DE4022576A1

DE4022576A1 - Antriebszahnrad fuer kettensaegen

Info

Publication number: DE4022576A1
Application number: DE4022576A
Authority: DE
Inventors: Erik Sundstroem
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1991-01-31
Anticipated expiration: 2010-07-17
Also published as: SE8902542D0; SE467146B; US5021033A; CA2021341A1; SE8902542L; DE4022576C2

Description

Technischer Hintergrund

Kettensägen werden verwendet für das Fällen von Bäumen und zum Schneiden von Holz auf eine gewünschte Länge. Kettensägen können entweder in der Hand zu haltende Sägen, an einem Fahrzeug montiert oder auch stationär sein. Die Leistung des Motors wird über ein Antriebszahnrad in eine Schneidkraft in der Kette umgesetzt, und um den Gebrauch eines kleinen Hochgeschwindigkeitsmotors zu erleichtern, ist es wünschenswert, ein Zahnrad mit kleinem Durchmesser zu verwenden.

Viele Probleme beim Gebrauch einer Kettensäge hängen mit dem Zusammen spiel zwischen dem Antriebszahnrad und der Kette zusammen. Ein Zahnrad mit wenigen Zähnen kann eine ungleichmäßige Bewegung, Vibrationen und plötzliche Spannungen in der Kette verursachen. Dies deformiert und streckt die Kette, die dann nicht mehr gut genug in das Zahnrad paßt, was noch stärkere Vibrationen verursacht und schließlich das Risiko des Bruchs der Kette mit sich bringt.

Da das Sägen normalerweise mit dem Teil der Kette durchgeführt wird, der sich in Richtung auf das Antriebszahnrad zu bewegt, muß dieses in einer Umgebung von Sägestaub, Fasern und Harz betrieben werden.

Stand der Technik

Es ist bekannt, Antriebszahnräder nach zwei verschiedenen Grundsätzen herzustellen, entweder als offene Stirnräder bzw. als Stirnrädergetriebe mit weiten Zahn- bzw. Eingriffsflächen, wobei die Zähne sowohl die tangentiale Schneidkraft übertragen als auch radiale Kräfte auf ihren Spitzen tragen, oder als geschlossene Flanschräder, wobei die Zahn- bzw. Eingriffsfläche nur wenig weiter als die Antriebsglieder der Kette ist und lediglich die tangentiale Schneidkraft überträgt, während die radiale Kraft von zwei seitlichen Platten aufgenommen wird, die in Berührung mit den Seitengliedern der Kette auf beiden Seiten der Zahnfläche bzw. Eingriffsfläche sind.

Die offenen Stirnräder haben geringe Kosten und sind unempfindlich gegen Sägestaub, verursachen jedoch mehr Vibrationen und Verschleiß der Kette. Die geschlossenen Flanschräder sind teuer zu produzieren und ihre Zahnkehlen zwischen den Zähnen werden leicht mit Sägestaub und Fasern verstopft, aber sie schützen die Kette und erlauben eine höhere Kettengeschwindigkeit mit geringeren Vibrationen, weil der Zahnverschleiß die radiale Position der Kette nicht beeinflußt.

Ein offenes Stirnzahnrad wird in der US-Patentschrift Nr. 29 10 100 von Hoff beschrieben, wobei dargestellt wird, daß die Eingriffsflächen beträchtlich weiter als die Kette sind. Ein geschlossenes Flanschzahnrad wird in dem US-Patent Nr. 31 63 052 von Oehrli beschrieben, wo dargestellt wird, wie die seitlichen Stützplatten mit Löchern versehen worden sind, um den Sägestaub aus den Zahnkehlen herauszulassen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein geschlossenes Flanschzahnrad, welches so gestaltet ist, daß es das Risiko, daß Sägestaub und Fasern sich in den Zahnkehlen festsetzen, beträchtlich verringert.

Das Wesen der Erfindung

Größere Späne und Teilchen werden durch die Löcher in den seitlichen Platten ausgestoßen. Festhängende bzw. klebende Schichten auf den Eingriffsflächen werden begrenzt durch die schweifende bzw. überstreichende Bewegung, die von den unteren Vorsprüngen der Antriebsglieder ausgeführt werden, während sie in die Zahnkehlen eintreten und dise verlassen. Es war jedoch keine bisher bekannte Gestaltung zufriedenstellend in der Lage, das allmähliche bzw. aufeinan derfolgende Aufbauen von Fasern und kleinen Teilchen am Grund der Zahnkehlen, bis schließlich die seitlichen Platten weggedrückt werden oder verhindert wird, daß die Antriebsglieder ganz in die Zahnkehlen eintreten, zu vermeiden.

Dies kann selbst dann auftreten, wenn die Zahnkehle auf einer Seite ganz offen ist, wie in dem US-Patent 32 79 272 von Gudmundsen, oder wenn die Löcher in den seitlichen Platten so groß sind, daß sie sich in radialer Richtung tiefer erstrecken als die Zahnkehle, wie in dem US-Patent Nr. 31 63 052 von Oehrli, beschrieben.

Ein weitere bekannte Gestaltung gemäß dem schwedischen Patent 4 56 147 von Reynolds hat Öffnungen, die radial innerhalb vom Zahnkehlengrund bis zu dem Raum zwischen den Rippen einer Keilwelle verlaufen, jedoch ist dieser Raum so begrenzt, daß er ebenfalls bald mit Sägestaub und Fasern verstopft wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bildung eines Aufbaues bzw. einer Ablagerung auf dem Zahnkehlengrund vermieden, indem man die Grundfläche mit der Achse des Zahnrades einen genügend großen Winkel bilden läßt, was bewirkt, daß eindringendes Material, wie z. B. Fasern und Teilchen, durch eine Öffnung in einer seitlichen Platte herausgedrückt wird anstatt zusammengepreßt und an die Grundfläche geklebt zu werden. Dieser Winkel sollte mehr als 20° betragen, vorzugsweise zwischen 30 und 45° liegen. Um das Befestigen in Kontakt mit einer Mutter oder einer Scheibe zu erlauben, wird der zur Seite herausge drückte Materialstrom unterbrochen, indem die Grundfläche der Öffnung in der seitlichen Platte angestoßen wird, welche einen anderen und kleineren Winkel mit der Achse des Zahnrades bildet. Das gebrochene Material wird dann durch die Zentrifugalkraft radial nach außen geworfen, wenn die Öffnung eine genügende radiale Erstreckung hat. Das Material wird sehr effektiv ausgeworfen, wenn die Öffnung sich ganz bis zum Umfang der seitlichen Platte erstreckt.

Wenn die Öffnung sich bis zum Umfang erstreckt, kann ein Risiko bestehen, daß ein Antriebsglied, welches bereit ist, in die Zahnkehle einzutreten, die Ecke trifft, wo die Öffnung in den Umfang übergeht. Um dies zu vermeiden, ist die Innenseite der seitlichen Platte in der Nähe einer oder beider Ecken abgeschrägt. Eine Abschrägung entlang der gesamten Zahnkehle, wie in dem US-Patent Nr. 34 98 346 von Gasner dargestellt, hat sich als ungeeignet erwiesen, da dies die Stützfläche für die Seitenglieder reduziert und erlaubt, daß Splitter, welche lang genug sind, um die Zahnkehle zu überbrücken, von den Antriebsgliedern in die Zahnkehle hineingezogen werden, statt weggebrochen zu werden.

Ein geschlossenes Flanschrad gemäß der Erfindung braucht nicht wendbar zu sein, da der Verschleiß der Eingriffsflächen das Übertragen von tangentialen Kräften nicht behindert. Es ist also ausreichend, nur in einer Seitenplatte Öffnungen zu machen.

Beschreibung der Einzelheiten

Die Erfindung wird unter Bezug auf die Figuren beschrieben, wobei

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Zahnrades gemäß der Erfindung mit einer passenden Sägekette ist,

Fig. 2 ein axialer Schnitt durch eine Zahnkehle und eine Öffnung ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teiles eines Zahnrades und

Fig. 4 eine radiale Draufsicht auf ein Zahnrad ist.

Das Zahnrad weist eine vordere Seitenplatte 11 auf, deren Umfang durch eine Mehrzahl von radialen Öffnungen 12 in eine Mehrzahl von bogenförmigen Segmenten 13 aufgeteilt ist, und weist weiterhin eine rückwärtige Seitenplatte 21 auf, deren Umfang 25 kontinuierlich oder mit entsprechenden radialen Öffnungen 22 versehen sein kann. Die Seitenplatten 11, 21 sind parallel mit einem Abstand, der etwas größer ist als die Dicke der Antriebsglieder der Kette. Zwischen den Seitenplatten 11, 21 befindet sich eine Getriebefläche bzw. Eingriffsfläche, die eine Mehrzahl von Zähnen 32 aufweist, welche durch eine Mehrzahl von Kehlen 33 getrennt sind, wobei sich in die Kehlen 33 Antriebsglieder 31 erstrecken, wenn die Kette sich um das Zahnrad herum bewegt. Die Öffnungen 12 in der vorderen Seitenplatte 11 sind im Zentrum der Kehlen 33 angeordnet. Durch das Zahnrad verläuft ein zentrales Loch 23 mit Keilen oder Keilnuten für die Drehmomentüber tragung.

Die tangentiale Kraft wird auf die Kette über die Berührung zwischen den Zähnen 32 und die Antriebsglieder 31 übertragen. Die radiale Kraft von der Kette wird durch die Berührung zwischen den Seitengliedern 24 und den bogenförmigen Segmenten 13 der vorderen Seitenplatte und den entsprechenden Teilen des Umfangs 25 der hinteren Seitenplatte aufgenommen.

Die Zahnkehle ist so tief, daß die Antriebsglieder 31 ihren Grund nicht berühren und ihr Grund 34 ist stark gegenüber dem zentralen Loch 23 geneigt, was bewirkt, daß Material, welches nach unten in die Zahnkehle 33 von dem Antriebsglied 31 transportiert worden ist, zur Seite hin durch die Öffnung 12 herausgedrückt wird, wobei der Boden 35 der Öffnung 12 einen anderen und kleineren Winkel mit dem zentralen Loch 23 bildet, so daß das Material keinen kontinuierlichen Strom bilden kann, sondern abgebrochen wird und radial nach außen entlang der Öffnung 12 ausgeworfen wird.

Um zu vermeiden, daß die Antriebsglieder 31 einer verschlissenen Kette an die Ecken 14 anschlagen, wo die Öffnungen 12 in die bogenförmigen Segmente 13 übergehen, sind die Ecken nach innen abgeschrägt.

In einer anderen Ausführungsform können die Ecken 14 über eine Brücke 16 miteinander verbunden sein, welche dünn sein kann, da es keine Berührung mit den Seitengliedern 24 in diesem Bereich gibt. In dieser Ausführungsform ist es ebenfalls vorteilhaft, eine Abschrägung 15 auf der Innenseite entlang der Brücke 16 zu haben.

Das Antriebszahnrad kann als Gußteil einstückig hergestellt werden oder durch Zusammenbau mehrerer gestanzter oder geprägter Einzelteile. Die Drehmoment übertragung von der Welle kann durch Keilwellen oder Keile erfolgen.

Claims

1. Antriebszahnrad für Kettensägen mit einer hinteren Seitenplatte (21), einer Eingriffsfläche, welche aus Zähnen (32) und Zahnkehlen (33) besteht und mit einer Weite, die die Weite der Antriebsglieder der Kette der Kettensäge etwas übersteigt, einer vorderen Seitenplatte (11) mit Öffnungen, welche in den Zentren der Zahnkehlen angeordnet sind, und mit einem zentralen Loch (23), dadurch gekennzeichnet, daß der Grund (34) der Zahnkehlen einen Winkel mit der Achse des zentralen Loches (23) bildet, der größer als 20° ist.

2. Antriebszahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund (34) der Zahnkehlen einen Winkel zwischen 30 und 45° mit der Achse des zentralen Loches (23) bildet.

3. Antriebszahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund (35) der Öffnungen (12) an den Grund (34) der Zahnkehlen anschließt und einen anderen und kleineren Winkel mit der Achse des zentralen Loches (23) bildet.

4. Antriebszahnrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grund (35) der Öffnungen (12) einen Winkel zwischen 1 und 20° mit der Achse des zentralen Loches bildet.

5. Antriebszahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (12) sich in radialer Richtung bis zum Umfang der vorderen Seitenplatte (11) erstrecken und so diese Platte in mehrere bogenförmige bzw. kreisförmige Segmente (13) teilen.

6. Antriebszahnrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Ecken (14), wo die Öffnungen (12) in die bogenförmigen Segmente (13) übergehen, mit Abschrägungen (15) gestaltet sind.

7. Antriebszahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten der rückwärtigen und der vorderen Seitenplatte (21, 11) mit Ab schrägungen entlang eines kleinen Teils ihres Umfanges versehen sind.

8. Antriebszahnrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägungen zwischen den Zähnen (32) symmetrisch angeordnet sind.