DE102008052276B4

DE102008052276B4 - Kette

Info

Publication number: DE102008052276B4
Application number: DE102008052276.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Bogner; Christian Hoffinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-10-18
Filing date: 2008-10-18
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2028-10-19
Also published as: WO2010043453A1; DE102008052276A1

Abstract

Kette aufweisend Kettenlaschen (K) mit Bohrungen (1) zur Führung von Bolzen (B) sowie mit die Kettenlaschen (K) begrenzenden Führungsflächen (2), wobei die Führungsflächen in Eingriff mit einem Antriebsrad stehen, wobei an den Führungsflächen (2) eine Gelenkfläche (3) angrenzt und wobei zumindest einige der Kettenlaschen (K) eine gekrümmte Nut (4) aufweisen, welche zwischen der Führungsfläche (2) und der Bohrung (1) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Nut (4) eine klothoidische Krümmung aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kette, welche Kettenlaschen mit Bohrungen zur Führung von Bolzen aufweist, sowie eine die Kettenlaschen begrenzende Führungsfläche, wobei die Führungsfläche in Eingriff mit einem Antriebsrad steht und wobei an der Führungsfläche eine Gelenkfläche angrenzt.
Hintergrund der Erfindung
Eine Kette der vorgenannten Gattung ist aus der WO2007/069792 A1 bekannt. Die Kette weist mehrere zahnförmige Kettenlaschen auf. Innerhalb der Kettenlaschen befinden sich Aufnahmebohrungen, wodurch die Kettenlaschen mittels Bolzen zu einer Kette montiert werden. Innerhalb der Kettenlaschen verläuft eine geradlinige Nut von einer Spitze eines Zahnes zur Aufnahmebohrung des Bolzens hin. Diese Nut ist zur Aufnahme von Öl vorgesehen. Aufgrund der auf die Kette wirkenden Zug- und Druckkräfte ist der Bereich zwischen der Aufnahmebohrung der Kettenlaschen und des Bolzens besonders verschleißanfällig. Um die Reibung und somit den Verschleiß zu minimieren ist es von Vorteil, Schmiermittel wie z.B. Motoröl in den Bereich zwischen der Aufnahmebohrung und des Bolzens zu bringen.
Die GB 109 932 A offenbart eine Kette umfassend Kettenlaschen mit Bohrungen zur Führung von Bolzen sowie mit die Kettenlaschen begrenzenden Führungsflächen, wobei die Führungsflächen in Eingriff mit einem Antriebsrad stehen und wobei an den Führungsflächen eine Gelenkfläche angrenzt. Einige der Kettenlaschen weisen eine gekrümmte Nut auf, welche zwischen der Führungsfläche und der Bohrung verläuft. Eine weitere Kette mit diesen Merkmalen offenbart die FR 523 849 A .
Die DE 20 2004 015 697 U1 offenbart eine Rollenkette mit sich abwechselnden und jeweils über ein Kettengelenk miteinander verbundenen Innen- und Au-ßenkettengliedern. Die Innenkettenglieder weisen Schmiertaschen auf, die durch gradlinige, sich radial von Öffnungen wegerstreckende Nuten gebildet und senkrecht zur Längserstreckung der Kette ausgerichtet sind.
Die DE 30 16 596 A1 zeigt ein Räumglied einer Kette für eine Kettensäge. Das Räumglied weist einen Ölkanal auf.
Aufgabe der Erfindung
Durch das Einbringen einer Nut in die Kettenlasche, wird Material abgetragen wodurch die Kettenlaschen an Steifigkeit verlieren. Gerade im Bereich der Zähne benötigt die Kettenlaschen jedoch Festigkeit, da die Zähne während des Kettenumlaufes in das Antriebsrad eingreifen. Eine Schwächung der Kettenlaschen an den Zahnspitze, wie es zum Beispiel für das Einbringen einer Nut erforderlich ist, kann zu Ausbrüchen an den Zähnen der Kettenlaschen führen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine widerstandsfähige Kette mit optimierten Reibungsbedingungen zwischen Kettenlaschen und Bolzen bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 gelöst. Die Kettenlaschen weisen zumindest eine gekrümmte Nut auf, welche zwischen der Führungsfläche und der Bohrung verläuft. Es bietet sich an dort eine Nut einzubringen, welche eine Schwächung des Materials bedingt, da dieser Bereich am geringsten mit Zug- und Druckkräften belastet ist.
Die verwendeten Übergangsbögen sind Klothoiden. Eine Klothoide ist eine Kurve mit stetig linear zunehmender gleichsinniger Krümmung K von K=0 bis K= ∞.
Die beim Durchlaufen der bogenförmig Krümmung auftretenden Fliehkräfte werden kontinuierlich auf- bzw. abgebaut und nicht ruckartig.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, dass die in vorhergehender Weise beschriebene gekrümmte Nut zur Förderung von Schmierstoffen vorgesehen ist. Bei der auf Zug- und Druckkraft beanspruchten Kette kommt es zu einem hohen Gelenkverschleiß in dem Bereich zwischen Bolzen und Kettenlasche. Durch Einbringen von Öl kann in diesem Bereich ein so genannter Schwebezustand des Bolzens innerhalb der Kette erlangt werden. Das Beölen der Kette erfolgt entweder durch Kontaktaufnahme über das ölbehaftete Antriebsrad oder durch Besprühen der Kette mittels eines Ölnebels. Bei diesen Vorgehensweisen ist jedoch nicht gewährleistet, dass das Öl in ausreichendem Maße bis an die Gelenkfläche gelangt. Aufgrund der Relativbewegung der Kettenglieder zueinander, wird über die als gekrümmte Nut ausgeführten Schmierstoffkanäle eine Pumpwirkung erzielt, die das Öl von außerhalb der Kette gezielt in Richtung der Bolzen fördern.
Es ist besonders vorteilhaft, die als Schmierstoffkanäle funktionierenden Nuten in gekrümmter Form auszuführen, da das an den Kettenlaschen anhaftende Öl während des Kettenumlaufes Fliehkräften ausgesetzt ist. Die auf das Öl wirkenden Fliehkräfte zwingen es auf eine gekrümmte Bahn. Damit die auf das Öl auswirkenden Fliehkräfte vorteilhaft genutzt werden können, sind die als Schmierstoffkanal ausgeführte Nut ebenfalls gekrümmt ausgeführt, so das das Öl von außerhalb der Laschen unter Ausnutzung der Fliehkräfte in Richtung der Bolzen gefördert wird.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 5. Der Krümmungsgrad der Nut nimmt demnach mit wachsender Anzahl der Kettenlaschen ab. Je nach Achsabstande ao, Kettenteilung p und Zähneanzahl z des Antriebsrades wird eine unterschiedliche Anzahl Kettenlaschen pro Kette benötigt. Die Berechnung der Laschenanzahl x₀ für Antriebsräder mit gleicher Zähneanzahl ist über die folgende Formel ermittelbar: $x_{0} = 2 \frac{a_{0}}{p} + z$
Umso kleiner das Antriebsrad ist, desto weniger Berührungspunkte entstehen zwischen Kettenlaschen und dem Antriebsrad, was die Aufnahme von Öl über diese Kontaktfläche erschwert. Zum Ausgleich dazu muss die Anzahl der Nuten innerhalb der Kettenlasche erhöht werden, damit die Möglichkeit Öl aufzunehmen und in Richtung des Bolzens zu fördern gewährleistet wird. Außerdem muss die Krümmung der Nut so ausgelegt werden, dass die auf das Öl wirkenden Fliehkräfte ideal genutzt werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Führungsfläche der Kettenlaschen eine Zahnform auf, wobei jede Zahnform eine innere Zahnflanke und eine äußere Zahnflanke aufweist und zwischen dem Bereich der Zahnflanke und der in der Kettenlaschen ausgebildeten Bohrung eine gekrümmte Nut verläuft.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht zwei gekrümmte Nuten pro Kettenlasche vor, wobei sich entweder beide auf der Vorder- bzw. Rückseite befinden oder sich jeweils eine auf der Vorder- und die andere auf der Rückseite befindet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, vier gekrümmte Nuten pro Kettenlasche anzuordnen, zwei auf der Vorderseite und zwei auf der Rückseite. Eine Erhöhung der Nutenanzahl pro Lasche ermöglicht es, mehr Öl aufzunehmen und in Richtung der Bolzen zu fördern, aber es bedeutet auch eine zusätzliche Schwächung des Kettenlaschenmaterials.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung überlappen sich nach der Kettemontage die in den Kettenlaschen angeordneten gekrümmten Nuten, so dass ein Schmierkanal mit größerem Durchmesser entsteht. Ein weiterer Vorteil der sich überlappenden gekrümmten Nuten besteht darin, dass das Öl ebenso zwischen die Kettenlaschen dringen kann, wodurch die Reibung zwischen den Kettenlaschen verringert wird und somit die Reibleistung des Kettentriebes gesteigert werden kann.
In Konkretisierung der Erfindung ist es vorgeschlagen, die Kettenlaschen inklusive der Nuten in einem einzigen Stanzverfahren oder einem nachgeordneten zweiten Stanzverfahren herzustellen. Je nach Güteanforderung der Bohrung, der Führungsflächen und/oder der Zahnflanke können die eben genannten Flächen mittels Feinstanzen, Feinschneiden oder Nachschneiden hergestellt werden.
Optional kann die Kette z.B. als Rollenkette oder Hülsenkette ausgebildet sein.
In bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wird die vorgenannte Kette als Steuerkette in Verbrennungsmotoren eingesetzt.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt, die nachfolgend detailliert beschrieben sind, wobei sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Es zeigen:

1a eine Kettenlasche einer Kette mit zahnförmigem Profil und gekrümmten Nuten,
1 b eine weitere Kettenlasche einer Kette mit gekrümmten Nuten,
2a eine schematische Darstellung einer montierten Kette in der Draufsicht, mit in die Kettenlaschen eingebrachten Nuten.
2b eine Ausführungsform einer Gelenklasche und einer Innenlasche mit Varianten zur Einbringung der gekrümmt verlaufenden Nuten,
3a in der Draufsicht dargestellte schematische Anordnung einer montierten Kette, mit in den Kettenlaschen eingebrachten Nuten,
3b eine Kettenlasche mit einer jeweils auf Vorder- und Rückseite der Kettenlasche ausgebildeten Nut.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1a zeigt eine Kettenlasche (K) mit zahnförmigem Profil, welche zwei Bohrungen (1) aufweist, die bei der Kettenmontage zur Aufnahme eines Bolzens vorgesehen sind. Des Weiteren weist die Kettenlasche (K) eine Gelenkfläche (3) auf, welche die Kettenlasche (K) seitlich begrenzt und im montierten Zustand an die Gelenkfläche (3) einer benachbarten Kettenlasche (K) angrenzt. Das zahnförmige Profil weist sowohl eine innere Zahnflanke (5a) als auch eine äußere Zahnflanke (5b) auf. In dem Bereich zwischen innerer- bzw. äußerer Zahnflanke (5a, 5b) und der zur Aufnahme des Bolzens dienenden Bohrung (1) ist eine gekrümmte Nut (4) ausgeführt. 2b zeigt eine Kettenlasche (K), in der in dem beschriebenen Bereich, jeweils zwei Nuten(4) vorder- und rückseitig angeordnet sind. Diese Variante eignet sich jedoch nur für Kettenlaschen (K), ab einer bestimmten Materialdicke, da die Kettenlaschen (K) sonst an Steifigkeit verlieren würden.
3b zeigt eine Ausführungsform die besonders für schmale Kettenlaschen (K) geeignet ist. Es ist dabei vorgesehen, zwei Nuten (4) pro Kettenlasche (K) einzubringen, wobei sich entweder beide auf der Vorder- oder Rückseite befinden oder sich jeweils nur eine auf der Vorder- und eine auf der Rückseite befindet. Der Verlauf der Nuten (4) kann wie beispielhaft in 3b gezeigt in der Art und Weise ausgebildet sein, dass eine Nut (4) auf der Vorderseite der Kettenlasche (K) von der inneren Zahnflanke (5a) zur Bohrung (1) hin verläuft, während die andere Nut (4) an dem nebengeordneten Zahnprofil auf der Rückseite der Kettenlasche (K) von der äußeren Zahnflanke (5b) zur Bohrung (1) hin verläuft. Des Weiteren sind auch andere Kombinationen denkbar, welche Lage und Verlauf der Nuten (4) innerhalb der Kettenlaschen (K) bestimmen.
Die in 1b gezeigte Form der Kettenlasche (K) findet ihre Anwendung zumeist in Rollen- oder Hülsenketten. Sie besitzt ebenfalls zwei Bohrungen (1) die zur Aufnahme eines die Kettenlaschen (K) verbindenden Bolzens vorgesehen sind. Außerdem weist die Kettenlasche (K) einander gegenüberliegende Führungsflächen (2) und die Führungsflächen (2) seitlich begrenzende Gelenkflächen (3) auf. Die innerhalb der Kettenlaschen (K) in unterschiedlicher Anzahl angeordneten Nuten (4) können ebenfalls auf Vorder- und/oder Rückseite der Kettenlasche (K) ausgebildet sein. Dabei ist es wichtig, dass die Nuten (4) nicht in dem Bereich zwischen Gelenkfläche (3) und Bohrung (1), sondern zwischen Führungsfläche (2) und Bohrung (1) ausgebildet sind, da der Bereich zwischen der Gelenkfläche (3) und der Bohrung (1) bei starker Beanspruchung zum Ausreißen neigt.
In den 2a und 3a ist jeweils ein schematischer Aufbau einer Kette gezeigt, welche aus einer mittleren Innenlasche (IL), beidseitig dazu angeordneten Gelenklaschen (GL) und die die Gelenk- und Innenlasche umschließenden Außenlaschen (AL) besteht. Dabei kann es sich bei den Gelenk- und Innenlaschen (GL, IL) um einzelne Laschen oder um Laschenpakete handeln. Es kann von Vorteil sein, auch die Außenlaschen (AL) mit Nuten (4) zu versehen. Die vorgenannten Laschen werden aufgrund ihrer zueinander fluchtenden Bohrungen mittels eines Bolzens (B) drehfest gelagert. Da die in die Gelenk- und Innenlaschen (GL, IL) eingebrachten Nuten (4) in ihrer Lage und ihrem Verlauf variieren können, ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten, die Nuten bei der Montage in Überlappung zu bringen.
2a zeigt eine Kette, bei welcher die Gelenk- und Innenlaschen (GL, IL) jeweils vier Nuten (4) aufweisen. Außerdem unterscheiden sich hier die Gelenklaschen (GL) von der Innenlasche (IL) in der Weise, dass die Anordnung der Nuten (4) der Gelenklasche (GL) spiegelverkehrt zur Anordnung der Nuten (4) der Innenlasche (IL) ist. Diese unterschiedliche Anordnung der Nuten (4) innerhalb der Gelenk- und Innenlasche (GL, IL) hat den Vorteil, dass beim Zusammenbauen der Kettenlasche (K) zu einer Kette es zu einer mehrfachen Überlappung der Nuten (4) kommt.
3a zeigt eine Kette, in welcher schmälere Kettenlaschen (K), welche nur zwei Nuten (4) pro Kettenlasche (K) aufweisen, wie in 3b beschrieben, angeordnet sind. Bei dieser Ausführung der Kette sind alle Kettenlaschen (K), unabhängig davon ob es sich um eine Gelenklasche (GL) oder eine Innenlasche (IL) handelt, in gleicher Art und Weise, bezgl. der Form und Lage der Nuten (4), gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass bei der Kettenmontage nicht auf unterschiedliche Laschen oder deren Einbaulage während des Zusammenbaus geachtet werden muss.
Bezugszeichenliste

1: Bohrungen
2: Führungsfläche
3: Gelenkfläche
4: Nut
5a: Innere Zahnflanke
5b: Äußere Zahnflanke
AL: Außenlasche
IL: Innenlasche
GL: Gelenklaschen
B: Bolzen
K: Kettenlasche

Claims

Kette aufweisend Kettenlaschen (K) mit Bohrungen (1) zur Führung von Bolzen (B) sowie mit die Kettenlaschen (K) begrenzenden Führungsflächen (2), wobei die Führungsflächen in Eingriff mit einem Antriebsrad stehen, wobei an den Führungsflächen (2) eine Gelenkfläche (3) angrenzt und wobei zumindest einige der Kettenlaschen (K) eine gekrümmte Nut (4) aufweisen, welche zwischen der Führungsfläche (2) und der Bohrung (1) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Nut (4) eine klothoidische Krümmung aufweist.
Kette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Nut (4) eine bogenförmige Krümmung aufweist.
Kette nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die gekrümmte Nut (4) zur Förderung eines Schmierstoffes vorgesehen ist.
Kette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, das der Schmierstoff einer Fliehkraft ausgesetzt ist, welcher auf Grund der gekrümmten Form der Nut (4) eine optimierte Förderung erfährt.
Kette aufweisend Kettenlaschen (K) mit Bohrungen (1) zur Führung von Bolzen (B) sowie mit die Kettenlaschen (K) begrenzenden Führungsflächen (2), wobei die Führungsflächen in Eingriff mit einem Antriebsrad stehen, wobei an den Führungsflächen (2) eine Gelenkfläche (3) angrenzt und wobei zumindest einige der Kettenlaschen (K) eine gekrümmte Nut (4) aufweisen, welche zwischen der Führungsfläche (2) und der Bohrung (1) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsgrad der Nut (4) mit wachsender Anzahl der Kettenlaschen (K) abnimmt.
Kette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (2) als Zahnform ausgebildet ist, welche Zahnflanken (5a, 5b) aufweist, wobei an zumindest einer Zahnflanke (5a, 5b) die gekrümmte Nut (4) in Richtung der Bohrung verläuft.
Kette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das sich die in den Kettenlaschen (K) eingebrachten Nuten(4) nach der Montage teilweise überlappen.
Kette nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kette eine Rollenkette ist.
Kette nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kette eine Hülsenkette ist.
Kette nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenlaschen (K) mittels Stanzverfahren hergestellt sind.
Kette nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kette als eine Steuerkette für einen Verbrennungsmotor ausgebildet ist.