DE2504050B2 - Kette - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kette der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und z. B.
durch die deutsche Offenlegungsschrift 22 33 789 bekanntgewordenen Art.
Derartige Ketten weisen Glieder auf, in denen sich jeweils zwei Gelenköffnungen befinden. Deren Gestalt
läßt sich mit dem Begriff »eiförmig« umreißen: Eine Stirnseite der Gelenköffnung ist, verglichen mit der
gegenüberliegenden Stirnseite, verhältnismäßig klein. Durch die Gelenköffnungen aneinanderliegender Kettenglieder
erstrecken sich zwei Gelenkkörper, die im wesentlichen dieselbe Querschnittsform aufweisen. Mit
je einer gewölbten Außenfläche liegen sie aneinander an und können an dieser relativ zueinander abrollen. Die
restlichen Mantelflächen liegen das jeweils schmalere Ende der zugehörigen Gelenköffnung an.
Bei den bekannten Ketten dieser Art sind die Gelenköffnungen viereckig: Von einem Kreis werden
durch zwei nicht parallele Sehnen zwei Kreisabschnitte abgeschnitten. Die Gelenkkörper besitzen zwei ebene
Mantelflächen, die unter demselben Winkel gegeneinander geneigt sind, den auch die beiden geradlinigen
Sehnen der Gelenköffnung einschließen. Es ist nur eine
einzige Arbeitsfläche vorgesehen, die nach außen gekrümmt ist
Bei derartigen Ketten gibt es nur eine richtige Orientierung, in der die Gelenkkörper in die Gelenköffnung
eingesetzt werden dürfen. Dies bedeutet, daß die Montage durch den Orientierungsvorgang aufgehalten
und verteuert wird. Da die Gelenkkörper in der Gelenköffnung verkeilt werden, kann ein falsch
eingesetzter Gelenkkörper nur mühsam wieder entfernt werden. Bleibt ein versehentlich fehlorientierter Gelenkkörper
in der Kette, so arbeiten an diesem Gelenk nicht die hierfür bestimmten Arbeitsflächen gegeneinr.nder.
Die Folge ist ein besonders rasches Abnutzen der Kette an dieser Stelle. Auch die richtig eingesetzten
ίο Gelenkkörper unterliegen einem raschen Verschleiß, da
sie nur eine Arbeitsfläche besitzen. Ist diese im Gebrauch abgenutzt, ist der gesamte Gelenkkörper
unbrauchbar und muß ausgetauscht werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Ketten der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art
insoweit zu verbessern, daß beim Vermeiden des Falscheinsetzens der Gelenkkörper vor allem auch die
Möglichkeit gleichmäßiger Abnutzung an diesen erreicht ist
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale
vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 und 3 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und
förderliche Weiterbildungen beansprucht sind.
Es ist zwar durch die US-Patentschrift 18 19 185 eine Kette bekanntgeworden, bei der die Gelenkkörper einen Querschnitt mit dreizähliger Symmetrie aufweisen und drei identische Arbeitsflächen besitzen und wobei abgerundete Ecken vorgesehen sind und die Gliederöffnungen Wandabschnitte aufweisen, die zu Arbeitsflächen der Gelenkkörper komplementär sind Jedoch sind die sonstigen technischen Verhältnisse bei diesem Stand der Technik ganz anders gelagert als bei der Erfindung.
Es ist zwar durch die US-Patentschrift 18 19 185 eine Kette bekanntgeworden, bei der die Gelenkkörper einen Querschnitt mit dreizähliger Symmetrie aufweisen und drei identische Arbeitsflächen besitzen und wobei abgerundete Ecken vorgesehen sind und die Gliederöffnungen Wandabschnitte aufweisen, die zu Arbeitsflächen der Gelenkkörper komplementär sind Jedoch sind die sonstigen technischen Verhältnisse bei diesem Stand der Technik ganz anders gelagert als bei der Erfindung.
Die Montage der erfindungsgemäßen Kette erfolgt mit geringstem Aufwand ohne teure und zeitraubende
Kontrollvorgänge. Ein falsches Einsetzen der Gelenkkörper und hierdurch verursachte Kettenbrüche sind
nicht möglich. Die Lebensdauer des einzelnen Gelenkkörpers ist durch die Tatsache erheblich verlängert, daß
jeder Gelenkkörper drei Arbeitsflächen aufweist
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt
F i g. 1 eine teilweise Draufsicht auf eine Kette mit weggebrochenen Teilen,
F i g. 2 eine seitliche Ansicht auf die in F i g. 1 dargestellte Kette in Richtung der Linie 2-2 von Fi g. 1,
wobei die Gelenkkörper im Schnitt dargestellt sind,
F i g. 3 eine Aufsicht auf ein Kettenglied der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Kette,
F i g. 4 Einzelheiten der Form der Gliederöffnung und der Form der Gelenkkörper,
F i g. 5 eine Darstellung der geometrischen Form der Gliederöffnung und der Gestalt der Gelenkkörper,
F i g. 6 bis 9 unterschiedliche Hypotrochoiden,
F i g. 6 bis 9 unterschiedliche Hypotrochoiden,
Fig. 10 ein Schaubild, anhand dessen die Erzeugung einer einer Hypotrochoiden ähnlichen Gestaltsform
erläutert wird.
eine Mehrzahl gleicher Kettenglieder 12 aufweist Die
gegeneinander versetzten Sätzen 14 und 16 fluchtend angeordnet Diese sind miteinander durch Wälzgelenke
18 verbunden, die zwei Gelenkkörper, nämlich einen
weisen die Gelenkkörper den gleichen Querschnitt auf und finden in Gliederöffnungen 24 Aufnahme.
Fuhrungsgliedern 26 flankiert, durch welche die Zahnkette 10 auf einem Kettenrad positioniert wird.
Der einzige Unterschied zwischen den Abmessungen eines Stiftes 20 und eines Kippkörpers 22 ist deren
Lunge. Die Länge des Stiftes 20 ist größer .Js die des Kippkörpers 22. Von der Funktion her ist der einzige
Unterschied zwischen einem Stift 20 und einem Kippkörper 22 der, daß der Stift 20 zum Zusammenhalten
der Zahnkette 10 in seitlicher Richtung dient. Im
folgenden werden daher der Stift 20 und der Kippkörper 22 gleichermaßen als Gelenkkörper bezeichnet
Die Gelenkkörper gleichen sich bezüglich ihrer Querschnittsform und ihrer Querschnittsfläche. Der
Querschnitt jedes Gelenkköirpers hat im wesentlichen
dreieckige Gestalt, wobei gekrümmte Arbeitsflächen 30 einen verhältnismäßig großen Krümmungsradius aufweisen.
Benachbarte Arbeitsflächen 30 der Gelenkkörper sind durch gebogene Ecken 32 mit kleinerem
Krümmungsradius derart verbunden, daß eir^ Anordnung
mit dreizähliger Symmetrie erhalten wird. Eine derartige Querschnittsform entspricht beispielsweise
einer dreiflügeligen Hypotrochoide.
Die F i g. 3 zeigt Einzelheiten des Kettengliedes 12 in größerem Maßstabe. Das Kettenglied 12 trägt nach
unten weisende äußere Zahnabschnitte IS, die durch eine glatte, stetige Innenfläche 17 verbunden sind An in
Fig. 2 dargestellten Flanken i2A liegen die Kettenglieder 12 beispielsweise an den Zähnen eines Kettenrades
oder eines anderen Teiles einer Transmission an.
Jede Gliederöffnung 24 ist symmetrisch zu der Mittellinie 21 des Kettengliedes 12 angeordnet Die
Gliederöffnungen 24 haben im wesentlichen eiförmige Gestalt, d.h. ihre Gestalt entspricht der eines Längsschnittes
durch ein Hühnerei. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Mittellinie 46 der Gliederöffnung
24, zu der sie symmetrisch ausgebildet ist, schräg zu der Zuglinie 34 der Zahnkette 10 angeordnet, wenn
die Zahnkette 10 geradlinig verläuft Jede Gliederöffnung 24 ist gestreckt und hat Wände mit glatt
ineinander übergehenden Abschnitten, wobei die Mittellinie 46 einer jeden Gliederöffnung 24 im
wesentlichen in Längsrichtung eines jeden Kettengliedes 12 verläuft Die Mittellinie 46 der Glied sröffnung 24
kann aber bei geradlinig gestreckter Zahnkette auch auf der Zuglinie 34 liegen.
In F i g. 5 ist die Gestalt der Gliederöffnungen 24 der Kettenglieder 12 und die Gestalt der Oberflächen der
Gelenkkörper 20 und 22 näher dargestellt
Die die Gliederöffnung 24 begrenzenden Wandflächen sind durchlaufend und weisen keine einspringenden
Flächenabschnitte auf. Dies ist zur Vermeidung von Spannungsspitzen um die Gliederöffnung 24 herum sehr
wichtig. Die Gliederöffnung 24 ist so gestaltet, daß sie
zum Ende des Kettengliedes hin ein schmaleres Ende und zur Mitte des Kettengliedes hin ein breiteres Ende
aufweist
Jede Gliederöffnung 24 ist so geformt, daß bei Belastung der Zahnkette 10 ein Flügel eines Gelenkkörpers
20,22 an einem stärker gekrümmten Stirnabschnitt 36 der Gliederöffnung 24 anliegt, und daß die
benachbarten Arbeitsflächen 30 des Gelenkkörpers 20 zumindest benachbarte Wandabschnitte 38 und 40 der
Gliederöffnung 24 berühren und an diesen anliegen. Die Wandflächen der Gliederöffnungen 24 weisen im
wesentlichen eine zu der Krümmung der Arbeitsflächen 30 der Gelenkkörper 20 und 22 komplementäre
Krümmung auf und laufen bei dem schmaleren Stirnabschnitt 36 aufeinander zu. Vorzugsweise ist die
Gestalt der Gliederöffnung und des Gelenkkörpers so gewählt, daß der Gelenkkörper in den Stirnabschnitt 36
eingreift und völlig in diesem einsitzt, wenn die Zahnkette unter Zugbelastung steht Durch dieses
Einsitzen wird eine durchgängige flächige Berührung zwischen dem Gelenkkörper und der Gliederöffnung
sichergestellt wodurch lokale Spannungsspitzen im Bereich des Stirnabschnittes 36 des Kettengliedes
vermieden werden. Der Stirnabschnitt 36 und die benachbarten Wandabschnitte 38 und 40 stellen
zusammen eine in der Gliederöffnung 24 ausgebildete, Kräfte übertragende Fläche dar, da die über die
Zahnkette übertragenen Kräfte zwischen den Gelenkkörpern 20 oder 22 und der Wand der Gliederöffnung
24 im Bereich des Stirnwandabschnittes 36 übertragen werden. Ein breiterer Endabschnitt 42 jeder Gliederöffnung
24 (vgl. F i g. 2 und 4) erlaubt eine Rollbewegung der Gelenkkörper 20, 22 gegeneinander. Bei der
bevorzugten Ausführungsform endet der breitere Endabschnitt 42, wie aus den F i g. 3 und 5 ersichtlich ist,
in einem einzigen, einen großen Radius aufweisenden Kreisbogen, der zwei Funktionen erfüllt Zum einen
werden erhöhte Spannungen in seiner Nachbarschaft vermindert, zum anderen wird das Einsetzen der
Gelenkkörper beim Zusammenbau der Zahnkette erleichtert Läuft die Kette längs eines gekrümmten
Weges, so werden die Gelenkkörper 20, 22 auf benachbarten Arbeitsflächen 30 gegeneinander gekippt
Als Querschnittsfläche für Gelenkkörper und geeignete Arbeitsflächen 30 kann eine dreiflügelige Hypotrochoide
verwendet werden. Diese wird durch folgende Gleichungen beschrieben:
y — r(2 sin α + a sin 2 α)
χ = r(2 cos a. — a cos 2 «).
χ = r(2 cos a. — a cos 2 «).
Λ a = Parameter
Die F i g. 6 bis 9 zeigen einige Hypotrochoiden. Der
Parameter ist für jede Figur derselbe. Die erhaltenen Kurvenformen unterscheiden sich durch den für den
Parameter »a« gewählten Wert Ist »a«—0, so ist die
Kurve ein Kreis mit Radius 2 r. Wird »a« auf 0,5 erhöht
so nähert sich die Gestalt der Kurve einem Dreieck mit abgerundeten Ecken. Ist »a« größer als OA so werden
die Seiten konkav und die Ecken werden schärfer. Ist a =1,0, so erhält man eine unter dem Namen
Hypozykloide bekannte Kurve. Ihre Seiten sind noch stärker konkav und ihre scharfen Ecken werden durch
Punkte gebildet, die auf dem feststehenden Kreis liegen.
Geeignete Werte von »a« liegen im Bereich zwischen 0 und 0,5, wobei vorzugsweise Werte im Bereich
zwischen 0,15 und 0,5 verwendet werden. Hat »a«den
Wert 03, so erhält man eine Kurve ähnlich zu der in F i g. 7 dargestellten. Die Form dieser Kurve kann sehr
gut dadurch angenähert werden, daß man eine Kurve aus Kreisbögen zusammensetzt wie in Fig. 10 dargestellt
ist Dort sind die Seiten der Kurve durch Kreisbögen mit einem Radius C gebildet während die
Ecken durch Kreisbögen mit einem Radius g gebildet sind. Die Kreisbögen sind auf um 120° gegeneinander
versetzten Achsen angeordnet
Der Stirnabschnitt 36 der Gliederöffnung 24 ist vorzugsweise 60% des Radius des größeren Endabschnittes
42; ferner ist der Radius der Arbeitsflächen 30 vorzugsweise halb so groß wie der Zahnabstand der
Kette.
30 aufweist, kann die Zahnkette beim Auftreten von Abnützungserscheinungen auf den Arbeitsflächen benachbarter
Gelenkkörper wieder neu zusammengesetzt und verstiftet werden, indem einer der Geler.kkörper
oder beide Gelenkkörper um 120° gedreht werden, wodurch das Wälzgelenk neue, nicht abgenützte
Arbeitsflächen erhält.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Kette mit einer Reihe von sich überlappenden und wechselseitig miteinander verbundenen Sätzen
von Kettengliedern, die jeweils zwei Gliederöffnungen mit im wesentlichen eiförmiger Gestalt aufweisen,
wobei ein Stirnabschnitt verhältnismäßig breit und ein Stirnabschnitt verhältnismäßig schmal ist,
wobei die Gliederöffnungen in Längsrichtung des Kettengliedes ausgerichtet sind; mit jeweils zwei
Gelenkkörpern von im wesentlichen gleichem Querschnitt, die in den fluchtenden Gliederöffnungen
angeordnet sind, an einer Arbeitsfläche aneinander abrollen und mit den anderen Flächen an den
engeren Stirnabschnitt der Gliederöffnungen anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gelenkkörper (20, 22) einen Querschnitt mit dreizähliger Symmetrie aufweisen und drei identische,
nach außen mit verhältnismäßig großem Abstand gekrümmte Arbeitsflächen (30) besitzen,
die durch Ecken (32) mit verhältnismäßig kleinem Radius verbunden sind, und daß die vom breiten
Stirnabschnitt (42) zum schmalen Stirnabschnitt (36) aufeinanderzulaufenden Wandabschnitte (38,40) der
Gliederöffnungen (24) mit einer Krümmung versehen sind, die zu der Krümmung der Arbeitsfläche
(30) der Gelenkkörper (20,22) komplementär ist
2. Kette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkkörper (20, 22) in an sich
bekannter Weise im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen.
3. Kette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsseiten der Gelenkkörper
(20, 22) durch konvexe Hypotrochoiden begrenzt sind.
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