WO2003093698A1 - Gelenkkette mit nitriertem gelenkbolzen - Google Patents

Gelenkkette mit nitriertem gelenkbolzen Download PDF

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WO2003093698A1
WO2003093698A1 PCT/EP2003/003447 EP0303447W WO03093698A1 WO 2003093698 A1 WO2003093698 A1 WO 2003093698A1 EP 0303447 W EP0303447 W EP 0303447W WO 03093698 A1 WO03093698 A1 WO 03093698A1
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chain
link
joint
articulated
chain according
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Application number
PCT/EP2003/003447
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English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Hirschmann
Berndt Röhrig
Original Assignee
Joh. Winklhofer & Söhne GmbH und Co. KG
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G13/00—Chains
    • F16G13/02—Driving-chains
    • F16G13/06—Driving-chains with links connected by parallel driving-pins with or without rollers so called open links

Definitions

  • the invention relates to an articulated chain with chain links connected to one another via a chain link, wherein in each case one link pin for forming a chain link extends through at least one link opening and a bearing surface of the link opening is formed by a sintered material
  • rotatably mounted bushings made of a self-lubricating material are used on a chain pin in order to achieve a largely maintenance-free chain.
  • the bushings consist of a sintered material and are soaked with a lubricant that lasts for the life of the link chain is slowly released to the outside.
  • the bushings are intended to ensure lubrication between the parts of the chain that move against one another, the bushing in particular preventing contact between the inner and outer link
  • JP 61184246 A describes a corrosion-resistant chain in which both the joint pin and the joint sleeve are provided with a titanium-containing surface layer.
  • This surface is produced in a thermochemical process at a temperature of 1000 ° C. and a long process time.
  • a reaction gas containing titanium is used the surface layer, depending on the other components of the reaction gas, enriched by diffusion with titanium carbide or titanium nitride. The long duration of the process causes a change in the core properties with a low material strength
  • the present invention has for its object to provide a link chain with good wear properties at the lowest possible manufacturing costs.
  • this object is achieved in that at least one edge layer of the joint pins forming the bearing surface has a nitrided surface layer.
  • Joint pins with a surface layer made of titanium nitride are known from JP 61184266 A, but the joint sleeves are also coated with titanium nitride.
  • good wear properties are to be achieved by sintered bushes which are soaked with a lubricant.
  • the material or the surface condition of the chain pins is not dealt with in more detail and obviously does not matter due to the sufficient supply of lubricant.
  • the above solutions try to improve the properties of chain links by a single measure.
  • the bearing surfaces of the chain link through a material adapted to the counter material of the joint opening or pin. Coordinating surface selection with one another is not suggested.
  • a link chain is provided for the first time, which combines a bearing surface of the joint opening made of a sintered material and a bearing surface of the joint bolts with a nitrided surface layer.
  • the bearing surface of the joint opening and bolt is the entirety of the bearing surfaces of the joint opening and bolt that are in contact with one another in the chain joint.
  • the nitrided surface layer of the bearing surface of the hinge pin is created by enriching the surface layer of the material with nitrogen during a thermochemical treatment, which increases the fatigue strength and the resistance to surface disruption and adhesive wear.
  • the special material pairing of the bearing surfaces of the joint opening and pin leads to a good sliding behavior of the chain joint and thus to a good resistance to wear for the entire joint chain.
  • the chain joint does not have to be lubricated by a lubricant escaping from the bearing surfaces made of sintered material and, despite improved wear properties, the requirements for the surface layer of the joint pins can remain unchanged Reduction in manufacturing costs possible
  • the hinge pin has a nitrided surface layer in the entire area of its peripheral layer forming the outer surface. Due to the continuous nitrided surface layer along the outer surface of the hinge pin, weak points in the transition from the nitrided to the unnitnered surface can be avoided between those with the bearing surface of the joint opening in Areas with low wear resistance can thus be prevented from contacting bearing surfaces of the hinge pin
  • the hinge pin has an oxi-nit surface layer.
  • the oxi-surface layer is created by enriching the surface layer of the material with nitrogen and oxygen in a thermochemical treatment.
  • the oxi-surface layer is characterized by good resistance to adhesion and increased corrosion resistance out
  • the bearing surface of the joint pins has a nitrocarbonated surface layer.
  • the nitrocarbonated surface layer of the bearing surface of the joint bolts is created by enriching the surface layer of the material with nitrogen and carbon in a thermochemical treatment, iron nitride being formed on an outer connecting layer by the carbonite-containing surface layer resistance to adhesive wear is increased
  • the nitrocarbonated surface layer is produced by means of a short-time gas nitriding process.
  • the short-time gas niterning enables short process times compared to other nitriding processes
  • the hinge pin can be made of an alloy steel
  • the alloyed steel can preferably be a nitriding steel, in particular a 39 CrMoV 13 9 nitriding steel is particularly well suited for achieving a wear-resistant surface layer by nitriding, since nitriding steel contains special nitride formers, for example chromium, aluminum or molybdenum
  • the nitrided surface layer can have an outer 3 to 30 ⁇ m thick edge layer, which comprises iron nitride ( ⁇ -Fe x N).
  • a surface layer which mainly consists of iron nitride, enables a high hardness of the nitrided surface layer
  • the nitrided surface layer has a hardness of 1000 to 1500 HV 0.1. Such a hardness brings about a very high resistance to adhesive wear on a nitrided surface
  • the bearing surface of the joint opening is formed by a steel powder.
  • the use of steel powder for the production of the sintered material used as the bearing surface gives the bearing surface the hardness and strength necessary for its use
  • a further increase in the strength of the bearing surface of the joint opening is achieved in a further embodiment in that at least part of the steel powder is alloyed with at least one alloy element, in particular copper, nickel, chromium, molybdenum
  • the bearing surface of the joint opening can be formed by a joint sleeve connected to a chain link.
  • the chain link and the bearing surface can be made from the sintered material. depending on each other and then connected together.
  • the joint sleeve can advantageously consist entirely of the sintered material. This prevents weak points at the connection points between the joint sleeve and the bearing surface. Production costs can also be reduced by reducing the number of work steps required to manufacture the joint sleeve.
  • a preferred embodiment provides that alternating inner chain links, which have at least two inner link plates and two joint sleeves connecting the inner link plates at a parallel distance from one another, and outer chain links which have at least two outer link plates and two joint pins connecting the outer link plates at a parallel distance from one another, each via a chain link are connected.
  • Such link chains made of inner and outer chain links in particular sleeve and roller chains, are used in large quantities and with a high degree of automation for many industrial areas, e.g. also manufactured for the automotive sector. This mass production leads to correspondingly low costs of this type of link chains.
  • the joint sleeves are firmly connected to the inner straps, in particular by pressing or gluing.
  • this form of the joint chain has a large bearing surface, as a result of which the load and wear on the chain joint is low.
  • Fig. 1 is a plan view with a partial section of a link chain according to the invention.
  • Fig. 2 is a plan view and a partial section of another embodiment of the link chain.
  • the articulated chain 1 shown in FIG. 1 is designed as a sleeve chain, with inner chain links and outer chain links each connected via a chain link 2.
  • the inner chain link each consists of two parallel inner link plates 8 and two joint sleeves 5 connecting the inner link plates 8, the joint sleeves 5 being vertical stand to the inner link plates 8 and the joint sleeves 5 are firmly connected to the inner link plates 8, in particular by pressing or gluing.
  • the outer chain links consist of two parallel outer link plates 9 which are connected to one another with two joint pins 3, the joint pins 3 being rotatable in the joint sleeves 5 the inner chain link is mounted.
  • the outer chain link is rotatably fastened to an inner chain link by the hinge pin 3 and connects the inner chain link to a second inner chain link through the outer link plates 9, the outer link links 9 running parallel to the inner link links 8
  • Steering bolts 3 of the outer chain ghed are rotatably mounted in the joint sleeves 5 of the inner chain gheth, whereby the connections each form a chain joint 2 of the joint chain 1.
  • the axes of the joint bolts 3 and joint sleeves 5 which run into one another are aligned
  • the joint sleeves 5 shown in FIG. 1 consist entirely of a sintered material based on a steel powder.
  • the joint sleeve 5 is a sintered molded part, as a result of which tight tolerances can be maintained in the manufacture of the joint sleeves 5.
  • the hinge pins 3 of the hinge chain 1 according to the invention are produced in a gas diffusion process, an OCN process, whereby ground bolt material made of 39 CrMoV 13 9 is nitrocarboxylated at a temperature of about 600 ° C. for a period of 60 to 120 minutes from the process gas Diffuses nitrogen and carbon into the surface layer of the hinge pin 3 and forms an outer connecting layer made of iron nitride, ⁇ -Fe x N, with a thickness of 5 to 10 ⁇ m and a hardness of 1000 to 1200 HV 0.1 towards the inside a layer of y -Fe N follows, rather a nitrogen diffusion layer is reached.
  • the ⁇ -Fe x N layer increases the resistance to adhesive wear.
  • There is a pore seam in the outer edge layer of the connection layer which is removed by slide grinding using the OCN process.
  • the bearing surface 6 of the joint opening made of a sintered material proves to be a very suitable sliding partner for the nitrided bearing surface 4 of the joint bolt 3, which results in good overall wear properties for the chain joint 2.
  • the wear properties of the chain link 2 can be further improved by regularly wetting the bearing surface 6 of the link sleeve 5 with a lubricant. Due to the porous structure of the sintered material, the lubricant supplied from the outside adheres to the bearing surfaces of the joint sleeves 5. Likewise, the porous structure delays the release of the lubricant, as a result of which joint sleeve 5 made of a sintered material has good sliding properties.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of an articulated chain 1 according to the invention. Only the essential differences between the roller chain shown in FIG. 2 and the sleeve chain from FIG. 1 are described below. The same reference numerals are used for identical and functionally identical elements and in this respect reference is made to the above description in FIG. 1 for addition.
  • the inner chain link also consists of two parallel ones Link chain also made of two parallel inner plates 8 and two joint pins 3 connecting the inner plates 5 and additionally of two rollers 10 enclosing the joint sleeves 5 between the inner plates 8
  • the rollers 10 are also perpendicular to the inner plates 8 Rollers 10, joint sleeves 5 and joint pin 3 are aligned with one another
  • rollers 10 of a roller chain which rotate over the joint sleeves 5, roll off with little friction on the tooth flanks of the sprocket engaged with the roller chain, so that a different point on the circumference of the rollers 10 always comes into play.
  • a lubricant film between the rollers 10 and the joint sleeves 5 contribute to noise and shock absorption.
  • the chain joints 2 of the roller chain have a smaller joint surface and thus a larger joint surface pressure due to the smaller diameter of the joint bolts 3 compared to the sleeve chain. This increased load on the chain joint 2 requires special attention to the wear properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkkette (1) mit jeweils über ein Kettengelenk miteinander verbundenen Kettengliedern, wobei sich jeweils ein Gelenkbolzen (3) zum Bilden eines Kettengelenks durch mindestens eine Gelenköffnung erstreckt und eine Lagerfläche der Gelenköffnung von einem Sintermaterial gebildet ist, wobei der Gelenkbolzen aus einem legierten Stahl hergestellt ist und eine die Lagerfläche bildende Randschicht der Gelenkbolzen eine nitrierte Oberflächenschicht aufweist.

Description

„Gelenkkette mit nitriertem Gelenkbolzen"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkkette mit jeweils über ein Kettengelenk miteinander verbundenen Kettengliedern, wobei sich jeweils ein Gelenkbolzen zum Bilden eines Kettengelenks durch mindestens eine Gelenkoffnung erstreckt und eine Lagerflache der Gelenköffnung von einem Sintermatenal gebildet ist
Bei einer aus der DE 20103503 U bekannten gattungsgemaßen Gliederkette werden auf einem Kettenbolzen drehbar gelagerten Buchsen aus einem selbstschmierenden Material eingesetzt, um eine weitgehende Wartungsfreiheit der Kette zu erreichen Die Buchsen bestehen aus einem Sintermatenal und sind mit einem Schmiermittel getrankt, das wahrend der Lebensdauer der Gliederkette langsam nach außen abgegeben wird Die Buchsen sollen eine Schmierung zwischen den gegeneinander bewegten Teilen der Kette gewährleisten, wobei durch die Buchse insbesondere eine Berührung zwischen der Innen- und Außenlasche verhindert wird
Die JP 61184246 A beschreibt eine korrosionsbeständige Kette, bei der sowohl der Gelenkbolzen als auch die Gelenkhulse mit einer titanhaltigen O- berflachenschicht versehen sind Diese Oberflache wird in einem thermochemischen Verfahren bei einer Temperatur von 1000°C und einer langen Verfahrensdauer hergestellt Durch ein titanhaltiges Reaktionsgas wird die Oberflachenschicht, je nach weiteren Bestandteilen des Reaktionsgases, durch Diffusion mit Titancarbid oder Titannitrid angereichert Die lange Verfahrensdauer bewirkt bei geringer Mateπalstarke eine Veränderung der Kerneigenschaften
Die mit der fortschreitenden technischen Entwicklung steigenden Anforderungen an die Verschleißfestigkeit von Gelenkketten, insbesondere im Automobilbereich, fuhrt zu einem standigen Verbesserungsbedarf und einer notwendigen Anpassung auch der Verschleißfestigkeit Auch besteht insbesondere im Hinblick auf die im Bereich der Automobihndustrie hohen Stuckzahlen die Notwendigkeit, aufwandige Losungen zur Verschleißproblematik durch kostengünstige Konzepte zu ersetzen Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkkette mit guten Verschleißeigenschaften bei möglichst geringen Herstellungskosten bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Gelenkkette dadurch gelöst, dass mindestens eine die Lagerfläche bildende Randschicht der Gelenkbolzen eine nitrierte Oberflächenschicht aufweist.
Zwar sind aus der JP 61184266 A Gelenkbolzen mit einer einer Oberflächenschicht aus Titannitrid bekannt, jedoch sind die Gelenkhülsen ebenfalls mit Titannitrid beschichtet. Bei der DE 20103503 U sollen gute Verschleißeigenschaften durch Sinterbuchsen erreicht werden, die mit einem Schmiermittel getränkt sind. Auf das Material oder die Oberflächenbeschaffenheit der Kettenbolzen wird dabei nicht näher eingegangen und kommt es offensichtlich aufgrund der ausreichenden Schmiermittelzufuhr nicht an. Die obigen Lösungen versuchen die Eigenschaften von Kettengelenken durch eine einzelne Maßnahme zu verbessern. Zur Verbesserung der Verschleißproblematik bei Gelenkketten die Lagerflächen des Kettengelenks durch eine auf das Gegenmaterial der Gelenköffnung oder -bolzen angepasste Materialbzw. Oberflächenauswahl aufeinander abzustimmen wird nicht angeregt.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird erstmals eine Gelenkkette bereitgestellt, die eine Lagerfläche der Gelenköffnung aus einem Sintermaterial und eine Lagerfläche der Gelenkbolzen mit einer nitrierten Oberflächenschicht kombiniert. Die Lagerfläche der Gelenköffnung und -bolzen ist die Gesamtheit der im Kettengelenk miteinander in Kontakt stehenden tragenden Flächen der Gelenköffnung und -bolzen. Die nitrierte Oberflächenschicht der Lagerfläche der Gelenkbolzen entsteht durch eine Anreicherung der Randschicht des Werkstoffs mit Stickstoff während einer thermochemi- schen Behandlung, wodurch die Dauerschwingfestigkeit sowie der Widerstand gegen Oberflächenzerrüttung und adhäsivem Verschleiß erhöht wird. Die besondere Werkstoffpaarung der Lagerflächen von Gelenköffnung und - bolzen führt zu einem guten Gleitverhalten des Kettengelenks und damit zu einem guten Widerstand gegen Verschleiß für die gesamte Gelenkkette. Durch die guten Gleiteigenschaften dieser Werkstoffpaarung muss das Kettengelenk nicht durch ein aus den Lagerflachen aus Sintermatenal austretendes Schmiermittel geschmiert werden und trotz verbesserter Verschleiß- eigenschaften können die Anforderungen an die Oberflachenschicht der Gelenkbolzen unverändert bleiben Dadurch ist neben einer Verbesserung der Verschleißeigenschaften der Gelenkkette bei gleichbleibenden Verschleißanforderungen eine Verringerung der Herstellkosten möglich
Eine gunstige Ausfuhrungsform sieht vor, dass der Gelenkbolzen im gesamten Bereich seiner die Mantelflache bildenden Randschicht eine nitrierte Oberflachenschicht aufweist Durch die ununterbrochene nitrierte Oberflachenschicht entlang der Mantelflache der Gelenkbolzen lassen sich Schwachpunkte beim Übergang von nitrierter zu unnitnerter Oberflache vermeiden Zwischen den mit der Lagerflache der Gelenkoffnung in Kontakt stehenden tragenden Flachen des Gelenkbolzens können so Bereiche mit geringem Verschleißwiderstand verhindert werden
Eine bevorzugte Modifikation sieht vor, dass der Gelenkbolzen eine oxi- nitnerte Oberflachenschicht aufweist Die oxinitnerte Oberflachenschicht entsteht durch Anreicherung der Randschicht des Werkstoffs mit Stickstoff und Sauerstoff in einer thermochemischen Behandlung Die oxinitnerte O- berflachenschicht zeichnet sich durch einen guten Widerstand gegenüber Adhäsion und eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit aus
Eine weitere Variante sieht vor, dass die Lagerflache der Gelenkbolzen eine nitrocarbonerte Oberflachenschicht aufweist Die nitrocarbonerte Oberflachenschicht der Lageflache der Gelenkbolzen entsteht durch eine Anreicherung der Randschicht des Werkstoffs mit Stickstoff und Kohlenstoff in einer thermochemischen Behandlung, wobei auf einer äußeren Verbindungsschicht Eisennitrid entsteht Durch die carbonitnerte Oberflachenschicht wird der Widerstand gegen adhasivem Verschleiß verstärkt
Von Vorteil ist weiter, dass die nitrocarbonerte Oberflachenschicht mittels eines Kurzzeitgasnit erverfahrens hergestellt ist Das Kurzzeitgasnitneren ermöglicht gegenüber anderen Nitrierverfahren kurze Verfahrensdauem Um neben den guten Verschleißeigenschaften der Lagerflache eine ausreichende Harte im Kern des Gelenkbolzens zu ermöglichen, kann der Gelenkbolzen aus einem legierten Stahl hergestellt sein
Bevorzugt kann der legierte Stahl ein Nitrierstahl sein, insbesondere ein 39 CrMoV 13 9 Nitrierstahle sind besonders gut geeignet, um durch Nitrieren eine verschleißfeste Oberflachenschicht zu erzielen, da Nitrierstahle spezielle Nitridbildner enthalten, z B Chrom, Aluminium oder Molybdän
Gunstigerweise kann die nitrierte Oberflachenschicht eine äußere 3 bis 30 μm dicke Randschicht aufweisen, die Eisennitrid (ε-FexN) umfasst Eine solche überwiegend aus Eisennitrid bestehende Randschicht ermöglicht eine hohe Harte der nitrierten Oberflachenschicht
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die nitrierte Oberflachenschicht eine Harte von 1000 bis 1500 HV 0,1 aufweist Eine solche Harte bewirkt bei einer nitrierten Oberflache einen sehr hohen Widerstand gegenüber adhasivem Verschleiß
Von Vorteil ist es gemäß einer Variante weiter, dass die Lagerflache der Gelenkoffnung von einem Stahlpulver gebildet ist Durch den Einsatz von Stahlpulver für die Herstellung des als Lagerflache eingesetzten Sintermate- nals erreicht die Lagerflache eine für ihren Einsatz notwendige Harte und Festigkeit
Eine weitere Steigerung der Festigkeit der Lagerflache der Gelenkoffnung wird bei einer weiteren Ausfuhrungsform dadurch erreicht, dass zumin- destens einem Teil des Stahlpulvers mindestens ein Legierungselement zu- legiert ist, insbesondere Kupfer, Nickel, Chrom, Molybdän
Aus Vereinfachungsgrunden kann die Lagerflache der Gelenkoffnung durch eine mit einem Kettenglied verbundene Gelenkhulse gebildet sein Dadurch können das Kettenglied und die Lagerflache aus dem Sintermatenal unab- hängig voneinander hergestellt und anschließend miteinander verbunden werden.
Vorteilhafterweise kann die Gelenkhülse vollständig aus dem Sintermaterial bestehen. Dies verhindert Schwachpunkte an den Verbindungsstellen zwischen Gelenkhülse und Lagerfläche. Durch die Verringerung der notwendigen Arbeitsschritte zur Herstellung der Gelenkhülse können außerdem Produktionskosten reduziert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass abwechselnd Innenkettenglieder, die mindestens zwei Innenlaschen und zwei, die Innenlaschen in parallelem Abstand zueinander verbindende Gelenkhülsen aufweisen und Außenkettengiieder, die mindestens zwei Außenlaschen und zwei die Außenlaschen in parallelem Abstand zueinander verbindende Gelenkbolzen aufweisen, über jeweils ein Kettengelenk miteinander verbunden sind. Solche Gelenkketten aus Innen- und Außenkettengliedern, insbesondere Hülsen- und Rollenketten, werden in großen Stückzahlen und mit einem hohen Automatisierungsgrad für viele industrielle Bereiche, z.B. auch für den Kraftfahrzeugbereich, hergestellt. Diese Massenproduktion führt zu entsprechend geringen Kosten dieser Form von Gelenkketten. Die Gelenkhülsen sind fest mit den Innenlaschen verbunden, insbesondere durch Einpressen oder Einkleben. Da die Gelenkhülse über die gesamte Breite des Innenkettengliedes drehbar auf dem mit einer chromierten Oberfläche versehenen Gelenkbolzen gelagert ist, weist diese Form der Gelenkkette eine große Lagerfläche auf, wodurch die Belastung und der Verschleiß des Kettengelenks gering ist.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht mit einem bereichsweisen Schnitt einer erfindungsgemäßen Gelenkkette, und
Fig. 2 eine Draufsicht und einen bereichsweisen Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Gelenkkette. Die in Fig 1 dargestellt erfmdungsgemaße Gelenkkette 1 ist als Hulsen- kette ausgeführt, mit jeweils über ein Kettengelenk 2 verbundenen Innenkettengliedern und Außenkettengliedern Das Innenkettenglied besteht jeweils aus zwei parallel verlaufenden Innenlaschen 8 und zwei die Innenlaschen 8 miteinander verbindenden Gelenkhulsen 5, wobei die Gelenkhulsen 5 senkrecht zu den Innenlaschen 8 stehen und die Gelenkhulsen 5 fest mit den Innenlaschen 8 verbunden sind, insbesondere durch Pressen oder Kleben Die Außenkettengiieder bestehen aus zwei parallel verlaufenden Außenlaschen 9, die mit zwei Gelenkbolzen 3 miteinander verbunden sind, wobei die Gelenkbolzen 3 drehbar in den Gelenkhulsen 5 der Innenkettengheder gelagert sind Das Außenkettenglied ist durch den Gelenkbolzen 3 drehbar an einem Innenkettenglied befestigt und verbindet durch die Außenlaschen 9 das Innenkettenglied mit einem zweiten Innenkettenglied, wobei die Außenlaschen 9 parallel zu den Innenlaschen 8 verlaufen Die Gelenkbolzen 3 des Außenketten- gheds sind in den Gelenkhulsen 5 des Innenkettengheds drehbar gelagert, wodurch die Verbindungen jeweils ein Kettengelenk 2 der Gelenkkette 1 bilden Die Achsen der ineinander verlaufenden Gelenkbolzen 3 und Gelenkhulsen 5 fluchten zueinander
Die in Fig 1 gezeigten Gelenkhulsen 5 bestehen vollständig aus einem Sintermatenal auf Basis eines Stahlpulvers Dabei ist die Gelenkhulse 5 ein Sinterformteil, wodurch bei der Herstellung der Gelenkhulsen 5 enge Toleranzen eingehalten werden können Nach einer abschließenden Bearbeitung der Lagerflache 6 werden die Gelenkhulsen 5 einer weiteren Wärmebehandlung unterzogen
Die Gelenkbolzen 3 der erfindungsgemaßen Gelenkkette 1 werden in einem Gasdiffusionsverfahren, einem OCN-Verfahren, hergestellt, wobei geschliffenes Bolzenmateπal aus 39 CrMoV 13 9 bei einer Temperatur von ca 600°C über einen Zeitraum von 60 bis 120 Minuten nitrocarbo- πert wird Aus dem Prozessgas diffundiert Stickstoff und Kohlenstoff in die Oberflachenschicht der Gelenkbolzen 3 ein und bildet eine äußere Verbindungsschicht aus Eisennitrid, ε-FexN, mit einer Starke von 5 bis 10 μm und einer Harte von 1000 bis 1200 HV 0, 1 Zum Inneren hin schließt sich eine Schicht aus y -Fe N an, eher eine Stickstoffdiffusionsschicht erreicht wird. Die ε-FexN-Schicht erhöht den Widerstand gegenüber adhäsivem Verschleiß. In der äußeren Randschicht der Verbindungsschicht befindet sich ein Porensaum, der nach dem OCN- Verfahren durch Gleitschleifen beseitigt wird.
Die aus einem Sintermaterial hergestellte Lagerfläche 6 der Gelenköffnung erweist sich als gut geeigneter Gleitpartner für die nitrierte Lagerfläche 4 der Gelenkbolzen 3, wodurch sich insgesamt gute Verschleißeigenschaften für das Kettengelenk 2 ergeben. Die Verschleißeigenschaften des Kettengelenks 2 lassen sich nochmals verbessern, indem die Lagerfläche 6 der Gelenkhülse 5 regelmäßig mit einem Schmiermittel benetzt wird. Durch die poröse Struktur des Sintermaterials haftet das von außen zugeführte Schmiermittel an den Lagerflächen der Gelenkhülsen 5. Ebenso verzögert die poröse Struktur die Abgabe des Schmiermittels, wodurch Gelenkhülse 5 aus einem Sintermaterial gute Gleiteigenschaften aufweisen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Gelenkkette 1 als Hülsenkette berühren die Zahnflanken des eingreifenden Kettenrades die feststehenden Gelenkhülsen 5 stets an der gleichen Stelle der äußeren Oberfläche, weshalb auch hier ein hoher Verschleißwiderstand oder eine einwandfreie Schmierung notwendig ist. Hülsenketten weisen aber auch durch den großen Durchmesser der Gelenkbolzen 3 eine große Gelenkfläche auf, die eine geringere Gelenkflächenpressung und damit einen geringeren Verschleiß im Kettengelenk 2 bewirkt. Hülsenketten werden im Automobilbereich bei hochbeanspruchten Nockenwellenantrieben sowie in schnell laufenden Dieselmotoren eingesetzt.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfiπdungsgemäßen Gelenkkette 1. Im Folgenden werden nur die wesentlichen Unterschiede der in Fig. 2 gezeigten Rollenkette zu der Hülsenkette aus Fig. 1 beschrieben. Für identische und wirkungsgleiche Elemente weren gleiche Bezugsziffern verwendet und diesbezüglich zur Ergänzung auf die obige Beschreibung in Fig. 1 verwiesen. Bei der Rollenkette besteht das Innenkettenglied ebenfalls aus zwei parallel verlaufenden nenkettenglied ebenfalls aus zwei parallel verlaufenden Innenlaschen 8 und zwei die Innenlaschen 5 miteinander verbindenden Gelenkbolzen 3 sowie zusätzlich aus zwei zwischen den Innenlaschen 8 die Gelenkhulsen 5 umschließenden Laufrollen 10 Neben den Gelenkbolzen 3 stehen auch die Laufrollen 10 senkrecht zu den Innenlaschen 8 Die Achsen der ineinander verlaufenden Laufrollen 10, Gelenkhulsen 5 und Gelenkbolzen 3 fluchten zueinander
Die sich über die Gelenkhulsen 5 drehenden Laufrollen 10 einer Rollenkette rollen mit wenig Reibung an den Zahnflanken des mit der Rollenkette in Eingriff stehenden Kettenrades ab, so dass immer wieder eine andere Stelle des Umfangs der Laufrollen 10 zum Tragen kommt Ein Schmierstofffilm zwischen den Laufrollen 10 und den Gelenkhulsen 5 tragt zur Geräusch- und Stoßdampfung bei Die Kettengelenke 2 der Rollenkette weisen durch den im Vergleich zur Hulsenkette geringeren Durchmesser der Gelenkbolzen 3 eine kleinere Gelenkflache und damit eine größere Gelenkflachenpressung auf Diese erhöhte Belastung des Kettengelenks 2 erfordert eine besondere Beachtung der Verschleißei- genschaften entsprechend eine erfindungsgemaße Ausgestaltung der Lagerflache 6 der Gelenkoffnung aus einem Sintermatenal und der Lagerflache 4 der Gelenkbolzen 3 mit einer nitrierten Oberflachenschicht

Claims

Ansprüche
1. Gelenkkette mit jeweils über ein Kettengelenk miteinander verbundenen Kettengliedern, wobei sich jeweils ein Gelenkbolzen zum Bilden eines Kettengelenks durch mindestens eine Gelenköffnung erstreckt und eine Lagerfläche der Gelenköffnung von einem Sintermaterial gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkbolzen aus einem legierten Stahl hergestellt ist und eine die Lagerfläche bildende Randschicht der Gelenkbolzen eine nitrierte Oberflachenschicht aufweist.
2. Gelenkkette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkbolzen im gesamten Bereich seiner die Mantelfläche bildenden Randschicht eine nitrierte Oberflachenschicht aufweist.
3. Gelenkkette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche der Gelenkbolzen eine oxinitnerte Oberflachenschicht aufweist.
4. Gelenkkette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerfläche der Gelenkbolzen eine nitrocar- burierte Oberflachenschicht aufweist.
5. Gelenkkette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nitrocarbu erte Oberflachenschicht mittels eines Kurzzeitgasnitherverfahrens hergestellt ist.
6. Gelenkkette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der legierte Stahl des Gelenkbolzens ein Nitrierstahl ist, insbesondere ein 39 CrMoV 13 9.
7. Gelenkkette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nitrierte Oberflachenschicht eine äußere, 3 bis
30 μm dicke Randschicht aufweist, die Eisennitirid umfasst. Gelenkkette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nitrierte Oberflachenschicht eine Harte von 1000 bis 1500 HV 0,1 aufweist
Gelenkkette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerflache der Gelenkoffnung aus einem Stahlpulver hergestellt ist
Gelenkkette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem Teil des Stahlpulvers mindestens ein Legierungselement zulegiert ist, insbesondere Kupfer, Nickel, Chrom, Molybdän
Gelenkkette nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerflache der Gelenkoffnung durch eine
einem Kettenglied verbundene Gelenkhulse gebildet ist
Gelenkkette nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkhulse vollständig aus dem Sintermatenal besteht
Gelenkkette nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselnd Innenkettenglieder, die mindestens zwei Innenlaschen und zwei, die Innenlaschen im parallelen Abstand zueinander verbindende Gelenkhulsen aufweisen, und Außenkettengiieder, die mindestens zwei Außenlaschen und zwei, die Außenlaschen im parallelen Abstand zueinander verbindende Gelenkbolzen aufweisen, über jeweils ein Kettengelenk miteinander verbunden sind
PCT/EP2003/003447 2002-05-02 2003-04-02 Gelenkkette mit nitriertem gelenkbolzen WO2003093698A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/513,100 US20050176539A1 (en) 2002-05-02 2003-04-02 Sprocket chain comprising nitrated joint pins

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DE20206947U DE20206947U1 (de) 2002-05-02 2002-05-02 Gelenkkette mit nitriertem Gelenkbolzen
DE20206947.8 2002-05-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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Family

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