DE19815101C1 - Führungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Führungselement für eine Rollenkette gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der DE-AS 10 36 596 wird ein Kettentrieb mit einer Rollenkette beschrieben, die eine U-förmige Führung aufweist, die die Kette tunnelartig auf drei Seiten um­ gibt und aus elastischem, geräuschdämpfenden Werkstoff besteht.

Aus der EP-A-0 778 428 ist ferner eine Kettenführungs- und Gleitschiene zum Führen und Spannen von Ketten be­ kannt, wobei die die Kettenauflage bildende Oberfläche der Gleitschiene mit einer Vielzahl von Schmierölta­ schen versehen ist, die im Bereich der Kettenlaschen symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet sind. Die Schmieröltaschen sorgen dafür, daß in allen Betriebszu­ ständen eine ausreichende Schmierölmenge im Bereich der Kettenführungs- und Gleitschiene vorhanden ist, um die Reibung und den Verschleiß herabzusetzen. Sie bewirken zudem eine Dämpfung der Geräuschentwicklung des Kettentriebes.

Da bei dieser bekannten Kettenführungs- und Gleit­ schiene die Rollenkette mit ihren Laschen auf der Gleit­ oberfläche geführt wird, findet eine Schmiermittelför­ derung an die tiefer im Kettengelenk und in den Rollen liegenden Reibflächen nicht statt.

Aus der Praxis sind ferner Führungselemente für Rollen­ ketten bekannt, die eine Rollenwälzfläche vorsehen, auf der die Rollen eine Abrollbewegung ausführen. Dabei er­ gibt sich der Effekt, daß sich die Rollen beim Abrollen auf den fertigungsbedingt stets tonnenförmigen Buchsen bereits bei geringsten Ungleichmäßigkeiten der Achsla­ gen des Kettentriebes aus einer instabilen Lage heraus gegen die wie feste Anschläge wirkenden Innenseiten der Lasche ausrichten. Dabei kommen sie auf der Anschlag­ seite in Kontakt mit den Laschen, verschließen dabei den Schmierspalt und reiben rotierend gegen die Laschen bzw. gegen die Kehlen der Lasche-Buchse-Verbindung, während sie auf der Gegenseite einen vergrößerten Spalt bilden. Dabei entstehen Vorzugsordnungen der Ket­ tengelenke, die sich beim Kettenlauf mit hoher Wahr­ scheinlichkeit wiederholen, so daß sich einseitige Rei­ bungsflächen bilden, die einen vorzeitigen Verschleiß der Kette begünstigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Führungselement für eine Rollenkette gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß der Verschleiß der Kette verringert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß der Kontaktbereich des Führungselements eine Rollen­ wälzfläche bildet, mit der die Rollen der Rollenkette in Berührung kommen und wobei der Kontaktbereich eine die Rollen quer zur Laufrichtung der Rollenkette füh­ rende Oberflächengestalt aufweist, die auf die Rollen derart einwirkt, daß diese auf den Buchsen abwechselnd zwischen den beiden Laschen hin- und herbewegt werden.

Durch die querführende Oberflächengestalt dient das Führungselement nicht nur zum Längsführen der Rol­ lenkette, sondern löst zudem eine den Verschleiß begünstigende Ordnung der Kettengelenke auf. Dies wird durch die axiale Verschiebung der Elemente der Ketten­ gelenke in Folge der außermittig angreifenden Stütz­ kraft der Oberfläche und durch das Querdriften der Rol­ len während ihrer Abrollbewegung um die tonnenförmigen Buchsen bewirkt. Die einseitigen, sich wiederholenden Reibungsflächen werden dadurch reduziert, und es ent­ stehen in starker Zufallsfolge ständig neue Kontaktflä­ chen der Reibungspartner in den Kettengelenken, so daß sich eine gleichmäßigere Verteilung des Verschleisses auf eine größere Gesamtfläche ergibt, und somit die Le­ bensdauer der Kette verlängert werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Führungsele­ mentes ist die Oberflächengestalt taumelnd-wellen­ bandförmig ausgebildet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Oberflä­ chengestalt durch einen erhaben ausgebildeten, elasti­ schen Teilbereich gebildet, der - in der Draufsicht auf den Kontaktbereich - wellenförmig in der Laufrichtung der Rollenkette verläuft. In einer speziellen Ausge­ staltung dieses Ausführungsbeispieles weist das Füh­ rungselement eine - in der Draufsicht auf den Kontaktbereich - wellenförmig verlaufende Nut auf, in der ein elastisches, vorzugsweise schlauchförmiges Ele­ ment eingelegt ist.

In einem dritten Ausführungsbeispiel weist die Oberflä­ chengestalt Vertiefungen in der Rollenwälzfläche zum Ableiten eines sich in Zugrichtung der Rollenkette vor einer Rolle aufbauenden Schmiermittelkeils auf, wobei die Längserstreckung der Vertiefungen schräg zur Längsachse der Führungsschiene ausgerichtet ist und aufeinanderfolgende Vertiefungen jeweils versetzt spie­ gelbildlich zur Längsachse ausgebildet sind.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung einiger Aus­ führungsbeispiele und der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1a eine Draufsicht eines Führungselementes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 1b eine Seitenansicht des Führungselementes gemäß Fig. 1a,

Fig. 1c eine Draufsicht der auf dem Führungsele­ ment gemäß 1a abrollenden Rollenkette,

Fig. 1d eine Schnittdarstellung des Führungsele­ mentes mit horizontal ausgerichteter Rol­ lenkette,

Fig. 1e eine Schnittdarstellung auf Höhe von E in Fig. 1c,

Fig. 1f eine Schnittdarstellung auf Höhe von F in Fig. 1c,

Fig. 2a eine Draufsicht eines Führungselementes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2b eine Draufsicht der auf dem Führungsele­ ment gemäß 2a abrollenden Rollenkette,

Fig. 2c eine Schnittdarstellung auf Höhe der Rol­ lenachse längs der Linie C-C der Fig. 2a, 2b,

Fig. 2d eine Schnittdarstellung längs der Linie D-D, vor der Rolle gelegen,

Fig. 2e eine Schnittdarstellung längs der Linie E-E, ebenfalls vor der Rolle gelegen,

Fig. 3a eine Draufsicht eines Führungselementes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3b eine Draufsicht der auf dem Führungsele­ ment gemäß 3a abrollenden Rollenkette,

Fig. 3c eine Schnittdarstellung längs der Linie C-C der Fig. 3a, 3b,

Fig. 3d eine Schnittdarstellung längs der Linie D-D,

Fig. 3e eine Schnittdarstellung längs der Linie E-E.

In den Fig. 1a bis 1f ist ein erstes Ausführungsbei­ spiel eines Führungselementes 1 für eine Rollenkette 4 dargestellt. Das Führungselement 1 weist einen Kontakt­ bereich 10 auf, der als Rollenwälzfläche ausgebildet ist.

Die Rollenkette 4 weist eine Vielzahl von Rollen 41 auf, die zwischen jeweils zwei Laschen 42, 43 mit seit­ lichem Spiel auf Buchsen 44 geführt sind. Die einzelnen Kettenglieder, bestehend aus zwei gegenüberliegenden Laschen 42, 43 mit zwei dazwischen angeordneten Buchsen 44 und Rollen 41, sind über Außenlaschen 45, 46 mitein­ ander verbunden.

Die Rollenkette 4 wird derart auf dem Führungselement 1 geführt, daß die Rollen 41 mit dem Kontaktbereich 10 in Berührung kommen und dabei eine Abrollbewegung aus­ führen.

Die Rollenwälzfläche 10 weist eine die Rollen 41 quer zur Laufrichtung 47 der Rollenkette 4 führende Oberflä­ chengestalt auf, die auf die Rollen 41 derart einwirkt, daß diese während der Kettenbewegung in Laufrichtung auf den Buchsen 44 abwechselnd zwischen den beiden La­ schen 42, 43 hin- und herbewegt werden.

Die Rollenwälzfläche 10 ist taumelnd-wellenbandförmig ausgebildet, wie sich insbesondere aus den Fig. 1b, 1d, 1e und 1f ergibt. Die Rollenwälzfläche 10 wird dem­ nach durch eine in der Laufrichtung der Kette peri­ odisch um den Winkel α verdrehte Fläche gebildet.

Die Rollenwälzfläche 10 geht somit kontinuierlich von einer Extremposition gemäß Fig. 1e in die andere Extrem­ position gemäß Fig. 1f über, wobei die Rollenwälzfläche in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1e um den Winkel α nach links und in Fig. 1f um den entsprechenden Winkel nach rechts geneigt ist. Fig. 1d zeigt die Rollenwälz­ fläche 10 zwischen diesen beiden Extrempositionen. Der Winkel α beträgt vorzugsweise weniger als 10° gegenüber der neutralen bzw. horizontalen Ausrichtung gemäß Fig. 1d.

Die Rollen 41 der Rollenkette 4 folgen der gewellten Rollenwälzfläche und vollführen dabei auf den Buchsen 44 eine hin- und hergehende axiale Bewegung zwischen den Laschen 42, 43. Dabei werden stetig neue Berüh­ rungsflächen zwischen den Reibpartnern Rolle und Buchse erzeugt und vorhandenes Schmiermittel in die Tiefe des Spaltes zwischen den Reibpartnern gefördert.

In Leertrumabschnitten des Kettentriebes wird ein leichtes Verwinden der Kettengelenke gegeneinander er­ reicht, wodurch auch die anderen Bereiche der Kettenge­ lenke stets neue Reibflächen bilden und mit Schmiermit­ tel versorgt werden.

Die Periode der taumelnd-wellenbandförmigen Oberfläche der Rollenwälzfläche 10 beträgt mindestens das vierfa­ che Maß der Kettenteilung. Dadurch folgen benachbarte Rollen der Wellenbandform in die gleiche Richtung quer zum Band und die Seitenkräfte innerhalb des Innenglie­ des heben sich nicht gegenseitig auf.

In Fig. 1c sind die durch die Oberflächengestalt des Kontaktbereichs auf die Rollen 41 wirkenden Kräfte 48 dargestellt. Diese seitlich wirkenden Kräfte wirken in axialer Richtung der Rollen, d. h. quer zur Laufrichtung 47 der Kette. Je nach Ausrichtung der Rollenwälzfläche 10 an einer bestimmten Stelle des Führungselements wir­ ken diese Kräfte in Richtung auf die Innenlasche 43 bzw. Innenlasche 44.

Die Rollenwälzfläche 10 ist derart strukturiert, daß die auf der Rollenwälzfläche abrollenden Rollen 41 stets aus dem Kontakt mit einer Lasche als Extremlage in eine neue Lage gebracht werden.

In den Fig. 2a bis 2e ist ein zweites Ausführungs­ beispiel eines Führungselements 2 dargestellt, dessen Kontaktbereich 20 eine Oberflächengestalt vorsieht, die einen erhaben ausgebildeten, elastischen Teilbereich 21 aufweist. Dieser elastische Teilbereich 21 wird durch ein elastisches Element 22 gebildet, das in einer Nut 23 des Führungselements 2 angeordnet ist, wobei die Nut - in der Draufsicht gemäß Fig. 2a - wellenförmig um die Längsachse 2a des Führungselementes 2 verläuft. Das elastische Element 22 ist beispielsweise schlauchförmig ausgebildet.

Die Erstreckung des elastischen Bereichs quer zur Längsachse 2a beträgt weniger als die Hälfte der Breite des Führungselementes 2, vorzugsweise etwa ein Viertel der Breite.

Die Nut 23 im Führungselement 2 ist im Querschnitt schwalbenschwanzförmig ausgebildet und bietet somit dem schlauchförmigen elastischen Element 22 ausreichend Platz, um sich bei Belastung durch die Rollen 41 defor­ mieren zu können.

Das elastische Element 22 bildet vor den Rollen 41 eine vorauseilende, elastische Verdrängungswelle, die zu ei­ nem größeren Rollwiderstand führt und dadurch auf die Rollen derart einwirkt, daß sie auf den Buchsen ab­ wechselnd zwischen den beiden Laschen hin- und herbe­ wegt werden.

Die Periode der wellenförmigen Nut 23 beträgt minde­ stens das vierfache Maß der Kettenteilung. Dadurch fol­ gen benachbarte Rollen der Form des elastischen Ele­ ments in die gleiche Richtung quer zum Führungselement und die Seitenkräfte innerhalb eines Kettengliedes he­ ben sich nicht gegenseitig auf.

An beiden Enden des Führungselements 2 verlaufen die Nut 23 und das elastische Element 22 vorzugsweise in der Mitte des Führungselementes 2 in Laufrichtung 47 der Rollenkette 4, wodurch die Rollen 41 der Rollen­ kette 4 in die Mittellage zwischen den Laschen 42, 43 bewegt werden und somit die beste Stellung für den Ein­ griff mit einem nachfolgenden Kettenrad vorliegt.

In den Fig. 3a bis 3e ist ein drittes Ausführungs­ beispiel eines Führungselementes 3 gezeigt, das sich dadurch auszeichnet, daß sein Kontaktbereich 30 Vertie­ fungen 31, 32 zum Ableiten eines sich in Zugrichtung der Rollenkette 4 vor einer Rolle 41 aufbauenden Schmiermittelkeils 50 aufweist. Die Vertiefungen 31, 32 sind derart in bezug auf die Längsachse 3a ausgerich­ tet, daß deren Längserstreckung mit einem Winkel β schräg zur Längsachse der Führungsschiene ausgerichtet ist, wobei aufeinanderfolgende Vertiefungen 31, 32 je­ weils spiegelbildlich versetzt zur Längsachse 3a ausge­ bildet sind. Vorzugsweise ist der aus Fig. 3a ersichtli­ che Winkel β größer 30° und kleiner 35°.

Die Vertiefungen 31, 32 sind als offene Abströmkanäle ausgebildet, in die das jeweils vor einer Rolle 41 sich anstauende Schmiermittel abfließen kann.

Ab einer bestimmten Kettengeschwindigkeit bzw. Schmier­ mittelviskosität kommt es zu einem Schmiermittelkeil 50. Durch die schräg zur Längsachse 3a verlaufenden Vertiefungen kann der Schmiermittelkeil 50 zunächst auf einer Seite abfließen, wodurch es auf dieser Seite zu einem einseitig reduzierten Auftrieb und auf der ande­ ren Seite zu einem einseitig erhöhten Auftrieb durch den weiterhin bestehenden Schmiermittelkeil in Verbin­ dung mit einseitig erhöhter Bremskraft kommt. Durch die jeweils spiegelbildlich versetzt zur Längsachse 3a an­ geordneten Vertiefungen werden abwechselnd Kräfte von der einen und der anderen Seite erzeugt, so daß die Rollen in Verbindung mit ihrer Abrollbewegung auf der Kontaktfläche 30 eine hin- und hergehende axiale Bewe­ gung zwischen den Laschen 42, 43 vollführen. Mit dieser Bewegung wird das Schmiermittel als Film auf die Reibungspartner Buchse/Rolle verteilt. Das einseitige Aufgleiten bzw. Nichtaufgleiten der Rollen 41 bewirkt auch in Leertrumabschnitten des Kettentriebes ein leichtes Verwinden der Kettengelenke im Betrag ihres radialen Lagerspiels, wodurch auch andere Bereiche der Kettengelenke stets neue Reibungsflächen bilden und mit Schmiermittel versorgt werden.

Die Führungselemente 1, 2, 3 bestehen vorzugsweise aus einem verschleißfesten Kunststoffmaterial.

Claims (8)

1. Führungselement (1, 2, 3) für eine Rollenkette (4), wobei

• 1. die Rollenkette (4) eine Vielzahl von Rollen (41) aufweist, die jeweils zwischen zwei Laschen (42, 43) mit seitlichem Spiel auf Buchsen (44) geführt sind,
• 2. und das Führungselement einen Kontaktbereich (10, 20, 30) aufweist, der mit den Rollen der Rollenkette in Berührung kommt,
• 3. der Kontaktbereich (10, 20, 30) des Führungsele­ ments eine Rollenwälzfläche bildet, wobei der Kontaktbereich eine die Rollen quer zur Lauf­ richtung (47) der Rollenkette (4) führende Ober­ flächengestalt aufweist, die auf die Rollen (41) derart einwirkt, daß diese auf den Buchsen (44) abwechselnd zwischen den beiden Laschen (42, 43) hin- und herbewegt werden.

2. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächengestalt durch Er­ hebungen und/oder Vertiefungen in der Rollenwälz­ fläche gebildet werden.

3. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächengestalt taumelnd-wel­ lenbandförmig ausgebildet ist.

4. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächengestalt einen er­ habenen, elastischen Teilbereich (22) ausbildet.

5. Führungselement nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elastische Teilbereich durch ein elastisches Element (22) gebildet wird, das in einer Nut (23) des Führungselements (2) angeordnet ist, die - in der Draufsicht des Kontaktbereiches - wellenförmig verläuft.

6. Führungselement nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Element (22) schlauch­ förmig ausgebildet ist.

7. Führungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächengestalt Vertiefungen (31, 32) in der Rollenwälzfläche zum seitlichen Ableiten eines sich in Zugrichtung der Rollenkette (4) vor einer Rolle (41) aufbauenden Schmiermit­ telkeils (50) aufweist.

8. Führungselement nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längserstreckung der Vertiefungen (31, 32) schräg zur Längsachse (3a) der Führungs­ schiene (3) ausgerichtet ist, wobei aufein­ anderfolgende Vertiefungen (31, 32) jeweils versetzt spiegelbildlich zur Längsachse (3a) ausgebildet sind.