DE102017116251A1

DE102017116251A1 - Toothed chain with tabs whose tab openings have convex edge zones

Info

Publication number: DE102017116251A1
Application number: DE102017116251.8A
Authority: DE
Inventors: Lucian Botez
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnkette (1) eines Kettenantriebssystems, bestehend aus unterschiedlichen Laschen wie Außenlaschen (4), Mittellaschen (2) sowie Innenlaschen (3), die zumindest teilweise als Zahnlaschen ausgebildet und die über Kettengelenke (5) beweglich miteinander verbundenen sind. Ein runder Gelenkstift (6) des Kettengelenks (5) ist mittels Presssitz (8) zumindest in Laschenöffnungen (7) der Außenlaschen (4) drehfest angeordnet. Weiterhin ist der Gelenkstift (6) in fluchtende Laschenöffnungen (7) der weiteren beweglich angeordneten Laschen an Anlageflächen (22) spielbehaftet geführt, die wenigstens in Randzonen (20) zur Randentlastung ein konvex gekrümmtes Profil aufweisen.The invention relates to a toothed chain (1) of a chain drive system consisting of different straps such as outer straps (4), middle straps (2) and inner straps (3) which are at least partially formed as toothed straps and which are movably connected to each other via chain links (5). A round hinge pin (6) of the chain link (5) is non-rotatably arranged by means of press fit (8) at least in tab openings (7) of the outer plates (4). Furthermore, the hinge pin (6) is guided playfully in aligned tab openings (7) of the other movably arranged tabs on contact surfaces (22), which have a convexly curved profile at least in edge zones (20) for edge relief.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnkette von einem Kettenantriebssystem, bestehend aus Laschen wie Außenlaschen, Mittellaschen sowie Innenlaschen, die zumindest teilweise als Zahnlaschen ausgebildet und die über Kettengelenke beweglich miteinander verbunden sind, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie einem Verfahren zur Herstellung von Laschen einer Zahnkette nach Anspruch 9.The invention relates to a toothed chain of a chain drive system, consisting of tabs such as outer plates, center straps and inner straps, which are at least partially formed as toothed plates and connected to each other via chain links, according to the features of the preamble of claim 1 and a method for producing tabs Toothed chain according to claim 9.

In Steuertrieben von Brennkraftmaschinen werden zum Antrieb der Nockenwelle als Zugmittel häufig Steuerketten eingesetzt. Zur Geräuschoptimierung eignet sich eine Zahnkette, die unterschiedlich ausgebildete, über Kettengelenke gelenkig miteinander verbundene Zahnlaschen einschließt. Im Betriebszustand greifen die Zahnlaschen mit einem Zahnprofil der auch IT (inverted tooth chain) genannten geräuscharmen Zahnkette in Verzahnungsprofile von als Kettenräder ausgebildeten Antriebs- und Abtriebsrädern des Steuertriebs ein. Das Profil der Zahnlaschen ist dazu auf die Geometrie der verwendeten Kettenräder abgestimmt. Aus der EP 2 366 917 B1 ist eine derartige auch als Gelenkkette bezeichnete Zahnkette bekannt.In control drives of internal combustion engines, timing chains are frequently used to drive the camshaft as a traction means. To optimize noise, a toothed chain is suitable, which includes differently designed toothed links which are hingedly interconnected via chain hinges. In the operating state, the toothed plates engage with a tooth profile of the silent tooth chain, also referred to as IT (inverted tooth chain), in toothing profiles of drive and driven wheels of the timing gear designed as sprocket wheels. The profile of the toothed plates is adapted to the geometry of the sprockets used. From the EP 2 366 917 B1 Such a tooth chain, also referred to as a joint chain, is known.

Bei der Zahnkette gemäß der DE 101 13 460 A1 sind Gelenkstifte der Kettengelenke über Presssitze in Laschenöffnungen von Außenlaschen drehfest positioniert. Um eine schwenkbare Anordnung von Innen- und Mittenlaschen auf dem Gelenkstift zu ermöglichen, ist dieser spielbehaftet in den Laschenöffnungen aller weiteren Laschen geführt.In the tooth chain according to the DE 101 13 460 A1 are hinge pins of the chain joints over press fits in tab openings of outer plates rotatably positioned. In order to enable a pivotable arrangement of inner and middle tabs on the hinge pin, this is playfully guided in the tab openings of all other tabs.

Die Zahnkette gemäß der EP 1 281 890 A2 umfasst sich abwechselnde Innen- und Außenkettenglieder, die Zahnlaschen einschließen. Die Zahnkette weist einen zylindrischen Kettenbolzen auf, der in entsprechend zugehörigen kreisförmigen Öffnungen der Kettenlaschen angeordnet ist. Die Laschen der Innenkettenglieder sind lose auf den Kettenbolzen geführt, so dass sie relativ zu diesem eine Schwenkbewegung ausführen können.The tooth chain according to the EP 1 281 890 A2 includes alternating inner and outer chain links, which include toothed tabs. The toothed chain has a cylindrical chain pin which is arranged in correspondingly associated circular openings of the link plates. The tabs of the inner chain links are loosely guided on the chain pin, so that they can perform relative to this pivotal movement.

Bei derartigen Zahnketten sind die Gelenkstifte der Kettengelenke insbesondere im Bereich der Laschenöffnung von den schwenkbaren Innen- und/oder Mittenlaschen biegeanfällig und unterliegen einem höheren Verschleiß. Damit verbunden besteht die Gefahr einer nachteiligen Längung der Zahnkette sowie einer verkürzten Lebensdauer. Außerdem kann eine gelängte Zahnkette die Steuerzeiten der Brennkraftmaschine negativ beeinflussen.In such toothed chains, the hinge pins of the chain links, especially in the region of the tab opening, are susceptible to flexing by the pivotable inner and / or center straps and are subject to greater wear. Associated with this there is a risk of disadvantageous elongation of the silent chain and a shortened service life. In addition, an elongated toothed chain can adversely affect the timing of the internal combustion engine.

Aus der DE 10 2007 023 263 A1 ist eine Laschenkette für einen Fahrzeugantrieb bekannt, bei der die Kettengelenke als Wiegedruckstücke ausgeführte Gelenkstifte aufweisen. Die Wiegedruckstücke sind paarweise in Laschenöffnungen eingesetzt, die jeweils gekrümmt ausgebildete Wälzflächen bilden.From the DE 10 2007 023 263 A1 is known a tab chain for a vehicle drive, in which the chain links have designed as a rocker pressure joint pins. The cradles are used in pairs in tab openings, each of which forms curved rolling surfaces.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl das Verschleißverhalten als auch die Dauerfestigkeit einer Zahnkette mittels einer einfachen und kostengünstigen Maßnahme zu verbessern.The invention has for its object to improve both the wear behavior and fatigue strength of a silent chain by means of a simple and inexpensive measure.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von dem Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Die auf die Ansprüche 1 und 9 rückbezogenen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen gerichtet.This object is solved by the features of claim 1 and by a method according to claim 9. The claims back to claims 1 and 9 are directed to advantageous developments.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gelenkstift zumindest in den Laschenöffnungen der Mittellaschen der Zahnkette an einer Anlagefläche geführt ist, die wenigstens in Randzonen zur Randentlastung ein konvex gekrümmtes Profil aufweist.This object is achieved in that the hinge pin is guided at least in the tab openings of the center lugs of the tooth chain on a contact surface, which has a convexly curved profile at least in edge zones for edge relief.

Das erfindungsgemäße Konzept zielt darauf ab, die Laschenöffnung so zu gestalten, dass im Belastungs- bzw. im Betriebszustand der Gelenkstift optimal, über eine maximale Anlagefläche in bzw. an der Lasche abgestützt ist. Vorteilhaft stellt sich damit ein deutlich verringerter Verschleiß an den Gelenkstiften und den Laschenöffnungen der beweglich angeordneten Laschen ein.The concept according to the invention aims to design the tab opening so that the hinge pin is optimally supported in or on the tab via a maximum contact surface during loading or during operation. Advantageously, thus sets a significantly reduced wear on the hinge pins and the tab openings of the movably arranged tabs.

Im Betriebszustand, bei belasteter Zahnkette, führt das Eingreifen der Zahnlaschen in das Profil der Kettenräder zu einer Biegung der Gelenkstifte. Die damit verbundene Relativbewegung in Kombination mit der Last erzeugt an den Randzonen der Anlagefläche in den Laschenöffnungen erhöhte Kantenbelastungen und Reibung, verbunden mit einem erhöhten Verschleiß. Bei Zahnketten mit mehreren inneren Laschen wird der Kontakt zwischen dem Gelenkstift und der Lasche häufig unterbrochen, was zu einer mehrfachen Kantenbelastung bzw. zu einer lokalen Kontaktdruckerhöhung führt, wodurch sich höhere Gelenkverschleißraten einstellen.In the operating state, with loaded toothed chain, the engagement of the toothed plates in the profile of the sprockets leads to a bending of the hinge pins. The associated relative movement in combination with the load generated at the edge zones of the contact surface in the tab openings increased edge loads and friction, combined with increased wear. In the case of toothed chains with a plurality of inner tabs, the contact between the hinge pin and the tab is frequently interrupted, which leads to a multiple edge loading or to a local contact pressure increase, resulting in higher joint wear rates.

Durch das erfindungsgemäße Konzept, die Randzonen der Laschenöffnung aller gegenüber dem Gelenkstift beweglichen Laschen konvex gekrümmt zu gestalten, stellt sich im Betriebszustand eine vergrößerte Kontaktfläche zwischen dem Gelenkstift und der Zahnlasche ein. Eine Verformung bzw. Biegung des Gelenkstiftes führt somit nicht zu unzulässig hohen Kantenpressungen. Vielmehr stellen sich vorteilhaft verschleißmindernde, reduzierte Spannungen bzw. geringere Flächenpressungen zwischen den Kontaktpartnern, dem Gelenkstift und der Laschenöffnung ein. Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme kann das Verschleißverhalten der Kettengelenke entscheidend verringert werden. Gleichzeitig verbessert sich die Dauerfestigkeit sowie die Lebensdauer der Zahnkette, was sich vorteilhaft auf die Wartungsintervalle der Brennkraftmaschine auswirkt.Due to the inventive concept of making the edge zones of the flap opening of all the tabs movable relative to the hinge pin convexly curved, an enlarged contact surface between the hinge pin and the toothed flap arises in the operating state. A deformation or bending of the hinge pin thus does not lead to inadmissibly high edge pressures. Rather, are advantageous wear-reducing, reduced voltages or lower surface pressures between the contact partners, the hinge pin and the tab opening a. Due to the measure according to the invention, the wear behavior of the chain joints can be decisively reduced. At the same time the fatigue strength improves and the life of the silent chain, which has an advantageous effect on the maintenance intervals of the internal combustion engine.

Weiterhin ist das erfindungsgemäße Konzept auch auf eine mehrfache Anordnung von gegenüber dem Gelenkstift beweglichen Mittellaschen oder Innenlaschen übertragbar, die unterbrochene Kontaktflächen zwischen den Laschen und dem Gelenkstift aufweisen. Bei bisherigen Lösungen stellten sich dabei Kontaktdruckspitzen erzeugende Kantenbelastungen ein. Außerdem kann die Erfindung auf Zahnketten mit Laschen bzw. Zahnlaschen unterschiedlicher Bauteildicke übertragen werden. Furthermore, the inventive concept can also be applied to a multiple arrangement of movable relative to the hinge pin center flaps or inner flaps having interrupted contact surfaces between the tabs and the hinge pin. In previous solutions, contact pressure peaks generated thereby edge loads. In addition, the invention can be transferred to toothed chains with tabs or toothed plates of different component thickness.

Vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen konvex gekrümmten Anlageflächen im Bereich der Laschenöffnung mit einfachen Maßnahmen im Rahmen oder in Ergänzung von bisher angewandten Herstellungsprozessen kostengünstig realisierbar.Advantageously, the convexly curved contact surfaces according to the invention in the region of the tab opening can be inexpensively realized with simple measures in the context of or in addition to previously used manufacturing processes.

Bevorzugt sind die Laschenöffnungen auf beiden Seiten der Lasche zur Randentlastung mit einem umlaufenden konvex gekrümmten Profil versehen. Alternativ zu einem voll umfänglichen konvexen Profil kann dieses zur Kostenoptimierung ausschließlich im Bereich der Belastungszone, an der belasteten Seite der Laschenöffnungen lokal begrenzt vorgesehen werden. Bevorzugt erstreckt sich dazu das gekrümmte Profil von einer Längsachse der Zahnlasche ausgehend in beide Richtungen über einen Winkel ≥ 30°. Außerdem kann die profilierte Randzone unsymmetrisch angeordnet werden, wobei von der Längsebene der Mittellasche ausgehend sich die zum Zahnprofil verlaufende profilierte Randzone über einen Winkel α1 erstreckt, die einen entgegengesetzt ausgerichteten Abschnitt mit einem Winkel α2 übertrifft. Der vergrößerte, nach unten ausgerichtete Winkelbereich ist vorteilhaft um 24° größer. Der Winkel von 24° ist auf ein Kettenrad mit 15 Zähnen abgestimmt, d.h. 24° = 360° / 15. Mit dieser Auslegung ist der durch Verschleiß betroffene Bereich der Laschenöffnung im Einbauzustand der Zahnkette, bei dem die Zahnkette das zugehörige Kettenrad umschließt, stets in Richtung des unteren Teils der Laschenöffnung vorgespannt. Außerdem können innere Laschen mit beliebigen Kombinationen von Maßnahmen zur Kanten- bzw. Randzonenentlastung in einer Zahnkette montiert werden.Preferably, the tab openings are provided on both sides of the flap for edge relief with a circumferential convex curved profile. As an alternative to a fully circumferential convex profile, this can be provided locally limited to the cost optimization only in the area of the loading zone, on the loaded side of the tab openings. For this purpose, the curved profile preferably extends starting from a longitudinal axis of the toothed plate in both directions over an angle ≥ 30 °. In addition, the profiled edge zone can be arranged asymmetrically, starting from the longitudinal plane of the center flap, the profiled edge zone running to the tooth profile over an angle α1 which extends an oppositely directed portion at an angle α2 surpasses. The enlarged, downwardly oriented angle range is advantageously greater by 24 °. The angle of 24 ° is on a sprocket with 15 24 ° = 360 ° / 15. With this design, the area of the tab opening affected by wear in the installed state of the toothed chain, in which the toothed chain encloses the associated sprocket, is always biased in the direction of the lower part of the tab opening. In addition, inner tabs can be mounted with any combination of measures for edge or edge zone relief in a silent chain.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist für die Laschenöffnung der als Zahnlasche ausgebildeten Mittellasche ein konvex gekrümmter Randbereich der Laschenöffnung vorgesehen, der sich über eine Länge von 20 bis 50 % der Bauteildicke der Zahnlasche erstreckt.According to a further embodiment of the invention, a convexly curved edge region of the tab opening is provided for the flap opening of the toothed flap formed as a middle tab, which extends over a length of 20 to 50% of the component thickness of the toothed plate.

Als maximale Tiefe ist für das gekrümmte Profil der Laschenöffnung stirnseitig der Zahnlasche ein Maß zwischen 0,005 bis 0,030 mm vorgesehen.The maximum depth is provided for the curved profile of the tab opening frontally of the toothed lug between 0.005 to 0.030 mm.

Ein bevorzugter Aufbau der erfindungsgemäßen Zahnkette umfasst einen Gelenkstift des Kettengelenks, der in den Laschenöffnungen der Außenlaschen drehfest angeordnet ist. In den weiteren Laschenöffnungen der Mittellaschen und der Innenlaschen ist der Gelenkstift spielbehaftet geführt.A preferred construction of the toothed chain according to the invention comprises a hinge pin of the chain link, which is arranged rotationally fixed in the tab openings of the outer plates. In the other tab openings of the center straps and the inner straps of the hinge pin is guided play.

Die erfindungsgemäß gestalteten Laschenöffnungen sind außerdem auf Zahnketten übertragbar, deren Gelenkstift des Kettengelenks in den Laschenöffnungen der Außenlaschen und der Innenlasche mittels Presssitz drehfest angeordnet und in der Laschenöffnung der Mittellaschen spielbehaftet geführt ist. Folglich sind bei diesem Zahnkettenaufbau nur die Mittellaschen gegenüber dem Gelenkstift beweglich angeordnet.The inventively designed tab openings are also transferable to toothed chains, the hinge pin of the chain link in the tab openings of the outer plates and the inner plate rotatably arranged by means of press fit and play in the tab opening of the center lugs. Consequently, in this toothed chain construction, only the center lugs are movably arranged relative to the hinge pin.

Nach Anspruch 9 wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung von Laschen einer Zahnkette gelöst, bei der Gelenkstifte eines Kettengelenks durch einen Presssitz zumindest in Laschenöffnungen der Außenlaschen lagefixiert und spielbehaftet in fluchtende Laschenöffnungen weiterer Laschen eingesetzt sind. Die Laschen werden aus einem Blechwerkstoff mittels Stanzen hergestellt, wobei zur Randentlastung in Randzonen der Laschenöffnungen ein konvex gekrümmtes Profil eingebracht wird.According to claim 9, the object of the present invention is achieved by a method for producing tabs of a toothed chain, fixed in position at the hinge pins of a chain link by a press fit at least in tab openings of the outer plates and game are used in aligned tab openings further tabs. The tabs are made of a sheet material by means of stamping, with a convex curved profile is introduced for edge relief in the edge zones of the tab openings.

Ein herstellungstechnisch großer Vorteil kann dadurch erzielt werden, dass zumindest die Laschenöffnungen der Zahnlaschen durch ein Feinstanzen oder Feinschneiden hergestellt bzw. bearbeitet werden, wobei die konvex gekrümmten Profile in den Randzonen der Laschenöffnungen mittels eines Stanzeinzugs erfolgen.A production technology great advantage can be achieved that at least the tab openings of the toothed plates are manufactured or processed by a fine blanking or fine blanking, wherein the convexly curved profiles in the edge zones of the tab openings by means of a punching.

Alternativ oder ergänzend dazu bietet es sich an, zur Herstellung des gekrümmten Profils in den Randzonen einen profilierten Dorn einzusetzen. Mittels eines kalibrierten Dorns wird dabei eine konvex verlaufende Kontur exakt in einen Randzonenbereich der Laschenöffnung eingeprägt.Alternatively or additionally, it is advisable to use a profiled mandrel for producing the curved profile in the edge zones. By means of a calibrated mandrel, a convexly extending contour is impressed exactly in a marginal zone region of the tab opening.

Vorteilhaft können diese Verfahren in den Stanzvorgang integriert werden, wobei das Stanzwerkzeug lediglich eine geringfügige Anpassung erfordert, die weder zusätzliche getrennte Operationen benötigt noch den Herstellungsprozess verlängert.Advantageously, these methods can be integrated into the stamping process, wherein the punching tool requires only a slight adjustment, which requires neither additional separate operations nor prolongs the manufacturing process.

Weiterhin kann erfindungsgemäß die Herstellung der Laschen, insbesondere deren Laschenöffnungen mittels eines aufeinanderfolgenden Biege- und Prägevorgangs erfolgen, wobei mittels einer plastischen Verformung der Laschenöffnung oder eines Endbereichs der Lasche der konvex verlaufende Randzonenbereich hergestellt wird. Im Unterschied zu dem Verfahren gemäß US 2,517,947 A wird erfindungsgemäß die plastische Verformung vor einer Wärmebehandlung der Lasche durchgeführt. Der Umformprozess kann somit mit einem weichen und dehnbaren Ausgangsmaterial ohne Restspannungen einer Wärmebehandlung erfolgen, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung der Laschen realisierbar ist.Furthermore, according to the invention, the production of the tabs, in particular their tab openings, can take place by means of a successive bending and embossing operation, the convex edge zone area being produced by means of a plastic deformation of the tab opening or an end region of the tab. Unlike the method according to US 2,517,947 A According to the invention, the plastic deformation is carried out before a heat treatment of the tab. The forming process can thus be carried out with a soft and elastic starting material without residual stresses of a heat treatment, whereby a simple and cost-effective production of the tabs can be realized.

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: in einer Vorderansicht eine dem Stand der Technik entsprechende Zahnkette;
2: eine Querschnittsansicht der Zahnkette gemäß 1, wobei der Gelenkstift in den Außenlaschen eingepresst ist;
3: eine Zahnlasche in einer Einzelteilzeichnung;
4: einen Ausschnitt der in 2 gezeigten Zahnkette zur Verdeutlichung einer Biegung des Gelenkstiftes im Betriebszustand;
5: in einer Vorderansicht eine weitere, dem Stand der Technik entsprechende Zahnkette;
6: in einer Draufsicht die Zahnkette gemäß 5;
7: einen Ausschnitt der Zahnkette gemäß 5 zur Verdeutlichung der Belastung des Gelenkstiftes im Betriebszustand;
8: einen Längsschnitt der Zahnlasche gemäß 9, die in Randzonen profilierte Laschenöffnungen aufweist;
9: die Vorderansicht einer Zahnlasche mit profilierten Laschenöffnungen;
10: eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X von der 8;
11: eine Zahnlasche in Verbindung mit Prägewerkzeugen zur Herstellung der profilierten Laschenöffnungen;
12: einen Längsschnitt der Zahnlasche gemäß 13, die durch Prägewerkzeuge hergestellte Laschenöffnungen aufweist;
13: die Vorderansicht der Zahnlasche, die durch Prägewerkzeuge hergestellte Laschenöffnungen einschließt;
14: eine Zahnlasche mit einem Biege- und Prägewerkzeug in einer ersten Darstellung zur Herstellung einer profilierten Laschenöffnung;
15: eine Zahnlasche mit einem Biege- und Prägewerkzeug in einer zweiten Darstellung zur Herstellung einer profilierten Laschenöffnung;
16: einen Längsschnitt der Zahnlasche gemäß 17, die durch ein Biege- und Prägewerkzeug hergestellte Laschenöffnungen einschließt;
17: die Vorderansicht der Zahnlasche, die durch ein Biege- und Prägewerkzeug hergestellte Laschenöffnungen aufweist.

The invention will be described in more detail below with reference to the drawings, which show preferred embodiments. However, the invention is not limited to the exemplary embodiments shown. It shows:

1 in a front view of a prior art tooth chain;
2 a cross-sectional view of the tooth chain according to 1 , wherein the hinge pin is pressed into the outer plates;
3 : a toothed bar in a single item drawing;
4 : a section of the in 2 shown tooth chain to illustrate a bending of the hinge pin in the operating state;
5 in a front view another, the prior art corresponding tooth chain;
6 in a plan view of the tooth chain according to 5 ;
7 : a section of the tooth chain according to 5 to clarify the burden of the hinge pin in the operating condition;
8th : a longitudinal section of the toothed plate according to 9 having flap openings profiled in marginal zones;
9 : the front view of a toothed flap with profiled flap openings;
10 : an enlarged view of the detail X of the 8th ;
11 a tooth flap in connection with embossing tools for producing the profiled flap openings;
12 : a longitudinal section of the toothed plate according to 13 having tab openings made by embossing tools;
13 : the front view of the toothed flap, which includes tab openings made by embossing tools;
14 a toothed flap with a bending and embossing tool in a first representation for producing a profiled flap opening;
15 a toothed flap with a bending and embossing tool in a second representation for producing a profiled flap opening;
16 : a longitudinal section of the toothed plate according to 17 incorporating tab openings made by a bending and embossing tool;
17 : the front view of the toothed flap having tab openings made by a bending and embossing tool.

Die 1 und 2 zeigen eine bekannte Zahnkette 1, die zwei axial beabstandete, jeweils ein Paket bildende, aus zwei Zahnlaschen bestehende Mittellaschen 2 umfasst, zwischen denen ein mittig positioniertes, zwei Innenlaschen 3 einschließendes Laschenpaket vorgesehen ist. Weiterhin schließt die Zahnkette 1 Außenlaschen 4 ein. Die Mittellaschen 2 sowie die Innenlaschen 3 sind gegenüber den Außenlaschen 4 mittels Kettengelenken 5 beweglich angeordnet.The 1 and 2 show a known tooth chain 1 , the two axially spaced, each forming a package, consisting of two teeth straps center straps 2 includes, between which one centrally positioned, two inner straps 3 einschließendes tab package is provided. Furthermore, the tooth chain closes 1 outer plates 4 one. The middle straps 2 as well as the inner straps 3 are opposite the outer plates 4 by means of chain joints 5 movably arranged.

Dazu sind Gelenkstifte 6 vorgesehen, die in Laschenöffnungen 7 der Außenlasche 4 durch einen Presssitz 8 lagefixiert sind. Weiterhin sind die Gelenkstifte 6 spielbehaftet durch fluchtende weitere Laschenöffnungen 7 der Mittellasche 2 und der Innenlasche 3 geführt.These are joint pins 6 provided in tab openings 7 the outer flap 4 through a press fit 8th are fixed in position. Furthermore, the hinge pins 6 playful by aligned further tab openings 7 the middle strap 2 and the inner strap 3 guided.

Die 3 zeigt eine als Zahnlasche ausgebildete Mittellasche 2 in einer Einzelteilzeichnung in Verbindung mit Gelenkstiften 6. Die in den Laschenöffnungen 7 mit Spiel eingesetzten Gelenkstifte 6 sind im Betriebszustand jeweils an der belasteten Seite der Laschenöffnungen 7 abgestützt. Während des Eingriffs der Zahnkette im Kettenrad tritt eine Relativbewegung zwischen den Gelenkstiften 6 und der beweglichen Mittellasche 2 auf, die einen Verschleiß an der Grenz- oder Kontaktfläche zwischen dem Gelenkstift 6 und den Laschenöffnungen 7 erzeugt.The 3 shows a trained as a toothed center strap 2 in a single part drawing in conjunction with hinge pins 6 , The in the flap openings 7 with game inserted hinge pins 6 are in the operating state respectively on the loaded side of the tab openings 7 supported. During the engagement of the toothed chain in the sprocket, a relative movement occurs between the hinge pins 6 and the movable center strap 2 on, which is a wear on the boundary or contact surface between the hinge pin 6 and the flap openings 7 generated.

Wie die 4 zeigt, stellt sich aufgrund der Mehrzahl von zu Laschenpaketen zusammengefügten Mittellaschen 2 und Innenlaschen 3 keine geschlossene Kontaktfäche zwischen den Laschen und dem Gelenkstift 6 ein. Vielmehr wird die Kontaktfäche durch die Summe einzelner Laschenöffnungen 7 gebildet. Die Unterbrechung der Kontaktfläche zwischen den Gelenkstiften 6 und den beweglichen Laschen 2, 3 führt zu einer mehrfachen Randbelastung bzw. Kontaktdruckspitzen in den Laschenöffnungen 7. Bei belasteter Zahnkette 1 stellt sich eine Biegung des Gelenkstiftes 6 ein, gekennzeichnet durch eine Biegelinie 9, die zu einer erhöhten Rand- bzw. Kantenbelastung führt. Der Grad des Bolzenbiegens ist weitestgehend abhängig von einem Spiel zwischen den Laschenöffnungen 7 der Mittellaschen 2 und dem Gelenkstift 6 und/oder einem Abstand zwischen den Außenlaschen 4.As the 4 shows, arises because of the plurality of joined together to flap packages center straps 2 and inner straps 3 no closed contact surface between the tabs and the hinge pin 6 one. Rather, the Kontaktfäche by the sum of individual tab openings 7 educated. The interruption of the contact surface between the hinge pins 6 and the movable tabs 2 . 3 leads to a multiple edge load or contact pressure peaks in the tab openings 7 , With loaded tooth chain 1 turns a bend of the hinge pin 6 a, characterized by a bending line 9 , which leads to an increased edge or edge load. The degree of bolt bending is largely dependent on a game between the tab openings 7 the middle straps 2 and the hinge pin 6 and / or a distance between the outer plates 4 ,

Die 5 bis 7 zeigen ein weiteres Zahnkettenkonzept, bei dem die Zahnkette 11 aus Mittellaschen 12, Innenlaschen 13 und Außenlaschen 14 besteht. Bei der auch Presssitz-Innenlaschenkette genannten Zahnkette 11 ist abweichend zu der Zahnkette 1 gemäß 2 der Gelenkstift 16 des Kettengelenks 15 über zwei Presssitze 18 in Laschenöffnungen 17 der Außenlasche 14 und der Innenlasche 13 lagefixiert. Die 7 zeigt einen Ausschnitt der Zahnkette 11 im belasteten Zustand, verdeutlicht durch die in entgegengesetzte Richtung zeigenden, mit F/2 gekennzeichneten Pfeile der Mittellasche 12. Aufgrund des durch zwei Presssitze 18 fixierten Gelenkstiftes 16 stellt sich eine auf die Breite der Mittellaschen 12 beschränkte Biegelinie 19 ein, gezeigt in 7 bei dem links abgebildeten Gelenkstift 16. Die Biegelinie 19 verläuft bogenförmig zwischen den Randzonen 20 der Laschenöffnungen 17 und erreicht mittig der Mittellasche 12 ein Maximum. Durch die Presssitz-Mittellasche 12 stellt sich im Vergleich zu 4 eine verringerte Gelenkstiftbiegung ein, verbunden mit einer verringerten Belastung der Randzonen 20. Der rechts gezeigte Gelenkstift 16 verdeutlicht eine sich in der Laschenöffnung 17 einstellende Druckverteilung 21, die von einem Maximum in den Randzonen 20 zur Laschenmitte kontinuierlich abnimmt.The 5 to 7 show another tooth chain concept, in which the tooth chain 11 from middle straps 12 , Inner straps 13 and outer plates 14 consists. In the also press-fit inner link chain chain mentioned 11 is different from the toothed chain 1 according to 2 the hinge pin 16 of the chain link 15 over two press seats 18 in tab openings 17 the outer flap 14 and the inner strap 13 fixed in position. The 7 shows a section of the tooth chain 11 in the loaded state, illustrated by the arrows pointing in the opposite direction, marked with F / 2 arrows the center strap 12 , Because of through two press seats 18 fixed hinge pin 16 turns one on the width of the middle straps 12 limited bending line 19 a, shown in 7 in the hinge pin shown on the left 16 , The bend line 19 runs arcuately between the edge zones 20 the flap openings 17 and reaches the middle of the middle strap 12 a maximum. Through the press-fit middle strap 12 arises in comparison to 4 a reduced Gelenkstiftbiegung, combined with a reduced stress on the edge zones 20 , The hinge pin shown on the right 16 clarifies one in the flap opening 17 adjusting pressure distribution 21 that is of a maximum in the fringes 20 decreases continuously to the middle of the flap.

Die 8 bis 10 zeigen die als Zahnlasche ausgebildete Mittellasche 12, deren Laschenöffnungen 17 Anlageflächen 22 bilden, die zur Randentlastung in den Randzonen 20 ein konvex gekrümmtes Profil aufweisen. Dieses Randzonenprofil ist wie in der linken Laschenöffnung 17 gezeigt, voll umfänglich in der Mittellasche 12 eingebracht. Alternativ dazu zeigt die rechte Laschenöffnung 17 ein ausschließlich in Belastungsrichtung unsymmetrisch angeordnetes, konvex gestaltetes Profil der Randzone 20. Ausgehend von einer Längsachse A der Mittellasche 12 erstreckt sich das Profil in Richtung des Zahnprofils über einen Winkel α1, der den Winkel α2 des oberhalb der Längsachse A verlaufenden Profilabschnitts übertrifft. Die 10 zeigt vergrößert die Einzelheit X von 8 und verdeutlicht weitere Details des konvex gestalteten Profils der Randzone 20, die sich jeweils an einen zylindrischen Abschnitt der Laschenöffnungen 17 anschließt. Die profilierte Randzone 20 erstreckt sich über eine Länge L, die 20 - 50 % der Bauteildicke S der Mittellasche 12 entspricht. An den Stirnseiten der Innenlasche 13 erreicht die profilierte Randzone 20 eine maximale Tiefe von 0,005 - 0,030 mm.The 8th to 10 show the trained as a toothed center strap 12 whose tab openings 17 contact surfaces 22 Form that to the edge relief in the edge zones 20 have a convexly curved profile. This edge zone profile is like in the left flap opening 17 shown, fully in the middle strap 12 brought in. Alternatively, the right flap opening points 17 a convexly shaped profile of the edge zone, which is asymmetrically arranged exclusively in the loading direction 20 , Starting from a longitudinal axis A the middle strap 12 The profile extends in the direction of the tooth profile over an angle α1 that's the angle α2 of above the longitudinal axis A extending profile section exceeds. The 10 shows enlarged the detail X from 8th and clarifies further details of the convex shaped profile of the edge zone 20 , each to a cylindrical portion of the tab openings 17 followed. The profiled edge zone 20 extends over a length L , the 20 - 50% of the component thickness S the middle strap 12 equivalent. At the front sides of the inner flap 13 reaches the profiled edge zone 20 a maximum depth of 0.005 - 0.030 mm.

Die 11 - 13 zeigen ein zur Herstellung der gekrümmt gestalteten Randzone 20 der Laschenöffnungen 17 eingesetztes Prägewerkzeug 23. Mit vier konischen profilierten Dornen, zwei ortsfesten Dornen 24 sowie zwei zuführbaren Dornen 25 werden die konvex gekrümmten Randzonen 20 durch ein Press- bzw. Prägeverfahren gleichzeitig in die zylindrischen Laschenöffnungen 17 der Mittellasche 12 eingeformt. Die 12 und 13 zeigen die Innenlasche 13 nach Fertigstellung der durch das Prägewerkzeug 23 hergestellten Randzonen 20.The 11 - 13 show a for producing the curved-shaped edge zone 20 the flap openings 17 inserted embossing tool 23 , With four conical profiled thorns, two stationary thorns 24 as well as two feedable spines 25 become the convex curved edges 20 by a pressing or embossing process simultaneously in the cylindrical flap openings 17 the middle strap 12 formed. The 12 and 13 show the inner flap 13 after completion of the embossing tool 23 produced edge zones 20 ,

Ein alternatives Herstellverfahren zeigen die 14 und 15. Mit der dabei eingesetzten Vorrichtung 26 werden die Laschenöffnungen 17 der Mittellasche 12, zur Darstellung der gekrümmt gestalteten Randzone 20 gezielt plastisch verformt bzw. deformiert. In einem ersten Verfahrensschritt wird die Mittellasche 12 auf einem Träger 27 fixiert und mittels zweier Stempel 28 eine Druckzone 29 der Mittellasche 12 einseitig verformt. Anschließend wird die Gegenseite der Mittellasche 12 entsprechend bearbeitet, indem diese umgekehrt auf dem Träger 27 positioniert wird. Dieses auch Biegeverfahren genannte Herstellverfahren kann nach einem Stanzen der Mittellasche 12 erfolgen oder mit diesem kombiniert werden. Die fertiggestellte Mittellasche 12 ist in 17 in einer Ansicht gezeigt, die auch endseitige Druckzonen 29 zeigt, über die das Umformen mittels der Stempel 28 erfolgte. In 16 ist die Mittellasche 12 in einem Längsschnitt entlang der Längsachse A gemäß 17 gezeigt.An alternative manufacturing process show the 14 and 15 , With the device used 26 become the tab openings 17 the middle strap 12 , for displaying the curved edge zone 20 deliberately plastically deformed or deformed. In a first step, the middle strap 12 on a carrier 27 fixed and by means of two punches 28 a pressure zone 29 the middle strap 12 deformed on one side. Subsequently, the opposite side of the middle strap 12 Edited accordingly by reversing it on the carrier 27 is positioned. This production method, also referred to as bending, can after punching the middle strap 12 be done or combined with this. The finished middle strap 12 is in 17 shown in a view that includes end pressure zones 29 shows about the forming by means of the stamp 28 took place. In 16 is the middle strap 12 in a longitudinal section along the longitudinal axis A according to 17 shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Zahnkettetoothed chain
22: MittellascheMedian lacing
33: Innenlascheinner plate
44: Außenlascheouter plate
55: Kettengelenkchain link
66: Gelenkstiftpintle
77: Laschenöffnungtab opening
88th: Presssitzpress fit
99: Biegelinieelastic line
1111: Zahnkettetoothed chain
1212: MittellascheMedian lacing
1313: Innenlascheinner plate
1414: Außenlascheouter plate
1515: Kettengelenkchain link
1616: Gelenkstiftpintle
1717: Laschenöffnungtab opening
1818: Presssitzpress fit
1919: Biegelinieelastic line
2020: Randzoneborder zone
2121: Druckverteilungpressure distribution
2222: Anlageflächecontact surface
2323: Prägewerkzeugembossing tool
2424: Dornmandrel
2525: Dornmandrel
2626: Vorrichtungcontraption
27 27: Trägercarrier
2828: Stempelstamp
2929: Druckzonepressure zone
AA: Längsachselongitudinal axis
LL: Länge (Profil der Randzone)Length (profile of the edge zone)
FF: Belastungsrichtungload direction
SS: Bauteildicke (Mittellasche)Component thickness (middle pocket)
TT: Tiefe (Profil der Randzone)Depth (profile of the edge zone)
XX: Einzelheit (8)Detail ( 8th )
α1α1: Winkel (Profilbereich)Angle (profile area)
α2α2: Winkel (Profilbereich)Angle (profile area)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2366917 B1 [0002]
DE 10113460 A1 [0003]
EP 1281890 A2 [0004]
DE 102007023263 A1 [0006]
US 2517947 A [0024]

Claims

Toothed chain (1) of a chain drive system consisting of different straps such as outer straps (4, 14), middle straps (2, 12) and inner straps (3, 13) which are at least partially formed as toothed straps and the chain links (5, 15) movable with each other wherein a round hinge pin (6, 16) of the chain link (5, 15) by means of press fit (8, 18) at least in tab openings (7, 17) of the outer plates (4, 14) rotatably arranged and in aligned tab openings (7, 17) of the further tabs is guided with play, characterized in that the hinge pin (16) at least in the tab openings (17) of the relative to the hinge pin (16) movably arranged as a toothed tab formed middle tab (12) on contact surfaces (22), have at least in edge zones (20) for edge relief a convexly curved profile.

Tooth chain after Claim 1 , characterized in that the edge zones (20) of the tab openings (17) have a circumferential or fully convex profile.

Tooth chain after Claim 1 , characterized in that the edge zones (20) of the tab openings (17) of the toothed chain (1) in the loading direction (F) are locally convexly curved in a range ≥ 30 °.

Tooth chain after Claim 3 , characterized in that the curved shaped edge zone (20) is arranged asymmetrically, starting from a longitudinal plane (A) of the center lug (12) aligned to the tooth profile curved framed edge zone (20) extends over an angle α1, the angle α2 exceeds the oppositely extending edge zone area.

Toothed chain according to one of the preceding claims, characterized in that the curved shaped edge zone (20) in the tab openings (17) extends axially over a length L which corresponds to 20-50% of a component thickness S of the center lug (12).

Toothed chain according to one of the preceding claims, characterized in that a maximum depth T of 0.005-0.030 mm is provided for the curved shaped edge zone (20) in the tab openings (17).

Toothed chain according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge pin (6) of the chain link (5) in the tab openings (7) of the outer plates (4) is arranged rotationally fixed and in further tab openings (7) of the center straps (2) and the inner straps (3) is run with play.

Toothed chain according to one of the preceding claims, characterized in that the hinge pin (16) of the chain link (15) in the tab openings (17) of the outer plates (14) and the inner plates (13) by means of press fit (18) rotatably arranged and in the flap opening ( 7) of the center straps (2) is guided with play.

Method for producing a toothed chain (1) enclosing different tabs, which are connected by a chain joint (5, 15), the hinge pin (6, 16) of which is pressed in at least in tab openings (7, 17) of the outer tabs (8, 18) by an interference fit (8, 18) 4, 14) fixed in position and with play in aligned tab openings (7, 17) of inner plates (3, 13) and center flaps (2, 12) is guided, characterized in that the tabs are made of a sheet material by means of stamping, wherein at least in the Tab openings (7, 17) of the movably arranged tabs in edge zones (20) a convexly curved profile is introduced.

Method according to Claim 9 , characterized in that at least the tab openings (7, 17) are made by fine blanking or fine blanking, wherein a profiled mandrel (24, 25) is used to create the curved profile of the edge zones (20).