[go: up one dir, main page]

DE102023204832A1 - Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt unterschiedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil - Google Patents

Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt unterschiedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil Download PDF

Info

Publication number
DE102023204832A1
DE102023204832A1 DE102023204832.9A DE102023204832A DE102023204832A1 DE 102023204832 A1 DE102023204832 A1 DE 102023204832A1 DE 102023204832 A DE102023204832 A DE 102023204832A DE 102023204832 A1 DE102023204832 A1 DE 102023204832A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tooth
chain drive
contact point
chain
sprocket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102023204832.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Lucian Botez
Dietmar Jäger
Klaas Keßler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Catensys Germany GmbH
Original Assignee
Catensys Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Catensys Germany GmbH filed Critical Catensys Germany GmbH
Priority to DE102023204832.9A priority Critical patent/DE102023204832A1/de
Publication of DE102023204832A1 publication Critical patent/DE102023204832A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/06Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with chains
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/30Chain-wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/30Chain-wheels
    • F16H2055/306Chain-wheels with means providing resilience or vibration damping in chain sprocket wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

Der Kettentrieb (1) mit einem unregelmäßigen Kettenrad (2) besitzt Zähne (4), die in eine Kette (3) greifen, um eine Relativbewegung zwischen diesen weiterzugeben, wobei die Vielzahl von Zähnen (4) über den Umfang des Kettenrades verteilt ist und zwischen diesen Zahnlücken bestehen, wobei wenigstens ein Zahn (4) sich von den anderen Zähnen (4) in seiner Außenkontur unterscheidet und/oder wenigstens eine Zahnlücke (5) unterschiedlich zu den anderen Zahnlücken (5) ausgestaltet ist. Eine zum Kettenkontaktieren ausgelegte Oberfläche (6) eines Zahns (4) verläuft zwischen einem Einlaufkontaktpunkt (7) und einem Auslaufkontaktpunkt (8) entlang von zumindest einem Kreisbogen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kettentrieb mit einem unregelmäßigen Kettenrad, das Zähne besitzt, die in eine Kette greifen, um eine Relativbewegung zwischen diesen weiter zu geben. Somit treibt das Zahnrad die Kette an oder die Kette das Zahnrad. Eine Vielzahl von Zähnen ist dabei über den Umfang des Kettenrades (bspw. über den Umfang gesehen ungleich) verteilt (oder über den Umfang gesehen ungleich geometrisch gestaltet). Zwischen diesen Zähnen existieren (bspw. über den Umfang gesehen ungleich verteilte oder ungleich geometrisch gestaltete) Zahnlücken, wobei wenigstens ein Zahn sich von den anderen Zähnen in seiner Außenkontur unterscheidet und/oder wenigstens eine Zahnlücke unterschiedlich zu den anderen Zahnlücken ausgestaltet ist. Natürlich kann es solche Unregelmä-ßigkeiten häufiger geben.
  • Kettentriebe und Kettenantriebe gibt es schon seit langer Zeit. Leider ist es auch schon wenigstens genauso lange bekannt, dass die dabei auftretenden ungewünschte Geräuschemissionen recht hoch sind. Kettenantriebe leiden aufgrund der diskreten Natur von Ketten häufig unter einem hohen Gehalt von Reintongeräuschen.
  • Um dieses Problem zu lösen, wurden unregelmäßige Kettenräder erfunden, auch bekannt als „randomized sprockets“.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits vielfach „randomized sprockets“ also unregelmäßig bezüglich der Außenkontur gestaltete Kettenräder bekannt.
  • So offenbart etwa die DE 11 2010 000 786 B4 einen Kettentrieb, umfassend:
    • eine Kette mit durch Verbindungsglieder miteinander verbundenen Stiften wobei jeder Stift eine mittlere Achse aufweist, und eine Kettenteilung besitzt, die als ein Abstand zwischen der mittleren Achse benachbarter Stifte definiert ist, wobei die Kettenteilung konstant ist; ferner umfassend ein Kettenrad mit mehreren Zähnen und Zahnlücken, die um den Umfang des Kettenrads beabstandet sind, wobei jede der Zahnlücken zwischen benachbarten Zähnen positioniert ist, wobei jede der Zahnlücken eine radiale Zahnlückenposition aufweist, die als ein Abstand zwischen der Mitte des Kettenrads und einem entlang den Zahnlücken am nächsten zur Mitte des Kettenrads in einer Radialrichtung befindlichen Punkt definiert ist; und umfassend mindestens einen Satz von vier aufeinander folgenden Zahnlücken, die als eine erste Zahnlücke, eine zweite Zahnlücke, eine dritte Zahnlücke und eine vierte Zahnlücke definiert sind, wobei die erste Zahnlücke und die vierte Zahnlücke eine gemeinsame radiale Position aufweisen und die zweite Zahnlücke und die dritte Zahnlücke eine voneinander und von der ersten und der vierten Zahnlücke verschiedene radiale Position aufweisen, und der Satz von vier aufeinander folgenden Zahnlücken zwei verschiedene Verbindungswinkel aufweist, mit einem ersten Verbindungswinkel, der zwischen einer Mittellinie eines ersten Verbindungsglieds und einer Mittellinie eines zweiten Verbindungsglieds definiert wird, und einem zweiten Verbindungswinkel, der zwischen der Mittellinie des zweiten Verbindungsglieds und der Mittellinie eines dritten Verbindungsglieds definiert wird, wobei die Mittellinie des ersten Verbindungsglieds durch die mittlere Achse eines Stifts in der ersten Zahnlücke und die mittlere Achse eines Stifts in der zweiten Zahnlücke definiert wird, wobei die Mittellinie des zweiten Verbindungsglieds durch die mittlere Achse eines Stifts in der zweiten Zahnlücke und die mittlere Achse eines Stifts in der dritten Zahnlücke definiert wird, wobei die Mittellinie des dritten Verbindungsglieds durch die mittlere Achse eines Stifts in der dritten Zahnlücke und die mittlere Achse eines Stifts in der vierten Zahnlücke definiert wird.
  • Auch offenbart die DE 603 05 682 T2 ein Kettenrad, das folgendes umfasst:
    • eine Nabe sowie eine Vielzahl von Zähnen, die von der Nabe radial auswärts hervorstehen und mittels einer Vielzahl von Zahnlücken voneinander getrennt sind. umfassend einen ersten und zweiten elastomeren Dämpfungsring, die an einer gegenüberliegenden ersten und zweiten axialen Seite der Zähne mit der Nabe verbunden sind, wobei der erste und zweite Dämpfungsring jeweils eine Vielzahl von Druckpolstern abgrenzen, die durch sich axial erstreckende Rillen, die jeweils mit den Zahnlücken ausgerichtet sind und radial einwärts dazu angeordnet sind, umfänglich voneinander getrennt sind, wobei jedes der Druckpolster eine ebene äußere Fläche umfasst, die um einen umfänglichen Mittelpunkt symmetrisch abgegrenzt ist und sich zwischen einem vorderen Ende und einem hinteren Ende erstreckt und diese umfasst, wobei das vordere Ende und das hintere Ende jedes Druckpolsters in einem gemeinsamen radialen Abstand von einer Mitte der Nabe angeordnet sind, um die sich das Kettenrad dreht.
  • Weiterer und paralleler Stand der Technik ist aus der US 8,323,671 B2 , der US 8,435,145 B2 , der US 2018/0363753 A1 und der US 6,325,734 B1 bekannt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zu beseitigen oder wenigstens zu mildern. Insbesondere sollen Geräusche und Vibrationen minimiert werden.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem gattungsgemäßen Kettentrieb auf einer zum Kettenkontaktieren ausgelegten Oberfläche eines Zahns diese Oberfläche zwischen einem ein Einlaufkontaktpunkt und einem Auslaufkontaktpunkt entlang von zumindest einem Kreisbogen verläuft. Unter dem Einlaufkontaktpunkt wird im Betrieb der Erstkontaktpunkt der Kette mit einem bestimmten Zahn verstanden, wohingegen der Auslaufkontaktpunkt der Letztkontaktpunkt der Kette mit genau diesem Zahn bei Weitergabe der Relativbewegung zwischen den beiden Antriebspartnern aus Kette und Zahnrad ist. Einlaufkontaktpunkt und Auslaufkontaktpunkt liegen daher jeweils auf einem Kreisbogen, der die Oberfläche des Zahns zwischen diesen beiden Punkten mit ausbildet. Insbesondere bilden Einlaufkontaktpunkt und Auslaufkontaktpunkt auf einem Endpunkt des jeweiligen Kreisbogens.
  • Die durch den periodischen Aufprall / das Übereinandergreifen zwischen der Kette und den Kettenrädern und durch die periodische Querbewegung der Kette relativ zur Drehachse der Kettenräder entstehende Geräusch und die entstehenden Vibrationen, auch bekannt als Sehnenwirkung oder Polygoneffekt, wird nun reduziert. Aufgrund der gleichmäßigen Verteilung der Kettenradzähne entlang des Kettenradumfanges treten sonst Schwingung und Geräusche bei der grundlegenden Eingriffsfrequenz und ihren positiven Ganzzahlen im Vielfachen auf. Dieses Problem, was besonders gut in der US 8,323,671 B2 erklärt ist, wird nun gelöst. Die diesbezügliche Beschreibung soll als hier integriert gelten.
  • Um das beschriebene Problem nämlich zu lösen, wird also das gleichmäßige Zahnprofil um den Zahnkranzumfang herum verändert, sodass die Zeitabstände zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stößen ungleich sind. Dadurch wird das gleichmäßige Muster durchbrochen, und die Geräusche und Schwingungen werden auf ein breiteres Frequenzspektrum „verteilt“, während die Amplituden der Eingriffsordnungen verringert und schließlich maskiert werden. Es wird eine Verringerung der reinen Töne beim Zusammenwirken von Kette und Zahnrad erwartet, aber nicht unbedingt eine Verringerung des Gesamtpegels von Lärm und Vibrationen.
  • Die Kettenräder / Zahnkettenräder mit so genannten invertierten Zähnen können verschiedene Zahnprofile haben. Zwar hat sich in der Vergangenheit das Verwenden von Evolventen bewährt, doch wird gezielt davon abgewichen. Nun wird auf eine Anzahl von (Kreis-)Bögen mit jeweils konstantem Radius gesetzt. Gerade Linien oder Flächen oder eine Kombination davon werden vermieden. Die Oberfläche ist daher insbesondere ausschließlich durch ein oder mehrere Kreisbögen(abschnitte) gebildet. Bei mehreren Kreisbögen schließen diese sich unmittelbar aneinander an.
  • Bevorzugt wird die Oberfläche lediglich durch eine geringe Anzahl an Kreisbögen gebildet, wobei die Anzahl beispielsweise zwischen 1 und 5 liegt.
  • Im Kern der Erfindung steht, dass der Einlaufkontaktpunkt und der Auslaufkontaktpunkt ein oder mehrere Kreisbögen für die Fläche dazwischen festlegen. Typischerweise besteht die Definition des aktiven Zahnprofils nun aus einem oder einer Vielzahl von Bögen mit konstantem Radius. Diese sind mit den Kopf- und Fußdurchmessern, die sich jeweils dem Einlaufkontaktpunkt vorgelagert ist beziehungsweise dem Auslaufkontaktpunkt nachfolgen, durch bogenförmige Kopf- und Fußabschnitte verbunden. D.h. an die Anzahl (1 oder mehr) der Kreisbögen, welche die Oberfläche zwischen dem Einlaufkontaktpunkt und dem Auslaufkontaktpunkt definieren schließt sich jeweils ein (konkav gekrümmter) bogenförmiger Fußabschnitt zum Einlaufkontaktpunkt und ein (konvex gekrümmter) bogenförmiger Kopfabschnitt ausgehend vom Auslaufkontaktpunkt an.
  • Bevorzugt weisen diese bogenförmigen Abschnitte unterschiedliche Radien auf. Außerhalb des zumindest einen Kreisbogens zwischen dem Einlaufkontaktpunkt und dem Auslaufkontaktpunkt führen also unterschiedliche Radien zu der Anzahl an Kreisbögen hin bzw. weg
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das aktive Profil zwischen dem Einlaufkontaktpunkt und dem Auslaufkontaktpunkt durch einen gemeinsamen Kreisbogen mit einem einzigen Radius gebildet.
  • Gemäß einer bevorzugten alternativen Ausgestaltung bilden mehrere Kreisbögen, insbesondere maximal 2 bis 5, die Oberfläche zwischen Einlaufkontaktpunkt und Auslaufkontaktpunkt aus. In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird die Oberfläche durch genau zwei Kreisbögen oder maximal 3 Kreisbögen ausgebildet.
  • Die mehreren, insbesondere zwei Kreisbögen weisen dabei vorzugsweise unterschiedliche Radien auf. Die Radien unterscheiden sich dabei vorzugsweise um zumindest 25% und weiter vorzugsweise um zumindest 50%. Bei einigen Ausführungsvarianten unterscheiden sich die Radien beispielsweise um zumindest den Faktor 2 oder auch den Faktor 3 und beispielsweise maximal um den Faktor 3 oder 5.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist der Radius im Bereich des fußseitigen Einlaufkontaktpunktes größer als der Radius im Bereich des kopfseitigen Auslaufkontaktpunktes. Diese Ausgestaltung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
  • Alterantiv hierzu kann auch eine umgekehrte Ausgestaltung vorgesehen sein, bei der der fußseitige Radius kleiner als der kopfseitige Radius ist.
  • In bevorzugter Ausgestaltung weisen die mehreren Kreisbögen unterschiedliche Kreismittelpunkte auf. Insgesamt lässt sich durch die geeignete Wahl der Positionierung der Kreismittelpunkte und der Länge der Radien eine gewünschte Kontur des aktiven Profils, also der Oberfläche zwischen Einlaufkontaktpunkt und Auslaufkontaktpunkt ausbilden.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung unterscheiden sich sowohl die Radien als auch die Position der Kreismittelpunkte.
  • Die Zahnform ist um die Rotationsachse des Kettenrades mit einem konstanten Winkelschritt angeordnet. Das gleichmäßige Regelinkrement für alle Zähne ist also 360° geteilt durch die Anzahl der Zähne Z.
  • Wenn sich das Kettenrad mit konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht, findet der Kontakt zwischen einem Kettenglied und dem Kettenrad in gleichen Zeitintervallen statt, wie in einem Drehwinkel des Kettenrades von 360°/Z entsprechend, wobei „Z“ die Anzahl der Zähne des Kettenrades ist. Ein Fachmann, der sich mit der Konstruktion von Zahnketten auskennt, weiß, dass Ketten auf der Grundlage der Kinematik des Eingriffs zwischen Kette und Kettenrad in drei Typen unterteilt werden können:
    • - nur Außenflankeneingriff: nur die Außenflanken der Kettenglieder haben Kontakt mit den Zähnen des Kettenrades,
    • - progressiver Flankenangriff: zuerst berühren die Innenflanken der Kettenglieder die Kettenradzähne, dann die Außenflanken der Kettenglieder,
    • - nur Innenflankeneingriff: nur die Innenflanken der Kettenglieder haben Kontakt mit den Kettenradzähnen.
  • Es ist zu beachten, dass eine Kette mit progressivem Eingriff mit einem Kettenrad mit geringer Zähnezahl zu einem Typ mit nur innerem Flankeneingriff werden kann, wenn sie mit einem Kettenrad mit hoher Zähnezahl gepaart wird. Zur besseren Verdeutlichung der Kinematik des Ketteneingriffs sei auf SAE-Papiere aus dem Jahre 2006 hingewiesen. Das hier besonders relevante Dokument ist mit der Nummer 2006-01-0619 und dem Titel „Kinematic Analysis of Chordal Action and Transmission Errors of Silent Chains“ von den Autoren Chintien Huang und Kuen-Chuan Lin und Leo Kosasih von der Datenbank von SAE International abrufbar.
  • Um das regelmäßige Muster des Kontaktbeginns zu stören, besteht die vorgestellte Lösung in einem variablen Zahnprofil am Umfang des Kettenrades. Ein solches Muster kann aus einigen ausgewählten Kettenzahnprofilen bestehen, die dann in einem pseudo-zufälligen Muster angeordnet werden. Mit Pseudo-Zufallsmuster ist gemeint, dass es für ein Kettenrad aus der Massenproduktion nur ein Muster für alle produzierten Teile gibt und keine Zufallsproduktion. Ein solches Muster kann durch dynamische Simulation, NVH-Tests oder eine Kombination aus beidem ausgewählt werden. Das Cloyes-Patent, US 6,325,734 B1 , beschreibt ein solches Verfahren für eine Rollenkette. Die diesbezüglichen technischen Inhalte sollen als hier integriert gelten.
  • Es ist klar, dass eine Variation des Zahnprofils durch die Änderung jedes Parameters für ein aktives Ein-Radius-Profil erreicht werden kann, aber es wurde festgestellt, dass die effektivste und bevorzugte Methode die Änderung der Parameter „offset“ und „Radius“ ist, die eine „Neigung“ des Zahnprofils steuern. Unter „offset“ wird dabei die Wahl des Kreismittelpunktes eines jeweiligen Kreisbogens verstanden.
  • Bei einem Profil mit zwei Radien kann die „Neigung“ des Zahnkranzes auch durch den zweiten Radius gesteuert werden. Wenn mehrere Radien verwendet werden, trägt die Änderung aller oder eines dieser Radien zur Veränderung des Zahnprofils bei.
  • Bei einem Evolventen-Profil ist der entscheidende Parameter für die Definition des Zahnprofils der Eingriffswinkel. Folglich hat ein zufällig ausgewähltes Kettenrad mit Evolventen-Profil einen variablen Eingriffswinkel um den Umfang des Kettenrades.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die bevorzugte Konstruktion ein Profil mit einem gemeinsamen Kreisbogen mit einem Radius oder mit zwei Kreisbögen mit zwei Radien ist, wobei der Parameter „Versatz“ in den Umfang des Kettenrades zufällig gewählt wird. Der bzw. die Radien der einzelnen Zähne sind gemäß einer Ausgestaltung dabei für jeden Zahn identisch und lediglich der Versatz (offset), also die Wahl der Position der Kreismittelpunkte unterscheidet sich bei den verschiedenen um den Umfang des Kettenrades verteilten Zähne. Auf diese Weise ist die „Herzsche“ Kontaktgeometrie von Kette und Kettenrad im ungünstigsten Fall identisch mit der des standardmäßigen gleichförmigen Kettenrades, was bedeutet, dass die maximalen Kontaktdrücke zwischen Kette und Kettenrad für die vollständig sitzenden Kettenglieder dieselben bleiben.
  • Es ist auch erwähnenswert, dass gemäß einer bevorzugten Ausführungsform jeder Zahn ein anderes Profil hat. Ein solches Muster ergibt sich aus einem Zufallsalgorithmus. Der Algorithmus selbst ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Darüber hinaus bietet eine solche Ausführungsform einen Vorteil gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen Polygonkettenrädern mit variabler Teilung. Das Teilungspolygon bleibt regelmäßig, was bedeutet, dass keine signifikanten Änderungen der Kettenlast aufgrund des Polygon-„Rundlauf“ auftreten werden. Der „runout“ des Polygons und seiner Abschwächung sind in der US 2018/0363753 A1 gut beschrieben. Das diesbezüglich Offenbarte soll als hier integriert gelten.
  • Die Profil-Randomisierung kann auch auf Kettenräder angewendet werden, die nicht runde / verzerrte Polygone haben. Solche Kettenräder dienen der Reduzierung der Kettenlast und werden auch als „ovale Kettenräder“ bezeichnet.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der die jeweilige Kreisbogenform festlegende Radius größer als die Zahnhöhe, aber möglichst kleiner als der Zahnradumfang ist. Er sollte jedoch das doppelte der breite der Zahnlücke im engsten Bereich sein.
  • Dabei hat es sich auch bewährt, wenn der Zahnspiegel symmetrisch zu seiner Mittelachse ausgebildet ist, d.h. der jeweilige Zahn ist spiegelsymmetrisch zu seiner Mittelachse ausgebildet.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Kreisbogen außenseitig des Bereichs zwischen dem Einlaufkontaktpunkt und dem Auslaufkontaktpunkt, also des aktiven Profils, einen dazu unterschiedlichen Übergangsradius besitzt. D.h. der zuvor erwähnte bogenförmige Fußabschnitt / Kopfabschnitt weisen einen vom Radius des zumindest einen Kreisbogens im Bereich des aktiven Profils einen verschiedenen (Übergangs-) Radius auf.
  • Bevorzugt unterschieden sich die beidseitig des Bereichs vorhandenen Übergangsradien voneinander.
  • Wie bereits erwähnt, ist der der Kreisbogen in einer Ausführungsvariante durch einen einzigen gemeinsamen Radius für den Einlaufkontaktpunkt, den Auslaufkontaktpunkt sowie die Oberfläche dazwischen bestimmt bzw. vice versa.
  • Wenn die Kette aus mehreren Gliedern aufgebaut ist, die über Stifte miteinander verbunden sind, so kann bedarfsgerecht ein unterschiedlich lang anpassbarer Kettentrieb gestaltet werden.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Glied mit einer Seitenfläche zum Anliegen an der im Querschnitt (quer zur Rotationsachse) kreisbogenförmig gestalteten Zahnoberfläche ausgelegt ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Für Hintergrundinformationen wird auf den zitierten Stand der Technik, das SAE-Papier und Fachbücher verwiesen. Diesbezügliche Figuren werden hier jedoch nicht eingefügt, sollen aber als mitumfasst gelten.
  • Es zeigen:
    • 1 das Zusammenwirken einer Kette mit einem erfindungsgemäß gestalteten Kettenrad, um einen erfindungsgemäßen Kettentrieb zu erhalten,
    • 2 eine Vergrößerung des Bereichs II aus 1,
    • 3 ein erfindungsgemäßes Zahnrad / Kettenrad,
    • 4 eine Vergrößerung des Bereichs IV aus 3,
    • 5 eine Vergrößerung des Bereichs V aus 3.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßer Kettentrieb 1 dargestellt. Er setzt sich unter anderem aus einem unregelmäßigen Kettenrad / Zahnrad 2 und einer Kette 3 zusammen.
  • Das Kettenrad 2 besitzt eine Vielzahl von Zähnen 4, wobei zwischen den Zähnen 4 Zahnlücken 5 vorhanden sind.
  • In der 2 sind auf der Oberfläche 6 des Zahns 4 ein Einlaufkontaktpunkt mit dem Bezugszeichen 7 und ein Auslaufkontaktpunkt mit dem Bezugszeichen 8 referenziert. Im Ausführungsbeispiel wird der Einlaufkontaktpunkt 7 auch als ein fußseitiger Einlaufkontaktpunkt bezeichnet, der also im Fußbereich des Zahns 4 und damit zum Zentrum des Kettenrad 2 orientiert ist. Der Auslaufkontaktpunkt 8 wird auch als kopfseitiger Auslaufkontaktpunkt 8 bezeichnet, da dieser zum Kopfbereich des Zahns 4 orientiert ist. Der Bereich dazwischen ist im Ausführungsbeispiel durch mehrere und insbesondere genau zwei Kreisbögen gebildet. Diese weisen bevorzugt unterschiedliche Radien R1 und R2 auf. Ergänzend sind ihre Kreismittelpunkte M1 und M2 auch voneinander verschieden, liegen daher an unterschiedlichen Positionen.
  • Die beiden Kreisbögen beginnen bzw. enden jeweils am Einlaufkontaktpunkt 7 bzw. am Auslaufkontaktpunkt 8.bevorzugt ist der Radius R1, welcher am fußseitigen Einlaufkontaktpunkt 7 beginnt, größer als der Radius R2, welcher am kopfseitigen Auslaufkontaktpunkt 8 endet.
  • Die beiden Kreisbögen weisen einen unterschiedlichen Offset O1, O2 auf .
  • Der Offset O1, O2 wird vorliegend als der Abstand zwischen einer Hilfslinie h1 verstanden, die durch das Zentrum A der zahnnahen Bolzenöffnung 15 eines gedachten Kettenglied 9 und parallel zu einer zweiten Hilfslinie h2 verläuft. Das gedachte Kettenglied 9 liegt dabei vollständig in zwei benachbarten Zahnlücken 5 ein Die zweite Hilfslinie h2 ist definiert durch die im jeweiligen Zahn 4 zugewandte Flanke 16 des angenommenen Kettenglieds 9, wenn dieses vollständig und damit symmetrisch in den beiden benachbarten Zahnlücken 5 einliegt (vergleiche hierzu auch 2).
  • Sie weisen daher auch bezüglich eines jeweiligen Zahnzentrums Z (dessen Kontur durch die Radien bestimmt ist) einen unterschiedlichen Offset auf. Das Zahnzentrum ist beispielsweise definiert durch den Schnittpunkt Z zwischen einer (radialen) Mittenachse 11 und einer (umfangsseitigen) Mittenachse 12 eines jeweiligen Zahns. Die Wahl des Offsets der beiden Kreisbögen ist für unterschiedliche Zähne vorzugsweise verschieden. Insbesondere weisen alle Zähne unterschiedliche Offsets auf, die insbesondere nach dem Zufallsprinzip gewählt sind.
  • Alternativ zu der dargestellten Variante mit zwei Kreisbögen und zwei unterschiedlichen Radien ist die Oberfläche zwischen dem Einlaufkontaktpunkt 7 und dem Auslaufkontaktpunkt 8 durch einen gemeinsamen Radius und einem gemeinsamen Kreisbogen definiert. Die Radien R1 und R2 haben daher einen gemeinsame Kreismittelpunkt (Zentrum) und sind beide gleich groß.
  • Ein Kettenglied 9 kontaktiert somit zuerst den Einlaufkontaktpunkt 7 und beendet den Kontakt am Auslaufkontaktpunkt 8. Innerhalb des Kreisbogens gelangt damit eine Seitenfläche 10 des Kettengliedes 9 in Anlage mit der Oberfläche 6 im Bereich des Kreisbogens zwischen dem Einlaufkontaktpunkt 7 und dem Auslaufkontaktpunkt 8.
  • Die 3 bis 5 verdeutlichen dann die Ausführungsform unterschiedlicher Zähne 4 auf einem Kettenrad / Zahnrad 2.
  • Dabei ist in den 4 und 5 die bereits erwähnte Mittelachse 11 eines jeweiligen Zahns 4 eingezeichnet. Diese verläuft typischerweise in radialer oder zumindest annähernd radialer Richtung bzw. einer Drehachse des Zahnrads 2 und wird daher vorliegend auch als radiale Mittenachse 11 bezeichnet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kettentrieb
    2
    Kettenrad / Zahnrad
    3
    Kette
    4
    Zahn
    5
    Zahnlücke
    6
    Oberfläche des Zahns
    7
    Einlaufkontaktpunkt
    8
    Auslaufkontaktpunkt
    9
    Kettenglied
    10
    Seitenfläche
    11
    Mittelachse (radial)
    12
    Mittelachse (umfangsseitig)
    15
    Bolzenöffnung
    16
    Flanke
    R1, R2
    Radius
    M1, M2
    Kreismittelpunkte
    Z
    Zahnzentrum
    A
    Zentrum Bolzenöffnung
    h1
    erste Hilfslinie
    h2
    zweite Hilfslinie
    O1, O2
    Offset
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 11 2010 000 786 B4 [0005]
    • DE 603 05 682 T2 [0006]
    • US 8,323,671 B2 [0007, 0010]
    • US 8,435,145 B2 [0007]
    • US 2018/0363753 A1 [0007, 0032]
    • US 6,325,734 B1 [0007, 0026]

Claims (14)

  1. Kettentrieb (1) mit einem unregelmäßigen Kettenrad (2), das Zähne (4) besitzt, die in eine Kette (3) greifen, um eine Relativbewegung zwischen diesen weiterzugeben, wobei die Vielzahl von Zähnen (4) über den Umfang des Kettenrades verteilt ist und zwischen diesen Zahnlücken bestehen, wobei wenigstens ein Zahn (4) sich von den anderen Zähnen (4) in seiner Außenkontur unterscheidet und/oder wenigstens eine Zahnlücke (5) unterschiedlich zu den anderen Zahnlücken (5) ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Kettenkontaktieren ausgelegten Oberfläche (6) eines Zahns (4) zwischen einem Einlaufkontaktpunkt (7) und einem Auslaufkontaktpunkt (8) entlang von zumindest einem Kreisbogen verläuft.
  2. Kettentrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (6) ausschließlich durch ein oder mehrere Kreisbögen gebildet ist.
  3. Kettentrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche entlang von einem gemeinsamen Kreisbogen verläuft, und der Einlaufkontaktpunkt (7) sowie der Auslaufkontaktpunkt (8) auf diesem gemeinsamen Kreisbogen liegt.
  4. Kettentrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche entlang von mehreren Kreisbögen verläuft, wobei die Anzahl der Kreisbögen vorzugsweise zwischen 2 und 5 liegt und insbesondere bei 2 liegt.
  5. Kettentrieb (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Kreisbögen unterschiedliche Radien aufweisen.
  6. Kettentrieb (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Radien der Kreisbögen sich um zumindest 25% und vorzugsweise um zumindest 50% unterscheiden.
  7. Kettentrieb (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der der Radius im Bereich des fußseitigen Einlaufkontaktpunktes (7) größer ist als der Radius im Bereich des kopfseitigen Auslaufkontaktpunktes (8).
  8. Kettentrieb (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Kreisbögen unterschiedliche Kreismittelpunkte aufweisen.
  9. Kettentrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Kreisbogenform des zumindest einen Kreisbogens festlegende Radius größer als die Zahnhöhe ist.
  10. Kettentrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahn (4) spiegelsymmetrisch zu seiner Mittelachse (11) ausgebildet ist.
  11. Kettentrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreisbogen außenseitig des Bereichs zwischen dem Einlaufkontaktpunkt (7) und dem Auslaufkontaktpunkt (8) einen dazu unterschiedlichen Übergangsradius besitzt.
  12. Kettentrieb (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beidseitig des Bereichs vorhandenen Übergangsradien voneinander unterscheiden.
  13. Kettentrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kette (3) aus mehreren Gliedern (9) aufgebaut ist, die über Stifte miteinander verbunden sind.
  14. Kettentrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glied / Kettenglied (9) mit einer Seitenfläche (10) zum Anliegen an der im Schnitt kreisbogenförmig gestalteten Zahnoberfläche ausgelegt ist.
DE102023204832.9A 2023-05-24 2023-05-24 Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt unterschiedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil Ceased DE102023204832A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023204832.9A DE102023204832A1 (de) 2023-05-24 2023-05-24 Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt unterschiedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023204832.9A DE102023204832A1 (de) 2023-05-24 2023-05-24 Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt unterschiedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102023204832A1 true DE102023204832A1 (de) 2024-11-28

Family

ID=93382098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023204832.9A Ceased DE102023204832A1 (de) 2023-05-24 2023-05-24 Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt unterschiedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102023204832A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6325734B1 (en) 1996-12-19 2001-12-04 Cloyes Gear And Products, Inc. Random engagement roller chain sprocket with staged meshing and flank relief to provide improved noise characteristics
DE60305682T2 (de) 2002-04-16 2007-05-10 Cloyes Gear & Products, Inc., Mentor Rollenkettenrad mit symmetrischen dämpfungsringen
US8323671B2 (en) 2006-06-26 2012-12-04 Akebia Therapeutics Inc. Prolyl hydroxylase inhibitors and methods of use
US8328671B2 (en) * 2009-02-06 2012-12-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Randomized chain sprocket and method for making a sprocket
US20180363753A1 (en) 2015-12-09 2018-12-20 Borgwarner Inc. Non-prevalent order random sprocket
DE102021131345A1 (de) * 2021-11-30 2023-06-01 Catensys Germany Gmbh Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt untersciedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6325734B1 (en) 1996-12-19 2001-12-04 Cloyes Gear And Products, Inc. Random engagement roller chain sprocket with staged meshing and flank relief to provide improved noise characteristics
DE60305682T2 (de) 2002-04-16 2007-05-10 Cloyes Gear & Products, Inc., Mentor Rollenkettenrad mit symmetrischen dämpfungsringen
US8323671B2 (en) 2006-06-26 2012-12-04 Akebia Therapeutics Inc. Prolyl hydroxylase inhibitors and methods of use
US8328671B2 (en) * 2009-02-06 2012-12-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Randomized chain sprocket and method for making a sprocket
US8435145B2 (en) 2009-02-06 2013-05-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Randomized chain sprocket and method for making a sprocket
DE112010000786B4 (de) 2009-02-06 2021-03-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kettenrad mit Zufallsauswahl und Verfahren zur Herstellung eines Kettenrades
US20180363753A1 (en) 2015-12-09 2018-12-20 Borgwarner Inc. Non-prevalent order random sprocket
DE102021131345A1 (de) * 2021-11-30 2023-06-01 Catensys Germany Gmbh Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt untersciedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUANG, Chintien ; LIN, Kuen-Chuan ; KOSASIH, Leo: Kinematic Analysis of Chordal Action and Transmission Errors of Silent Chains. In: New SI engine and component design 2006 : [held during the SAE 2006 world congress, April 3 - 6, 2006, Cobo Center, Detroit, MI, USA], 2006 (Technical Paper: 2006-01-0619). S. 183-187. - ISSN 0148-7191, 2688-3627 (E). DOI: 10.4271/2006-01-0619. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69807407T2 (de) Rollenkettenrad mit Zufallsauswahl.
DE102009017455B4 (de) Zahnrad für eine Kette
DE102008024355B4 (de) Geräuscharmer Kettentrieb
DE602004013223T2 (de) Zahnrad für eine Kette
DE102007032440A1 (de) Kettentrieb
DE19808166A1 (de) Antriebskette
WO2008011924A1 (de) Kettenrad mit alternierenden teilungsabtäden
DE10147407A1 (de) Zahnketten-Kraftübertragungs-Vorrichtung
DE102020132794A1 (de) Koaxialgetriebe
DE19929823A1 (de) Geräuscharme Kette
WO2023099469A1 (de) Kettentrieb und kettenrad mit umgekehrten zähnen und einem zufällig oder gewollt unterschiedlichen kreisbogenförmigen zahnprofil
EP4446043A1 (de) Wälzschälwerkzeug und verfahren zum bearbeiten von zahnflanken einer verzahnung
EP0149008A2 (de) Planetengetriebe
EP3982004B1 (de) Koaxialgetriebe
DE102023204832A1 (de) Kettentrieb und Kettenrad mit umgekehrten Zähnen und einem zufällig oder gewollt unterschiedlichen kreisbogenförmigen Zahnprofil
DE102010062364A1 (de) Zahnradgetriebe mit Schrägverzahnung
DE2535999A1 (de) Zuendfunkenrad
EP1950456B1 (de) Rotationsscheibe mit einer sich periodisch ändernden Zahnlückengeometrie
DE102008046821A1 (de) Kurbelwelle für eine Brennkraftmaschine mit varibaler Verdichtung und Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung
DE2414635C3 (de) Spanlos-Gewindeformer
EP4155580B1 (de) Koaxialgetriebe
EP4045816A1 (de) Zahnriementrieb mit variierender zahnteilung
EP0028349B1 (de) Hydrostatische Zahnradmaschine
WO2003029694A1 (de) Verzahnung
DE19800787C1 (de) Rad zur Verwendung in einem Riementrieb und Riementrieb

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final