DE202006010175U1

DE202006010175U1 - Beidseitig wirkende Zahnkette

Info

Publication number: DE202006010175U1
Application number: DE202006010175U
Authority: DE
Original assignee: Joh Winklhofer and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Joh Winklhofer Beteiligungs GmbH and Co KG
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2016-07-01
Also published as: JP5046205B2; JP2008014496A; US20080032840A1; DE102007025495A1

Abstract

Beidseitig wirkende Zahnkette (1) mit abwechselnd angeordneten, Zahnlaschen (5, 6, 7, 8; 9, 10, 11, 12) umfassenden Außenkettengliedern (2) und Innenkettengliedern (3), die über Kettengelenke (4) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Außenkettenglieder (2) als auch die Innenkettenglieder (3) Zahnlaschen (5, 6; 11, 12) mit nach innen weisenden Zähnen und Zahnlaschen (7, 8; 9, 10) mit nach außen weisenden Zähnen umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine beidseitig wirkende Zahnkette mit abwechselnd angeordneten, Zahnlaschen umfassenden Innenkettengliedern und Außenkettengliedern, die über Kettengelenke miteinander verbunden sind.
Mit einer solchen Zahnkette können Kettenräder angetrieben werden, die auf beiden Seiten der umlaufenden Zahnkette, also in dem von der Zahnkette umschlossenen Bereich und außerhalb der Zahnkette, angeordnet sind und in unterschiedliche Richtungen laufen. Solche Zahnketten werden beispielsweise als Steuerketten in einem Verbrennungsmotor eingesetzt, wenn die Bewegung der Kurbelwelle nicht nur auf die Nockenwelle, sondern zudem auch auf weitere Hilfsaggregate, wie beispielsweise eine Ölpumpe, übertragen werden soll.
Beidseitig wirkende Zahnketten sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So wird in der US 6,440,022 B1 eine Zahnkette beschrieben, die eine Vielzahl von Zahnlaschen mit einem identischen Profil umfasst. Die Zahnlaschen sind über Kettenbolzen miteinander verbunden, wobei die Zähne der äußeren Laschen nach außen und die Zähne der verbleibenden, inneren Laschen nach innen weisen. Die Zahnkette greift in ein Kettenrad ein, das einen ersten Umfangsbereich und zweite Umfangsbereiche auf einem einstückigen zylindrischen Kettenradkörper aufweist. Der erste Umfangsbereich bildet eine Stützfläche für die Kettenlaschen, die mit ihrem Rücken zum Kettenrad angeordnet sind. Die zweiten Umfangsbereiche weisen Zähne auf, in die die Zähne der zum Kettenrad hingewandten Zahnlaschen eingreifen.
Ähnliche beidseitig wirkende Zahnketten, in der die Zähne der seitlichen äußeren Zahnlaschen nach außen weisen und die Zähne der verbleibenden inneren Zahnlaschen nach innen weisen, sind aus der US 2002/0025870 A1 und der US 20 0210 013 191 A1 bekannt.
Nachteilig an diesen Zahnketten ist jedoch, dass sie ungleichmäßig belastet werden. Je nachdem, welches Kettenrad angreift, d.h. ob das Kettenrad an der Innenseite oder an der Außenseite der Zahnkette angeordnet ist, werden entweder nur die äußeren, seitlichen Zahnlaschen belastet oder nur die zwischen diesen Laschen angeordneten inneren Zahnlaschen. Dies kann zu einer Verformung des Kettenbolzens führen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine beidseitig wirkende Zahnkette bereitzustellen, mit der sowohl bei Inneneingriff als auch bei Außeneingriff der Kettenräder in die Zahnkette eine gleichmäßige Belastung erzielt, Verformung vermieden und eine längere Lebensdauer erreicht wird. Zudem soll die Geräusch- und Schwingungsbelastung reduziert werden.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sowohl die Außenkettenglieder als auch die Innenkettenglieder Zahnlaschen mit nach innen weisenden Zähnen und Zahnlaschen mit nach außen weisenden Zähnen umfassen.
Sowohl Kettenräder, die auf der Außenseite der Zahnkette angeordnet sind, als auch Kettenräder, die auf der Innenseite der Zahnkette angeordnet sind, greifen also in Zahnlaschen der Außenkettenglieder und in Zahnlaschen der Innenkettenglieder ein. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßigere Belastung der Kette und die Lebensdauer der Kette kann erhöht werden. Durch den Einsatz von Zahnlaschen wird ein verbessertes NVH-Verhalten erzielt.
Gemäß einer Variante können die Kettengelenke durch je eine Hülse und eine durch die Hülse geführten Bolzen gebildet werden, wobei die Zahnlaschen der Innenkettenglieder auf den Hülsen und die Zahnlaschen der Außenkettenglieder auf den Bolzen angeordnet sind. Dadurch, dass der Kettengelenkbolzen in der Hülse läuft, wird geringerer Verschleiß erreicht. Zudem trägt das geringere Gewicht der Zahnkette mit Hülsen ebenfalls zu einem verbesserten NVH-Verhalten bei.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass die Zahnlaschen der Außenkettenglieder und der Innenkettenglieder paarweise auf den Bolzen bzw. Hülsen angeordnet sind, wobei jedes Zahnlaschenpaar symmetrisch zur Längsachse der Zahnkette ausgebildet ist. Damit wird eine gleichmäßige Belastung und ein gleichmäßiger Verschleiß der Zahnkette über die gesamte Kettenbreite erzielt.
Bevorzugt weisen die nebeneinander angeordneten Zahnlaschen des Außenkettenglieds und des Innenkettenglieds mit ihren Zähnen in die gleiche Richtung. Scherkräfte auf das Kettengelenk werden so verringert.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Außenkettenglieder mindestens zwei Zahnlaschen auf jeder Seite der Innenkettenglieder aufweisen, deren Zähne in unterschiedliche Richtungen weisen. Somit greift sowohl ein innen liegendes Kettenrad als auch ein außen liegendes Kettenrad in die Außenkettenglieder ein.
Analog können die Innenkettenglieder mindestens zwei Paar Zahnlaschen aufweisen und die Zähne der Zahnlaschenpaare der Innenkettenglieder in unterschiedliche Richtungen weisen. Hiermit wird sichergestellt, dass sowohl ein innen liegendes Kettenrad als auch ein außen liegendes Kettenrad in die Innenkettenglieder eingreift.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass die Außenkettenglieder vier parallele, mit zwei parallelen Bolzen miteinander verbundene Zahnlaschen aufweisen und die Innenkettenglieder vier parallele, mit zwei parallelen Hülsen miteinander verbundene Zahnlaschen aufweisen, wobei die Zähne der beiden äußeren Zahnlaschen jedes Außenkettenglied nach außen zeigen, die Zähne der beiden dem Innenkettenglied zugewandten Zahnlaschen jedes Außenkettengliedes und die Zähne der beiden dazu benachbarten Zahnlaschen jedes Innenkettengliedes nach innen zeigen und die Zähne der beiden inneren Zahnlaschen jedes Innenkettengliedes nach außen zeigen. Durch den Einsatz eines Hülsengelenks, in dem der Gelenkbolzen in einer Hülse läuft, wird der Verschleiß des Kettengelenks verringert. Die Anordnung der Zahnlaschen der Außenkettenglieder und der Innenkettenglieder führt dazu, dass ein außerhalb der umlaufenden Zahnkette angeordnetes Kettenrad mit den äußeren Zahnlaschen der Außenkettenglieder und den inneren Zahnlaschen der Innenkettenglieder in Eingriff kommt. Die Kettengelenke werden nicht nur an ihren Enden sondern auch mittig belastet. Dadurch tritt eine geringere Verformung der Kettengelenke und ein geringerer Verschleiß auf. Im Inneren der umlaufenden Zahnkette angeordnete Kettenräder kommen mit den nebeneinander liegenden Zahnlaschen der Außenkettenglieder und der Innenkettenglieder in Eingriff. Damit werden Scherbelastungen auf den Gelenkbolzen und somit auch der Verschleiß verringert. Wie Versuche gezeigt haben, trägt die Kombination von Hülsengelenken mit der beschriebenen Ausrichtung der Zahnlaschen der Außenkettenglieder und der Innenkettenglieder zu einer unerwartet hohen Verlängerung der Lebensdauer der beidseitig wirkenden Zahnkette bei.
In einer weiteren Variante sind die jeweils äußeren Zahnlaschen der Außenkettenglieder und der Innenkettenglieder auf die Bolzen bzw. Hülsen aufgepresst und die inneren Zahnlaschen der Außenkettenglieder und der Innenkettenglieder im Schiebesitz auf den Bolzen bzw. Hülsen angeordnet. Durch diese Maßnahme kann die Lebensdauer der Kettengelenke und damit auch die Lebensdauer der Kette weiter erhöht werden.
Des Weiteren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Kettenrad für den Einsatz mit einer oben beschriebenen Zahnkette, wobei auf dem Kettenrad mindestens zwei beabstandet voneinander angeordnete Zahnkränze angebracht sind. Es sind also nur auf dem Umfangsbereich des Kettenrades Zahnkränze angeordnet, an dem das Kettenrad mit der Zahnkette in Eingriff kommt. Die Zahnkränze können dabei einstückig mit dem Körper des Kettenrads gefertigt sein oder separat auf den Körper des Kettenrads aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass zwischen den voneinander beabstandeten Zahnkränzen des Kettenrades eine Nut ausgebildet ist. In dieser Nut laufen die Rücken der Zahnlaschen, deren Zähnen vom Kettenrad weg weisen. Dadurch wird die Zahnkette auf dem Kettenrad geführt. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass die Zahnkette Führungslaschen umfasst, die die Zahnkette auf dem Kettenrad führen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin nach auf einen Kettentrieb mit einer beidseitig wirkenden Zahnkette mit Innenkettenglieder und Außenkettengliedern und auf beiden Seiten der Zahnkette angeordneten Kettenrädern, die mit der Zahnkette in Eingriff stehen, wobei die Innenkettenglieder und die Außenkettenglieder der Zahnkette Zahnlaschen umfassen, deren Zähne nach innen weisen und Zahnlaschen, deren Zähne nach außen weisen und auf den Kettenrädern mindestens zwei voneinander beabstandete Zahnkränze angeordnet sind, die in die dem Kettenrad zugewandten Zähne der Zahnkette eingreifen. Auf diese Weise ist es möglich, einen Steuertrieb zu erhalten, mit dem die Bewegung der Kurbelwelle nicht nur auf die Nockenwelle sondern auch auf weitere Hilfsaggregate, wie beispielsweise eine Ölpumpe, übertragen werden kann.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 Draufsicht auf eine beidseitig wirkende Zahnkette,
2 Schnitt durch ein mit einer beidseitig wirkenden Zahnkette im Eingriff stehendes Kettenrad,
3 Schnitt durch die Zahnkette aus 2 entlang der Linie B-B und
4 Kettentrieb mit einer beidseitig wirkenden Zahnkette und innerhalb sowie außerhalb der Zahnkette angeordneten Kettenrädern.
In 1 ist eine Draufsicht auf eine beidseitig wirkende Zahnkette 1 dargestellt. Die Zahnkette 1 umfasst Außenkettenglieder 2 und Innenkettenglieder 3. Die Außenkettenglieder 2 und die Innenkettenglieder 3 sind blockweise und in Längsrichtung der Zahnkette 1 versetzt zueinander angeordnet und über Kettengelenke 4 miteinander verbunden. Sowohl die Außenkettenglieder 2 als auch die Innenkettenglieder 3 umfassen je vier Zahnlaschen 5, 6, 7, 8; 9, 10, 11, 12. Die beiden äußeren Zahnlaschen 5, 6 der Außenkettenglieder 2 sind so angeordnet, dass ihre Zähne nach innen weisen. Die Zähne der beiden neben den Innenkettengliedern 3 angeordneten Zahnlaschen 7, 8 der Außenkettenglieder 2 weisen nach außen, ebenso die Zähne der daneben angeordneten Zahnlaschen 9, 10 der Innenkettenglieder 3. Die beiden inneren Zahnlaschen 11, 12 der Innenkettenglieder 3 sind wiederum so angeordnet, dass ihre Zähne nach innen weisen. Sowohl die Außenkettenglieder 2 als auch die Innenkettenglieder 3 weisen somit Zahnlaschen 5, 6; 11, 12 auf, deren Zähne nach innen weisen, als auch Zahnlaschen 7, 8; 9, 10 deren Zähne nach außen weisen.
Sowohl die Zahnlaschen 5, 6, 7, 8 der Außenkettenglieder 2 als auch die Zahnlaschen 9, 10, 11, 12 der Innenkettenglieder 3 bilden zur Längsachse 22 der Zahnkette 1 symmetrische Zahnlaschenpaare 5, 6; 7,8; 9, 10; 11, 12, deren Zähne jeweils in die gleiche Richtung weisen.
In 2 ist die beidseitig wirkende Zahnkette 1 in Eingriff mit einem Kettenrad 13 dargestellt. Auf dem Umfang des Kettenrads 13 sind drei voneinander beabstandete Zahnkränze 14, 15, 16 angeordnet. Das Kettenrad 13 mit den Zahnkränzen 14, 15, 16 kann einstückig gefertigt sein. Es ist aber auch möglich, die Zahnkränze separat auf einem Grundkörper anzubringen.
Wie bereits beschrieben, umfassen sowohl die Außenkettenglieder 2 als auch die Innenkettenglieder 3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils vier Zahnlaschen 5, 6, 7, 8; 9, 10, 11, 12. Die nach innen weisenden Zähne der äußeren Zahnlaschen 5, 6 der Außenkettenglieder 2 greifen in die Zähne der Zahnkränze 14, 16 des Kettenrades 13 ein. Die nebeneinander angeordneten Zahnlaschen 7, 8; 9, 10 der Außenkettenglieder 2 und der Innenkettenglieder 3, deren Zähne nach außen weisen, zeigen demnach mit den Rücken zum Kettenrad. Die Zahnlaschen 11, 12 des inneren Zahnlaschenpaars der Innenkettenglieder 3 sind wiederum so angeordnet, dass ihre Zähne in Richtung des Kettenrades 13 weisen und mit den Zähnen des Zahnkranzes 15 des Kettenrades 13 in Eingriff kommen. Zwischen den Zahnkränzen 14, 15, 16 sind Nuten 17 ausgebildet, in die die Rücken der Zahnlaschen 7, 8; 9, 10 eingreifen. Dadurch wird die Zahnkette 1 auf dem Kettenrad 13 geführt. Es kann aber auch vorgesehen werden, Führungslaschen in der Zahnkette 1 anzubringen, die diese Funktion übernehmen.
Die außerhalb der umlaufenden Zahnkette 1 angeordneten und mit der Außenseite der Zahnkette zusammenwirkenden Kettenräder weisen nur zwei voneinander beabstandete Zahnkränze auf, die mit den Zähnen der inneren Zahnlaschen 7, 8 der Außenkettenglieder 2 und mit den Zähnen der äußeren Zahnlaschen 9, 10 der Innenkettenglieder 3 zusammen wirken. Auch hier kann das Kettenrad mit den Zahnkränzen einstückig sein oder die Zahnkränze separat auf einem Grundkörper angebracht werden. Die Rücken der äußeren Zahnlaschen 5, 6 der Außenkettenglieder 2 und der inneren Zahnlaschen 11, 12 der Innenkettenglieder 3 laufen in Nuten, die zwischen den Zahnkränzen angebracht sind und führen die Zahnkette 1 auf dem Kettenrad. Wie bereits beschrieben, können dafür auch Führungslaschen eingesetzt werden.
Die Zähne der benachbart zueinander angeordneten Zahnlaschen 7, 8; 9, 10 der Außenkettenglieder 2 und der Innenkettenglieder 3 kommen mit denselben Zahnkränzen in Eingriff. Somit werden die Scherkräfte auf den Bolzen 10 des Kettengelenkes 9 reduziert.
In 3 ist ein Schnitt durch die Zahnkette 1 entlang der Linie B-B in 1 durch ein Kettengelenk 4 dargestellt. Ein Kettengelenk 4 besteht aus einem Bolzen 18, der in einer Hülse 19 geführt wird. Die Zahnlaschen 5, 6, 7, 8 der Außenkettenglieder sind dabei auf dem Bolzen 18 angeordnet, die Zahnlaschen 9, 10, 11, 12 der Innenkettenglieder 3 sind auf den Hülsen 19 angeordnet. Wie in 3 zu erkennen ist, sind nur die äußeren Zahn laschen 5, 6; 9, 10 der Außenkettenglieder 2 und der Innenkettenglieder 3 auf die Bolzen 18 bzw. die Hülsen 19 aufgepresst. Die inneren Zahnlaschen 7, 8; 11, 12 der Außenkettenglieder 2 und der Innenkettenglieder 3 sind im Schiebesitz auf den Bolzen 18 bzw. den Hülsen 19 angebracht. Dadurch wird eine Verformung der Bolzen 18 und der Hülsen 19 verringert und somit ein besserer Lauf und ein geringerer Verschleiß der Bolzen 18 in den Hülsen 19 erreicht.
In 4 ist ein Kettentrieb 20 mit einer beidseitig wirkenden Zahnkette 1 und Kettenrädern 13, 21 dargestellt. Die Zahnkette 1 umfasst Innenkettenglieder 3 und Außenkettenglieder 2. Sowohl die Außenkettenglieder 2 als auch die Innenkettenglieder 3 weisen Zahnlaschen 5, 6; 7, 8 auf, deren Zähne nach innen zeigen und Zahnlaschen 7, 8; 9, 10, deren Zähne nach außen zeigen. Somit kann die Zahnkette 1 sowohl mit Kettenräder 13, die sich innerhalb der Zahnkette 1 befinden, als auch mit Kettenräder 21, die sich außerhalb der Zahnkette 1 befinden, zusammen wirken. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Zahnkette sowohl zur Übertragung der Bewegung der Kurbelwelle auf die Nockenwelle als auch zur Übertragung der Bewegung der Kurbelwelle auf ein Hilfsaggregat, wie beispielsweise einer Ölpumpe, genutzt werden soll.

Claims

Beidseitig wirkende Zahnkette (1) mit abwechselnd angeordneten, Zahnlaschen (5, 6, 7, 8; 9, 10, 11, 12) umfassenden Außenkettengliedern (2) und Innenkettengliedern (3), die über Kettengelenke (4) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Außenkettenglieder (2) als auch die Innenkettenglieder (3) Zahnlaschen (5, 6; 11, 12) mit nach innen weisenden Zähnen und Zahnlaschen (7, 8; 9, 10) mit nach außen weisenden Zähnen umfassen.
Zahnkette (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettengelenke (4) durch je eine Hülse (19) und einen durch die Hülse (19) geführten Bolzen (18) gebildet werden, wobei die Zahnlaschen (9, 10, 11, 12) der Innenkettenglieder (3) auf den Hülsen (19) und die Zahnlaschen (5, 6, 7, 8) der Außenkettenglieder (2) auf den Bolzen (18) angeordnet sind.
Zahnkette (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlaschen (5, 6, 7, 8; 9, 10, 11, 12) der Außenkettenglieder (2) und der Innenkettenglieder (3) paarweise auf den Bolzen (18) bzw. Hülsen (19) angeordnet sind, wobei jedes Zahnlaschenpaar (5, 6; 7, 8; 9, 10; 11, 12) symmetrisch zur Längsachse (22) der Zahnkette (1) ausgebildet ist.
Zahnkette (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander angeordneten Zahnlaschen (7, 8; 9, 10) des Außenkettengliedes (2) und des Innenkettengliedes (3) mit ihren Zähnen in die gleiche Richtung weisen.
Zahnkette (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkettenglieder (2) mindestens zwei Zahnlaschen (5, 6, 7, 8) auf jeder Seite der Innenkettenglieder (3) aufweisen, deren Zähne in unterschiedliche Richtungen weisen.
Zahnkette (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkettenglieder (3) mindestens zwei Paar Zahnlaschen (9, 10, 11, 12) aufweisen und die Zähne der Zahnlaschenpaare (9, 10; 11, 12) der Innenkettenglieder (3) in unterschiedliche Richtungen weisen.
Zahnkette (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkettenglieder (2) vier parallele, mit zwei parallelen Bolzen (18) verbundene Zahnlaschen (5, 6, 7, 8) aufweisen und die Innenkettenglieder (3) vier parallele, mit zwei parallelen Hülsen (19) miteinander verbundene Zahnlaschen (9, 10, 11, 12) aufweisen, wobei die Zähne der beiden äußeren Zahnlaschen (5, 6) jedes Außenkettengliedes (2) nach innen zeigen, die Zähne der beiden dem Innenkettenglied (3) zugewandten Zahnlaschen (7, 8) jedes Außenkettengliedes (2) und die Zähne der beiden dazu benachbarten Zahnlaschen (9, 10) jedes Innenkettengliedes (3) nach außen zeigen und die Zähne der beiden inneren Zahnlaschen (11, 12) jedes Innenkettengliedes (3) nach innen zeigen.
Zahnkette (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils äußeren Zahnlaschen (5, 6; 9, 10) der Außenkettenglieder (2) und der Innenkettenglieder (3) auf die Bolzen (18) bzw. Hülsen (19) aufgepresst sind und die inneren Zahnlaschen (7, 8; 11, 12) der Außenkettenglieder (2) und der Innenkettenglieder (3) im Schiebesitz auf den Bolzen (18) bzw. Hülsen (19) angeordnet sind.
Kettenrad (13, 21) für den Einsatz mit einer Zahnkette (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kettenrad (13, 21) mindestens zwei beabstandet voneinander angeordnete Zahnkränze (14, 15, 16) angebracht sind.
Kettenrad (13, 21) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den voneinander beabstandeten Zahnkränzen (14, 15, 16) des Kettenrades (13, 21) eine Nut (17) ausgebildet ist.
Kettentrieb (20) mit einer beidseitig wirkenden Zahnkette (1) mit Innenkettengliedern (3) und Außenkettengliedern (2) und auf beiden Seiten der Zahnkette angeordneten Kettenrädern (13, 21), die mit der Zahnkette (1) in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkettenglieder (3) und die Außenkettenglieder (2) der Zahnkette (1) Zahnlaschen (11, 12; 5, 6) umfassen, deren Zähne nach innen weisen und Zahnlaschen (9, 10; 7, 8) deren Zähne nach außen weisen und auf den Kettenrädern (13, 21) mindestens zwei voneinander beabstandete Zahnkränze (14, 15, 16) angeordnet sind, die in die dem Kettenrad (13, 21) zugewandten Zähne der Zahnkette (1) eingreifen.