DE2914067A1

DE2914067A1 - Rollenkette

Info

Publication number: DE2914067A1
Application number: DE19792914067
Authority: DE
Inventors: Stellios Antony Avramidis; Frederic Lawrence Jones
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1978-04-06
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1979-10-18
Also published as: FR2422078A1; CA1094354A; BR7902072A; GB2018387B; JPS54145846A; US4186617A; GB2018387A; JPS5652180B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Inc. H. We ick man ν, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. E A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber D«. inc. H. L.SKA 29U067

-J-

8000 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860820 ^l-"-"

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 D2o/cb

SJ 79o7

FMC CORPORATION

200 E. Randolph Drive Chicago, 111. /V.St.A.

Rollenkette.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rollenkette nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zwei Arten von Ketten, die laufend in Gebrauch sind, sind die leise Kette und die Rollenkette. Eine leise Kette (wie sie beispielsweise aus der US-PS 3 742 776 hervorgeht) besteht aus Gliedern, welche Zähne aufweisen, die in die Zähne eines Kettenrades eingreifen, auf das die Kette aufgenommen ist. Die Glieder einer leisen Kette bestehen aus einer ersten Gruppe von Gliedern, die auf zwei Bolzen befestigt sind, jeweils einer an jedem Ende der ersten Gruppe sowie einer zweiten Gruppe von Gliedern, die an zwei Bolzen befestigt sind, jeweils einer wiederum an jedem Ende der zweiten Gruppe. Ein erster und zweiter Bolzen sind bei einem Drehgelenk zwischen den Gruppen in ausgerichteten Öffnungen in beiden Gruppen von Gliedern aufgenommen, um die erste Gruppe von Gliedern mit der zweiten Gruppe von Gliedern drehbar miteinander zu verbinden. Sie stehen dabei in einem Kontakt miteinander, in dem sie eine schwankende Bewegung

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ausführen können. Die beiden Gruppen von Gliedern sind bei den Drehgelenken mit der ersten Gruppe von Gliedern ineinandergefügt, wobei die erste Gruppe von Gliedern sich vom Drehgelenk in die eine Richtung und die zweite Gruppe von Gliedern sich vom Drehgelenk in die entgegengesetzte Richtung erstreckt. Der schwankende Eingriff zwischen den beiden Gruppen von Gliedern erzeugt einen niedrigen Verschleißgrad beim Drehgelenk zwischen den beiden Gruppen von Gliedern. Die Kette ist aus abwechselnd ersten und zweiten Gruppen von Gliedern mit einem Drehgelenk zwischen benachbarten Gruppen von Gliedern aufgebaut.

Eine typische Rollenkette (wie sie beispielsweise aus der US-PS 3 895 137 hervorgeht) besteht aus sich abwechselnden Buchsengliedern und Bolzengliedern. Die Buchsenglieder (welche die inneren Glieder festlegen) bestehen aus mit Abstand voneinander angeordneten Laschen, in denen Buchsen fest in Öffnungen bei jedem Ende der Laschen aufgenommen sind. Die Bolzenglieder (welche die äußeren Glieder bestimmen) bestehen aus mit Abstand voneinander angeordneten Laschen, in denen in Öffnungen bei jedem Ende der Laschen Bolzen fest aufgenommen sind. Die Bolzen sind drehbar in den Buchsengliedern in abwechselnder Anordnung aufgenommen. Auf den Buchsen sind Rollen vorgesehen und wenn die Rollenkette auf ein Kettenrad aufgenommen ist, werden die Zähne des Kettenrades zwischen den seitlich mit Abstand voneinander angeordneten Laschen und den in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordneten Rollen aufgenommen.

Bislang sind Anstrengungen gemacht worden, in einer Rollenkette die ruhige, reibungsfreie und verschleißarme Verbindung einer leisen Kette vorzusehen. Diese Anstrengungen haben zu Hybridketten geführt, welche als doppelte Bolzen-Rollen-Ketten bezeichnet werden können und wie sie beispielsweise aus den US-Patentschriften 663 352, 663 353, 866 98o, 3 54o 3o2 und 3 595 o99 hervorgehen. Beispielsweise weist

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die duale Bolzenrollenkette nach der US-PS 3 595 o99 bei jedem Drehgelenk ein Paar komplementärer Bolzen auf, wovon einer eine konkave Kontaktfläche und der andere eine konvexe Kontaktfläche aufweist. Da die benachbarten Glieder sich relativ zueinander drehen, gleitet eine der besagten Kontaktflächen auf der anderen und liefert die erforderliche Auslenkung der Kette.

In der US-PS 3 54o 3o2 ist eine duale Bolzenrollenkette gezeigt, in welcher Gleitreibung bei den Bolzenkontaktflächen vermieden worden ist. Da jedoch die Bolzen nach dieser Patentschrift lose in den Laschen befestigt sind, ist eine Reibung während der Verbiegung der Kette unvermeidlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rollenkette der eingangs genannten Art anzugeben, deren gelenkige Verbindungen frei von jeglichem Gleiten oder Reiben sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsformen der vorgeschlagenen Kette gehen aus den UnteranSprüchen hervor.

Damit ist eine Kette geschaffen worden, welche die Vorteile einer Rollenkette und einer geräuschlosen Kette, in welcher Reibung vermieden worden ist, aufweist. Speziell ist eine Kette geschaffen worden, bei der sich innere Glieder und äußere Glieder abwechseln, wie es bei einer herkömmlichen Rollenkette der Fall ist. In der hier vorgeschlagenen Kette jedoch sind sowohl die inneren Glieder als auch die äußeren Glieder Bolzenglieder. Die drehbaren Verbindungen zwischen einem inneren Glied und einem äußeren Glied bestehen aus zwei in Kontakt miteinander stehenden Bolzen, wovon jeder im Laschenpaar eines Bolzengliedes fest aufgenommen ist, um

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eine starre Verbindung zu bilden und eine Reibung zwischen den Bolzen und den Laschen zu verhindern. Jeder Bolzen weist eine nach außen gewölbte Kontaktfläche auf, die den anderen Bolzen bei der Verbindung berührt und gegen ihn verkippt werden kann, derart, daß kein Gleiten zwischen den Bolzen stattfindet. An einem Bolzen eines jeden Paares bei den Verbindungen sind Halteelemente auf der Außenseite der Laschen fest aufgenommen. Dadurch wird eine feste Verbindung zwischen den Paaren hergestellt, sichergestellt, daß die Elemente der Kette zusammenbleiben, Verunreinigungen ausgesperrt und Schmiermittel in den Gelenken gehalten.

Damit liegt ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß eine Rollenkette geschaffen wurde, die Gelenkverbindungen mit niedrigem Verschleiß aufweist. Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine Rollenkette geschaffen wurde, welche eine ruhige und reibungsfreie Gelenkverbindung aufweist, obwohl sie fest zusammengefügt ist.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Ansicht der Kette nach Fig. 1 von der Linie 2-2 aus,

Fig. 3 einen Schnitt durch die auf einem Kettenrad angeordnete Kette nach Fig. 1,

Fig. 4 einen längs der Linie 4-4 in Fig. 1 genommenen Schnitt, Fig. 5 einen längs der Linie 5-5 in Fig. 1 genommenen Schnitt,

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Fig. 6 einen längs der Linie 6-6 in Fig. 1 genommenen Schnitt,

Fig. 7 eine Draufsicht eines anderen Ausführungsbeispiels, welches gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 modifiziert ist,

Fig. 8 einen längs der Linie 8-8 in Fig. 7 genommenen Schnitt,

Fig. 9 einen längs der Linie 9-9 in Fig. 7 genommenen Schnitt,

Fig. Io einen längs der Linie lo-lo in Fig. 7 genommenen Schnitt,

Fig. loA eine Ansicht ähnlich der Fig. Io, die eine modifizierte Lasche des inneren Gliedes zeigt,

Fig. 11 einen längs der Linie 11-11 in Fig. 7 genommenen Schnitt,

Fig. 12 die Kette nach Fig, 1 in Draufsicht, teilweise geschnitten und teilweise in Explosionszeichnung dargestellt, und

Fig. 13 die Kette nach Fig. 7 in Draufsicht, teilweise im Schnitt und teilweise in Explosionszeichnung dargestellt.

In der Fig. 1 ist eine nach der vorliegenden Erfindung konstruierte Kette Io dargestellt. Sie ist mit einer Anzahl innerer und äußerer Glieder 12 bzw. 14 gebildet. Jedes innere Glied 12 weist ein Paar längslaufender seitlich mit Abstand voneinander angeordneter Laschen 16 und ein Paar querlaufender, in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordneter Bolzenelemente 18 auf. Jedes äußere Glied 14 weist

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ein Paar längslaufender, seitlich mit Abstand voneinander angeordneter Laschen 2o und ein Paar querlaufender, in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordneter Bolzenelemente 22 auf.

Jedes weitere Glied ist ein inneres Glied 12 und abwechselnde Glieder sind äußere Glieder 14, welche breiter sind als die inneren Glieder 12 und diese überlappen. Die Laschen 16 der inneren Glieder 12 sind zwischen den Laschen 2o der äußeren Glieder 14 angeordnet und beide überlappen sich. Ein Bolzenelement 18 und ein Bolzenelement 22 eines inneren bzw. äußeren Gliedes 12 bzw. 14 sind mittels einer drehbaren Verbindung zusammengehängt. Bei jeder drehbaren Verbindung ist auf den beiden Bolzenelementen 18, 22 eine Rolle 24 aufgenommen.

Die Bolzeneleirente 18 und 22 können den gleichen Querschnitt aufweisen, obwohl das Bolzenelement 22 aus Gründen, die später noch erörtert werden, länger als das Bolzenelement 18 ist. Jedes Bolzenelement 18 bzw. 22 weist jeweils eine innenseitige Fläche 18a bzw. 22a auf, welche einander längs einer querlaufenden Achse A (Fig. 2) berühren. Jedes Bolzenelement 18 bzw. 22 weist auch eine außenseitige Fläche 18b bzw. 22b auf, welche der betreffenden innenseitigen Fläche 18a bzw. 22a gegenüberliegt. Die innenseitigen Flächen 18a, 22a und die außenseitigen Flächen 18b, 22b sind jeweils konvex gekrümmt und können beispielsweise Teil der Mantelfläche eines Kreiszylinders sein. Die Radien Rl, R2 der innenseitigen bzw. außenseitigen Flächen können beispielsweise gleich sein, was aber nicht sein muß. Auf der Oberseite und Unterseite (in der Darstellung nach Fig. 2) sind die Bolzen abgerundet, so daß ein glatter Übergang von einer innenseitigen Fläche zu einer außenseitigeri Fläche vorliegt.

Jede Lasche 16, 2o weist eine Öffnung 26 von im wesentlichen kreisförmiger Konfiguration mit einer leichten Ein-

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schnürung W auf, wodurch die Öffnung in zwei Abschnitte 26a und 26b geteilt wird. Der kleinere Abschnitt 26a ist etwas kleiner als der Querschnitt eines Bolzenelements 18 oder 22, während der größere Abschnitt 26b so groß ist, daß ein Bolzenzenelement 18 oder 22 mit Spiel hindurchpaßt. Bei jedem Glied 12, 14 ist die Öffnung bei einem Ende umgekehrt angeordnet als die Öffnung beim anderen Ende des Gliedes und stets liegt der kleinere Abschnitt 26a näher beim Ende des Gliedes, während der größere Abschnitt 26b näher beim Zentrum des Gliedes liegt.

Das kürzere Bolzenelement 18 ist bei jedem Ende durch Preßsitz, (d.h. durch einen Festsitz) im kleineren Abschnitt 26 beider Öffnungen in den inneren Laschen 16 befestigt, wodurch eine feste und starre Verbindung zwischen den Bolzenelementen und den Laschen gegeben ist und das innere Glied 12 steif gehalten wird. Das längere Bolzenelement 22 ist bei jedem Ende durch Preßsitz im kleineren Abschnitt 26a beider Öffnungen in den äußeren Laschen 2o befestigt, wodurch eine steife und feste Verbindung zwischen den Bolzenelementen und den Laschen hergestellt ist und das äußere Glied 14 versteift ist. Es ist anzumerken (Fig. 5), daß das längere Bolzenelement 22 durch den größeren Abschnitt 26b der Öffnung einer inneren . Lasche 16 mit Spiel hindurchpaßt, wobei es aber das andere Bolzenelement 18 berührt, wenn die Kette gespannt ist. Das kürzere Bolzenelement 18 ist in den größeren Abschnitt 26b einer Öffnung in einer äußeren Lasche 2o (Fig. 4) mit Spiel aufgenommen, steht aber in Kontakt mit dem anderen Bolzenelement 22, wenn die Kette gespannt ist. Preßsitze sind in den Zeichnungen durch das Symbol PF angezeigt. Sitze mit Spiel sind durch CF angezeigt.

Es sei angemerkt, daß, wie es in der Fig. 12 angedeutet ist, zumindest eine äußere Lasche 2o (beispielsweise die Lasche 2o, die unterhalb der Kette mit Abstand von ihr dargestellt

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ist) mit Preßsitz auf dem Bolzenelement 22 aufgebracht wird, nachdem die Bolzenelemente 22 hinter die Bolzenelemente 18 der inneren Glieder 12 gebracht worden sind, um die inneren Glieder 12 und die äußeren Glieder 14 in verbundenem oder verkettetem Zustand miteinander zusammenzufügen.

Wenn, wie in der Fig. 3 dargestellt, die Kette Io auf einem Kettenzahnrad 27, welches sich beispielsweise in Richtung des Pfeiles 27a bewegt, aufgenommen ist und unter Spannung gebracht wird, stehen die inneren Flächen 18a, 22a der Bolzenelemente 18 bzw. 22 in Kontakt miteinander. Der Kontakt erstreckt sich längs der Achse A über die ganze Länge des kürzeren Bolzenelements 18. Die Kontaktachse A liegt in der Kontaktebene D, auf der eine Linie L (Fig. 2), die sich zwischen den Zentren Cl, C2 der Kreisbögen auf den innenseitigen Flächen 18a, 22a erstreckt, senkrecht steht. Die Winkel zwischen benachbarten Ebenen D, auf denen die Bewegungsrichtung der entsprechenden -Verbindungen senkrecht stehen, bestimmen den Gelenkbereich zwischen den Verbindungen. Wenn die Kette sich in einer geraden Linie bewegt, ohne Ablenkung, sind die Ebenen D parallel zueinander. Die Kontaktachse A bleibt in der Ebene D in jeder von einer Ablenkung der Kette hervorgerufenen relativen Stellung der Glieder zueinander, bewegt sich aber in der Ebene D auf und ab, wenn der relative Winkel zwischen den Gliedern sich ändert.

Aus diesem Grunde gibt es zwei Charakteristiken der drehbaren Verbindung zwischen den Gliedern, die beachtet werden sollten:

1) Die Berührungsachse A zwischen den konvexen innenseitigen Flächen 18a, 22a der Bolzenelemente 18 bzw. 22 wird durch den Winkel zwischen einem inneren und äußeren Glied 12 bzw. 14 bestimmt und sie bewegt sich auf diesen innenseitigen Flächen auf und ab, wenn die Kette in die eine oder andere Richtung umgelenkt wird;

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2) bei jeder Lasche 16, 2o ist ein Bolzenelement 18 bzw. 22 fest darin befestigt, während das andere Bolzenelement mit Ausnahme des Kontakts mit dem anderen Bolzenelement mit Spiel darin aufgenommen ist.

Aus diesem Grunde ist, da die Berührung der Bolzenelemente 18, 22 miteinander nur ein Kippen beispielsweise um eine Bewegungsachse hervorruft, und da ein Bolzenelement in jeder der Laschen befestigt ist, während das andere Bolzenelement diese Lasche nicht berührt, Teein durch Abrieb oder Reibung hervorgerufener Verschleiß zwischen den Bolzenelementen oder den Laschen vorhanden. Anstelle dessen findet bei jeder Verbindung eine glatte, ruhige Umbiegung geringen Verschleißes statt. Es sei angemerkt, daß der lose Sitz einer Rolle auf den Bolzenelementen 18 und 22, wie es beispielsweise in der Fig. 6 dargestellt ist, ein freies Kippen der Bolzenelemente relativ zueinander erlaubt, ohne daß ein Festklemmen durch die Rolle stattfindet.

Es sei angemerkt, daß der feste Sitz eines Bolzenelements und 22 in der inneren Lasche 16 bzw. äußeren Lasche 2o die Kette im zusammengefügten Zustand hält. Um jedoch die Kette gegen Zerlegung durch unnormalen Gebrauch und/oder einen unbeabsichtigten Schlag gegen die Kette zu schützen und um zu verhindern, daß Verunreinigungen in die Verbindungen der Kette eindringen können, sind Vorsichtsmaßnahmen getroffen worden. In der in den Fig. 1 bis 6 einschließlich dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist auf die Enden der längeren Bolzenelemente 22 außerhalb der Laschen 2o der äußeren Glieder 14 je ein Haltelement in Form einer Scheibe 28 mit Preßsitz aufgebracht. Die Scheiben 28 sind bezüglich der Bolzenelemente 22 nicht zentriert aufgebracht, sondern exzentrisch, so daß sie die Enden der kürzeren Bolzenelemente überlappen, welche bei den Außenflächen der Laschen 2o der äußeren Glieder 14 enden. Auf diese Weise helfen die Scheiben 28 mit, die Bolzenelemente in ihren entsprechenden Gliedern

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Claims

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Patentansprüche

IL·/ Rollenkette mit ersten und zweiten starren Gliedern, von denen jedes zwei mit Abstand voneinander angeordnete erste bzw. zweite Laschen mit Öffnungen bei jedem ihrer Enden aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß jedes erste Glied (14, 14o) zwei mit Abstand voneinander angeordnete erste Bolzenelemente (22, 22o) aufweist, die in den Öffnungen in den ersten Laschen (2o, 2oo) befestigt sind, daß jedes zweite Glied (12, 12o) zwei mit Abstand voneinander angeordnete zweite Bolzenelemten (18, 18o) aufweist, die in den Öffnungen (26) in den zweiten Laschen (16, 16o) befestigt sind, daß die ersten und zweiten Glieder (14, 14o; 12, 12o) in abwechselnder Reihenfolge nur durch gegenseitig sich berührende Bolzenelemente (22, 18; 22o, 18o) der ersten und zweiten Glieder (14, 12; 14o, 12o) miteinander verbunden sind, daß die Bolzenelemente (22, 22o; 18, 18o) eines jeden Gliedes (14, 14o, 12, 12o) mit den Bolzenelementen jeweils benachbarter Glieder verkettet sind, wobei die ersten Bolzenelemente (22, 22o) mit Spiel in den Öffnungen (26) der zweiten Laschen (16, 16o) und die zweiten Bolzenelemente {18, 18o) mit Spiel in den Öffnungen der ersten Laschen (2o, 2oo) aufgenommen sind, und daß jedes Glied (14, 12; 14o, 12o) eine konvexe Fläche (22a, 18a) aufweist, die in kippfähigem Kontakt mit dem damit in Berührung stehenden Glied steht.
2. Rollenkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Verbindung ein Bolzenelement (22) langer ausgebildet ist als das andere Bolzenelement (18), daß auf dem längeren Bolzenelement (22) eine Haltescheibe (28) aufgebracht ist, die das andere Bolzenelement (18) überlappt, wodurch Schmiermittel in der Verbindung gehalten und Verunreinigungen davon ferngehalten sind.(Fig. und 12).

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3. Rollenkette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten starren Glieder (14, 14o) äußere Glieder und die zweiten starren Glieder (12, 12o) innere Glieder sind.
4. Rollenkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Verbindung zweier Glieder ein Bolzenelement (18o) länger als das andere Bolzenelement (22o) ausgebildet ist, daß auf den längeren Bolzenelementen (18o) benachbarter Verbindungen eine Lasche (3o) aufgenommen ist, welche die anderen Bolzenelemente (22o) dieser benachbarten Verbindungen überlappt, wodurch Schmiermittel in den Verbindungen gehalten und Verunreinigungen davon ferngehalten sind (Fig. 7 und 13) .

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