DE69212245T2

DE69212245T2 - Kettenkonstruktion

Info

Publication number: DE69212245T2
Application number: DE69212245T
Authority: DE
Inventors: Edward H Cole
Original assignee: Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1992-05-01
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2012-05-02
Also published as: EP0518477A3; EP0518477A2; DE69212245D1; CA2062530C; EP0518477B1; CA2062530A1; US5147251A; JPH05133442A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kette, genauer gesagt eine Kette, deren Konstruktion eine Dreiwege- oder Dreigliedanordnung umfaßt.
Die US-A-4 927 404 beschreibt eine Gliederkette zur Verwendung in einem stufenlos verstellbaren Kegelscheibenge triebe. Bei der Gliederkette findet eine Dreiwege-Aufreihungs-Konfiguration Verwendung. Um für eine gleichmäßige Kraftübertragung zu sorgen, besitzen einige Glieder eine höhere Festigkeit als die normalen oder anderen Glieder. Die normalen Glieder sind üblicherweise die innen angeordneten Glieder der Gliederkette. Die Festigkeitserhöhung der Glieder kann erhalten werden, indem man ein Material mit höherer Festigkeit verwendet, die Glieder dicker ausbildet oder sie verdoppelt, um ein Glied mit doppelter Dicke zu erhalten.
Die US-A 4 581 001 beschreibt eine Kette für ein stufenlos verstellbares Kegelscheibengetriebe. Die Glieder der Kette sind über Schwenkteile miteinander verbunden, die in Öffnungen der Glieder eingepaßt sind. Jedes Glied besitzt zwei Endstege, die in Laufrichtung der Kette im Abstand voneinander angeordnet sind und sich quer zur Laufrichtung der Kette erstrecken. Die Endstege sind jeweils benachbart zu einer Öffnung im Glied angeordnet. Jedes Schwenkteil ist so konstruiert, daß es an zwei Anschlagbereichen, die in der Richtung, in der sich der Endsteg erstreckt, voneinander beabstandet sind, gegen einen entsprechenden Endsteg eines jeden Gliedes gelagert ist. Die Abmessung eines jeden Schwenkteiles in der Richtung, in der sich der zugehörige Steg erstreckt, entspricht im wesentlichen dem Abstand zwischen den Anschlagbereichen.
Eine weitere Konstruktion des Standes der Technik ist in der US-A-4 547 182 beschrieben, die allgemein eine Kette mit Dreiwege-Aufreihung betrifft, welche eine Vielzahl von Gliedern aufweist, die im wesentlichen parallel zueinander und in Reihen angeordnet sind, die sich über die Breite der Kette erstrecken, wobei entsprechend angeordnete Endbereiche der Glieder versetzt und die Glieder in Kolonnen angeordnet sind, die sich in Bewegungsrichtung der Kette erstrecken, wobei sich eine Öffnung an jedem Ende des ersten, zweiten und dritten Gliedes befindet und sich eine Vielzahl von Verbindungselementen durch die Öffnungen erstreckt und ein benachbartes erstes, zweites und drittes Glied miteinander verbindet.
Genauer gesagt betrifft die US-A-4 547 182 eine Kette, die in einem konstant regelbaren Getriebe (CVT) verwendet werden kann und bei der die Glieder der Kette so angeordnet sind, daß eine sich durch die Schwerpunkte von benachbar ten, in Querrichtung nebeneinander angeordneten Gliedern erstreckende Linie eine im wesentlichen gerade Linie bildet, die sich durch die Kette erstreckt, wobei diese Linie relativ zur Längsachse der Kette geneigt ist. Diese Veröffentlichung betrifft ferner eine Anordnung mit Dreiwege Aufreihung fur eine in einem CVT verwendete Kette, wobei die Glieder symmetrisch um die Mittellinie der Kette angeordnet sind und eine sich durch den Schwerpunkt von benachbarten, in Querrichtung nebeneinander angeordneten Gliedern erstreckende Linie ein V-Muster oder Fischgrätmuster in der Kette bildet. Beim Gegenstand dieser Veröffentlichung finden herkömmliche Kettenglieder bei der Konstruktion der Kette mit Dreiwege-Aufreihung Verwendung. Es ist hier klar ausgesagt, daß eine Kette mit Zweiwege-Aufreihung bei einer bestimmten Größe eine größere Festigkeit besitzt.
Es wurde jedoch von den Erfindern festgestellt, daß die Konfiguration der in einer Kette mit Dreiwege-Aufreihung verwendeten Glieder die Festigkeit der Kette stark beeinflussen kann, so daß eine Kette mit Dreiwege-Aufreihung erzeugt werden kann, die eine größere Festigkeit besitzt als eine Kette mit identischer Größe, die eine Zweiwege-Aufreihung aufweist. Dies ist der Fall, obwohl die Kette mit Dreiwege-Aufreihung 1/3 weniger Glieder besitzt als eine Kette mit identischer Größe, die eine Zweiwege-Aufreihung aufweist.
Diese Entdeckung wird in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kette ausgenutzt, die von der vorstehend erwähnten allgemein beschriebenen Kette mit Dreiwege-Aufreihung ausgeht und dadurch gekennzeichnet ist, daß die zweiten Glieder eine Dicke besitzen, die geringer ist als die der ersten Glieder, und daß die dritten Glieder eine Dicke aufweisen, die größer ist als die der ersten Glieder, und daß die zweiten Glieder und die dritten Glieder so in der Kette angeordnet sind, daß die Abstände zwischen benachbarten Gliedem und die Verteilung der Lasten auf die Glieder derart variiert werden, daß die auf die Glieder einwirkenden Lasten über die Breite der Kette im wesentlichen ausgeglichen sind und die Verbiegung der Verbindungselemente wesentlich reduziert wird.
Durch diese verbesserte Kettengliedkonstruktion wird die Festigkeit einer Kette mit Dreiwege-Aufreihung stark erhöht, wodurch die Bereiche, in denen die Kette eingesetzt werden kann, wesentlich erweitert werden. Obwohl eine erfindungsgemäß ausgebildete Kette besonders gut geeignet ist für den Einsatz in einem CVT, bei dem die Kette zur Verbindung von zwei veränderlichen Scheiben eingesetzt wird, kann die erfindungsgemäße Konstruktion auch bei nahezu jeder anderen Kettenart Verwendung finden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nunmehr einige beispielhafte Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert. Hiervon zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kette, die in einem stufenlos regelbaren Getriebe (CVT) Verwendung findet;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht der in einem CVT verwendeten gleichen Kette;
Figur 3 eine Seitenansicht der gleichen Kette;
Figur 4 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 5 eine Draufsicht der Kette der Figur 4;
Figur 6 eine auseinandergezogene perspektivische 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.
Eine Kette 10 der vorliegenden Erfindung, die in einem stufenlos regelbaren Getriebe (CVT) verwendet wird, ist in den Figuren 1 und 2 gezeigt. 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 eine Antriebswelle ist. Die Scheiben 2 und 3 umfassen ein Paar von Flanschen 6 und 7, wobei mindestens einer der Flansche konisch ausgebildet ist. Sie sind über die Kette miteinander verbunden, wobei die Seitenränder 9 der Kette mit den Scheibenflanschen in Reibeingriff stehen. Mindestens ein Flansch einer jeden Scheibe ist relativ zum anderen axial bewegbar, um die Übersetzungsverhältnisse zwischen den beiden Scheiben zu verändern. Die dargestellten Pfeile zeigen die Axialbewegung der Flansche zum Erreichen von unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen. Es können Einrichtungen, die über den Rahmen der vorliegenden Erfindung hinausgehen, vorgesehen sein, um mindestens einen Flansch relativ zum anderen axial zu bewegen. Obwohl eine Kette vom CVT-Typ in den Zeichnungen dargestellt ist, kann diese Konstruktion einer Kette auch bei nahezu jedem anderen Kettentyp Verwendung finden. Beispiele von anderen Kettentypen, bei denen diese Konstruktion Verwendung finden kann, sind in der US-A-4 342 560, US-A-4 758 210, US-A- 4 832 668 und US-A-4 904 231 beschrieben. Diese Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft für die Art der Ketten, die von den erfindungsgemäßen Merkmalen Gebrauch machen können, und stellen in keiner Weise eine Beschränkung für die Anwendung der Erfindung dar. Die Kette ist ebenfalls geeignet zur Verwendung in einer Anordnung mit Dreiwege-Aufreihung, die symmetrisch um die Mittellinie der Kette ausgebildet ist, und auch für eine Kette, die nicht symmetrisch ist. Es wurde jedoch festgestellt, daß es für viele Anwendungsfälle von Vorteil ist, eine Konstruktion zu verwenden, die um die Mittellinie der Kette symmetrisch ausgebildet ist. Beispiele in bezug auf die Anordnung der Glieder einer Kette, um diese Arten der Dreiwege-Aufreihung zu erreichen, sind in der US-A-4 547 182 beschrieben. Die Lehre dieser Veröffentlichung in bezug auf die Anordnung der Kettenglieder zur Herstellung einer Kette mit Dreiwege- Aufreihung wird hiermit durch Bezugnahme in das vorliegende Patent eingearbeitet.
Die Kette 10 der Figuren 3, 6 und 14 ist zum Einsatz in einem stufenlos regelbaren Getriebe (CVT) konstruiert. Wie schematisch in Figur 14 gezeigt ist, 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 Kolonnen 12 angeordnet, die sich in der Bewegungsrichtung der Kette 10 erstrecken. Die gezeigte Dreiwege-Aufreihung ist symmetrisch in bezug auf die Mittellinie der Kette, und das in Querrichtung versetzte Muster der Glieder 13 wiederholt sich alle drei Glieder im Gegensatz zu jedem übernächsten Glied bei einer Kette, bei der sämtliche Glieder in Reihe angeordnet sind. Es versteht sich, daß bei dieser Erfindung auch Konstruktionen mit nicht symmetrischer Dreiwege-Aufreihung Verwendung finden können. Eine Kolonne von Gliedern 13, die sich über die Länge der Ketten erstrecken, ist entlang der Mittellinie der Kette angeordnet. Die Dreiwege-Aufreihung führt auch dazu, daß die sich über die Breite der Kette 10 erstreckenden Reihen A, B und C ein Aufreihungsmuster besitzen, das sich jede dritte Reihe wiederholt. Die Reihen A, B und C sind so angeordnet, daß jede Reihe eine andere Breite besitzt. In der Zeichnung ist die Reihe A die breiteste Reihe, da die äußersten Glieder 13 der Reihe A am äußeren Außenumfang der Kette 10 angeordnet sind. Die Reihe B ist die nächstbreiteste, während die Reihe C die schmalste ist, da die äußersten Glieder 13 am weitesten vom Außenumfang der Kette weg angeordnet sind. Die Breitenänderung für die Reihen A, B und C wiederholt sich jede dritte Reihe. Die Glieder 13 besitzen eine benachbart zu jedem Ende der Glieder angeordnete Öffnung 15. Die Dreiwege-Auf reihung 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 sind die benachbarten Glieder 13 niemals in einer Lage, bei der die Enden der Glieder Ende an Ende aneinanderstoßen. Diese Konstruktion führt dazu, daß bei einer vorgegebenen Breite der Kette 10 1/3 weniger Glieder 13 vorhanden sind als bei einer Kette der gleichen Breite, bei der die Glieder in Reihe angeordnet sind und die Enden der Glieder aneinanderstoßen.
Die Glieder 13 werden über Verbindungselemente 19 zusammengehalten, die sich durch die Öffnungen 15 in den Gliedern 13 erstrecken. Der Stapel der Glieder 13 an den Verbindungselementen 19 kann durch Führungsglieder 21 in Position gehalten werden, welche an der Außenseite des Stapels der Glieder angeordnet sind und mit den Verbindungselementen 19 in Eingriff stehen. Wie in Figur 6 gezeigt, werden die Verbindungselemente 19 von einer Schwenkstiftanordnung gebildet. Es können jedoch auch runde Stifte oder andere geeignete Verbindungselemente zur Verbindung der Stapel der Glieder 13 verwendet werden.
Lastblöcke 25 können in einem Kanal 27 angeordnet sein, der auf einer Seite der Glieder 13 ausgebildet ist. Die Lastblöcke 25 sind so im Kanal 27 angeordnet, daß die Enden der Lastblöcke mit den Scheiben des CVT in Eingriff stehen. Die Führungsglieder 21 besitzen üblicherweise einen Kanal 28, mit dem eine Einkerbung 30 in Eingriff steht, die am Ende der Lastblöcke 25 angeordnet ist. Der Kanal 28 an den Führungsgliedern ist in die Einkerbung 30 eingepaßt, um den Lastblock 25 im auf einer Seite der Glieder 13 ausgebildeten Kanal 27 in Position zu halten. Häufig weist das Außenglied in jeder Reihe A, B und C einen Kanal 28 auf, der in die Einkerbung 30 an den Lastblöcken 25 eingepaßt ist, um sicherzustellen, daß sämtliche Lastblöcke im Kanal 27 gehalten werden. Diese spezielle Konstruktion der Lastblöcke bildet keinen Teil der Erfindung, so daß weitere Details dieses Merkmals nicht beschrieben werden.
In den Figuren 7, 8 und 13 ist die Kettenkonstruktion des Standes der Technik gezeigt, bei der die Glieder 33 in Reihe angeordnet sind, 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 nach Art eines Mauerverbandes versetzt, wobei die Stöße zwischen benachbarten Gliedern um ein halbes Glied versetzt sind. Dies ist eine sehr übliche Konstruktion, die für Ketten seit vielen Jahren verwendet worden ist. Die Teilung dieser Ketten ist definiert als Abstand von einer Linie, die sich durch den Mittelpunkt einer Öffnung 35 an einem Glied erstreckt, bis zu einer Linie, die sich durch den Mittelpunkt der anderen Öffnung 35 an einem Glied erstreckt. Dieser Abstand ist in Figur 7 als Abstand X bezeichnet. Der Abstand X ist im wesentlichen für alle Glieder der Kette gleich. Die Teilung der Kette oder der Abstand X definiert ferner die Fähigkeit der Kette, sich gelenkig um eine kreisförmige Fläche zu bewegen, was bei der Bewegung um eine Scheibe oder ein Kettenrad der Fall ist. In der Praxis wurde festgestellt, daß je kürzer der Abstand X ist, desto einfacher sich die Kette gelenkig bewegt und desto ruhiger und glatter die Kette die kreisförmige Fläche passiert. Es gibt jedoch ein Gleichgewicht zwischen der Reduktion des Abstandes X oder der Teilung der Kette, um eine gute gelenkige Bewegung und eine glatte Betriebsweise zu erhalten, und einer Erhöhung der Montagekosten für die Kette sowie einer Festigkeitsreduzierung 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 Mittellinie aus erstreckt, die durch eine Öffnung 35 bis zum benachbarten Ende des Gliedes gezogen ist. Dieser Abstand ist als Abstand Y in Figur 7 bezeichnet. Da die Glieder 33 in Figur 7 aneinanderstoßen, ist der Abstand Y geringer als die Hälfte des Abstandes X, bei dem es sich um die Teilung der Kette handelt. Der Abstand Y ist geringer als die halbe Teilung X, um für etwas Spiel zwischen den Enden der benachbarten Glieder, die aneinanderstoßen, zu sorgen. Wenn die Teilung der Kette kleiner ist, 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 wird, besitzen die Endbereiche der Glieder nicht genug Material, um die auf die Glieder durch die Verbindungselemente 39 einwirkenden Axialkräfte aufzunehmen. Es ist auch möglich, die Öffnung 35 und die Verbindungselemente 39 kleiner auszubilden, um mehr Material im Endbereich 34 der Glieder 33 vorzusehen. Wenn man die Öffnungen und Verbindungselemente kleiner macht, werden jedoch die auf die Kette einwirkenden Zugkräfte in einem sehr kleinen Bereich konzentriert, was zu Defekten in den Gliedern oder Verbindungselementen der Kette führen kann. Es wird daher immer ein Konstruktionskompromiß eingegangen, um sicherzustellen, daß die Teilung der Kette groß genug ist, um genug Material im Endbereich 34 der Glieder 33 vorzusehen und eine ausreichende Festigkeit zu erhalten, ohne daß die Kette übermäßig breit gemacht oder eine Kette erzeugt wird, die unakzeptabel laut ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß es die Dreiwege-Aufreihungs-Konstruktion für eine Kette ermöglicht, mehr Material im Endbereich der Glieder anzuordnen, wodurch die Glieder eine wesentlich größere Festigkeit besitzen können als die Glieder, die bei den in den Figuren 7 und 8 gezeigten In-Reihe-Konstruktionen Verwendung finden. Die Figuren 9 und 10 zeigen die Vorteile dieser Konstruktion für eine Kette. In diesen Figuren ist die Teilung der Kette 10 der Abstand zwischen den Mittellinien der Öffnungen 15 der Glieder 13. Die Teilung ist als Abstand A in Figur 9 bezeichnet. Der Endbereich 14 der Glieder 13, der für das Lastaufnahmevermögen der Glieder sorgt, ist mit der Strecke B in Figur 9 bezeichnet. Da die Glieder 13 nicht in Reihe aneinanderstoßen, kann sich der Endbereich 14 der Glieder 13 im wesentlichen bis zu dem Verbindungselement 19 erstrecken, das sich durch die Glieder auf benachbarten Seiten des Gliedes 13 erstreckt. Mit dieser Konstruktion kann die Länge des Endbereiches 14 der Glieder 13, definiert durch die Strecke B, einen viel höheren Prozentsatz der Teilung A für die Glieder ausmachen. Die Strecke B entspricht nur der Hälfte des Durchmessers der Öffnung 15 zu züglich eines kleinen Spieles, das kürzer ist als die Teilung A. Dies ist wesentlich größer als das mit dem Endbereich Y der Kette des Standes der Technik bei der in Figur 7 gezeigten In-Reihe-Konstruktion möglich ist. Da der Endbereich 14 der in den Figuren 9 und 10 gezeigten Glieder 13 wesentlich größer ist als bei den Gliedern des Standes der Technik, können die Glieder der vorliegenden Erfindung viel höhere Axiallasten von den Verbindungselementen 19 aufnehmen. Der Endbereich 14 der Glieder 13 besitzt eine Länge, die etwa dem 0,3- bis etwa 0,6-fachen der Teilung A des Gliedes oder dem Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden Öffnungen 15 der Glieder 13 entspricht. Da darüber hinaus mehr Material im Endbereich des Gliedes vorhanden ist, ist es auch möglich, die Öffnungen 15 geringfügig größer auszubilden, so daß ein größerer Radius vorhanden ist, über den die vom Verbindungselement 19 auf das Glied aufgebrachten Kräfte verteilt werden können. Wenn größere Öffnungen 15 in den Glieder 13 verwendet werden, dann können größere Verbindungselemente 19 verwendet werden, wodurch das Lastaufnahmevermögen der Kette 10 weiter erhöht wird. Wenn die Größe der Öffnung 15 erhöht wird, kann es in einigen Fällen erforderlich sein, auch die Höhe der Glieder zu vergrößern, um sicherzustellen, daß ausreichend Material um den Außenumfang der Öffnung 15 herum vorhanden ist, um die Festigkeit der Glieder 13 zu maximieren.
In der Praxis wurde von der Patentinhaberin festgestellt, daß durch Erhöhung der Größe des Endbereiches 14 der Glieder 13, wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt, die Festigkeit der aus diesen Gliedern gefertigten Kette wesentlich erhöht wird. Es gibt eine nicht-lineare Beziehung zwischen der Erhöhung der Größe des Endbereiches 14 und der Festigkeit des Gliedes 13. Durch das im Endbereich 14 hinzugefügte Material wird die Festigkeit des Gliedes 13 in einem viel stärkeren Ausmaß erhöht als erwartet. Eine Kette mit einer Dreiwege-Aufreihung mit dem vergrößerten Bereich am Endbereich 14 der Glieder 13 besitzt eine höhere Festigkeit als eine Kette mit gleicher Breite, die eine In-Reihe-Konstruktion besitzt. 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 durch Verwendung der Dreiwege-Konstruktion möglich ist, führt zu Gliedern, die eine um mehr als 1/3 höhere Festigkeit besitzen als die Glieder, die in einer In-Reihe-Konstruktion für eine Kette Verwendung finden. Durch die Verwendung eines größeren Durchmessers für die Öffnung 15 in den Gliedern 13, um die Lasten von den Verbindungselementen 19 besser zu verteilen, und die Verwendung eines Verbindungselementes 19 mit größerem Durchmesser wird das Lastaufnahmevermögen der Kette 10 mit der Dreiwege-Aufreihungs-Konstruktion weiter verbessert. Die Öffnungen 15 besitzen üblicherweise einen Durchmesser von etwa 0,5 bis etwa 0,75 der Länge A. Eine Kette 10 mit Dreiwege-Aufreihung, bei der die Glieder 13 der vorliegenden Erfindung Verwendung finden, führt zu einer leichteren Kette mit weniger Gliedern, die ein größere Festigkeit besitzt als eine Kette mit In-Reihe-Aufreihungsmuster, wenn beide Ketten die gleiche Teilung und Breite besitzen. Die Dreiwege-Aufreihungs-Konstruktion mit den Gliedern 13 ermöglicht ferner eine andere Alternative, bei der die Teilung der Kette reduziert werden kann, um eine Kette mit besseren Eigenschaften in bezug auf ihre gelenkige Bewegung zu schaffen, die im Gebrauch geräuschärmer ist und das gleiche Lastaufnahmevermögen wie die Kette mit In-Reihe-Konstruktion, welche eine längere Teilung aufweist, besitzt. Üblicherweise kann eine Kette, bei der die verbesserten Glieder 13 in einem Dreiwege-Aufreihungsmuster Verwendung finden, eine Teilung besitzen, die von etwa 10 % bis etwa 25 % kürzer ist als die Teilung einer Kette mit In-Reihe-Konstruktion, wobei beide Ketten das gleiche Lastaufnahmevermögen und die gleiche Breite besitzen.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der Glieder mit unterschiedlichen Dicken Verwendung finden, um die Zugkräfte über die Breite der Kette und über die Breite der Verbindungselemente auszugleichen.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Kette 40, bei der eine Dreiwege-Aufreihungs-Konstruktion der vorstehend beschriebenen Art Verwendung findet. Die Kette 40 ist um eine Mittellinie, die sich in Längsrichtung der Kette erstreckt, symmetrisch ausgebildet. Eine Vielzahl von Gliedern ist in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet und bildet die Kette 40. Bei dieser Ausführungsform finden jedoch in der Kettenkonstruktion Glieder mit unterschiedlichen Dicken Verwendung. Es gibt Standardglieder 43, dünne Glieder 42 und dicke Glieder 45, die bei der Kettenkonstruktion Anwendung finden. Eine Kolonne 52 von Standardgliedern 43 erstreckt sich entlang der in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie der Kette 40, wobei die Kette symmetrisch um diese Kolonne 52 ausgebildet ist. In der Praxis wurde es als wünschenswert festgestellt, daß die dünnen Glieder 42 eine Dicke besitzen, die etwa 1/3 bis etwa 2/3 der Dicke eines Standardgliedes 43 beträgt, und daß die dicken Glieder 45 eine Dicke besitzen, die etwa 1 1/3 bis 1 2/3 der Dicke des Standardgliedes 43 beträgt. Es wurde ferner in der Praxis als vorteilhaft festgestellt, wenn die dünnen Glieder 42 eine Dicke besitzen, die etwa 1/2 der Dicke eines Standard gliedes 43 entspricht, und die dicken Glieder 45 eine Dicke aufweisen, die etwa 1 1/2 der Dicke eines Standardgliedes 43 entspricht. Die dicken Glieder 45 werden vorzugsweise hergestellt, indem ein Standardglied 43 mit einem dünnen Glied 42 zur Ausbildung des dicken Gliedes 45 kombiniert wird. Führungsglieder 47 können in der Außenseite der Kette eingesetzt werden, um die Stapel der Glieder in Position zu halten, wie dies bekannt ist. Die Führungsglieder 47 besitzen eine Dicke, die für diesen Bereich der Kette geeignet ist. Sie weisen üblicherweise eine Dicke auf, die entweder einem dünnen Glied 42, einem Standardglied 43 oder einem dicken Glied 45 entspricht. Die Glieder besitzen 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 Glie der 45 in Reihen A, B und C zusammenzuhalten, die sich über die Breite der Kette 40 erstrecken, wie vorstehend angedeutet. Die Glieder 42, 43, 45 sind auch in Kolonnen 53 angeordnet, die sich in der Bewegungsrichtung der Kette 40 erstrecken.
Bei Auswertung der von der Kette 40 übertragenen Kräfte wurde festgestellt, daß die auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden Kräfte über die Breite der Kette nicht konstant sind. Durch die Dreiwege-Aufreihungs-Konstruktion werden Spalte entlang den Verbindungselementen 51 zwischen benachbarten Gliedern in einer Reihe erzeugt. Die Größe dieser Spalte variiert an gewissen Punkten in einer Reihe infolge der Dreiwege-Aufreihungsform. Die Spalte tragen ferner zu den auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden ungleichen Kräften bei. Die Reihen A, B und C enthalten nicht die gleiche Zahl von Gliedern, und jede Reihe besitzt ein unterschiedliches Lastaufnahmevermögen. Alle diese Faktoren wirken zusammen, so daß ungleichmäßige Lasten auf die Verbindungselemente 51 und ungleichmäßige Lasten über eine Reihe von Gliedern in der Kette 40 einwirken. Die auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden Lasten können bis zu einem Ausmaß variieren, bei dem die Verbindungselemente 51 im tatsächlichen Gebrauch der Kette 40 verbogen werden. Durch das Verbiegen der Verbindungselemente 51 können Lasten auf die Verbindungselemente einwirken, die zu einem vorzeitigen Ausfallen der Verbindungselemente oder der Glieder der Kette 40 führen. Um diesen unausgewogenen Kräften entgegenzuwirken, hat man es als wünschenswert angesehen, die Dicke der in der Kette 40 verwendeten Glieder zu variieren, um die auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden Kräfte auszugleichen.
In der Praxis wurde festgestellt, daß durch Verwendung von Gliedern mit unterschiedlicher Dicke die auf die Verbindungselemente 51 einwirkenden ungleichmäßigen Lasten reduziert werden können und das Lastaufnahmevermögen der Kette wesentlich verbessert werden kann. Der Hauptzweck der Verwendung von Gliedern mit unterschiedlicher Dicke besteht darin, Variationen im Abstand zwischen benachbarten Gliedern einer Reihe A, B und C, die in einer symmetrischen Dreiwege-Aufreihungs-Konstruktion einer Kette natürlich auftreten, zu kompensieren. Bei Verwendung der Glieder 42, 43, 45 mit unterschiedlicher Dicke können die eng beabstandet in einer Reihe angeordneten Glieder dünner ausgebildet werden, da diese Glieder enger zusammen angeordnet sind und keine so großen Lasten aufnehmen. Glieder, die in einem großen Abstand in einer Reihe angeordnet sind, können dicker ausgebildet werden, da die mit großem Abstand angeordneten Glieder eine höhere Last tragen. Auch können dünnere Glieder 42 in einer Reihe benachbart zu mit großem Abstand angeordneten Gliedern angeordnet werden, um die Größe des Spaltes zwischen den Gliedern in einer Reihe zu reduzieren. Wenn der Spalt ausreichend reduziert ist, kann es nicht mehr erforderlich sein, dickere Glieder 45 in diesem Bereich der Reihe zu verwenden. In Bereichen der Kette, in denen sich ein Standardspalt befindet und keine unüblichen Lasten auf die Kette ausgeübt werden, können Glieder 43 mit Standarddicke verwendet werden. Bei den meisten Anwendungsfällen wurde festgestellt, daß es nur erforderlich ist, ein dünnes Glied 42, ein Standardglied 43 und ein dickes Glied vorzusehen, um den variierenden Abstand zwischen benachbarten Gliedern in einer Reihe und die auf die verschiedenen Glieder in einer Reihe aufgebrachten Lasten aufzunehmen.
Ein Ausführungsbeispiel zeigt deutlicher, wie durch die Verwendung von Gliedern mit unterschiedlicher Dicke das Lastaufnahmevermögen einer Kette 40, bei der die Dreiwege- Aufreihungs-Konstruktion Verwendung findet, stark verbessert wird. Figur 11 zeigt eine Kette des Standes der Technik, bei der Glieder mit Standarddicke bei der Kettenkonstruktion Verwendung finden. Diese Kette ist so konstruiert, daß sie symmetrisch ausgebildet ist, und es erstreckt sich eine Kolonne 52 von Gliedern entlang der Mittellinie der Kette. Aus Einfachheitsgründen sind für diese Kette nur die Reihen A, B und C dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß sich die Reihen A, B und C über die gesamte Länge der Kette wiederholen. Bei dieser Kette des Standes der Technik besitzt die Reihe A sieben gleichmäßig beabstandete Glieder und enthält ein Glied mehr als die Reihe B oder C. Daher besitzt diese Reihe von Gliedern eine größere Festigkeit als die anderen beiden Reihen von Gliedem und wird in der Kette nicht vollständig genutzt. Auch die Führungsglieder 47 an den Außenrändern der Reihe A sind unterbeansprucht. Die Führungsglieder befinden sich am Außenrand der Kette 40, und die Verbindungselemente 51 enden an den Führungsgliedern. Da sich die Führungsglieder am Außenrand der Kette befinden, ist keine zusätzliche Last an der Außenseite der Führungsglieder vorhanden. Hierdurch werden die Lasten reduziert, die die Führungsglieder aufnehmen müssen, so daß die Führungsglieder unterbeansprucht sind. Die unterbeanspruchte Reihe A wiederholt sich über die Länge der Kette jede dritte Reihe. Die Reihe B dieser Kettenkonstruktion des Standes der Technik besitzt sechs Glieder mit Standarddicke. Es gibt jedoch einen breiten Spalt 55 zwischen den beiden Gliedern in der Mitte dieser Reihe, da drei Glieder mit Standarddicke zwischen den beiden mittleren Gliedern vorhanden sind. Die anderen Glieder in der Reihe B, die Glieder in der Reihe A und der größte Teil der Glieder in der Reihe C haben nur zwei Glieder zwischen benachbarten Gliedern in der Reihe. Der breite Spalt 55 bewirkt, daß eine höhere Last auf diese beiden Mittelglieder einwirkt, und führt dazu, daß diese beiden Mittelglieder überlastet werden. Diese Überlastung der Mittelglieder kann zu einer unerwünschten Verbiegung der Verbindungselemente in diesem Bereich der Kette führen. Die Reihe C dieser Kette des Standes der Technik besitzt sechs Glieder mit Standarddicke. Die beiden Mittelglieder der Reihe C sind jedoch sehr eng beieinander angeordnet, da es nur ein Glied von den Gliedern der Kolonne 52, die sich entlang der Mittellinie der Kette 40 erstreckt, gibt, das die beiden Mittelglieder der Reihe C voneinander trennt. Da die beiden Mittelglieder einen schmalen Spalt 56 zwischen den Gliedern besitzen, werden diese Glieder unterbeansprucht und nehmen nicht so viel Last auf wie die meisten anderen Glieder der Kette 40. Die äußeren beiden Glieder in der Reihe C besitzen zwei überhängende Glieder von den Reihen A und B, die sich bis zum Außenrand der Kette 40 erstrecken. Diese Konstruktion führt zu einer Überlastung der beiden äußeren Glieder der Reihe C. Somit besitzt die Reihe C unterbeanspruchte Glieder in der Mitte und überbeanspruchte Glieder am Außenrand. Wie man dieser Auswertung der Kette 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. Dies ermöglicht keine Maximierung des Lastaufnahmevermögens der Kette und kann darüber hinaus zu einer unzulässigen Verbiegung der Verbindungselemente 51 führen, wodurch das Lastaufnahmevermögen der Kette 40 weiter reduziert werden kann.
Als Beispiel, wie mit der vorliegenden Erfindung die vorstehend beschriebenen Nachteile der Kette des Standes der Technik gemäß Figur 11 überwunden werden können, wird auf Figur 12 verwiesen, die die Glieder mit unterschiedlicher Dicke der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Figur besitzt die Reihe A sieben Glieder. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Führungsglieder 47 nunmehr als dünne Glieder 42 ausgebildet sind, da sie nicht so viel Last aufnehmen wie die anderen Glieder in dieser Reihe. Bei dem restlichen Teil der Glieder der Reihe A handelt es sich um Standardglieder 43, so daß diese Reihe in der Tat sechs und 1/3 reguläre 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 2/3 Glieder 43 mit Standarddicke aufweist. Die beiden Mittelglieder in der Reihe C, die benachbart zur mittleren Kolonne 52 der Glieder angeordnet sind, sind als dünne Glieder ausgebildet, da diese eng beabstandeten Glieder bisher unterbeansprucht wurden und dünnere Glieder in diesem Teil der Kette angeordnet werden können, ohne das Lastaufnahmevermögen der Kette zu reduzieren. Die beiden äußeren Glieder der Reihe C sind als dicke Glieder 45 ausgebildet, da diese Glieder bei der Kette des Standes der Technik überbeansprucht waren. Dadurch, daß die äußeren Glieder in der Reihe C dicker ausgebildet werden, können diese Glieder die in diesem Teil der Kette vorhandenen Lasten handhaben und werden nicht mehr überlastet. Wie vor stehend erläutert, variiert die Breite der Reihen A, B und C der Kette 40. In Figur 12 ist die Reihe C als schmalste Reihe dargestellt, und die äußersten Glieder der schmalsten Reihe befinden sich dort, wo die dickeren Glieder 45 angeordnet werden sollen, da diese Glieder höheren Lasten aus gesetzt sind als die äußeren Glieder der anderen beiden breiteren Reihen der Glieder. Die in dieser Figur gezeigte Reihe B besitzt sechs Glieder 43 mit regulärer Dicke mit einem nahezu gleichmäßigen Abstand. Der Abstand zwischen den beiden mittleren Gliedern in der Reihe B ist nur geringfügig breiter als normal, 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 der Reihe B ist etwas breiter als normal, da an der Außenseite der Reihe C dicke Glieder verwendet werden. Diese Situation wird jedoch etwas durch die Tatsache gemildert, daß die Führungsglieder 47 an der Außenseite der Reihe A dünn sind, so daß hierdurch die Außenglieder der Reihe B enger am Außenrand der Kette 40 angeordnet werden, was dazu führt, daß eine geringere Last auf die Außenglieder der Reihe B einwirkt.
Die in Figur 12 gezeigte Dreiwege-Aufreihungs-Konstruktion führt zu einer äußerst signifikanten Reduzierung der Unterbeanspruchung und Überbeanspruchung der Glieder in den Reihen der Kette. Diese Konstruktion reduziert ferner die Variation und den Abstand zwischen den Gliedern in einer speziellen Reihe, um auf diese Weise das Lastaufnahmevermögen der Glieder weiter zu verbessern. Da die Glieder wirksamer eingesetzt werden, wird die ungleichmäßige Belastung auf die Verbindungselemente 51 reduziert, wodurch wiederum das Verbiegen der Verbindungselemente verringert und das Lastaufnahmevermögen der Kette 40 weiter erhöht wird.
Es versteht sich, daß das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nur die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verdeutlicht. Durch das Verändern der Breite der Kette 40 kann verändert werden, welche Glieder in einer speziellen Reihe der Kette unterbeansprucht oder überbeansprucht werden. Die Prinzipien der Verwendung von Gliedern unterschiedlicher Dicke können jedoch ausgenutzt werden, um das Lastaufnahmevermögen der Kette zu maximiern. Wenn eine Entscheidung darüber getroffen wird, ob dünne Glieder oder dicke Glieder verwendet werden, ist es besonders wichtig, die dicken 45 und dünnen 42 Glieder in einer Weise zu verwenden, bei der jede Reihe der Kette im wesentlichen die gleiche Querschnittsdicke von Gliedern aufweist. Wenn 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 gewählt wird, ist es üblicherweise am besten einen solchen Weg zu gehen, der zu Reihen der Kette führt, die die gleichmäßigste Gesamtquerschnittsdicke der in einer Reihe vorhandenen Glieder besitzen. Es ist auch wünschenswert, die Kette so zu konstruieren, daß die Biegespannungen an den Verbindungselementen 51 minimiert werden. Durch Verwendung der dünnen 42 und dicken 45 Glieder der vorstehend beschriebenen Art wird normalerweise dazu beigetragen, die Biegespannungen der Verbindungsele mente zu minimieren und die Gesamtquerschnittsdicke der Glieder einer jeden Reihe so gleich wie möglich zu machen, was ebenfalls zur Reduzierung der Biegespannungen beiträgt. Gelegentlich können die Anforderungen an die Breite einer speziellen Kette die Entscheidung beeinflussen, wie die dicken und dünnen Glieder in der Kette verwendet werden sollten. Um eine spezielle Breite für eine speziellen Endgebrauch zu erhalten, kann es erforderlich sein, die dicken und dünnen Glieder in einer Weise zu verwenden, die kein besonders hohes Lastaufnahmevermögen der Kette 40 sicher stellt. Durch die Verwendung der dicken und dünnen Glieder der vorliegenden Erfindung ist jedoch immer noch die Konstruktion einer Kette möglich, die ein höheres Lastaufnahmevermögen mit einer geringeren Verbiegung der Verbindungselemente 51 besitzt als Ketten des Standes der Technik mit Dreiwege-Aufreihung, bei der Glieder mit nur einer einzigen Dicke Anwendung finden.

Claims

1. Kette mit Dreiwege-Aufreihung mit einer Vielzahl von Gliedern (42, 43, 45) die im wesentlichen parallel zueinander und in Reihen (A, B, C) angeordnet sind, die sich über die Breite der Kette (40) erstrecken, wobei entsprechend angeordnete Endbereiche der Glieder (42, 43, 45) versetzt und die Glieder (42, 43, 45) in Kolonnen (53) angeordnet sind, die sich in Bewegungsrichtung der Kette (40) erstrecken, wobei eine Öffnung (49) an jedem Ende des ersten (43), zweiten (42) und dritten (45) Gliedes angeordnet ist und sich eine Vielzahl von Verbindungselementen (51) durch die Öffnungen (49) erstreckt und benachbarte erste (43), zweite (42) und dritte (45) Glieder miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Glieder (42) eine Dicke besitzen, die geringer ist als die der ersten Glieder (43), die dritten Glieder (45) eine Dicke aufweisen, die größer ist als die der ersten Glieder (43), und daß die zweiten Glieder (42) und die dritten Glieder (45) so in der Kette (40) angeordnet sind, daß die Abstände zwischen benachbarten Gliedern (42, 43, 45) und die Lastverteilung auf die Glieder (42, 43, 45) derart variiert werden, daß die auf die Glieder (42, 43, 45) einwirkenden Lasten im wesentlichen über die Breite der Kette (40) ausgeglichen sind und die Verbiegung der Verbindungselemente (51) beträchtlich reduziert wird.

2. Kette nach Anspruch 1, bei der die zweiten Glieder (42) eine Dicke besitzen, die etwa 1/3 bis etwa 2/3 der Dicke der ersten Glieder (43) beträgt, die dritten Glieder (45) eine Dicke aufweisen, die etwa 1 1/3 bis etwa 2 2/3 der Dicke der ersten Glieder (43) beträgt, die zweiten Glieder (42) und die dritten Glieder (45) so in der Kette (45) angeordnet sind, daß der Abstand zwischen benachbarten Gliedern (42, 43, 45) und die auf die Glieder (42, 43, 45) und die Verbindungselemente (51) in Bereichen der Kette (40) einwirkenden Lasten so variiert werden, daß die auf die Glieder (42, 43, 45) einwirkenden Lasten im wesentlichen über die Breite der Kette (40) ausgeglichen sind und das Verbiegen der Verbindungselemente (51) wesentlich reduziert wird, und daß die zweiten Glieder (42) und die dritten Glieder (45) derart in der Kette (40) angeordnet sind, daß jede sich über die Kette (40) erstreckende Reihe (A, B, C) von Gliedern (42, 43, 45) im wesentlichen die gleiche Querschnittsdicke von Gliedern (42, 43, 45) besitzt, die in jeder Reihe (A, B, C) vorhanden sind.

3. Kette nach Anspruch 1 oder 2, bei der die zweiten Glieder (42) mit den ersten Gliedern (43) zur Ausbildung der dritten Glieder (45) kombiniert sein können.

4. Kette nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Kolonnen (53) der Glieder (42, 43, 45) symmetrisch um eine Mittelkolonne (52) der Glieder (42, 43, 45) angeordnet sind, die sich entlang der Längsmittellinie der Kette (40) erstreckt.

5. Kette nach Anspruch 4, bei der die Mittelkolonne (52) aus ersten Gliedern (43) gebildet ist.

6. Kette nach Anspruch 1, bei der die dritten Glieder (45) benachbart zum Außenumfang auf jeder Seite der Kette (40) angeordnet sind.

7. Kette nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Reihen (A, B, C) der Glieder (42, 43, 45) in der Breite variieren und so angeordnet sind, daß sie sich jede dritte Reihe (A, B, C) wiederholen.

8. Kette nach Anspruch 7, bei der die dritten Glieder (45) in den äußersten Kolonnen (53) der schmalsten Reihe (A, B, C) der Kette (40) angeordnet sind.

9. Kette nach Anspruch 4, bei der ein zweites Glied (42) in der Kolonne (53) auf jeder Seite der Mittelkolonne (52) von ersten Gliedern (43), die entlang der Mittellinie der Kette (40) angeordnet sind, vorgesehen ist.

10. Kette nach Anspruch 1, bei der die zweiten Glieder (42) eine Dicke besitzen, die von etwa 1/3 bis etwa 2/3 der Dicke der ersten Glieder (43) reicht, und die dritten Glieder (54) eine Dicke aufweisen, die von etwa 1 1/3 bis etwa 1 2/3 der Dicke der ersten Glieder (42) reicht.

11. Kette nach Anspruch 2 oder 10, bei der die zweiten Glieder (42) eine Dicke aufweisen, die im wesentlichen der halben Dicke der ersten Glieder (43) entspricht, und bei der die dritten Glieder (45) eine Dicke besitzen, die im wesentlichen dem 1,5-fachen der Dicke der ersten Glieder (43) entspricht.

12. Kette nach Anspruch 1 oder 2, bei der die zweiten Glieder (42) und die dritten Glieder (45) so in der Kette (40) angeordnet sind, daß jede sich über die Kette (40) erstreckende Reihe (A, B, C) von Gliedern (42, 43, 45) im wesentlichen die gleiche Querschnittsdicke von Gliedern (42, 43, 45) aufweist, die in jeder der Reihen (A, B, C) vorhanden sind.

13. Kette nach Anspruch 4, bei der ein zweites Glied (42) auf jeder Seite einer Kolonne (52) von ersten Gliedern (43), die entlang der Mittellinie der Kette (40) angeordnet sind, vorgesehen ist.

14. Kette nach Anspruch 7, bei der ein drittes Glied (45) in den äußersten Kolonnen (53) der schmalsten Reihe (A, B, C) der Kette (40) angeordnet ist.