DE10113412A1 - Kettenlaufwerk - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kettenlaufwerk mit einer Kette (30) aus Kettengliedern (31), welche über Laufrollen (20) und Kettenräder (10) geführt ist. Laufrollen und Kettenräder sind dabei einscheibig ausgebildet, wobei das Kettenrad (10) radial abstehende Zähne (12) aufweist. Die Wirkungslinie der von den Zähnen (12) auf die Kettenglieder (31) übertragenen Kräfte liegt etwa auf der Höhe der Verbindungsbolzen (35) zwischen den einzelnen Kettengliedern. Hierdurch und durch den zentralen Aufsatz der Kettenräder auf den Kettengliedern (31) wird eine gleichmäßige und weitgehend von Drehmomenten freie Belastung der Kette erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kettenlaufwerk mit mindestens einem Kettenrad und einer aus Kettengliedern bestehenden Kette.

Kettenlaufwerke werden unter anderem für im Bergbau verwendete Arbeitsma­ schinen benötigt. Sie enthalten eine aus Kettengliedern bestehende Kette, welche um mehrere Kettenräder endlos umlaufend geführt ist, wobei die Kettenräder Zähne aufweisen, mit welchen sie in die Kette eingreifen, um diese anzutreiben. Darüber hinaus können Kettenlaufwerke noch Laufräder haben, die ohne einen an­ treibenden Eingriff in die Kette auf dieser abrollen und damit für eine zusätzliche Führung und Unterstützung sorgen.

Die Kettenräder bekannter Kettenlaufwerke sind zweischeibig. Das heißt, dass sie aus zwei parallel auf derselben Achse angeordneten, gleich großen Kreisscheiben mit Zähnen bestehen, welche jeweils am inneren beziehungsweise äußeren Rand der Kette eingreifen. Nachteilig hierbei ist, dass bei einem ungleichmäßigen Eingriff der Zähne der beiden Scheiben der Kettenräder leicht Torsionsmomente auf die Kettenglieder ausgeübt werden, welche eine zusätzliche Belastung darstellen und zu einem schnelleren Verschleiß der Kette führen.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ketten­ laufwerk bereitzustellen, welches bei einem konstruktiv einfachen Aufbau eine ausgewogenere Lastverteilung und damit einen geringeren Verschleiß aufweist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Kettenrad scheibenförmig ist und eine im Wesentlichen zylindrische Abrollfläche hat, wobei entlang der Mittellinie der Abrollfläche radial abstehende Zähne angeordnet sind, und dass die Kettenglieder auf ihrer dem Kettenrad zugewandten Seite eine sich in Kettenlaufrichtung erstreckende Unterstützungsfläche aufweisen, auf welcher das Kettenrad mit seiner Abrollfläche abrollen kann und die Kettenglieder in der ge­ nannten Unterstützungsfläche Ausnehmungen aufweisen, in welche die Zähne des Kettenrades eingreifen und dabei Kontakt zu einer senkrecht zur Kettenlaufrichtung liegenden Kontaktwand der Ausnehmung herstellbar ist.

Das Kettenrad des vorgeschlagenen Kettenlaufwerkes besteht somit aus einer ein­ zigen Scheibe, welche über ihren zylindrischen Rand auf der Kette abrollt. Dabei wird durch radial vom Rand des Kettenrades abstehende Zähne die Antriebskraft auf die Kette übertragen. Anders als bei den bekannten Kettenrädern mit zwei be­ abstandeten Scheiben findet somit nur eine zentrale Belastung der Kette statt. Drehmomente durch an zwei gegenüberliegenden Rändern eines Kettengliedes an­ greifende Zähne können nicht auftreten, wodurch entsprechende Torsionsbelastun­ gen für die Kettenglieder vermieden werden. Die Unterstützungsfläche auf den Kettengliedern, über welche das Kettenrad mit seiner Abrollfläche abrollt, ist vor­ zugsweise mittig zwischen den beiden parallel zur Kettenlaufrichtung gelegenen Rändern des Kettengliedes angeordnet. Auch eine solche mittige Lage trägt zu einer gleichmäßigen Lastverteilung bei. In die Ausnehmungen, die in die Unter­ stützungsflächen der Kettenglieder eingelassen sind, können die Zähne des Ket­ tenrades eingreifen und mit ihren Flanken einen Kontakt zu der der Antriebsrich­ tung entsprechenden Kontaktwand der Ausnehmung herstellen. Über diesen Kon­ takt findet dann eine zentrale Kraftübertragung statt, was in der oben erläuterten Weise verhindert, dass Torsionsmomente auf die Kettenglieder ausgeübt werden.

Gemäß einer Weiterbildung des Kettenlaufwerkes sind die Kontaktwände der Aus­ nehmungen einerseits und die mit diesen Kontaktwänden in Kontakt tretenden Zahnflächen andererseits jeweils eben ausgebildet und so angeordnet, dass sie bei einem Eingriff der Zähne in die Ausnehmungen parallel zueinander stehen. Eine sol­ che ebene Ausbildung hat neben einem flächigen Kontakt den Vorteil, dass auch bei Abnutzungserscheinungen durch längeren Gebrauch des Kettenlaufwerkes eine gleichbleibend gute Kraftübertragung stattfindet. Letzteres hat seinen Grund darin, dass die Eingriffsgeometrie zwischen den Zähnen und den Ausnehmungen auf­ grund der ebenen Flächen auch dann gleich beziehungsweise ähnlich bleibt, wenn durch einen Verschleiß der Abrollflächen die Zähne tiefer in die Ausnehmungen eingreifen können.

Weiterhin kann das Kettenlaufwerk so ausgestaltet sein, dass die Kettenglieder durch quer zur Kettenlaufrichtung liegende Bolzen miteinander verbunden sind, wo­ bei die Bolzen durch entsprechende Bohrungen (Buchsen) in den Kettengliedern geführt sind. Die oben erwähnten Kontaktwände der Ausnehmungen sind dabei erfindungsgemäß etwa auf derselben Höhe wie die Bolzen angeordnet. Diese Höhe wird als senkrecht zur Kettenlaufrichtung zeigend definiert, d. h., sie ist parallel zur Bewegungsrichtung, mit welcher die Zähne in die Ausnehmungen eintauchen. Da­ durch, dass sich die Kontaktwände und die Bolzen auf etwa derselben Höhe befin­ den, verläuft die von den Zähnen in Kettenlaufrichtung auf die Kontaktwände übertragene Kraft in ihrer Wirkungslinie durch die Bolzen beziehungsweise die zu­ gehörigen Buchsen. Daher werden keine Reaktionsdrehmomente an den Bolzen erzeugt, die das Kettenlaufwerk zusätzlich belasten würden. Das entsprechende Kettenglied bleibt vielmehr lagestabil.

Das Kettenlaufwerk enthält vorzugsweise mindestens eine scheibenförmige Lauf­ rolle, die eine im Wesentlichen zylindrische Abrollfläche hat. Durch die Laufrolle kann eine zusätzliche Führung und Unterstützung der Kette erreicht werden, wobei die Laufrolle jedoch anders als die Kettenräder nicht antreibend in die Kette ein­ greift.

Die im Wesentlichen zylindrischen Abrollflächen des Kettenrades und/oder der Laufrolle sind vorzugsweise ballig abgerundet ausgebildet, also tonnenartig nach außen gewölbt. In etwa komplementär hierzu sind die Unterstützungsflächen an den Kettengliedern quer zur Kettenlaufrichtung gesehen leicht konkav, das heißt nach innen gewölbt geformt. Eine solche abgerundete Formgebung für die aufein­ ander abrollenden Flächen hat den Vorteil, dass auch bei einer leichten Schrägstel­ lung von Kettenrad beziehungsweise Laufrolle gegenüber der Kette eine große Kontaktfläche erhalten bleibt und damit eine gleichmäßige Belastung der Laufrol­ lenachse und der Kettenradachse stattfindet.

An den Kettengliedern können sich quer zur Kettenlaufrichtung erstreckende Bodenplatten angeordnet sein. Insbesondere können Kettenglieder und Boden­ platten einstückig ausgebildet sein. Die Bodenplatten stellen die erforderliche Breite der Kette her und gewährleisten bei einem Kettenfahrzeug durch eine geeignet ausgebildete Außenoberfläche eine gewünschte Zusammenwirkung der Kette mit dem Untergrund, auf dem sich das Kettenfahrzeug bewegt.

In Hinblick auf die Bewegung eines Kettenfahrzeuges in geröllhaltigem Gelände können die Kettenglieder und/oder die zuvor genannten Bodenplatten durchgehende Durchbrechungen beziehungsweise Fenster aufweisen, so dass eventuell auf der Kette liegendes Geröll oder anderes Material durch diese Fenster abfallen kann. Das Material kann daher nicht in den Eingriffsbereich von Kettenrädern und Ketten­ gliedern kommen, wo es zu Störungen oder Zerstörungen führen könnte.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Kettenlaufwerkes weisen die parallel zur Kettenlaufrichtung verlaufenden Ränder der Unterstützungsflächen der Kettenglieder Aufkantungen auf. Die Unterstützungsflächen sind somit zwischen diesen Aufkantungen durch eine vertiefte Lage eingefasst, so dass die Aufkantungen für die auf den Unterstützungsflächen abrollenden Abrollflächen von Kettenrad be­ ziehungsweise Laufrollen eine seitliche Begrenzung und Führung bilden.

Weiterhin können die Zähne des Kettenrades vorzugsweise auswechselbar am Kettenrad angeordnet sein, um im Falle eines Verschleißes mit geringem Kosten­ aufwand eine Wiederherstellung der Kettenlaufwerkes durchführen zu können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Kette, die um eine Laufrolle und ein Kettenrad geführt ist;

Fig. 2 schematisch einen Querschnitt in Kettenlaufrichtung, welcher den Kontakt eines Zahnes an einem Kettenglied zeigt;

Fig. 3 einen Querschnitt quer zur Kettenlaufrichtung im Bereich des Eingrif­ fes des Kettenrades in die Kette und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die auf die Kette aufsetzende Laufrolle quer zur Kettenlaufrichtung.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Ausschnitt einer aus Kettengliedern 31 beste­ henden Kette 30, welche um 180° umgelenkt um ein Kettenrad 10 geführt ist. Das Kettenrad 10 ist als eine kreisförmige Scheibe mit einer im Wesentlichen zylindri­ schen Abrollfläche 11 ausgebildet, wobei von der Abrollfläche 11 radial die Zähne 12 abstehen. Die Zähne 12 greifen in zugehörige Ausnehmungen 33 ein, welche in den Kettengliedern 31 ausgebildet sind. Weiterhin ist an jedem Ketten­ glied 31 eine Unterstützungsfläche 32 ausgebildet, auf welcher die Abrollfläche 11 des Kettenrades 10 abrollt. Der mit "L" gekennzeichnete Pfeil deutet die Kettenlaufrichtung an, das heißt die Richtung, in der sich die Kette 30 bewegt, wenn das Kettenrad 10 in Uhrzeigerrichtung angetrieben wird.

In Fig. 1 ist auch die Laufrolle 20 erkennbar, welche ebenfalls eine im Wesent­ lichen zylindrische Abrollfläche 21 aufweist, mit der sie auf den Unterstützungs­ flächen 32 der Kettenglieder 31 abrollt. Anders als das Kettenrad 10 hat die Lauf­ rolle 20 jedoch keine Zähne, mit denen sie in die Kette eingreifen könnte.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt in Kettenlaufrichtung L durch den Kontaktbereich zwischen einem Zahn 12 des Kettenrades 10 und einem Ketten­ glied 31. Der Zahn 12 befindet sich in der dargestellten Position bereits in einer Ausnehmung des Kettengliedes 31, welche für den Eingriff dieses Zahnes vorge­ sehen ist. Die in Fig. 3 linke Flanke bzw. Zahnfläche 13 des Zahnes 12 kommt dadurch in Kontakt mit der Kontaktwand 34 des Steges 39, welcher sich im Ket­ tenglied 31 quer zur Kettenlaufrichtung L (d. h. senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 2) erstreckt.

Weiterhin ist in Fig. 2 der Bolzen 35 angedeutet, welcher durch entsprechende Buchsen im Kettenglied 31 und im nachfolgenden Kettenglied (nicht dargestellt) verläuft, um diese zu verbinden. Dabei ist erkennbar, dass die Kontaktfläche 34 etwa auf derselben Höhe wie der Bolzen 35 liegt, so dass die vom Zahn 12 auf den Steg 39 beziehungsweise das Kettenglied 31 übertragene Umfangskraft in der Wirklinie des Bolzens 35 beziehungsweise der zugehörigen Buchse wirksam ist. Sie wird dadurch nahezu am Teilkreis eingeleitet. Durch diese Krafteinleitung auf der Höhe des Bolzens wird die Erzeugung von Reaktionsmomenten vermieden, welche das System aus Kettenrad und Kettenglied beziehungsweise Bodenplatte zusätzlich belasten würden. Das Kettenglied 31 bleibt somit lagestabil.

Darüber hinaus können die Zähne 12 am Kettenrad 10 auswechselbar angebracht sein, so dass sie gegebenenfalls bei einem zu starken Verschleiß gegen neue Zähne ausgetauscht werden können. So können die Zähne 12 zum Beispiel mit einem Gewinde in entsprechenden Löchern des Kettenrades 10 eingeschraubt sein.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Eingriffsbereich des Zahnes 12 in ein Kettenglied 31 mit integrierter Bodenplatte 37 in einem Querschnitt quer zur Kettenlaufrichtung L. Zu erkennen ist dabei, dass der Zahn 12 zentral an nur einer Kontaktstelle der Bodenplatte 37 eingreift, was zu einer gleichmäßigen Belastung im Zahneingriffspunkt führt. Dies verhindert Reaktionsmomente, die die Bodenplat­ tengelenke zusätzlich belasten würde.

Ferner ist in Fig. 3 erkennbar, dass die Unterstützungsfläche 32 am Ketten­ glied 31 konkav, das heißt nach oben gewölbt ausgebildet ist, wobei am Rand der Unterstützungsfläche zusätzlich Aufkantungen 36 vorhanden sind. Diese Aufkan­ tungen stellen eine sichere Führung für das Kettenrad 10 dar.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt quer zur Kettenlaufrichtung L an der Kontaktstelle einer Laufrolle 20 mit dem Kettenglied 31. Aufgrund der balligen Laufrollenkontur liegt eine große Kontaktfläche auch bei einer geschränkten Bodenplatte 37 vor. Dies führt zu einer gleichmäßigen Belastung der Laufrollenachse, wobei der Aufbau sich gleichzeitig kostengünstig realisieren lässt.

Durch den einfachen Aufbau von Laufrolle, Leitrad und Kettenrad sowie die kon­ kave Form an den Unterstützungsflächen der Kettenglieder können Materialab­ platzungen im Laufflächenbereich vermieden werden (Mörsereffekt). Ferner treten keine Material-Auswalzungen auf, und das Material wird durch Überrollung ver­ festigt.

Die Kettenglieder 31 und/oder die Bodenplatten 37 können Durchbrechungen be­ ziehungsweise Fenster aufweisen, durch welche eventuell auf der Kette liegendes Geröll abgeführt wird. Die Fenster führen daher zu einer Selbstreinigung der Unter­ stützungsflächen für die Laufrollen und die Kettenräder und somit zu einer Verrin­ gerung des Verschleißes.

Claims (10)

1. Kettenlaufwerk mit mindestens einem Kettenrad und einer aus Kettengliedern bestehenden Kette, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenrad (10) schei­ benförmig ist und eine im Wesentlichen zylindrische Abrollfläche (11) hat, wo­ bei entlang der Mittellinie der Abrollfläche radial abstehende Zähne (12) ange­ ordnet sind, und dass die Kettenglieder (31) eine entlang der Kettenlaufrich­ tung (L) verlaufende Unterstützungsfläche (32) aufweisen, auf welcher das Kettenrad (10) mit der Abrollfläche (11) abrollen kann, und die Kettenglieder (31) in der Unterstützungsfläche (32) Ausnehmungen (33) aufweisen, in welche die Zähne (12) des Kettenrades eingreifen und dabei Kontakt zu einer senkrecht zur Kettenlaufrichtung liegenden Kontaktwand (34) der Ausnehmung herstellbar ist.

2. Kettenlaufwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakt­ wände (34) der Ausnehmungen (33) einerseits und die damit in Kontakt stehenden Zahnflächen (13) andererseits eben sind und beim Eingriff der Zähne parallel zueinander liegen.

3. Kettenlaufwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (31) durch quer zur Kettenlaufrichtung (L) liegende Bolzen (35) verbunden sind, und dass die Kontaktwände (34) der Ausnehmungen (33) auf Höhe der Bolzen angeordnet sind.

4. Kettenlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine scheibenförmige Laufrolle (20) mit einer im Wesent­ lichen zylindrischen Abrollfläche (21) enthält.

5. Kettenlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrollfläche (11) des Kettenrades (10) und/oder die Abrollfläche (21) der Laufrolle (20) ballig abgerundet ist.

6. Kettenlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungsflächen (32) der Kettenglieder (31) quer zur Ketten­ laufrichtung (L) konkav geformt sind.

7. Kettenlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kettengliedern (31) quer zur Kettenlaufrichtung (L) stehende Bo­ denplatten (37) angeordnet sind.

8. Kettenlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (31) und/oder die Bodenplatten (37) Durchbrechungen aufweisen.

9. Kettenlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zur Kettenlaufrichtung (L) verlaufenden Ränder der Unter­ stützungsflächen (32) der Kettenglieder (31) Aufkantungen (36) aufweisen.

10. Kettenlaufwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (12) auswechselbar am Kettenrad (10) befestigt sind.