DE69208530T2

DE69208530T2 - Kettenkonstruktion

Info

Publication number: DE69208530T2
Application number: DE69208530T
Authority: DE
Inventors: Philip J Mott
Original assignee: Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1992-05-05
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2012-05-06
Also published as: EP0518478B1; EP0518478A3; CA2062531C; US5147250A; DE69208530D1; EP0518478A2; DE69208530T3; EP0518478B2; CA2062531A1; JPH05133441A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kette, genauer gesagt eine Kette, bei der eine Dreiwege- oder Dreiglieder- Anordnung in ihrer Konstruktion Verwendung findet.
Die Dreiwege-Aufreihung, insbesondere für Ketten von stufenlos regelbaren Getrieben, ist bekannt. Die US-A-4 547 182 beschreibt eine Anordnung mit Dreiwege-Aufreihung für eine Kette, die in einem konstant regelbaren Getriebe Verwendung finden kann, bei dem die Glieder der Kette so angeordnet sind, daß eine sich durch die Schwerpunkte von in Querrichtung benachbarten Gliedern erstreckende Linie eine im wesentlichen gerade Linie bildet, die sich durch die Kette erstreckt, wobei die Linie relativ zur Längsachse der Kette geneigt ist. Diese Veröffentlichung beschreibt ferner eine Anordnung mit Dreiwege-Aufreihung für eine in einem stufenlos regelbaren Getriebe (CVT) verwendete Kette, bei der die Glieder symmetrisch um die Mittellinie der Kette angeordnet sind und sich eine durch den Schwerpunkt von in Querrichtung benachbarten Gliedern erstreckende Linie ein V- oder Fischgrätmuster in der Kette bildet. Bei dieser Veröffentlichung finden offensichtlich herkömmliche Kettenglieder zur Konstruktion der Kette mit Dreiwege-Aufreihung Verwendung. Es ist hierin klar ausgesagt, daß eine Kette mit Zweiwege-Aufreihung für eine vorgegebene Größe eine größere Festigkeit besitzt.
Die US-A-4 927 404 beschreibt eine Gliederkette zur Verwendung in einem stufenlos regelbaren Kegelscheibengetriebe. Bei dieser Gliederkette findet eine Anordnung mit Dreiwege-Aufreihung Verwendung. Um eine gleichmäßige Kraftübertragung vorzusehen, sind einige Glieder relativ zu den normalen oder anderen Gliedern verfestigt. Die normalen Glieder sind üblicherweise die innen in der Gliederkette angeordneten Glieder. Die Verfestigung der Glieder kann durch Verwendung eines Materiales mit größerer Festigkeit, durch dickere Ausbildung der Glieder oder durch Verdoppeln der Glieder zur Ausbildung eines Gliedes mit doppelter Dicke erreicht werden.
Die US-A-4 581 001 beschreibt eine Kette für ein stufenlos regelbares Kegelscheibengetriebe. Die Glieder der Kette sind über Schwenkteile, die in Öffnungen in den Gliedern eingepaßt sind, miteinander verbunden. Jedes Glied besitzt zwei Endstege, die in Laufrichtung der Kette voneinander beabstandet sind und sich quer zur Laufrichtung der Kette erstrecken. Die Endstege sind jeweils zu einer Öffnung im Glied benachbart. Jedes Schwenkteil ist so konstruiert, daß es gegen einen entsprechenden Endsteg eines jeden Gliedes an zwei Anschlagbereichen stößt, die in der Richtung, in der sich der Endsteg erstreckt, voneinander beabstandet sind. Die Abmessung eines jeden Schwenkteiles in der Richtung, in der sich der zugehörige Steg erstreckt, entspricht im wesentlichen dem Abstand zwischen den Anschlagbereichen.
Es wurde festgestellt, daß die Form der in einer Kette mit Dreiwege-Aufreihung verwendeten Glieder die Festigkeit der Kette stark beeinflussen und zu einer Kette mit Dreiwege- Aufreihung führen kann, die eine größere Festigkeit besitzt als eine Kette mit identischer Größe, bei der eine zweiwege-Aufreihung Verwendung findet. Dies trifft zu, obwohl bei der Kette mit Dreiwege-Aufreihung ein Drittel weniger Glieder vorhanden sind als bei einer Kette mit identischer Größe, bei der eine zweiwege-Aufreihung Verwendung findet. Durch die Konstruktion der Glieder wird daher die Festigkeit einer Kette mit Dreiwege-Aufreihung stark verbessert, und es werden die Bereiche, in denen die Kette eingesetzt werden kann, wesentlich erweitert.
Ein Beispiel einer derartigen Kette mit Dreiwege-Aufreihung ist in der GB-A-974 517 beschrieben. Diese Veröffentlichung betrifft eine Kette, die eine Vielzahl von Gliedern, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und eine Öffnung besitzen, die an jedem Ende der Glieder angeordnet ist, wobei sich ein Endbereich der Glieder von dem Ende der Öffnung zu dem Ende des Gliedes erstreckt, und eine Vielzahl von Verbindungselementen umfaßt, die benachbarte Glieder miteinander verbinden, wobei die Glieder in einem in Querrichtung abgestuften Dreiglied-Muster miteinander verbunden sind, indem entsprechend angeordnete Endbereiche der Glieder versetzt angeordnet sind, wobei sich die Verbindungselemente durch die Öffnungen an einem Ende eines der Glieder und die Öffnung am gegenüberliegenden Ende der benachbarten Glieder erstrecken und wobei sich der Endbereich der Glieder im wesentlichen bis zum benachbarten Verbindungselement erstreckt, wodurch dieser Endbereich der Glieder vergrößert ist und die Festigkeit der Kette wesentlich erhöht.
Genauer gesagt, bei der Kette der GB-A-974 517 ist das Muster der in Querrichtung abgestuften Glieder vom Mittelpunkt der Kette aus umgekehrt ausgebildet, so daß ein echtes Fischgrätmuster gebildet wird.
Erfindungsgemäß ist die vorstehend allgemein beschriebene Kette dadurch gekennzeichnet, daß sich das in Querrichtung abgestufte Gliedermuster alle drei Glieder wiederholt.
Somit ändern sich bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der die Glieder in Reihen (A, B und C) angeordnet sind, die sich über die Breite der Kette erstrecken, die Glieder in einer Aufreihung über die Kette in einem Fischgrätenmuster: ABC ABC ABC A CBA CBA CBA.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ändern sich die Glieder in einer diagonalen Aufreihung über die Kette in dem Muster: ABC ABC.
Die Dicke der Glieder einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kette kann sich über die Kette ändern.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nunmehr einige beispielhafte Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Kette der vorliegenden Erfindung, die in einem stufenlos regelbaren Getriebe (CVT) Verwendung findet;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht der in einem CVT verwendeten erfindungsgemäßen Kette;
Figur 3 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kette;
Figur 4 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung;
Figur 5 eine Draufsicht auf die Kette der Figur 4;
Figur 6 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht der Kette der Figur 3;
Figur 7 eine Seitenansicht einer Kette des Standes der Technik;
Figur 8 eine Draufsicht auf die Kette des Standes der Technik der Figur 7;
Figur 9 eine Seitenansicht der in Figur 3 gezeigten Kette;
Figur 10 eine Draufsicht auf die Kette der Figur 9;
Figur 11 eine schematische Ansicht einer Kette des Standes der Technik;
Figur 12 eine schematische Ansicht der Kette der vorliegenden Erfindung;
Figur 13 eine schematische Ansicht einer Kette des Standes der Technik; und
Figur 14 eine schematische Ansicht der Kette der Figur 3.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Kette 10, die in einem stufenlos regelbaren Getriebe (CVT) verwendet wird. Das CVT umfaßt ein Paar von Scheiben 2 und 3, die mit Wellen 4 und 5 verbunden sind. Eine der Wellen ist eine angetriebene Welle, während die andere Welle die Antriebswelle ist. Die Scheiben 2 und 3 besitzen ein Paar von Flanschen 6 und 7, wobei mindestens einer der Flansche konisch ausgebildet ist. Die Scheiben sind über die Kette 10 miteinander verbunden, wobei Seitenränder 9 der Kette mit den Scheibenflanschen in Reibeingriff stehen. Mindestens ein Flansch einer jeden Scheibe ist relativ zu den anderen axial bewegbar, um die Übersetzungsverhältnisse zwischen den beiden Scheiben zu verändern. Die Pfeile deuten die Axialbewegung der Flansche zur Erzielung von unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen an. Einrichtungen, die über den Rahmen der vorliegenden Erfindung hinausgehen, können vorgesehen sein, um mindestens einen Flansch relativ zum anderen axial zu bewegen. Obwohl in der Zeichnung eine Kette vom CVT-Typ dargestellt ist, versteht es sich, daß diese Kettenkonstruktion auch im wesentlichen bei jedem anderen Kettentyp Anwendung finden kann. Beispiele von anderen Typen von Ketten, bei denen diese Konstruktion eingesetzt werden kann, sind in den US-A-4 342 560, US-A-4 758 210, US-A-4 832 668 und US-A-4 904 231 gezeigt. Diese Beispiele sind lediglich beispielhaft für Kettentypen, die von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen können, und begrenzen in keiner Weise den Anwendungsbereich der Erfindung. Die Kette ist ferner geeignet für eine Anordnung mit Dreiwege-Aufreihung, die in bezug auf die Mittellinie der Kette symmetrisch ist, und für eine Kette, die nicht symmetrisch ist. Bei vielen Anwendungsfällen wurde jedoch festgestellt, daß es zu bevorzugen ist, eine in bezug auf die Mittellinie der Kette symmetrische Konstruktion zu verwenden. Beispiele in bezug auf die Anordnung der Glieder zur Ausbildung dieser Typen einer Dreiwege- Aufreihung sind in der US-A-4 547 182 gezeigt. Die Lehren dieser Veröffentlichung, wie man die Glieder anordnen muß, um eine Kette mit Dreiwege-Aufreihung zu erhalten, werden hiermit durch Bezugnahme in das vorliegende Patent eingearbeitet.
Die in den Figuren 3, 6 und 14 gezeigte Kette 10 ist zur Verwendung mit einem stufenlos regelbaren Getriebe (CVT) konstruiert. Wie schematisch in Figur 14 gezeigt, ist eine Vielzahl von Gliedern 13 in Reihen A, B und C angeordnet, die sich über die Breite der Kette gemäß der Dreiwege-Aufreihung erstrecken. Die Glieder sind ferner in Spalten 12 angeordnet, die sich in Bewegungsrichtung der Kette 10 erstrecken. Die gezeigte Anordnung mit Dreiwege-Aufreihung ist symmetrisch um die Mittellinie der Kette, und das abgestufte Quermuster der Glieder 13 wiederholt sich alle drei Glieder und nicht für jedes alternierende Glied einer Kette, bei der sämtliche Glieder in Reihe angeordnet sind. In Verbindung mit dieser Erfindung können auch Konstruktionen mit nicht symmetrischer Dreiwege-Aufreihung Anwendung finden. Eine Spalte von Gliedern 13, die sich über die Länge der Kette erstreckt, ist entlang der Mittellinie der Kette angeordnet. Die Anordnung mit Dreiwege-Aufreihung führt ferner dazu, daß die Reihen A, B und C, die sich über die Breite der Kette 10 erstrecken, ein Aufreihungsmuster besitzen, das sich jede dritte Reihe wiederholt. Die Reihen A, B und C sind so angeordnet, daß jede Reihe eine unterschiedliche Breite besitzt. In der Zeichnung ist die Reihe A die breiteste Reihe, da sich die äußersten Glieder 13 der Reihe A am extremen Außenumfang der Kette 10 befinden. Die Reihe B ist die nächstbreiteste, während die Reihe C die schmalste Reihe ist, da die äußersten Glieder 13 vom Außenumfang der Kette am weitesten verschoben sind. Eine Änderung in der Breite für die Reihen A, B und C wiederholt sich jede dritte Reihe. Die Glieder 13 besitzen eine Öffnung 15, die benachbart zu jedem Ende der Glieder angeordnet ist. Diese Anordnung mit Dreiwege-Aufreihung führt dazu, daß die Öffnung 15 an einem Ende des Gliedes 13 zur Öffnung 15 am gegenüberliegenden Ende des benachbarten Gliedes ausgerichtet ist. Bei dieser Konstruktion befinden sich die benachbarten Glieder 13 niemals in der Position, in der die Enden der Glieder Ende an Ende aneinanderstoßen. Diese Konstruktion führt dazu, daß bei einer vorgegebenen Breite der Kette 10 um ein Drittel weniger Glieder 13 vorhanden sind als sie bei einer Kette der gleichen Breite vorhanden wären, bei der die Glieder in Reihe angeordnet sind, wobei die Enden der Glieder aneinanderstoßen.
Die Glieder 13 werden über Verbindungselemente 19 zusammengehalten, die sich durch die Öffnungen 15 in den Gliedern 13 erstecken. Der Stapel der Glieder 13 an den Verbindungselementen 19 kann über Führungsglieder 21 in Position gehalten werden, die an der Außenseite des Stapels der Glieder angeordnet sind und mit den Verbindungselementen 19 in Eingriff stehen. Wie in Figur 6 gezeigt, handelt es sich bei den Verbindungselementen 19 um eine Kipplageranordnung. Es versteht sich jedoch, daß auch runde Zapfen oder andere geeignete Verbindungselemente verwendet werden können, um die Stapel der Glieder miteinander zu verbinden.
Lastblöcke 25 können in einem auf einer Seite der Glieder 13 ausgebildeten Kanal 27 angeordnet sein. Diese Lastblöcke 25 sind so im Kanal 27 angeordnet, daß die Enden der Lastblöcke mit den Scheiben des CVT in Eingriff treten. Die Führungsglieder 21 besitzen normalerweise einen Kanal 28, der mit einer Kerbe 30 in Eingriff steht, welche am Ende der Lastblöcke 25 angeordnet ist. Der Kanal 28 an den Führungsgliedern ist in die Kerbe 30 eingepaßt, um den Lastblock 25 im auf einer Seite der Glieder 123 ausgebildeten Kanal 27 in Position zu halten. Häufig besitzt das Außenglied in einer jeden Reihe A, B und C einen Kanal 28, der in die Kerbe 30 an den Lastblöcken 25 eingepaßt ist, um sicherzustellen, daß sämtliche Lastblöcke im Kanal 27 gehalten werden. Diese spezifische Konstruktion der Lastblöcke 25 bildet keinen Teil der Erfindung. Weitere Details dieses Merkmals werden nicht beschrieben.
In den Figuren 7, 8 und 13 ist die Kettenkonstruktion des Standes der Technik gezeigt. Hierbei sind die Glieder 33 in Reihe angeordnet, wobei das Ende eines Gliedes in einer Reihe gegen das Ende des Gliedes in der nächsten Reihe stößt. Die Glieder 33 in benachbarten Reihen sind mauerverbandartig versetzt, wobei die Gelenke zwischen benachbarten Gliedern um ein halbes Glied versetzt angeordnet sind. Dies ist eine übliche Konstruktion, die seit vielen Jahren für derartige Ketten Verwendung findet. Die Teilung dieser Kette wird durch den Abstand von einer sich durch den Mittelpunkt einer Öffnung 35 an einem Glied erstreckenden Linie bis zu einer Linie, die sich durch den Mittelpunkt der anderen Öffnung 35 an einem Glied erstreckt, bestimmt. Dieser Abstand ist in Figur 7 als Distanz X gezeigt. Die Distanz X ist für sämtliche Glieder in der Kette im wesentlichen gleich. Die Teilung der Kette oder der Abstand X bestimmt ferner die Fähigkeit der Kette, sich gelenkig um eine kreisförmige Fläche zu bewegen, wenn sie um eine Scheibe oder ein Kettenrad läuft. In der Praxis wurde festgestellt, daß je kürzer der Abstand X ist, desto besser sich die Kette gelenkig bewegt und desto ruhiger und glatter die Kette läuft, wenn sie sich um die kreisförmige Fläche herum bewegt. Es gibt jedoch ein Optimum zwischen einer Reduzierung des Abstandes X oder der Teilung der Kette, um eine gute gelenkige Bewegung und eine kontinuierliche Funktionsweise zu erhalten, und einem Erhöhen der Montagekosten für die Kette sowie eine Reduktion der Festigkeit derselben. Wie man Figur 7 entnehmen kann, werden die auf die Glieder 33 einwirkenden Zugkräfte vom Endbereich 34 des Gliedes aufgenommen, das sich von der sich durch eine Öffnung 35 verlaufenden Mittellinie bis zum benachbarten Ende des Gliedes erstreckt. Dieser Abstand ist in Figur 7 als Abstand Y bezeichnet. Da die Glieder 33 in Figur 7 aneinanderstoßen, ist der Abstand Y geringer als der halbe Abstand X, bei dem es sich um die Teilung der Kette handelt. Der Abstand Y ist geringer als die halbe Teilung X, um für ein gewisses Spiel zwischen den Enden der benachbarten Glieder, die aneinanderstoßen, zu sorgen. Wenn die Teilung der Kette kleiner gemacht wird, dann bedeutet dies auch, daß weniger Material am Ende der Glieder, definiert durch den Abstand Y, zur Verfügung steht, um die auf die Glieder einwirkenden Kräfte aufzunehmen. Wenn die Teilung der Kette ausreichend reduziert worden ist, steht an den Endbereichen der Glieder nicht genug Material zur Verfügung, um die auf die Glieder über die Verbindungselemente 39 einwirkenden Axiallasten zu handhaben. Es ist auch möglich, die Öffnung 35 und die Verbindungselemente 39 kleiner zu machen, um mehr Material im Endbereich 34 der Glieder 33 vorzusehen. Indem man die Öffnungen und Verbindungselemente kleiner macht, werden jedoch die auf die Kette einwirkenden Zugkräfte in einem sehr kleinen Bereich konzentriert, was zu Fehlern in den Gliedern oder Verbindungselementen der Kette führen kann. Es muß daher immer ein Konstruktionskompromiß vorgenommen werden, um sicherzustellen, daß die Teilung der Kette groß genug ist, damit genug Material im Endbereich 34 der Glieder 33 vorhanden ist, um eine ausreichende Festigkeit zu erreichen, ohne daß die Kette übermäßig breit ausgebildet ist oder daß eine Kette hergestellt wird, die zu laut ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß es die gewählte Dreiwege-Aufreihungskonstruktion ermöglicht, mehr Material im Endbereich der Glieder anzuordnen, wodurch die Glieder wesentlich fester ausgebildet werden können als die Glieder, die in einer In-Reihe-Konstruktion angeordnet sind, wie in den Figuren 7 und 8 gezeigt. Die Figuren 9 und 10 zeigen den Vorteil dieser Konstruktion für eine Kette. In diesen Figuren ist die Teilung der Kette 10 der Abstand zwischen den Mittellinien der Öffnungen 15 in den Gliedern 13. Die Teilung ist als Abstand A in Figur 9 bezeichnet. Der Endbereich 14 der Glieder 13, der die Lastaufnahmekapazität für die Glieder vorsieht, ist als Abstand B in Figur 9 gezeigt. Da sich die Glieder 13 nicht in Reihe befinden und nicht aneinanderstoßen, kann sich der Endbereich 14 der Glieder 13 im wesentlichen bis zum Verbindungselement 19 erstrecken, das durch die Glieder auf benachbarten Seiten des Gliedes 13 verläuft. Mit dieser Konstruktion kann die Länge des Endbereiches 14 der Glieder 13, definiert durch den Abstand B, einen viel größeren Prozentsatz der Teilung A für die Glieder ausmachen. Der Abstand B entspricht nur einer Hälfte des Durchmessers der Öffnung 15 plus einem kleinen Spielraum, der kürzer ist als die Teilung A. Dies ist wesentlich größer als mit dem Endbereich Y der Kette des Standes der Technik bei einer In-Reihe-Gliedkonstruktion möglich, wie in Figur 7 gezeigt. Da der Endbereich 14 der Glieder 13, die in den Figuren 9 und 10 gezeigt sind, wesentlich größer ist als der bei den Gliedern des Standes der Technik, können die Glieder der vorliegenden Erfindung viel größere Axiallasten von den Verbindungselementen 19 aufnehmen. Der Endbereich 14 an den Gliedern 13 besitzt eine Länge, die von etwa 0,3 bis etwa 0,6 der Teilung A des Gliedes oder der Distanz zwischen den Mittelpunkten der beiden Öffnungen 15 an den Gliedern 13 reicht. Da ferner mehr Material im Endbereich des Gliedes zur Verfügung steht, ist es auch möglich, die Öffnungen 15 geringfügig größer zu machen, so daß ein größerer Radius vorhanden ist, über den die vom Verbindungselement 19 auf das Glied aufgebrachten Kräfte verteilt werden können. Wenn in den Gliedern 13 größere Öffnungen 15 Verwendung finden, können größere Verbindungselemente 19 eingesetzt werden. Hierdurch wird das Lastaufnahmevermögen der Kette 10 weiter verbessert. Wenn die Größe der Öffnung 15 erhöht wird, kann es in einigen Fällen erforderlich sein, die Höhe der Glieder zu vergrößern, um sicherzustellen, daß ausreichend viel Material um den Außenumfang der Öffnung 15 herum vorhanden ist, damit die Festigkeit der Glieder 13 maximiert werden kann.
In der Praxis wurde von der Patentinhaberin festgestellt, daß durch Erhöhen der Größe des Endbereiches 14 der Glieder 13, wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt, die Festigkeit der aus derartigen Gliedern bestehenden Kette wesentlich erhöht werden kann. Zwischen dem Anstieg der Größe des Endbereiches 14 und der Festigkeit des Gliedes 13 besteht eine nicht lineare Beziehung. Durch das hinzugefügte Material im Endbereich 14 wird die Festigkeit des Gliedes 13 viel stärker als erwartet erhöht. Eine Kette mit Dreiwege-Aufreihung und dem erhöhten Bereich am Endbereich 14 der Glieder 13 besitzt eine größere Festigkeit als eine Kette, die eine In-Reihe-Konstruktion besitzt, wobei von der gleichen Kettenbreite ausgegangen wird. Dies ist der Fall, obwohl die Kette mit dem Dreiwege-Aufreihungsmuster etwa 1/3 weniger Glieder besitzt als die Kette mit der In- Reihe-Konstruktion. Das vergrößerte Material im Endbereich 14 der Glieder 13, das unter Verwendung der Dreiwege-Konstruktion möglich ist, führt zu Gliedern, die eine um mehr als 1/3 größere Festigkeit besitzen als die Glieder, die bei einer In-Reihe-Konstruktion einer Kette Verwendung finden. Durch Verwendung eines größeren Durchmessers der Öffnung 15 in den Gliedern 13, um die Lasten von den Verbindungselementen 19 besser zu verteilen, und durch Verwendung eines Verbindungselementes 19 mit größerem Durchmesser wird das Lastaufnahmevermögen der Kette 10 unter Verwendung der Dreiwege-Aufreihungs-Konstruktion weiter verbessert. Die Öffnungen 15 besitzen normalerweise einen Durchmesser von etwa 0,5 bis etwa 0,75 der Teilung A. Eine Kette 10 mit Dreiwege-Aufreihung unter Verwendung der Glieder 13 der vorliegenden Erfindung führt zu einer leichteren Kette mit weniger Gliedern, die die gleiche Festigkeit besitzt wie eine Kette mit In-Reihe-Mustern, wenn beide Ketten die gleiche Teilung und Breite besitzen. Mit einer Konstruktion mit Dreiwege-Aufreihung unter Verwendung der Glieder 13 wird ferner eine andere Alternative vorgesehen, bei der die Teilung der Kette reduziert werden kann, um eine Kette mit besseren Gelenklaufeigenschaften vorzusehen, die im Gebrauch weniger laut ist, während sie das gleiche Lastaufnahmevermögen wie eine Kette mit In- Reihe-Konstruktion und größerer Teilung besitzt. Normalerweise kann eine Kette, die die verbesserten Glieder 13 in einem Dreiwege-Aufreihungsmuster aufweist, eine Teilung besitzen, die etwa 10 % bis etwa 25 % kürzer ist als die Teilung einer Kette mit In-Reihe-Konstruktion, während sie das gleiche Lastaufnahmevermögen wie die Kette mit In- Reihe-Konstruktion aufweist und beide Ketten die gleiche Breite besitzen.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der Glieder mit unterschiedlicher Dicke Verwendung finden, um die Zugkräfte über die Breite der Kette und über die Breite der Verbindungselemente auszugleichen.
In den Figuren 4 und 5 ist eine Kette 40 gezeigt, bei der eine Dreiwege-Aufreihungskonstruktion der vorstehend beschriebenen Art Verwendung findet. Die Kette 40 ist symmetrisch um eine Mittellinie ausgebildet, die sich in Längsrichtung der Kette erstreckt. Eine Vielzahl von Gliedern sind in der vorstehend beschriebenen Weise vorgesehen, um die Kette 40 zu bilden. Bei dieser Ausführungsform finden jedoch bei der Konstruktion der Kette Glieder mit unterschiedlicher Dicke Verwendung. Es gibt Standardglieder 43, dünne Glieder 42 und dicke Glieder 45, die bei der Konstruktion der Kette 40 eingesetzt werden. Eine Spalte 52 von Standardgliedern 43 erstreckt sich entlang der Längsmittellinie der Kette 40, und die Kette ist in bezug auf diese Spalte 52 symmetrisch. In der Praxis wurde festgestellt, daß es wünschenswert ist, wenn die dünnen Glieder 42 eine Dicke besitzen, die etwa 1/3 bis etwa 2/3 der Dicke eines Standardgliedes 43 entspricht, wenn die dicken Glieder 45 eine Dicke besitzen, die etwa 1-1/3 bis 1-2/3 der Dicke des Standardgliedes 43 entspricht. Es wurde ferner in der Praxis festgestellt, daß die dünnen Glieder 42 vorzugsweise eine Dicke besitzen sollten, die etwa der Hälfte der Dicke eines Standardgliedes 43 entspricht, während die dicken Glieder 45 eine Dicke besitzen sollten, die etwa der 1,5 fachen Dicke eines Standardgliedes 43 entspricht. Die dicken Glieder 45 werden vorzugsweise hergestellt, indem ein Standardglied 43 mit einem dünnen Glied 42 kombiniert wird. Führungsglieder 47 können an der Außenseite der Kette Verwendung finden, um die Stapel der Glieder in Position zu halten, wie dies bekannt ist. Die Führungsglieder 47 weisen eine Dicke auf, die für diesen Bereich der Kette geeignet ist. Sie besitzen üblicherweise eine Dicke, die entweder der eines dünnen Gliedes 42, eines Standardgliedes 43 oder der eines dicken Gliedes 45 entspricht. Die Glieder haben eine Öffnung 49, die an jedem Ende angeordnet ist, und Verbindungselemente 51 erstrecken sich durch die Öffnung 49, um die Standardglieder 43, dünnen Glieder 42 und dicken Glieder 45 zusammen in Reihen A, B und C zu halten, die sich über die Breite der Kette 40 erstrecken, wie vorstehend ausgeführt. Die Glieder 42, 43, 45 sind ebenfalls in Spalten 53 angeordnet, die sich in Bewegungsrichtung der Kette 40 erstrecken.
Beim Auswerten der von der Kette 40 übertragenen Kräfte wurde festgestellt, daß die auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden Kräfte nicht über die Breite der Kette konstant sind. Die Dreiwege-Aufreihungskonstruktion erzeugt Spalte entlang den Verbindungselementen 51 zwischen benachbarten Gliedern in einer Reihe. Die Größe der Spalte verändert sich an bestimmten Punkten in einer Reihe infolge der Dreiwege-Aufreihungskonstruktion. Die Spalte tragen ferner dazu bei, daß ungleichmäßige Kräfte auf die Verbindungselemente 51 einwirken. Auch enthält die Reihe A, B und C nicht die gleiche Zahl von Gliedern, und jede Reihe besitzt ein unterschiedliches Lastaufnahmevermögen. Alle diese Faktoren wirken zusammen, so daß ungleichmäßige Kräfte auf die Verbindungselemente 51 und ungleichmäßige Kräfte über eine Reihe von Gliedern in der Kette 40 erzeugt werden. Die auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden Kräfte können bis zu einem Ausmaß variieren, bei dem die Verbindungselemente 51 im tatsächlichen Gebrauch der Kette 40 zum Verbiegen gebracht werden. Durch das Verbiegen der Verbindungselemente 51 können Lasten auf die Verbindungselemente 51 aufgebracht werden, die zu einem vorzeitigen Ausfall der Verbindungselemente oder der Glieder in der Kette 40 führen. Um diesen unausgeglichenen Kräften entgegenzuwirken, wurde es als wünschenswert angesehen, die Dicke der in der Kette 40 verwendeten Glieder zu verändern, um den auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden Kräften entgegenzuwirken.
In der Praxis wurde festgestellt, daß durch Verwendung von Gliedern mit verschiedener Dicke die auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden ungleichmäßigen Lasten reduziert werden können und das Lastaufnahmevermögen der Kette 40 wesentlich verbessert werden kann. Der Hauptzweck der Verwendung von Gliedern mit unterschiedlicher Dicke besteht darin, Änderungen im Abstand zwischen benachbarten Gliedern in einer Reihe A, B und C, die auf natürliche Weise bei einer symmetrischen Dreiwege-Aufreihungskonstruktion für eine Kette auftreten, zu kompensieren. Durch Verwendung von Gliedern 42, 43, 45 unterschiedlicher Dicke können Glieder, die eng benachbart in einer Reihe angeordnet sind, dünner ausgebildet werden, da diese Glieder näher angeordnet sind und keine so große Last tragen. Glieder, die einen großen Abstand in einer Reihe besitzen, können dicker ausgebildet werden, da die weiter beabstandeten Glieder eine höhere Last aufnehmen. Ferner können dünnere Glieder 42 in einer Reihe benachbart zu Gliedern, die in einem großen Abstand voneinander angeordnet sind, vorgesehen werden, um die Größe des Spaltes zwischen den Gliedern in einer Reihe zu reduzieren. Wenn der Spalt ausreichend reduziert worden ist, kann es nicht länger erforderlich sein, in diesem Bereich der Reihe dickere Glieder zu verwenden. In Bereichen der Kette, in denen ein Standardspalt vorhanden ist und keine unüblichen Lasten auf die Kette ausgeübt werden, können Glieder 43 mit einer Standarddicke verwendet werden. Für die meisten Anwendungsfälle wurde festgestellt, daß es nur erforderlich ist, ein dünnes Glied 42, ein Standardglied 43 und ein dickes Glied 45 vorzusehen, um eine Anpassung an den unterschiedlichen Abstand zwischen benachbarten Gliedern in einer Reihe und auf die auf die verschiedenen Glieder in einer Reihe einwirkenden Lasten zu erreichen.
Ein Beispiel zeigt deutlicher, wie durch die Verwendung von Gliedern mit unterschiedlicher Dicke das Lastaufnahmevermögen einer Kette 40, bei der die Dreiwege-Aufreihungskonstruktion Verwendung findet, stark verbessert wird. Figur 11 zeigt eine Kette des Standes der Technik, bei der bei der Kettenkonstruktion Glieder mit Standarddicke Verwendung finden. Diese Kette ist so konstruiert, daß sie symmetrisch und eine Spalte 52 von Gliedern vorhanden ist, die sich entlang der Mittellinie der Kette erstreckt. Aus Einfachheitsgründen sind nur die Reihen A, B und C für diese Kette gezeigt. Es versteht sich jedoch, daß sich die Reihen A, B und C über die Gesamtlänge der Kette wiederholen. Bei diesem Stand der Technik besitzt die Kettenreihe A sieben gleichmäßig beabstandete Glieder und damit ein Glied mehr als die Reihen B und C enthalten. Diese Reihe von Gliedern besitzt daher eine größere Festigkeit als die anderen beiden Reihen von Gliedern und wird in der Kette unterbeansprucht. Auch die Führungsglieder 47 an den Außenrändern der Reihe A werden unterbeansprucht. Die Führungsglieder befinden sich am Außenrand der Kette 40, und die Verbindungselemente 51 enden an den Führungsgliedem. Da die Führungsglieder am Außenrand der Kette angeordnet sind, ist an der Außenseite der Führungsglieder keine zusätzliche Last vorhanden. Hierdurch werden die von den Führungsgliedern auf zunehmenden Lasten reduziert, und die Führungsglieder werden unterbeansprucht. Die unterbeanspruchte Reihe A wird über die Länge der Kette jede dritte Reihe wiederholt. Die Reihe B der Kettenkonstruktion des Standes der Technik besitzt sechs Glieder mit Standarddicke. Es existiert jedoch ein sehr breiter Spalt 55 zwischen den beiden Gliedern in der Mitte dieser Reihe, da es drei Glieder mit Standarddicke zwischen diesen beiden mittleren Gliedern gibt. Die anderen Glieder in der Reihe B, die Glieder in der Reihe A und der größte Teil der Glieder in der Reihe C haben zwei Glieder zwischen benachbarten Gliedern in der Reihe. Der breite Spalt 55 bewirkt, daß eine größere Last auf diese beiden mittleren Glieder aufgebracht werden kann, und bewirkt, daß diese beiden mittleren Glieder überlastet werden. Diese Überlastung der mittleren Glieder kann zu einem unerwünschten Verbiegen der Verbindungselemente 51 in diesem Bereich der Kette führen. Die Reihe C dieser Kette des Standes der Technik besitzt sechs Glieder mit Standarddicke. Die beiden mittleren Glieder der Reihe C sind jedoch sehr nahe beieinander angeordnet, da es von den Gliedern in der Spalte 52, die sich entlang der Mittellinie der Kette 50 erstreckt, nur ein Glied gibt, das die beiden mittleren Glieder in der Reihe C trennt. Da die beiden mittleren Glieder einen kleinen Spalt 56 dazwischen aufweisen, werden diese Glieder unterbeansprucht und nehmen keine so große Last auf wie der größte Teil der anderen Glieder in der Kette 40. Die äußeren beiden Glieder in der Reihe C besitzen zwei überhängende Glieder von der Reihe A und der Reihe B, die sich bis zum Außenrand der Kette 40 erstrecken. Diese Konstruktion bewirkt, daß die beiden äußeren Glieder der Reihe C überlastet werden. Somit besitzt die Reihe C unterbeanspruchte Glieder in der Mitte und überbeanspruchte Glieder am Außenrand. Wie man dieser Auswertung der Ketten des Standes der Technik mit Dreiwege- Aufreihung entnehmen kann, gibt es Muster von unterbeanspruchten und überbeanspruchten Gliedern, die in den Reihen A, B und C der Kette vorhanden sind. Hierdurch kann das Lastaufnahmevermögen der Kette nicht maximiert werden, und die Verbindungselemente 51 können in unerwünschter Weise verbogen werden, wodurch das Lastaufnahmevermögen der Kette 40 weiter reduziert werden kann.
Ein Beispiel dafür, wie mit der vorliegenden Erfindung die Nachteile der in Figur 11 gezeigten Kette des Standes der Technik beseitigt werden können, ist in Figur 12 gezeigt, bei der die Glieder mit variierender Dicke der vorliegenden Erfindung Verwendung finden. Gemäß dieser Figur besitzt die Reihe A sieben Glieder. Bei den Führungsgliedern 47 handelt es sich jedoch nunmehr um dünne Glieder 42, da die Führungsglieder nicht so viel Last aufnehmen wie die anderen Glieder in dieser Reihe. Der restliche Teil der Glieder in der Reihe A wird durch Standardglieder 43 gebildet, so daß diese Reihe nunmehr sechs und 1/3 regelmäßige Glieder besitzt, da die dünneren Glieder 42 für die Führungsglieder 47 verwendet werden. Die in dieser Figur gezeigte Reihe C besitzt sechs Glieder, hat jedoch nunmehr zwei dicke Glieder 45 und zwei dünne Glieder 42, so daß diese Reihe sechs und 2/3 Glieder 43 mit Standarddicke aufweist. Bei den beiden mittleren Gliedern in der Reihe C, die benachbart zur mittleren Spalte 52 der Glieder angeordnet sind, handelt es sich um dünne Glieder, da diese eng benachbarten Glieder bisher unterbeansprucht waren und dünnere Glieder in diesem Abstand der Kette angeordnet werden können, ohne das Lastaufnahmevermögen der Kette zu reduzieren. Bei den beiden äußeren Gliedern der Reihe C handelt es sich um dicke Glieder 45, da diese Glieder vorher bei der Kette des Standes der Technik überbeansprucht waren. Dadurch, daß die äußeren Glieder in der Reihe C dicker ausgebildet sind, können diese Glieder die in diesem Abschnitt der Kette vorhandenen Lasten handhaben und werden nicht mehr überbeansprucht. Wie vorstehend erläutert, variieren die Reihen A, B und C der Kette 40 in der Breite. In Figur 12 ist die Reihe C die schmalste Reihe, und es sind die äußersten Glieder dieser schmalsten Reihe, wo die dickeren Glieder 45 anzuordnen sind, da diese Glieder höheren Lasten ausgesetzt sind als die äußeren Glieder der anderen beiden breiteren Reihen der Glieder. Die in dieser Figur gezeigte Reihe B besitzt sechs Glieder 43 mit regelmäßiger Dicke und nahezu gleichem Abstand. Der Abstand zwischen den beiden mittleren Gliedern in der Reihe B ist nur geringfügig breiter als im Normalfall, da die beiden dünnen Glieder 42 in der Reihe C die Größe des Spaltes 55 zwischen den beiden mittleren Gliedern der Reihe B reduzieren. Der Abstand zwischen den äußeren Gliedern der Reihe B und den nächsten inneren Gliedern in der Reihe B ist etwas größer als normal, da an der Außenseite der Reihe C die dicken Glieder Verwendung finden. Diese Situation wird jedoch durch die Tatsache etwas gemildert, daß die Führungsglieder 47 auf der Außenseite der Reihe A dünn sind, so daß hierdurch die Außenglieder in der Reihe B näher an den Außenrand der Kette 40 herangebracht werden, was dazu führt, daß eine geringere Last auf die Außenglieder der Reihe B einwirkt.
Die in Figur 12 gezeigte Dreiwege-Aufreihung führt zu einer sehr bedeutenden Reduzierung der Unterbeanspruchung und Überlastung der Glieder in den Reihen der Kette. Durch diese Konstruktion werden ferner die Schwankungen und der Abstand zwischen den Gliedern in einer speziellen Reihe reduziert, um das Lastaufnahmevermögen dieser Glieder weiter zu verbessern. Da die Glieder wirksamer eingesetzt werden, wird hierdurch die ungleichmäßige Belastung der Verbindungselemente 51 reduziert, wodurch das Verbiegen der Verbindungselemente herabgesetzt und das Lastaufnahmevermögen der Kette 40 weiter verbessert wird.
Es versteht sich, daß das vorstehend beschriebene Beispiel nur zur Verdeutlichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dient. Durch das Ändern der Breite der Kette 40 können sich Änderungen ergeben, welche Glieder in einer speziellen Reihe der Kette unterbeansprucht oder überlastet werden. Die Grundprinzipien der Verwendung von Gliedern unterschiedlicher Dicke können jedoch generell genutzt werden, um das Lastaufnahmevermögen der Kette zu maximieren. Wenn eine Entscheidung durchgeführt wird, ob dünne Glieder oder dicke Glieder verwendet werden sollen, ist es besonders wichtig, die dicken Glieder 45 und dünnen Glieder 42 in einer Weise zu verwenden, gemäß der jede Reihe der Kette im wesentlichen die gleiche Querschnittsdicke der Glieder besitzt. Wenn die Auswahl zwischen der Verwendung von dünnen Gliedern 42 zur Reduzierung des Spaltes zwischen benachbarten Gliedern in einer Reihe oder der Verwendung eines dicken Gliedes 45 zur Handhabung der zusätzlichen Lasten besteht, ist es normalerweise am besten, eine solche Wahl zu treffen, daß sich Reihen der Kette ergeben, die die gleichste Gesamtquerschnittsdicke der in einer Reihe vorhandenen Glieder aufweisen. Es ist ferner wünschenswert, die Kette so zu konstruieren, daß die Biegespannungen der Verbindungselemente 51 minimiert werden. Die vorstehend beschriebene Verwendung der dünnen Glieder 42 und dicken Glieder 45 trägt jedoch normalerweise dazu bei, die Biegespannungen der Verbindungselemente zu minimieren und die gesamte Querschnittsdicke der Glieder einer jeden Reihe so gleich wie möglich zu halten, was normalerweise auch dazu beiträgt, die Biegespannungen zu reduzieren. Gelegentlich können die Breitenanforderungen für eine spezielle Kette die Entscheidung beeinflussen, wie die dicken und dünnen Glieder in der Kette verwendet werden sollen. Um eine spezielle Breite für einen speziellen Endgebrauch zu erhalten, kann es erforderlich sein, die dicken und dünnen Glieder in einer Weise zu verwenden, die kein hohes Lastaufnahmevermögen für die Kette 40 erzeugt. Durch die Verwendung der dicken und dünnen Glieder gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch immer noch eine Kette konstruiert werden, die ein höheres Lastaufnahmevermögen mit geringerer Biegung der Verbindungselemente 51 aufweist als die Ketten des Standes der Technik mit Dreiwege-Aufreihung, bei denen nur ein Glied mit einer einzigen Dicke Verwendung findet.

Claims

1. Kette mit einer Vielzahl von Gliedern (13), die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und eine Öffnung (15) aufweisen, die an jedem Ende der Glieder (13) vorgesehen ist, wobei sich ein Endbereich (14) der Glieder vom Ende der Öffnung (15) bis zum Ende des Gliedes (13) erstreckt, und einer Vielzahl von Verbindungselementen (19), die benachbarte Glieder (13) miteinander verbinden, wobei die Glieder in einem in Querrichtung versetzten Dreiglied-Muster, in dem entsprechend angeordnete Endbereiche (14) der Glieder (13) versetzt sind, miteinander verbunden sind, sich die Verbindungselemente (19) durch die Öffnungen (15) an einem Ende von einem der Glieder (13) und durch die Öffnung (15) am gegenüberliegenden Ende der benachbarten Glieder (13) erstrecken und wobei sich der Endbereich (14) der Glieder (13) im wesentlichen bis zum benachbarten Verbindungselement (19) erstreckt, so daß der Endbereich (14) der Glieder (13) vergrößert wird und die Festigkeit der Kette (10) wesentlich erhöht, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Muster alle drei Glieder wiederholt.

2. Kette nach Anspruch 1, bei der es der vergrößerte Endbereich (14) ermöglicht, daß die Öffnungen (15) in den Gliedern (13) einen größeren Durchmesser besitzen, um die auf die Glieder (13) von den Verbindungselementen (19) einwirkende Last wirksamer zu verteilen.

3. Kette nach Anspruch 2, bei der die Öffnungen (15) einen Durchmesser besitzen, der etwa dem 0,5 fachen bis etwa 0,75 fachen des Abstandes zwischen den Mittelpunkten der beiden an den Gliedern (13) angeordneten Öffnungen (15) entspricht.

4. Kette nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Verbindungselemente (19) einen größeren Durchmesser besitzen, der im wesentlichen dem größeren Durchmesser der Öffnungen (15) entspricht, so daß das Lastaufnahmevermögen der Verbindungselemente (19) und der Kette (10) verbessert wird.

5. Kette nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Abstand zwischen den Öffnungen (15) in den Gliedern (13) reduziert werden kann, um die Teilung der Kette (10) zu reduzieren und die Fähigkeit der Kette (10) zur gelenkigen Bewegung zu verbessern, ohne das Lastaufnahmevermögen der Kette (10) herabzusetzen.

6. Kette nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Endbereich (14) der Glieder (13) eine Länge besitzt, die etwa dem 0,3 bis etwa dem 0,6 fachen des Abstandes zwischen den Mittelpunkten der beiden an den Gliedern (13) angeordneten Öffnungen (15) entspricht.

7. Kette nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Glieder (13) über die Kette (40) eine unterschiedliche Dicke besitzen.

8. Kette nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Glieder (13) in Reihen (A, B und C) angeordnet sind, die sich über die Breite der Kette (10) erstrecken, wobei sich die Glieder (13) in der Aufreihung über die Kette gemäß dem folgenden Muster unterscheiden: ABC ABC ABC A CBA CBA CBA.

9. Kette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Glieder (13) in Reihen (A, B und C) angeordnet sind, die sich über die Breite der Kette (10) erstrecken, wobei sich die Glieder (13) in der Aufreihung über die Kette durch das folgende Muster unterscheiden: ABC ABC.