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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem mit einer über einen eine Abfolge von auf seinem Umfang angeordneten Zähnen aufweisenden Zahnkranz geführten Antriebskette, die aus einer Aneinanderreihung von einzelnen miteinander gekoppelten Kettengliedern besteht, wobei jedes Kettenglied aus wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten und an ihren Enden mittels eines sie in zugeordneten Öffnungen durchgreifenden Kettenbolzens miteinander verbundenen Kettenlaschen besteht und die Zähne des Zahnkranzes in die zwischen den Kettenlaschen bestehenden und von den Kettenbolzen begrenzten Zwischenräume eingreifen.
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Eine für ein derartiges Antriebssystem im Zusammenwirken mit einem Zahnkranz als Laschenkette ausgebildete Antriebskette ist aus der
DE 42 33 552 A1 bekannt. Dabei bestehen die einzelnen über die Kettenbolzen unmittelbar aneinander gehalterten Kettenglieder jeweils aus zwei parallel zueinander angeordneten Außenlaschen bzw. aus zwei entsprechend parallel zueinander angeordneten Innenlaschen. Soweit in den Kettengliedern jeweils von den Kettenlaschen einerseits und den Kettenbolzen andererseits begrenzte Zwischenräume ausgebildet sind, greifen die an dem Zahnkranz ausgebildeten Zähne beim Umlauf der Antriebskette über den Zahnkranz jeweils in die vorgenannten Zwischenräume ein und nehmen insoweit die Antriebskette mit.
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Bei derartigen Antriebssystemen tritt allgemein das Problem auf, dass mit zunehmendem Betrieb eine verschleißbedingte Längung der Antriebskette mit einer Vergrößerung von deren Teilung einhergeht. Dies führt bei einer derartigen Ausbildung des Antriebssystems letztlich zu einer Zwängung der einzelnen Zähne des Zahnkranzes in den Zwischenräumen der Kettenglieder, so dass dadurch der Verschleiß sowohl an den Kettengliedern wie auch an den Zähnen des Zahnkranzes verstärkt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antriebssystem mit den eingangs genannten Merkmalen zur Verfügung zu stellen, bei welchem der Zustand einer Kettenzwängung beim Umlauf der Antriebskette über den Zahnkranz vermieden und somit das Auftreten von Verschleiß an Zahnkranz und Kettengliedern vermindert ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass die einzelnen Kettenglieder mittels wenigstens einer zwischen ihnen angeordneten und eine Parallelverschiebung der Kettenglieder gegeneinander ermöglichenden Verbindungslasche aneinander gekoppelt sind, wobei jede Verbindungslasche auf ihrer in Kontakt mit dem Zahnkranz kommenden Seite einen in die Zahnzwischenräume zwischen den Zähnen des Zahnkranzes eingreifenden Überstand aufweist und jede Verbindungslasche an ihren beiden Enden von jeweils einem der zu den an die Verbindungslasche angeschlossenen Kettengliedern zugehörigen Kettenbolzen durchgriffen ist und dass die Zähne des Zahnkranzes sowie die an den Verbindungslaschen ausgebildeten Überstände jeweils eine eckige Form mit geradlinig verlaufenden Zahnflanken und Eingriffsflanken aufweisen derart, dass bei einem Umlauf der Antriebskette über den Zahnkranz die vorauseilenden Zahnflanken aller in Eingriff mit der Antriebskette befindlichen Zähne des Zahnkranzes sich in allen Verschleißzuständen der Antriebskette in flächiger Anlage an den Eingriffsflanken der Verbindungs-laschen befinden derart, dass eine laufflächenartige Abstützung der Antriebskette auf dem Zahnkranz ausschließlich an den Zahnflanken und Eingriffsflanken der beim Umlauf jeweils in Eingriff stehenden Zähne und Verbindungslaschen gegeben ist, und dass im Falle einer beanspruchungsbedingten Längung der Verbindungslaschen und damit einhergehender Vergrößerung der Teilung der Antriebskette aufgrund der durch jede Verbindungslasche zugelassenen Parallelverschiebung von zwei benachbarten Kettengliedern die Eingriffsflanken der in Eingriff mit dem Zahnkranz stehenden Verbindungslaschen beginnend mit der letzten in Eingriff befindlichen Verbindungslasche bis zur ersten in Eingriff gelangenden Verbindungslasche an den Zahnflanken der einzelnen aufeinander folgenden Zähne unter Aufrechterhaltung der Flächenanlage nach außen abgleiten, so dass die Mittelpunkte der jeweils wirksamen Kontaktflächen zwischen den Kettengliedern und den Zähnen des Zahnkranzes auf einer spiralförmigen Bahn um den Mittelpunkt des Zahnkranzes liegen.
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Mit der Erfindung ist insoweit der Vorteil verbunden, dass bei einer erfindungsgemäß aus den Kettenlaschen und den Verbindungslaschen aufgebauten Antriebskette ein zusätzlicher Freiheitsgrad eingerichtet ist. Da aufgrund der Einschaltung der Verbindungslaschen zwischen den von den Kettenlaschen gebildeten Kettengliedern neben der weiterhin gegebenen Drehbarkeit der Kettenglieder gegeneinander nun auch eine Parallelverschiebung der Kettenglieder gegeneinander ermöglicht ist, können bei dem Umlauf der erfindungsgemäß ausgebildeten Antriebskette über einen zugeordneten Zahnkranz die einzelnen Kettenglieder nun jeweils eine von der Lage des jeweils voreilenden und nacheilenden Kettenglieds unabhängige Stellung auf dem Umfang des Zahnkranzes einnehmen. In Verbindung damit ist den Zähnen des Zahnkranzes und den an den Verbindungslaschen ausgebildeten Überständen jeweils eine eckige Form mit geradlinig verlaufenden Flanken gegeben, so dass die an den Verbindungslaschen ausgebildeten Überstände mit ihren Eingriffsflanken bei einer Veränderung ihrer Lage zum Umfang des Zahnkranzes auf den Zahnflanken der Zähne des Zahnkranzes gleiten können, ohne dass eine flächige Anlage der aneinander anliegenden Flanken aufgegeben ist. Damit ist der Vorteil einer jeweils minimalen Flächenpressung verbunden. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist weiterhin gewährleistet, dass auch bei einer sich verschleißbedingt vergrößernden Teilung der Antriebskette die Flächenanlage aller jeweils in Eingriff mit dem Zahnkranz stehenden Überstände der Verbindungslaschen aufrechterhalten bleibt, ohne dass Änderungen an dem Zahnkranz oder den Kettengliedern bzw. den Verbindungslaschen vorgenommen werden müssen. Insofern bleibt es in allen Verschleißzuständen der erfindungsgemäßen Antriebskette bei einer Verteilung der zu übertragenden Antriebskraft auf eine Mehrzahl von jeweils in Eingriff mit dem Zahnkranz stehenden Kettengliedern und Verbindungslaschen in Form der an den Verbindungslaschen ausgebildeten Überstände.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann hinsichtlich der Auslegung er Antriebskette im Neuzustand vorgesehen sein, dass im Neuzustand der Antriebskette die zwischen zwei Zähne des Zahnkranzes eingreifenden Überstände der Verbindungslaschen der Kettenglieder einerseits an den vorauseilenden Zahnflanken anliegen und sich auf ihrer gegenüberliegenden Seite wenigstens linienförmig an der gegenüberliegenden rückseitigen Zahnflanke des in Drehrichtung benachbarten Zahns des Zahnkranzes abstützen. Die Erfindung schließt dabei jedoch auch den Gedanken ein, dass im Neuzustand der Kette die an den Verbindungslaschen ausgebildeten Überstände vollflächig mit ihren beiden Eingriffsflanken an den Zahnflanken des Zahnkranzes anliegen.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungslaschen der Antriebskette an ihrer einen, bei ihrem Umlauf über den Zahnkranz diesem Zahnkranz zugewandten Seite mit einem die Außenkontur der Kettenlaschen überragenden Überstand versehen sind. Im Rahmen eines solchen Antriebssystems ist jeweils die Führung der Antriebskette an dem Zahnkranz nur auf einer Seite möglich.
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Soweit alternativ vorgesehen sein kann, dass die Verbindungslaschen der Antriebskette in einer symmetrischen Ausbildung jeweils an beiden Längsseiten mit einem jeweils die Außenkontur der Kettenlaschen überragenden Überstand versehen sind, ist damit die vorteilhafte Möglichkeit verbunden, die Antriebskette auch umzulenken und über mit versetzter Drehrichtung angeordnete Zahnkränze zu führen.
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Die Anwendung der Erfindung ist weiterhin nicht auf die Ausbildung der Kettenglieder der Antriebskette mit zwei parallel zueinander angeordneten Kettenlaschen beschränkt, sondern umfasst auch Ausführungsbeispiele, bei denen die Antriebskette aus einer Mehrzahl von parallel zueinander angeordneten Kettenlaschen mit jeweils dazwischen liegenden Verbindungslaschen besteht und der Zahnkranz auf seinem Umfang mit einer passenden Anzahl von parallel zueinander angeordneten Reihen von Zähnen versehen ist.
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Um die Ausrichtung der einzelnen Kettenglieder beim Eingriff der an deren Verbindungslaschen ausgebildeten Überstände in den Zahnkranz zu verbessern, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Winkel der Eingriffsflanken der an den Verbindungslaschen ausgebildeten Überstände mit deren Längsachse zwischen 10 Grad und 75 Grad beträgt und im Einzelnen durch die von den durch das Material sowie die auf die Antriebskette einwirkenden Vorspann- und Antriebskräfte vorgegebenen Reibungsverhältnisse bestimmt ist. Soweit ein derartig flacher Winkel generell beim Eingriff mit den Zahnkranz eine Verschiebung der Verbindungslaschen gegenüber dem Zähnen erleichtert, versteht es sich, dass die Festlegung des Winkels durch die von dem Material sowie den auf die Antriebskette einwirkenden Vorspann- und Antriebskräften im Einzelfall abhängigen Reibungsverhältnisse bestimmt ist.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Antriebskette ermöglicht zudem einen Kettenaufbau, bei welchem lediglich die verschlissenen Teile gewechselt werden müssen; es wird sich dabei in der Regel um die gut zugänglichen Verbindungslaschen handeln.
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In der Zeichnung sind Ausführungsführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
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1 einen eine Abfolge von auf seinem Außenumfang angebrachten Zähnen aufweisenden Zahnkranz für ein Antriebssystem mit einer von dem Zahnkranz angetriebenen Antriebskette,
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2 eine Abfolge von jeweils aus zwei parallel zueinander angeordneten Kettenlaschen bestehenden und durch zwischengeschaltete Verbindungslaschen aneinander gekoppelten Kettengliedern zur Ausbildung einer Antriebskette,
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3 die der Teilung des Zahnkranzes entsprechende Antriebskette in einer Ausgestaltung gemäß 2 beim Umlauf über einen Zahnkranz gemäß 1,
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4 den Umlauf der Antriebskette gemäß 3 mit einer einen Verschleiß zeigenden Antriebskette,
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5 die Antriebskette gemäß 3 in einer abgeänderten Ausführungsform mit mehr als zwei parallel zueinander angeordneten Kettenlaschen,
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6 einen Zahnkranz mit drei im Abstand zueinander angeordneten Kränzen von Zähnen in einer Perspektivdarstellung entsprechend 1,
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7 eine Anordnung von zwei versetzt zueinander angeordneten Zahnkränzen mit einer darüber in einer Umlenkung geführten Antriebskette.
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Der in 1 dargestellte Zahnkranz 10 weist auf seinem Außenumfang verteilt angeordnete Zähne 11 mit dazwischen gebildeten Zahnzwischenräumen 12 auf. Die Zähne 11 weisen eine eckige Form mit geradlinig verlaufenden Zahnflanken 13 auf, wobei die äußeren Zahnspitzen abgeflacht sind.
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Wie sich aus 2 ergibt, bestehen die einzelnen Kettenglieder 14 einer Antriebskette aus jeweils zwei parallel zueinander angeordneten Kettenlaschen 15, die an ihren Enden mittels eines sie in zugeordneten Öffnungen durchgreifenden Kettenbolzens 16 miteinander verbunden sind. Im Gegensatz zum Stand der Technik sind in der Abfolge der Kettenglieder 14 keine Innenlaschen und Außenlaschen vorgesehen; vielmehr liegen die jeweiligen Kettenlaschen 15 in einer Ebene, weil die einzelnen Kettenglieder 14 nicht unmittelbar, sondern über dazwischen geschaltete Verbindungslaschen 18 miteinander verbunden sind, die an ihren beiden Enden von jeweils einem der zu den an die jeweilige Verbindungslasche 18 angeschlossenen Kettengliedern 14 zugehörigen Kettenbolzen 16 durchgriffen sind. Insoweit weisen die einzelnen Kettenglieder 14 von den beiden Kettenlaschen 15 sowie den endseitig befindlichen Enden der Verbindungslaschen 18 begrenzte Zwischenräume 17 zum Eingriff der Zähne 11 des Zahnkranzes 10 beim Umlauf der Antriebskette auf.
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Wie sich aus 2 ferner ergibt, ist an den Verbindungslaschen 18 jeweils ein über deren Kontur nach außen vorstehender Überstand 19 ausgebildet, der beiderseits zur Laufrichtung der Antriebskette bzw. der Kettenglieder 14 jeweils ausgerichtete Eingriffsflanken 20 aufweist; die Spitze des Überstandes 19 der zugehörigen Verbindungslasche 18 ist ebenfalls abgeflacht.
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Befindet sich eine Antriebskette mit entsprechend 2 ausgebildeten und über die Verbindungslaschen 18 aneinander gekoppelten Kettengliedern 14 im Umlauf über einen in 1 dargestellten Zahnkranz 10 mit Zähnen 11, so ist aus 3 erkennbar, dass bei Drehung des Zahnkranzes 10 im Uhrzeigersinn die Eingriffsflanken 20 aller in Eingriff mit den Zähnen 11 stehenden Überstände 19 der Verbindungslaschen 18 jeweils in einem Flächenkontakt mit der vorauseilenden Zahnflanke 13b stehen, während sich auf der gegenüberliegenden Seite des jeweiligen Überstandes 19 der zugeordneten Verbindungslasche 18 eine eher linienförmige Abstützung der zugeordneten Eingriffsflanke 20 an der rückwärtigen Zahnflanke 13a des in Drehrichtung benachbarten Zahns 11 unter Ausbildung eines winkligen, sich radial nach außen öffnenden Spaltes 25 ergibt. Dieser Zustand stellt sich allerdings nur während eines Zeitraumes ein, in welchem noch kein erkennbarer Verschleiß eingetreten ist, insoweit also die Teilung der Antriebskette mit den mittels der Verbindungslaschen 18 aneinander gekoppelten Kettengliedern 14 mit der Teilung der Zähne 11 des Zahnkranzes 10 übereinstimmt. Bei einer derartigen, lediglich linienförmigen Abstützung sind die Erfordernisse einer maßgenauen Fertigung reduziert, weil bei Fertigung der Antriebskette in deren Neuzustand nicht auf einen passgenauen Eingriff der Überstände 19 der Verbindungslaschen 18 in die Zahnzwischenräume 12 des Zahnkranzes 10 abgestellt werden muss. Allerdings schließt die Erfindung einen derartigen passgenauen Eingriff aber auch nicht aus.
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Aus 3 lässt sich ferner entnehmen, dass einerseits die Zähne 11 des Zahnkranzes 10 in die Zwischenräume 17 der Kettenglieder 14 und andererseits die Überstände 19 der zugeordneten Verbindungslaschen 18 in die Zahnzwischenräume 12 zwischen die Zähne 11 des Zahnkranzes 10 eingreifen, und dass andererseits die Überstände 19 in ihrem in die Zahnzwischenräume 12 eingreifenden Stirnbereich so abgeflacht sind, dass sich keine stirnseitige Abstützung der Überstände 19 auf dem Zahnkranz 10 ergibt.
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Kommt es nun zu einem Verschleiß der Antriebskette mit insbesondere einer Längung der Antriebskette und dadurch eintretender Vergrößerung von deren Teilung, stellt sich ein Zustand ein, wie er in 4 dargestellt ist. Aufgrund der durch die Verbindungslaschen 18 zugelassenen Parallelverschiebung von zwei benachbarten Kettengliedern 14 gegeneinander rutschen die in den Ausnehmungen 12 des Zahnkranzes 10 liegenden Überstände 19 der Verbindungslaschen 18 ausgehend von der letzten noch in Eingriff mit dem Zahnkranz 10 stehenden Verbindungslasche 18 in den entgegen der Drehrichtung nachfolgend angeordneten Zahnzwischenräume 12 bis zum Einlauf des Überstandes 19 der ersten Verbindungslasche 18 in den Zahnkranz 10 jeweils weiter radial nach außen, so dass sich die zugeordneten Eingriffsflanken 20 von den vorauseilenden Zahnflanken 13a abheben, jedoch mit den in Drehrichtung des Zahnkranzes 10 den Antrieb der Kettenglieder 14 ausführenden schiebenden Zahnflanken 13b der Zähne 11 in Eingriff bleiben, ohne dass damit aber eine Zwängung des Eingriffes des an der zugeordneten Verbindungslasche 18 ausgebildeten Überstandes 19 in dem jeweiligen Zahnzwischenraum 12 eintritt. Da dies für sämtliche in Eingriff mit den Zahnzwischenraum 12 des Zahnkranzes 10 stehenden Überstände 19 der in Umlauf stehenden Verbindungslaschen 18 bzw. zugehörigen Kettenglieder 14 gilt, ist die Flächenpressung im Bereich jedes einzelnen Überstandes 19 und jedes einzelnen Zahns 11 verringert, so dass die Kraftübertragung verbessert ist.
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In den 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, bei welchem der Zahnkranz 10 drei im Abstand zueinander angeordnete, jeweils deckungsgleiche Kränze von Zähnen 11 aufweist. Dementsprechend ist auch die aus 6 ersichtliche zugehörige Antriebskette mit vier nebeneinander angeordneten Kettenlaschen 15 und drei dazwischen liegenden Zwischenräumen 17 und zugeordneten Verbindungslaschen 18 ausgebildet.
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Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in Abwandlung zu den in 2 und 6 dargestellten Antriebsketten an den Verbindungslaschen 18 in einer symmetrischen Ausbildung jeweils ein zu beiden Seiten der Verbindungslaschen 18 über die Kontur der Kettenlaschen 15 hervorstehender Überstand 19 ausgebildet, wodurch ermöglicht ist, die Antriebskette auch mit einer Umlenkung über zwei versetzt zueinander angeordnete Zahnkränze 10 zu führen, die jeweils mit einer unterschiedlichen Drehrichtung umlaufen bzw. angetrieben sind.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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