DE2920002A1 - Geraeuscharme kettenanordnung, insbesondere antriebskette fuer zweiraeder - Google Patents

Geraeuscharme kettenanordnung, insbesondere antriebskette fuer zweiraeder

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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing^H^Wefcemanν, ;Dipx.--Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Cbem. B. Huber
29200Q2
8000 MÜNCHEN 86, DEN. _ t. · MWQ POSTFACH 860 820 ' 7i MB'
POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 SBdZ
HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
6-27-8, Jingumae, Shibuya-ku
Tokio (Japan)
Geräuscharme Kettenanordnung, insbesondere Antriebskette
für Zweiräder
9847/08 9 9
29200Q2
Die Erfindung betrifft eine geräuscharme Kettenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei dieser Kettenanordnung wird das beim Eingreifen der Kette in ein Zahnrad entstehende Geräusch durch einen Dämpfungsring reduziert, der an einer Seite des Zahnrads angeordnet ist.
Wird eine Kette beispielsweise als Antriebskette in einem Zweirad o.a. eingesetzt und über ein treibendes und ein angetriebenes Kettenzahnrad geführt, so hängt sie normalerweise etwas durch und wird beim Anlauf der Anordnung plötzlich in Eingriff mit den Kettenzahnrädern gebracht. Deshalb wird immer dann, wenn die Kette in festen Eingriff mit einem Kettenzahnrad gebracht wird, ein Aufprallgeräusch erzeugt, das hauptsächlich hochfrequente Komponenten enthält und auf das Zusammenstoßen zweier Metallteile zurückzuführen ist. Eine bekannte Vorrichtung kann dieses Geräusch verringern.
Diese Vorrichtung arbeitet unter Ausnutzung der Kompression sver formung von Gummi o.a. zur Absorption von Stoßwirkungen beim Eingriff der Kette, wobei aber Abnutzungsprobleme auftreten können. Insbesondere bei einem Dämpfungselement aus Gummi o.a., das am Antriebszahnrad und nicht am angetriebenen Zahnrad angebracht ist, ergibt sich bei großer Belastung eine frühzeitige Abnutzung, die auch im Hinblick auf die Lebensdauer der Geräuschdämpfungsanordnung nachteilig ist. Ohne die Lebensdauer zu beeinträchtigen, kann also eine zuverlässige Geräuschdämpfung kaum verwirklicht werden.
Zur Vermeidung solcher Probleme ist es möglich, einen Dämpfungsring mit einem Außendurchmesser vorzusehen, der größer als der Innendurchmesser eines Halbkreises ist, den ein Teil der Kette beim Eingriff in ein Kettenzahnrad beschreibt. Dieser Dämpfungsring ist auf einer Seite des
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Kettenzahnrads mit einem Halteelement gehalten, das auf derselben Seite des Zahnrads befestigt ist. Bei dieser Konstruktion wird jeweils beim Eingriff der Kette in das Kettenzahnrad ein radial innerer Teil eines jeden Kettenglieds in Wechselwirkung mit dem Außenumfang des Dämpfungsrings gebracht, wodurch die Aufprallvorgänge zwischen Kette und Kettenzahnrad abgeschwächt werden. Zusätzlich wird der Dämpfungsring hierbei so verformt, daß die Stoßenergie absorbiert wird, wodurch Aufprallgeräusche weiter vermieden und damit verringert werden.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Möglichkeit der Geräuschdämpfung weiter verbessert werden kann, wodurch sich auch eine längere Lebensdauer des· Dämpfungsrings ergibt.
Da der zuvor genannte Dämpfungsring einen Außendurchmesser hat, der größer als der Innendurchmesser eines Halbkreises ist, welcher von einem Teil der Kette in Eingriff mit dem Kettenzahnrad beschrieben wird, wird beim Eingriff zwischen Kette und Kettenzahnrad der Dämpfungsring durch den radial inneren Teil des halbkreisförmigen Kettenabschnitts in eine elliptische Form deformiert und ragt an der nicht beaufschlagten Seite aus der Anordnung heraus. Der Dämpfungsring hat einen Grundteil in Form eines Federelements, so daß zu diesem Zeitpunkt die elastische Rückstellkraft des Federelements in Richtung der kleineren Achse der Ellipse wirkt. Der Teil des elliptisch verformten Dämpfungsrings quer zur kleineren Achse fällt praktisch mit einem Abschnitt der Kette zusammen, der am Beginn des Eingriffs zwischen Kette und Kettenzahnrad bei Vorwärts- oder Rückwärtslauf liegt, so daß die elastische Rückstellkraft des Dämpfungsrings als Federläst auf den eingreifenden Anfangsabschnitt der Kette einwirkt und der Dämpfungsring und die Kette in gegenseitiger Wechselwirkung einen maximalen Kontaktdruck zwischen sich in diesem Abschnitt erzeugen. Wenn somit ein glatter
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Eingriff des Außenumfangs des Dämpfungsrings mit dem Innenumfang des halbkreisförmigen Kettenabschnitts erzielt werden kann, so ist es möglich, das Kettengeräusch im Vergleich mit bekannten Anordnungen weiter zu verringern und auch die Abnutzung des Dämpfungsrings minimal zu halten, wodurch eine weitere Verlängerung seiner Lebensdauer möglich ist.
Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 verwirklicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einer Kettenanordnung nach der Erfindung ist der Dämpfungsring auf einer Seite des Kettenzahnrads relativ zu diesem drehbar angeordnet, und die in das Kettenzahnrad eingreifende Kette besteht aus einer Anzahl Gelenkplatten. Der Dämpfungsring hat einen Außendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser eines Halbkreises ist, der durch den auf dem Kettenzahnrad aufliegenden Abschnitt der Kette beschrieben wird. Jede Gelenkplatte hat eine gekrümmte Aussparung, deren Krümmungsradius mit dem maximalen Krümmungsradius des Außenumfangs des Dämpfungsrings zusammenfällt, welcher beim Eingriff der Kette in das Kettenzahnrad elliptisch verformt wird.
Die Erfindung führt also zu einer Kettenanordnung, bei der jede Gelenkplatte den Dämpfungsring mit einem sehr kleinen Winkel bzw. mit dem Winkel Null beaufschlagt, wenn ein radial innerer Teil der Gelenkplatte mit dem Dämpfungsring in Kontakt gebracht wird. Dadurch wird ein weicher Eingriff der Kette und des Dämpfungsrings miteinander gewährleistet und ein hoher Dämpfungswirkungsgrad erreicht.
Bei einer Kettenanordnung nach der Erfindung wirkt beim Eingriff einer jeden Gelenkplatte mit dem Dämpfungsring
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praktisch der gesamte radial innere Teil der Gelenkplatte auf den Dämpfungsring ein, so daß der Kontaktdruck zwischen beiden gleichmäßig ist, wodurch die Abnutzung des Dämpfungsrings verringert und eine weitere Verlängerung der Lebensdauer, verbunden mit Geräuschverringerung, erreicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Kettenzahnrads mit einer Anordnung nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt eines Dämpfungsrings,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Dämpfungsrings im deformierten Zustand zum Zeitpunkt des Eingriffs der Kette mit dem Kettenzahnrad, und
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Gelenkplatte der Kette.
In Fig. 1 ist ein Kettenzahnrad 1 mit mehreren Zähnen 2 dargestellt. Das Kettenzahnrad 1 kann entweder ein treibendes oder ein angetriebenes Zahnrad sein. Eine Halterung 3 in Form eines abgestuften Rings ist mit Nieten 4 an einer Seite 1a des Kettenzahnrads 1 befestigt. Die Halterung 3 ist durch Pressen o.a. aus Stahlblech gefertigt und hat einen Grundteil 3a, der mit Nieten 4 an dem Kettenzahnrad 1 befestigt ist, einen Zwischenabschnitt 3b rechtwinklig von dem Grundteil 3a ausgehend und eine Haltewand 3c rechtwinklig zum Zwischenabschnitt 3b, so daß diese also radial nach außen steht. Ein ringförmiger Raum S, der nur an der radial äußeren Seite des Kettenzahnrads 1 geöffnet ist, wird durch die Seite 1a des Kettenzahnrades 1 und die Haltewand 3c sowie durch den Zwischenabschnitt 3b als Boden begrenzt. Dieser ringförmige Raum S ist neben dem Außenumfang des Ketten-
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zahnrads 1 und innerhalb der Zähne 2 angeordnet. Er hat eine konstante Breite über den Umfang des Kettenzahnrades 1.
Ein Federring 5 ist drehbar in dem ringförmigen Raum S angeordnet und an der Seite 1a des Kettenzahnrads 1 mit der Halterung 3 gehalten. Während im dargestellten Ausführungsbeispiel nur ein einziger Ring 5 an einer Seite des Kettenzahnrads 1 vorgesehen ist, können auch zwei derartige Ringe auf beiden Seiten des Kettenzahnrads 1 angeordnet sein, so daß dann also ein weiterer Federring auf der anderen Seite 1b des Kettenzahnrads 1 mit einer ähnlichen Halterung angeordnet ist. Der Federring 5 hat einen Außendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser des halbkrexsformigen Abschnitts der Kette 6 in Eingriff mit den Zähnen 2 des Kettenzahnrads 1 ist. Hierdurch wird beim Eingriff des radial inneren Abschnitts 6a der Kettenglieder der Kette 6 mit dem Außenumfang des Federrings 5 ein durch die Kette 6 nicht beaufschlagter freier Abschnitt 5a des Federrings 5 in eine elliptische Form deformiert, so daß dieser Teil nach außen vorsteht. Der elliptisch deformierte Federring 5 wird ohne Ablösung vom Kettenzahnrad 1 durch die Haltewand 3c der Halterung 3 gehalten und kann somit immer im ringförmigen Raum S gedreht werden.
Der Federring 5 hat gemäß Fig. 2 einen Innenteil 7 und einen Außenteil 8. Der Innenteil 7 ergibt sich durch ringförmiges Formen von Stahlfederblech, während der Außenteil 8 aus einem flexiblen und elastischen Material geformt ist, beispielsweise aus Hartgummi oder Kunststoff. Der Außenteil 8 dient als Dämpfungselement und ist mit dem Außenumfang des federnden Innenteils 7 beispielsweise durch Vulkanisieren verbunden, wodurch sich dann der Dämpfungsring 5 ergibt .
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Fig. 3 zeigt den Dämpfungsring 5 im deformierten Zustand, der durch Eingriff der Kette 6 mit dem Kettenzahnrad 1 herbeigeführt wird. Bei O ist die Mitte (d.h. der gelagerte Teil) des Kettenzahnrads 1 vorgesehen. Die radial äußere Seite einer Hälfte 5b des Dämpfungsrings 5, die durch die radial innen liegenden Teile 6a der Kettenglieder beaufschlagt wird, hat denselben Krümmungsradius r wie die inneren zugeordneten Teile der Kettenglieder. Ein freier Abschnitt 5a des Rings gegenüber der bereits genannten Hälfte 5b wird ähnlich verformt, so daß der Dämpfungsring 5 insgesamt eine elliptische Form erhält und radial nach außen vorsteht. Zu.!diesem Zeitpunkt fallen ein Abschnitt A der Kette entsprechend dem Eingriffsbeginn zwischen Kette und Kettenzahnrad sowie ein Abschnitt B entsprechend dem Eingriffsbeginn bei umgekehrter Drehrichtung mit Teilen des elliptisch verformten Dämpfungsrings zusammen, die an der kleineren Ellipsenachse liegen. Der Krümmungsradius r der Ellipse, d.h. der Außenumfang des Dämpfungsrings 5 entsprechend den Anfangsabschnitten A oder B des Eingriffs zwischen Kette und Kettenzahnrad ist der maximale Krümmungsradius des gesamten Umfangs des Dämpfungsrings 5.
Fig. "4 zeigt ein Kettenglied 9 der Kette 6. Es hat eine
kokonartige Form in der Seitenansicht mit Einbuchtungen an der Ober- und Unterseite. Bei der Formung der Einbuchtungen 10, insbesondere der Einbuchtung 10a an der Unterseite gemäß Fig. 4 wird zur Anpassung an den Außenumfang des Dämpfungsrings 5 ein Krümmungsradius r vorgesehen, der mit dem maximalen Krümmungsradius des Dämpfungsrings 5 übereinstimmt. Um die Herstellung der Gelenkplatte 9 zu vereinfachen, kann die gegenüberliegende Einbuchtung 10b, die nicht mit dem Außenumfang des Dämpfungsrings 5 in Eingriff kommt, denselben Krümmungsradius r haben.
ORIGINAL INSPECTED
.9 0.9.84 77 08 9 9 οοργ
Der Wert des maximalen Krümmungsradius kann beispielsweise folgendermaßen abgeleitet werden:
Wenn der Durchmesser des Dämpfungsrings 5 im Zustand eines echten Kreises DQ ist, so ist die Länge seines Außenumfangs
L = % χ D0.
Wenn der Dämpfungsring 5 durch die Kette 6 in eine elliptische Form gebracht wird, wie sie in Fig. 3 durchgezogen dargestellt ist, so ist
L = 2r0 χ TT + 2e
wobei e die Ellipsenform ausdrückt und den maximalen Krümmungsradius r bestimmt. Hierbei ist dann
- ^(D O - 2rQ>
e =
Der Abstand HQ von der Mitte O des Kettenzahnrads 1 zur Mitte der Gelenkplatte 9 in Richtung ihrer Höhe ist ·
ä 2
Der Abstand H- von der Mitte O des Kettenzahnrads 1 zur Mitte O' des Abschnitts des Außenumfangs des Dämpfungsrings 5 mit dem maximalen Krümmungsradius r ist
e_
H- = H^. X (2)
E
2
Bei diesen Gleichungen ist a die Höhe der Gelenkplatten und ρ die Teilungslänge der Kette 6.
Aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt sich der maximale Krümmungsradius r:
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COPV
r = >(ΗΛ + H1)' +(Ώ -? (3)
Während der maximale Krümmungsradius 3 theoretisch in vorstehender Weise abgeleitet werden kann, wobei die angegebenen Grundrechnungen durchzuführen sind, wird er in der Praxis innerhalb eines zulässigen Bereichs festgelegt, in dem die Funktion des Dämpfungsrings erzielt wird. Hierbei werden zulässige Abmessungsfehler des Dämpfungsrings, des Kettenzahnrads und der Kette in Anrechnung gebracht.
Im folgenden wird die Funktion der vorstehend beschriebenen Anordnung erläutert. Wenn die Kette 6 in Eingriff mit dem Kettenzahnrad 1 läuft, so wirkt der radial innere Abschnitt 6a der Glieder der Kette 6 auf den Außenumfang der Dämpfungsanordnung 8 ein, da der Außendurchmesser des Dämpfungsrings 5 größer als der Innendurchmesser der Kettenglieder ist, die den halbkreisförmig gekrümmten Abschnitt der Kette 6 in Eingriff mit dem Kettenzahnrad 1 bilden. Gleichzeitig wird die Deformation der Gesamtform des Dämpfungsrings 5, der elastische Eigenschaften hat, immer wiederholt, so daß dadurch die Aufprallenergie, die andernfalls auf das Kettenzahnrad einwirken würde, absorbiert wird. Dadurch ergibt sich eine zusätzliche Geräuschdämpfung, d.h. das Aufprallgeräusch wird verringert.
Mit dem Lauf der Kette 6 dreht sich der Dämpfungsring 5 gemeinsam mit der Kette und dem Kettenzahnrad und wird dabei relativ zu beiden in entgegengesetzter Richtung innerhalb des ringförmigen Raums S durch eine der Kettendrehung entgegengesetzte Reaktionskraft verlagert. Dabei behält er aber insgesamt seine elliptische Form.
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_§JL9_8 4 7/0899
ORIGINAL
Λ 9
Wenn die Kette 6 und das Kettenzahnrad 1 am Anfangsabschnitt A oder B ihren Eingriff beginnen, so wirkt der Außenumfang des Dämpfungsrings 5 auf den radial innen liegenden, eingebuchteten Abschnitt 10a der Gelenkplatte 9 ein, dessen Krümmungsradius dem maximalen Krümmungsradius r des Dämpfungsrings 5 entspricht. Deshalb erfolgt eine flächige Berührung zwischen dem Dämpfungsring 5 und der Gelenkplatte 9. Mit dieser Art der Berührung wird die Druckwirkung zwischen dem Dämpfungsring 5 und der Gelenkplatte 9 im Abschnitt A bzw. B bei gegenläufiger Anordung, die infolge der elastischen Rückstellkraft des elliptisch verformten Dämpfungsrings hohe Werte hat, vergleichmäßigt. Anders gesehen, wird die Energie der Kette 6 beim Eingriff mit dem Kettenzahnrad 1 bei starker Aufprallwirkung wirksam absor- "^- biert und geschwächt durch die Einwirkung der gesamten radial innen liegenden Fläche der Gelenkplatte 9 auf den Außenumfang des Dämpfungsrings 5, so daß dessen Abnutzung wirksam reduziert wird. Da ferner die gekrümmte Form der Einbuchtung 10a der Gelenkplatte 9 denselben Krümmungsradius wie der Außenumfang des Dämpfungsrings 5 hat, kommt die Gelenkplatte 9 mit dem Dämpfungsring 5 am Abschnitt A oder B unter einem Winkel, der praktisch den Wert Null hat, in Berührung. Somit läuft die Kette 6 weich auf den Dämpfungsring 5 auf, so daß sich eine weitere wirksame Geräuschverringerung ergibt.
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Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    ! 1 .JGeräuscharme Kettenanordnung, insbesondere Antriebskette
    für Zwei räder, mit einem auf einer Seite eines Kettenzahnradi-s relativ zu diesem drehbar angeordneten Dämpfungsring, dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser eines auf dem Kettenzahnrad halbkreisförmig aufliegenden Teils der Kette ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gelenkplatte (9) der Kettenglieder mindestens eine Einbuchtung (10) hat, deren Krümmungsradius mit dem maximalen Krümmungsradius des Außenumfangs des Dämpfungsrings (5) übereinstimmt, wenn dieser durch die mit dem Kettenzahnrad (1) in Eingriff stehende Kette (6) elliptisch deformiert ist.
  2. 2. Kettenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Krümmungsradius in einem Abschnitt (A,
    B) des Dämpfungsrings (5) liegt, bei dem der Eingriff zwischen Kette (6) und Kettenzahnrad (1) beginnt.
  3. 3. Kettenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenzahnrad (1) eine Halterung (3) für den Dämpfungsring (5) aufweist, die auf mindestens einer Seite des Kettenzahnrads (1) nahe dessen Außenumfang vorgesehen ist.
  4. 4. Kettenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3) einen Bodenteil (3b) rechtwinklig zur Seite des Kettenzahnrades (1) und eine Haltewand (3c) an der Außenkante des Bodenteils (3b) in radialer Richtung des Kettenzahnrades (1) aufweist, daß die Seitenfläche des Kettenzahnrades (1) einen ringförmigen, radial nach außen offenen Raum (S) zusammen mit dem Bodenteil (3b)
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    und der Haltewand (3c) begrenzt und daß der Dämpfungsring (5) in dem ringförmigen Raum (S) angeordnet ist.
  5. 5. Kettenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (5) einen Innenteil (7) aus einem ringförmig gebogenen Federmaterial und einen Außenteil (8) aus einem elastischen Material wie z.B. Hartgummi aufweist.
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DE2920002A 1978-05-19 1979-05-17 Vorrichtung zur Dämpfung des Geräuschs, das eine mit einem Kettenzahnrad in Eingriff kommende Kette erzeugt Expired DE2920002C2 (de)

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