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Die
Erfindung betrifft generell ein Ketten- und Kettenradantriebssystem.
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Ketten-
und Kettenradantriebssysteme finden oft in den Motorssystemen von
Kraftfahrzeugen Verwendung, um Drehkräfte zwischen Wellen zu übertragen.
Beispielsweise kann ein Kettenrad auf einer angetriebenen Welle über eine
Kette mit einem Kettenrad auf einer nicht angetriebenen Welle verbunden
sein. Bei einem derartigen Ketten- und Kettenradsystem wird durch
die Drehung der angetriebenen Welle und des angetriebenen Kettenrades über die
Kette eine Drehung der nicht angetriebenen welle und des nicht angetriebenen
Kettenrades bewirkt. In Motorssystemen von Kraftfahrzeugen können die
Kettenräder
auf der Kurbelwelle beispielsweise zum Antreiben von einem oder
mehreren Nockenwellenkettenrädern
Verwendung finden.
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Die
in Ketten- und Kettenradsystemen verwendeten Ketten besitzen typischerweise
eine Vielzahl von miteinander kämmenden
Kettengliedplatten, die mit Bolzen oder Rollen verbun den sind. Die Kettenräder weisen
typischerweise eine kreisförmige Platte
mit einer Vielzahl von Zähnen
auf, die um den Umfang der Platte angeordnet sind. Zwischen benachbarten
Zähnen
sind Füße angeordnet,
die generell bogenförmige
oder halbkreisförmige
Profile besitzen, um die Bolzen oder Rollen der Ketten aufzunehmen.
Jeder Fuß hat
einen Fußradius,
der als Abstand von der Mitte des Kettenrades bis zu einem Punkt
auf dem Fuß,
der zur Kettenradmitte am nächsten
angeordnet ist, definiert ist.
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Bei
einem „geradlinig" ausgebildeten Kettenrad
sind die Fußradien
im Wesentlichen gleich. Es wurde jedoch festgestellt, dass dann,
wenn sich eine Kette um ein geradlinig ausgebildetes Kettenrad dreht,
hörbare
Schallfrequenzen, die unerwünschte Geräusche hervorrufen,
oft erzeugt werden, wenn die die Glieder der Kette verbindenden
Bolzen oder Rollen die Kettenradzähne kontaktieren und auf die zwischen
benachbarten Zähnen
der Kettenräder
angeordneten Füße prallen.
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Die
Schallfrequenzen und das Volumen von derartigen Geräuschen hängen typischerweise
von den Ketten- und Kettenradkonstruktionen, der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Kette und anderen Schall- oder Geräuschquellen in der Betriebsumgebung
ab. Bei der Konstruktion von Ketten- und Kettenradsystemen kann
es wünschenswert
sein, die Schallpegel zu verringern, die erzeugt werden, wenn die
Rollen einer Kette mit den Füßen eines
Kettenrades in Eingriff treten.
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„Ungeordnet" ausgebildete Kettenräder sind entwickelt
worden, um dazu beizutragen, die durch den Eingriff der Ketten mit
den Kettenrädern
erzeugten abgestrahlten Schallpegel zu reduzieren. Ungeordnet ausgebildete
Kettenräder
können
dadurch gekennzeichnet sein, dass sie eine Vielzahl von unterschiedlichen
Fußradien
besitzen. Diese unterschiedlichen Fußradien können in einem Muster um den Kettenradumfang
herum angeordnet sein, um die durch den Eingriff der Kettenrollen
oder Kettenbolzen mit Kettenradzähnen
und Kettenradfüßen erzeugten Schallfrequenzen
zu modulieren. Durch Modulation dieser Schallfrequenzen kann der
Schall, der erzeugt wird, wenn sich die Kette um das Kettenrad dreht,
reduziert werden.
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Zusätzlich zum
Minimieren des durch den Eingriff zwischen einer Kette und einem
Kettenrad erzeugten Schalls ist es wünschenswert, die vom Kettenrad
auf die Kette aufgebrachten Zugkräfte bzw. Spannungen zu reduzieren.
Reduzierte Kettenspannungen können
vorteilhaft sein, da sie zu einem verringerten Verschleiß der Kette
führen
und somit den Lebenszyklus der Kette verlängern. Ferner können reduzierte
Kettenspannungen zu einem geringeren Verschleiß am Kettenrad führen und
auf diese Weise auch den Lebenszyklus des Kettenrades erhöhen.
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Es
wurde bei Kettenspannungsmessungen festgestellt, dass bestimmte
Kettenspannungen in einem speziellen System auf einer periodischen
oder sich wiederholenden Basis variieren können, die oft mit spannungsinduzierenden
Ereignissen korreliert werden kann. Beispielsweise wurde bei Steuerkettensystemen
von Kraftfahrzeugen aus Kettenspannungsmessungen festgestellt, dass
der Eingriff und das Lösen
eines jeden Kettenradzahnes und/oder Kettenradfußes mit oder von den Kettenbolzen
oft zu sich wiederholenden Spannungsänderungen führen. Diese Kettenspannungsänderungen
können
mit potentiellen spannungsinduzierenden Ereignissen, wie dem Zünden von
Kolbenzylindern, Getriebeeingriffen etc., korreliert sein.
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Ein
geeigneter Versuch zum Analysieren von derartigen Spannungsereignissen
besteht in der Beobachtung der Anzahl der Ereignisse, die relativ
zu einer Bezugszeitdauer auftreten, sowie der Größe der Spannungsänderung
für jedes
Ereignis. Beispielsweise kann man in einem Steuerkettensystem eines
Kraftfahrzeuges die Anzahl oder Frequenz der Spannungsänderungen
in der Kette relativ zu den Drehungen eines Kettenrades oder einer
Kurbelwelle sowie die Größe der Spannungsänderung
in der Kette feststellen.
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In
einem solchen System kann beispielsweise ein Spannungsereignis,
das einmal pro Wellen- oder Kettenradumdrehung auftritt, als Ereignis „erster" Ordnung angesehen
werden, während
ein Ereignis, das viermal für
jede Wellen- oder Kettenradumdrehung auftritt, als Ereignis „vierter" Ordnung angesehen
werden kann. In Abhängigkeit
vom System und der relativen Bezugszeit, d. h. den Drehungen der
Kurbelwelle oder des Kettenrades (oder einer anderen Bezugsbasis),
können
mehrere „Ordnungen" von Ereignissen
bei einer Kurbelwellen- oder Kettenraddrehung in einem solchen System
vorhanden sein, die aus einer oder mehreren Spannungsquellen herrühren. In
entsprechender Weise kann eine spezielle Ordnung der Kettenradumdrehung
den kumulativen Effekt von mehr als einem Spannungsereignis aufweisen
oder reflektieren. Solche Ordnungen von Spannungsereignissen, die
während
der Umdrehung eines Kettenrades (oder einer Kurbelwelle) auftreten, können auch
als Ordnungen eines Kettenrades (oder einer Kurbelwelle) und/oder
Kettenradordnungen (oder Kurbelwellenordnungen) bezeichnet werden.
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Bei
geradlinig ausgebildeten Kettenrädern treten
typischerweise messbare Spannungen, mit denen die Kette beaufschlagt
wird, bei einer Kettenradordnung auf, die der Anzahl der Zähne am Kettenrad,
auch als Teilung bekannt, entsprechen. Somit werden in einem Kettenrad
mit 19 Zähnen
Spannungen bzw. Zugkräfte
auf die Kette in der 19. Ordnung oder Teilungsordnung, d. h. 19
mal pro Umdrehung des Kettenrades, übertragen. In Abhängigkeit
von der Kettenradkonstruktion tritt diese Ordnung in einem geradlinig
ausgebildeten Kettenrad typischerweise bei gleichen Intervallen
relativ zur Kettenraddrehung mit einer generell gleichen Spannungsänderung
oder Amplitude auf.
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Ungeordnet
ausgebildete Kettenräder
besitzen im Gegensatz dazu typischerweise im Vergleich zu geradlinig
ausgebildeten Kettenrädern
aufgrund ihrer unterschiedlichen Fußradien andere Spannungseigenschaften.
Wenn sich die Kette um das ungeordnet ausgebildete Kettenrad dreht,
verleiht jeder der unterschiedlichen Fußradien der Kette typischerweise
ein unterschiedliches Spannungsereignis. Wenn beispielsweise eine
Rolle der Kette mit einem Fuß mit
einem ersten Fußradius
in Eingriff tritt, kann die Kette mit einer Spannung beaufschlagt
werden, die sich von der Spannung unterscheidet, mit der die Kette
beaufschlagt wird, wenn eine Rolle der Kette mit einem Fuß mit einem
zweiten Fußradius
in Eingriff tritt, der größer ist
als der erste Fußradius.
Ferner kann die Kette Spannungsänderungen
durch ein unorientiert ausgebildetes Kettenrad aufgrund der Relativlage
der unterschiedlichen Fußradien
erfahren. Eine sich zwischen benachbarten Füßen mit dem gleichen Fußradius
bewegende Rolle kann zu anderen Kettenspannungsänderungen führen als eine sich zwischen
benachbarten Füßen mit
anderen Radien bewegende Rolle.
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Die Änderung
der Kettenspannungen, die von unorientiert ausgebildeten Kettenrädern bewirkt wird,
kann weiter akzentuiert werden, wenn das Kettenrad mehr als zwei
unterschiedliche Fußradien
besitzt. Bei einem ungeordnet ausgebildeten Kettenrad mit einem
ersten, zweiten und dritten Fußradius,
die sukzessive größer werden,
kann die Zugkraft bzw. Spannung, mit der die Kette beaufschlagt
wird, größer werden,
wenn sich eine Kettenrolle von einem Fuß mit einem ersten Fußradius
bis zu einem Fuß mit einem
dritten Radius bewegt, als wenn sich eine Kettenrolle von einem
Fuß mit
einem ersten Fußradius zu
einem Fuß mit
einem zweiten Fußradius
bewegt.
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Somit
verursachen ungeordnet ausgebildete Kettenräder, die prinzipiell zur Schallreduzierung ausgebildet
sind, oft Erhöhungen
der Kettenspannungen und Spannungsänderungen im Vergleich zu den
maximalen Spannungen, die von geradlinig ausgebildeten Kettenrädern auf
die Kette aufgebracht werden. Beispielsweise kann ein ungeordnet
ausgebildetes Kettenrad Kettengeräusche oder Kettenfrequenzänderungen
reduzieren, indem die Teilung des Kettenrades verringert wird. Die
Reduzierung der Teilung eines Kettenrades kann jedoch zu einer Neuverteilung
oder Konzentration der vom Kettenrad auf die Kette aufgebrachten
Zugkräfte über die
niedrigeren Ordnungen des Kettenrades führen. Dies bewirkt oft erhöhte Kettenspannungen
entsprechend den niedrigeren Ordnungen des ungeordnet ausgebildeten Kettenrades.
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Die
erhöhten
Kettenspannungen bei den niedrigeren Kettenradordnungen bewirken
häufig
einen Anstieg der auf die Kette und das Kettenrad ausgeübten gesamten
maximalen Kettenzugkraft. Als Folge davon weist ein Ketten- und
Kettenradsystem, das derartigen Zugkräften bzw. Spannungen ausgesetzt
ist, typischerweise einen größeren Verschleiß und mehr
Gelegenheiten zum Versagen sowie andere nachteilige Effekte aufgrund
der Konzentration der Spannungskräfte in den niedrigeren Ordnungen
auf.
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Die
EP-A-0907041, die die Merkmale des Oberbegriffs von Patentanspruch
1 offenbart, beschreibt ein Ketten- und Kettenradsystem mit einem ungeordnet
ausgebildeten Kettenrad, bei dem drei unterschiedliche Teilungsradien
ungeordnet um das Kettenrad angeordnet sind, um einen Geräuschmodulationseffekt
zu erzeugen.
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Daher
verbleibt ein Bedarf nach einem Ketten- und Kettenradantriebssystem,
das die geräuschreduzierenden
Eigenschaften von ungeordnet ausgebildeten Kettenrädern besitzt,
ohne jedoch die damit verbundenen erhöhten maximalen Kettenspannungen
aufzuweisen.
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Erfindungsgemäß wird ein
Ketten- und Kettenradantriebssystem zur Verfügung gestellt, das umfasst:
eine
Kette mit einer Vielzahl von Paaren von Kettengliedern, die über Bolzen
miteinander verbunden sind;
ein oder mehrere generell kreisförmige Kettenräder, die
mit verschiedenen Geschwindigkeiten laufen, wobei die Kette mit
externen Zugkräften
beaufschlagt wird, die von anderen Quellen als dem Kettenrad stammen,
und wobei die Kettenräder
eine Vielzahl von Zähnen
besitzen, die um ihren Umfang beabstandet sind, und Füße aufweisen,
die zwischen Paaren von benachbarten Zähnen angeordnet sind;
einen
Radius, der sich zwischen der Mitte des Kettenrades und der Mitte
eines Bolzens der Kette erstreckt, wenn ein Abschnitt der Kette
zwischen benachbarten Zähnen
des Kettenrades sitzt;
wobei mindestens einer der Radien einen
ersten Radius, mindestens einer der Radien einen zweiten Radius
und mindestens einer der Radien einen dritten Radius umfasst und
der zweite Radius kleiner ist als der dritte Radius sowie der erste
Radius kleiner ist als der zweite Radius;
dadurch gekennzeichnet,
dass
der erste, zweite und dritte Radius in einem Muster angeordnet
sind, das sich um das Kettenrad herum wiederholt, wobei das sich
wiederholende Muster die auf die Kette einwirkenden äußeren Zugkräfte neu verteilt,
so dass die auf die Kette während
des Betriebes des Systems einwirkende Gesamtzugkraft relativ zu
den maximalen Zugkräften
in dem System, in dem das Kettenrad als geradliniges Kettenrad ausgebildet ist,
verringert wird.
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Bei
dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ketten-
und Kettenradantriebssystem können
die unterschiedlichen Radien in einem Muster angeordnet sein, das
die auf die Kette einwirkenden Zugkräfte in einer oder mehreren
vorgewählten
Ordnungen der Kettenradumdrehung verteilt, wie beispielsweise bei geräuscharmen
Ketten, bei denen die Zähne
der Kette die Zähne
des Kettenrades kontaktieren.
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Das
Kettenrad kann mit einem Muster von Fußradien versehen sein; die
so ausgewählt
sind, dass die maximalen Zugkräfte
bei einer vorgegebenen Ordnung oder bei einer Vielzahl von vorgegebenen
Ordnungen relativ zur Drehung des Kettenrades oder einer anderen
Bezugsbasis, wie beispielsweise der Drehung einer Kurbelwelle bei
automatischen Steuerketten, konzentriert sind. Es kann somit ein Kettenrad
zur Verfügung
gestellt werden, das reduzierte oder gesteuerte Kettenzugkräfte fördert und gleichzeitig
Kettengeräusche
reduzieren kann.
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Des
Weiteren können
die Ordnung oder Ordnungen des Kettenrades mit den konzentrierten
Kettenzugkräften
so ausgewählt
werden, dass diese mindestens teilweise gelöscht oder zu entsprechenden
Zugkräften
addiert werden, die von Quellen außerhalb des Kettenrades auf
die Kette aufgebracht werden. Durch Koordinieren der maximalen Zugkräfte, die
vom Kettenrad auf die Kette aufgebracht werden, mit den maximalen
oder minimalen Zugkräften, die
von in Bezug auf das Kettenrad externen Quellen auf die Kette aufgebracht
werden, kön nen
die gesamten maximalen Zugkräfte
im System reduziert oder auf günstige
Weise neu verteilt werden.
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Das
Zahnmuster des Kettenrades ist vorzugsweise auch so angeordnet,
dass die Schallfrequenzen reduziert werden, die erzeugt werden,
wenn die Rolle der Kette mit den Kettenradzähnen und Füßen in Eingriff tritt. Drei
unterschiedliche Radien können
in einem Muster um den Umfang des Kettenrades herum angeordnet sein,
um die Tiefen der Räume
zwischen den benachbarten Zähnen
zu verändern
und die Schallfrequenzen zu reduzieren sowie die auf das System
ausgeübten
Gesamtzugkräfte
zu verringern.
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Das
Fußradiusmuster
des Kettenrades kann so ausgewählt
sein, dass die vom Kettenrad auf die Kette ausgeübten Zugkräfte erster, zweiter, dritter und
vierter Ordnung auf eine vierte Ordnung der Kettenradumdrehung neu
verteilt werden. Insbesondere die vom Kettenrad auf die Kette ausgeübten maximalen
Spannungen können
bei der vierten Ordnung der Kettenradumdrehung konzentriert werden.
Eine Spitze der vom Kettenrad auf die Kette ausgeübten Zugkräfte tritt
daher dann bei jeder Umdrehung des Kettenrades viermal auf.
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Wenn
die von der Kette von externen Quellen in Bezug auf das Kettenrad
ausgeübten
maximalen Zugkräfte
in generell vorgegebenen Ordnungen der Kettenradumdrehung auftreten,
bewirkt die Anordnung der Kettenradfußradien zumindest teilweise einen
Ausgleich, eine Verteilung oder eine Kompensation der Zugkräfte oder
eine Addition zu den Zugkräften,
die von externen Quellen stammen und auf die Kette aufgebracht werden.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung führt
die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den
Zeichnungen. Hiervon zeigen:
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1 eine
Seitenansicht, die ein geradlinig ausgebildetes Kettenrad nach dem
Stand der Technik zeigt;
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2 eine
Seitenansicht, die ein ungeordnet ausgebildetes Kettenrad nach dem
Stand der Technik zeigt;
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3 eine
Seitenansicht, die ein ungeordnet ausgebildetes Kettenrad für ein Antriebssystem
gemäß der Erfindung
zeigt;
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4 eine
Detailansicht nach Linie 4-4 in 3, die Bolzen
einer Kette in Kettenradfüßen zeigt;
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5 ein
Diagramm, in dem die maximalen Kettenzugkräfte, die in Ordnungen relativ
zu einer Kettenradumdrehung auftreten, mit den Kettenradordnungen
unter Verwendung des in 1 gezeigten ungeordnet ausgebildeten
Kettenrades des Standes der Technik verglichen sind;
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6 ein
Diagramm, das die maximalen Kettenzugkräfte zeigt, die in ausgewählten Ordnungen
relativ zu einer Kettenradumdrehung unter Verwendung des in 3 gezeigten
ungeordnet ausgebildeten Kettenrades der Erfindung auftreten;
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7 ein
Diagramm, in dem die maximalen Kettenzugkräfte des Kettenrades der 1-3 mit
der Drehzahl eines Motors verglichen sind; und
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8 eine
Detailansicht eines Kettenrades, die die Zähne einer Kette zwischen benachbarten Kettenradzähnen zeigt.
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Die
Erfindung kann in einem Ketten- und Kettenradsystem eines Kraftfahrzeuges,
wie es beispielsweise in einem Motorsteuersystem Verwendung findet,
verwirklicht sein. Die Kettenradfußradien und Muster können so
ausgewählt
und wirksam sein, dass die Kettenzugkräfte auf eine oder mehrere vorgegebene
Ordnungen der Kettenradumdrehung umverteilt werden, um vom Kettenrad
auf die Kette aufgebrachte Zugkräfte
zu reduzieren, auf die Kette aufgebrachte Zugkräfte zu verringern und Geräusche zu reduzieren,
die erzeugt werden, wenn die Kette mit dem Kettenrad in Kontakt
tritt.
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1 zeigt
ein typisches Kettenrad 10 des Standes der Technik. Das
Kettenrad 10 besitzt 19 radial verlaufende Zähne 12,
die um seinen Umfang herum angeordnet sind, um mit Kettengliedern 82 einer
Kette 80, beispielsweise der in 8 gezeigten Kette 80,
in Eingriff zu treten. Derartige Kettenglieder 10 können eine
Vielzahl von Größen besitzen
und beispielsweise einen Außenradius
von etwa 3,0915 cm, gemessen von der Mitte des Kettrades 10 bis
zu den Spitzen der Zähne 12,
aufweisen.
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Kettenradfüße 14 sind
zwischen benachbarten Zähnen 12 ausgebildet,
um Bolzen oder Rollen 84 aufzunehmen, die die Kettenglieder 82 der
Kette 80 verbinden. Die Füße 14 besitzen ein
generell bogenförmiges
Profil, um den Eingriff mit den Bolzen 84 der Kette zu
erleichtern. Jeder Fuß 14 hat
einen Fußradius
RR, der als der Abstand von der Mitte des Kettenrades 10 bis
zu einem Punkt entlang dem Fuß 14, der
zur Kettenradmitte am nächsten
ist, definiert ist. Bei dem dargestellten Kettenrad 10 beträgt der Fußradius
RR etwa 2,57685 cm, gemessen von der Mitte des Kettenrades 10 bis
zum innersten Punkt entlang dem Fuß 14. Bei dem Kettenrad 10 der 1 sind sämtliche
seiner Fußradien
RR einander gleich, und das Kettenrad ist generell als „geradlinig" ausgebildetes Kettenrad
bekannt. Somit sind die Tiefen eines jeden Fußes 12 gleich, wie
mit dem Bezugszeichen 1 angedeutet, entsprechend dem ersten (und
einzigen) Fußradius
RR für
diesen Typ von Kettenrad 10.
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Während jeder
Umdrehung des Kettenrades 10 können unterschiedliche Spannungsereignisse bzw.
Zugkraftereignisse der Kette 80 auf einer periodischen
Basis wiederholt auftreten. Wie vorstehend erwähnt, kann als die Anzahl der
Male, die ein vorgegebenes Spannungs- bzw. Zugkraftereignis bei
einer Umdrehung des Kettenrades 10 wiederholt wird, als „Ordnung" relativ zur Drehung
des Kettenrades 10 bezeichnet werden. Beispielsweise kann
ein Spannungs- bzw. Zugkraftereignis der Kette 80, das
einmal während
einer jeden Umdrehung des Kettenrades 10 auftritt, als
Ereignis erster Ordnung bezeichnet werden. Ereignisse, die zweimal
während
einer jeden Kettenradumdrehung auftreten, können als Ereignis zweiter Ordnung
bezeichnet werden etc.
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Wenn
die Spannung in der Kette 80 während des Betriebes des Systems
beobachtet wird, können Erhöhungen der
Spannung der Kette 80 in bestimmten Ordnungen der Umdrehung
des Kettenrades 10 auftreten. Bei einem geradlinig ausgebildeten
Kettenrad, wie beispielsweise dem Kettenrad 10 der 1, kann
die einzige signifikante Spitze der Kettenspannung bei der Ordnung
des Kettenrades 10 auftreten, die der Anzahl der Zähne 12 auf
dem Kettenrad 10, also der vorstehend erwähnten Teilung
entspricht.
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Somit
besitzt eine Kette, die sich um das Kettenrad 10 mit 19
Zähnen 12 dreht,
eine Spitze in Bezug auf die vom Kettenrad auf die Kette 80 aufgebrachte
Zugkraft bei der 19. Ordnung der Kettenradumdrehung oder 19 mal
für jede
Drehung des Kettenrades 10. Spitzen der auf eine Kette 80 von
einem Kettenrad 10 aufgebrachten Zugkraft können auch auf
andere Faktoren neben der Anzahl der Kettenradzähne 12 zurückzuführen sein.
Beispielsweise kann ein Kettenrad 10, das sich nicht um
seinen exakten Mittelpunkt dreht, eine Zugkraft auf die Kette 80 bei
der ersten Kettenradordnung nur einmal für jede Umdrehung des Kettenrades 10 aufbringen,
was auf die exzentrische Drehung des Kettenrades 10 zurückzuführen ist.
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Um
die durch den Kontakt zwischen Bolzen oder Rollen 84 einer
Kette 80 und Füßen 14 sowie Zähnen 12 eines
Kettenrades 10 erzeugte Geräuschentwicklung zu reduzieren,
sind „ungeordnet" ausgebildete Kettenräder mit
einer Vielzahl von unterschiedlichen Fußradien entwickelt worden.
Beispielsweise kann ein ungeordnet ausgebildetes Kettenrad zwei
unterschiedliche Fußradien
aufweisen, die in einem vorgegebenen Muster angeordnet sind, das
zur Geräuschreduzierung
ausgewählt
wurde. Ein ungeordnet ausgebildetes Kettenrad kann auch so konstruiert
sein, dass es drei unterschiedliche Fußradien aufweist, die in einem
vorgegebenen Muster angeordnet sind, um durch Eingriff der Kette 80 mit
dem Kettenrad erzeugte Geräusche
weiter zu reduzieren. Die Fußradien
können
auf der Basis des speziellen Systems und der Konstruktion des Kettenrades
variieren.
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Beispiel 1
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Das
in 2 dargestellte ungeordnet ausgebildete Kettenrad 20 ist
so konstruiert, dass es durch den Eingriff der Kette 80 mit
dem Kettenrad 20 erzeugte Geräusche reduziert. Das Kettenrad 20 entspricht
im Wesentlichen dem geradlinig ausgebildeten Kettenrad 10 der 1,
besitzt jedoch drei unterschiedliche Fußradien R1, R2 und R3 und somit
drei unterschiedliche Fußtiefen
1-3. Im in 2 dargestellten Kettenrad 20 beträgt der erste
Fußradius
R1 etwa 2,54685 cm, der zweite Fußradius R2 etwa 2,57685 cm
und dritte Fußradius
R3 etwa 2,60685 cm, gemessen von der Mitte des Kettenrades 20 bis zu
den innersten Punkten der Füße 24.
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Die
Fußtiefen
1-3 sind in einem Muster angeordnet, das ausgewählt ist, um die Eingriffsfrequenz zwischen
den Bolzen 84 der Kette 80 und den Füßen 24 zwischen
benachbarten Zähnen 22 des
Kettenrades 20 zu modulieren und die Geräuscherzeugung zu
verringern. Wenn sich die Bolzen 84 der Kette 80 zwischen
benachbarten Füßen 24 des
Kettenrades 22 bewegen, variiert die radiale Position,
in der die Bolzen 84 sitzen, zwischen einem maximalen Radius,
einem nominalen Radius und einem minimalen Radius. Im geräuschreduzierenden
Kettenrad 20 der 2 beträgt das Muster
der Fußtiefen
beginnend an der Markierung T 2, 2, 3, 3, 2, 1, 1, 2, 2, 3, 2, 1,
1, 2, 1, 2, 1, 1, 1.
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Das
Kettenrad 20 wurde auf einer Welle montiert und zum Antreiben
einer Kette 80 verwendet. Eine Vorrichtung zur Zugkraftmessung
wurde in Kontakt mit der Kette 80 angeordnet, um die Zugkraft zu
messen, als die Kette 80 vom Kettenrad 20 angetrieben
wurde. 5 zeigt ein Diagramm 40, in dem die maximalen
Kettenzugkräfte
mit entsprechenden Ordnungen der Drehung der welle, auf der das
ungeordnet ausgebildete Kettenrad 20 der 20 montiert
ist, verglichen sind. In diesem Beispiel entspricht daher die Umdrehungsgeschwindigkeit
des Kettenrades 10 der der Welle, so dass daher das Kettenrad 20 die
gleichen relativen Ordnungszahlen wie die Welle besitzt. Wenn es
sich bei dem in Rede stehenden Kettenrad um ein angetriebenes Kettenrad
handelt, können
sich die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Ordnungen relativ zur
Welle vom Ausführungsbeispiel
in Abhängigkeit
von der Größe des angetriebenen
Kettenrades und der relativen Anzahl der Umdrehungen des angetriebenen
Kettenrades im Vergleich zum Antriebskettenrad 20 unterscheiden.
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Ferner
umfasst 5 eine Tabelle 42,
in der die maximalen Kettenzugkräfte
entsprechend den ersten 19 Ordnungen der Umdrehungen der Welle und
des ungeordneten Kettenrades 20 aufgeführt sind. Wie im Diagramm 40 und
der Tabelle 42 gezeigt, treten die größten Kettenzugkräfte bei
der 16. und 19. Ordnung auf. Die niedrigsten Kettenradordnungen
besitzen jedoch ebenfalls relativ hohe entsprechende maximale Kettenzugkräfte. Beispielsweise
besitzen die erste, zweite, dritte und vierte Kettenradordnung entsprechende
Kettenzugkräfte,
die wesentlich größer sind
als die Kettenzugkräfte,
die bei der fünften
bis dreizehnten Ordnung des Kettenrades auftreten.
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Somit
können
bei dem in 2 dargestellten ungeordnet ausgebildeten
Kettenrad 20 mit drei unterschiedlichen Fußradien,
die in einem zur Geräuschreduzierung
ausgewählten
Muster angeordnet sind, die erste, zweite, dritte und vierte Kettenradordnung
die Kette 80 mit relativ großen Zugkräften im Vergleich zu den verbleibenden
Kettenradordnungen beaufschlagen. Dieser Anstieg der Kettenzugkräfte entsprechend
niedrigeren Kettenradordnungen kann den unerwünschten Effekt haben, dass
die gesamten maximalen Kettenzugkräfte erhöht werden, ein Ungleichgewicht
in den Kettenzugkräften
erzeugt wird und die Gesamtlebensdauer der Kette und/oder des Kettenrades
reduziert wird.
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Um
die Kettenzugkräfte
zu reduzieren, die aus unorientiert ausgebildeten Kettenrädern, wie
in Beispiel 1 dargestellt, resultieren, können die auf die Kette 80 von
einem Kettenrad aufgebrachten Zugkräfte gemäß einem Aspekt der Erfindung
unter ausgewählten
Kettenradordnungen neu verteilt oder auf eine vorgegebene Kettenradordnung
konzentriert werden. Gemäß diesem
Aspekt findet eine Vielzahl von unterschiedlichen Fußradien
Verwendung und sind diese Fußradien
in einem oder mehreren Mustern angeordnet, die zur Neuverteilung
der Kettenzugkräfte,
die bei einer oder mehreren Kettenradordnungen auftreten, auf andere
Kettenradordnungen wirksam sind. Die Fußradien und Muster können auch
so aus gewählt
sein, dass Kettengeräusche oder
Frequenzschwankungen reduziert werden, ohne dass die Nachteile der
ungeordnet ausgebildeten Kettenräder,
wie vorstehend beschrieben und in Beispiel 1 erläutert, auftreten.
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Gemäß diesem
Aspekt sind die Kettenradfußradien
in Bezug auf einen maximalen Radius und einen minimalen Fußradius,
die aus der Kettengliedgröße und Konfiguration
ermittelt wurden, die Größe und die
Abstände
des Kettenverbindungsbolzens und/oder die Anzahl der Kettenradzähne, die
Zahnkonfiguration und die Größe der Kettenräder ausgewählt. Die
Fußradien
können
auch in Bezug auf einen Nennfußradius
ausgewählt
werden, bei dem es sich typischerweise um den Mittelpunkt zwischen
dem maximalen und minimalen Fußradius
handelt und der oft dem für
ein entsprechendes geradlinig ausgebildetes Kettenrad ausgewählten Fußradius
entspricht.
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Die
Auswahl der variierenden Fußradien
ermöglicht
eine Verteilung der durch den Kontakt zwischen der Kette und den
Kettenradzähnen/füßen erzeugten
Zugkräfte.
Es wird davon ausgegangen, dass dies auf den Kontakt der Kettenbolzen
(oder äquivalenten
Kettenelemente) mit den Kettenradzähnen/füßen zu unterschiedlichen Zeitpunkten
und bei unterschiedlichen Zugkraftgrößen infolge der variierenden
Tiefen der Kettenradfüße zurückzuführen ist.
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Die
Fußradien
sind ferner in einem Muster angeordnet, das sich um den Kettenradumfang
herum wiederholt. Dieses Muster umfasst typischerweise einen oder
mehrere Sätze
oder eine Vielzahl von ungleichmäßigen oder
unorientierten Fußradien.
Jeder Satz besitzt typischerweise die gleiche Anzahl von Fußradien
mit der gleiche Länge,
die in der gleichen Reihenfolge angeordnet sind. Unterschiedliche Sätze von
Fußradien
können
Radien unterschiedlicher Länge,
Anzahl und Anordnung aufweisen.
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Die
Verwendung von derartigen Mustern von Sätzen von sonst ungeordnet angeordneten
Fußradien,
die sich entlang dem Umfang des Kettenrades wiederholen, ermöglicht die
Verschiebung von diesen Zugkräften
auf spezielle Kettenradordnungen (oder andere Ordnungen auf der
Basis der anwendbaren Bezugsgröße). Der
kumulative Effekt der Verschiebung der Zugkräfte ermöglicht die Einarbeitung der
geplanten Verringerung oder Vergrößerung der Kettenzugkraft in
das System durch das Kettenrad bei speziellen Kettenradordnungen
(oder anderen Referenzordnungen).
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Die
Auswahl der Muster von ungleichmäßigen oder
ungeordneten Fußradien
und die Längen dieser
Radien ermöglichen
ferner die Verwendung von größeren und
kleineren Mustern oder Untermustern von Fußradien. Solche größeren und
kleineren Muster sind wirksam zur Neuverteilung der auf die Kette
(und das Gesamtsystem) aufgebrachten Zugkräfte auf mehrere Kettenradordnungen
(oder andere anwendbare Ordnungen) und bei unterschiedlichen Größen. Dies
sorgt für
zusätzliche
Flexibilität
bei der Auswahl der Kettenradfußradien
und Muster zum Ausgleich von mehreren Spannungsquellen im System
und/oder zum Ausgleich der auf die Kette und das Kettenrad einwirkenden
Zugkräfte
unabhängig von
anderen Quellen der Zugkräfte.
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Darüber hinaus
ermöglicht
die Auswahl von derartigen Fußradien
und Mustern die Konstruktion eines Kettenrad- und Kettensystems,
das für
reduzierte Geräuschniveaus
der Kette sorgt, bei richtiger Auswahl der Fußradien innerhalb eines Satzes
von Radien, ohne die Gesamtzugkräfte
der Kette oder des Systems übermäßig zu erhöhen. In
entsprechender Weise ist eine derartige Konstruktion in der Lage, für eine erhöhte Lebensdauer
und Haltbarkeit der Kette und für
einen Ausgleich der Zugkräfte
im Kettenradsystem zu sorgen.
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Das
nachfolgende Beispiel 2 zeigt diverse wichtige Aspekte der Erfindung.
Ferner werden nachfolgend andere Variationen und Anwendungsfälle der Erfindung
eräutert.
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Beispiel 2
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3 zeigt
ein Kettenrad 30 gemäß einem Aspekt
der Erfindung, wobei ein unorientiert ausgebildetes Kettenrad 30 vorgesehen
ist, um Kettenzugkräfte
bei vorgegebenen Kettenradordnungen neu zu verteilen und den durch
Eingriff der Kette 80 mit dem Kettenrad 30 erzeugten
Schall zu reduzieren. In entsprechender Weise wie das geradlinig
ausgebildete Kettenrad 10 der 1 und das
ungeordnet ausgebildete Kettenrad 20, die prinzipiell zur
Geräuschreduzierung
gemäß 2 ausgebildet
sind, besitzt das Kettenrad 30 eine Vielzahl von radial
verlaufenden Zähnen 32,
die um seinen Umfang herum angeordnet sind, um mit den Bolzen 84 der
Kette 80 in Eingriff zu treten. Zwischen benachbarten Zähnen 32 sind Füße 34 zur
Aufnahme der Bolzen 84, die die Kettenglieder 82 der
Kette 80 miteinander verbinden, ausgebildet.
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Das
Kettenrad 30 der 3 hat einen
maximalen Fußradius
R3, einen nominalen Fußradius
R2 und einen minimalen Fußradius
R1. Wie vorstehend erwähnt,
sind der maximale und minimale Fußradius von der Kettengliedgröße und dem
Bolzenabstand, der Form der Kettenradzähne etc. abhängig. Das Fußmuster
des Kettenrades 30 der 3 unterscheidet
sich von dem des Kettenrades 20 der 2.
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Es
wurde ein Kettenrad gemäß 3 mit Fußradien
R1, R2 und R3 von etwa 2,54685 cm, 2,57685 cm und etwa 2,60685 cm
hergestellt. Das Muster der Fußtiefen
beginnend bei der Markierung T betrug 2, 3, 3, 2, 1, 2, 3, 3, 2,
1, 2, 3, 3, 2, 1, 2, 3, 3, 2. das Fußradienmuster des Kettenrades 30 enthält eine
Sequenz von 2, 3, 3, 2, 1, die sich im Wesentlichen viermal um den
Umfang des Kettenrades 20 herum wiederholt.
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Somit
sorgt die Verwendung eines wahllosen Musters von Fußradien,
die in Sätzen
von Radien gemäß diesem
Beispiel gruppiert sind, für
ein sich wiederholendes Muster, das dazu verwendet werden kann,
um die Zugkräfte
niedrigerer Ordnung der Kette 80 auf wirksame Weise auf
die vierte Ordnung des Kettenrades 30 zu verschieben und
dort zu konzentrieren, um dadurch die auf die Kette 80 vom
Kettenrad 30 aufgebrachten gesamten maximalen Zugkräfte zu verringern.
Eine derartige Verwendung einer Kombination von wahllosen Fußradien
und sich wiederholenden Fußradienmustern,
die die auf die Kette 80 vom Kettenrad 30 aufgebrachten
Zugkräfte
verschiebt, bringt ferner die Vorteile mit sich, dass die gesamten
maximalen Kettenzugkräfte
verringert werden können, während gleichzeitig
die Kettengeräusche
oder Frequenzschwankungen reduziert werden.
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Wie
in 4 gezeigt, die eine detaillierte Ansicht eines
Abschnittes des Kettenrades 30 der 3 zeigt,
besitzt das Kettenrad drei unterschiedliche Fußradien R1, R2 und R3 und somit
drei unterschiedliche Fußtiefen
1-3. 4 zeigt ferner Bögen A1, A2 und A3 durch die
Mittelpunkte der Kettenbolzen 84, die dem maximalen Sitzradius
R3, dem minimalen Sitzradius R1 und dem nominalen Sitzradius R2
entsprechen. Die unterschiedlichen Fußtiefen 1-3 sind in einem Muster
um den Umfang des Kettenrades 30 herum angeordnet, das
ausgewählt
ist, um die vom Kettenrad 30 auf die Kette 80 ausgeübten Zugkräfte auf
einer vorgegebenen Kettenradordnung zu konzentrieren.
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Die
Anordnung der Fußradien
kann ausgewählt
werden, indem im Wesentlichen das Fußradienmuster eine Anzahl von
Malen, die der Kettenradordnung entspricht, auf der die Kettenzugkräfte konzentriert
werden sollen, wiederholt wird. Um beispielsweise die vom Kettenrad 30 der
Erfindung auf die Kette 80 ausgeübten Zugkräfte auf der vierten Kettenradordnung
zu konzentrieren, kann die Anordnung der Fußradien ein Muster umfassen,
das sich im Wesentlichen viermal um das Kettenrad 30 herum wiederholt.
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6 zeigt
ein Diagramm 60 ähnlich
dem Diagramm der 5, in dem die erwarteten maximalen Kettenzugkräfte mit
entsprechenden Ordnungen der Umdrehung einer Welle, auf der das
ungeordnete Kettenrad 30 montiert ist, verglichen sind.
Somit entsprechen die Ordnungen des Kettenrades 30 direkt den
Ordnungen der Welle. In einer Tabelle 62 der 6 sind
die erwarteten maximalen Kettenzugkräfte entsprechend den ersten
19 Ordnungen der Kettenradumdrehung aufgeführt.
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Wie
im Diagramm 60 und der Tabelle 62 gezeigt, wird
davon ausgegangen, dass das Kettenrad 30 der 3 reduzierte
Kettenzugkräfte
entsprechend den niedrigeren Kettenradordnungen im Vergleich zu
den niedrigeren Ordnungen des Kettenrades 20 der 2 besitzt,
wie im Diagramm 52 der 5 gezeigt.
Im Gegensatz zum Kettenrad 20 der 2, das nur
zur Geräuschreduzierung
konstruiert ist, ist das Kettenrad 30 der 3 so
ausgebildet, dass die maximalen Kettenzugkräfte auf der vierten und neunzehnten
Ordnung der Kettenradumdrehung konzentriert werden, während die
maximalen Kettenzugkräfte
entsprechend den niedrigeren Kettenradordnungen reduziert werden.
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Beispielsweise
wird davon ausgegangen, dass die erste, zweite und dritte Kettenradordnung für das Kettenrad 30 der 3 um
etwa 76%, 73% und 30% reduzierte Kettenzugkräfte im Vergleich zum Kettenrad 20 der 2 aufweisen.
Das Kettenrad 30 verteilt diese Zugkräfte von den niedrigeren Ordnungen
neu auf die vierte Ordnung, von der ausgegangen wird, dass sie eine
entsprechende maximale Kettenzugkraft besitzt, die nahezu um 400
größer ist
als die des ungeordneten Kettenrades 20 der 2,
das prinzipiell zur Geräuschreduzierung
konstruiert ist.
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Wie
vorstehend erläutert,
können
die willkürlichen
sich wiederholenden Fußradienmuster
den Vorteil einer Reduzierung der gesamten maximalen Zugkräfte, die
vom Kettenrad 30 auf die Kette 80 aufgebracht
werden, mit sich bringen, während
gleichzeitig die durch den Kontakt zwischen dem Kettenrad 30 und
der Kette 80 erzeugten Geräusche verringert werden. Die
erwarteten Reduktionseffekte der gesamten maximalen Zugkraft des
ungeordneten Kettenrades 30 der Erfindung sind in 7 dargestellt. Die
erwarteten maximalen Zugkräfte,
die von den Kettenrädern 10, 20 und 30 der 1-3 auf
die Kette aufgebracht werden, sind mit entsprechenden Motordrehzahlen
in 7 verglichen.
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Wie
in 7 gezeigt, bringt das geradlinig ausgebildete
Kettenrad 10 der 1 wesentlich
geringere maximale Zugkräfte
auf die Kette 80 über
die verschiedenen Motordrehzahlen auf als das lediglich zur Geräuschreduzierung
entwickelte ungeordnet ausgebildete Kettenrad 20. Insbesondere
wird davon ausgegangen, dass die vom ungeordnet ausgebildeten Ketterad 20,
das in erster Linie zur Geräuschreduzierung
ausgebildet ist, auf die Kette 80 aufgebrachten maximalen
Zugkräfte
in der Nähe
von Motordrehzahlen von 4000 UpM höher sind, während das geradlinig ausgebildete
Kettenrad 10 bei der gleichen Motordrehzahl viel niedrigere
maximale Zugkräfte
auf die Kette aufbringt.
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Es
wird davon ausgegangen, dass die vom ungeordnet ausgebildeten Kettenrad 30,
das sowohl zur Geräuschreduzierung
als auch für
reduzierte maximale Kettenzugkräfte
ausgebildet ist, auf die Kette 80 aufgebrachten maximalen
Zugkräfte
wesentlich geringer sind als bei dem ungeordnet ausgebildeten Kettenrad 20,
das hauptsächlich
zur Geräuschreduzierung
ausgebildet ist. In der Tat kann das Zugkräfte reduzierende Kettenrad 30 vergleichbare
und in einigen Fällen
niedrigere maximale Zugkräfte
auf die Kette 80 aufbringen als das geradlinig ausgebildete Kettenrad 10 bei
den in 7 wiedergegebenen Motordrehzahlen. Somit zeigt 7,
dass das verbesserte ungeordnet ausgebildete Kettenrad 30 der
Erfindung für
eine Reduzierung der maximalen Gesamtkettenzugkräfte sorgt, was mit den ungeordneten
Kettenradkonstruktionen des Standes der Technik nicht möglich ist.
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Obwohl
bei dem in 3 gezeigten Aspekt der Erfindung
die vierte Ordnung ausgewählt
wurde, können
die Kettenzugkräfte
auch auf andere Ordnungen der Kettenradumdrehung konzentriert werden. Beispielsweise
kann ein Fußradienmuster
auch so ausgewählt
werden, dass die Kettenzugkräfte
auf der dritten Ordnung der Kettenradumdrehung konzentriert werden.
Ein solches Muster kann eine Fußradiensequenz
einschließen,
die um den Umfang des Kettenrades im Wesentlichen dreimal wiederholt wird.
Beispielsweise kann ein Fußtiefenmuster
zum Konzentrieren der Kettenzugkräfte auf der dritten Ordnung
wie folgt betragen: 1, 2, 3, 3, 3, 2, 1, 2, 3, 3, 3, 2, 1, 2, 3,
3, 3, 2, 1, wobei ein Fußtiefenmuster,
d.h. 1, 2, 3, 3, 2, 1, für
jede Umdrehung des Kettenrades im Wesentlichen dreimal wiederholt
wird.
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Ferner
können
die auf die Kette 80 vom Kettenrad aufgebrachten Zugkräfte auf
mehr als eine Kettenradordnung konzentriert sein. Beispielsweise kann
ein Fußradienmuster
ausgewählt
werden, das eine größere Fußradiensequenz,
die sich zweimal für jede
Umdrehung des Kettenrades wiederholt, und eine kleinere Sequenz,
die sich zweimal innerhalb jeder größeren Sequenz wiederholt, besitzt.
Somit werden gemäß diesem
Aspekt der Erfindung die größeren und
kleineren Ra dien vorgesehen, indem sich das kleinere Muster innerhalb
des größeren Wiederholungsmusters
wiederholt. Das Vorhandensein von größeren und kleineren Wiederholungsmustern
hat den Vorteil, dass die Fähigkeit
besteht, die Kettenradordnungen, bei denen vom Kettenrad auf die
Kette 80 aufgebrachte Zugkräfte vorhanden sind, weiter
umzuverteilen.
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Somit
kann für
jede Umdrehung eines Kettenrades mit einem derartigen Muster die
größere Fußradiensequenz
zwei Zugkraftereignisse aufbringen, während die kleinere Fußradiensequenz
4 Zugkraftereignisse aufbringen kann. Die von der kleineren Fußradiensequenz
aufgebrachten Zugkraftereignisse können eine geringere Größe besitzen
als die von der größeren Fußradiensequenz
aufgebrachten Zugkraftereignisse.
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Ferner
können
Zugkräfte
auf die Kette 80 auch durch verschiedene Teile des Kraftfahrzeugmotorssystems
aufgebracht werden, die in Bezug auf die Kettenräder externe Teile darstellen,
wie beispielsweise die Welle, die Kolben und/oder Kettenspanner.
Die Kettenzugkräfte
können
des Weiteren in Abhängigkeit
von der Betriebstemperatur des Systems variieren. Wenn beispielsweise
die Umgebungstemperatur des Motors abfällt, kann die Neigung bestehen,
dass sich die Kette 80 abkühlt und dann zusammenzieht,
was zu einer erhöhten
Kettenspannung führt.
Wenn im Gegensatz dazu die Umgebungstemperatur des Motors ansteigt,
kann die Kette 80 zum Expandieren neigen, so dass sich
auf diese Weise die Spannung in der Kette 80 verringert.
Diese externen Quellen können
die Kette 80 mit Zugkraftereignissen zusätzlich zu
den von den Kettenrädern 20 und 30 der
vorhergehenden Beispiele auf die Kette 80 aufgebrachten
Zugkraftereignissen beaufschlagen.
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Solche
externen Zugkraftereignisse können in
Intervallen auftreten, die Ordnungen der Kettenradumdrehung entsprechen.
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Um
die Gesamtkettenspannungen im Ketten- und Kettenradsystem zu reduzieren,
können
die vom verbesserten ungeordneten und sich wiederholenden Fußradienmuster
der Erfindung auf die Kette 80 aufgebrachten Zugkräfte, wie
die vom Kettenrad 30 aufgebrachten Zugkräfte, so
ausgewählt
werden, dass auf die Kette 80 von in Bezug auf das Kettenrad 30 und
die Kette 80 externen Quellen aufgebrachte Zugkräfte zumindest
teilweise ausgeglichen werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung
werden die Ordnungen der Kettenradumdrehungen, die Spitzen in der
Kettenspannung aufgrund von externen Quellen entsprechen, sowie
die, die auf das Kettenrad 30 zurückzuführen sind, ermittelt. Das Kettenrad 30 wird dann
so ausgebildet, dass die Kettenzugkräfte bzw. Kettenspannungen auf
einer Kettenradordnung konzentriert werden, bei der die Kettenzugkräfte aufgrund
von externen Quellen ein Minimum besitzen. Hierdurch wird die Möglichkeit
zur Reduzierung der gesamten Zugkräfte in der Kette 80 zur
Verfügung gestellt,
wie sie beispielsweise auftreten können, wenn sowohl die Kettenzugkraft
aufgrund des Kettenrades 30 als auch die Kettenzugkraft
aufgrund von externen Quellen ihre maximalen Werte besitzen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist das Kettenrad 30 so ausgebildet,
dass es maximale Zugkräfte
auf die Kette 80 bei Ordnungen aufbringt, die zu den von
den externen Quellen aufgebrachten Zugkräften addiert werden. Hierdurch
können
die maximalen Kettenzugkräfte
sowohl aufgrund des Kettenrades 30 als auch aufgrund der
externen Quellen auf einer vorgegebenen Kettenradordnung konzentriert
werden. Wenn beispielsweise die externen Zugkräfte viermal für jede Umdrehung
des Kettenrades 30 auftreten, können die Fußradien des Kettenrades 30 so
angeordnet sein, dass sie die vom Kettenrad 30 auf die
Kette 80 aufgebrachten maximalen Zugkräfte auf Kettenradordnungen
konzentrieren, die eine solche Phase besitzen, dass die auf die Kette
aufgebrachten externen Zugkräfte
zumindest teilweise vernichtet werden. Auf diese Weise können die
externen Zugkräfte
in der Kette 80 mindestens teilweise von den Kettenradzugkräften in
der Kette 80 ausgeglichen werden, um die Gesamtzugkraft
in der Kette 80 zu reduzieren und den Lebenszyklus der Kette 80 sowie
des Kettenrades 30 zu erhöhen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist das Kettenrad 30 so ausgebildet,
dass es erhöhte Kettenzugkräfte bei
einer oder mehreren vorgegebenen Ordnungen aufbringt, um Schwankungen
von Zugkräften
niedriger Ordnung zu erzeugen. Diese Schwankungen niedriger Ordnung
können
dazu beitragen, eine Einheit zur variablen Nockensteuerung zu betätigen.
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8 zeigt
ein Kettenrad 100 gemäß einem Aspekt
der Erfindung zur Verwendung mit einer geräuscharmen Kette 90.
Die geräuscharme
Kette 90 besitzt eine Vielzahl von Kettengliedplatten 92,
die jeweils einen oder mehrere Zähne 96 besitzen,
die relativ zueinander um Gelenke 94 verschwenkbar sind. Wenn
sich die geräuscharme
Kette 90 um das Kettenrad 100 dreht, treten die
Zähne 96 der
Kette 90 mit den Zähnen 102 des
Kettenrades 100 in Eingriff. Das Kettenrad 100 besitzt
drei unterschiedliche Radien PR1, PR2 und PR3, gemessen vom Mittelpunkt
des Kettenrades 100 bis zu den Gelenken 94 zwischen den
Kettengliedplatten 92, die Zähne 96 aufweisen, die
zwischen Zähnen 102 des
Kettenrades 100 sitzen. 8 zeigt
Bögen PA1,
PA2 und PA3 durch die Mittelpunkte der Kettengelenke 94,
die den Radien PR1, PR2 und PR3 entsprechen. Die Radien PR1, PR2
und PR3 sind in einem Muster angeordnet, das die auf die Kette 90 vom
Kettenrad 100 aufgebrachten Zugkräfte auf einer oder mehreren
vorgegebenen Ordnungen der Umdrehung des Kettenrades 100 verteilen
kann.
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Aus
dem Vorhergehenden wird deutlich, dass die Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Reduzieren von Geräuschen, die durch den Eingriff
zwischen einer Kette und einem Kettenrad erzeugt werden, unter gleichzeitiger
Reduzierung der vom Kettenrad auf die Kette aufgebrachten Zugkräfte zur
Verfügung
stellt. Während
die Figuren in beispielhafter Weise Aspekte der Erfindung verdeutlichen,
ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren gezeigten Aspekte
beschränkt.
Ferner ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen
Aspekte oder auf irgendwelche speziellen Aspekte beschränkt.