DE202011102597U1

DE202011102597U1 - Rollenkette

Info

Publication number: DE202011102597U1
Application number: DE201120102597
Authority: DE
Original assignee: Renold GmbH
Current assignee: Renold GmbH
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: WO2012175215A1

Abstract

Rollenkette mit Bolzen (1), Buchsen (2), Rollen (3), Innenlaschen (4) und Außenlaschen (5), bei der jeweils zwei Buchsen (2) durch mindestens zwei Innenlaschen (4) miteinander verbunden sind und dadurch ein Kettenglied bilden, wobei auf jeder Buchse (2) eine diese umfassende Rolle (3) drehbar gelagert ist und wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Kettenglieder dadurch gelenkig miteinander verbunden sind, dass jede Buchse (2) konzentrisch auf einem über die beiden Enden der Buchse (2) hinausragenden Bolzen (1) angeordnet ist und zwei so zwei aufeinanderfolgenden Kettengliedern zugeordnete, direkt aufeinanderfolgende Bolzen (1) durch zumindest zwei Außenlaschen (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Rollen (3) aus einem Polymer mit einer Schmelztemperatur von über 300°C und in dieses eingelagerten langfaserigen Verstärkungsfasern besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenkette mit Bolzen, Buchsen, Rollen, Innenlaschen und Außenlaschen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige, häufig für Antriebe genutzte Ketten sind dort, wo Oberflächen gleitend aufeinander gelagert sind, also insbesondere auf der Außenseite der Buchsen und der Innenseite der auf diesen gelagerten Rollen, wenn diese jeweils aus Stahl bestehen, hohem Verschleiß ausgesetzt. Um den Verschleiß in Grenzen zu halten ist an den genannten Stellen üblicherweise eine gute Schmierung erforderlich. Bei einem Trocken- oder Notlauf derartiger Ketten treten jedoch eine rasche Beschädigung oder Zerstörung der Kette und darüber hinaus drastische Energieverluste auf.
Um eine geringere Anfälligkeit derartiger Ketten für Beschädigungen auch bei ungenügender Schmierung zu erreichen, ist es bekannt, die Bolzen und/oder die Buchsen mit Nitriden oder DLC, einer diamantähnlichen Kohlenstoffschicht, zu beschichten. Auch diese Ketten haben jedoch den Nachteil, dass der bei einem Trockenlauf der Kette zumindest an einer von jeweils zwei aufeinander gleitenden Oberflächen auftretende Verschleiß über ein angestrebtes kleines Maß hinaus geht. Außerdem werden die Herstellungskosten erhöht.
Darüber hinaus haben Rollenketten, die vollständig aus Metall bestehen, ein erhebliches Gewicht. Diese Eigenschaft macht sich insbesondere dann als nachteilig bemerkbar, wenn die Ketten hohen Beschleunigungen und Verzögerungen ausgesetzt sind.
Um diesem Mangel abzuhelfen und auch die Notlaufeigenschaften zu verbessern, ist auch bekannt, die Rollen aus Kunststoff herzustellen. Jedoch unterliegen derartige Rollen einem hohen Abrieb und auch die Druckfestigkeit derartiger Rollen ist begrenzt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rollenkette mit Bolzen, Buchsen, Rollen, Innenlaschen und Außenlaschen, bei der jeweils zwei Buchsen durch mindestens zwei Innenlaschen miteinander verbunden sind und dadurch ein Kettenglied bilden, wobei auf jeder Buchse eine diese umfassende Rolle drehbar gelagert ist und wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Kettenglieder dadurch gelenkig miteinander verbunden sind, dass jede Buchse konzentrisch auf einem über die beiden Enden der Buchse hinausragenden Bolzen angeordnet ist und zwei so zwei aufeinanderfolgenden Kettengliedern zugeordnete, direkt aufeinanderfolgende Bolzen durch zumindest zwei Außenlaschen miteinander verbunden sind, anzugeben, die gute Notlaufeigenschaften besitzt und sich besonders für einen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit bei häufigen Beschleunigungen und Verzögerungen eignet, ohne dass die Lebensdauer und die Belastbarkeit der Rollen ihre Verwendbarkeit merkbar einschränken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest ein Teil der Rollen aus einem Polymer mit einer Schmelztemperatur von über 300°C und in dieses eingelagerten langfaserigen Verstärkungsfasern besteht. Durch die hohe Schmelztemperatur wird die Abriebfestigkeit erhöht und die eingelagerten Verstärkungsfasern führen zu einer deutlich verbesserten Belastbarkeit. Es werden zwar nicht solche Werte wie bei einer Kette mit Stahlrollen erreicht, jedoch sind bei vielen Anwendungsfällen gute Notlaufeigenschaften und ein verringertes Gewicht wichtiger als extrem lange Lebensdauer und sehr hohe Belastbarkeit.
Weiterhin kann die Rollenkette kostengünstig hergestellt werden, da das Material der Rollen sehr preiswert ist und die Fertigung beispielsweise durch Spritzgießen besonders hohe Stückzahlen ermöglicht.
Als ein geeignetes Polymermaterial hat sich Polyetheretherketon (PEEK) erwiesen, und die Verstärkungsfasern bestehen vorteilhaft aus Kohle- oder Glasfasern. Deren Länge sollte überwiegend (statistisch 60% der Fasern) im Bereich von 2,5 mm bis 4 mm liegen, wobei ihr Anteil am Gesamtgewicht der Rollen zweckmäßig zwischen 55% und 70% betragen sollte. Die eingelagerten Fasern sollten vorzugsweise parallel zur Rollenachse verlaufen, was bei einer Herstellung im Spritzgussverfahren problemlos erreicht werden kann. Eine erhöhte Fertigkeit wird jedoch erhalten, wenn die Fasern sowohl parallel als auch in einer Ebene senkrecht zur Rollenachse (axial und tangential) verlaufen.
Um die Abriebfestigkeit noch zu erhöhen, kann die so gefertigte Rolle nachträglich mit einer zusätzlichen harten Kunststoffbeschichtung beispielsweise aus Titan, Graphit oder Diamant versehen werden. Dies hat eine Dicke zwischen 10 und 30 μm, vorzugsweise 20 μm, und wird vorteilhaft durch Dampfdeposition (DLC-PDV) aufgebracht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt einen Abschnitt einer Rollenkette im Längsschnitt.
Die in der Figur abgebildete Rollenkette besteht aus Bolzen 1, Buchsen 2, Rollen 3, Innenlaschen 4 und Außenlaschen 5. Jeweils zwei Buchsen sind durch zwei mit diesen Buchsen 2 fest verbundene Innenlaschen 4 miteinander verbunden und bilden mit diesen beiden Innenlaschen 4 ein Kettenglied, wobei auf jeder Buchse 2 eine diese umfassende Rolle 3 drehbar gelagert ist. Jeweils zwei aufeinanderfolgende Kettenglieder dieser Art sind dadurch gelenkig miteinander verbunden, dass jede Buchse 2 auf einem über die beiden Enden dieser Buchse 2 hinausragenden Bolzen 1 sitzt und zwei unmittelbar benachbarte, von jeweils einer Buchse 2 umfasste Bolzen 1 von zwei aufeinanderfolgenden Kettengliedern durch zwei Außenlaschen 5 miteinander verbunden sind, wobei jeweils ein Ende der beiden Bolzen 1 in einer Bohrung an jeweils einem Ende einer Außenlasche 5 gelagert ist. Erfindungsgemäß besteht zumindest ein Teil der Rollen 3 aus einem Polymer mit einer Schmelztemperatur von über 300°C und in dieses eingelagerten langfaserigen Verstärkungsfasern, wodurch eine Rollenkette mit relativ geringem Gewischt und guten Notlaufeigenschaften sowie dem jeweiligen Anwendungsfall angepasster Lebensdauer und Belastbarkeit erhalten werden kann.

Claims

Rollenkette mit Bolzen (1), Buchsen (2), Rollen (3), Innenlaschen (4) und Außenlaschen (5), bei der jeweils zwei Buchsen (2) durch mindestens zwei Innenlaschen (4) miteinander verbunden sind und dadurch ein Kettenglied bilden, wobei auf jeder Buchse (2) eine diese umfassende Rolle (3) drehbar gelagert ist und wobei jeweils zwei aufeinanderfolgende Kettenglieder dadurch gelenkig miteinander verbunden sind, dass jede Buchse (2) konzentrisch auf einem über die beiden Enden der Buchse (2) hinausragenden Bolzen (1) angeordnet ist und zwei so zwei aufeinanderfolgenden Kettengliedern zugeordnete, direkt aufeinanderfolgende Bolzen (1) durch zumindest zwei Außenlaschen (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Rollen (3) aus einem Polymer mit einer Schmelztemperatur von über 300°C und in dieses eingelagerten langfaserigen Verstärkungsfasern besteht.
Rollenkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (3) aus Polyetherketon in einem Spritzgussverfahren hergestellt sind.
Rollenkette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern in der Rolle (3) parallel zur Rollenachse verlaufen.
Rollenkette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern in der Rolle (3) parallel und in einer Ebene senkrecht zur Rollenachse verlaufen.
Rollenkette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern aus Kohlefasern bestehen.
Rollenkette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern aus Glasfasern bestehen.
Rollenkette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Faseranteil in den Rollen (3) zwischen 55% und 70% beträgt.
Rollenkette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass statistisch 60% der Verstärkungsfasern in den Rollen (3) eine Länge in einem Bereich von 2,5 mm bis 4 mm aufweisen.
Rollenkette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (3) zusätzlich mit einer harten Außenbeschichtung versehen sind.
Rollenkette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenbeschichtung aus Titan, Graphit oder Diamant besteht und eine Dicke von 10 bis 30 μm hat.