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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kettenrad mit mindestens einem Schmierstoffkanal nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein gattungsgemäßes Kettenrad ist anhand der auf die Anmelderin zurückgehenden unveröffentlichten Patentanmeldung 10 2008 062 935.9 bekannt geworden. Das dort beschriebene Kettenrad besitzt mehrere radial verlaufende Schmierstoffkanäle, über die Schmierstoff zum jeweiligen Auslass transportiert werden kann. Der so ausgebrachte Schmierstoff tritt dann in die Gelenke einer mit dem Kettenrad kämmenden Kette ein, um die Lebensdauer der Kette zu erhöhen.
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Obwohl sich dieses Kettenrad in der Praxis bereits gut bewährt hat, besitzt es doch Raum für Verbesserungen dahingehend, den Schmierstoffverbrauch zu verringern und dafür zu sorgen, dass der Schmierstoff nur an die zu schmierenden Stellen gelangt und nicht in den Umgebungsbereich der Schmierstellen.
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Aus der
G 92 00 487 ist eine Einrichtung zur Schmierung der Kette eines Kettenantriebes bekannt geworden, die ein Kettenritzel besitzt, welches am Ritzelgrund zwischen zwei Kettenzähnen ein Kugelventil besitzt. Läuft der Ritzelgrund auf ein Gelenk der Kette, so gelangt die Verschlusskugel des Kugelventils, welche über den Ritzelgrund geringfügig hervorsteht, mit einer Rolle des Gelenks in Kontakt und wird von dieser gegen die Wirkung einer Verschlussfeder nach innen gedrückt, so dass Schmierstoff austreten kann.
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Ein gattungsgemäßes Kugelventil besitzt üblicherweise eine aus einem Kunststoffwerkstoff gefertigte Dichtung, was bei bestimmten Schmierstoffen zum Problem des Aufquellens der Dichtung führt. Darüber hinaus hängt der Überstand der Kugel vom Kugeldurchmesser sowie von dem Durchmesser der Austrittsöffnung ab. Bei der gattungsgemäßen Einrichtung besitzt die Kugel nur einen sehr geringen Überstand, was dazu führt, dass der Querschnitt der Austrittsöffnung, der von der Kugel bei der Betätigung freigegeben wird, sehr klein ist und demgemäß nur wenig Schmierstoff austritt. Wird beispielsweise Fett als Schmierstoff verwendet, führt dies nicht zum Austritt einer ausreichenden Schmierstoffmenge.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kettenrad zu schaffen, mit dem einerseits das unkontrollierte Austreten von Schmierstoff vermieden werden und andererseits eine für den jeweiligen Anwendungsfall angepasste Menge an Schmierstoff austreten kann.
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Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung sieht ein Kettenrad vor mit mindestens einem Schmierstoffkanal, der im Bereich zwischen benachbarten Zähnen des Kettenrades einen Schmierstoffauslass mit einer Dosiereinrichtung aufweist, die durch Kontakt mit einem Kettenbauteil zur Schmierstoffabgabe betätigbar ist, wobei die Dosiereinrichtung einen Stößel umfasst, der aus einer Austrittsöffnung der Dosiereinrichtung um ein bestimmtes Stück hervorsteht.
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Der Überstand des Stößels kann in Abhängigkeit von der Viskosität des auszubringenden Schmiermittels oder in Abhängigkeit von dem Druck gewählt sein, mit dem der Schmierstoff ausgebracht wird. Bei dem erfindungsgemäßen Kettenrad kann somit die Austrittsöffnung des Schmierkanals an die jeweiligen Betriebsparameter angepasst werden.
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Die Dosiereinrichtung umfasst vorzugsweise einen lang gestreckten Schieberkörper, wobei der Stößel ein aus der Austrittsöffnung hervorstehender Endabschnitt des Schieberkörpers ist. Kommt der Stößel mit dem Kettenbauteil in Kontakt, so betätigt der Stößel den Schieberkörper so, dass die Austrittsöffnung freigegeben wird.
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Bei dem Kettenbauteil kann es sich grundsätzlich um ein beliebiges Bauteil der Kette handeln. Im Falle einer Rollenkette, die als Förderkette häufig eingesetzt wird, kann das Kettenbauteil eine Rolle der Kette sein.
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Das erfindungsgemäße Kettenrad kann entlang seines Umfangs mit einer Vielzahl von Dosiereinrichtungen versehen sein, die jeweils entsprechend der Kettenteilung vorgesehen sind, so dass jedes Gelenk der Kette damit geschmiert werden kann.
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Die Dosiereinrichtung kann zur Aufnahme des lang gestreckten Schieberkörpers einen rohrstückförmigen Aufnahmekörper aufweisen, in dessen Innenraum der Schieberkörper gleitend angeordnet ist. Der Aufnahmekörper ist vorzugsweise in einem radial außen liegenden Endabschnitt eines Schmierstoffkanals des Kettenrades angeordnet. Durch den Schmierstoffkanal wird beispielsweise über eine zentrale Schmierstoffversorgung Öl oder Fett oder ein anderer Schmierstoff in Richtung der Austrittsöffnung gepumpt. Der so eingebrachte Schmierstoff fließt durch wenigstens einen im Schieberkörper ausgebildeten Durchlass in Richtung der Austrittsöffnung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schieberkörper eine Basis, die im Innenraum des Aufnahmekörpers bzw. Schmierkanals gleitet. Der Querschnitt der Basis ist vorzugsweise an den Querschnitt des Innenraums angepasst. Die Basis kann z. B. zylindrisch geformt sein. In der Basis ist wenigstens ein Durchlass für Schmierstoff vorgesehen. Der Schieberkörper umfasst außerdem vorzugsweise einen Dichtungsabschnitt, der mit einem korrespondierenden Dichtungsabschnitt des Aufnahmekörpers bzw. Schmierkanals zusammenwirkt. Zwischen der Basis und dem Dichtungsabschnitt kann der Schieberkörper verjüngt sein oder eine Ausnehmung aufweisen. Die Verjüngung bzw. Ausnehmung bildet einen Hohlraum, in den der durch den wenigstens einen Durchlass hindurch tretende Schmierstoff fließen kann. Der Querschnitt des Dichtungsabschnitts ist vorzugsweise kleiner als derjenige der Basis.
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Um die Austrittsöffnung dicht zu schließen, ist vorzugsweise eine Federeinrichtung vorgesehen, die den Schieberkörper im geschlossenen Zustand gegen die Ausrittsöffnung drückt. Kommt der Stößel mit dem Kettenbauteil in Kontakt, so führt dies zu einer axialen Bewegung des Schieberkörpers entgegen der Wirkung der Federeinrichtung, wodurch die Austrittsöffnung geöffnet wird. Der Schmierstoff kann nun austreten.
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Die beiden Dichtflächen sind komplementär zueinander ausgebildet, beispielsweise kegelstumpfförmig, so dass auf die zusätzliche Anordnung einer elastischen Dichtungseinrichtung verzichtet werden kann.
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Die Dosiereinrichtung kann eine Verdrehsicherung aufweisen, mit der der Schieberkörper in der Dosiereinrichtung geführt wird. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn ein Verdrehen des Stößels relativ zum Kettenbauteil vermieden werden soll, weil der Schmierstoff z. B. immer in eine bestimmte Richtung ausgetragen werden soll.
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Um einen zu hohen Verschleiß des Stößels oder des Kettenbauteils zu vermeiden, ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Stößel einen zumindest abschnittsweise kugelförmig ausgebildeten Kontaktabschnitt aufweist, mit dem er mit dem Kettenbauteil in Kontakt kommt. Der Stößel kann mit seinem Kontaktabschnitt an einem Bereich des Kettenbauteils auflaufen, in dem sich Öffnungen zum Durchtritt von Schmierstoff im Gelenk befinden. Über diese Öffnungen kann der Schmierstoff zu einer Buchse und/oder einem Hohlbolzen nach Innen in das Gelenk hinein gelangen. Damit der Stößel das Eintreten von Schmierstoff in die Durchtrittsöffnungen der Rolle und/oder der Buchse am Kettengelenk nicht behindert, kann er eine z. B. mittige Ausnehmung aufweisen, durch die der Schmierstoff bis zur Durchtrittsöffnung im Gelenk gelangen kann.
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Nach einer alternativen Ausführungsform kann der Stößel auch eine oder mehrere seitlich der Längsmitte verlaufende Ausnehmungen bzw. wenigstens einen gefasten Abschnitt aufweisen. Bei einer solchen Konfiguration wird die Dosiereinrichtung am Kettenrad so angebracht, dass der Stößel in Laufrichtung der Kette betrachtet nicht im Bereich der axialen Mitte der Rolle und/oder Buchse aufläuft, sondern seitlich versetzt dazu. Über die Ausnehmung bzw. Ausnehmungen gelangt der Schmierstoff dann unmittelbar in den Bereich der Bohrungen der Rolle oder Buchse.
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Der Schmierstoff kann dem Kettenrad beispielsweise über eine zentrale Schmierstoffversorgung zugeführt werden, so dass sich das Kettenrad und die Kette im Dauerbetrieb befinden können. Obwohl dadurch die Umgebung des Kontaktsabschnitts am Stößel auch dauergeschmiert ist, können nach einer entsprechend langen Laufzeit am Stößel Verschleißerscheinungen auftreten. Damit der weitere Lauf der Kette nur sehr kurzfristig unterbrochen wird, ist es nach der Erfindung auch vorgesehen, dass die Dosiereinrichtung im Schmierstoffkanal lösbar befestigt ist und beispielsweise einen zum Eingriff mit einem Werkzeugbauteil vorgesehenen Eingriffsabschnitt aufweist. Damit kann die Dosiereinrichtung einfach gegen eine neue Dosiereinrichtung ausgetauscht werden, ohne dass die Anordnung Kettenrad-Kette demontiert werden muss.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
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1 Eine perspektivische Ansicht einer Anordnung aus einem Kettenrad nach einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und einer Antriebskette;
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2 Eine vergrößerte Darstellung des Eingriffs- oder Kontaktabschnitts zwischen einem Stößel und einem Kettenbauteil in der Form einer Rolle;
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3 Eine Längsschnittansicht einer Dosiereinrichtung mit Draufsicht von oben und von unten;
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4 Eine vergrößerte Draufsicht auf die Dosiereinrichtung von oben;
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5 Eine perspektivische Ansicht eines Schieberkörpers der Dosiereinrichtung nach einer Ausführungsform; sowie
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6 nach einer alternativen Ausführungsform.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kettenrads 1 und einer Kette 2. Das Kettenrad weist eine Vielzahl von Zähnen 3 mit dazwischen angeordneten Lücken 4 auf, die sich zwischen dem jeweiligen Zahnfuß 5 benachbarter Zähne 3 befinden.
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Das Kettenrad 1 weist auch eine Vielzahl von Schmierstoffkanälen 6 auf, die von einem zentralen Schmierstoffzuführkanal 7 ausgehend sternförmig radial nach außen verlaufen. Am äußeren Endbereich jedes Schmierstoffkanals 6 ist eine Dosiereinrichtung 8 vorgesehen, die nachfolgend näher erläutert werden wird.
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Die Kette 2 weist eine Vielzahl von Kettenlaschen 9 auf, die sich zwischen zwei benachbarten Gelenken 10 erstrecken.
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Bei dem Kettenrad 1 kann es sich um ein antreibendes oder ein angetriebenes Kettenrad handeln. Wie es näher anhand von 2 ersichtlich ist, handelt es sich bei der dargestellten Kette 2 um eine Rollenkette mit einer Vielzahl von Rollen 11, Buchsen 12 und Hohlbolzen 13, wobei die Rollen 11 und die Buchsen 12 jeweils Öffnungen 14 und 15 zum Durchtritt von Schmierstoff in radialer Richtung besitzen.
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Im linken Bereich der 2 ist ein Gelenk 10 dargestellt, bei dem die Rolle noch nicht mit einem innerhalb der Dosiereinrichtung 8 angeordneten Schieberkörper 16 in Kontakt gekommen ist. Der Schieberkörper 16 sitzt mit seiner kegelförmigen Dichtfläche 17 an der form- und flächenkomplementär dazu ausgebildeten Dichtfläche 18 eines rohrstückförmigen Aufnahmekörpers 20 auf. In diesem Zustand kann durch die zwischen den Dichtflächen 17, 18 gebildete Austrittsöffnung 21 kein Schmierstoff austreten.
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Bewegt sich die Kette 2 in Richtung des Pfeils 22 weiter, so gelangt der Schieberkörper 16 mit seinem Stößel 23 in Kontakt mit der Rolle 11 und wird gegen die Wirkung einer Feder 24 nach innen gedrückt. Hierdurch wird die Austrittsöffnung 21 geöffnet und aus einer schmierstoffgefüllten Ausnehmung 28 tritt Schmierstoff unter Druck aus und gelangt durch die Öffnungen 14, 15 in das Gelenk 10 und erreicht auch die Außenumfangsfläche des Hohlbolzens 13.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, besitzt das Kettenrad 1 im Bereich der Anordnung der Dosiereinrichtung 8 einen Rücksprung 25, der in Umfangsrichtung der Zahnlücke 5 betrachtet eine solche Bogenlänge besitzt, dass in den Rücksprung 25 austretender Schmierstoff in jedem Fall in eine der Öffnungen 14 der Rollen 11 und von dort aus auch in mindestens eine der Öffnungen 15 der Buchse 12 gelangen kann.
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3 zeigt eine Längsschnittdarstellung durch eine Dosiereinrichtung 8. Diese umfasst den rohrstückförmigen Aufnahmekörper 20 in dessen Innenraum 19 der Schieberkörper 16 gleitend angeordnet ist. Letzterer weist eine lang gestreckte Konfiguration auf mit einem ersten zylindrischen Abschnitt 26, in dem Durchlässe 27 zum Durchtritt von Schmierstoff in Richtung der Austrittsöffnung 21 ausgebildet sind. Angrenzend an den zylindrischen Abschnitt 26 ist ein verjüngter Abschnitt 28 vorgesehen, der einen Aufnahmeraum für Schmierstoff frei lässt. Im Bereich zwischen dem zylindrischen Abschnitt 26 und dem Stößel 23 ist ferner ein Dichtungsabschnitt vorgesehen, der durch einen Konus 29 und einem Gegenkonus 30 gebildet wird, wobei der Gegenkonus 30 gleichzeitig die Dichtfläche 17 ausbildet. Der Durchmesser des Dichtungsabschnitts ist dabei kleiner als derjenige der zylindrischen Basis 26.
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Der Stößel 23 ist an seinem Kontaktabschnitt 31 kugelförmig ausgebildet, um den Verschleiß zu minimieren. Aus der oberen Grafik von 3 ist ersichtlich, dass der Aufnahmekörper 20 einen mit drei Vertiefungen 32 versehenen Eingriffsabschnitt, sowie – dies ist anhand der unteren Darstellung von 3 ersichtlich – insgesamt 6 Durchlässe 27 für den Durchtritt von Schmierstoff aufweist. In die Vertiefungen 32 kann ein komplementär ausgebildetes Werkzeug eingreifen, so dass der Aufnahmekörper 20 über ein Außengewinde 34 aus dem Kettenrad 1 herausgeschraubt werden kann, um beispielsweise ausgetauscht werden zu können.
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4 zeigt eine Draufsicht von oben auf die Dosiereinrichtung 8 mit dem Schieberkörper 16 sowie einer Verdrehsicherung 35. Über die Verdrehsicherung kann eine Längsführung des Schieberkörpers 16 im Innenraum 19 des Aufnahmekörpers 20 erreicht werden. Eine solche Verdrehsicherung ist von Vorteil, wenn eine vorbestimmte Drehlage des Schieberkörpers 16 relativ zur Rolle 11 oder einem anderen Kettenbauteil eingehalten werden muss.
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Ein solcher Anwendungsfall ist in den 5 und 6 beispielhaft dargestellt.
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5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Schieberkörpers 16, dessen Stößel 23 eine Ausnehmung 36 im Bereich der Längsmitte des Stößels 23 besitzt. Der Stößel 23 von 6 hat beidseitig jeweils eine andere Ausnehmung 37. Durch die Ausnehmung 36 wird erreicht, dass der Schmierstoff, nachdem er aus der Austrittsöffnung 21 ausgetreten ist, durch die Ausnehmung 36 hindurch zur Öffnung 14 der Rolle 11 gelangen kann, und zwar auch dann, wenn der Stößel 23 genau auf der Öffnung 14 zu liegen kommt.
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Aus 6 wird schließlich ersichtlich, dass der Schmierstoff über eine jeweilige Ausnehmung 37 in den Bereich der Öffnungen 14 gelangen kann, wenn der Stößel 23 seitlich versetzt zu den Öffnungen 13 mit den Rollen 11 in Kontakt kommt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenrad
- 2
- Kette
- 3
- Zahnrad
- 4
- Lücke
- 5
- Zahnfuß
- 6
- Schmierstoffkanal
- 7
- Schmierstoffzuführkanal
- 8
- Dosiereinrichtung
- 9
- Kettenlasche
- 10
- Gelenk
- 11
- Rolle
- 12
- Buchse
- 13
- Hohlbolzen
- 14
- Öffnung
- 15
- Öffnung
- 16
- Schieberkörper
- 17
- Dichtfläche
- 18
- Dichtfläche
- 19
- Innenraum
- 20
- Aufnahmekörper
- 21
- Austrittsöffnung
- 22
- Pfeil
- 23
- Stößel
- 24
- Feder
- 25
- Rücksprung
- 26
- Abschnitt
- 27
- Durchlass
- 28
- Ausnehmung
- 29
- Konus
- 30
- Gegenkonus
- 31
- Kontaktabschnitt
- 32
- Vertiefung
- 33
- Eingriffsabschnitt
- 34
- Außengewinde
- 35
- Verdrehsicherung
- 36
- Ausnehmung
- 37
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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