DE10127139A1

DE10127139A1 - Antriebskette mit verlängerten Innenlaschen

Info

Publication number: DE10127139A1
Application number: DE10127139A
Authority: DE
Inventors: Andreas Neuer; Wolfgang Thieler; Wolfgang Zirk
Original assignee: SRAM Deutschland GmbH
Current assignee: SRAM Deutschland GmbH
Priority date: 2001-06-02
Filing date: 2001-06-02
Publication date: 2003-01-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebskette, bestehend aus Kettenrollen sowie Innen- und Außenlaschen, die durch Bolzen verbunden sind. Damit das seitliche Spiel zwischen den Außenlaschen und den Führungsflächen an den Zähnen des Kettenrades nicht größer ist als zwischen den Innenlaschen und den Zähnen des Kettenrades, reichen die entsprechend verlängerten Enden der Innenlaschen in den Bereich der Außenlaschen und übernehmen auch dort die enge Führung der seitlichen Zahnflanken. Zur Verbesserung der Schalteigenschaften der Kette bei Fahrradantrieben sind die verlängerten Enden der Innenlaschen angefast. Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in der gleichbleibenden Innenweite der Kette und der damit verbundenen guten Führung an den seitlichen Zahnflanken, wodurch ein unkontrolliertes Abwerfen der Kette im Fahrbetrieb, bei Erschütterungen oder beim Rückwärtsbetrieb nahezu verhindert wird. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Herstellung der flachen Innenlasche, da im Vergleich zu herkömmlichen Innenlaschen keine zusätzliche Materialverformung erforderlich ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebskette und besteht gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches aus Kettenrollen sowie Innen- und Außenlaschen, die durch Bolzen verbunden sind.
Derartige Antriebsketten setzen sich aus zueinander schwenkbar angeordneten Kettenglieder zusammen, mit deren Hilfe ein geschlossener Kettenzug zur Antriebskraftübertragung ausgebildet wird. Diese Kettenglieder weisen Innenräume zwischen den Innen- und den Außenlaschen auf, in die jeweils die Zähne der Kettenräder eingreifen können. Bei der Gestaltung der Kettenglieder ist die Erfüllung verschiedener Funktionen zu berücksichtigen. Zum einen sollte das Einlaufen der Zähne in die Kette durch weite oder trichterförmige Innenräume unterstützt werden und zum anderen wird eine ausreichende Führung der Kette auf den Kettenrädern bzw. an den seitlichen Zahnflächen gefordert um ungewolltes Abspringen der Kette im Fahrbetrieb, bei Rückwärtsbetrieb oder bei Erschütterungen zu verhindern.

Im Gebrauchsmuster DE 91 03 798 U1 wird eine Antriebskette gezeigt, deren Innenlasche zur besseren bzw. engeren Führung der Zähne mit einem Vorsprung versehen sind. Dieser Vorsprung entstehen durch gezielte, zusätzliche Materialverformung im mittleren Bereich der Innenlasche, zwischen den Öffnungen für die Kettenbolzen. Die enge Führung der Kettenradzähne durch den Vorsprung bzw. durch die Vorsprünge an den Innenlaschen auf beiden Seiten der Zähne ermöglicht einen relativ weiten Abstand der gegenüberliegenden Innenlaschen, wodurch das Auffädeln der Kettenglieder auf die Zähne erleichtert wird. Doch nach den mit Vorsprüngen versehenen Innenlaschen kommen, bezüglich des definiert engen Innenraumes unpräparierte Außenlaschen mit weitem Abstand, wodurch der angestrebte Effekt einer engen Führung der Kette an den seitlichen Zahnflanken in Frage gestellt wird.

Das Gebrauchsmuster DE 93 09 645 U1 offenbart eine Antriebskette bei der sowohl die Innen- als auch die Außenlaschen mit aufwendigen, ringförmigen Erhebungen im mittleren Bereich der Laschen ausgestattet sind. Hierdurch wird der Nachteil, der nur zwischen den Innenlaschen an den Zähnen geführten Antriebskette aus DE 91 03 798 U1 vermieden und ein konstanter, enger Innenraum aller Kettenglieder sichergestellt. Die Erhebungen im mittleren Bereich an Innen- bzw. Außenlaschen werden allerdings durch aufwendige Materialverformung erzeugt.

Die Erhebungen im mittleren Bereich der Außenlaschen verbessern zwar die enge Führung zwischen Zahnflanke und Kette, können jedoch die Schaltfreudigkeit der Kette an kleinen Ritzeln beeinträchtigen, da besonders bei stark räumlich gekrümmter Kette die Erhebung an der Außenlasche das Auffädeln auf den Zahn behindert. Ein wesentlicher Nachteil aller nach innen gerichteten Erhebungen an den Innenlaschen ist die damit zwangsweise verbundenen Verbreiterung der möglichst schmal angestrebten Kettenbreite.

Aufgabe der Erfindung ist es, gemäß dem Gattungsbegriff, eine verbesserte Antriebskette zu schaffen. Diese Kette besteht aus Kettenrollen und Innen- sowie Außenlaschen, die über Bolzen verbunden sind, wobei die lichte Weite zwischen den Innen- bzw. Außenlaschen zur besseren Führung an den Zahnrädern konstant bleiben soll. Zudem soll die Herstellung der Laschen ohne aufwendige Verformungsarbeit möglich sein und die Maßnahmen zur besseren seitlichen Führung der Kette auf dem Kettenrad darf keine Verbreiterung der Kette nach sich ziehen.

Es sollen die Nachteile der in den angeführten Schutzrechten aufgezeigten Lösungen wie aufwendige Materialverformung, Beeinträchtigung der Schaltfreudigkeit und eine Verbreiterung der Kette vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die vorliegende Erfindung zeigt nun eine andere Ausgestaltung der Antriebskette, insbesondere der Innenlaschen.

Die Zähne der Kettenräder sind in der Regel an beiden Seiten mit Schrägen ausgestattet, die dann in Richtung Zahnfußes in die volle Zahnbreite übergehen, wo sich schließlich die Innenlaschen zur Führung der Antriebskette seitlich anlegen. Es bilden sich somit zwangsläufig in der Nähe des Zahnfußes an beiden Seiten des Zahnes Führungsflächen. Bei herkömmlichen Ketten können diese Führungsflächen jedoch nur mit den Innenlaschen zusammenwirken, da die Außenlaschen eine größere lichte Weite aufweisen als die Innenlaschen und somit nicht zur Kettenführung beitragen. Es bietet sich natürlich die Möglichkeit, zur Verringerung der lichten Weite zwischen den Außenlaschen diese entsprechend weit nach innen zu verformen. Dies erfordert allerdings eine aufwendigere Herstellung als bei einer flachen Lasche.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die lichte Weite zwischen den Außenlaschen ebenfalls bis auf die lichte Weite zwischen den Innenlaschen zu reduzieren. Hierzu werden die Enden der Innenlasche soweit verlängert, daß der Zahn auch im Bereich der Außenlaschen durch die verlängerten Innenlaschen seitlich geführt wird und beim Einlaufen in die Kette die Innenseite der Außenlasche nicht berührt. Der Spalt zwischen den Innenlaschenenden liegt im Bereich von 0,2 bis 3 mm und soll in jedem Fall kleiner sein als das Umfangssegment des einlaufenden Zahnes. Analog zur Anfasung des mittleren Bereiches der Innenlasche, zur Verbesserung des Schaltverhaltens der Kette, wird auch der Endbereich mit entsprechenden Anfasungen ausgestattet.

Eine derart gestaltete Antriebskette gewährleistet zum einen eine sichere Seitenführung im Bereich der Innenlasche, zwischen seitlicher Zahnflanke und Innenlasche und zum anderen durch die verlängerte Innenlasche auch eine entsprechend Seitenführung im Bereich der Außenlasche.

Verlängerte, in den Bereich der Außenlaschen hinein reichende und sich bei seitlicher Auslenkung der Kette an den Außenlaschen abstützenden Enden der Innenlaschen definieren die Seitenbeweglichkeit der Kette. So wird auch bei eingelaufenen und mit einem größeren Spiel behafteten Laschen, Rollen und Kettenbolzen die seitliche Auslenkung der Kette auf ein verträgliches Maß begrenzt.

Neben der Forderung nach einer guten Führung der Kette auf dem Kettenrad besteht andererseits auch die Forderung, daß die Kette vom Kettenschaltwerk leichtgängig von einem Kettenrad, insbesondere Ritzel, auf das Nächste umgelenkt werden soll. Das Steigvermögen der Kette wird durch ein größeres seitliches Auslenken der Laschen begünstigt. Da die Antriebskette durch die teilweise Umschlingung der Ritzel stark gekrümmt wird, ist es vorteilhaft die seitliche Auslenkung in dieser Situation durch konstruktive Maßnahmen an den Laschen zu vergrößern. Dies wird durch eine entsprechend gestaltete Anfasung im Mittelbereich, an der nach innen gerichteten Seite der Außenlasche erreicht. Somit stützen sich bei gestreckter Kette die Enden der Innenlasche schon bei geringer seitlicher Auslenkung an den Außenlachen ab, während die Enden der Innenlaschen bei umgelenkter bzw. gekrümmter Kette in den Bereich der Anfasung der Außenlasche schwenken, wodurch eine größere seitliche Auslenkung möglich wird. Neben der Abhängigkeit der möglichen seitlichen Kettenauslenkung von der anstehenden Kettenkrümmung, wirkt sich auch das zwangsweise Ausschwenken der Innenlaschenenden nach außen positiv auf das Schaltverhalten der Kette aus. Durch das Ausschwenken der Innenlaschenenden bei stark gekrümmter Kette, steht der eintauchenden Zahnspitze die gesamte lichte Weite der Außenlaschen zur Verfügung.

Die Verlängerung der Innenlaschen kann kostengünstig realisiert werden und ist weniger aufwendig als eine die Führung verbessernde, mit Materialverformung verbundene Umgestaltung der Außenlasche.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine flache Innenlasche ohne zylindrischen Kragen zur Aufnahme der Kettenrolle vor. Die Kettenrolle läuft dabei direkt auf der glatten, gehärteten Bolzenoberfläche. Diese Innenlaschen sind besonders kostengünstig mit einfachem Werkzeug herstellbar, da keine großen Materialverformungen erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil ist die Verringerung der Reibarbeit (Wirkungsgradverbesserung) durch einen wesentlich kleineren wirksamen Reibradius und durch die definiert glatte Bolzenoberfläche.

Zur weiteren Verringerung der Reibung trägt eine unrunde Gestaltung der Bolzenöffnungen an der Innenlasche bei. Die üblicherweise runde Bolzenöffnung verfügt im Zugbereich bzw. im Verlauf der Längsachse der Innenlasche über eine kleine Ausnehmung, damit hier der Bolzen unter Zug nicht mit einer Punkt- oder Linienberührung an der Innenlasche anliegt, sondern unter Belastung ein möglichst hoher Traganteil zwischen Bolzen und Innenlasche entsteht und dass ein eventuell verbleibender Hohlraum als Schmierstoffreservoir genutzt werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Anhand von vier Figuren werden Ausführungsbeispiele zur weiteren Erläuterung der Erfindungsmerkmale gezeigt:
Fig. 1 zeigt die Draufsicht eines Kettenstückes mit verlängerten Innenlaschen
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung der Kette mit Zahneingriff
Fig. 3 zeigt die Ansicht der Innenseite und einen Längsschnitt durch die Innenlasche mit Kragen
Fig. 4 zeigt die Innenseite einer flachen Innenlasche

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 wird ein Kettenstück mit verlängerten Innenlaschen 1 gezeigt. Die Enden von zwei verlängerten Innenlaschen 1 überdecken im wesentlichen den zwischen den beiden Bolzen 2 befindlichen Bereich der Außenlasche 3. Die Enden der Innenlasche 1 gewährleisten eine definierte seitliche Führung der Zähne 4. Die Kettenrolle 5 überträgt die vom Zahn 4 eingeleitete Kraft auf den Bolzen 2, der sie an die Laschen weitergibt. Die Außenlasche 3 ist im Bereich der Bolzen 2 außen angefast. Der von den jeweiligen Enden der Innenlaschen 1 gebildete Zwischenraum 6 ist so eng, daß der Zahn 4 beim Einlaufen in die Kette die Außenlasche 3 von innen nicht berührt. Der Zwischenraum 6 ist etwa 0,2 bis 3 mm groß, aber in jedem Fall kleiner als das Umfangssegment 7 der Zahnspitze. Der Zahn 4 ist mit seitlichen Schrägen 8 ausgestattet, die mit den nach innen gerichteten Anfasungen 9 der Innenlasche 1 zusammenwirken und das Einlaufen des Zahnes 4 in die Kette erleichtern.
Neben der Reduzierung der lichten Weite zwischen den Außenlaschen 3 auf die lichte Weite zwischen den Innenlaschen 1, bewirkt die Verlängerung der Innenlaschen 1 über die benachbarte Kettenrolle 5 hinaus, auch eine definierte Einschränkung der seitlichen Beweglichkeit der Kette. Besonders bei Ketten mit hoher Laufleistung wird die verschleißbedingt nachlassende seitliche Steifigkeit der gestreckten Kette durch die enge Führung der verlängerten Innenlaschenenden an der Innenseite der Außenlasche 3, ausgeglichen und im verträglichen Rahmen gehalten.
Wird die Kette über einen kleinen Radius z. B. über ein Ritzel geführt so schwenkt das verlängerte Ende der Innenlasche 1 nach außen und gibt die enge Führung an der Außenlasche 3 auf. Dies wird noch durch die Anfasung 9 der Außenlasche 3 im mittleren Bereich, auf der nach innen gerichteten Seite unterstützt. Somit zeigt diese Kette im gestreckten Zustand eine höhere seitliche Steifigkeit als im umgelenkten Zustand, wodurch zum einen dem ungewollten Abspringen der Kette entgegengewirkt wird und zum anderen das Steigvermögen der umgelenkten Kette über die jeweiligen Zähne beim Schaltvorgang verbessert wird.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Kette und den Zahn 4. Der Zahn 4 ist an der Zahnspitze mit Schrägen 8 ausgestattet, die beidseitig in Führungsflächen 10 übergehen. Die verlängerten Innenlaschen 1 können entweder im mittleren Bereich oder im Endbereich an den Führungsflächen 10 einseitig anliegen, wodurch stets eine enge Führung der Kette gewährleistet wird. Die Bolzen 2 tragen die Innenlaschen 1 und sind fest mit den Außenlaschen 3 verbunden und verfügen über eine gehärtete Lauffläche für die Kettenrolle 5. Die Außenlasche 3 ist ebenso wie die Innenlasche 1 auf der nach innen gerichteten Seite im mittleren Bereich mit einer Anfasung 9 ausgestattet.
In Fig. 3 wird die nach innen gerichtete Seite und eine Schnittdarstellung der verlängerten Innenlasche 1 gezeigt. Die Innenlasche 1 ist zur Erleichterung des Zahneinlaufes in die Kette besonders im Mittel- und im Endbereich beidseitig mit einer Anfasung 9 ausgestattet. Die Enden der Innenlaschen 1 haben eine nach innen gerichtete Rundung 11 oder sind ebenfalls angefast. Die Bolzenöffnungen 12 der Innenlasche 1 erlauben, im Gegensatz zu denen der Außenlaschen, eine leichtgängige Schwenkbewegung auf dem Bolzen. Die Bolzenöffnung 12 wird von einem nach innen gerichteten zylindrischen Kragen 13 umgeben. Dieser Kragen 13 dient als Führung und Lagerung der Kettenrolle.
Fig. 4 zeigt die Innenseite einer flachen Innenlasche 1 mit verlängerten Enden. Die nach innen gerichtete Seite der Innenlasche ist besonders im Mittel- und Endbereich mit einer stark ausgeprägten Anfasung 9 ausgestattet. Die Enden der flachen Innenlasche sind ebenfalls nach innen angefast bzw. werden mit einer Rundung 11 versehen, um dem in die Kette einlaufenden Zahn keine Möglichkeit zum Verhaken zu bieten. Die flache Innenlasche 1 mit verlängerten Enden bietet folgende Vorteile: Kragen um die Bolzenöffnungen 12 können gänzlich entfallen, was eine flache, einfach und ohne wesentliche Materialverformung herstellbare Innenlasche 1 ergibt. Es entfällt die beidseitige Lagerung der Kettenrolle durch die gegenüberliegende Kragen an den Innenlaschen. Die Lagerung der Kettenrolle direkt auf dem glatten und gehärteten Bolzen gewährleistet eine bessere Lagerung der Kettenrolle. Hierbei verringert ein kleinerer wirksamer Reibradius und die definiert glatte Oberfläche des Bolzens die Reibarbeit der Rolle erheblich.
Zur weiteren Verringerung der Reibung kann die Bolzenöffnung 12 in Zugrichtung mit einer kleinen Ausbuchtung ausgestattet werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass der runde Bolzen nicht nur punkt- oder linienförmig entlang der Längsachse der Innenlasche an der Bolzenöffnung anliegt, sondern unter Zugbelastung einen möglichst hohen Traganteil zwischen Bolzen und Innenlasche entsteht, wodurch die anstehende Flächenpressung im verträglichen Rahmen bleibt. Je nach Größe der Ausbuchtung kann sich bei belasteter Kette ein kleiner Hohlraum 14 als Schmierstoffreservoir zwischen Bolzenöffnung und Bolzen bilden. Bezugszeichenliste 1 Innenlasche
2 Bolzen
3 Außenlasche
4 Zahn
5 Kettenrolle
6 Zwischenraum
7 Umfangsegment
8 Schräge
9 Anfasung
10 Führungsfläche
11 Rundung
12 Bolzenöffnung
13 Kragen
14 Hohlraum

Claims

1. Antriebskette, bestehend aus Elementen zur Krafteinleitung wie z. B. Kettenrollen 5, sowie Innen- 1 und Außenlaschen 3, die mittels Bolzen 2 miteinander verbunden sind, wobei die Antriebskette beim Einlauf in ein Kettenrad von seitlichen Führungsflächen 10 an den Zähnen 4 geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebskette zur Verbesserung der seitlichen Führung am Kettenrad nicht nur im Bereich der Innenlaschen 1, sondern auch im Bereich der Außenlaschen 3, durch verlängerte Innenlaschen 1 geführt wird.

2. Antriebskette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die verlängerten Enden der Innenlaschen 1, die in den Bereich der Außenlaschen 3 hinein reichen, die lichte Weite zwischen den Außenlaschen 3 und den Innenlaschen 1 im wesentlichen gleich groß ist.

3. Antriebskette nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Innenlaschen 1 jeweils soweit verlängert werden, damit die auf den Zahn 4 auflaufende Kette an den überstehenden Innenlaschen 1 geführt wird bzw. der freibleibende Zwischenraum zwischen zwei Innenlaschenenden kleiner ist als das Umfangssegment 7 der Zahnspitze.

4. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerten Innenlaschen 1 sowohl im Mittelbereich als auch im Endbereich nach innen gerichtete Anfasungen 9 aufweisen, um das Auffädeln der Kette auf den Zahn 4 zu erleichtern.

5. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerten Enden der Innenlaschen 1 mit einer nach innen gerichteten Anfasung oder einer Rundung 11 ausgestattet sind.

6. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Bereich der Außenlaschen 3 hinein reichenden, verlängerten Enden der Innenlaschen 1 sich bei seitlicher Bewegung der Kette an den Außenlaschen 3 abstützen und so die seitliche Beweglichkeit der gestreckten Kette, auch bei Ketten mit hoher Laufleistung, auf ein gewünschtes Maß reduzieren.

7. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Bereich der Außenlaschen 3 hinein reichenden, verlängerten Enden der Innenlaschen 1 bei gekrümmter Kette eine größere seitliche Beweglichkeit der Kette erlauben als im gestreckten Zustand.

8. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Bereich der Außenlaschen 3 hinein reichenden, verlängerten Enden der Innenlaschen 1 bei gekrümmter Kette einen Teil der Verengung im Außenlaschenbereich freigeben, wodurch beim Schaltvorgang von einem Ritzel zum nächsten Ritzel mehr Spielraum für den einfädelnden Zahn 4 zur Verfügung steht.

9. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder der Außenlaschen 3 im Bereich der verlängerten Enden der Innenlaschen 1 mit Anfasungen 9 ausgestattet sind, damit bei gekrümmter Kette mehr seitliche Beweglichkeit ermöglicht wird.

10. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerte Innenlasche 1 als flaches Bauteil mit im wesentlichen konstanter Laschendicke ausgebildet ist und somit die Kettenrolle 5 auf dem, mit einer glatten, gehärteten Oberfläche versehenen Bolzen 2 und damit auf dem kleinsten möglichen Reibradius läuft.

11. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerte Innenlasche 1 im Bereich der Bolzenöffnung 12 mit einem zylindrischen Kragen 13 zur Aufnahme und Lagerung der Kettenrolle 5 ausgestattet ist.

12. Antriebskette nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzenöffnung 12 der verlängerten Innenlasche 1 in Zugrichtung mit einer kleinen Ausbuchtung ausgestattet ist, um die Traglastsituation zwischen dem Bolzen 2 und der Innenlasche 1 zu verbessern und oder einen Hohlraum 14 für Schmierstoffe zu bilden.