DE3129631A1 - Laschenkette fuer stufenlos verstellbare kegelscheibengetreibe - Google Patents

Description

P.I.V. Antrieb Werner Reimers GmbH & Co. KG, Industriestraße 5 t 6380 Bad Homburg 1

Laschenkette für stufenlos verstellbare Kegelscheibengetriebe

Die Erfindung betrifft eine Laschenkette für stufenlos verstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Kettenglieder verbindenden Gelenkstücke als in Aussparungen der Laschen eingeschobene Wiegestücke ausgebildet sind, wobei die Stirnflächen der Wiegestücke die Reibkräfte zwischen Reibscheiben und Laschenkette übertragen.

Derartige Laschenketten sind in mannigfacher Form bekannt, wie sie beispielsweise in den deutschen Patentschriften 1 065 685, 1 119 065, 1 302 795 und 2 356 289 beschrieben ist. Bei den dortigen Anordnungen werden die Gelenkstücke jeweils durch ein Wiegestückpaar gebildet, dessen Wiegestücke sich über einander zugekehrte Wiegeflächen aufeinander abstützen und mit den ihrem Kettenglied zugehörenden Laschen über eine formschlüssige Drehsicherung verbunden sind, wozu die Wiegestücke über ihre ge-

samte Fläche an der Innenkontur der Laschenbohrung anliegen. Ferner ergibt sich aus diesen Druckschriften, daß die Ketten im Zweilaschenverband (beispielsweise DE-PS 1 065 685) oder im Dreilaschenverband (DE-PS 1 119 065, Fig. 14) aufgebaut sein können, wobei der Zweilaschenverband bei in Laufrichtung größerem Abstand der Gelenkstücke quer zur Laufrichtung schmaler baut, während der Dreilaschenverband zwar quer zur Kettenlaufrichtung breiter ausfällt, dafür Jedoch eine Verringerung des Abstandes der Gelenkstücke, also eine Verringerung der Kettenteilung, ermöglicht.

Diese Kettenteilung ist in mannigfacher Hinsicht bedeutsam. Zum einen bestimmt sie über die Zahl der pro Längeneinheit der Kette möglichen GelenkstUcke und damit über die Zahl deren Stirnflächen die zwischen Reibscheiben und Kette übertragbare Reibkraft. Zum anderen bestimmt die Kettenteilung erheblich das geräuschmäßige Verhalten der Kette, da der Einlauf der Wiegestücke zwischen die Kegelscheiben mit einem schlagartigen Geräusch verbunden ist, welches um so lauter ausfällt, je größer die Kettenteilung ist. Schließlich ist bei einer groben Kettenteilung der Verlauf der Kette im Umschlingungsbogen zwischen den Kegelscheiben stark polygonal ausgebildet, also mit verhältnismäßig großen Knicken der Kraftrichtung versehen, was sich natürlicherweise ungünstig auswirkt.

Aus diesen Gründen wäre den Ketten im Dreilaschenverband der Vorzug zu geben. In der Praxis finden jedoch diese Ketten weniger Anwendung, da sie gegenüber Ketten mit

gleicher Leistungsfähigkeit im Zweilaschenverband eine quer zur Laufrichtung um die Hälfte vergrößerte Breite aufweisen, die über das entsprechend vergrößerte Kettengewicht zu zusätzlichen Fliehkraftbelastungen führt und sich im übrigen über den vergrößerten Abstand zwischen den Kegelscheiben auf die Baugröße des gesamten Getriebes auswirkt. Die Vermeidung dieser Nachteile überwiegt bei weitem verglichen mit den im Zusammenhang mit der Kettenteilung angesprochenen Dingen.

Hiervon ausgehend, bringt die noch nicht zum Stand der Technik gehörende deutsche Patentanmeldung P 30 27 834.3-12 Lösungen für die Aufgabe, eine solche Laschenkette so abzuändern, daß sich die Kettenteilung erheblich verkürzen läßt, um damit einen ruhigeren Lauf der Kette, eine höhere Kraftübertragungsfähigkeit sowie einen besseren Polygonaufbau zu erzielen. Hierzu werden im wesentlichen die Wiegestücke der Wiegestückpaare gegen die radialen Endstege der ihrem Kettenglied zugehörenden Lasche über zwei in Radialrichtung voneinander entfernte Anlagestellen abgestützt, zwischen denen eine Rücknahme der dem radialen Endsteg der Lasche zugewandten Wiegestückfläche gegeben ist, und es entspricht dabei die radiale Erstreckung der Wiegestücke dem Abstand der Anlagestellen weitgehend.

.Nun gibt es jedoch zahlreiche Anwendungsfälle vor allem bei in Arbeitsräumen aufgestellten -Industriegetrieben, bei denen nicht die .Festigkeit bzw. Leistungsübertragungsfähigkeit, sondern der Geräuschpegel allein von

entscheidender Bedeutung ist, weil beispielsweise seitens der Arbeitsaufsichtssteilen Obergrenzen für die Lautstärke vorgeschrieben werden, die oft nur durch die zusätzliche Anbringung von Schallschutzhauben eingehalten werden können, die ihrerseits wiederum zusätzliche Maßnahmen für die Getriebekühlung bedingen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von Laschenketten der eingangs beschriebenen Art die Kettenteilung in bedeutsamer Weise auch über das Maß hinaus zu verringern, wie dies mit der genannten, noch nicht veröffentlichten Anmeldung möglich wurde, wobei hierzu auch eine begrenzte Rücknahme der durch die Kette übertragbaren Leistung in Kauf genommen werden soll. Erreicht werden soll damit bezüglich der Laschenkette ein Geräuschpegel des Kegelscheibengetriebes, der gleich oder niedriger ist als der Geräuschpegel der anderen im Getriebe befindlichen Geräuscherzeuger wie Pumpe, Zahnräder, Lüfter etc.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wiegestücke auf wenigstens einer ihrer im wesentlichen radial gelegenen Seiten im Bereich deren radialer Mitte eine sich in Längsrichtung der Wiegestücke erstreckende konkave Wiegefläche aufweisen, daß die radialen Endstege der an diesen Wiegestückseiten anliegenden Laschen über eine konvexe Wiegefläche mit der konkaven Wiegefläche in Eingriff sind und daß der Krümmungsradius der konvexen Wiegeflächen der radialen Endstege kleiner als der der konkaven Wiegeflächen der Wiegestücke ist.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist erreicht, daß nunmehr die Gelenkstücke durch nur noch ein Wiegestück gebildet werden können, auf dem die zugeordneten radialen Endstege unmittelbar über die genannten Wiegeflächen sich abwälzen und nicht mehr, wie im bisherigen Falle, über die Vermittlung eines zweiten Wiegestückes. Dadurch ergibt sich ein ganz erhebliches Aneinanderrücken der Gelenkstellen, die verglichen mit den eingangs diskutierten Fällen zu einer Teilungsverminderung im Bereich zwischen 33 % und 56 % Je nach Kettenbauform führt. Durch die Verringerung der Zahl der Wiegestücke ergibt sich natürlich auch eine Verringerung der Reibkontaktfläche zwischen Wiegestücken und Kegelscheiben. Diese kann jedoch ohne große Mühen durch in Radialrichtung entsprechend vergrößerte Wiegestücke kompensiert werden. Hier ist im Übrigen eine teilweise Kompensation durch die Erfindung selbst bereits gegeben, da Ja nunmehr bei der erheblich verringerten Teilung pro Längeneinheit der Kette eine größere Zahl von Gelenkstellen vorhanden ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist im übrigen, wie sich erwiesen hat, erreicht, daß nunmehr der Pegel der durch die Laschenkette verursachten Geräusche so stark herabgesetzt ist, daß er gleich oder geringer als die Geräuscherzeugung der anderen Getriebeteile ist, so daß nunmehr bezüglich des Getriebegeräusches die Laschenkette nicht mehr wie bisher dominiert.

Was die radialen Endstege der Laschen betrifft, so sind diese am stärksten in der Mitte belastet. Dort weisen sie jedoch infolge der erfindungsgemäßen Paarung von konvexer Wiegefläche der radialen Endstege mit konkaver

Wiegefläche der Wiegestücke ihre größte Querschnittsbreite auf. Um die Belastbarkeit der radialen Endstege noch weiter zu vergrößern, können diese zweckmäßig auf ihrer Außenseite radial innen und außen eine Querschnittsvergrößerung aufweisen. Dadurch wird zwar das Gewicht der Laschenkette etwas vergrößert, es hat sich jedoch gezeigt, daß dann praktisch wieder die Leistungsübertragungsfähigkeit bekannter Laschenketten gegeben ist, jedoch andererseits mit der ganz erheblichen Reduzierung der Kettenteilung.

Bezüglich der konkav/konvexen Ausführung der jeweiligen Wiegenflächenpaarung erbringt die Erfindung außerdem den Vorteil, daß die tatsächlich bei Belastung der Aufnahme der Flächenpressung zur Verfügung stehenden Flächen infolge der Schmiegung der gleichsinnig gekrümmten Anlageflächen wesentlich größer ist als bei anderen denkbaren Paarungen. Deshalb kann man auch die Wiegestücke direkt auf den radialen Endstegen der Laschen abwiegen lassen, ohne daß Verschleißprobleme auftreten.

Zweckmäßigerweise können die Wiegestücke auf der anderen im wesentlichen radial gelegenen Seite gegen die dort zur Anlage kommenden radialen Endstege zugeordneter Laschen über zwei in Radialrichtung voneinander entfernte Anlagestellen abgestützt sein, zwischen denen eine Rücknahme der den Endstegen zugewandten Wiegestückfläche gegeben

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ist, wobei die radiale Erstreckung der Wiegestücke dem Abstand der Anlagestellen weitgehend entspricht. Hier stützen sich also die entsprechend ausgebildeten Laschen mit einer ihrer Ausnehmungen auf den Wiegestücken über die der älteren Anmeldung zugrunde liegende Zweipunktanlage unter Ausnutzung deren Vorteile ab, während sie sich mit der anderen Ausnehmung über die Wiegefläche an dem dortigen Wiegestück abwälzen können.

Es besteht jedoch auch "die Möglichkeit, daß die Paarung der Wiegestücke mit den zugeordneten radialen Endstegen der Laschen auf beiden Wiegestückseiten gleich ausgebildet ist. Hier haben also die Wiegestücke auf beiden Seiten in gleicher Form eine konkave Wiegefläche, so daß sie bezogen auf ihre radiale Mittelebene symmetrisch ausgebildet sind, welch letzteres dann entsprechend natürlich auch für die Laschen der Kette gilt.

Schließlich können die Laschen ohne radialen Mittelsteg zwischen den Aussparungen für die WiegestUcke ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Gewichtsersparnis an den Kettengliedern, die die vorgenannte Gewichtsvergrößerung durch die Verbreiterung der radialen Endstege mehr als kompensiert.

Einen entscheidenden Vorteil gegenüber bisher bekannten Gelenken ist noch dadurch gegeben, daß die Wiegestücke in der Laschenöffnung auf der Seite mit dem konvexen radialen Endsteg in radialer Richtung innen und außen Spiel haben. Da die Wiegeflächenkombination konkax/konvex ein selbstzentrierendes Gelenk ergibt, brauchen die Wiegegelenke an ihren Ober- und Unterseiten keine Führung mehr, wodurch Gleitreibung entfällt. Damit ist ein Gelenk für Hochleistungsketten geschaffen, das nur noch reines Abwiegen ausführt und somit unter geringsten Reibungsverlusten einen sehr hohen Wirkungsgrad erzielt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, auf der Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Laschenkette in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie H-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie HI-III in Fig. 2;

Fig. 4 bis 6 verschiedene Laschenformen für eine Kette nach den Fig. 1 bis 3»

Fig. 7 eine Lasche einer anderen Kettenbauform nach der Erfindung und

Fig. 8 die Kettenbauform für die Laschen gemäß Fig. 7 in Seitenansicht.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Laschenkette im sog. Dreilaschenverband. Die Kette besteht aus Laschen 1, wie sie einzeln in Fig. 4 abgebildet ist. Die Laschen haben Ausnehmungen 2 und 3, in die untereinander gleich ausgebildete Wiegestücke 4 eingesetzt sind.

Die Wiegestücke 4 haben auf ihrer einen sich im wesentlichen radial erstreckenden Seite in deren radialer Mitte eine sich in Längsrichtung der Wiegestücke erstreckende konkave Wiegefläche 5, während die auf dieser Seite der Wiegestücke 4 abgestüztten radialen Endstege 6 der Laschen 1 dazu passend eine konvexe Wiegefläche 7 aufweisen, deren Radius kleiner ist als der der Wiegefläche 5.

Die zu den radialen Endstegen 6 gehörende Ausnehmung 3 der Laschen 1 ist im übrigen so bemessen, daß das Wiegestück 4 darin seine Schwenkbewegung ausführen kann.

Auf der anderen, sich im wesentlichen radial erstreckenden Seite sind die Wiegestücke 4 gegen die dort zur Anlage kommenden radialen Endstege 8 über zwei in Radialrichtung voneinander entfernte Anlagestellen 9 und 10 abgestützt, zwischen denen eine Rücknahme 11 der den Endstegen 8 zugewandten Wiegestückfläche gegeben ist. Die radiale Erstreckung der Wiegestücke 4 entspricht weitgehend dem Abstand der Anlagestellen 9 und 10.

Wie aus Fig. 1 und 4 ersichtlich, hat die Ausnehmung 2 der Laschen 1, die von den radialen Endstegen 8 begrenzt wird, im wesentlichen die Kontur der Wiegestücke 4 bis auf die Freilassung der Materialrücknahme 11 für die Wiegestücke.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, werden die Laschenpakete durch sog. Klammerlaschen 12 zusammengehalten, die praktisch aus zwei äußeren Laschen bestehen, die dur einen das Laschenpaket überbrückenden Bügel zusammengehalten werden. Macht man diese Klammerlaschen von der Materialstärke her gesehen halb so dick wie die übrigen Laschen, so ergibt sich bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Kette bezüglich des tragenden Querschnittes eine Kette mit jeweils drei tragenden Laschen pro Kettenglied.

Fig. 3 zeigt am besten die Stirnflächen 13 der Wiegestücke 4, die in Reibkontakt mit den nicht dargestellten Kegelscheiben des Getriebes treten.

Wie weiterhin aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich, haben die radialen Endstege 6 innen und außen eine Querschnittserweiterung und 15 sowie auch in der Mitte noch eine Querschnittserweiterung 16 auf ihrer Außenseite, wodurch die Belastbarkeit des Kettengliedes erhöht wird. Die zwischen den Querschnittserweiterungen 14 bis 16 gelegenen konkaven Einschnürungen sind für die freie Beweglichkeit des nächstfolgenden Wiegestückes erforderlich.

Da die Zweipunktanlage der Wiegestücke 4 auf ihrer bezogen auf die Zeichnung linken Seite eine geringere bzw. günstigere Bean— spruchung des Laschenmaterials ergibt, läßt sich die Laschenbauform wie in Fig. 5 dargestellt abwandeln. Hier ist der Laschenquerschnitt im Bereich der Ausnehmung 2 geringer als im Bereich der Ausnehmung 3_f wodurch sich eine Material- und damit Gewichtsersparnis ergibt, die eine Kompensation des durch die Querschnittserweiterungen 14 bis 16 bedingten zusätzlichen Gewichtes ermöglicht. Eine andere Lösung hierzu zeigt Fig. 6, bei der bezogen auf Fig. 4 der Mittelsteg 17 fortgelassen ist, was ebenfalls eine erhebliche Material- und Gewichtsersparnis darstellt. Selbstverständlich ist auch eine Kombination der Maßnahme nach. Fig. 5 und 6 möglich.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der Laschenkette sowie eine Einzellasche dazu. Die in Fig. 7 dargestellte Lasche 18 hat eine Bezogen auf ihre Vertikale klappsymmetrische

Bauform, die entsteht, wenn man die rechte Hälfte aus Fig. 4 auf die linke Seite umklappt. Dementsprechend sind, wie aus Fig. 8 ersichtlich, die Wiegestücke 19 nunmehr ebenfalls in die sem Sinne klappsymmetrisch hinsichtlich ihres Querschnittes, so daß sich auf ihren beiden Seiten die jeweils zugeordneten radialen Endstege 20 bzw. 21 der Laschen 18 über eine konkav/kc vexe Wiegeflächenpaarung abstützen. Entsprechend dem zu dieser Bauform bereits anhand der vorhergehenden Figuren Gesagten habt hier nun sowohl der radiale Endsteg 20 als auch der radiale Endsteg 21 QuerSchnittsVergrößerungen 22 bis 24 einerseits bzw 25 bis 27 andererseits.

Bezüglich der Darstellung in Fig. 8 ist darauf hinzuweisen, daß beim Kippen benachbarter Kettenglieder zueinander die V,^rie- gestücke 19 um den halben Kippwinkel verschwenkt werden. In übrigen sind bei der Darstellung in Fig. 8 Klammerlaschen 12, wie sie die Fig. 3 zeigt, fortgelassen, was im übrigen auch be züglich Fig. 1 gilt -, um die Darstellung übersichtlicher zu machen.

Schließlich ist in allen Fällen nicht im einzelnen gezeigt, wi die Wiegestücke 4 bzw. 19 gegen seitliches Herauswandern aus der Kette gesichert werden. Hierzu sind mannigfache Möglich keiten bekannt, die auch hier ohne weiteres Verwendung finden können.

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Claims (7)

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. R. LEMCKE DR.-ING. H. J. BROMMER AMALIENSTRASSE 28 KARLSRUHE 1 P.I.V. Antrieb Werner Reimers GmbH & Co. KG, Industriestraße 5. 6380 Bad Homburg 1 __ Patentansprüche

1.) Laschenkette für stufenlos verstellbare Kegelscheibengetriebe, deren die einzelnen Kettenglieder verbindendenden Gelenksttlcke als in Aussparungen der Laschen eingeschobene Wiegestücke ausgebildet sind, wobei die Stirnflächen der Wiegestücke die Reibkräfte zwischen Reibscheiben und Laschenkette übertragen, dadurch gekennzeichnet,

daß die Wiegestücke (4, 19) auf wenigstens einer ihrer im wesentlichen radial gelegenen Seiten im Bereich deren radialer Mitte eine sich in Längsrichtung der Wiegestücke erstreckende konkave Wiegefläche (5) aufweisen, daß die radialen Endstege (6; 20, 21) der an diesen Wiegestückseiten anliegenden Laschen (1; 18) über eine konvexe Wiegefläche (7) mit der konkaven Wiegefläche in Eingriff sind und daß der Krümmungsradius der konvexen Wiegeflächen der radialen Endstege kleiner als der der konkaven Wiegeflächen der WlegestUcke ist.

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2. Laschenkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegestücke (4) auf der anderen, im wesentlichen radial gelegenen Seite gegen die dort zur Anlage kommenden radialen Endstege (8) zugeordneter Laschen (T) über zwei in Radialrichtung voneinander entfernte Anlagestellen (9| 10) abgestützt sind, zwischen denen eine Rücknahme (11) der den Endstegen (8) zugewandten Wiegestückfläche gegeben ist, und daß die radiale Erstreckung der Wiegestücke dem Abstand der Anlagestellen weitgehend entspricht.

3. Laschenkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Paarung der Wiegestücke (19) mit den zugeordneten radialen Endstegen (20, 21) der Laschen (18) auf beiden Wiegestückseiten gleich ausgebildet ist.

4. Laschenkette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den radialen Endstegen (8) mit Zweipunktanlage der Wiegestücke (4) zugehörenden Ausnehmungen (2) der Laschen (1) bis auf die Rücknahme (11) der Wiegestückfläche dem Wiegestückquerschnitt entsprechen.

5. Laschenkette nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die konvexen Wiegestückflächen (7) aufweisenden radialen Endstege (6; 20, 21) auf ihrer Außenseite radial innen und außen eine Querschnittsvergrößerung (14, 15; 22, 24; 25, 27) aufweisen.

6. Laschenkette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen ohne radialen Mittelsteg zwischen den Aussparungen für die Wiegestücke ausgebildet sind (Fig. 6).

7. Laschenkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiegestücke (4, 19) in der Laschenöffnung auf der Seite mit dem konvexen radialen Endsteg (6, 20, 21) in radialer Richtung innen und außen Spiel haben.