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Die Erfindung betrifft eine Gelenkkette einer Antriebseinrichtung von einer Brennkraftmaschine mit abwechselnden, über ein Gelenkkettengelenk miteinander verbundenen Laschenpaketen, einem äußeren Laschenpaket und einem inneren Laschenpaket, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Gelenkketten der eingangs genannten Bauart sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Gelenkketten werden in als Kettentrieb ausgebildeten Zugmitteltrieben dazu verwendet, eine Drehbewegung von einer antreibenden Welle, wie z. B. einer Kurbelwelle, auf eine angetriebene Welle, wie z. B. eine Nockenwelle, zu übertragen. Die zumindest zwei Gelenkkettenräder des Zugmitteltriebs verbindende Gelenkkette wird aus einer Vielzahl von drehbeweglich miteinander verbundenen Laschenpaketen, die Innenlaschen und Außen- oder Decklaschen einschließen, gebildet. Die Laschen sind jeweils mit korrespondierenden Ausnehmungen versehen, durch die Gelenkbolzen und/oder Gelenkhülsen gesteckt sind, um die Laschen miteinander zu verbinden. Die Laschen können je nach ihren Aufgaben unterschiedliche Breiten und Längen aufweisen, wobei die Geometrie auch durch die Verzahnung bzw. das Zahnprofil der Kettenräder des Kettentriebs bestimmt wird. Im Einbauzustand greift das Kettenprofil formschlüssig in das von den Innenlaschen seitlich begrenzte Laschenpaket. Durch die Zugkräfte innerhalb der Gelenkkette werden einzelne Kettenbauteile unterschiedlich belastet, beispielsweise ist der Gelenkbolzen einer Biegebeanspruchung ausgesetzt. Die mit den Laschen in Wirkverbindung stehenden Gelenkbolzen und Gelenkhülsen sind für die Tragfähigkeit und die Lebensdauer der Gelenkkette von entscheidender Bedeutung und erfordern daher eine entsprechende Festigkeit.
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Aus der
GB 530 186 A ist eine Gelenkkette bekannt mit sich abwechselnden Außen- und Innenlaschenpaketen, wobei das Außenlaschenpaket aus zwei parallelen Laschen und zwei Gelenkbolzen und das Innenkettenglied aus zwei parallelen Laschen und diese miteinander verbindenden Gelenkhülsen gebildet wird. Im Kettengelenk verbindet ein Gelenkbolzen die Laschenpakete.
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Eine weitere Gelenkkette ist in der
DE 515 886 A gezeigt. Der Zusammenhalt der Kettenglieder in den Gelenken wird beispielsweise durch Splinte gesichert. Dabei erfolgt die Zuordnung von Bolzen zu Buchsen dergestalt, dass der Bolzen und die Buchse bei einer unzulässigen Abnutzung herausgenommen, um 180° gegenüber den Laschen gedreht und wieder eingesetzt werden.
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Die GB 1912/ 16 604 A ist eine Gelenkkette gezeigt mit Innenlaschen, Außenlaschen, einer Gelenkhülse und einem Gelenkbolzen, der mit einer Spielpassung in den Öffnungen der Außenlaschen eingesetzt ist. Der Gelenkbolzen weist eine umlaufende Nut auf, in die ein Sicherungsring eingesetzt ist. Über den in die Nut eingesetzten Sicherungsring werden die Außenlaschen verliergesichert auf dem Gelenkbolzen gehalten.
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Die GB 1902 / 21 443 A zeigt eine Gelenkkette mit Innenlasche, Außenlaschen, Buchsen sowie Verbindungsbolzen. Der Verbindungsbolzen weist eine Spielpassung gegenüber den Außenlaschen und der Buchse auf, wobei die Bauteile aufgrund ihrer Formgebung nicht frei drehbar zueinander angeordnet sind.
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Die
DE 543 505 A hat eine Treibkette zum Gegenstand mit zwei durch Bolzen verbundenen Außenlaschen und zwei durch Hülsen verbundene Innenlaschen. Die Hülsen sind nicht frei drehbar mit den Innenlaschen verbunden; die Außenlaschen sitzen verliergesichert auf den Bolzen, indem Vernietungen am Bolzenende vorgesehen sind. Zwischen Bolzen und Hülsen sind Buchsen lose angeordnet
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Aus der
DE 92 02 544 U1 ist ein Kettenglied bekannt. Gezeigt ist ein Stift mit einem mittleren Abschnitt, zwei Endabschnitten, die jeweils von einem Ende des mittleren Abschnittes wegstehen, und zwei Rillen, von welchen jede seitlich neben dem mittleren Abschnitt vorgesehen ist und sich um den entsprechenden Endabschnitt herumerstreckt Darüber hinaus sind vier identische Kettenplatten gezeigt, von welchen jede zwei Löcher aufweist, die jeweils durch einen Rand festgelegt sind, wobei die Ränder von zwei Kettenplatten in einer der besagten Rillen aufgenommen und die äusseren beiden Kettenplatten an den Endabschnitten des entsprechenden Stiftes angeordnet sind. Jeder der Endabschnitte des Stiftes ist in eines der Loecher einer der inneren Kettenplatten eingesetzt, so dass ein Rand des Loches in der zugehörigen Rille aufgenommen ist. Jeder Endabschnitt des Stiftes ist in eines der Löcher einer zugehörigen äusseren Kettenplatte eingesetzt. Jeder Endabschnitt des Stiftes wird flachgehämmert, so dass er einen vergrösserten Durchmesser besitzt, wodurch der Stift und die Kettenplatten zu einem Kettenglied kombiniert werden. Die Rillen ermöglichen den Abschnitten, welche durch diese umgeben werden, innerhalb eines geeigneten Durchmessers zu verbleiben, wenn die Endabschnitte des Stiftes flachgehaemmert bzw. passend gestaucht werden, so dass die Kettenplatten relativ zum Stift drehbar sind. Die Breite jeder Rille des Stiftes ist nur geringfügig grösser als die Dicke der entsprechenden Kettenplatte, wodurch die äusseren Kettenplatten außerhalb den zugehörigen Rillen gehalten werden.
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Aus der
DE 925 814 B ist eine Doppellaschenkette bekannt, wobei die Außenlaschen mit den Innenlaschen über Bolzen miteinander verbunden sind, wobei die Bolzen in den Löchern der Außenlaschen gegen Verdrehung durch Abflachungen gesichert befestigt sind. Die Bolzen sind in den Buchsen drehbar gelagert, wohingegen die Buchsen gegen Drehung gesichert sind, indem sie sich durch die Löcher der Innenlaschen erstrecken. Diese Löcher haben die Form von von oben und unten abgeflachten Langlöchern. Die Buchsen haben in den inneren Laschen in Kettenlängsrichtung Spiel.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gelenkkette bereitzustellen, die gute Verschleißeigenschaften, eine verbesserte Tragkraft und eine längere Lebensdauer aufweist sowie einfach aufgebaut und kostengünstig realisierbar ist.
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Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen, auf den Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, möglichst viele Bauteile der Gelenkkette beweglich anzuordnen. Dazu ist vorgesehen, dass in dem Kettengelenk die Einzelteile von zumindest einem Laschenpaket spielbehaftet, mit einer Spielpassung und damit zu den benachbarten Bauteilen frei drehbar eingebaut sind. Die Toleranzfelder für die Spielpassung sind dabei so gewählt, dass das Größtmaß des Gelenkbolzens bzw. der Gelenkhülse stets kleiner ist als das Mindestmaß der Ausnehmungen in den Laschen. Bei bekannten Lösungen ist der Gelenkbolzen beidseitig verdrehsicher in Öffnungen der Außenlaschen eingepresst und verstemmt. Dadurch ergeben sich eingeschränkte, geringe Winkeländerungen << 10° zwischen dem auch als Außen- und Innengliedern zu bezeichnenden äußeren Laschenpaket und inneren Laschenpaket.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, bei der die Bauteile beider Laschenpakete mit einer Spielpassung eingesetzt sind, stellt sich für den Gelenkbolzen vorteilhaft eine freie Drehbeweglichkeit ein. Dieser Freiheitsgrad bewirkt eine gewünschte vergrößerte Lastzone des Gelenkbolzens. Während eines Gelenkkettenumlaufs kann somit die gesamte Umfangsfläche des Gelenkbolzens als Lastzone mit einbezogen und damit eine lokal eingeschränkte Belastungszone des Gelenkbolzens vermieden werden. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Gelenkkettengelenks, bei dem sich im Vergleich zu bisherigen Gelenkkettenkonzepten die Lastzonen der Gelenkbolzen vergrößern, wird der Verschleiß deutlich reduziert und die Lebensdauer der Gelenkkette verbessert.
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Der Gelenkbolzen ist mit einer definierten Spielpassung in den Öffnungen der Außenlaschen und der Gelenkhülse eingesetzt. Diese spielbehafteten Einzelteile des äußeren Laschenpakets können mit weitestgehend starr verbundenen Einzelteilen des inneren Laschenpakets in Wirkverbindung stehen. Die Gelenkhülse ist mit einer Spielpassung in den Ausnehmungen der Innenlaschen eingesetzt.
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Die Einzelteile von dem inneren Laschenpaket und dem äußeren Laschenpaket sind spielbehaftet, lose zu den zugehörigen Bauteilen eingebaut. Durch die mit einer Spielpassung in Wirkverbindung stehenden Bauteile des Gelenkkettengelenks stellt sich eine optimale, verschleißreduzierte Anordnung ein.
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Als vorteilhafte Maßnahme, um den mit einer Spielpassung in den Öffnungen der Außenlaschen eingesetzten Gelenkbolzen zu sichern, ist dieser an beiden Endseiten radial aufgeweitet, insbesondere verstemmt und/oder vernietet. Mit dieser lokalen radialen Aufweitung ist der Gelenkbolzen dauerhaft verliergesichert in den Außenlaschen gehalten.
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Zur Verschleißverbesserung hoch beanspruchter Bauteile des Kettengelenks schließt eine vorteilhafte Ausführungsform eine die Oberflächenhärte erhöhende Verschleißschutzbeschichtung ein. Beispielsweise können der gesamte Gelenkbolzen oder die mit den Außenlaschen zusammenwirkenden Endzonen beschichtet werden. Bevorzugt eignet sich dazu eine DLC-Beschichtung (diamond like carbon) aus einem diamantähnlichen amorphen Kohlenstoff, mit der eine Oberflächenhärte > 4500 HV erreichbar ist. Die DLC-Schicht wird insbesondere dort angewendet, wo Bauteile oder Bauelemente mit einer großen Flächenpressung miteinander in Berührung treten. Alternativ oder ergänzend zu einer verschleißfesten Oberflächenbehandlung bietet es sich an, Maßnahmen vorzusehen, um die Reibung zu reduzieren. Bevorzugt eignet sich dazu Molybdän, um einzelne Bauteile des Kettengelenks zu beschichten.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das Kettengelenk aus Bauteilen zusammengesetzt sein, die aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind. Für den Gelenkbolzen bietet es sich an, einen hochfesten, insbesondere verschleißfesten Werkstoff auszuwählen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer nicht unter die Erfindung fallenden Ausführungsform einerGelenkkette;
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer nicht unter die Erfindung fallenden Ausführungsform einer Gelenkkette; und
- 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gelenkkette.
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In den 1 bis 3 ist ein Abschnitt einer Gelenkkette 1 dargestellt, die mehrere jeweils über ein Kettengelenk 2 miteinander verbundene äußere Laschenpakete 3 und innere Laschenpakete 4 umfasst. Jedes äußere Laschenpaket 3 besteht aus zwei parallel und im Abstand zueinander angeordneten Außenlaschen 5, deren axialer Abstand von einer Gelenkhülse 6 bestimmt wird. Das innere Laschenpaket 4 wird aus zwei ebenfalls axial beabstandeten Innenlaschen 7 gebildet, die zur Aufnahme der Gelenkhülsen 6 korrespondierende Ausnehmungen 8 aufweisen. Zur Bildung des Kettengelenks 2 verbindet jeweils ein Gelenkbolzen 9 das innere Laschenpaket 3 mit dem äußeren Laschenpaket 4. Dazu erstreckt sich der Gelenkbolzen 9 zwischen den Öffnungen 10 der Außenlaschen 5 und ist dabei in der Gelenkhülse 6 geführt. An beiden Außenlaschen 5 stehen die Gelenkbolzen 9 jeweils hervor, wobei deren Enden 11 radial aufgeweitet, insbesondere verstemmt oder vernietet sind.
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In der 1 sind als Maßnahme, um die Beweglichkeit zwischen dem äußeren Laschenpaket 3 und dem inneren Laschenpaket 4 zu verbessern, die Öffnungen 10 in den Außenlaschen 5 so ausgeführt, dass der Gelenkbolzen 9 mit einer Spielpassung eingesetzt ist. Das Einbauspiel des Gelenkbolzens verbessert die Schwenkbarkeit der Laschenpakete untereinander.
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2 zeigt eine Alternative zu dem Vorschlag gemäß 1. Danach werden Innenlaschenpakete 4 eingesetzt, bei denen die Gelenkhülsen 6 spielbehaftet in den Ausnehmungen 8 der Innenlaschen 7 eingesetzt sind.
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In der 3 ist eine Kombination von beiden Lösungen nach den 1 und 2 gezeigt. Zur Darstellung einer optimalen Beweglichkeit der Laschenpakete 3,4 sind sowohl die Gelenkbolzen 9 in den Außenlaschen 5 als auch die Gelenkhülsen 6 in den Innenlaschen 7 mit einer Spielpassung eingesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gelenkkette
- 2
- Kettengelenk
- 3
- Laschenpaket (außen)
- 4
- Laschenpaket (innen)
- 5
- Außenlasche
- 6
- Gelenkhülse
- 7
- Innenlasche
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Gelenkbolzen
- 10
- Öffnung
- 11
- Ende
