DE2949061A1 - Steplessly-adjustable drive chain - has links with transverse ribs and grooves hooking and pivoting together - Google Patents
Steplessly-adjustable drive chain - has links with transverse ribs and grooves hooking and pivoting togetherInfo
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Abstract
Description
Gliederkette Link chain
Gegenstand der Erfindung ist eine Gliederkette für ein stufenlos einstellbares mechanisches Getriebe mit zwei Paaren von axial zueinander verstellbaren an- und abtreibenden Scheiben mit flachkegelförmigen Laufflächen für die Gliederkette, die für ihre Anlage daran Kettenglieder aufweist, welche den Laufflächen mit ihren Endflächen anliegen. Besondere Eignung hat diese Gliederkette für hochtourig arbeitende Getriebe für große Leistungen und Drehmomente bei geringem Bauvolumen, wie sie insbesondere für den Antrieb von Kraftfahrzeugen mit Vorteilen gebraucht werden können.The invention relates to a link chain for a continuously adjustable mechanical transmission with two pairs of axially adjustable on and off Abrasive pulleys with flat cone-shaped running surfaces for the link chain, the for their abutment thereon has chain links, which the running surfaces with their end faces issue. This link chain is particularly suitable for high-speed gears for large powers and torques with a small construction volume, as they are in particular can be used for driving motor vehicles with advantages.
Gliederketten für Getriebe der genannten Art gibt es bereits in verschiedenen Konstruktionen und Bauformen. Diese bekannten Gliederketten setzen sich aus einer großen Zahl von verschieden gestalteten und genau gefertigten Einzelteilen zusammen und sind deshalb nicht nur teuer in der Herstellung, sondern auch verhältnismäßig schwer. Dadurch können sie die bei Kraftfahrzeugantrieben vorkommenden hohen Antriebsdrehzahlen von 6000 1/min und mehr mit ausreichender Betriebssicherheit auf Dauer nicht standhalten, weil die bei diesen Drehzahlen auftretenden starken Fliehkräfte die Kettenbeanspruchung weiter erhöhen. Außerdem erfordern die vorkommenden starken Drehmomente eine verhältnismäßig große Teilung für die Kettenglieder, die nicht nur die Laufruhe beeinträchtigt, die auch für den kleinsten Laufkreis an den übertragenden Scheiben ein relativ großes Durchmessermaß mit sich bringt. Das wiederum bedingt größere Scheiben mit einem größeren Achsabstand ihrer Wellen zum Nachteil für das Gewicht und die Baugröße des Getriebes, was allein schon dem Einbau in ein Kraftfahrzeug, beispielsweise in einen Personenkraftwagen, entgegensteht.Link chains for transmissions of the type mentioned are already available in various Constructions and types. These well-known link chains consist of one large number of differently designed and precisely manufactured items together and are therefore not only expensive to manufacture but also proportionate heavy. This enables them to handle the high drive speeds that occur in motor vehicle drives of 6000 rpm and more with sufficient operational reliability cannot withstand in the long run, because the strong centrifugal forces occurring at these speeds reduce the stress on the chain further increase. In addition, the high torques that occur require a relatively high torque large pitch for the chain links, which not only affects the smoothness, which is a relatively large one even for the smallest running circle on the transferring disks Diameter dimension brings with it. That in turn requires larger slices with one larger center distance of their shafts to the disadvantage of weight and size of the transmission, which alone is the installation in a motor vehicle, for example in a passenger car.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und so eine Gliederkette für die einleitend bezeichnete Getriebeart zu schaffen, die durch einen einfachen Aufbau kostengünstig herzustellen ist, ein geringes Gewicht bei enger Teilung ihrer Glieder hat und trotzdem große Leistungen mit guter Betriebssicherheit und Lebensdauer zu übertragen fähig ist. Die Aufgabenlösung bietet nach der Erfindung eine Gliederkette mit Kettengliedern mit prismatischer Grundgestalt, die sich zu einer Verbindung untereinander ohne Kettenlaschen in einer gegenseitigen Verhakung mit Gelenkwirkung dadurch befinden, daß rechtwinklig zur Kettenstranglinie verlaufende Stege und Nuten der Kettenglieder im Eingriff miteinander stehen, wobei die Anlageflächen dafür im Querschnittsprofil eine bestimmte Neigung aufweisen.The invention is based on the stated disadvantages to avoid and so a link chain for the type of gear described in the introduction to create, which is inexpensive to manufacture by a simple structure, a has low weight with close division of its limbs and still has great performance is able to transmit with good operational reliability and service life. The task solution offers according to the invention a link chain with chain links with prismatic Basic figure that becomes a connection among each other without chain links in a mutual entanglement with articulation by being at right angles Bars and grooves of the chain links that run to the chain strand line are in engagement stand with each other, the contact surfaces for this in the cross-sectional profile a certain Have a tendency.
Die Zeichnung gibt mit Fig. 1 bis 4 drei Ausfihrungsbeispiele der Erfindung im vergrößerten Zeichnunsmastab wieder und liegt der folgenden näheren Beschreibung dieser Beispiele zugrunde, wobei diese Ausführungsformen der Erfindung weitere wesentliche Merkmale und Ausgestaltungen zur Förderung des Aufgabenzweckes aufweisen.The drawing gives with Fig. 1 to 4 three Ausfihrungsbeispiele the Invention in the enlarged drawing scale again and is closer to the following Description of these examples based on these embodiments of the invention further essential features and configurations to promote the purpose of the task exhibit.
Fig. 1 gibt eine bevorzugte Konstruktion der Gliederkette ausschnittweise in Seitenansicht mit Blick auf das Querschnittsprofil ihrer Kettenglieder wieder. Für diese Kette sind zwei Gruppen von Kettengliedern 1, 2 vorgesehen, die im Querschnitt U-förmig völlig gleichgeformt und mit je zwei Stegen 3 und einer Nute 4 symmetrisch zu ihrer Teilungslinie 5 gestaltet sind. Diese beiden Gruppen von Kettengliedern 1, 2 stehen in wechselnden Lagen mittels der Stege 3 und Nuten 4 miteinander im sicheren und tragfähigen Eingriff. Die rechtwinklig zur Kettenstranglinie verlaufenden Stege 3 und Nuten 4 der Kettenglieder stellen dabei zu der Verbindung aller Kettenglieder 1, 2 untereinander ohne Kettenlaschen eine unlösbare gegenseitige Verhakung mit Gelenkwirkung her. Dazu haben die Anlageflächen 6, 7 der Stege 3 und Nuten 4 im Querschnittsprofil eine bestimmte Neigung, wie in Fig, 1 durch eine Gerade 8 gekennzeichnet. Durch diese Neigung lassen sich die Kettenglieder 1, 2 nur durch eine IPingsverschiebung - quer zur Kettenstranglinie also - voneinander trennen, Im eingebauten Zustand im Getriebe sind die Kettenglieder 1, 2 gegen ein Verschieben aneinander quer zur Kettenstranglinie durch zylindrische Paßstifte 9 gesichert, von denen jeweils einer fest in den Kettengliedern 2 der im Kettenstrang innen liegenden Gliedergruppe sitzt. Dieser Paßstift 9 steht dabei ständig im Eingriff mit je einer Rille 10 in den beiden Kettengliedern " der außen liegenden Gliedergruppe, die sich in Verhakung mit dem innen liegenden, den Paßstift 9 aufweisenden Kettenglied 2 befinden.Fig. 1 gives a preferred construction of the link chain in sections in side view with a view of the cross-sectional profile of their chain links again. For this chain, two groups of chain links 1, 2 are provided, which in cross section U-shaped completely identically shaped and symmetrical with two webs 3 and one groove 4 each are designed to their division line 5. These two groups of chain links 1, 2 are in alternating positions by means of the webs 3 and grooves 4 with one another safe and sustainable intervention. The ones running at right angles to the chain strand line Web 3 and grooves 4 of the chain links provide the connection of all chain links 1, 2 with each other without chain links with an inextricable mutual entanglement Joint effect. For this purpose, the contact surfaces 6, 7 of the webs 3 and 4 grooves in the Cross-sectional profile has a certain inclination, as indicated in FIG. 1 by a straight line 8. As a result of this inclination, the chain links 1, 2 can only be displaced by an IPing shift - at right angles to the chain strand line - separate from each other, in the installed state in the transmission, the chain links 1, 2 are against shifting against each other transversely to Chain strand line secured by cylindrical dowel pins 9, one of which in each case sits firmly in the chain links 2 of the link group lying on the inside in the chain strand. This dowel pin 9 is constantly in engagement with a groove 10 in each of the two Chain links "of the outer link group that is entangled with the located inside, the dowel pin 9 having chain link 2.
Die beiden Anlageflächen 6, 7 für den gegenseitigen Kontakt der Kettenglieder 1, 2 weisen eine solche bestimmte Wölbung im Profil auf, daß die sich beim Kettenumlauf gelenkig bewegladen Kettenglieder 1, 2 unter Wälzkontakt aneinander stehen; in Fig. 1 ist der Wölbungsradius durch R zekennzeichnet. In der Gliederkette entstehen dadurch bei der Leistunsübertragung nur sehr geringe Verluste durch Reibung, mit zugunsten eines hohen Ubertra.;ungs-Wirkungsgrades für das Getriebe. Außerdem bietet die Glie jerkette dadurch erhöhte Sicherheit zeigen Verschleiß an ihren Gliedern, wie es besonders ein hochtourig laufender Kraftfahrzeugantrieb erfordert. Die Wölbung der Anlageflächen 6, 7 ist ihrem Radius nach so festgelegt, daß sie einerseits noch bei maximaler Gelenkwirkung der Kettenglieder 1, 2 zu ihrem kleinsten Laufkreis an den Scheiben 11 wirksam ist und anderseits flach genug ist, um nur geringe Hertzsche Pressungen an den Anlageflächen 6, 7 bei der Leistungsübertragung aufkommen zu lassen.The two contact surfaces 6, 7 for the mutual contact of the chain links 1, 2 have such a certain curvature in the profile that the chain rotation articulated chain links 1, 2 with rolling contact to one another stand; in Fig. 1 the radius of curvature is indicated by R ze. In the link chain This results in only very low losses due to friction when transmitting power, with in favor of a high transmission efficiency for the transmission. aside from that the link chain offers increased safety show wear on its links, as is particularly required by a high-speed motor vehicle drive. The bulge the contact surfaces 6, 7 is set according to their radius so that on the one hand they still with maximum joint action of the chain links 1, 2 to their smallest running circle is effective on the disks 11 and on the other hand is flat enough to only have low Hertzian To allow pressures on the contact surfaces 6, 7 in the power transmission.
Für ihre Anlage an den flachkegelförmigen Laufflächen des Scheiben 11 sind die Endflächen 12 der Gliederkette an beiden Seiten im Profil schwach konvex gewölbt und dem Kegelwinkel der Scheiben 11 angepaßt geneigt gestaltet, wie es Fig. 2 als Darstellung eines in Fig. 1 gekennzeichneten Längsschnittes durch ein Kettenglied 1 wiedergibt. Die Kontaktgeometrie zwischen Kettenglied 1, 2 und Scheibe 11 hat dadurch einen günstigen Charakter für einen weichen Einlauf der Kettenstränge zwischen die Scheiben 11, was zu einem geringen Betriebsgeräusch der Kette bei ihrem hochtourigen Umlauf beiträgt. Außerdem läßt diese Kontaktxeometrie auch an den Enden der Kettenglieder 1, 2 nur geringe Hertzsche Pressungen durch die notwendigen Anpressungen zwischen Scheiben 11 und Kettenglieder 1, 2 entstehen, zum Vorteil für die Verschleißsicherheit und Lebensdauer von Kette und Scheiben. Die Herstellung dieses Profils erfolgt durch Formschliff zweckm.ißig bei zum Strang zusammengefügten Kettengliedern 1, 2.For their contact with the flat cone-shaped running surfaces of the discs 11, the end faces 12 of the link chain are slightly convex in profile on both sides arched and designed inclined adapted to the cone angle of the discs 11, as shown in Fig. 2 as a representation of a longitudinal section marked in FIG. 1 through a chain link 1 reproduces. The contact geometry between chain link 1, 2 and disk 11 has thus a favorable character for a soft run-in of the chain strands between the disks 11, resulting in a low operating noise of the chain at its high-speed Circulation contributes. In addition, this contact geometry can also be used at the ends of the chain links 1, 2 only slight Hertzian pressures due to the necessary pressures between Discs 11 and chain links 1, 2 are created, to the advantage of wear resistance and service life of the chain and pulleys. The production of this profile is carried out by Shape grinding is expedient for chain links 1, 2 joined together to form a strand.
Alle %erschnittsübergänge der Kettenglieder 1, 2 siri mit günstigen Ausrundungen gebildet, die vermeiden, daß die hohe Belastbarkeit der Kette durch schädliche Kerbwirkung an diesen Ubergängen herabgesetzt wird. Die Kettenglieder 1, 2 sind im Querschnitt auch so gestaltet, daß sie eine kostengünstige spanlose Herstellung in einem Walz- oder Strangpressverfahren oder einem ähnlichen Verfahren mit Außenkalibrierung erlauben. Auch eine Kombination von spanlosen Herstellverfahren dieser Art ist mögl2Pti, wie z.B. ein Walzen mit einem nachfolgenden Ziehen in Paßform. Die Vorteile einer solchen Massenherstellung liegen nicht nur in den niederen Kosten und der bei sehr großen Stückzahlen von Kettengliedern gleichbleibenden Präzision von Form und Maßen, sondern auch in der Gefügeverdichtung und Oberflächengüte durch diese Herstellverfahren, die zu der hohen Belastbarkeit der Kette und ihrer Sicherheit gegen Verschleiß und Bruch ebenfalls noch beitragen.All% cross-section transitions of the chain links 1, 2 siri with favorable Formed fillets that avoid the high load capacity of the chain harmful notch effect at these transitions is reduced. The chain links 1, 2 are also designed in cross section so that they are an inexpensive chipless Manufactured in a rolling or extrusion process or a similar process allow with external calibration. Also a combination of non-cutting manufacturing processes this type is possible, such as rolling followed by drawing to fit. The advantages of a such mass production is not just in the low costs and the same with very large numbers of chain links Precision of shape and dimensions, but also in terms of structural compaction and surface quality through this manufacturing process, which leads to the high resilience of the chain and its Safety against wear and tear and breakage also contribute.
In der Bewegungsphase der Kettenglieder 1, 2 im Kontakt mit den Scheiben 11 wirken in radialer Richtung an den Kettengliedern 1, 2 nicht nur die starken Kraftkomponenten infolge ihres kräftigen Druckkontaktes mit den kegelförmigen Laufflächen der Scheiben 11, sondern auch starke Fliehkräfte infolge der hohen Scheibendrehzahlen. In dieser Bewegungsphase haben die Kettenglieder 1, 2 beider Gruppen demgegenüber aber einen gegenseitigen Kontakt an ihren gewölbten Anlageflächen 6, 7, bei dem die starken Ubertragungskräfte an den Kettengliedern 1, 2 noch schräger an diesen wirken als in der Bewegungsphase wie gezeichnet mit gestrecktem Kettenstrang, in dem die geringere Schräglage der Kraftnormalen durch die Gerade 8 gekennzeichnet ist. Dadurch werden die starken Radialkräfte an den Kettengliedern 1, 2 sicher und ohne Beeinträchtigung der Kettenfestigkeit abgestützt.In the movement phase of the chain links 1, 2 in contact with the discs 11 act in the radial direction on the chain links 1, 2 not only the strong ones Force components as a result of their strong pressure contact with the conical running surfaces of the disks 11, but also strong centrifugal forces as a result of the high disk speeds. In this movement phase, the chain links 1, 2 of both groups have opposite but a mutual contact at their curved contact surfaces 6, 7, in which the strong transmission forces on the chain links 1, 2 even more obliquely on these act as in the movement phase as drawn with a stretched chain strand, in where the lower inclination of the force normals is indicated by the straight line 8 is. As a result, the strong radial forces on the chain links 1, 2 are safe and supported without impairing the chain strength.
Die in Fig. 1 im Vergrößerungsmaßstab 5:1 mit zutreffenden maßlichen Verhältnissen wiedergegebene Gliederkette hat bei einer Gesamtprofilhöhe von 10 mm eine sehr vorteilhafte kleine Gliederteilung von nur 5 mm zwischen den Kettengliedern 1, 2 beider Gruppen; das ist der halbe Betrag von der Kettenprofilhöhe und der Teilung der Kettenglieder innerhalb einer Gruppe. Auch diese Eigenschaft trägt zu dem günstigen Lauf- und Geräuschverhalten des hochtourig arbeitenden Getriebes bei und ermöglicht außerdem zugunsten seiner geringen Größe die kleinen Laufdurchmesser an den Scheiben 11. Mit den genannten Maßen kann die dargestellte Gliederkette mit einer tragenden Eingriffsbreite an ihren Gliedern 1, 2 von 30 mm eine Spitzenbelastung über beschränkte Dauer von über 8000 N aufnehmen, was bei einer maximalen Antriebsdrehzahl von 6000 1/min und einem kleinsten Durchmesser ihres Laufkreises an den antreibenden Scheiben von 60 mm einer maximalen Kurzzeitleistung pro Kettenstrang von rund 150 kW entspricht. Voraussetzung dafür ist die Verwendung eines legierten Qualitätsstahles für die Kettenglieder 1, 2 mit einer hohen Grundfestigkeit, wie sie etwa der Stahl 18 Cr Ni 8 nach DIN 2.The in Fig. 1 in an enlarged scale of 5: 1 with applicable dimensional The link chain reproduced with a total profile height of 10 mm a very advantageous small link pitch of only 5 mm between the chain links 1, 2 of both groups; that is half the amount of the chain profile height and the pitch of the chain links within a group. This property also contributes to the favorable Running and noise behavior of the high-speed gearbox and enables In addition, the small barrel diameter on the discs in favor of its small size 11. With the dimensions mentioned, the link chain shown can be fitted with a load-bearing Width of engagement on their limbs 1, 2 of 30 mm a peak load over limited Record a duration of over 8000 N, which is at a maximum drive speed of 6000 1 / min and a smallest diameter of its running circle on the driving pulleys of 60 mm corresponds to a maximum short-term power per chain strand of around 150 kW. The prerequisite for this is the use of an alloyed quality steel for the Chain links 1, 2 with a high basic strength, such as those around the steel 18 Cr Ni 8 according to DIN 2.
17 210 bietet, der bei einer Zugfestigkeit von 1400 N/mm eine Dauer-Schwellfestigkeit für Biegung von über 1000 N/mm2 hat.17 210 offers a permanent swell strength with a tensile strength of 1400 N / mm for bending of more than 1000 N / mm2.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 setzt sich die Gliederkette aus einer einzigen Sorte von solchen im Querschnitt gleichgeformten Kettengliedern 13 zusammen, die Stege 14, 15 und Nuten 16, 17'für den Eingriff mit den beiden jeweils benachbarten Kettengliedern auf beiden Breitseiten aufweisen, wobei die beiden Nuten 16, 17 je Kettenglied nach verschiedenen Seiten offen sind. Zu einem Wälzkontakt bei ihrer Gelenkbewegung liegen auch diese Kettenglieder 13 mit gewölbten Anlageflächen mit einem bestimmten Wölbungsradius R aneinander, die wie bei der Gliederkette nach Fig. 1 zu einer unlösbaren Verbindung der Kettenglieder 13 so angeordnet sind, daß die Singriffsnormale der zu übertragenen Zugkraft schon bei Strecklage der Kette eine bestimmte Neigung hat. Wie bei den Kettengliedern 1, 2 nach Fig. 1 lassen sich auch diese Kettenglieder 13 kostengünstig und genau in einem spanlosen Verfahren herstellen. Dabei ermöglicht auch diese Konstruktion eine hochbelastbare Gliederkette mit geringem Gewicht für große Drehzahlen.In the embodiment of FIG. 3, the link chain settles from a single type of such chain links with the same cross-section 13 together, the webs 14, 15 and grooves 16, 17 'for engagement with the two, respectively Have adjacent chain links on both broad sides, the two grooves 16, 17 are open on different sides for each chain link. To a rolling contact during their joint movement, these chain links 13 also lie with curved contact surfaces with a certain radius of curvature R to each other, which as with the link chain according to Fig. 1 are arranged to a permanent connection of the chain links 13 so that the singriffsnormal of the tensile force to be transmitted even when the chain is in the extended position has a certain inclination. As with the chain links 1, 2 according to FIG also these chain links 13 inexpensively and precisely in a non-cutting process produce. This construction also enables a heavy-duty link chain with low weight for high speeds.
Fig. 4 gibt eine Ausgestaltung der Gliederkette nach Fig. 3 zu einem weiteren Ausführungsbeispiel wieder. Der wiedergegebene Längsschnitt durch ein Kettenglied ist in Fig. 3 gekennzeichnet. Diese Ausgestaltung besteht darin, daß die Kettenglieder für ihre Anlage an den Scheiben 18 an beiden Enden solche mit Festsitz aufgesetzten Druckstücke 19 aufweisen, die zugleich eine Sitzsicherung gegen ein Verschieben der Kettenglieder 13 aneinander quer zur Kettenstranglinie bilden. In Fig. 3 ist ein solches plattenförmiges Druckstück 19 strich-punktiert angedeutet, wie es sich mit seiner Kontur in teilweiser Uberdeckung mit den benachbarten Kettengliedern befindet und so ein seitliches Verschieben der Kettenglieder aneinander unmöglich macht. Für die Befestigung der Druckstücke 19 an den Kettengliedern 13 weisen diese an beiden Enden jeweils eine Nute 20 auf, die das Druckstück 19 unverrückbar mit Preßsitz aufnimmt. Für ihren Kontakt mit den Scheiben 18 besitzen die Druckstücke 19 dieses Ausführungsbeispieles eine schwachgewölbte Druckfläche 21. Ihrem Zweck entsprechend sind die Druckstücke 19 kostensparend in einem Prägeverfahren aus hochfestem Stahl spanlos hergestellt.Fig. 4 gives an embodiment of the link chain according to FIG. 3 to one another embodiment again. The reproduced longitudinal section through a chain link is marked in FIG. 3. This configuration consists in that the chain links for their contact with the disks 18 at both ends those with an interference fit Have pressure pieces 19, which at the same time a seat lock against displacement of the chain links 13 together transversely to the chain strand line. In Fig. 3 is such a plate-shaped pressure piece 19 indicated by dash-dotted lines, as it is with its contour partially overlapping with the neighboring chain links and so it is impossible to move the chain links sideways power. For the attachment of the pressure pieces 19 to the chain links 13, these have at both ends a groove 20, which the pressure piece 19 immovable with Receives a press fit. The pressure pieces are provided for their contact with the disks 18 19 of this embodiment a slightly curved pressure surface 21. Your purpose Accordingly, the pressure pieces 19 are cost-saving in an embossing process made of high-strength Steel manufactured without cutting.
Die Erfindung erlaubt noch mehrere weitere Ausgestaltungen und konstruktive Abwandlungen, wobei auch noch andere Querschnittsformen für die Kettenglieder möglich sind. Eine Gliederkette nach der Erfindung ist grundsätzlich auch für Umschlingungsgetriebe einsetzbar, die nicht stufenlos verstellbar sind, sondern mit einem konstanten Drehzahlverhältnis arbeiten. Zur weiteren Leistungserhöhung kann ein Getriebe auch mit zwei oder gar drei dieser Ketten in Parallelschaltung ausgestattet sein. Die Anlageflächen an den Kettengliedern für ihren gegenseitigen Kontakt können im Profil prinzipiell auch anders ausgebildet sein als in der Zeichnung dargestellt, beispielsweise in Gestalt von konkav-konvex gewölbten und so mit Schmiegung im Paar aneinanderliegenden Anlageflächen, die nur geringe Flächenpressungen bei der Zugkraftübertragung aufkommen lassen und die Kettenglieder dabei untrennbar aneinander halten. LeerseiteThe invention allows several further refinements and constructive ones Modifications, with other cross-sectional shapes also possible for the chain links are. A link chain according to the invention is basically also for belt drives which are not continuously adjustable, but with a constant speed ratio work. To further increase performance, a transmission can also be equipped with two or even three of these chains can be connected in parallel. The contact surfaces the chain links for their mutual contact can in principle in the profile also be designed differently than shown in the drawing, for example in Shape of concave-convex arched and thus adjoining each other with osculation in the pair Contact surfaces with only low surface pressures during the transmission of tensile force and keep the chain links inseparable. Blank page
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