DE2820284C2 - Kettenrad - Google Patents
KettenradInfo
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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
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/30—Chain-wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
Description
55
Die Erfindung betrifft ein Kettenrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der US-PS 15 06 642 wird ein derartiges Kettenrad
beschrieben, bei dem auf einen Radkörper als Segmente ausgebildete Zahnblöcke aufgeschraubt sind. Die auf die
Zahnblöcke wirkende Umfangskraft wird auf den Radkörper mittels zweier paralleler, in entsprechende
Hohlräume des Radkörpers und der Zahnblöcke eingreifende, Stifte übertragen. Die Segmente sind ohne
Spiel, Stoß an Stoß angeordnet und sollen erlauben, schadhafte Segmente auszutauschen oder die Verzahnung
insgesamt zu wechseln. Da die Segmente Stoß an Stoß liegen, müssen sie sehr genau bearbeitet sein, damit
sich beim Zusammenbau schwierige Nacharbeiten erübrigen. Das gleiche gilt für die Hohlräume im
Radkörper und in den Segmenten, da diese die Lage der Segmente zueinander bestimmen. Es sind jedoch
keinerlei Justiermögliehkeiten zum Ausgleich der unvermeidbaren Fertigungstoleranzen vorgesehen.
Dieser Nachteil wird zwar bei dem ebenfalls aus einem Radkörper min aufgeschraubten Zahnblöcken in
Form von Segmenten bestehenden Kettenrad n-»ch der US-PS 34 39 551 vermieden. Hier sind zwischen den
Segmenten Keile oder konische Klemmkörper angeordnet, die in erster Linie dazu dienen, die an den
Segmenten angreifende Umfangskraft gleichmäßig auf alle Segmente zu verteilen. Dadurch läßt sich zwar der
Abstand zwischen den einzelnen Segmenten justieren, jedoch sind der Radkörperdurchmesser und die Zahl der
Segmente unveränderlich und müssen daher mit großer Genauigkeit gefertigt werden.
Auch Zahnblöcke, die jeweils nur einen Zahn aufweisen, sind bekannt So zeigt die DD-PS 1 13 607
auswechselbare Zahnblöcke, die in einem Rad oder einer Trommel angeordnet sind Die Position und die
Teilung der Zahnblöcke ist durch Schwalbenschwanznuten im Rad vorgegeben, ohne daß ein Einstellen der
Zahnteilung möglich ist Die Zahnteilung hängt somit von der Genauigkeit der Bearbeitung der Schwalbenschwanznuten
ab, und es ist stets ein,; Herstellung
mittels hochgenauer Maschinen erforderlich.
Ein Positionieren und justieren der einzelnen Zahnblöcke auf einem Rad oder einer Trommel mit
einem beliebigen Rad- bzw. Trommeldurchmesser anpaßbarer Zähnezahl ist bei diesen bekannten
Kettenrädern nicht möglich.
Demgegenüber zeigt der Prospekt der Fa. Renold Ltd. »Necklace chain wheels«, gedruckt in England 1972,
eine derartige Möglichkeit Hierbei sind die für einen bestimmten Trommel- bzw. Raddurchmesser erforderlichen
Zahnblöcke durch Laschen bzw. Kettenglieder so miteinander verbunden, daß ein geschlossener Zahnblockkranz
entsteht, der sich urn die Ί rommel bzw. das
Rad herumlegen läßt Im Bereich der Befestigungsflansche eines jeden Zahnblockes befinden sich radial
bezüglich der Trommel einstellbare Stellschrauben, mit Hilfe derer der Abstand der Zahnblöcke vom
Trommelumfang so eingestellt werden kann, daß der Zahnblockverband gespannt ist und der Abstand der
einzelnen Zahnköpfe eines jeden Zahnblockes voneinander genau einer Tnilung oder einem ganzzahligen
Vielfachen der Teilung einer eingreifenden Kette entspricht. Die Zahmblöcke sind am Umfang der
Trommel mit radialen Flanschen bzw. Flanschsegmenten entweder verschweißt oder verschraubt. Zwar
erlaubt diese Konstruktion, sowohl eine gewisse
Unrundheit im Laufe der Trommel auszugleichen als auch unterschiedliche Trommeldurchmesser zu berücksichtigen,
jedoch ist das Ausrichten der einzelnen Zahnblöcke sehr zeitraubend und erfordert besondere
Erfahrung im Einrichten solcher Bauelemente. Außerdem müssen entweder Winkelkonstruktionen oder
Flacheisen auf dem Trommelumfang befestigt werden, um das Drehmoment vom Zahnsegment in die Trommel
einleiten zu können.
Die Bohrungen für die Befestigungsschrauben lassen sich erst nach dem Justieren der Zahnblöcke mittels der
radialen Einstellschrauben einbringen, wodurch der Montageaufwand zusätzlich erhöht wird.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Kettenrad for Räder oder Trommeln großen Durchmessers zu schaffen, das keinen bestimmten
Rad- bzw. Trommeldurchmesser erfordert, um für das Kettenrad die der verwendeten Kette entsprechende
Teilung der Zähne zu erreichen.
Weiterhin soll das Kettenrad so einfach sein, daß auch weniger geschultes Personal in der Lage ist, dieses auf
einer Trommel bzw. einem Rad zu montieren. Zudem sollen die einzelnen Zahnblöcke auswechselbar sein und
aus hochfestem Material bestehen, auf dessen Schweißbarkeit es nicht ankommt
Disic Aufgabe wird bei einem Kettenrad der
eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst
Die Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß sich Trommeln und Räder großen Durchmessers nur
schwierig mit einem bestimmten Durchmesser und engen Toleranzen herstellen lassen, während sich
jedoch einzelne Zahnblöcke und satzweise untereinander gleiche Distanzstücke, die den Höhenunterschied
zwischen der Trommel oder dem Rad und dem mit einer ganzen Zahnblockzahl besetzten Kettenrad ausgleichen,
vergleichsweise einfach herstellen !asr-m. Für verschiedene Durchmesser einer Trommel oder eines
Rades werden Sätze von Distanzstücken verwendet, die nach Vermessen des Trommel- bzw. des Radumfanges
bestellt und auf einfache Weise auf dem Trommel- oder Radumfang befestigt werden. Wenn dann anschließend
die Zahnblöcke auf den Distanzstücken festgeschraubt werden, ist damit automatisch der geforderte Teilkreisdurchmesser
und der Abstand der einzelnen Zähne voneinander gegeben. Dabei ergibt sich in der Regel
zwischen den einzelnen Zahnblöcken ein mehr oder weniger großer Abstand, der in Umfangsrichtung
gegebenenfalls durch Segmentstücke überbrückt wird.
Da der Durchmesserunterschied zwischen der Trommel und dem für eine ganze Zahnblockzahl erforderlichen
Durchmesser maximal gleich der Teilung dividiert durch η ist können die Distanzstücke mit einem
verbreiterten Fuß versehen sein, so daß bei großem Durchmessern· terschied die Biegespannungen im
Zahnblock herabgesetzt werden.
Da jeder Zahnblock 100 der Gesamtleistung des Kettentriebes übertragen kann, ist es bei ausreichendem
Umschlingungswinkel der Kette nicht erforderlich, daß der Zahnkopfabstand einer bzw. zwei Teilungen
entspricht E: brauchen daher auf dvm Umfang der
Trommel nur soviel Zähne angeordnet zu werden wie für eine einwandfreie Kraftübertragung erforderlich
sind, so daß die Zahnblöcke einen größeren Abstand, als der Länge ihrer AnschraubPanschen entspricht, einnehmen
können. Um jedoch die Antriebskette im Bereich zwischen der Zahnköpfen abzustützen, können jeweils
zwischen zwei Zahnblöcken Segmentstücke befestigt sein, deren Länge mindestens einer Zahnteilung
entspricht und deren Höhe auf einen für eine ganze Zahnblockzahl erforderlichen Trommeldurchmesser
abgestimmt ist. Zum Abstützen der Antriebskette können jedoch auch zwischen zwei Zahnblöcken auf der
Trommel im Abstand einer Teilung befestigte Segmentstücke kleiner Länge dienen, deren Höhe auf einen für
eine ganze Zahnblockzahl erforderlichen Trommeldurchmesser abgestimmt ist.
Ist der Durchmesserunterschied zwischen der Trommel und dem Stützdurchmesser der Antriebskette
größer als die Höhe der Segmentstücke, so können sich auch in den Segmentstücken zwei auf der Unterseite der
Segmentstücke querverlautende Nuten befinden, in die
auf dem Trommelumfang befestigte Distanzstücke eingepaßt sind, deren Höh: mindestens gleich der
Nutentiefe ist Auch diese üistanzstc«.*e stehen jeweilE
satzweise zur Verfugung, um den Höhenunterschied zwischen der Trommel und dem mit einer ganzen
Zahnblockzahl besetzten Kettenrad auszugleichen. Die Abstände dieser Nuten sind gleich den Abständen der
Nuten in den Zahnblöcken, Auch die Distanznücke können gleich ausgebildet sein. Die Segment- und/oder
Distanzstücke können mit der Trommel verschraubt oder verschweißt sein und erlauben somit die gleiche
Montage wie die Zahnblöcke.
Um die Distanzstücke der Zahnbiöcke teilweise von der zu übertragenden Umfangskraft zu entlasten,
können die Segmentstücke zur Kraftübertragung herangezogen werden, wenn sie stirnseitig entgegengesetzt
der Drehrichtung der Trommel mit den Zahnblökken in Kontakt gebracht werden.
Um die Zahnblöcke mit dem erforderlichen Teilungsabstand montieren zu können, befindet sich im
Mittelpunkt eines jeden Zahnkopfe- eine Bohrung eingeschränkter Toleranz die für den fc'ngriff einer auf
die erforderliche Sehnenlänge zwischen zwei Zahnblökken einstellbare Lehre bestimmt sind. Die Einstellehre
läßt sich für mehrere Teilungen über einen Nonius einstellen Die Einstellung der Sehnenlänge kann aus
einer Sennenlängentabelle entnommen werden. Eine weitere Montageerleichterung der Zahnbiöcke, Distanzstücke
und Segmentstücke ist die Kennzeichnung der Mitte dieser Teile. Durch Messen des Umfangs der
Trommel und Einteilen in die erforderlichen Abstände lassen sich die Zahnblöcke, Distanzstücke und die
Stützsegmente genau montieren. Hierbei wird eine fertigungsbedingte Unrundheit der Trommel mit berücksichtigt
Die Mittenmarkierungen der Zahnblöcke, Distanzstücke und Segmentstücke werden mit den
Aufteilungen des Trommelumfangs deckungsgleich gebracht und die Distanzstücke und/oder Segmentstükke
werden angeschweißt
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des
näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen
F i g. 1 eine schematische Seitenansicht des Kettenrades,
F i g. 2 eine schematische Draufsicht zu F i g. ί,
F i g. 2 eine schematische Draufsicht zu F i g. ί,
F i g. 3 eine schematische Seitenansicht ,.ines anderen
Kettenrades,
F i g. 4 eine schematische Draufsicht zu F i g. 3 und F i g. 5 eine schematische Seitenansicht eines Zahnblocks
sowie zweier diesen tragende Distanzstücke.
Eine der erforderlichen Zähnezahl entsprechende Anzahl Zahnblöcke 4 ist auf dem Umfang einer
Trommel 2 befestigt Jeder Zahnblock 4 weist einen Zahnkonf 8 und am Zahnfuß angeordnete Anschraubflansche
6 auf. Im vorliegenden Fall entspricht die Länge der Anschraubflansche 6 der Teilung zweier Glieder
einer mit den Zahnköpfen 8 in Eingriff stehenden Antriebskette, die durch Rollen 32 dargestellt ist. Je
nachdem, ob der Durchmesser der Trommel 2 gerade so groß ist daß eine gar ze Zahl von Zahnblöcken 4 Stoß an
Stoß auf der Trommel liegend befestigt werden kann, oder ob der Durchmesser der Trommel 2 davon
abweicht, sind Distanzstücke 16 bzw. 34 zwischen dem Umfang der Trommel 2 und den Zahnblöcken 4
angeordnet. Diese Distanzstücke 16 bzw. 34 sind in parallel zur-* Zahnkonf 8 verlaufenden Nuten (4 der
Anschraubflansche 6 eingepaßt und können über Befestigungsschrauben 12 mit der Trommel 2 vec-
schraubt oder so verschweißt sein, daß die Befestigungsschrauben
12 allein zum Befestigen der Zahnblöcke 4 dienen.
Genau in der Mitte eines jeden Zahnkopfes 8 befindet sich eine Bohrung 10 eingeschränkter Toleranz, in die >
bei der Montage eine nicht dargestellte Einstellehre eingreift. Die Einstellehre ist für mehrere Teilungen
nach einer Sehnenlängentabelle über einen Nonius einstellbar, so daß sich die Zahnblöcke 4 mit der
vorgeschriebenen Teilungsgenauigkeit über die Sehne m 36 leicht ausrichten lassen. Eine andere Montagemöglichkeit
besteht tiarin, die Zahnblöcke 4 sowie unten im
einzelnen erläuterte Segmentstücke 18, 20, 30 mit Mittenmaikierungen 28 zu versehen. Durch Messen des
Umfanges der Trommel 2 und Einteilen in die r> erforderlichen Abstände lassen sich die Zahnblöcke 4
und die Segmentstücke 18, 20, 30 genau montieren. Da jeder Zahnblock 4 die gesamte Antriebsleistung zu
übertragen vermag, kann der Teilungsabstand der einzelnen Zahnbiocke auf dem umfang der Trommel 2 .">
auch mehr als zwei Teilungen betragen, wenn der Umschlingungswinkel der Antriebskette groß genug ist.
Um jedoch den erforderlichen Abstand zwischen der Trommel 2 und dem erforderlichen Stützdurchmesser
der Antriebskette auch zwischen den Zahnblöcken 4 zu r> gewährleisten, erstrecken sich Segmentstücke 18. 20,30
zwischen den einzelnen Zahnblöcken 4.
Das Segmcntsiück 18 wird eingesetzt, wenn der
Abstand von Zahnblock 4 zu Zahnblock 4 einer Teilungsdifferenz entspricht und der Durchmesser der
Trommel 2 einem Vorzugsdurchmesser entspricht, so daß dieses Segmentstück 18 direkt auf den Trommelumfang
aufgeschraubt bzw. aufgeschweißt werden kann. Das Segmentstück 13 unterliegt keinem Verschleiß und
dient nicht zur Kraftübertragung. J5
Entspricht der Trommeldurchmesser nicht einem solchen Vorzugsdurchmesser, so können in der gleichen
Weise wie für die Zahnblöcke 4 auch für die Segmentstücke 20 Distanzstücke 24 in entsprechende
Nuten 22 eingepaßt sein. Die Dicke dieser Distanzstük- -to ke 24 ist so bemessen, daß der Durchmesserunterschied
ausgeglichen wird. Auch diese Distanzstücke 24 können auf dem Umfang der Trommel 2 aufgeschweißt oder
aufgeschraubt sein, während die Segmentsti/cke 20 mit
den Distanzstücken 24 verschraubt sind. Die Distanzstücke 24 werden jeweils satzweise geliefert, so daß der
gesamte Trommelumfang unter Einhaltung des erforderlichen Teilkreisdurchmessers mit Zahnblöcken 4 und
Segmentstücken 20 bestückt werden kann.
Die Segmentstücke 20 können auch zur Übertragung der Umfangskräfte herangezogen werden, wenn jeweils
eine Stirnseite entgegen der Drehrichtung der Trommel 2 mit einem Zahnblock 4 in Kontakt gebracht wird. Auf
diese Weise lassen sich die Befestigungsschrauben 12 eines Zahnblockes 4 bzw. die Distanzstücke 16
entlasten. Die gegenüberliegende Seite des Segmentstückes 20 darf zum angrenzenden Zahnblock 4 ein
größeres Spaltmaß aufweisen.
Die Segmentstücke 30 ähneln den Distanzstücken 16, ie, weisen aber eine so große Höhe auf, dau sie zum
Abstützen der Rollen 32 der Antriebskette wie die Segmentstücke 18, 20 dienen. Da der Durchmesserunterschied
zwischen der Trommel und dem für eine ganze Zahnblockzahl erforderlichen Durchmesser maximal
gleich der Teilung dividiert durch η ist, kann der Stufensprung entsprechend sehr groß werden und mit
den einfachen Distanzstücken 16, 18 nicht mehr überbrückt werden. In diesem Fall weist ein Distanzstück
34 sfinen verbreiterten Fuß 36 mit abgeschrägter
Grundfläche auf. Hierdurch kann sich das Distanzstück 34 besser der Trommelkrümmung anpassen, ohne daß
im Zahnblock 4 zu große Biegespannungen entstehen.
Das Kettenrad erlaubt es. ein standardisiertes Verzahnungssystem anzubieten. Über Tabellen bzw.
Kurven wird der Kettentrieb nach der zu übertragenden Leistung ausgelegt, woraufhin ohne weitere Berechnungen
das Kettenrad erstellt werden kann. Durch diese Standardisierung läßt sich für beliebige Trommeldurchmesser
ein Kettenradsystem aufbauen.
Claims (8)
1. Kettenrad mit auf dem Umfang einer Trommel im Abstand mindestens einer Teilung einer eingreifenden
Kette geschraubten Zahnblöcken, deren Unterseite mindestens zwei Hohlräume aufweist, in
die auf der Trommel befestigte Kraftübertragungselemente eingreifen, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Zahnblock (4) zwei auf der Unterseite parallel zum Zahnkopf (8) angeordnete
Nuten (14) aufweist, in die radiale Distanzstücke (16, 34) eingepaßt sind, die den Höhenunterschied
zwischen der Trommel und dem mit einer ganzen Zahnblockzahl besetzten Kettenrad ausgleichen.
2. Kettenrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn- is
zeichnet, daß die Distanzstücke (34) einen verbreiterten Fuß (36) aufweisen (F i g. 5).
3. Kettenrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Segmentstücke (30) zwischen
zwei Zahnblöcken (4) in Abstand einer Teilung auf der Trommel (2) befestigt sind, deren Höhe auf einen
für eine gare«: Zahnblockzahl erforderlichen Trommeidurchmesser
abgestimmt ist (F i g. 1).
4. Kettenrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
Segmentstücke (18, 20) zwischen zwei Zahnblöcken (4) befestigt sind, deren Länge mindestens einer
Zahnteilung entspricht und dere·: Höhe auf einen für
eine ganze Zahnblockzahl erforderlichen Trommeldurchmesser abgestimmt ist (F i g. 3).
5. Kettenrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentstücke (18,20) zwei auf der
Unterseite quc. verlaufende Nuten (22) aufweisen, in
die auf dem Trommelumfang be'-jstigte Distanzstükke
(24, 34) eingepaßt sind deren Höhe mindestens gleich der Nutentiefe ist.
6. Kettenrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (24, 34) den
Höhenunterschied zwischen der Trommel (2) und dem mit einer ganzen Zahnblockzahl besetzten
Kettenrad ausgleichen.
7. Kettenrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im
Mittelpunkt eines jeden Zahnkopfes (8) eine Bohrung (10) eingeschränkter Toleranz angeordnet
ist, in die eine auf die erforderliche Sehnenlänge (26) zwischen zwei Zahnblöcken einstellbare Lehre
eingreift.
8. Kettenrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die
Zahnblöcke (4) und Segmentstücke mittenmarkiert (28) sind.
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