettenradzähne den Rollen und den Bolzen auferlegt wird, wenn die Rollen in Eingriff mit den Kettenradzähnen gelangen, zu verringern. So ist es möglich, das Geräusch, das ansonsten durch das Auftreffen des Kettenradzahns auf die Rolle auftritt, zu verringern, so dass es möglich ist, die Haltbarkeit der Rollen und der Bolzen, und folglich auch der gesamten Getriebekette zu verbessern.
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Da die innere Lasche oszilliert, wenn nur der Kontaktbereich die Gleitkontaktflächen kontaktiert, sind die Kontaktfläche des Kontaktbereichs mit den Gleitkontaktflächen und die Kontaktfläche des Bolzens mit der Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung verteilt. Daher ist es möglich, im Vergleich mit einem Fall, in dem die Kontaktflächen auf spezielle Bereiche konzentriert sind, das Fortschreiten des Verschleißes der Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung zu unterdrücken. Ferner ist die Dicke der inneren Lasche größer als die Dicke der äußeren Lasche, so dass der Verschleiß der inneren Lasche weiter unterdrückt werden kann, sowie ferner die Haltbarkeit der inneren Lasche und des Bolzens, und damit auch der gesamten Getriebekette verbessert werden kann.
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Bevorzugt ist die Rollenbreite der Rollen größer als die maximale Breite der Kettenradzähne, und Spalte sind in Breitenrichtung zwischen den Enden der äußeren Laschen und der Rolle ausgebildet, wobei die Spalte so groß sind, dass sie eine Bewegung der inneren Laschen in Kettenbreitenrichtung zulassen. So ist es möglich, den Kettenradzahn daran zu hindern, mit der inneren Lasche zusammenzustoßen, wodurch auch der Verschleiß der inneren Lasche unterdrückt werden kann. Da die Spalte in Kettenbreitenrichtung in Bezug auf die innere Laschen zwischen dem Paar äußerer Laschen und der Rolle in Kettenbreitenrichtung beweglich sind, ist es möglich, den Stoß, der durch das Zusammentreffen der inneren Lasche und des Kettenradzahnes verursacht wird, zu verringern, und damit auch Geräusche und Verschleiß, die durch das Zusammentreffen erzeugt werden, zu verringern.
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Insbesondere bevorzugt ist der Innendurchmesser der Rolle größer als ein Innendurchmesser der Durchgangsöffnung in Bezug auf die Außenumfangsfläche des Bolzens, wobei der Bolzen insbesondere bevorzugt in beiden Bereichen den gleichen Außendurchmesser hat. So wird das zwischen der Rolle und den inneren Laschen gehaltene Schmieröl daran gehindert, in Kettenbreitenrichtung durch den radialen Spalt zwischen dem Bolzen und der Durchgangsöffnung nach außerhalb der äußeren Laschen zu gelangen, so dass das Schmieröl verlässlich in den radialen Spalt zwischen dem Bolzen und der Rolle fließt. Dadurch werden die Ausbildung des Ölfilms und der Anstieg der Dicke desselben beschleunigt. So ist es möglich, den Effekt des Ölfilms zur Verringerung der Stöße, die auf die Rolle und den Bolzen wirken, wenn die Rolle beginnt, in Eingriff mit einem Kettenradzahn zu gelangen, zu verbessern. Folglich ist es möglich, Geräusche zu verringern, die erzeugt werden, wenn die Rolle beginnt, in Eingriff mit dem Kettenradzahn zu gelangen, und die Haltbarkeit der Rolle sowie des Bolzens zu verbessern.
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Das erfindungsgemäße Kettengetriebe kann in einem Motor eines Kraftfahrzeugs oder in einer anderen Maschine als einem Motor, wie beispielsweise einer Vorrichtung zur Energieübertragung, in Industriemaschinen und Fördermaschinen vorgesehen sein.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Motors mit einem Kettengetriebe gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine explosionsartige perspektivische Ansicht eines Teils einer hülsenlosen Rollenkette des in 1 dargestellten Kettengetriebes,
- 3 eine Seitenansicht eines Hauptteils der hülsenlosen Rollenkette des Kettengetriebes von 1 in einem Gleitkontaktzustand mit einer Gleitkontaktfläche einer Kettenführung,
- 4 einen Schnitt in der Ebene der Bolzenmittellinien quer durch den Hauptteil der hülsenlosen Rollenkette von 3,
- 5 einen Schnitt durch den Hauptteil der hülsenlosen Rollenkette entlang einer Linie V-V in 4, der den Zustand zeigt, in dem die hülsenlose Rollenkette von 1 in Eingriff mit einem Kettenrad ist, und
- 6 einen vergrößerten Schnitt des Hauptteils entlang einer Linie VI-VI in 4.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 ein erfindungsgemäßes Kettengetriebe näher erläutert. Wie in 1 dargestellt, ist ein Kettengetriebe 100 ein Taktsteuergetriebe in einem Motor 1 eines Kraftfahrzeugs, das dazu verwendet, die Ventilsteuerung des Motors 1 anzutreiben.
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Das Kettengetriebe 100 ist mit einer hülsenlosen Rollenkette C, auf welche im Folgenden der Einfachheit halber als „Kette C“ Bezug genommen wird, ausgestattet, die eine Mehrzahl von Rollen 150 hat, welche drehbar und direkt auf einer Mehrzahl von Bolzen 140 sitzen (siehe 2 bis 4). Das Kettengetriebe 100 weist ferner eine Gruppe von Kettenrädern 101, wovon jedes eine Mehrzahl von Kettenradzähnen 102 hat (siehe 5), welche in Eingriff mit den entsprechenden Rollen 150 sind, und eine Kettenführungseinheit 110 auf, welche die Kette C in einer Kettenumlaufrichtung führt.
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Die Gruppe von Kettenrädern 101 umfasst ein antreibendes Kettenrad 103, das mit einer Kurbelwelle 10, d.h. einer Antriebswelle des Motors 1, verbunden ist und von derselben angetrieben wird, und ein Paar angetriebener Kettenräder 104 und 105, die jeweils mit einem Paar Nockenwellen 11, 12, d.h. angetriebenen Wellen des Motors 1, verbunden sind und dieselben antreiben.
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Die Kettenführungseinheit 110 umfasst eine bewegliche Kettenführung 111, d.h. eine erste Kettenführung, die in Gleitkontakt mit einer lockeren, durchhängenden Seite C1 der endlosen Kette C ist, welche um die entsprechenden Kettenräder 103 bis 105 in Kettenumlaufrichtung umläuft, und eine stationäre Kettenführung 116, d.h. eine zweite Kettenführung, die in Gleitkontakt mit einer gespannten Seite C2 der Kette C ist, um die gespannte Seite C2 der Kette in Kettenumlaufrichtung zu führen.
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Die bewegliche Kettenführung 111 umfasst einen Spanner 112, der eine Vorspannkraft erzeugt, um die Spannung der umlaufenden Kette C aufzuerlegen, und einen beweglichen, führenden Hebel 113 auf, d.h. einen ersten Führungshebel, der durch den Spanner 112 vorgespannt ist, um die Kette C zu drücken. Der bewegliche Hebel 113 ist beweglich an einem tragenden Bereich 5 angebracht und um den tragenden Bereich 5 hin- und herschwenkbar. Die stationäre Kettenführung 116 hat einen stationären, führenden Hebel 117, d.h. einen zweiten Führungshebel, der fest von einem Paar unterstützender Bereiche 6, die an einem Körper 2 des Motors 1 vorgesehen sind, getragen wird. Der bewegliche, führende Hebel 113 und der stationäre, führende Hebel 117 haben Gleitkontaktflächen 114 und 118, welche die umlaufende Kette C in Gleitkontakt kontaktiert.
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Wie in den 2 bis 4 dargestellt, weist die Kette C eine Mehrzahl von Gruppen von Paaren äußerer Laschen 120, welche einander in Kettenbreitenrichtung gegenüberliegen, einer Mehrzahl von Gruppen von Paaren innerer Laschen 130, welche einander in Kettenbreitenrichtung gegenüberliegen, entsprechende Bolzen 140, welche das Paar äußerer Laschen 120 mit dem Paar innerer Laschen 130 verbinden, die zwischen dem Paar äußerer Laschen 120 abwechselnd in Kettenumlaufrichtung angeordnet sind, und die entsprechenden Rollen 150 auf.
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Das Kettengetriebe 100 ist innerhalb einer Kettengetriebekammer 3 angeordnet, die öldicht durch den Körper 2 gebildet ist und durch Schmieröl, das von einer nicht dargestellten Schmiervorrichtung des Motors 1 zugeführt wird, geschmiert wird. Die Kette C, die entsprechenden Kettenradzähne 102 (siehe 5) und die entsprechenden Gleitkontaktflächen 114 und 118 werden durch das Schmieröl, das von der Schmiervorrichtung, z.B. einem Ölstrahl, zur Verfügung gestellt wird, geschmiert. Daher befinden sich die Kette C, die entsprechenden Kettenradzähne 102 und die Gleitkontaktflächen 114 und 118 in einer geschmierten Umgebung oder einer von Schmieröl durchsetzten Atmosphäre. Daher sind Bereiche der Komponenten der Kette C, welche miteinander in Kontakt stehen, Bereiche der Rollen 150 (siehe 5) und der Kettenradzähne 102, die einander kontaktieren, und Bereiche der inneren Laschen 130 der Kette C (siehe 3) und der entsprechenden Gleitkontaktflächen 114 und 118 durch Schmieröl geschmiert.
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Die Kettenumlaufrichtung ist eine Richtung, in welcher sich die Kette C, die in Eingriff mit den entsprechenden Kettenrädern 103 bis 105 ist (siehe 1), bewegt. Die Kettenbreitenrichtung ist eine Richtung, die parallel zu einer Drehmittellinie Lc ist, die durch den Bolzen 140 definiert wird, und die Mitte bildet, um die sich die Kette biegt, wenn sich die innere Lasche 130 in Bezug auf die äußere Lasche 120 dreht (es ist auch eine Mittellinie des Bolzens 140) oder eine Richtung parallel zu den Mittellinien der entsprechenden Zahnräder 103 bis 105. Eine Seitenansicht ist eine Ansicht in der Richtung parallel zur Drehmittellinie Lc. Die radiale Richtung und die Umfangsrichtung sind Richtungen, die sich aus der Drehmittellinie Lc oder der Mittellinie des Bolzens 140 ergeben.
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Die äußere Lasche 120 hat eine Außenumfangsfläche 121, die in einer Kettenhöhenrichtung durch eine Bolzenmittenreferenzlinie Lp unterteilt wird. Insbesondere ist die Außenumfangsfläche 121 spiegelbildlich in Bezug auf die Bolzenmittenreferenzlinie Lp, wenn von der Seite betrachtet, und umfasst eine Innenfläche 122 und eine Rückfläche 123. Die Rückfläche 123 liegt den Gleitkontaktflächen 114 und 118 (siehe 3) in Kettenhöhenrichtung gegenüber. Die Innenfläche 122 ist auf der Seite entgegengesetzt zur Rückfläche 123 angeordnet, abgegrenzt durch die Bolzenmittenreferenzlinie Lp von der Rückfläche 133, wobei die Innenfläche 122 auf der Seite der Zahnräder 103 bis 105 angeordnet ist. Die Innenfläche 122 und die Rückfläche 123 haben ebene, flache Bereiche 124, parallel zur Bolzenmittenreferenzlinie Lp, wenn von der Seite betrachtet. Vorliegend ist die Bolzenmittenreferenzlinie Lp eine gerade Linie, welche die Drehmittellinien Lc verbindet, die benachbart in Kettenumlaufrichtung angeordnet sind, und die Kettenhöhenrichtung ist eine Richtung senkrecht zur Bolzenmittenreferenzlinie Lp, wenn von der Seite betrachtet.
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Jede der äußeren Laschen 120 ist mit einem Paar Bolzenöffnungen 126 ausgebildet, die voneinander in Kettenumlaufrichtung beabstandet sind. Die eine Seite oder die andere Seite der beiden Endbereiche 141 und 142, d.h. beide haltenden Bereiche, der Bolzen 140 sind in den Bolzenöffnungen 126 vorliegend mittels Einpressens fixiert. Die Bolzen 140, die mittels des Einpressens fixiert sind, sind unbeweglich in Bezug auf die äußeren Laschen und dichten die Räume zwischen den äußeren Laschen 120 öldicht ab. Alternativ zum Einpressen kann zur Fixierung auch beispielsweise Schweißen oder Löten vorgesehen sein, solange die Fixierung den Bolzen 140 und die äußere Lasche 120 starr und fest, insbesondere bevorzugt öldicht, miteinander verbindet.
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Jede innere Lasche 130 hat eine Außenumfangsfläche 131, die in der Kettenhöhenrichtung durch die Bolzenmittenreferenzlinie Lp unterteilt wird. Insbesondere ist die Außenumfangsfläche 131 spiegelbildlich in Bezug auf die Bolzenmittenreferenzlinie Lp, wenn von der Seite betrachtet, und umfasst eine Innenfläche 132 und eine Rückfläche 133. Die Rückfläche 133 weist in Richtung der Gleitkontaktflächen 114 und 118 in Kettenhöhenrichtung. Die Innenfläche 132 ist auf der Seite entgegengesetzt zur Rückfläche 133 angeordnet, abgegrenzt durch die Bolzenmittenreferenzlinie Lp von der Rückfläche 133, wobei die Innenfläche 132 auf der Seite der Zahnräder 103 bis 105 angeordnet ist.
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Jede der inneren Laschen 130 ist mit einem Paar Durchgangsöffnungen 136 ausgebildet, die voneinander in Kettenumlaufrichtung entfernt sind und durch die das Paar Bolzen 140 mit Spiel eingeführt ist. Daher werden die Bolzen 140 von der inneren Lasche 130 direkt drehbar um die Drehmittellinie Lc in Bezug auf die äußere Lasche 120 unterstützt. Der Bolzen 140, der mit Spiel durch die Durchgangsöffnung 136 eingepasst ist, ist derart ausgebildet, dass er einen Spalt R1 in radialer Richtung zwischen einer Außenumfangsfläche 147 desselben und einer die Durchgangsöffnung 136 bildende Innenumfangsfläche 137 hat, wobei die Durchgangsöffnung 136 eine kreisförmige Öffnung ist, wie in 6 dargestellt. Ferner ist, wie in den 4 und 5 dargestellt, eine Dicke der inneren Lasche 130 größer als eine Dicke der äußeren Lasche 120.
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Wie in den 3 und 5 dargestellt, ist die Höhe der inneren Lasche 130 derart festgelegt, dass sie größer als die Höhe der äußeren Lasche 120 ist, so dass die Rückfläche 133 und die Innenfläche 132 der inneren Lasche 130 über die Rückfläche 123 und die Innenfläche 122 der äußeren Lasche 120 in Kettenhöhenrichtung in einem Zustand, in dem die Paare der äußeren Laschen 120 und die Paare der inneren Laschen 130 miteinander durch die Bolzen 140 verbunden sind, jeweils überstehen. Daher steht die Rückfläche 133 der inneren Lasche 130 weiter in Richtung der Gleitkontaktflächen 114 und 118 als die Rückfläche 123 der äußeren Lasche 120 vor, so dass nur die inneren Laschen 130 der Laschen 120 und 130, d.h. der Kette C, in Kontakt mit den Gleitkontaktflächen 114 und 118 der hülsenlosen Rollenkette C gelangen.
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Die Rückfläche 133 der inneren Laschen 130 hat einen Kontaktbereich 134, welcher ausschließlich in Gleitkontakt mit den Gleitkontaktflächen 114 und 118 gelangt. Dieser Kontaktbereich 134 ist nur ein Teil der Rückfläche 133, der in einem kreisförmigen Bogen entlang der Kettenumlaufrichtung und konvex in Richtung der entsprechenden Gleitkontaktflächen 114 und 118 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Es sei angemerkt, dass der kreisförmige Bogen eine Gestalt ist, die durch einen Bogen mit einem oder einer Mehrzahl von unterschiedlichen Krümmungsradien oder durch einen angenäherten, zusammengesetzten Bogen gebildet sein kann.
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Wie in 4 dargestellt, hat der Bolzen 140 einen konstanten Außendurchmesser innerhalb eines Bereichs, in dem die Rolle 150 und das Paar innerer Laschen 130 gleitend beweglich in Kettenbreitenrichtung zwischen den beiden Endbereichen 141 und 142 oder zwischen dem Paar äußerer Laschen 120 sind.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2 der Zusammenbau der Kette C näher erläutert.
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Die entsprechenden Endbereiche 141 des Paares von Bolzen 140 werden in das Paar Bolzenöffnungen 126 der einen äußeren Lasche 120A des Paares äußerer Laschen 120 eingepresst, wie in 4 dargestellt. Nachfolgend werden die entsprechenden Bolzen 140 zweier aufeinanderfolgender äußerer Laschen 120A durch die Durchgangsöffnung 136 einer inneren Lasche 130A des Paares innerer Laschen 130 durchgeführt, Rollen 150 und die zweite innere Lasche 130B des Paares von inneren Laschen 130 aufgesetzt. Danach werden die Endbereiche 142 der entsprechenden Bolzen 140 in ein Paar Bolzenöffnungen 126 der anderen äußeren Lasche 120B des Paares von äußeren Laschen 120, die einander in Kettenbreitenrichtung gegenüberliegen, eingepresst.
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Es ist so möglich, die Kette C mittels aufeinanderfolgendem Zusammensetzens der Bolzen 140, der inneren Laschen 130A, der Rollen 150, der inneren Laschen 130B und der äußeren Laschen 120B an den äußeren Laschen 120A nur von einer Seite der Kette in Kettenbreitenrichtung zusammenzubauen, so dass die Effizienz des Zusammenbaus der Kette C verbessert werden kann.
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Wie in den 5 und 6 dargestellt, werden erste Spalte A1 in Breitenrichtung zwischen den äußeren Laschen 120 und den inneren Laschen 130 erzeugt, und es werden zweite Spalte A2 in Breitenrichtung zwischen den inneren Laschen 130 und den Rollen 150 erzeugt, so dass die inneren Laschen 130 und die Rollen 150 in dem Zustand, in dem das Paar äußerer Laschen 120 mit dem Paar innerer Laschen 130 durch die Bolzen 140 verbunden ist, in Kettenbreitenrichtung beweglich sind. Daher werden die ersten Spalte A1 in Breitenrichtung und die zweiten Spalte A2 in Breitenrichtung zwischen dem Paar äußerer Laschen 120 und Rollen 150 erzeugt, die eine Beweglichkeit der inneren Laschen 130 in Kettenbreitenrichtung bewirken.
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Die Rolle 150 hat eine Rollenbreite Wr, welche größer als eine maximale Zahnbreite Ws des Kettenradzahns 102 ist. Ein Innendurchmesser Dr der Rolle 150, der durch eine Innenumfangsfläche 157, d.h. eine kreiszylinderförmige Fläche, definiert ist, ist größer als ein Innendurchmesser Db der Durchgangsöffnung 136 der inneren Lasche 130. Der Innendurchmesser Dr der Rolle 150 und der Innendurchmesser Db der Durchgangsöffnung 136 sind größer als ein Außendurchmesser Dp des Bolzens 140, der durch die Außenumfangsfläche 147, d.h. eine kreiszylinderförmige Fläche, definiert ist.
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Ein erster radialer Spalt R1 ist zwischen der Innenumfangsfläche 137 der Durchgangsöffnung 136 der inneren Lasche 130 und der Außenumfangsfläche 147 des Bolzens 140 vorgesehen. Ferner ist ein zweiter radialer Spalt R2 zwischen der Innenumfangsfläche 157 der Rolle und der Außenumfangsfläche 147 des Bolzens 140 vorgesehen.
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Eine zweite radiale Breite E2 des zweiten radialen Spalts R2 der Rolle 150 ist größer als eine erste radiale Breite E1 des ersten radialen Spalts R1 der inneren Lasche 130. Vorliegend sind die radialen Breiten E1 und E2 die Größen, wenn die Rolle 150, die Durchgangsöffnung 136 und der Bolzen 140 konzentrisch angeordnet sind.
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Das relative Verhältnis des Innendurchmessers Dr der Rolle 150 und der Innendurchmesser Db der Durchgangsöffnung 136 ist derart, dass der Innendurchmessers Dr der Rolle 150 größer als der Innendurchmesser Db der Durchgangsöffnung 136 ist, wobei der Außendurchmesser Dp des Bolzens 140 konstant ist, d.h. der Innendurchmesser Dr ist größer als der Innendurchmesser Db, wenn der Außendurchmesser Dp des Bolzens 140 innerhalb des ersten radialen Spalts R1 der inneren Lasche 130 und des zweiten radialen Spalts R2 der Rolle 150 gleich ist.
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Ein Ölfilm F wird durch das Schmieröl, welches von der Ölversorgung der Kettengetriebekammer 3 zugeführt wird (siehe 1), im zweiten radialen Spalt R2 zwischen der Außenumfangsfläche 147 des Bolzens 140 und der Innenumfangsfläche 157 der Rolle 150 ausgebildet, wenn die Kette C umläuft.
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Der erste radiale Spalt R1 oder die erste radiale Breite E1 der inneren Lasche 130 schwankt während der oszillierenden Bewegung der inneren Lasche 130 um den Bolzen 140, wobei die innere Lasche 130 innerhalb eines Bereichs oszilliert, der durch den Bolzen 140 begrenzt ist, aufgrund der Schwankungen der Reibungskraft zwischen dem Kontaktbereich 134 und den Gleitkontaktflächen 114 und 118, und aufgrund der Schwankungen der Kettenspannung, wenn die Kette C umläuft, innerhalb eines Bereichs oszilliert, der durch den Bolzen 140 begrenzt ist, und schwankt direkt nachdem der Kontaktbereich 134 den Kontakt mit den Gleitkontaktflächen 114 und 118 verliert. Die Kettenräder 103 bis 105 haben besagte Kettenradzähne 102, welche in Eingriff mit den entsprechenden Rollen 150 sind.
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Die Kette C, die Kettenradzähne 102 und die Gleitkontaktflächen 114 und 118 der entsprechenden Führungshebel 113 und 117 sind mit Schmieröl geschmiert, das von der Ölversorgung zugeführt wird, und es ist möglich, die Kette C umlaufen zu lassen, welche in Eingriff mit den entsprechenden Kettenrädern steht, wobei die Kette durch die bewegliche Kettenführung 111 und die stationäre Kettenführung 116 geführt wird.
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Der Bolzen 140 ist derart ausgebildet, dass er fest in den äußeren Laschen 120 sitzt, d.h. sich nicht hierin drehen kann, und dass er mit Spiel durch die Durchgangsöffnungen 136 der inneren Laschen 130 geführt ist. Der Ölfilm F des Schmieröls bildet sich zwischen der Außenumfangsfläche 147 des Bolzens 140 und der Innenumfangsfläche 157 der Rolle 150 aus, wobei nur die innere Lasche 130 in Gleitkontakt mit den Gleitkontaktflächen 114 und 118 durch die Rückfläche 133 steht, die innere Lasche 130 besagten Kontaktbereich 134 auf der Rückfläche 133 hat, der allein in Gleitkontakt mit den Gleitkontaktflächen 114 und 118 steht, und der Kontaktbereich 134 in einem kreisförmigen Bogen entlang der Kettenumlaufrichtung ausgebildet und konvex in Richtung der Gleitkontaktflächen 114 und 118 ist. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen der Rückfläche 133 der inneren Lasche 130 und den Gleitkontaktflächen 114 und 118 der Kettenführungseinheit 110 im Vergleich zu einem Fall verringert, in dem die Rückfläche 133 eben ist und die äußere Lasche 120 nicht die Gleitkontaktflächen 114 und 118 kontaktiert. Da so der Reibungsverlust der Kette C verringert wird, wird die Effizienz der Übertragung durch das Kettengetriebe 100 verbessert.
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Obwohl die innere Lasche 130 aufgrund der Schwingungen der Reibungskraft, die zwischen dem Kontaktbereich 134, der in dem kreisförmigen Bogen entlang der Kettenumlaufrichtung und konvex in Richtung der Gleitkontaktflächen ausgebildet ist, und den Gleitkontaktflächen 114 und 118 erzeugt wird, wenn nur der Kontaktbereich 134 die Gleitkontaktfläche 114 und 118 kontaktiert, schwingt, wird die Schwingung der inneren Lasche 130, welche an den Bolzen 140 übertragen wird, durch den radialen Spalt R1, der zwischen dem Bolzen 140 und der Durchgangsöffnung 136 erzeugt wird, absorbiert und zumindest gedämpft, da der Bolzen 140 mit Spiel in der Durchgangsöffnung 136 angeordnet ist.
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Selbst verglichen mit den Schwankungen der Dicke eines Ölfilms, der zwischen einer Buche und einer Rolle bei einer Rollenkette mit Buchsen, die an inneren Laschen fixiert sind, ausgebildet ist, ist es möglich, die Schwankungen der Dicke des Ölfilms F zwischen dem Bolzen 140 und der Rolle 150, die ansonsten durch die Schwingungen der inneren Lasche 130 verursacht werden, zu unterdrücken. Dadurch ist es möglich, einen stoßverringernden Effekt vorzusehen, der durch den Ölfilm F bewirkt wird, d.h. eine Funktion des Ölfilms F, welche einen Stoß dämpft, der durch das Auftreffen der Kettenradzähne 102 auf die Rolle 150 und den Bolzen 140 hervorgerufen wird, wenn die Rolle 150 beginnt, in Eingriff mit dem Kettenradzahn 102 zu gelangen.
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Im Ergebnis ist es möglich, Geräusche zu verringern, die ansonsten durch das Zusammenstoßen des Kettenradzahns 102 und der Rolle 150 erzeugt werden. Ferner ist es auch möglich, den Stoß des Kettenradzahns 102, der auf den Bolzen 140 wirkt, zu verringern, so dass es auch möglich ist, die Haltbarkeit der Rollen 150 und der Bolzen 140 und folglich auch die Haltbarkeit der Kette C zu verbessern.
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Da die innere Lasche 130 schwingt, wenn nur der Kontaktbereich 134 gleitend die Gleitkontaktflächen 114 und 118 berührt, sind die Kontaktfläche des Kontaktbereichs 134 an den Gleitkontaktflächen 114 und 118 und die Kontaktfläche des Bolzens 140 mit der Innenumfangsfläche 137 der Durchgangsöffnung 136 verteilt. Deshalb ist es möglich, da die Kontaktflächen nicht wie in einem Fall, in dem sie auf bestimmte Bereiche konzentriert sind, ein Fortschreiten von Verschleiß der Innenumfangsfläche 137 der Durchgangsöffnung 136 zu unterdrücken.
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Da die Dicke der inneren Lasche 130 größer als die Dicke der äußeren Lasche 120 ist, und das Fortschreiten des Verschleißes dadurch weiter unterdrückt wird, ist es möglich, die Haltbarkeit der inneren Laschen 130 und des Bolzens 140 und folglich der Kette C zu verbessern.
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Ferner ist die Rollenbreite Wr größer als die maximale Zahnbreite Ws des Kettenradzahns 102 und die Spalte in Breitenrichtung, in denen die inneren Laschen 130 in Kettenbreitenrichtung beweglich sind, werden zwischen dem Paar äußerer Laschen 120 und der Rolle 150 erzeugt. Da die Rollenbreite Wr größer als die maximale Zahnbreite Ws des Kettenradzahns 102 ist, ist es möglich, zu unterdrücken, dass der Kettenradzahn 102 an der inneren Lasche 130 anstößt, und dass der Verschleiß der inneren Lasche 130 fortschreitet.
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Da die Spalte A1 und A2 in Breitenrichtung, innerhalb der die inneren Laschen 130 in Kettenbreitenrichtung beweglich sind, durch das Paar äußerer Laschen 120 und die Rolle 150 gebildet werden, ist es möglich, den Stoß zu verringern, der durch das Auftreffen der inneren Lasche 130 auf den Kettenradzahn 102 erzeugt wird, und Geräusche und den Verschleiß zu verringern, die durch das Auftreffen erzeugt werden, da die inneren Laschen 130 sich in den Spalten A1 und A2 in Breitenrichtung bewegen können, wenn der Kettenradzahn 102 dabei ist, die innere Lasche 130 zu kontaktieren.
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Da der Innendurchmesser Dr der Rolle 150 größer als der Innendurchmesser Db Durchgangsöffnung 136 in Bezug auf die Außenumfangsfläche 147 des Bolzens 140 ist, der einen konstanten Außendurchmesser Dp über seine Länge zumindest im diesem Bereich hat, wobei das Schmieröl, das sich zwischen der Rolle 150 und der inneren Lasche 130 befindet, daran gehindert wird, in Kettenbreitenrichtung durch den radialen Spalt R1 zwischen dem Bolzen 140 und der Durchgangsöffnung 136 (bzw. der Innenumfangsfläche 137 der Durchgangsöffnung 136) nach außen zur äußeren Lasche 120 zu gelangen, wird sichergestellt, dass das Schmieröl in den radialen Spalt R2 zwischen dem Bolzen 140 und der Rolle 150 gelangt. Daher werden die Ausbildung des Ölfilms F und dessen Dickenvergrößerung beschleunigt. So ist es möglich, den Effekt des Ölfilms F der Verringerung von Stößen, die auf die Rolle 150 und den Bolzen 140 wirken, wenn die Rolle 150 beginnt, in Eingriff mit den Kettenradzähnen 102 eines Kettenrades 101 zu gelangen, zu verbessern. Daher ist es möglich, die Geräuscherzeugung zu verringern, wenn die Rolle 150 beginnt, in Eingriff mit dem Kettenradzahn 102 zu gelangen, und die Haltbarkeit der Rolle 150 und des Bolzens 140 zu verbessern. Da der Bolzen 140 und die äußeren Laschen 120 öldicht miteinander verbunden sind, und es möglich ist, zu verhindern, dass Schmieröl aus dem Zwischenraum zwischen den inneren Laschen 130 und den äußeren Laschen 120 zwischen dem Bolzen 140 und den äußeren Laschen 120 nach außen gelangt, wird das Schmieröl zwischen der Rolle 150 und den inneren Laschen 130 gehalten und wird zur effektiven Ausbildung des Ölfilms F genutzt.
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Im Folgenden werden verschiedene Abwandlungen des Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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So kann die Rückfläche 133 der inneren Lasche 130 einen anderen Kontaktbereich haben, der möglicherweise gemeinsam mit dem Kontaktbereich 134 in Kontakt mit den Gleitkontaktflächen 114 und 118 stehen kann, wobei sichergestellt wird, dass der Kontaktbereich 134 alleine gleitend kontaktiert, z.B. einen Kontaktbereich haben, der ein kreisförmigen Bogen in Kettenumlaufrichtung ist und konvex ausgebildet ist, um die Gleitkontaktflächen 114 und 118 ähnlich dem Kontaktbereich 134 zu kontaktieren.
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Ferner können die Außenumfangsflächen 121 und 131 der entsprechenden Laschen, von der Seite betrachtet, auch nicht spiegelbildlich zur Bolzenmittenreferenzlinie Lp ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motor
- 2
- Körper
- 3
- Kettengetriebekammer
- 5
- tragender Bereich
- 6
- unterstützender Bereich
- 10
- Kurbelwelle
- 11, 12
- Nockenwelle
- 100
- Kettengetriebe
- 101
- Kettenrad
- 102
- Kettenradzahn
- 103
- antreibendes Kettenrad
- 104, 105
- angetriebenes Kettenrad
- 110
- Kettenführungseinheit
- 111
- bewegliche Kettenführung
- 112
- Spanner
- 113
- beweglicher Hebel
- 114
- Gleitkontaktfläche
- 116
- stationäre Kettenführung
- 117
- stationärer Hebel
- 118
- Gleitkontaktfläche
- 120, 120A, 120B
- äußere Lasche
- 121
- Außenumfangsfläche
- 122
- Innenfläche
- 123
- Rückfläche
- 124
- ebener, flacher Bereich
- 126
- Bolzenöffnung
- 130, 130A, 130B
- innere Lasche
- 131
- Außenumfangsfläche
- 132
- Innenfläche
- 133
- Rückfläche
- 134
- Kontaktbereich
- 136
- Durchgangsöffnung
- 137
- Innenumfangsfläche (Durchgangsöffnung)
- 140
- Bolzen
- 141, 142
- Endbereich
- 147
- Außenumfangsfläche
- 150
- Rolle
- 157
- Innenumfangsfläche
- A1
- erster Spalt (Breitenrichtung)
- A2
- zweiter Spalt (Breitenrichtung)
- C
- Kette
- C1
- durchhängende Seite
- C2
- gespannte Seite
- Db
- Innendurchmesser (Durchgangsöffnung)
- Dp
- Außendurchmesser (Bolzen)
- Dr
- Innendurchmesser (Rolle)
- E1
- erste radiale Breite (innere Lasche - Bolzen)
- E2
- zweite radiale Breite (Rolle - Bolzen)
- F
- Ölfilm
- Lc
- Drehmittellinie
- Lp
- Bolzenmittenreferenzlinie
- R1
- erster radialer Spalt (innere Lasche - Bolzen)
- R2
- zweiter radialer Spalt (Rolle - Bolzen)
- Wr
- Rollenbreite
- Ws
- Zahnbreite
