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Die Erfindung betrifft eine Zahnkette von einem Kettentrieb, bestehend aus zumindest einem Kettenrad und einer geräuscharmen Kette, die in Längsrichtung aus einer Vielzahl von Laschengruppen besteht, die jeweils parallel angeordnete, durch Gelenkstifte verbundene, teilweise als Zahnlaschen ausgebildete Laschen umfasst, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Ein Kettentrieb besteht aus einer umlaufenden, endlosen Kette, die zumindest zwei Kettenräder verbindet, wobei an der Eingangswelle ein treibendes Kettenrad und an wenigstens einer weiteren Welle, der Abtriebswelle, ein getriebenes Kettenrad befestigt ist. Die Kette besteht aus Laschen, wobei einzelne als Zahnlaschen ausgebildete Laschen in das Zahnprofil der Kettenräder eingreifen. Die einzelnen Laschen sind durch Gelenkstifte beweglich miteinander verbunden und können unterschiedliche Breiten und Längen aufweisen, wobei die Geometrie auch durch die Verzahnung des eingreifenden Kettenrades mitbestimmt wird. Solche Kettentriebe werden beispielsweise im Steuertrieb einer Brennkraftmaschine eingesetzt, um eine Drehbewegung von einer antreibenden Kurbelwelle auf eine angetriebene Nockenwelle zu übertragen. Die Geräuschentwicklung der Kette wird im Wesentlichen durch den Eingriff des Kettenrades in die Kette, den Eingriffimpuls und die Zahnform des Kettenrades bestimmt.
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Aus der
EP 0 385 681 B1 ist eine Kette bekannt, bei der durch eine bestimmte Form der Laschen ein Abstand zwischen den Laschenpaketen variiert. Aufgrund des variierenden Abstandes ist die abgelaufene Zeit bzw. die Zeitdauer der Kontakte zwischen den Zahneingriffen unterschiedlich, so dass die damit verbundenen Geräusche aus einem Resonanzspektrum ausgeblendet werden.
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Die
DE 10 2009 053 597 A1 bezieht sich auf eine für den Steuertrieb einer Brennkraftmaschine bestimmte, als eine Zahnkette ausgeführte Kette. Zur Erreichung einer geringen Geräuschentwicklung schließt die Kette zumindest Innenlaschen und Mittellaschen ein, die aus einem Material mit unterschiedlichem Dehnungsverhalten hergestellt sind. Dieser Aufbau soll bei einem Einlaufen der Laschen in die Verzahnung der Kettenräder einen elastischen, den Einlauf weicher gestalteten Stoß bewirken.
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Einen weiteren Kettentrieb zeigt die
DE 10 2007 2009 062 400 A1 . Die dabei eingesetzte Kette umfasst eine Vielzahl von Kettenlaschen, die parallel zueinander angeordnet sind. Die als Zahnlaschen ausgeführten Kettenlaschen bilden ein Zahnprofil mit inneren und äußeren Eingriffsflächen. Zur Erzielung eines geräuscharmen Kettentriebs ist das Zahnprofil so geformt, dass bei dem Eingriff der Kettenlasche in die Verzahnung des Kettenrades der Zahneingriff zunächst über die innere Eingriffsfläche und anschließend über die äußere Eingriffsfläche der Kettenlasche erfolgt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine geräuscharme Kette bereitzustellen, die bauraumoptimiert und gewichtsreduziert aufgebaut sowie kostengünstig herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kette mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den zugehörigen Figuren zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß erfolgt eine Führung der Kette über die Mittellaschen, die als Führungslaschen vorgesehen, jeweils spielbehaftet in eine mittig angeordnete und umlaufende Führungsnut der Kettenräder des Kettentriebs eingreifen, wobei die Mittellaschen drehfest auf den Gelenkstiften lagepositioniert sind.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass zur Darstellung einer geräuscharmen, bauteiloptimierten und auch bauraumoptimierten Kette diese mittig mit nur einer Lasche, der Mittellasche, zu führen ist. Dazu ist die Mittellasche drehfest auf dem auch Gelenkbolzen genannten Gelenkstift des Kettengelenks lagefixiert.
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Bei bekannten Lösungen wird die Kette über die Außenlaschen, beispielsweise an den Stirnseiten der Kettenräder axial geführt. Weiterhin ist es bekannt, zur Führung der Kette spezielle Führungsschienen einzusetzen oder eine Kettenführung in Verbindung mit einer Spannschiene bzw. Spannvorrichtung des Kettentriebs vorzunehmen.
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Im Gegensatz dazu kann mit dem erfindungsgemäßen Konzept, bei dem die Mittellasche gleichzeitig die Kettenführung sicherstellt, vorteilhaft die axiale Breite der Kette und folglich der Bauraumbedarf des Kettentriebs entscheidend reduziert werden. Diese kompakte, bauraumoptimiert aufgebaute erfindungsgemäße Kette zeichnet sich außerdem durch ein geringeres Gewicht aus.
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Aufgrund der in die umlaufende Führungsnut der Kettenräder eintretenden, als Führungslasche vorgesehenen Mittellasche, die einen radial nach innen einschließenden Ansatz bildet, stellt sich im Betriebszustand des Kettentriebs ein früherer Kontakt zwischen der Kette und dem Kettenrad ein. Die damit verbundene verlängerte Kontaktzone bzw. die unterschiedliche Zeitdauer der Kontakte einzelner Kettenbereiche mit dem Profil der Kette nimmt positiven Einfluss auf die Geräuschentwicklung der Kette.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Mittellasche und der zugehörigen Seitenwand der Führungsnut ein definiertes Einbauspiel vorgesehen, um eine sichere und reibungsarme Führung zu gewährleisten. Vorzugsweise ist im Einbauzustand beidseitig zwischen der Mittellasche und einer Seitenwand der Führungsnut ein Einbauspiel X zwischen ≥ 0,5 bis ≤ 4,5 mm vorgesehen. Den kompakten, bauraumoptimierten Aufbau der erfindungsgemäßen Kette unterstreichend, weist diese eine Breite auf, die gleich oder kleiner als die Breite von dem Kettenrad ausgelegt ist.
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Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Kette zwei als Zahnlaschen ausgebildete, die Kette seitlich begrenzende Außenlaschen. Die als Zahnlaschen gestalteten Außenlaschen sind über ein innenseitiges Zahnprofil formschlüssig mit einer Verzahnung der Kettenräder verzahnt. Außerdem sind die Innenlaschen als Zahnlaschen ausgeführt, die ebenfalls mit einem Zahnprofil in die Verzahnung der Kettenräder eingreifen.
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Eine gemäß der Erfindung aufgebaute Kette kann unterschiedlich ausgebildete, über Kettengelenke gelenkig miteinander verbundene Laschen einschließen. Die Laschen können je nach ihren Aufgaben unterschiedliche Breiten und Längen aufweisen, wobei die Geometrie selbstverständlich auch durch die Verzahnung des eingreifenden Kettenrades mitbestimmt wird.
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Für die Innenlasche ist eine Breite bzw. Bauteilstärke vorgesehen, die ≥ der Breite der Mittellasche und/oder ≥ der Breite der Außenlasche entspricht. Bevorzugt weist die Innenlasche eine Breite auf, die weitestgehend dem doppelten Wert der Außenlaschenbreite entspricht. Die Breite der Mittellasche ist dagegen gleich oder kleiner als die Breite der Außenlaschen ausgelegt.
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Alle Laschen der Kette sind vorzugsweise aus einem gleichen Material hergestellt. Als Werkstoff für die Laschen eignen sich insbesondere Stähle der Sorten C45 bis C65, die sich durch eine hohe Dauerfestigkeit und Verschleißfestigkeit auszeichnen.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigen, näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigt:
- 1: eine schematische Ansicht von einem dem Stand der Technik entsprechenden Steuertrieb einer Brennkraftmaschine;
- 2: eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß aufgebauten Kette;
- 3: in einer Querschnittsdarstellung den Aufbau der Kette gemäß 2 in Verbindung mit einem erfindungsgemäß aufgebauten Kettenrad;
- 4: in einer perspektivischen Detailansicht ein erfindungsgemäß aufgebautes Kettenrad;
- 5: einen Kettenabschnitt, der ein Kettenrad umschließt.
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Die 1 illustriert einen als Kettentrieb 1 ausgeführten Steuertrieb einer Brennkraftmaschine 2, die beispielsweise in einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist. Der Kettentrieb 1 sieht als Zugmittel eine auch Steuerkette genannte Kette 3 vor, die ein antreibendes, mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) verbundenes Kettenrad 4 und zwei angetriebene, jeweils mit einer Nockenwelle (nicht gezeigt) verbundene Kettenräder 5, 6 verbindet. Der im Uhrzeigersinn umlaufenden Kette 3 ist im Leertrum eine Spannvorrichtung 7 und im Zugtrum eine Führungsschiene 8 zugeordnet.
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In der 2 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Kette 3 in einer Perspektive gezeigt, die abwechselnd axial angeordnete, jeweils ein Paket bildende Laschen umfasst.
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Einer zentralen Mittellasche 10 ist beidseitig eine Innenlasche 9 zugeordnet, an der jeweils eine Außenlasche 11 anliegt. Die Innenlaschen 9 sind mit den Außenlaschen 11 sowie der Mittellasche 10 mittels Kettengelenk 12 verbunden. Dies erfolgt mittels Gelenkstiften 13 der Kettengelenke 12, die spielbehaftet durch fluchtende Laschenöffnungen 14 der Innenlaschen 9 geführt sind. Jeder Gelenkstift 13 ist weiterhin in Laschenöffnungen 14 der Außenlasche 11 und der Mittellasche 10 durch einen Presssitz 15 lagefixiert. Übereinstimmend sind die Innenlaschen 9 sowie die Außenlaschen 11 als Zahnlaschen gestaltet, die jeweils mit einem inneren Zahnprofil 16, 17 formschlüssig in eine Verzahnung 18 der Kettenräder 4, 5, 6 eingreifen (gezeigt in 3).
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Die 3 zeigt eine Einbausituation sowie weitere Details der Kette 3, die eine Breite B2 aufweist, die gleich oder kleiner als die Breite B1 von dem Kettenrad ausgelegt ist. Die als Führungslasche ausgebildete Mittellasche 10 greift mit einem radialen Ansatz 19 in eine umlaufende Führungsnut 20 des Kettenrades 4, dessen Aufbau mit den weiteren Kettenrädern 5, 6 übereinstimmt. Bei einer mittigen Einbaulage stellt sich beidseitig zwischen der Mittellasche 10 bzw. deren Ansatz 19 und einer Seitenwand 21 der Führungsnut 20 ein Einbauspiel X ein. Die Breiten bzw. die Bauteilstärken der Laschen sind abweichend voneinander ausgelegt. Für die Innenlasche 9 ist eine Breite S1 vorgesehen, die gleich oder größer der Breite S2 der Mittellasche 10 entspricht und/oder gleich oder größer der Breite S3 der Außenlasche 11 ausgelegt ist. Weiterhin weist die Mittellasche 10 eine Breite B2 auf, die gleich oder kleiner der Breite B3 von der Außenlasche 11 ausgelegt ist. Zur formschlüssigen Verbindung der Kette 3 mit dem Kettenrad 4 greift sowohl das Zahnprofil 16 der Innenlasche 9 als auch das Zahnprofil 17 der Außenlasche 11 in die Verzahnung 18 des Kettenrades 4 ein.
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Die 4 und die 5 verdeutlichen in weiteren Darstellungen den erfindungsgemäßen Aufbau der Kette 3 sowie des Kettenrades 4. In 4 wird die mittige Anordnung der für die Mittellasche 10 bestimmten Führungsnut 20 in der Verzahnung 18 des Kettenrades 4 gezeigt. Die perspektivische Detailansicht gemäß 5, die einen das Kettenrad 4 umschließenden Kettenabschnitt zeigt, verdeutlicht insbesondere die geringe Breite der Kette 3.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettentrieb
- 2
- Brennkraftmaschine
- 3
- Kette
- 4
- Kettenrad
- 5
- Kettenrad
- 6
- Kettenrad
- 7
- Spannvorrichtung
- 8
- Führungsschiene
- 9
- Innenlasche
- 10
- Mittellasche
- 11
- Außenlasche
- 12
- Kettengelenk
- 13
- Gelenkstift
- 14
- Laschenöffnung
- 15
- Presssitz
- 16
- Zahnprofil
- 17
- Zahnprofil
- 18
- Verzahnung
- 19
- Ansatz
- 20
- Führungsnut
- 21
- Seitenwand
- B1
- Breite (Kettenrad)
- B2
- Breite (Kette)
- S1
- Breite (Innenlasche)
- S2
- Breite (Mittellasche)
- S3
- Breite (Außenlasche)
- X
- Einbauspiel (Mittellasche)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0385681 B1 [0003]
- DE 102009053597 A1 [0004]
- DE 1020072009062400 A1 [0005]
