DE10137939A1

DE10137939A1 - Schubkette für den Antrieb über ein Kettenrad sowie Antriebseinheit

Info

Publication number: DE10137939A1
Application number: DE2001137939
Authority: DE
Inventors: Alfons Huber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2003-03-06

Abstract

Es wird eine Schubkette (2) für den Antrieb über ein Kettenrad (4) vorgeschlagen, die aus mehreren hintereinander angeordneten, durch Kettenbolzen verbundene Kettenglieder besteht, die derart ausgebildet sind, dass eine Abknickung der Kettenglieder (3) um die Achse der Kettenbolzen in einer Richtung möglich ist, jedoch in der anderen Richtung eine Abknickung über eine gerade Anordnung der Kettenglieder hinaus blockiert ist und dass eine seitliche Knickung der Kettenglieder (3) um eine Achse senkrecht zur Kettenbolzenachse ebenfalls im Wesentlichen verhindert ist. Erfindungsgemäß sind die Kettenglieder eingliedrig und besitzen ein gabelförmiges Ende und ein in das gabelförmige Ende eines benachbarten Kettengliedes (3) passendes massives Nasenelement, wobei das gabelförmige Ende und das Nasenelement eines benachbarten Gliedes von einem Kettenbolzen durchdrungen sind, wobei das Nasenelement im Eingriffsbereich des Kettenrades eine im Querschnitt runde Form aufweist, so dass es an den Flanken der Zähne des Kettenrades (4) abrollen kann und wobei der Abstand der Achsen der Bohrungen für die Kettenbolzen im Bereich von 1,3- bis 4-mal der Breite der Nasenelemente quer zu den Bohrungsachsen liegt. Darüber hinaus wird eine Antriebseinheit für eine Schubkette vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schubkette für den Antrieb über ein Kettenrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Antriebseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Stand der Technik

In dem deutschen Gebrauchsmuster G 88 06 871.4 wird eine Schubkette mit zugehörigem Antrieb zur Übertragung von Schub- und Zugkräften beschrieben, die innerhalb eines Antriebs- und Umlenkgehäuses einseitig steif (rückensteif) und außerhalb des Antriebs- und Umlenkgehäuses allseitig steif ausgebildet ist. Dabei lässt das Antriebs- und Umlenkgehäuse einen während des Betriebes variablen Ein-/Austrittswinkel der Schubkette zu.
Eine derartige Kette ist vergleichsweise aufwendig herzustellen, was insbesondere einer kleinen Bauweise abträglich ist. Zudem wirkt sich der komplizierte Aufbau nachteilig auf die Herstellungskosten aus.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vereinfachten Schubkettenantrieb zu realisieren, der sich insbesondere für kleine Baugrößen eignet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie 8 gelöst.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung geht zunächst von einer Schubkette für den Antrieb über ein Kettenrad aus, die aus mehreren hintereinander angeordneten, durch Kettenbolzen verbundene, vorzugsweise im Wesentlichen identische Kettenglieder besteht, die derart ausgebildet sind, dass eine Abknickung der Kettenglieder an den Kettenbolzen um die Achse der Kettenbolzen in einer Richtung möglich ist, jedoch in der anderen Richtung eine Abknickung über eine gerade Anordnung der Kettenglieder hinaus blockiert ist und dass eine seitliche Knickung der Kettenglieder um eine Achse senkrecht zur Kettenbolzenachse ebenfalls im Wesentlichen verhindert ist. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass die Kettenglieder eingliedrig sind und ein gabelförmiges Ende sowie ein in das gabelförmige Ende eines benachbarten Kettengliedes passendes, vorzugsweise in Richtung Kettenbolzenachse weitgehend spielfreies, massives Nasenelement besitzen, wobei das gabelförmige Ende und das Nasenelement eines benachbarten Kettengliedes vom Kettenbolzen durchdrungen sind, wobei das Nasenelement eine im Querschnitt runde Form, vorzugsweise im Eingriffsbereich zu der Flanke des Kettenrades kreisrunde Form aufweist, so dass es an den Flanken der Zähne des Kettenrades abrollen kann und wobei der Abstand der Achsen der Bohrungen für die Kettenbolzen im Bereich von 1,3- bis 4-mal, vorzugsweise 3-mal der Breite des Nasenelements quer zu den Bohrungsachsen gesehen liegt. Durch diese Vorgehensweise erfolgt die Kraftübertragung vom Kettenrad zum Kettenglied über die Außenkontur des Nasenelements, womit sich vergleichsweise hohe Schubkräfte übertragen lassen. Darüber hinaus lassen sich durch eine derartige Nutzung des Nasenelements auch kleine Baugrößen realisieren, die dennoch vergleichsweise hohen Kräften standhalten. Die Belastbarkeit einer derart aufgebauten Schubkette verbessert sich weiter, wenn die Kettenglieder zwischen den Kettenbolzen aus Vollmaterial sind.
Durch die Geometrie des Nasenelements und der Abstand der Achsen der Kettenbolzen wird es überdies möglich, handelsübliche Kettenräder für den Aufbau eines Schubkettenantriebs einzusetzen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Kettenglied auf der Eingriffsseite des Kettenrades so ausgeformt, dass Zahnspitzen der Zähne des Kettenrades bei der Abrollbewegung auf dem Nasenelement in das Kettenglied zwischen seitliche Materialabschnitte, z. B. Stege vorzugsweise mit wenig seitlichem Spiel, eintauchen. Dadurch erhält die Kette in einem Schubkettenantrieb eine verbesserte seitliche Führung, was insgesamt der Stabilität eines Schubkettenantriebs zugute kommt.
Erfindungsgemäß ausgebildete Kettenglieder werden vorzugsweise einstückig, z. B. als Spritzgusselement hergestellt. Damit wird der Aufbau der Schubkette einfach, da einstückige Kettenglieder lediglich durch einen Kettenbolzen beim Aufbau der Schubkette verbunden werden müssen.
Im Weiteren ist es besonders bevorzugt, wenn die Schenkel des gabelförmigen Endes der Kettenglieder in Richtung Achse der Bohrungen für die Kettenbolzen betrachtet im Schwenkbereich rund, vorzugsweise kreisrund, sind. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ebenfalls in Richtung Bohrungsachsen betrachtet, die Bereiche seitlich der Nasenelemente, in welchen die Schenkel des gabelförmigen Endes eines benachbarten Kettenglieds aufgenommen sind, einen halbmondförmigen Absatz umfassen. Auf diese Weise können sich die Kettenglieder aneinander, insbesondere auch im Hinblick auf seitliche Belastungen abstützen und bilden einen wenig materialgeschwächten Verbund. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Kette im ausgestreckten Zustand auf Schub belastet wird.
Um in einem Schubkettenantrieb den Druck auf eine Führung gleichmäßiger zu verteilen, wird überdies vorgeschlagen, dass die der Eingriffsseite des Kettenrades abgewandte Seite (Kettengliedrücken) in Richtung Achse der Kettenbolzen betrachtet, gewölbt ist.
Eine kleine Baugröße eines Schubkettenantriebs ist insbesondere dann möglich, wenn die Kettenbolzen an den Kettengliedern seitlich nicht überstehen.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch eine Antriebseinheit mit einem drehbar gelagerten Kettenrad und einer auf im Kettenrad laufenden Schubkette sowie einer Führung für die Rückseite der Kettenglieder der Schubkette dadurch gelöst, dass die oben beschriebene Schubkette eingesetzt ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Führung in Richtung Kettenradachse betrachtet, eine gekrümmte, vorzugsweise viertelkreisförmig gekrümmte starre Führungsschiene. Hiermit kann eine besonders stabile Führung der Schubkette bei einer 90°-Umlenkung über das Kettenrad realisiert werden. Die Führung verbessert sich zusätzlich, wenn die Führungsschiene wenigstens an einem Ende einen geraden Abschnitt umfasst.
Um ein unnötiges Spiel der Schubkette bei der Umlenkung zu vermeiden, wird überdies vorgeschlagen, dass der Krümmungsradius der Rückseite der Kettenglieder dem Innenradius der Führungsschiene entspricht, wobei das Kettenrad dazu konzentrisch verläuft und der Durchmesser des Kettenrades sowie die Kettengliedhöhe aufeinander abgestimmt sind.

Zeichnungen

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine teilweise geschnittene, ausschnittsweise dargestellte Seitenansicht eines Schubkettenantriebs mit angedeutetem Gehäuse,
Fig. 2a bis 2d ein Kettenglied einer Schubkette in zwei Seitenansichten und einer Draufsicht sowie ein Kettenbolzen in Draufsicht (Fig. 2d),
Fig. 3 ein Schubkettengliedendstück in der Seitenansicht,
Fig. 4a eine weitere teilweise geschnittene ausschnittsweise dargestellte Seitenansicht des Schubkettenantriebs,
Fig. 4b eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A in Fig. 4a,
Fig. 5 eine alternative Ausführungsform der Schnittansicht nach Fig. 4b.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 und 4a zeigt jeweils einen Schubkettenantrieb 1, 1a, der eine Schubkette 2 aus Kettengliedern 3, ein Kettenrad 4, auf welchem die Schubkette 2 läuft, sowie eine Führungsschiene 5, 6 umfasst, durch welche verhindert wird, dass die Kettenglieder 3 der Schubkette 2 vom Kettenrad 4 springen. Die Führungsschiene 6 gemäß Fig. 4a ist im Vergleich zur Führungsschiene 5 gemäß Fig. 1 etwas kürzer, jedoch weisen beide Führungsschienen 5, 6 nach einem viertelkreisförmigen Verlauf Geradenabschnitte 5a, 5b sowie 6a, 6b auf. Diese tragen zur weiteren Stabilisierung der Kette, insbesondere bei der Übertragung von Schubkräften, bei.
Fig. 4b zeigt die Situation in Fig. 4a an der Schnittlinie A-A, die durch die Drehachse des Kettenrades 4 geht. Ein Zahn 7 greift zwischen den Nasen 8, 9 zweier Kettenglieder 3, 3a vollständig in das Kettenglied 3 ein, wogegen der Zahn 10 je nach Drehrichtung gerade in das davor liegende Kettenglied 3a eingreift, bzw. aus diesem ausschwenkt. Um die seitliche Führung der Schubkette 2 in gestrecktem Zustand zu verbessern, kann ein Geradenabschnitt 6a der Führungsschiene 6 auch gemäß dem Geradenabschnitt 11 in Fig. 5 mit einer Vertiefung 12 ausgestaltet sein.
Im ausgefahrenen, gestrecktem Zustand der Schubkette 2 berühren sich jeweils die Stirnflächen 13 im Bereich der Nase 14 (siehe Fig. 2a bis 2c) mit den Stirnflächen 15 eines benachbarten Kettengliedes 3. Ein weiteres Aufklappen der Schubkette 2 in diese Richtung wird somit verhindert. Die Kettenglieder 3 bestehen vorzugsweise aus Vollmaterial, so dass hohe Schubkräfte übertragen werden können. Die Nasen 8, 9, 14 der Kettenglieder sind so ausgebildet, dass sie in eine entsprechende gabelförmige Aufnahme 16 eines benachbarten Kettengliedes passen und mittels eines Kettenbolzens 17 (siehe Fig. 2d) gelenkig verbunden sind. Bohrungen 18 (siehe insbesondere Fig. 2a und 2b) sind passgenau zu dem Kettenbolzen 17 dimensioniert und mit einer Senkung 19 versehen. Die Senkung 19 dient zur Ausfallssicherung des Kettenbolzens 17, in dem der Kettenbolzen 17 darin verstemmt wird. Auf diese Weise ragt der Kettenbolzen 17 nicht über die Seitenflächen 20 des Kettengliedes 3 heraus, wodurch bei nach wie vor hoher Belastbarkeit die Schubkette 2 mit einer vergleichsweise geringeren Breite a realisierbar ist. Eine Bohrung 21 in der Nase 14 ist geringfügig größer als der Durchmesser des Kettenbolzens 17. Zusätzlich ist die Nase 14 geringfügig kleiner als die Breite der gabelförmigen Aufnehmung 16, so dass sich die Kettenglieder im zusammengefügten Zustand um die Achse des Kettenbolzens bewegen lassen.
Die Kraftübertragung vom Kettenrad 4 auf das Kettenglied 3 erfolgt über die Außenkontur der Nase 14 mit einer Breite b quer zur Bohrung 21. Zusätzlich ist das Kettenglied auf jeder Seite mit einem Steg 22 (siehe Fig. 4b) versehen, was eine bessere seitliche Führung der Glieder 3 auf dem Kettenrad 4 gewährleistet.
Die Schubkette 2 wird mittels der Führungen 5, 6 an das antreibende Kettenrad 4 gedrückt. Die Innenform der Führungsschienen 5, 6 entspricht im Umlenkbereich der Schubkette der Außenkontur 23 der Kettenglieder 3.
Vorzugsweise bestehen die Führungsschienen 5, 6 aus einem vergleichsweise gut gleitendem abriebfestem Werkstoff. Um Reibungsverluste gering zu halten, sollte auf die Werkstoffpaarung von Schubkette und Führungsschiene geachtet werden. Ein Kettenendstück 24 (siehe Fig. 3) ist so gestaltet, dass in Schubrichtung die Kräfte immer zwischen den Kettenbolzen 17 und der Außenkontur 23 des Kettengliedes 3 auftreten.
Vorzugsweise kann eine derartige Schubkette in einem Schubkettenantrieb zum Öffnen und Schließen von Fenstern, Schiebetüren, Oberlichtern, etc. eingesetzt werden, da die platzsparende Schubkette mit Antrieb in einem Fensterrahmen bzw. einem Fensterflügel untergebracht werden kann. Darüber hinaus kann eine solche Schubkette bzw. ein derartiger Schubkettenantrieb auch eine Anwendung bei elektrischen Fensterantrieben im Fahrzeugbau finden. Bezugszeichenliste 1 Schubkettenantrieb
1a Schubkettenantrieb
2 Schubkette
3 Kettenglied
3a Kettenglied
4 Kettenrad
5 Führungsschiene
5a Geradenabschnitt
5b Geradenabschnitt
6 Führungsschiene
6a Geradenabschnitt
6b Geradenabschnitt
7 Zähne
8 Nasenelement
9 Nasenelement
10 Zahn
11 Geradenabschnitt
12 Vertiefung
13 Stirnfläche
14 Nasenelement
15 Stirnfläche
16 gabelförmige Aufnehmung
17 Kettenbolzen
18 Bohrung
19 Senkung
20 Seitenfläche
21 Bohrung
22 Steg
23 Außenkontur
24 Kettenendstück
25 Absatz

Claims

1. Schubkette (2) für den Antrieb über ein Kettenrad (4) bestehend aus mehreren, hintereinander angeordneten, durch Kettenbolzen (17) verbundene Kettenglieder (3), die derart ausgebildet sind, dass eine Abknickung der Kettenglieder um die Achse der Kettenbolzen (17) in einer Richtung möglich ist, jedoch in der anderen Richtung eine Abknickung über eine gerade Anordnung der Kettenglieder (3) hinaus, blockiert ist und dass eine seitliche Knickung der Kettenglieder (3) um eine Achse senkrecht zur Kettenbolzenachse (17) ebenfalls im Wesentlichen verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (3) eingliedrig sind und ein gabelförmiges Ende (16) sowie ein in das gabelförmige Ende (16) eines benachbarten Kettengliedes (3) passendes massives Nasenelement (8, 9, 14) besitzen, wobei das gabelförmige Ende (16) und das Nasenelement (8, 9, 14) eines benachbarten Kettengliedes von einem Kettenbolzen (17) durchdrungen sind, wobei das Nasenelement (8, 9, 14) eine im Eingriffsbereich zwischen den Flanken des Kettenrades (4) runde Form aufweist, so dass es an den Flanken der Zähne (7, 10) abrollen kann und wobei der Abstand der Achsen der Bohrungen (18, 21) für die Kettenbolzen (17) im Bereich von 1,3- bis 4-mal der Breite b des Nasenelements (8, 9, 14) quer zu den Bohrungsachsen liegt.

2. Schubkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenglied (3) auf der Eingriffseite des Kettenrades 4 so ausgeformt ist, dass Zahnspitzen der Zähne (7, 10) des Kettenrads (4) bei der Abrollbewegung auf dem Nasenelement (7, 8, 14) in das Kettenglied (3) zwischen seitliche Materialabschnitte (22) eintauchen.

3. Schubkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (3) einstückig sind.

4. Schubkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel des gabelförmigen Endes (16) des Kettengliedes (3) in Richtung Achse der Bohrungen (18, 21) für die Kettenbolzen (17) betrachtet im Schwenkbereich rund, vorzugsweise kreisrund sind.

5. Schubkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung Achse der Bohrungen (18, 21) für die Kettenbolzen (17) betrachtet, die Bereiche seitlich des Nasenelements (8, 9, 14), in welchem die Schenkel des gabelförmigen Endes (16) eines benachbarten Kettengliedes aufgenommen sind, einen halbmondförmigen Absatz (25) umfassen.

6. Schubkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Eingriffsseite des Kettenrades abgewandte Seite (23) (Kettengliedrücken) in Richtung Achse der Bohrungen (18, 21) für die Kettenbolzen betrachtet, gewölbt ist.

7. Schubkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Kettenbolzen (17) der Kettenglieder, die Nasenelemente (8, 9, 14) und der Zwischenraum zum nächsten Nasenelement dergestalt ist, dass handelsübliche Kettenräder einsetzbar sind.

8. Schubkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenbolzen (17) an den Kettengliedern nicht überstehen.

9. Kettenglied für eine Schubkette nach einem der vorhergehenden Ansprüchen.

10. Antriebseinheit (1) mit einem drehbar gelagerten Kettenrad (4) und einer auf dem Kettenrad (4) laufenden Schubkette (2) sowie einer Führung (5, 6) für die Rückseite (23) der Kettenglieder (3) der Schubkette (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Schubkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.

11. Antriebseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung in Achsrichtung des Kettenrades betrachtet eine gekrümmte starre Führungsschiene (5, 6) umfasst.

12. Antriebseinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der Rückseite (23) der Kettenglieder dem Innenradius der Führungsschiene (5, 6) entspricht, wobei das Kettenrad (4) dazu konzentrisch positioniert ist und der Durchmesser des Kettenrades (4) und die Kettengliedhöhe möglichst spielfrei aufeinander abgestimmt sind.