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Gliederkette zur formschlüssigen Kraftübertragung zwischen radial
verzahnten Kegelscheibenpaaren Die Erfindung geht aus von einer Gliederkette mit
in Durchbrüchen von Kettenlaschen angeordneten querverschiebbaren, beiderseits von
Endlamellen begrenzten Lamellenpaketen zur formschlüssigen Kraftüb#ertragung zwischen
radial verzahnten Kegelscheibgnpaaren bei als Kegelscheibenumschlingungstrieben
ausgebildeten stufenlos verstellbaren Getrieben> deren Kegelscheiben zur Übersetzungsänderung
gegenläufig axial verschiebbar sind.
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Beim Einlaufen der Gliederkette zwischen die radial verzahnten Kegelscheibenpaare
werden die in den Durchbrüchen der Kettenlaschen angeordneten Lamellen von dem Zahn
der einen Kegelscheibe in den Grund der gegenüberliegenden Verzahnung geschoben.
Dadurch bildet sich längs des Umschlingungskreises eine Verzahnung, die befähigt
ist, die Kraft praktisch formschlüssig zu übertragen. Dies ist allerdings nur bis
zu einem Grenzwert möglich, da die Kette ab einer bestimmten Last beginnt, durch
die Verzahnung durchzurutschen. Hierbei werden die querverschiebbaren Lamellen durch
die Flanken der Verzahnung quer zur Kettenzugrichtung verschoben, wodurch ein gewisser
Schlupf und bei weiterer Vergrößerung der Last sogar ein Durchrutschen auftritt.
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Um dieses Durchrutschen zu vermeiden bzw. die »Durchzugsgrenze« heraufzusetzen,
womit sich die spezifische Leistung eines derartigen Kegelscheibenumschlingungstriebes
erhöhen würde, wurde bereits vorgeschlagen, die Reibung zwischen den einzelnen Lamellen
zu verstärken und somit den Widerstand gegen die Querverschiebbarkeit der Lamellen
heraufzusetzen. Das erschwerte Verschieben der Lamellen wirkt sich jedoch nicht
nur positiv durch Erhöhung der Durchzugsgrenze aus, sondern auch negativ durch eine
Verminderung des Wirkungsgrades, da die gewollte Verschiebung der Lamellen beim
Einlaufen zwischen die Kegelscheibenpaare ebenfalls von dieser Maßnahme betroffen
wird.
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Ein Optimum hinsichtlich der Belastbarkeit einer derartigen Kette
würde sich dann ergeben, wenn die Lamellen während des Einlaufens zwischen die Kegelscheiben
leicht verschiebbar wären, um dann, nachdem sich die Verzahnung ausgebildet hat,
einen festen Block zu bilden, der einem Querverschieben wesentlichen Widerstand
entgegensetzt. Neben einer Erhöhung des Wirkungsgrades wäre dadurch auch eine Geräuschminderung
erreicht. Diese feste Verzahnung muß sich allerdings unabhängig vom jeweiligen Laufkreis
der Gliederkette zwischen den Kegelscheibenpaaren immer dann einstellen, wenn die
Verzahnung gebildet ist. Selbstverständlich muß diese »feste Verzahnung« vor dem
Einlaufen in das zweite Kegelscheibenpaar wieder gelöst sein.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, Gliederketten
der im ersten Absatz genannten Art insoweit zu verbessern, daß ein Optimum hinsichtlich
der Belastbarkeit im Hinblick auf das Heraufsetzen der Durchzugsgrenze einerseits,
bei jedoch kleinstmöglicher Reibung andererseits erreicht wird.
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Zur ersten Lösung dieser Aufgabe wird bei der Erfindung vorgeschlagen,
daß die Lamellen lose in ihren Durchbrüchen liegen, daß die in Kettenzugrichtung
liegenden Stirnseiten der Kettenlaschen jeden Kettengliedes an den Endlamellen der
benachbarten Glieder anliegen und daß die in Kettenzugrichtung liegenden Stirnseiten
der Kettenlaschen unterhalb einer durch die Kettengelenke gehenden Teilungsebene
nockenförmig ausgebildet sind.
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Bei dieser Aufgabenlösung sind folgende an sich bekannte Gestaltungsmerkmale
benutzt worden: Es ist bei drucksteifen Laschenketten bekanntgeworden, Versteifungslaschen
so anzuordnen, daß sie in drucksteifem Zustand mit ihren Endflächen aufeinanderdrücken.
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Eine derartige Kette erfüllt sämtliche drei Forderungen:
1. Die Lamellen lassen sich bis zur abgeschlossenen Verzahnungsbildung leicht
innerhalb der Durchbrüche der Kettenlaschen verschieben.
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Die leichte Verschiebbarkeit wird dadurch erzielt, daß die Lamellen
lose in den Durchbrüchen liegen,
also praktisch kein Reibungswiderstand
das gegenseie ID tige Verschieben behindert. Es ist hierbei zu beachten, daß Gliederketten
zur Verwendung in derartigen Kegelscheiberiumschlingungstrieben ölbenetzt sind,
also auch eine geringfü,-jge gegenseitige Pressung der Lamellen keinen wesentlichen
Einfluß auf deren Verschiebbarkeit hat. Dadurch kann die Fertigungstoleranz bei
der Herstellung solcher Ketten heraufgesetzt werden, was ihre Fertigung wesentlich
vereinfacht und damit verbilligt.
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2. Nach Bildung der Verzahnung werden die Lamellen in dem »verzahnten«
Zustand blockiert. Dieses Blockieren wird dadurch erreicht, daß die eingeschwenkten
Laschen mit ihren nockenförmigen Erhöhungen auf die Endlamellen drükken und so das
Lamellenpaket in einem vorausbestimmbaren Maß zusammenpressen, womit sich der Widerstand
gegen Querverschieben a - h ganz beträchtlich erhöht Damit ist aber auc die
Verzahnung praktisch fest geworden, ein Durchrutschen also kaum noch möglich. Die
Durchzugsgrenze ist heraufgesetzt und die spezifische Übertragungsleistung einer
derartigen Gliederkette wesentlich erhöht.
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3. Die »feste Verzahnung« stellt sich auf jedem Unischlingungskreis
ein. Da das Klemmen lediglich durch das Einschwenken benachbarter Laschen erfolgt,
hängt es nur von der Ausbildung der an den Stirnseiten der Kettenlaschen befindlichen
Nocken ab, wie stark und bei welchem Schwenkwinkel die Klemmung durchgeführt wird.
Bei richtiger Ausbildung der Nocken wird ,eine gleichmäßige Klemmung über sämtliche
Laufkreisdurchmesser bei jeder Belastung und Drehzahl erzielt.
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Um insbesondere den Punkt 3 zu erfüllen, wird nach einer vorteilhaften
Weiterbildung der ersten Aufgabenlösung vorgeschlagen, daß die Nocken in eine Auflauffläche
und eine Preßfläche unterteilt sind, daß die Auflauffläche, wie an sich bekannt,
allmählich in die Preßfläche übergeht, daß der von der Auflauffläche überstrichene
Winkel etwa gleich dem S#hwenkwinkel ist, der durch benachbarte, sich auf dem größten
Laufkreisdurchmesser befindende Kettenglieder gebildet wird, und daß der Abstand
der anschließenden Preßfläche von der Gelenkachse bis zum größtmöglichen Schwenkwinkel
immer gleich ist.
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Bei einer derartigen Ausbildung wird vermieden, daß beim Einlaufen
der Gliederkette in einen kleinen Laufkreis eine stärkere Klemmung stattfindet als
beim Einlaufen in einen großen Laufkreis. Gleichzeitig wird dadurch, daß der Abstand
der Preßfläche von der Gelenkachse bei sämtlichen möglichen Schwenkwinkeln erfindungsgemäß
immer gleich ist, auch die Benutzung von Wiegestücken möglich, bei denen die »Achse«
durch das gegenseitige Abwiegen der Wiegestücke zur Achse der Kegelscheibenpaare
hin wandert.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit, nach einer vorteilhaften Weiterbildung
der ersten Aufgabenlösung, die Nockenbahn in der »Preßfläche« ebenfalls leicht ansteigend
auszubilden, wenn auch schwächer ansteigend als in der »Auflauffläche«.
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Hierdurch wird erreicht, daß mit größer werdendem Kippwinkei gleich
kleiner werd endem Kettenlaufkreis die Zusammendrückkraft auf die Lamellen
noch etwas ansteigt. Dies kommt dem Wunsch entgegen, im kleinsten Laufkreis, wo
nur wenige Lamellenpakete im Eingriff sind, eine stärkere Paketierung zu erreichen
als im größten Laufkreis, wo sich die zu übertragende Umfangskraft auf viele Kettenglieder
verteilt.
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Eine eindeutig definierte Lage der Endlamellen wird dadurch erreicht
daß nach einer vorteilhaften WeitQrbildung der ersten Aufgabenlösung die Endlamellen
oberhalb der durch die Kettengelenke gehenden Tellungsebene eine parallel zur Oberkante
der Lamellen verlaufende Rille aufweisen und daß an den quer zur Kettenlaufrichtung
liegenden Flächen der Laschendurchbrüche in die Rillen eingreifende Nasen angeordnet
sind.
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Die Endlamellen können dadurch um die Nasen herumgeschwenkt werden,
pressen also, ohne im wesentlichen ihre Lage in den Durchbrüchen der Kettenglieder
zu verändern, das Lamellenpaket beim Einlaufen zwischen die Kegelscheibenpaare zu"
sammen.
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Ferner ist es nach einer vorteilhaften Weiterbilduna der ersten Avfgabenlösung
möglich, statt der Rille eine Leiste auf den Endlamellen anzuordnen, die sich in
entsprechende 'Vertiefungen der Laschendurchbrüche einlegt.
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Bewährt hat es sich, daß nach einer vorteilhaften Weiterbildung der
ersten Aufgabenlösung die Endlamellen leicht nach innen gebogen sind oder/und aus
elastischem Material bestehen.
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Durch die Elastizität der Endlamellen werden in erhöhtem Maß Fertigungsungenauigkeiten
ausgeglichen und eine einwandfreie Klemmung auch bei unterschiedlich paketierten
Lamellen eines Lamellenpaketes erreicht. Weitergehend wird außer dieser Federwirkung
noch eine Verminderung der Reibung zwischm den Endlamellen und den Stirnseiten der
Laschen dadurch erzielt daß nach,einer vorteilhaften Weiterbildung der ersten Aufgabenlösung
die Endlamellen leight nach außen gebogen sind und zwei nach außen weisende, an
den Längskanten angeordnete Verstärkungen tragen und gegebenenfalls auch aus elastischem
Material bestehen.
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Diese zwei Verstärkungen arbeiten mit zwei nockenartigen Erhöhungen
an den Stirnflächen der Laschen zusammen, wodurch sie beim Verschwenken der Kettenglieder
in Richtung auf das Lamellenpaket zu parallel verschoben werden.
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Zum Vermeiden von Gleitreibung zwischen den Nocken und den Endlamellen
ist es zweckdienlich, daß nach einer vortQilhaften Weiterbildung der ersten Aufgabenlösung
zwischen je eine Endlamelle und der Stirnseite der ihr anliegenden Laschen ein Rollkörper
eingefügt ist.
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Die gleiche Wirkung wie durch das Zusammenpressen der Lamellen durch
an der Stirnseite der Laschen angeordnete Nocken wird nach einer zweiten Aufgabenlösung
auch dadurch erzielt, daß die Lamellen in den Durchbrüchen lose liegen und senkrecht
zur Kettenlaufebene gegen Federkraft verschiebbar sind und daß die den Gelenken
benachbarten, das Lamellenpaket begrenzenden Flächen der Laschendurchbr#che, zur
Außenseite, der Kette, hin gegeneinander geneigt sind, daß die Endlame ,llen entsprechend
der Neigung der Durchbrüche abgeschrägt sind. Auch bei dieser Ausführungsform werden
die drei Bedingungen für eine optimale, Verzahnung erfüllt, da die Lamellen in ihren
Durchbrüchen lose liegen, also leicht vorszhie.bbar sind, daß sie durch die nach
dem Einlaufen zwischen die Kegelscheibenpaare ausgeübte
Radialkraft
zwischen die geneigten Flächen der Durchbrüche eingeklemmt werden und somit eine
feste Verzahnung bilden, und da diese feste Verzahnung unabhängig vom Laufkreisdurchmesser
auftritt.
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Die die Lamellenpaketierung verursachende Radialkraft ist abhängig
von der Belastung, so daß bei dieser Ausführung eine belastungsabhängige Paketierung
erzielt wird.
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Wenn nach einer vorteilhaften Weiterbildung der zweiten Aufgabenlösung
das Lamellenpaket einschließlich der Endlamellen von einem gegen die geneigten Flächen
der Durchbrüche drückenden Federblech umfaßt ist, ist die Gewähr dafür gegeben,
daß das Lamellenpaket nach dem Auslaufen der Gliederkette aus den Kegelscheibenpaaren
in seine Ruhelage zurückkehrt. Die gleiche Wirkung wird dadurch erzielt, daß das
Lamellenpaket einschließlich der Endlamellen von einer gegen die geneigten Flächen
der Durchbrüche drückenden Blattfeder umfaßt ist.
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Der gleiche Effekt läßt sich auch dadurch erzielen, bzw. die drei
Bedingungen werden auch gemäß einer dritten Aufgabenlösung dadurch erfüllt, daß
die Lamellen in den Durchbrüchen lose liegen und senkrecht zur Kettenlaufebene gegen
Federkraft verschiebbar sind und daß je Glied mindestens ein im Durchbruch
der Kettenlaschen schwenkbarer ungleichschenkliger Winkelhebel mit seinem langen
Schenkel an der zur Außenseite der Kette weisenden Fläche und mit seinem kurzen
Schenkel an einer quer zur Laufrichtung liegenden Endlamelle des Lamellenpaketes
anliegt.
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Auch bei dieser erfind#ungsgemäßen Ausführung der Gliederkette wird
die nach dem Einlaufen der Kette auf die Lamellen wirkende Radialkraft zum Zusammenpressen
des Lamellenpaketes ausgenutzt. Die zur Außenseite der Kette wandernden Lamellen
drücken die Winkelhebel an ihrem langen Schenkel weg, wodurch sich über den kurzen
Schenkel der Hebel eine in der Kettenlaufebene wirk-ende Kraft einstellt, die die
Lamellen bis zu einem Gleichgewichtszustand zusammenpreßt. Selbstverständlich ist
es möglich, daß, wenn zwei Winkelhebel je Kettenglied angeordnet sind, diese
Winkelliebel an ihren langen Schenkeln elastisch miteinander verbunden werden oder,
gegebenenfalls, daß die Winkelhebel durch eine an der Oberseite elastische, das
Lamellenpaket beidseitig umfassende Klammer gebildet werden.
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Da auch hierbei die die Lamellenpaketierung verursachende Radialkraft
von der Belastung abhängig ist, wird auch mit dieser Ausführung eine belastungsabhängige
Paketierung erzielt.
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Sämtliche Varianten der Erfindung erfüllen damit die Forderung, daß
1. das Bilden der Verzahnung durch leichtes Verschieben der Lamellen begünstigt
wird, 2. die Verzahnung nach dem Einlauf zwischen die Kegelscheibenpaare >Jest«
wird und 3. (laß sich die »feste Verzahnung« bei jedem möglichen Laufkreisdurchmesser
einstellt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform,
F i g. 2 einen Ausschnitt dieser Kette um das Kettengelenk, F i
g. 3 eine Draufsicht auf eine Kette nach F i g. 1,
F i g. 4
die gleiche Kette in eingeschwenktem Zustand; F i g. 5 bis 11 zeigen
verschiedene Varianten der Endlamellen; F i g. 12 zeigt eine Kette mit Wiegegelenken;
F i g. 13 zeigt die Seitenansicht eines Kettengliedes mit gegeneinander geneigten
Durchbruchsflächen und abgeschrägten Endlamellen, F i g. 14 eine ähnliche
Ausführungsform wie F i g. 13, mit umfassender Blattfeder; F i
g. 15 zeigt eine Ausführung mit Winkelhebeln und F i g. 16 eine ähnliche
Ausführungsform wie im
F i g. 15, mit umfassender Klammer.
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In Durchbrüchen 1 von Laschen 2 sind zu Paketen zusammengefaßte
Lamellen 3, beidseitig von Endlamellen 4 begrenzt, angeordnet. An den Endlamellen
4 liegen die in Kettenzugrichtung liegenden Stirnseiten 5 der Kettenlaschen
2 an. Die Laschen der einzelnen Kettenglieder sind durch Gelenkbolzen
6
oder durch Wiegestücke 7 (F i g. 12) verbunden. Unterhalb
einer durch die Gelenkbolzen 6 bzw. Wiegestücke 7 der gestreckten
Gliederkette gebildeten Ebene sind die Laschen 2 als Nocken 8 ausgebildet.
Der Nocken 8 ist aufgeteilt in eine Auflauffläche 8'
und eine Preßfläche
8".
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Aus Fig.2 ist deutlich die Ausbildung des Nockens8 mit seinen zugehörigen
Winkeln zu ersehen. Die Auflauffläche 8' erstreckt sich über einen Winkel
oc, der gleich ist dem kleinsten Schwenkwinkel der einzelnen Laschen 2 gegeneinander
und dann auftritt, wenn sich die Gliederkette auf dem größten Laufkreis zwischen
den Kegelscheihenpaaren befindet. Der Winkel x+ ß tritt dann zwischen benachbarten
Laschen auf, wenn sich die Gliederkette auf dem kleinsten Laufkreisdurchmesser bewegt.
p) ist somit die Differenz der Winkel, die benachbarte Laschen bilden, wenn sie
sich auf dem größten bzw. kleinsten Laufkreis befinden. Der Nocken 8 ist
über den Winkel ß, also die Nockenfläche 8", mit konstantem Abstand von der
Gelenkachse 6 ausgebildet, bildet also im Fall der Verwendung vom Gelenkbolzen
6
einen Kreis. Zu dieser kreisförmigen Ausbildung 8"
des Nockens
8 führt die Auflauffläche 8' allmählich hin, wodurch ein sanftes Aufgleiten
ermöglicht ist. Zwischen der Ruhestellung bei gestreckter' Gliederketten und der
Preßstellung nach Verschwenken der Laschen um den Winkel"x werden die Lamellen um
die Strecke a zusammengedrückt. Beim Einlaufen der Gliederkette erfolgt also zuerst
ein Verschieben des Lamellenpaketes vom Gelenkbolzen weg und dann beim Einschwenken
des nachfolgenden Gliedes ein in Laufrichtung erfolgendes endgültiges Zusammenpressen
um die Strecke 2a. Aus F i g. 4 ist diese Zusammenpreßstrecke a, die sich
nach dem Verschwenken der Laschen 2 um den Winkel x ergibt, ersichtlich.
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F i g. 5 zeig die prinzipiell gleiche Gliederkette, wobei jedoch
zur Verminderung des spezifischen Druckes auf die Endlamellen 4a bzw. die Stirnflächen
der Laschen 2 eine Anpassung der Endlamellen 4a an die Form der Laschen 2 vorgenommen
wurde.
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In F i g. 6 ist eine weitere Variante hinsichtlich der Ausführungsform
der Endlamelle dargestellt. Eine Endlamelle 4 b trägt oberhalb der durch
die Kettengelenke gehenden TeilungsebQne eine parallel zur Oberkante der Lamellen
3 gehende Rille 9, in die Nasen 10 an den quer zur Kettenlaufrichtung
liegenden
Flächen der Durchbrüche eingreifen können. Diese Endlamelle
4b wird damit lediglich verschwenkt, wenn der Nocken 8 das Lamellenpaket
zusammenpreßt, kann sich also nicht innerhalb des Durchbruches in Kettenlängsrichtung
verschieben.
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Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 wird eine weitere Endlamelle
4 c parallel verschoben, indem l,Nlocken 8 auf Verstärkungen 11, 12
der Lamelle 4 c
drücken.
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Die Endlamelle 4c ist außerdem in Form und Material federnd ausgebildet.
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In F i g. 8 ist schematisch dargestellt, wie zwischen die Laschen
2 und Endlamellen 4 d Rollkörper 13
eingefügt werden können. Die F
i g. 9 zeigt die gleiche Kette nach F i g. 8 in ausgeschwenktem Zustand.
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Ebenfalls unter Verwendung von Rollkörpern 13
wirken die Nocken
8 der Laschen 2 auf Endlamellen 4 e die federnd hergestellt sind (F
i g. W). Die Darstellung nach F i g. 11 zeigt die Laschen 2 in eingeschwenktem
Zustand mit flachgedr ückten Endlamellen 4 e.
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Im Prinzip die gleichen Verhältnisse treten bei der Verbindung der
einzelnen Laschen 2 benachbarter Kettenglieder durch Wiegegelenkstücke
7 auf. Es ist jedoch hierbei zu beachten, daß, da sich die Wiegestücke
7 beim Verschwenken der Laschen aufeinande,r abwiegen, die »Gelenkachse«
wandert, infolgedessen auch der Nocken entsprechend der Wälzlinie auszubilden ist.
Die Preßfläche 8" des Nockens 8
bildet daher, im Gegensatz zu den Ausfü#hrungen
der F i g. 1 bis 11, keinen Kreis, sondern eine immer den gleichen
Abstand von der Wälzlinie haltende Kurve. Bei dem Beispiel nach F i g. 12
sind ebenfalls zwischen den Endlamellen 4 und den Laschen 2 Rollkörper
13 eingefügt.
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Bei einer weiteren Ausführungsfonn sind die den Gelenken
6 benachbarten, das Lamellenpaket 3 be-
grenzenden Flächen der Laschendurchbrüche
1 zur Außenseite der Ketten hin gegeneinander geneigt. Nach dem Einlaufen
einer derartigen Gliederkette zwischen die Kegelscheibenpaare eines Kegelscheibenumschlingungstriebes
wirkt eine Radialkraft in Richtung des Pfeiles 14 auf die Lamellen 3, wodurch
sie über entsprechend der Neigung des Durchmessers 1
abgeschrägte Endlamellen
4 f in der Kettenlaufebene eingeklemmt werden. Nach Auslaufen aus
den Keaelscheibenpaaren sorgt ein zwischen den Endlamellen 4 und den Lamellen
3 des Lamellenpaketes eingefügtes Federblech 15 dafür, daß'die Lamellen
wieder in ihre - in F i g. 13 gezeigte - Ruhelage zurückkehren.
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Nach dem gleichen Prinzip ist die Gliederkette nach F i
g. 14 aufgebaut. Das das Lamellenpaket einschließlich der Endlamellen 4-umfassende
Federblech 16 bringt die Lamellen 3 einschließlich der Endlamellen
4 wieder in die in F i g. 14 gezeichnete Ruhelage, nachdem sie durch Einwirken einer
in Richtuno, des Pfeiles 14 wirkenden Radialkraft zwischen die schrä-,gen Flächen
des Durchbruches 1 eingeklemmt waren.
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Eine gleiche Wirkung wird durch Winkelhebel 17
erzielt, die
um die Drehpunkte 18 schwenkend bei Einwirken einer Radialkraft 14 eine in
der Kettenlaufebene wirkende Kraft 19 auf die Endlamellen 4 und damit die
Lamellen 3 des Lamellenpaketes ausüben (F i g. 15). Zwei derartige
Winkelhebel 17 können selbstverständlich auch zusammengefaßt werden, wie
dies F i g. 16 zeigt. Eine Klammer 20 bewirkt hier ebenfalls das Zusammenpressen
der Lamellen 3
einschließlich der Endlamellen 4 bei Einwirken einer Radialkraft
14.