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Die Erfindung bezieht sich auf eine Übertragungskette mit einer Anzahl
von Gliedern, die zur Bildung einer endlosen Kette geschlossen ist, für
ein stufenlos variables Kegelscheibengetriebe, welche Übertragungskette
in jedem Glied einen Satz von Gliedplatten aufweist, die parallel und
nahe beieinander angeordnet sind und die mit zwei in Teilungsabstand
voneinander angeordneten Gliedplatten-Öffnungen versehen sind, wobei
Gelenkstifte sich rechtwinklig zu der Gliedplatten-Fläche erstrecken und
durch die benachbarten Gliedplatten-Öffnungen eingesetzt sind und
wobei eine Gliedplatte eines Glieds sowie des folgenden Glieds im
wesentlichen abwechselnd um jeden Gelenkstift angeordnet sind,
während die Kettenenden zur Bildung einer endlosen Kette miteinander
verbunden sind, und welche Übertragungskette ferner pro Glied
mindestens eine Querplatte aufweist, die im wesentlichen konstante
Dicke hat und trapezförmig ist und die ein rechteckiges Fenster besitzt,
dessen lange Seiten parallel zu den Parallelseiten des Trapezes verlaufen
und dessen kurze Seiten von derartiger Länge sind, daß die benachbarten
Gliedplatten eines Glieds mit kleinem Spiel durch das Fenster passen
und in derartigem Abstand voneinander angeordnet sind, daß ein
gegebener Satz von benachbarten Gliedplatten mit etwas Spiel in diesem
Fenstr aufgenommen ist, und bei welcher Übertragungskette die zwei
kurzen Seiten jeder Querplatte Endflächen bilden, die als Reibflächen
mit den Kegelflächen der Kegelscheiben zusammenwirken, und bei
welcher Übertragungskette die Mittel zum Eingrenzen jeder Querplatte
in Längsrichtung der Kette relativ zu dem aufgenommenen Satz von
Gliedplatten durch zwei Nocken pro Längsseite jeder Gliedplatte gebildet
sind, die in der Gliedplatten-Fläche liegen, beidseits des Zentrums der
Gliedplatte vorstehen und zwischen sich eine Nut bilden, deren
Mittellinie rechtwinklig zu der Mittellinie der Gliedplatte liegt, wobei
alle Gliedplatten eines Satzes schräg in das Fenster (aus dem Fenster)
der Querplatte zu ihrem Einbringen (zu ihrem Entfernen) geschoben
werden können.
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Eine Übertragungskette der oben beschriebenen Art ist aus US-A-
47673 88 bekannt. Diese bekannte Übertragungskette hat einige
Nachteile. Zuallererst leidet die bekannte Kette während des Betriebs an
einem relativ hohen Geräuschniveau und hohem Verschleiß. Dies wird
dadurch verursacht, daß die zusammenwirkenden Oberflächen der
Gliedplatten einerseits und einer zugehörigen Querplatte andererseits
während des Betriebs dauernd wechseln. Diese Erscheinung tritt, unter
anderem, immer dann auf, wenn Drehmoment von der antreibenden
Rinnenscheibe zu der angetriebenen Rinnenscheibe übertragen wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die oben erwähnten
Nachteile zu eliminieren und/oder zu verringern. Dies wird dadurch
erreicht, daß sich mindestens eine der Nuten der Gliedplatten V-förmig
in Richtung zu den Nockenköpfen erweitert und daß Flächen mindestens
einer der langen Seiten jeder Querplatte mit passenden V-förmigen
Seitenflächen versehen sind, während die in Radialrichtung bezüglich
einer in einem Getriebe montierten Kette inneren, V-förmigen
Seitenflächen der Gliedplatten und der Querplatte spielfrei als
selbstpositionierende und selbstzentrierende Tragflächen während des
Betriebs beim Durchlaufen des eingeschlossenen Bogens
zusammenwirken, und daß die größte Breite der Gliedplatte, gemessen
zwischen den Köpfen von zwei entgegengesetzten Nocken, kleiner ist als
die schräge Distanz durch das Fenster in der Querplatte während des
Einbringens oder des Entfernens eines gegebenen Satzes von
Gliedplatten in das Fenster bzw. aus dem Fenster der Querplatte,
während alle Gliedplatten außer einer schräg oder vertikal nahe
beieinander und in gegenseitiger Anlage zu einer Seite des Fensters in
der Querplatte geschoben werden, so daß die letzte Gliedplatte parallel
zu sich selbst in das Fenster (aus dem Fenster) befördert oder
geschwenkt werden kann.
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Zwei Nocken sind so an mindestens einer Längsseite jeder Gliedplatte
vorgesehen, wobei zwischen den Nocken eine V-förmige Nut für die
Aufnahme der langen Seite der Querplatten gebildet ist, die für diesen
Zweck ebenfalls mit passenden V-förmigen Seitenflächen versehen sind.
Da es, teilweise im Hinblick auf die Symmetrie der Gliedplatten und der
Querplatten, in der Praxis häufig bevorzugt wird, beide Nuten in V-
Form in jeder Gliedplatte vorzusehen, wird hiervon bei der
nachfolgenden Beschreibung ausgegangen. Es ist dem
Durchschnittsfachmann klar, daß, wenn nur eine V-förmige Nut pro
Gliedplatte vorgesehen ist, die andere Nut zum Beispiel parallele
Seitenflächen haben kann. Wenn die Kette schlaff ist, oder in den
geraden Bereichen einer angespannten oder in Betrieb befindlichen
Kette, sind jeweils die beiden V-förmigen Längsseiten der Querplatten
mit kleinem Spiel in den V-förmigen Nuten der Gliedplatten
eingeschlossen. Wenn die Kette zusammengebaut wird, können sich
deshalb die Querplatten geringfügig in Radialrichtung rechtwinklig zu
der Richtung der Kette bewegen, ehe aufgrund der selbstpositionierenden
und selbstzentrierenden Form der V-förmigen Flächen eine der langen
Seiten der Querplatte in den V-Nuten des Satzes benachbarter
Gliedplatten des betreffenden Glieds fixiert wird. In einer derartigen
Situation befindet sich deshalb das gesamte radiale Spiel in der äußeren
V-Nut der Gliedplatten, wenn die Kette zusammengebaut wird.
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Theoretisch sollte das Spiel zwischen den beiden Seitenflächen des
äußeren V gleich sein, weil das Zentrieren in der inneren V-Nut dies
sicherstellt. Dieses Merkmal der Erfindung ist von wesentlicher
Bedeutung, wenn die Kette durch den eingeschlossenen Bogen der zwei
Kegelscheiben läuft, zwischen denen die Kette gedehnt wird. Da
während des Durchlaufens des eingeschlossenen Bogens die Glieder
davor und dahinter als Reaktion auf die Zugkraft in der Kette einer
radial nach innen gerichteten Kraft ausgesetzt sind, wenn sie an den
Scheiben anliegen, werden sich die Gliedplatten des Glieds selbsttätig in
der V-Nut über die Querplatte relativ zu der betreffenden Querplatte
zentrieren, und die radial innen befindliche V-Nut wird frei von Spiel
sein. Diese Erscheinung tritt im Betrieb immer auf, weil die
Vorspannung auf die zwei Kegelscheiben stets eine große Zug-
Vorspannung auf die Kette ausübt, selbst wenn keine Nutzkopplung
weitergegeben wird und das Getriebe unbelastet läuft. Während der
eingeschlossene Bogen an den Rinnenscheiben durchlaufen wird, wirkt
ferner eine häufig große Zentrifugalbeschleunigung auf die Querplatten,
die ebenfalls zu dem fest zentrierten Anliegen der Querplatte gegen die
innere V-Nut der Gliedplatte beiträgt. Obwohl, wenn ein gerader
Bereich zwischen den Rinnenscheiben läuft, der von der Kette
durchlaufene Krümmungsradius rasch angenommen wird und deshalb die
Radialkräfte auch rasch anzusteigen beginnen, haben die Querplatten
ausreichend Gelegenheit, sich selbst in den V-Nuten zu zentrieren und
gleichzeitig mit ihren Seitenflächen, die als Reibflächen ausgelegt sind,
zwischen den Kegelscheiben eingespannt zu werden.
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Eine Reihe der Nachteile der bekannten Kette wird erfindungsgemäß
eliminiert. Da sich theoretisch jede Querplatte an allen Gliedplatten des
betreffenden Glieds abstützt, wird der Flächendruck zwischen diesen und
deshalb auch der Verschleiß viel geringer als in der bekannten Kette
sein, so daß die Lebensdauer ebenfalls mehrfach länger sein kann. Da
das Liegen der Querplatte in den aufeinanderfolgenden Nuten einer
Anzahl von benachbarten Gliedplatten per se eine statisch überbestimmte
Konstruktion ist und da es auch Herstellungstoleranzen gibt, wird die
Querplatte in der Praxis nach einigem Anfangsverschleiß und
Anfangseinstellung im wesentlichen auf den Flanken der hinsichtlich der
Querrichtung der Kette mehr außen befindlichen Gliedplatten getragen.
Das Durchbiegen der Querplatten, welches einerseits von dem
Einspannen der Reibflächen zwischen den Kegelscheiben an der
Außenseite der kurzen Seiten der Querplatten und andererseits davon
herrührt, daß die Angriffsstellen des Satzes der Gliedplatten mehr in
Richtung zum Zentrum der Querplatte liegen, wird deshab verringert.
Verglichen mit der bekannten Kette besteht jedoch die Kraftübertragung
zwischen der Kette und jeder Querplatte aus einer Anzahl von einzelnen
Seitenflächen der V-Nuten und ist deshalb mehrfach größer. Die zweite
Verbesserung besteht darin, daß jede Querplatte, eingespannt in den
radial inneren V-Nuten der Gliedplatten der Kette, wenn Drehmoment
von der antreibenden Rinnenscheibe zu der angetriebenen Rinnenscheibe
übertragen wird, nicht mehr die tragende Fläche wechselt, so daß unter
diesen Umständen auftretende Stöße völlig vermieden werden, ebenso
das Geräusch und der Verschleiß bei dem Ablauf.
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Eine ähnliche Übertragungskette mit Querplatten ist für sich aus der US-
Patentschrift 4,569,671 bekannt. Bei dieser Kette ist jede Gliedplatte nur
mit radial nach innen gerichteten Nocken versehen, die zwischen sich
eine Nut mit parallelen Seiten einschließen. Eine oder mehrere
Querplatten entfallen auf diese Nut. Gemäß dieser Veröffentlichung sind
die Querplatten lediglich durch diese Nocken in der Längsrichtung der
Kette eingeschlossen und zentriert. Dies findet selbstverständlich immer
mit einem gewissen Spiel in Bewegungsrichtung der Kette statt, so daß
der oben erwähnte Nachteil des steten Wechsels der tragenden Fläche
beim Übergang von den antreibenden Scheiben zu den angetriebenen
Scheiben und umgekehrt stattfindet. Da die Querplatten mit einem
gewissen Spiel in der Nut zwischen den Nocken angeordnet sind,
können sie zu einem gewissen Grad aus dem rechten Winkel relativ zu
den zugehörigen Gliedplatten des betreffenden Glieds laufen, so daß
dieser vorher erwähnte Nachteil auch nur zum Teil eliminiert ist. In
diesem Fall haben die Flächen, welche die tatsächliche Kraftübertragung
zwischen den Gliedplatten und der Querplatte leisten, jedoch
Oberflächen, die mit den erfindungsgemäßen vergleichbar sind, so daß
dieser Nachteil der vorher erwähnten Kette verringert ist. Ein Nachteil,
der bleibt, besteht jedoch darin, daß die Tragstelle der Reibflächen der
Querplatten zwischen den Kegelscheiben in vielen Fällen weiter radial
außen liegen wird, insbesondere auf einem Radius, der nahezu
demjenigen Radius entspricht, auf dem die Gelenkstifte den
eingeschlossenen Bogen durchlaufen, als die tragenden Flächen der
Querplatten in der Nut. Dies übt eine nachteilige Kopplung auf die
Querplatten relativ zu den Gliedplatten aus, was den Verschleiß erhöhen
wird und außerdem ein unnötig lastaufbringendes Drehmoment auf die
Gliedplatten jedes Glieds ausübt.
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Wenn die Kette in eine Kegel-Rinnenscheibe läuft, wird sich, wie vorher
angegeben, die Querplatte selbstzentrieren und ohne Spiel zur Anlage
kommen gegen die Flächen der innenseitigen V-Nuten der Gliedplatten,
was einige Vorteile hat, wie oben erklärt. Wenn hingegen die Kette aus
einer Kegel-Rinnenscheibe herausläuft, wird sie selbst dem Weg des
geraden Bereichs leicht folgen, unterstützt durch die
Zentrifugalbeschleunigung. Die Querplatte, die zwischen den
Kegelscheiben eingespannt ist, wird jedoch versuchen, mit der
Rinnenscheibe zu rotieren, und wird deshalb die Flanken der inneren V-
Nut verlassen und aus der Kegel-Rinnenscheibe durch die Kette mittels
der radial äußeren V-Nuten herausgezogen werden; sie wird sich mit der
Kette hinwegbewegen. Wenn dies trotz der auf die Querplatten
wirkenden Zentrifugalbeschleunigung stattfindet, wird die Querplatte
hierdurch ihre tragende Fläche zwischen der radial inneren V-Nut beim
Hineinlaufen in die Kegel-Rinnenscheibe und der äußeren V-Nut beim
Herauslaufen aus der Kegel-Rinnenscheibe wechseln. Dies hängt
selbstverständlich stark von dem Durchmesser ab, auf dem die Kette
durch jede Kegel-Rinnenscheibe läuft. Je kleiner der Radius des Bogens
ist, der über die Kegel-Rinnenscheibe durchlaufen wird, desto größer ist
die Möglichkeit, daß dies geschieht. Dies ist nicht notwendigerweise für
sich ein Problem, weil Schmieröl zwischen den Flanken der V-Nuten
vorhanden ist, welches infolge der Gestalt der V-Nuten einen hohen
Dämpfüngseffekt hat. Sollte diese Erscheinung jedoch unter gewissen
Umständen zu übermäßiger Geräuschentwicklung führen, dann ist es
entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung von
Vorteil, den Spitzenwinkel der V-förmigen Nuten zwischen 7º und 20º
zu machen, so daß das Zentrieren selbsthemmend ist. Zusammen mit
dem Einfluß der Zentrifugalbeschleunigung wird dies dazu führen, daß
die Querplatte länger in der radial inneren V-Nut liegenbleibt, und zwar
sowohl beim Verlassen eines eingeschlossenen Bogens einer Kegel-
Rinnenscheibe als auch beim Durchlaufen der geraden Bereiche. Dies
vermindert mindestens teilweise die oben erwähnte, mögliche
Geräuscherzeugung.
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Eine ähnliche Übertragungskette mit Querplatten ist für sich bekannt aus
der britischen Patentanmeldung 2,088,517, aber diese Querplatten sind
bereits während der Herstellung der Kette über einen Satz benachbarter
Gliedplatten des betreffenden Glieds geklemmt. Mit dieser Konstruktion
der Kette besteht keine Möglichkeit für die Querplatten oder die
Gliedplatten, sich selbst zu positionieren oder auch nur selbst zu
zentrieren, und zwar relativ zu der Kette in Richtung der Bewegung
oder in Querrichtung der Kette. Diese Veröffentlichung beschreibt ferner
eine Konstruktion mit zwei Nocken an jeder Längsseite der Gliedplatte,
zwischen denen (wenn die Kette zusammengebaut wird) halbe U-förmige
Querplatten, die durch die Mitte geteilt sind, von beiden Querseiten
klemmend aufgepreßt werden. Außerdem bilden diese nicht eine stabile,
starre, formerhaltende Struktur. Dies erlegt der Herstellung dieser in der
britischen Patentanmeldung beschriebenen Kette extrem hohe
Anforderungen auf, denen man in der Praxis in der Massenproduktion
schwer nachkommen kann, während die Konsturktion für sich schon
schwach ist.
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Gemäß der Erfindung werden die Querplatten im Betrieb zentriert und
spielfrei in den inneren V-Nuten der Gliedplatten getragen, mindestens
während des Durchlaufens der eingeschlossenen Bögen der Kegel-
Rinnenscheiben, wie vorher erklärt. Bei diesen Zuständen haben die
schrägen Tragflächen der Querplatte in den radial äußeren V-Nuten der
Gliedplatten ein vergrößertes und relativ großes Spiel. Ein Kippen
deijenigen Seite einer Querplatte, die radial außen relativ zu den
zugehörigen Gliedplatten liegt, würde eine unzulässige Bewegung der
inneren langen Seite der Querplatte in den inneren V-Nuten der
Gliedplatten verursachen. Da die Flanken der V-Nut hier beide in
Kontakt sind, wäre dies eine von großer Reibung begleitete Bewegung,
die außerdem großen Verschleiß verursachen und eine unzulässige
Wärmeentwicklung mit sich bringen würde. Obwohl die Möglichkeit,
daß dies auftritt, gering ist, kann das Risiko des Auftretens gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträchtlich dadurch
vermindert werden, daß mindestens die radial äußere V-förmige Nut
jeder Gliedplatte, die in eine Kette eingebaut ist, in parallelen Seiten
enden gelassen wird, während die langen Seiten der Querplatten, die
hierzu passen, einen entsprechenden Querschnitt mit parallelen Seiten
haben. Unabhängig von der Radialposition der Querplatte in den
zugehören Gliedplatten werden die parallelen Flanken der Nut stets ein
konstantes Spiel mit den Parallelflächen der Querplatte haben. Obwohl
in der Theorie, als Folge der beim Betrieb auftretenden
Zentrifugalbeschleunigung, die parallelen Seiten der Nuten nur bei den
radial außen befindlichen Nuten erforderlich sind, ist es von Vorteil,
sowohl die radial äußeren als auch die radial inneren Nuten in dieser
Weise auszubilden. Dadurch bleibt die Gliedplatte symmetrisch, so daß
wahrend des Zusammenbaus keine Fehler gemacht werden können.
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Es wird für den Durchschnittsfachmann klar sein, daß die nicht genauer
beschriebenen Gelenkstifte entweder vollrunde Stifte oder die bekannten
"Halbstifte" sein können, die aufeinander abrollen. Die letztgenannten
Stifte haben mit ihrer Rückseite einen festen unbeweglichen Kontakt in
den Öffnungen der Gliedplatten, so daß dort kein Spiel oder Reibung
und Verschleiß stattfinden. Mit ihren einander zugewandten
Vorderflächen wälzen sie ohne Spiel aufeinander ab, wenn die Kette von
der angespannten Lage in die gekrümmte Lage und zurück gelangt.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden deutlich mit Bezugnahme auf
die beigefügten Ansprüche und die folgende Beschreibung, mit
Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren, die als Beispiel eine bevorzugte
Ausführungsform zeigen.
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Fig. 1a und 1b zeigen schematisch ein stufenlos variables
Kegelscheibengetriebe gemäß dem Stand der Technik, bei
dem die erfindungemäße Kette eingesetzt werden kann.
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Fig. 2 zeigt in erheblich vergrößertem Maßstab eine teilweise
geschnittene erfindungsgemäße Übertragungskette.
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Fig. 3 zeigt schematisch einen Querschnitt einer
Übertragungskette entlang der Linie III-III von Fig. 2 in
der Lage zwischen den Kegelscheiben.
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Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Querplatte.
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Fig. 5 zeigt eine Gliedplatte in Vorderansicht und Seitenansicht.
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Fig. 6 zeigt in vergrößertem Maßstab Einzelheiten einer
Gliedplatte und einer Querplatte gemäß der Erfindung, und
zwar bei einer modifizierten Ausführungsform.
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Fig. 7 zeigt eine bekannte Übertragungskette einer Art, die einige
Ähnlichkeit mit der erfindungsgemäßen Übertragungskette
hat.
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In der folgenden Beschreibung mit Bezugnahme auf die
Zeichnungsfiguren und ebenfalls in der obigen Beschreibung werden die
folgenden Definitionen zum Zweck der Klarheit benutzt:
Kette (angespannt)
Gliedplatte (einzeln)
Querplatte (einzeln)
parallel zur Laufrichtung
parallel zu Gelenkstiften:
rechtwinklig zur Längs- und Querrichtung
Längsrichtung Längs-Zentrallinie
quer
radial
längs, lange Seite
Dicke
Breite
kurze Seite
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Fig. 1a und 1b zeigen schematisch ein stufenlos variables
Kegelscheibengetriebe der erfindungsgemäßen Art. Die schematisch
gezeichnete Kette 1 kann von der oben beschriebenen,
erfindungsgemäßen Art sein. Das Getriebe ist in einer Stellung mit dem
maximalen Übersetzungsverhältnis gezeigt, bei der die kegelförmigen
Scheiben 2a, 2b einer Rinnenscheibe, nämlich der in den Figuren
rechten Rinnenscheibe, so eng wie möglich (d&sub2;) zusammengebracht sind,
so daß die Kette auf dem größten Radius R durch den eingeschlossenen
Bogen läuft. Die andere Rinnenscheibe, nämlich die in den Figuren linke
Rinnenscheibe, ist mit kleinstem Radius r gezeichnet, den die Kette
durchlaufen kann, wofür die zwei Kegelscheiben 3a, 3b so weit wie
möglich (d&sub3;) voneinander entfernt genommen sind. Die zum Einstellen
der Scheiben erforderlichen Mechanismen sind für sich bekannt und
werden deshalb nicht weiter im Detail erläutert. Es wird lediglich darauf
hingewiesen, daß der Abstand eines Scheibensatzes zum Beispiel
hydraulisch und in kontrollierter Weise eingestellt wird und daß die
Scheiben der anderen Rinnenscheibe stets unter einer Kraft stehen,
welche die konischen Scheiben aufeinander zu drückt. Dies bedeutet,
daß die Übertragungskette 1 stets in beiden Bereichen unter allen
Umständen unter Zugspannung steht, und zwar sowohl im Stillstand als
auch beim Betrieb, sowohl beim Leerlauf und beim Übertragen von
Nutzdrehmoment. Je größer die übertragene Kopplung ist, desto mehr
wird der eine Bereich (der antreibende Bereich) zusätzlich belastet, und
desto mehr wird der andere Bereich (der "schlaffe" Bereich) entlastet.
Eine Anzahl der Gliedplatten 4 des verwendeten Typs von
Übertragungskette 1 ist schematisch gezeigt, wobei die Gliedplatten
durch Gelenkstifte 6 zur Bildung einer endlosen geschlossenen Kette
miteinander verbunden sind. Wie es bei diesem Typ von Kette üblich
ist, besitzt jedes Glied eine Anzahl von Gliedplatten 4 (nicht gezeigt),
die eine neben der anderen angeordnet sind. Schematisch gezeichnete
Querplatten 5 sind in der Mitte jedes Satzes von benachbarten
Gliedplatten 4 jedes Glieds angebracht. Diese Querplatten sind mit
Schrägseiten versehen, welche die Reibungsflächen bilden, mit denen die
Kette über die Querplatten mit den kegeligen Oberflächen der
Kegelscheiben in Kontakt sind. Um so weit wie möglich den störenden
und unerwünschten Polygoneffekt zu vermindern, der im Prinzip bei
Ketten immer auftritt, müssen die Glieder eine möglichst kurze Teilung
haben, so daß der gegenseitige Abstand zwischen den Querplatten 5 so
klein wie möglich ist. Dies wird in bekannter Weise erreicht, wenn eine
große Anzahl von Gliedplatten pro Glied eine neben der anderen
angeordnet sind, so daß die Scherbelastung in den Gelenkstiften über
eine möglichst große Anzahl von Querschnitten verteilt wird und die
Biegespannung vermindert wird. Die Gelenkstifte können dann einen
kleineren Durchmesser haben, was bedeutet, daß die Gliedplatten
ihrerseits kleiner sein können und die Teilung der Kette verringert
werden kann. Die Grenzen der Verringerung werden hier insbesondere
durch die Möglichkeiten der Herstellung und des Zusammenbaus
bestimmt. Da mit verringerter Teilung der Kette die Anzahl der aktiven
Querplatten steigt, stellen die Querplatten für sich nicht eine Grenze für
die Miniaturisierung dar. Die Anzahl der Teile der Übertragungskette
nimmt zwar in diesem Fall zu, aber der Polygoneffekt und das
infolgedessen beim Betrieb erzeugte Geräuschniveau werden beträchtlich
reduziert.
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Fig. 2 zeigt schematisch in stark vergrößertem Maßstab drei Glieder
einer erfindungsgemäßen Übertragungskette, wie sie durch den
eingeschlossenen Bogen zwischen Kegelscheiben laufen. Es wird hier in
Erinnerung gerufen, daß die Kette stets unter Zugkraft P steht, so daß,
während die Kette durch den eingeschlossenen Bogen läuft, eine radial
nach innen gerichtete Kraft, welche die Kette in die V-Nuten zwischen
den Kegelscheiben drückt, auf die Querplatten ausgeübt wird. Infolge
der mit dieser Radialkraft einhergehenden Reibung kann ein
Drehmoment von der Kette auf die Scheiben oder umgekehrt ausgeübt
werden. Bei der folgenden weiteren Besprechung der Fig. 2 wird auch
Bezug genommen auf Fig. 3, 4 und 5 in Verbindung mit den
Einzelheiten der Teile. Fig. 5 zeigt eine Gliedplatte 4, von denen
entsprechend dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel acht eine neben der
anderen in der beispielhaft beschriebenen Kette eingebaut sind. Jede
Gliedplatte ist im wesentlichen länglich mit gerundeten Enden, wo sich
die Öffnungen 42 zum Durchlassen der Gelenkstifte 6 befinden. Die
Gliedanordnungen der Kette haben eine Teilung 7, die dem Abstand
zwischen den Mittelpunkten der Öffnungen 42 der Gliedplatte entspricht.
Die langen Seiten der Gliedplatte sind an jeder Seite mit zwei Nocken
43 versehen, die zwischen sich eine V-förmige Nut 44 einschließen,
deren Seitenflächen mit 46 bezeichnet sind. Der Körper 41 der
Gliedplatte 4 ist zwischen den einander zugewandten V-förmigen Nuten
44 eingezogen, worauf später bei der Diskussion der Fig. 6
zurückgekommen wird. Die Gliedplatten sind aus
Wärmebehandlungsstahl zum Beispiel durch Feinstanzen oder normales
Stanzen plus teilweises Schlußschleifen, wie schematisch durch 45
gezeigt, hergestellt.
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Eine Querplatte 5 ist gemäß Fig. 2, 3 um einen Satz von benachbarten
Gliedplatten gepaßt, wenn diese zu einer Kette zusammengefügt werden.
Fig. 4 zeigt eine Querplatte im Detail. Sie ist im wesentlichen
trapezförmig mit den Parallelseiten des Trapezes als lange Seiten 51 und
den schrägen Seiten des Trapezes als kurzen Seiten 52. Ein rechteckiges
Fenster 54 ist symmetrisch in jeder Querplatte 5 angeordnet, so daß die
Querplatte fensterrahmenartig ist. Die Seitenflächen 53 der kurzen Seiten
52 sind mit einer gewissen Rauhigkeit endbearbeitet und gehärtet, damit
sie als Reibungsflächen in Verbindung mit den Kegelflächen der
Kegelscheiben 2 und 3 dienen. Aus Gründen der Einfachheit zeigen die
Zeichnungsfiguren nicht, daß die Seitenflächen 53 leicht abgeknickt oder
gekrümmt sind, um die Tragfläche zwischen den Kegelscheiben auf ein
kleines diskretes Gebiet zu konzentrieren, wie es allgemein bekannt ist.
Wenn eine Querplatte in eine Kette eingebaut ist, liegen diese diskreten
Reibungsgebiete in der Nähe von oder auf der Verbindungslinie
zwischen den Gelenkstiften des betreffenden Glieds. Erfindungsgemäß
sind die Längs-Seitenflächen 56 der Querplatte 5 mit Schrägflächen 55
anschließend an das Fenster 54 über die gesamte Länge versehen. Diese
Flächen 55 liegen im gleichen V-Winkel wie die Flächen 46 der V-
förmigen Nuten in den Gliedplatten 4, mit denen sie in der Kette
zusammenpassen.
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In den angespannten Bereichen der Kette gemäß Fig. 1a und 1b sind die
eingebauten Querplatten 5 geringfügig in der Querrichtung und in der
Radialrichtung der Glieder mit Meinem Spiel bewegbar, wobei jedes
Glied aus einer Anzahl von benachbart zueinander eingebauten
Gliedplatten besteht. Fig. 2 zeigt jedoch die Situation, bei der die Kette
durch einen eingeschlossenen Bogen zwischen zwei Kegelscheiben läuft.
Das Spiel S&sub1; zwischen den V-Flächen 55 der Querplatte und den
Seitenflächen 46 der radial inneren V-Nut 44 in der Gliedplatte 4 ist nun
zu null reduziert, und zwar infolge der Wirkung der
selbstpositionierenden und selbstzentrierenden Schrägflächen des V unter
dem Einfluß der radial nach innen gerichteten Kräfte, die auf die
Gliedplatte wirken, und der nach außen gerichteten Kräfte, die auf die
Querplatte wirken. Beide Spiele S&sub1; sind deshalb stets gleich null. Dies
bedeutet, daß die radialen Spiele S&sub2;, die an der Außenseite zwischen
den V-Flanken 46 und 55 bestehen, verdoppelt sind. Weil im Betrieb die
radial inneren Spiele S&sub1; beide stets null sind, kann keine weitere
Relativbewegung zwischen den Querplatten 5 und den zugehörigen
Gliedplatten 4 stattfinden, nicht einmal infolge der Änderung der
Richtung der übertragenen Kraft zwischen den antreibenden
Kegelscheiben und den angetriebenen Kegelscheiben. Dies vermindert
die Geräuscherzeugung und den Verschleiß wesentlich. Ein weiterer
wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion im Vergleich zu
bekannten Konstruktionen kann dargelegt werden; dieser Vorteil ist
nämlich, wie klar aus Fig. 2 zu sehen ist, daß die einzig tragenden
Flächen, die einander zwischen der Querplatte und den Gliedplatten
berühren, die schrägen V-Flächen 46 und 55 sind. Deshalb müssen nur
diese verschleißbeständig und glatt bei der Herstellung sein, zum
Beispiel durch Härten und Schleifen, falls erforderlich. Die innere
Fläche 58 der Fensteröffnung 54 in der erflndungsgemäßen Querplatte 5
muß nicht nach dem Stanzen bearbeitet werden, ebensowenig die
Krümmungen 47 am Boden der V-Nuten in der Gliedplatte. Bei
bekannten Konstruktionen mußten diese Flächen im allgemeinen
ebenfalls bearbeitet werden. Die kurzen Seiten 59 der Fensteröffnung 54
der Querplatten 5 müssen nach dem Stanzen auch nicht bearbeitet
werden, weil diese Flächen keine Last tragen und höchstens eine
Führungsfunktion für die äußeren Gliedplatten der Kette übernehmen,
wie aus Fig. 3 ersichtlich ist.
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Zwei unterschiedliche Kettentypen werden im allgemeinen für diese Art
von Übertragungskette verwendet, nämlich Ketten mit der gleichen
Anzahl von Gliedplatten von Glied zu Glied. Dies bedeutet, daß die
Längsachse der Kette tatsächlich ein wenig in Zick-Zack-Form hin und
und her von Glied zu Glied verläuft. In diesem Fall ist die Steifigkeit
der Kette von Glied zu Glied die gleiche, aber die Kette wird unter Last
die Tendenz haben, sehr geringfügig in S-Form zu gehen und S-förmig
zu verschleißen, weil die Last von Glied zu Glied nicht genau entlang
der Mitte geht, sondern immer für eine Gliedplattendicke versetzt ist.
Die andere üblicherweise verwendete Kette ist die symmetrische Kette,
bei der die Glieder abwechselnd n und n+ 1 Gliedplatten haben. Hier ist
die Elastizität von Gliedplatte zu Gliedplatte unterschiedlich, aber die
Zentrallinie bleibt exakt gerade, und deshalb wird der Verschleiß der
Kette symmetrisch sein. Beide Ketten haben ihre oben beschriebenen
Nachteile, aber in der Praxis sind sie beide sehr nützlich und für lange
Lebensdauer geeignet. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine
asymmetrische Kette. Wie zu sehen ist, hat die Querplatte in dem
gezeigten Glied ein erheblich größeres Spiel an der linken Seite als an
der rechten Seite, und beim nächsten Glied der Kette ist es exakt
umgekehrt. Da kein Einklemmen stattfinden kann und da die Querplatten
5 von Glied zu Glied die korrekte Position zwischen den Kegelscheiben
2a und 2b beim Hineinlaufen in den eingeschlossenen Bogen einnehmen
können, hat das Fenster 54 der Querplatte sowohl links als auch rechts
ein Spiel S&sub4;, das dieses Positionierung ermöglicht. Dies ist der Fall
sowohl in der symmetrischen Kette als auch in der gezeichneten
asymmetrischen Kette.
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Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung kann angeführt werden. Infolge
des Vorsehens der schrägen V-Kanten 55 der Querplatten wird es aus
produktionstechnischen Gründen bevorzugt sein, den zentralen Bereich
der kurzen Seiten 52 dünner zu machen, wie aus Fig. 4 zu sehen ist.
Dies bedeutet, daß beim Schleifen der V-Flächen 55 die Schleifscheibe
alle Flächen unbehindert bearbeiten kann. Wie aus Fig. 2 zu sehen ist,
kann ein Spiel S&sub5; hier zwischen dem Ende (gesehen in Längsrichtung)
einer Gliedplatte und der nächsten Querplatte vorhanden sein. Eines,
was damit erreicht wird, besteht darin, daß beim Zusammenbau der
Kette das Einschließen der Querplatten relativ zu den Gliedplatten eines
Glieds in Querrichtung durch die Fläche 41 (Fig. 5) der Gliedplatte
stattfindet, solange die Distanz S&sub5; positiv ist, statt durch die kleinen
Endflächen von anschließenden Gliedplatten, falls S&sub5; negativ gewählt
werden sollte. Der letztgenannte Fal bringt eine ganze Menge
zusätzlichen Verschleiß mit sich, weil die zwei beteiligten
Gliedplattenenden nicht notwendigerweise in einer Linie miteinander
liegen und scharfe Kanten haben könnten. Es ist ferner zu sehen, daß
Platz gewonnen worden ist, entweder um die Teilung und so die
Gliedlänge noch weiter zu verringern und/oder um kräftiger ausgelegte
Gelenkstifte zu verwenden. Die vorstehende Aussage hinsichtlich der
Distanz S&sub5; gilt für beide Kettenarten. Der erreichte Gewinn verglichen
mit Querplatten ohne Dünnermachen der kurzen Seiten gemäß dem
Stand der Technik ist klar aus Fig. 2 ersichtlich.
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Fig. 6 zeigt eine weiter verbesserte, bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung hinsichtlich des Zusammenwirkens zwischen den Gliedplatten
und den Querplatten. Hier sind die vier Nocken 43 der Gliedplatten
weiter verlängert zur Bildung eines Nockens 48. Die V-förmige Nut 44
mit den Seitenflächen 46 zwischen den Nocken 43 setzt sich zwischen
den Nockenverlängerungen 48 als Nut mit parallelen Seitenflächen 49
fort. Die parallelen Seitenflächen 49 grenzen die parallelen Seitenflächen
56 mit einem Spiel S&sub3; auf jeder Seite ein. Die Position der Querplatte
relativ zu der Gliedplatte, wie in Fig. 6 gezeichnet, entspricht derjenigen
der zentralen Gliedplatte in Fig. 2, d.h. in anderen Worten während des
Laufs durch den eingeschlossenen Bogen zwischen zwei Kegelscheiben.
Dies bedeutet, daß die Spiele S&sub1; an der radial inneren Seite der Kette
gleich null sind, was bedeutet, daß Spiele S&sub3; zwischen den
Parallelflächen der Nockenverlängerung 48 verbleiben. Wie auch in
Verbindung mit Fig. 2 erklärt ist, besteht an der radial äußeren Seite ein
symmetrisches Spiel S&sub2; zwischen den schrägen V-Flächen der Querplatte
und der V-Nut in der Gliedplatte. Dieses Spiel ist relativ groß, wie unter
Bezugnahme auf Fig. 2 erklärt. Die Spiele S&sub3; zwischen den
Seitenflächen 56 der Querplatte und den Seitenflächen 49 der
Nockenverlängerungen 48 bleiben jedoch konstant und klein. Der Zweck
hiervon besteht darin zu verhindern, daß die Querplatte noch ein wenig
relativ zu der Gliedplatte kippt, während der Strang zwischen die
Scheiben hinein- und hindurchläuft. Dies würde selbstverständlich
großen Verschleiß an denjenigen Stellen verursachen, wo das Spiel S&sub1;
gleich null ist. Dies wird verhindert, indem die Spiele S&sub3; positiv, aber
klein, gehalten werden. Die Flächen 46 und 49 der betreffenden V-
Nuten werden nun geschliffen werden müssen, und das gleiche gilt für
die Flächen 55 und 56 der Querplatten.
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Fig. 6 gibt ferner eine Vorstellung von der Lastverteilung in den
Gliedplatten. Da bei einem stufenlos variablen Kegelscheibengetriebe,
bei dem die erfindungsgemäße Übertragungskette verwendet wird, stets
in der Kette eine relativ große Zug-Vorspannung herrscht und diese
durch die im treibenden Teil der Kette zu übertragende Nutz-Kopplung
weiter erhöht wird, muß dem in der Dimensionierung der Gliedplatten
speziell Rechnung getragen werden. Denn die Gliedplatten sind gemäß
der Erfindung durch die zwei V-Nuten 44 und die gerundeten Enden 47
der V-Nuten eingeschnitten. Grob gesprochen soll eine Materialstärke H,
die dem zweifachen der Materialmenge h der Gliedplatten um die
Gelenkstifte herum gleich ist, dort verbleiben. Dann wird den
Formfaktoren, welche die Zuspannung bewirken, insgesamt Rechnung
getragen. Das Vorsehen der V-Nuten zur Aufnahme der Querplatten in
den Gliedplatten ergibt noch einen weiteren Vorteil, der darin besteht,
daß die Kette besser gegen Herauslaufen aus dem rechten Winkel
zwischen den Kegelscheiben gesichert ist. Es ist bekannt, daß der
vorliegende Typ von Übertragungskette zuweilen die Tendenz hat,
"gekrümmt zu laufen" oder aus dem rechten Winkel zu gehen; in
anderen Worten, die Gelenkstifte und die Querplatten befinden sich nicht
präzise im rechten Winkel zur Längsachse der Kette. Dies kommt
insbesondere bei Ketten vor, bei denen die Querplatten mit dauerndem
Spiel in den Nuten liegen, so daß die Querplatten nicht korrigierend
gegen Herauslaufen aus dem rechten Winkel wirken können. Da jedoch
gemäß der Erfindung die Spiele S&sub1; während des Passierens durch den
eingeschlossenen Bogen zwischen den Kegelscheiben durch Kraft auf
null verringert werden, wird eine korrigierende, wiederherstellende
Kopplung damit auf die Flächen 46 jeder Gliedplatte ausgeübt, wenn
sich irgendein Problem des Beginns des Herausgehens aus dem rechten
Winkel stellt. Es wurde gefunden, daß bei der Gliedplatte/Querplatte-
Kombination gemäß der Erfindung die Gefahr des Herausgehens aus
dem rechten Winkel im wesentlichen vollständig eliminiert worden ist.
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Schließlich zeigt Fig. 7 eine bekannte Kette, von der lediglich
kommerzielle Dokumentation bisher bekannt ist. Sie zeigt eine gewisse
Ähnlichkeit zu der erfindungsgemäßen Kette, weil die Querplatten
zusätzlich zum Einschluß durch ihre Enden zwischen den Gelenkstiften
in Längsrichtung der Kette zwischen Nocken an den Gliedplatten
eingegrenzt sind. Anders als bei der vorliegenden Erfindung sind die
Gliedplatten zu diesem Zweck jedoch jeweils nur mit Nocken an einer
Seite der zugehörigen Querplatte versehen. Durch abwechselnden Einbau
der Gliedplatten wird eine unterbrochene Nut mit parallelen Seiten
erhalten, durch die die lange Seite der Querplatte verläuft. Die
Querplatte ist so entlang ihrer Länge wechselnd an ihrer Vorderseite und
an ihrer Rückseite abgestützt, und nur durch die halbe Anzahl von
Gliedplatten. Was deren Abstand anlangt, unterliegen die parallelen
Seiten der virtuellen Nut der Summierung von Toleranzen, so daß die
Eingrenzung der Querplatten zwischen den wechselnd vorgesehenen
Nocken sehr ungenau ist. Die gleiche Summierung von Verschleiß tritt
im Betrieb auf, so daß die Eingrenzung zwischen den Nocken mehr
orientierend als positionsbestimmend ist. Außerdem scheinen die
Querplatten auch zwischen den Gelenkstiften selbst eingeschlossen zu
sein, und zwar mit einer anderen Summierung von Toleranzen, was die
gleichen Nachteile mit sich bringt, wie sie vorher im Zusammenhang
mit EP-A-0,127,266 diskutiert worden sind. Es ist klar, daß die mit den
erfindungsgemäßen V-Nuten erreichten Vorteile nicht erreichbar wären,
wenn diese in der bekannten Konstruktion eingesetzt werden, und zwar
infolge der Summierung der vielen Toleranzen bei der bekannten Kette.
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Was den Zusammenbau anbelangt, scheint der Zusammenbau der
bekannten Kette einfach, weil die Gliedplatten von beiden Seiten in das
Fenster der Querplatte geschoben werden können, woraufhin die
Gelenkstifte eingesetzt werden; aber Fehler mit den Gliedplatten, die
wechselweise einzubauen sind, erscheinen nicht ausgeschlossen.
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Was die erfindungsgemäße Kette anbelangt, setzt der mechanisierte
Zusammenbau Bedingungen, die durch die Dimensionierung der
Gliedplatten und der Querplatten relativ zueinander erfüllt werden
können. Diese sind in den Ansprüchen beschrieben. Wenn die
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit V-Nuten eingesetzt
wird, wird zusätzlicher Platz gewonnen, weil die letzte Gliedplatte in die
Schrägposition in das Fenster (aus dem Fenster) um einen Punkt
geschwenkt werden kann, der durch die V-Nut gebildet ist, welche die
verengte kurze Seite 52 der Querplatte mit Spiel aufnimmt. Dieser
zusätzlich verfügbare Raum kann zur Vergrößerung des Einbauraums
und/oder zur Verstärkung der Gliedplatte und/oder der Querplatte
benutzt werden.