-
Kettengetriebe Die Erfindung betrifft ein Kettengetriebe mit Rundstahlgliederkette.
-
Aus der deutschen Auslegeschrift 1158 340 ist bekannt, die
Umfangsteilung eines Kettenrades kleiner zu machen, als sie sich nach den üblichen
Berechnungsformeln aus den genormten Kettenmaßen ergibt. Diese Maßnahme dient dazu,
die Laufger4usche eines Kettengetriebes mit einer Laschenkette, bei dem sich andere
geometrische Verhältnisse ergeben als bei einem Kettengetriebe mit einer Rundstahlgliederkette,
zu verringern.
-
Aus der deutschen Patentschrift 74 994 ist ferner ein Kettengetriebe
mit einer Laschenkette bekannt, bei dem das Kettenrad kippbewegliche Zähne hat.
Dabei ist die Zahnteilung des K-ettenrades kleiner als die der Kette, um zu gewährleisten,
daß jeweils nur der in Laufrichtung letzte in die Kette eingreifende Radzahn die
Umfangskraft überträgt und die übrigen Zähne nicht tragen.
-
Diese Bemessung des Rades in bezug zur Kette ergibt, wenn man sie
bei einem Kettengetriebe mit Rundstahlgliederkette anwendet, eine besondere Wirkung,
die darin besteht, daß der Verschleiß der Kettenglieder wesentlich geringer als
sonst bleibt.
-
Bisher wurden die Kettenräder eines Kettengetriebes mit Rundstahlgliederkette
so bemessen, daß die sogenannte Radteilung, d. h. die Sehnenlänge, die sich
durch Division des Teilkreisumfangs durch die doppelte Zähnezahl ergibt, gleich
oder größer war als die unter Berücksichtigung der Herstellungstoleranzen auftretende
größte Kettenteilung.
-
Der Teilkreisdurchmesser des Kettenrades ist bei Rundstahlgliederketten
durch eine in Fachbüchern angegebene Formel definiert:
Darin ist t die Normteilung der gestreckten Kette, die bei Rundstahlgliederketten
mit dem Innenmaß eines Kettengliedes übereinstimmt, z die Zähnezahl des Rades und
d die Stärke des Rundstahls, aus dem die Kettenglieder bestehen. Die Sehnenlänge,
die sich ergibt, wenn man den Umfang des Teilkroises durch die doppelte Zähnezahl
teilt (doppelte Zähnezahl an Stelle der einfachen Zähnezahl deshalb, weil bei Kettenrädem
für Rundstahlgliederketten nur jeder zweite Zahn ausgebildet ist und die dazwischen
außerdem noch möglichen Zähne weggelassen sind), ist bei der auf dem Kettenrad aufliegenden
Kette diejenige Sehne des Teilkleises, die vom Mittelpunkt des an einem Radzahn
anliegenden Rundstahls zum Mittelpunkt des an einem folgenden Zahn anliegenden Rundstahls
gezogen werden kann. Die Sehnenlänge ist einerseits vom Grad der Abwinkelung der
Kettenglieder beim Lauf über das Kettenrad (F i g. 1
und 2), aber auch
von den Eingriffverhältnissen abhängig (F i g. 2). Diese Sehnenlänge ist
bei der abgewinkelten Kette geringer als das Maß 2 t der gestreckten Kette. Deshalb
soll im folgenden unter Kettenteilung die Hälfte des Abstandes zwischen gleichen
Stellen von zwei aufeinanderfolgenden (liegenden oder stehenden) Gliedern einer
gestreckten Kette verstanden werden.
-
Bei den bisherigen Kettengetrieben mit Rundstahlgliederkette verschieben
sich diejenigen Kettenglieder, deren Teilung geringer als die maximal vorkommende
Teilung ist, entgegengesetzt der Drehrichtung des Rades.- Dies ist notwendig, weil
sonst nach einiger Zeit ein einlaufendes, liegendes Glied an die Rückseite eines
Zahnes gelangen würde. Jedes nächstfolgende Glied klettert dann ein wenig höher
an der Zahnflanke hinauf, bis schließlich ein Kettengliedauf einem Zahnkopf aufliegt
und das Rad unter der Kette leer durchdreht.
-
Bei den üblichen Kettengetrieben dieser Art ist der in,Laufrichtuno,
vorderste Radzahn belastet. Löst sich das kraftübertragende Kettenglied vom Zahn,
nachdem -es sich unter großer Reibung über die Zahnflanke geschoben hat, so rutscht
die Kette so weit über das Rad, bis der nächste Zahn zu tragen anfängt. Die Folge
ist ein unruhiger Lauf der Kette und des Rades. Außerdem tritt durch die Kettenverschiebung
unter
Vollast über die Zahnflanke und den Radboden Verschleiß sowohl an der Kette als
auch am Rad auf. - Hinzu koiiiint, daß die unter Vollast stehende Kette sich
nach ihrem Auflaufen auf das Kettenrad abbeugen muß, wobei ebenfalls Verschleiß
der Kettenglieder verursacht wird, weil das Abbeugen unter der hohen Belastung und
demgemäß mit starker Reibung verläuft.
-
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß am Kettenrad
die Sehnenlänge, die sich durch Division des Teilkreisumfangs durch die doppelte
Zähnezahl ergibt, um mehr als 0 bis zu 3 % kleiner gewählt wird als
das Sollmaß t der Kettenteilung nach den Normen für Rundstahlgliederketten, und
zwar zuzüglich zu der negativen Herstellungstoleranz dieses Maßes, wodurch die beim
Abbeugen der Kette unter Vollast auftretende Verkürzung der Kettenteilung ausgeglichen
und der in Laufrichtung letzte in die Kette eingreifende Radzahn allein zur Kraftübertragung
herangezogen wird. Der über das Rad laufende Abschnitt der Kette ist also unbelastet,
und alle Ab-
biege- oder Verschiebebewegungen der Kettenglieder verlaufen
unbelastet.
-
Diese genannte Bemessung bedeutet bei einer üb-
lichen Herstellungstoleranz
der Kettenglieder von ± 2,5 O/o, daß an Stelle des Sollmaßes t ein um etwa
3,0 bis 5,5% verringertes Maß in die obige Formel eingesetzt wird.
-
Der Unterschied gegenüber dem Stand der Technik bei Kettengetrieben
mit Rundstahlgliederkette besteht also darin, daß die Zahnteilung des Rades nicht
nach der größten auftretenden Kettenteilung, sondern noch etwas kleiner als die
kleinste Kettenteilung bemessen wird.
-
Die Umfangskraft wird deshalb von dem in Laufrichtung letzten, allenfalls
auch noch vom vorletzten Zahn übertragen. Im belasteten Kettentrum tritt keine Verschiebung
über die Zahnflanken oder den Zahnlückengrund auf. Das liegende Kettenglied gleitet
je-
weils erst dann längs der Zahnflanke oder längs des Zahnlückengrundes,
wenn das nächstfolgende Glied die Last schon übemonimein hat. Der Verschleiß ist
deshalb wesentlich geringer.
-
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein übliches Rad mit Kette, F i g. 2 ein erfindungsgemäßes
Rad mit Kette.
-
In beiden Figuren ist ein treihendes Kettenrad 1
mit neun Zähnen
bzw. Zahnlücken 6 dargestellt; dieses Rad wirkt mit einer Kette 2 zusammen,
von der die liegenden Glieder im Schnitt gezeichnet sind.
-
Nach F i g. 1 ist die Kettenteilung kleiner als die Zahnteihmg
des Rades. Das Rad ist derart bemessen, daß die kleinsten Glieder beim Einlaufen
(F i g. 1
rechts) gerade noch über die Flanken an der Rückseite der Zähne
einlaufen können. Zahn 3 (mit schraffierter tragender Flanke) ist belastet,
die übrigen Zähne nicht. Beim Weiterlauf gleitet das Glied unter Vollast über die
Flanke an der Vorderseite des Zahns 3 hinaus. Die Kette löst sich für einen
kurzen Augenblick von den Zähnen und rutscht entgegpngesetzt zur Drehrichtung zurück,
bis der nächste Zahn 7 die Last übernommen hat. Sollte dieses Zurückratschen
der Kette nicht stattfinden, so würde sich nach einer gewissen Winkeldrehung des
Rades ein liegendes Glied auf einen Zahnkopf auflegen. Es kommt in der Praxis nicht
vor, daß sich Kettenteilung und Radteilung völlig gleichen. Eine weitere Verringerung
der Herstellungstoleranzen ist wirtschaftlich nicht zu verantworten und technisch
kaum möglich. Außerdem hat man es in der Praxis mit einer ungleichmäßigen Dehnung
und Abnutzung zu tun, wodurch der Wert einer noch größeren Präzision weitgehend
zunichte gemacht würde.
-
Damit auch das Glied mit der kleinsten Teilung keine Laufstörung verursacht,
ist es üblich, die Zähne dünner als sonst nötig auszubilden. Aus dem gleichen Grund
erhält oft die Zahnflanke eine stärkere Krümmung, als es der natürlichen Einlaufkurve
der Kette entspricht. Eine solche Form der Flanken erweist sich aber als ungünstig,
weil die Kettenglieder bei Zähnen mit steileren Flanken sicherer erfaßt werden.
Deshalb wird bei Rädern mit zurückgesetzten Zahnflanken mit einer großen Vorspannung
der Kette gearbeitet, damit auf alle Fälle ein guter Zusammenlauf gewährleistet
ist. Die Folge der hohen Kettenspannung ist aber ein noch größerer Verschleiß.
-
Nach der Erfindung (F i g. 2) findet das Zusammenwirken von
Rad und Kette grundsätzlich anders statt. Die Flanken können entsprechend der natürlichen
Einlaufkarve konstruiert werden. Das Kettenglied mit der kleinsten Teilung berührt
die Rückseiten der Zähne nicht, weil das Rad in übereinstimmung mit der kleinsten
Teilung entworfen ist. Das einlaufende, liegende Glied kommt an der Vorderflanke
eines Zahnes 5 zur Anlage. Dieser Zahn übernimmt die Last von dem vorhergehenden
Zahn 4. Dieser Vorgang verläuft periodisch beim Weiterdrehen des Rades. Die Kettenglieder
gleiten nicht, solange sie die Umfangskraft übertragen. Dadurch ist der Verschleiß
gering und der Lauf ruhig. Da die Zahnflanken steil sein dürfen, d. h. gerade
die zum Ein-und Ablaufen der Kettenglieder mit kleinster Teilung günstigste Form
aufweisen, ist eine große Vorspa-nnung nicht nötig und sogar unerwünscht. Die übrigen
Kettenglieder auf dem Rad sind nahezu unbelastet.