DE102004013982A1

DE102004013982A1 - Gelenkkette und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102004013982A1
Application number: DE200410013982
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. Hennen (FH); Wolf Dr. Sältzer; Bernd Dr. Schietinger
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-10-06
Also published as: WO2005090824A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkette mit über ein Kettengelenk miteinander verbundenen Kettengliedern, wobei zur Bildung eines Kettengelenkes ein Gelenkbolzen in eine Gelenköffnung eines Kettengliedes angeordnet ist, welche Gelenköffnung durch das Innere einer Gelenkhülse gebildet ist, welche Gelenkhülse mit dem Kettenglied verbunden ist. Zur Erhöhung der Standzeit der Gelenkkette werden zumindest im Bereich der Innenoberfläche der aus einem Ausgangsmaterial gefertigten Gelenkhülse Carbide erzeugt und/oder eingelagert.

Description

Die Erfindung betrifft Gelenkkette sowie ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 bzw. des Anspruchs 5, wie beides aus der gattungsbildend zugrunde gelegten DE 103 00 704 A1 als bekannt hervor geht.
Aus der DE 103 00 704 A1 ist eine Gelenkkette bekannt, die über ein Kettengelenke miteinander verbundene Kettenglieder aufweist. Zur Bildung eines Kettengelenkes ist ein Gelenkbolzen durch eine Gelenköffnung eines Kettengliedes hindurch gesteckt, welche Gelenköffnung durch das Innere einer Gelenkhülse gebildet ist. Die Gelenkhülse ist mit dem Kettenglied starr verbunden, insbesondere eingepresst.
Derartige Gelenkketten können, insbesondere wenn sie als Steuerketten einer Brennkraftmaschine und hierbei insbesondere eines Motors eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden, eine starke Kettenlängung aufweisen. Diese Kettenlängung kann zu Veränderungen bei der Abstimmung der Motorkomponenten bspw. der Steuerzeiten zueinander führen, womit zumindest eine Beeinträchtigung der Motorleistung und/oder dessen Funktion verbunden ist. Daher bedingt eine Kettenlängung eine Begrenzung der Standzeit der Gelenkkette und die Gelenkkette muss in bestimmten Intervallen ausgetauscht werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gelenkkette zu entwickeln, die eine längere Lebensdauer aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Gelenkkette mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit einem Verfahren mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 5 gelöst. Durch die bewusste Erzeugung von Karbiden im Bereich der Innenoberfläche der Gelenkhülse, die beim üblichen Härteverfahren einer Gelenkhülse unter allen Umständen vermieden werden, kann der Verschleiß der Innenoberfläche der Gelenkhülsen und damit auch die Kettenlängung verringert werden. Daraus wiederum resultiert eine Erhöhung der Standzeit einer Gelenkkette, insbesondere einer Steuerkette einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise eines Otto- oder Dieselmotors.
Sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen Ausschnitt einer teilweise aufgeschnittenen und als Steuerkette ausgebildeten Gelenkkette und
2 einen Querschnitt durch einen Kreisabschnitt einer Gelenkhülse.
In 1 ist eine Steuerkette einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Diesel- oder eines Benzinmotors dargestellt, die als eingliedrige Hülsenkette ausgeführt ist. Die Erfindung wird zwar anhand einer eingliedrigen Hülsenkette beschrieben, dennoch ist sie in gleicher Weise für Doppelketten und auch für Rollenketten verwendbar.
Bei einer eingliedrige Hülsenkette ist ein Innenkettenglied 2 mit einem Außenkettenglied 1 über ein Kettengelenk verbunden. Ein Innenkettenglied 2 weist jeweils zwei parallel verlaufende Innenlaschen und zwei mit den Innenlaschen verbundene Gelenkhülsen 4 auf. Die Gelenkhülsen 4 sind stehen senkrecht zu den Innenlaschen und sind vorzugsweise fest mit ihnen verbunden. Die Verbindung der Gelenkhülsen 4 mit den Innenlaschen erfolgt sinnvoller weise durch Kleben, bevorzugt durch ein Einpressen in entsprechende Öffnungen der Innenlaschen.
Die Außenglieder 1 bestehen aus zwei parallel verlaufenden Außenlaschen, die über zwei Gelenkbolzen 3 miteinander fest verbunden sind. Die Gelenkbolzen 3 sind durch die Gelenkhülsen 4 der Innenkettenglieder 2 hindurch gesteckt, wobei die Achsen der Gelenkhülse 4 und des Gelenkbolzens 3 miteinander fluchtend angeordnet sind. Auf diese Art bildet jeweils ein in einer Gelenkhülse 4 frei drehbar angeordneter Gelenkbolzen 3 und die zugeordnete Gelenkhülse 4 ein Kettengelenk aus.
Anstelle einer wie in diesem Ausführungsbeispiel vorliegenden einfachen Gelenkketten, können Gelenkketten aber auch mehrere parallel zueinander angeordnete Innenkettenglieder 2 und ebenso entsprechend ebenfalls mehrere parallel zueinander angeordnete Außenglieder 1 aufweisen.
Im Bereich der Innenoberfläche 5 der aus einem Ausgangsmaterial gefertigten Gelenkhülse 4 sind Partikel 6 eingelagert. Bei diesen Partikeln 6 handelt es sich um insbesondere eisen- und/oder chromhaltige Karbide und/oder um ein carbidangereichertes Härtegefüge. Insbesondere es sich bei den Partikeln 6 zusätzlich noch um vorzugsweise eisen- und/oder chromhaltige Nitride und/oder um ein nitridangereichertes Härtegefüge handeln. Durch diese Partikel 6 wird das Abriebverhalten der Innenoberfläche 5 verbessert und die Standzeit der Gelenkkette erhöht.
Zur Bildung der Gelenkhülse 4 wird ein bandförmiges Ausgangsmaterial abgelängt und in Form der Gelenkhülse 4 gebogen. Nach dem Biegen werden im Bereich der Innenoberfläche 5 der Gelenkhülse 4 insbesondere durch Carbonitrierung Carbide und/oder ein entsprechendes Hartgefüge und ggf. Nitriden und/oder ein entsprechendes Hartgefüge erzeugt und/oder eingelagert.
Als insbesondere preisgünstiges Ausgangsmaterial für die Gelenkhülse 4 ist es sinnvoll einen un- oder niedriglegierten Stahl, insbesondere einen Einsatzstahl, bevorzugt einen Serienwerkstahl 10 NiCr 4–5 zu verwenden.
Als weiteres Ausgangsmaterial für die Gelenkhülse 4 kann ein un- oder niedriglegierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt > 0,60 Gew.-%, insbesondere ein Wälzlagerstahl 100Cr6, verwendet werden. Bei diesem Ausgangsmaterial ist durch das Vorliegen von Cr und den hohen Kohlenstoffgehalt insbesondere die Bildung von Cr-Carbiden bzw. Cr-Nitriden erleichtert.
Bei der dargestellten Ausführungsform einer Gelenkkette berühren die Zahnflanken eines eingreifenden Kettenrades die feststehenden Gelenkhülsen 4 stets an der gleichen Stelle der äußeren Oberfläche. Daher ist es – wie in 2 dargestellt – zweckmäßig, auch Bereiche der äußeren Manteloberfläche einer Gelenkhülse 4 mit den genannten Partikeln 6, also Karbiden und/oder Nitriden bzw. entsprechenden Hartgefügen, zu versehen.
Die Herstellung der Partikel 6 im Bereich der äußeren Manteloberfläche der Gelenkhülse 4 erfolgt sinnvoller weise im gleichen Arbeitsschritt, in dem auch die Partikel 6 im Bereich der Innenoberfläche 5 der Gelenkhülse 4 hergestellt werden.

Claims

Gelenkkette mit über ein Kettengelenk miteinander verbundenen Kettengliedern, wobei zur Bildung eines Kettengelenkes ein Gelenkbolzen in einer Gelenköffnung eines Kettengliedes angeordnet ist, welche Gelenköffnung durch das Innere einer Gelenkhülse gebildet ist, welche Gelenkhülse mit dem Kettenglied verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche (5) der Gelenkhülse (4) zumindest oberflächennah insbesondere eisen- und/oder chromhaltige Carbide und/oder ein carbidangereichertes Härtegefüge aufweist.
Gelenkkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche (5) der Gelenkhülse (4) zumindest oberflächennah insbesondere eisen- und/oder chromhaltige Nitride und/oder ein nitridangereichertes Härtegefüge aufweist.
Gelenkkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial für die Gelenkhülsematerial ein un- oder niedriglegierter Stahl, insbesondere ein Einsatzstahl ist.
Gelenkkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial für die Gelenkhülse ein un- oder niedriglegierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt > 0,60 Gew.-%, insbesondere ein Wälzlagerstahl 100Cr6 ist.
Verfahren zur Herstellung einer Gelenkhülse für eine Gelenkkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der Innenoberfläche (4) der aus einem Ausgangsmaterial gefertigten Gelenkhülse (5) absichtlich Carbide erzeugt und/oder eingelagert werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der Innenoberfläche (5) der Gelenkhülse (4) Nitride erzeugt und/oder eingelagert werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Gelenkhülse (4) ein bandförmiges Ausgangsmaterial abgelängt wird, dass das abgelängte Ausgangsmaterial in Form der Gelenkhülse (4) gebogen wird und dass nach dem Biegen im Bereich der Innenoberfläche (5) der Gelenkhülse (4) insbesondere eisen- und/oder chromhaltige Carbide und ggf. insbesondere eisen- und/oder chromhaltige Nitriden erzeugt und/oder eingelagert werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgangsmaterial für die Gelenkhülse (4) ein un- oder niedriglegierter Stahl, insbesondere ein Einsatzstahl gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgangsmaterial für die Gelenkhülse (4) ein un- oder niedriglegierter Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt > 0,60 Gew.-%, insbesondere ein Wälzlagerstahl 100Cr6, gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gebogene Ausgangsmaterial carboniert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das gebogene Ausgangsmaterial carbonitriert wird.