DE102005052520A1

DE102005052520A1 - Zahnschubkettentrieb

Info

Publication number: DE102005052520A1
Application number: DE200510052520
Authority: DE
Inventors: Gunther Weiglein; Karl Hessdörfer
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2007-05-10

Abstract

Offenbart ist ein Zahnschubkettentrieb mit zumindest einer Zahnschubkette, die eine Vielzahl von Kettengliedern aufweist, wobei die Kettenglieder durch Verbindungsachsen miteinander verbunden sind und über einen Verzahnungsbereich mit zumindest einem angetriebenen Kettenrad in Eingriff stehen. Erfindungsgemäß ist das Kettenrad im Wesentlichen in einem Linearbereich mit der Zahnschubkette in Eingriff.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnschubkettentrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zahnschubkettentriebe werden beispielsweise als Antriebssysteme für Vertikal- oder Horizontalverfahrbewegungen in der Maschinenbau- oder Automationsindustrie sowie der Bühnentechnik verwendet.

Ein derartiger Zahnschubkettentrieb ist beispielsweise aus der nachveröffentlichten (Aktenzeichen MD 40340) bekannt. Diese herkömmlichen Zahnschubkettentriebe verwenden eine Zahnschubkette mit einer Vielzahl von Kettengliedern, die durch Verbindungsachsen miteinander verbunden sind und über einen Verzahnungsbereich mit einem angetriebenen Kettenrad in Eingriff stehen. Bei derartigen Zahnschubkettentrieben erfolgt die Umlenkung der Zahnschubkette und deren Antrieb über das Kettenrad, wobei dieses etwa viertelkreisförmig von der Kette umschlungen ist – mit anderen Worten – die Kraftübertragung von dem Kettenrad auf die Zahnschubkette erfolgt im Umlenkungsbereich des Kettentriebes.

Ein störender Effekt bei derartigen Zahnschubkettentrieben ist der Polygoneffekt. Dieser entsteht dadurch, dass die Länge des Kettenstranges, d.h. die Länge des Polygonzuges der einzelnen Kettenglieder in dem etwa viertelkreisförmigen Umlenkungsbereich infolge der vieleckförmigen Auflage der Schubkette auf dem Kettenrad nicht mit der Teilkreislänge des Kettenrades übereinstimmt. Der Polygoneffekt wird insbesondere durch eine große Teilung der Schubkette sowie kleine Kettenraddurchmesser weiter verstärkt und führt zu einer pulsierenden Geschwindigkeit der Kettenglieder beim Umlaufen auf der Kreisbahn der Umlenkungsbereiche. Diese Geschwindigkeitsänderungen führen insbesondere bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten zu Beschleunigungsstößen auf die Kette und dadurch zu einer hohen Geräuschemission des Kettentriebes. Da die Summe der auf das Kettenrad bezogenen Längen des Polygonzuges aus den einzelnen Kettengliedern der Kette von der Teilkreislänge des Kettenrades differiert, unterliegt die Kette weiterhin variierenden Längenänderungen. Diese Längenänderung ist bezüglich der Kettenbewegung nicht konstant, da sich die Lage der Kettenglieder während der Bewegung der Kette entlang des Umlenkungsbereichs verändert, und führt bei einer zwangsgeführten Kette zu großen Kräften auf die Kettenführungen bis hin zum Klemmen der Kette.

Zur Verringerung des Polygoneffektes ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, eine Kette mit kleiner Teilung und Kettenräder mit hohen Zähnezahlen zu verwenden. Diese Lösungen ermöglichen zwar aufgrund der Angleichung des Polygonzuges an die Teilkreislänge des Kettenrades eine Verringerung des Polygoneffektes, bedingen aber aufgrund der hohen Zähnezahlen und der daraus resultierenden großen Kettenraddurchmesser hohe Abtriebsmomente, hervorgerufen durch die äußere, translatorische Belastung auf die Schub-Zahnkette bei großen Kettenraddurchmessern, so dass derartige Zahnschubkettentriebe ein großes Bauvolumen benötigen und dadurch aufwändig und kostenintensiv sind. Weiterhin sind feingliedrige Ketten mit kleiner Kettenteilung kostenintensiver in der Herstellung.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zahnschubkettentrieb zu schaffen, der so gestaltet ist, dass der Polygoneffekt verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch einen Zahnschubkettentrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Zahnschubkettentrieb hat zumindest eine Zahnschubkette mit einer Vielzahl von Kettengliedern, die durch Verbindungsachsen miteinander verbunden sind und über einen Verzahnungsbereich mit zumindest einem angetriebenen Kettenrad in Eingriff stehen. Erfindungsgemäß ist das Kettenrad im Wesentlichen in einem Linearbereich mit der Zahnschubkette in Eingriff. Durch den Eingriff des Kettenrades in dem Linearbereich der Zahnschubkette wird, gegenüber dem Stand der Technik mit Kraftübertragung im Umlenkungsbereich, der Polygoneffekt des Kettentriebes, ähnlich dem Zahneingriff eines Zahnrades in eine Zahnstange vermieden. Dadurch treten keine Geschwindigkeitsschwankungen und Beschleunigungsstöße der Kette auf, so dass die Geräuschentwicklung insbesondere bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten der Zahnschubkette wesentlich minimiert ist. Des Weiteren kann die Kette aufgrund des verhinderten Polygoneffekts eine große Teilung und somit das Kettenrad eine gegenüber dem allgemeinen Stand der Technik verringerte Zähnezahl und einen kleineren Durchmesser aufweisen, so dass das Getriebeabtriebsmoment reduziert ist. Dadurch ist der erfindungsgemäße Kettentrieb fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellbar.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Kettenrad auf einer den Verbindungsachsen abgewandten Seite der Zahnschubkette angeordnet. Durch diese Anordnung können auftretende Querkräfte auf die Zahnschubkette durch die Kettenradlagerung aufgenommen werden, so dass die Reibung durch Querkräfte und damit auch die Gleitgeräusche in den Kettenführungen reduziert sind. Die Kettenglieder wirken mit dem Kettenrad beispielsweise über eine Gerad-, Schräg- oder Doppelschrägverzahnung (Pfeilverzahnung) zusammen. Vorzugsweise finden schräg- oder doppelschrägverzahnte Zahnräder Verwendung, bei denen mehrere Zähne gleichzeitig in Eingriff stehen, so dass ein kontinuierlicher Zahneingriff infolge Überdeckung erreicht wird. Dadurch treten weniger Stöße beim Zahneingriff auf. Dies führt zu geringeren Schwingungsanregungen und leiserem Lauf des Kettentriebes. Weiterhin ist die Belastbarkeit des Kettentriebes aufgrund der gleichmäßigen Kraftaufteilung höher.

Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Kettenglieder stirnseitig eine im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung eines auf Schub belasteten Kettentrums ausgerichtete Anlagefläche auf. Dadurch wird die Ausknicktendenz der Zahnschubkette verringert und die Schubübertragung verbessert.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Anlagefläche eines Schubkettengliedes konvex und die Anlagefläche eines benachbarten Schubkettengliedes konkav ausgebildet ist. Dadurch wird eine stabile Lage der Kettenglieder aufeinander ermöglicht.

Die Anlagefläche der Kettenglieder hat vorzugsweise zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Zentrierelements der benachbarten Kettenglieder. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Zentrierelement eine Stützachse.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Ausnehmung im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet und/oder weist eine in die Anlagefläche einlaufende Abflachung auf.

Vorzugsweise ergänzen sich die Ausnehmungen benachbarter Kettenglieder in der Streckstellung der Zahnschubkette zu einer kreisförmigen Anlagefläche für das Zentrierelement.

Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Kettenglieder zumindest zwei über die Verbindungsachsen parallel beabstandete Kettenlaschen auf. Jede der Kettenlaschen besteht vorzugsweise aus jeweils zumindest zwei Reihen aus im Wesentlichen rechteckigen Platten.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Platten einer Reihe um einen der Hälfte ihrer Länge entsprechenden Abstand zu Platten der benachbarten Reihe versetzt anzuordnen. Aufgrund des ineinander Greifens der Platten wird eine hohe Stabilität der Zahnschubkette erreicht.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Kettenlaschen jeweils zumindest zwei parallel beabstandet angeordnete Platten auf. Dadurch können Platten benachbarter Kettenglieder ineinander Greifen, so dass eine hohe Stabilität der Zahnschubkette erreicht wird.

Vorzugsweise sind die Platten als im Wesentlichen identische Stanzteile ausgebildet. Dadurch sind die Platten fertigungstechnisch einfach herstellbar.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Verbindungsachse und/oder die Stützachse eine Führungsrollenanordnung trägt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Kanten der Anlageflächen der Kettenglieder im Bereich der Verbindungsachse abgerundet oder abgeschrägt. Dadurch wird das Verschwenken der Kettenglieder gegeneinander ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird es besonders bevorzugt, wenn der Kettentrieb zumindest eine Kettenführung aufweist. Die Kettenführungen ermöglichen eine geradlinige Führung des auf Schub belasteten Kettentrums der Zahnschubkette, so dass ungewünschte Bewegungen der Kette beim Auslaufen bzw. Einlaufen auf das Kettenrad abgefangen und gedämpft werden.

Die Kettenführung des auf Schub belasteten Kettentrums hat vorzugsweise zumindest eine Kettenführungsschiene.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Kettenführungsschiene dem Kettenrad zumindest abschnittsweise gegenüberliegend angeordnet. Dadurch wird ein definierter Zahneingriff des Kettenrades in die Zahnschubkette ermöglicht und die Geräuschemission des Kettentriebes weiter gesenkt. Weiterhin übernimmt die Kettenführung die Abstützfunktion des schubbelasteten Kettentrums auf seiner knicksteifen Kettenaußenseite.

Vorzugsweise ist eine zusätzliche Kettenführungsschiene auf der Seite des Kettenrades angeordnet, so dass die Kette zusätzlich zu dem Auflagepunkt des Kettenrades in der Querrichtung gestützt ist. Dadurch kann die Querbelastung des Kettenrades bei verbesserter Abstützung des schubbelasteten Kettenstranges gesenkt werden.

Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Kettenführungsschiene zwischen Kettenlaschen der Kettenglieder eingreift und diese über die Führungsrollenanordnung abstützt. Aufgrund des Eingreifens der Kettenführungsschiene zwischen die Kettenlaschen der Kettenglieder sind die Kettenglieder zusätzlich gegen axiale Bewegungen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kette gesichert.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Kettenführungsschiene zumindest eine Kettengliedlänge, vorzugsweise eineinhalb bis zwei Kettengliedlängen überdeckt. Dadurch wird beim Ein- bzw. Auslaufen des schubbelasteten Kettentrums ein Schlagen der Kette durch statische Überbestimmtheit verhindert und die Geräuschemission der Zahnschubkette weiter verringert. Um die Kettenführung an unterschiedliche Betriebsparameter anzupassen, kann diese einstellbar ausgeführt sein.

Vorzugsweise hat die Kettenführungsschiene zumindest einen abgeschrägten oder abgerundeten Umlenkabschnitt. Dieser ermöglicht durch einen geeigneten Radienverlauf oder eine Anlaufschräge einen gleichmäßigen Übergang vom Umlenkungsbereich in den Linearbereich der Zahnschubkette.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Zahnschubkettentriebes ist das unbelastete Kettentrum der Zahnschubkette in einer Führungsschiene geführt. Hierbei wird es bevorzugt, den unbelasteten Kettenstrang schon nahe unterhalb des Kettenrades aufzunehmen, vorzugsweise mit einer gewissen Überdeckung, um ein Durchhängen des unbelasteten Kettentrums und dadurch verursachte Auflaufstöße der Kette auf die Führungsschiene zu vermeiden.

Vorzugsweise umgreift die Führungsschiene die Kettenglieder zumindest teilweise und führt diese über die Führungsrollenanordnung. Dadurch wird eine ungewünschte, von Reibungseffekten in der Führungsschiene verursachte Auslenkung der Kettenglieder senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung verhindert, so dass Aufschlaggeräusche der Kette minimiert sind, die entstehen, wenn sich diese aufgrund ihres Eigengewichts wieder an die untere Führung anlegt.

Das unbelastete Kettentrum ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung gegen einen ortsfesten Haltepunkt vorgespannt. Vorzugsweise ist das unbelastete Kettentrum über eine Federanordnung oder durch ein Vorspanngewicht unter Zugspannung gesetzt und in eine Streckstellung vorgespannt, so dass die Toleranzen der Zahnschubkette ausgeglichen und Anschlaggeräusche der Kettenglieder verringert sind.

Die Zahnschubkette ist vorzugsweise über eine Federanordnung vorgespannt. Beispielsweise erfolgt die Vorspannung der Kette über eine Rollfeder, die tangential an der Stützachse auf der knicksteifen Kettengliedseite anliegt. Aufgrund der Vorspannung wird ein Spiel der Zahnschubkette, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen der Kettenglieder kompensiert. Weiterhin werden Wechsel zwischen Schub- und Zugbelastung der Zahnschubkette und dadurch Aufschlaggeräusche der Kettenglieder minimiert.

Vorzugsweise ist im Bereich der Kettenumlenkung zumindest ein Stützrad, beispielsweise ein angetriebenes Reibrad, angeordnet. Hierbei ist die Kette vorzugsweise unter Druckspannung gesetzt, um einen spielfreien Lauf der Kettenglieder zu ermöglichen und die Aufschlaggeräusche der Kettenglieder in diesem Bereich zu verringern.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Darstellung eines Hubpodiums mit einem erfindungsgemäßen Zahnschubkettentrieb;
2 eine Darstellung eines Teilstückes der Zahnschubkette aus 1;
3 eine Darstellung eines Teilstückes einer Zahnschubkette gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zahnschubkettentriebes und
4 eine Darstellung eines Hubpodiums mit einem erfindungsgemäßen Zahnschubkettentrieb gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt einen als Vertikalhubpodium 1 verwendeten erfindungsgemäßen Zahnschubkettentrieb 2, der im Wesentlichen aus einem Antriebsgehäuse 4 und einer Zahnschubkette 6 besteht, die eine Vielzahl von Kettengliedern 8 aufweist und mit einer Hubplattform 10 verbunden ist. Die Kettenglieder 8 der Zahnschubkette 6 sind durch Verbindungsachsen 12 miteinander verbunden und stehen über einen Verzahnungsbereich 14 mit einem angetriebenen Schubzahnkettenrad 16 in Eingriff.
Erfindungsgemäß ist das Kettenrad 16 in einem Linearbereich 18 mit der Zahnschubkette 6 in Eingriff. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Kettenrad 16 am unteren Teil des vertikalen, schubbelasteten Kettentrums 18 des Hubpodiums 1 außenliegend angeordnet. Durch den Eingriff des Kettenrades 16 in den schubbelasteten Linearbereich 18 der Zahnschubkette 6 wird, gegenüber dem Stand der Technik mit Kraftübertragung in einem Umlenkungsbereich 20 der Zahnschubkette, der Polygoneffekt des Kettentriebes 2 vermieden. Dadurch treten keine Geschwindigkeitsschwankungen und Beschleunigungsstöße in der Zahnschubkette 6 auf, so dass die Geräuschentwicklung des Zahnschubkettentriebes 2 auch bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten wesentlich minimiert ist. Des Weiteren wird das Getriebeabtriebsmoment aufgrund des relativ kleinen Kettenrades 16 reduziert, so dass der erfindungsgemäße Kettentrieb 2 eine kompakte Bauweise und große Verfahrwege ermöglicht. Das Kettenrad 16 ist auf einer den Verbindungsachsen 12 abgewandten Seite der Zahnschubkette 6 angeordnet. Durch diese Anordnung können auftretende Querkräfte auf die in dieser Richtung schubsteife Zahnschubkette 6 über die Kettenradlagerung aufgenommen werden, so dass die Reibung durch Querkräfte und damit auch die Gleitgeräusche in den Kettenführungen reduziert sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wirken die Kettenglieder 8 mit dem Kettenrad 16 über eine Geradverzahnung zusammen. Bei einer nicht dargestellten Variante der Erfindung wird die Geradverzahnung der Zahnschubkette 6 und des Kettenrades 16 durch eine Schräg- oder Doppelschrägverzahnung, vorzugsweise eine Evolventenverzahnung ersetzt. Durch diese Verzahnungsarten wird durch Überdeckung ein kontinuierlicher Zahneingriff erreicht, so dass die Antriebsgeräusche weiter reduziert sind.
Gemäß 2, die eine Darstellung eines Teilstückes der Zahnschubkette aus 1 zeigt, bestehen die Kettenglieder 8 der Zahnschubkette 6 aus jeweils zwei parallel beabstandeten Kettenlaschen 22, 24, die über die Verbindungsachsen 12 verschwenkbar verbunden sind. Die Kettenlaschen 22, 24 haben jeweils zwei aneinander liegende Reihen 26, 28 aus im Wesentlichen identischen Platten 30, wobei die Plattenreihe 26 jeweils um die Hälfte einer Plattenlänge zu der benachbarten Plattenreihe 28 versetzt angeordnet sind, so dass die Platten 30 abschnittsweise überlappen. Aufgrund des ineinander Greifens der Platten 30 wird eine hohe Stabilität der Zahnschubkette 6 erreicht. Aufgrund der identischen Ausbildung der Platten 30 können diese fertigungstechnisch vorteilhaft als Serienstanzteile hergestellt werden.
Wie 1 zu entnehmen ist, hat jede Platte 30 drei in Form eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnete Aufnahmebohrungen für die Verbindungsachsen 12 und eine Stützachse 32, wobei die Aufnahmebohrungen für die Verbindungsachsen 12 der Platten 30 der beiden aneinander liegenden Reihen 26, 28 der gleichen Kettenlasche 22 bzw. 24 und die Verzahnungsabschnitte 14 in der Streckstellung in Überdeckung bringbar sind. Die Verzahnungsabschnitte 14 der Platten 30 bestehen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus jeweils zwei Zähnen 31. Die Kettenglieder weisen stirnseitig eine senkrecht zur durch einen Pfeil angedeuteten Bewegungsrichtung des auf Schub belasteten linearen Kettentrums 18 ausgerichtete Anlagefläche 34 auf. Die Anlagefläche 34 jedes Kettengliedes 8 hat eine etwa halbkreisförmige Ausnehmung 36 zur Aufnahme eines Zentrierelements der benachbarten Kettenglieder. Die Ausnehmungen 36 benachbarter Kettenglieder ergänzen sich in der Streckstellung der Zahnschubkette 6 zu einer kreisförmigen Anlagefläche 40 für das Zentrierelement. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Zentrierelement von der Stützachse 32 gebildet, die wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, die Kettenlaschen 22, 24 zusätzlich zu den Verbindungsachsen 12 verbindet. Die Ausnehmung 36 ist mit einer in die Anlagefläche 34 einlaufende Abflachung 38 versehen, die das Einschwenken der Kettenglieder 8 in den schubbelasteten Linearbereich 18 erleichtert.
Bei einer nicht dargestellten Variante ist die Anlagefläche 34 eines Kettengliedes 8 konvex und die Anlagefläche 34 eines benachbarten Kettengliedes 8 konkav ausgebildet. Dadurch wird eine stabile Lage der Kettenglieder 8 aufeinander ermöglicht.
Die Verbindungs- und Stützachsen 12, 32 tragen jeweils eine Führungsrollenanordnung 42, 44. Die Führungsrollenanordnung 42 der Verbindungsachsen 12 besteht aus jeweils ein bis drei koaxial auf der Verbindungsachse 12 angeordneten Führungsrollen 46 (siehe 2), wobei jeweils eine Führungsrolle 46 auf einem über Seitenflächen 48 der Kettenglieder 8 überstehenden Abschnitt der Verbindungsachse 12 und eine Führungsrolle 46 zwischen den Kettenlaschen 22, 24 angeordnet ist. Die Stützachsen 32 weisen jeweils zwei im Abstand zu den Seitenflächen 48 der Kettenlaschen 22, 24 angeordnete Führungsrollen 50 auf, wobei die Ausnehmungen 36 in einen Bereich zwischen den Kettenlaschen 22, 24 und den Führungsrollen 50 eingreifen, so dass die Rollen 50 freibleiben und die Ausnehmungen 36 an der Stützachse 32 anliegen. Weiterhin ist eine Führungsrolle 50 zwischen den Kettenlaschen 22, 24 auf der Stützachse 32 angeordnet (siehe 2). Um das Verschwenken der Kettenglieder 8 gegeneinander zu ermöglichen, sind die Kanten der Anlageflächen 34 der Kettenglieder 8 im Bereich der Verbindungsachsen 12 abgerundet.
Der Zahnschubkettentrieb 2 hat weiterhin eine Kettenführung 52 zum Einschwenken der Zahnschubkette 6 in die schubsteife vertikale Position. Die Kettenführung 52 des auf Schub belasteten Kettentrums 18 besteht aus zwei Kettenführungsschienen 54, 56 aus einem Werkstoff mit hoher Verschleißfestigkeit und guten Gleiteigenschaften, beispielsweise Polyamid. Die Kettenführungsschiene 54 ist dem Kettenrad 16 gegenüberliegend angeordnet und beabstandet an einer Seitenfläche 58 des Antriebsgehäuse 4 über Schrauben fixiert. Dadurch wird eine geradlinige Führung der Zahnschubkette 6 und ein definierter Zahneingriff des Kettenrades 16 ermöglicht, so dass die Geräuschemission des Kettentriebes 2 weiter gesenkt ist. Die Kettenführungsschiene 54 überdeckt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa die 1,5- bis zweifache Kettengliedlänge. Dadurch wird beim Ein- bzw. Auslaufen der Zahnschubkette 6 ein Schlagen der Kette durch statische Überbestimmtheit verhindert und die Geräuschemission weiter verringert. Um die Kettenführung 52 an unterschiedliche Betriebsparameter anzupassen ist diese über nicht dargestellte Einstellelemente einstellbar. Die Kettenführungsschiene 54 hat einen abgerundeten Umlenkabschnitt (in 1 von dem Kettenglied verdeckt), der durch einen geeigneten Radienverlauf einen gleichmäßigen Übergang der Zahnschubkette 6 in den schubbelasteten Linearbereich 18 ermöglicht und dadurch Anschlaggeräusche der Führungsrollen 46 minimiert.
Die zweite Kettenführungsschiene 56 ist auf der Seite des Kettenrades 16 oberhalb einer Antriebsachse 60 angeordnet, so dass die Zahnschubkette 6 zusätzlich zu dem Auflagepunkt des Kettenrades 16 in der Querrichtung durch die Kettenführungsschiene 56 gestützt ist. Dadurch kann die Querbelastung des Kettenrades 16 gesenkt und die Abstützung des schubbelasteten Kettenstranges 18 verbessert werden.
Die beiden Kettenführungsschienen 54, 56 greifen zwischen die Kettenlaschen 22, 24 der Kettenglieder 8 ein und stützen diese über die innenliegenden Rollen der Führungsrollenanordnung 42 bzw. 44 ab. Aufgrund des Eingreifens der Kettenführungsschienen 54, 56 zwischen die Kettenlaschen 22, 24 der Kettenglieder 8 sind diese zusätzlich gegen axiale Bewegungen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Zahnschubkette 6 gesichert. Dadurch ist das schubbelastete Kettentrum 18 in alle Richtungen geführt, so dass Bewegungen der Kette 6 beim Auslaufen bzw. Einlaufen auf das Kettenrad 16 abgefangen und gedämpft werden.
Der Kettentrieb 2 hat weiterhin eine Ausrichtvorrichtung 62 mit Justage- und Nachstelleinrichtungen zur vertikalen Ausrichtung des schubbelasteten Kettentrums 18 an der Hubplattform 10. Dadurch wird ein schräges bzw. versetztes Auflaufen der Zahnschubkette 6 auf die Kettenführungsschienen 54, 56 und das Kettenrad 16 verhindert.
Das unbelastete, horizontale Kettentrum 64 der Zahnschubkette 6 ist in einer Führungsschiene 66 geführt, die die Kettenglieder 8 zumindest teilweise umgreift und über die Führungsrollenanordnung 42 bzw. 44 führt. Hierzu sind die Führungsrollen 50 verfahrbar auf Innenflächen 68, 70 der Führungsschiene 66 gelagert. Dadurch wird ein Auslenken der Kettenglieder 8 in vertikaler Richtung, d.h. senkrecht zur Bewegungsrichtung des unbelasteten Kettentrums 64, aufgrund von Reibungseffekten in der Führungsschiene 66 und dadurch Aufschlaggeräusche der Zahnschubkette 6 verhindert, die entstehen, wenn sich diese aufgrund ihres Eigengewichts wieder an die untere Innenfläche 70 der Führungsschiene 66 anlegt. Gemäß 1 wird es bevorzugt, den unbelasteten Kettenstrang 64 schon nahe unterhalb des Kettenrades 16 aufzunehmen, um ein Durchhängen des unbelasteten Kettentrums 64 und dadurch verursachte Auflaufstöße der Kette 6 auf die Führungsschiene 66 zu vermeiden. Weiterhin kann die Führungsschiene 66, beispielsweise durch eine Federanordnung, gegenüber der Zahnschubkette vorgespannt sein, um eine spielfreie Führung zu ermöglichen.
Die Zahnschubkette 6 ist über eine nicht dargestellte, tangential an den Stützachsen 32 auf einer knicksteifen Kettengliedseite 72 anliegende Federanordnung mit einer Rollfeder vorgespannt. Aufgrund der Vorspannung werden die Kettenglieder 8 über die Anlageflächen 34 in Anlage gebracht und ein evtl. vorhandenes Spiel, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen, der Zahnschubkette 6 kompensiert. Dadurch werden Wechsel zwischen Schub- und Zugbelastung des unbelasteten Kettentrums 64 und damit verbundene Aufschlaggeräusche weitgehend verhindert.
Bei einer nicht dargestellten Variante der Erfindung ist das unbelastete Kettentrum 64 gegen einen ortsfesten Haltepunkt vorgespannt. Hierbei wird das unbelastete Kettentrum 64 über eine Federanordnung oder durch ein Vorspanngewicht unter Zugspannung gesetzt und in eine Streckstellung vorgespannt, so dass ein Kettenspiel ausgeglichen ist.
Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Variante des Zahnschubkettentriebes 2 ist im Umlenkungsbereich der Zahnschubkette 6 ein Stützrad, beispielsweise ein angetriebenes Reibrad angeordnet. Hierbei wird die Zahnschubkette 6 unter Druckspannung gesetzt, um einen spielfreien Einlauf der Kettenglieder 8 in den schubbelasteten Linearbereich 18 zu ermöglichen und Aufschlaggeräusche der Kettenglieder 8 zu vermeiden.
Gemäß 3, die eine Darstellung eines Teilstückes einer Zahnschubkette 74 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zahnschubkettentriebes 2 zeigt, können zur Erhöhung der Belastbarkeit der Zahnschubkette 74 mehrere Platten 30 alternierend versetzt, zu einer paketartigen Plattenanordnung zusammengefasst sein, die jeweils parallel auf den Verbindungsachsen 12 angeordnet sind, so dass die Kettenlaschen 22, 24 jeweils aus zwei parallel beabstandet angeordneten Platten 30 bestehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Kettenlaschen 22, 24 auf der Verzahnungsseite über die Verbindungsachsen 12 verbunden und eine von der Verzahnung abgewandte Rückseite 76 der Kettenlaschen 22, 24 bogenförmig abgerundet, um im Umlenkungsbereich 20 eine etwa kreisbogenförmige Rückseite als Anlage einer Rollenanordnung (nicht dargestellt) auszubilden. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist auf der nicht dargestellten Stützachse 32 zwischen den Kettenlaschen 22, 24 eine Führungsrolle 50 angeordnet, die zur Umlenkung des unbelasteten Kettentrums in den schubbelasteten Linearbereich 18 in Anlage an eine gerade oder kurvenförmige Führungsschiene bringbar ist.
Gemäß 4, die eine Darstellung eines Hubpodiums 1 mit einem erfindungsgemäßen Zahnschubkettentrieb 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Kettenglieder 8 auf der dem Kettenrad 16 abgewandten Rückseite 76, d.h. der knicksteifen Seite der Zahnschubkette 6, bogenförmig abgerundet, um das Verschwenken der Kettenglieder 8 im Umlenkungsbereich 20 zu erleichtern.
Offenbart ist ein Zahnschubkettentrieb 2 mit zumindest einer Zahnschubkette 6, 74, die eine Vielzahl von Kettengliedern 8 aufweist, wobei die Kettenglieder 8 durch Verbindungsachsen 12 miteinander verbunden sind und über einen Verzahnungsbereich 14 mit zumindest einem angetriebenen Kettenrad 16 in Eingriff stehen. Erfindungsgemäß ist das Kettenrad 16 im Wesentlichen in einem Linearbereich 18 mit der Zahnschubkette 6 in Eingriff.

1: Hubpodium
2: Zahnschubkettentrieb
4: Antriebsgehäuse
6: Zahnschubkette
8: Kettenglied
10: Hubplattform
12: Verbindungsachse
14: Verzahnungsbereich
16: Kettenrad
18: Linearbereich
20: Umlenkungsbereich
22: Kettenlasche
24: Kettenlasche
26: Reihe
28: Reihe
30: Platte
31: Zahn
32: Stützachse
34: Anlagefläche
36: Ausnehmung
38: Abflachung
40: Anlagefläche
42: Führungsrollenanordnung
44: Führungsrollenanordnung
46: Führungsrolle
48: Seitenfläche
50: Führungsrolle
52: Kettenführung
54: Kettenführungsschiene
56: Kettenführungsschiene
58: Seitenfläche
60: Antriebsachse
62: Ausrichtvorrichtung
64: unbelastetes Kettentrum
66: Führungsschiene
68: Innenfläche
70: Innenfläche
72: knicksteife Seite
74: Zahnschubkette
76: Rückseite

Claims

Zahnschubkettentrieb mit zumindest einer Zahnschubkette (6, 74), die eine Vielzahl von Kettengliedern (8) aufweist, die durch Verbindungsachsen (12) miteinander verbunden sind und über einen Verzahnungsbereich (14) mit zumindest einem angetriebenen Kettenrad (16) in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenrad (16) im Wesentlichen in einem Linearbereich (18) der Zahnschubkette (6, 74) mit dieser in Eingriff ist.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 1, wobei das Kettenrad (16) auf einer von den Verbindungsachsen (12) abgewandten Seite (72) der Zahnschubkette (6, 74) angeordnet ist.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Kettenglieder (8) stirnseitig eine im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung eines auf Schub belasteten Kettentrums (18) ausgerichtete Anlagefläche (34) aufweisen.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 3, wobei die Anlagefläche (34) eines Kettengliedes (8) konvex und die Anlagefläche (34) eines benachbarten Kettengliedes (8) konkav ausgebildet ist.
Zahnschubkettentrieb nach einem der Patentansprüche 3 oder 4, wobei die Anlagefläche (34) der Kettenglieder (8) zumindest eine Ausnehmung (36) zur Aufnahme eines Zentrierelements (32) der benachbarten Kettenglieder (8) aufweist.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 5, wobei das Zentrierelement (32) eine Stützachse ist.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 5 oder 6, wobei die Ausnehmung (36) im Wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet ist und/oder eine in die Anlagefläche (34) einlaufende Abflachung (38) aufweist.
Zahnschubkettentrieb nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, wobei sich die Ausnehmungen (36) benachbarter Kettenglieder (8) in der Streckstellung der Zahnschubkette (6, 74) zu einer kreisförmigen Anlagefläche (40) für das Zentrierelement (32) ergänzen.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kettenglieder (8) zumindest zwei über die Verbindungsachsen (12) parallel beabstandete Kettenlaschen (22, 24) aufweisen.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 9, wobei die Kettenlaschen (22, 24) jeweils zumindest zwei Reihen (26, 28) aus im Wesentlichen rechteckigen Platten (30) aufweisen.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 10, wobei die Platten (30) der Reihe (26) um einen etwa der Hälfte ihrer Länge entsprechenden Abstand zu Platten (30) der benachbarten Reihe (28) versetzt sind.
Zahnschubkettentrieb nach einem der Patentansprüche 9 bis 11, wobei die Kettenlaschen (22, 24) jeweils zumindest zwei parallel beabstandet angeordnete Platten (30) aufweisen.
Zahnschubkettentrieb nach einem der Patentansprüche 10 bis 12, wobei die Platten (30) im Wesentlichen identische Stanzteile sind.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Verbindungsachse (12) und/oder Stützachse (32) eine Führungsrollenanordnung (42, 44) trägt.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kanten der Anlageflächen (34) der Kettenglieder (8) im Bereich der Verbindungsachse (12) abgerundet oder abgeschrägt sind.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Kettentrieb (2) zumindest eine Kettenführung (52) aufweist.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 16, wobei die Kettenführung (52) des auf Schub belasteten Kettentrums (18) zumindest eine Kettenführungsschiene (54, 56) aufweist.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 17, wobei die Kettenführungsschiene (54) dem Kettenrad (16) zumindest abschnittsweise gegenüberliegend angeordnet ist.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 17, wobei eine Kettenführungsschiene (56) auf der Seite des Kettenrades (16) angeordnet ist.
Zahnschubkettentrieb nach einem der Patentansprüche 17 bis 19, wobei die Kettenführungsschiene (54, 56) zwischen den Kettenlaschen (22, 24) der Kettenglieder (8) eingreift und diese über die Führungsrollenanordnung (42, 44) oder direkt über die Verbindungsachsen (12) bzw. Stützachsen (32) der Zahnschubkette (6, 74) abstützt.
Zahnschubkettentrieb nach einem der Patentansprüche 17 bis 20, wobei die Kettenführungsschiene (54) zumindest eine Kettengliedlänge überdeckt.
Zahnschubkettentrieb nach einem der Patentansprüche 17 bis 21, wobei die Kettenführungsschiene (54) zumindest einen abgeschrägten oder abgerundeten Umlenkabschnitt aufweist.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei ein unbelastetes Kettentrum (64) der Zahnschubkette (6, 74) in einer Führungsschiene (66) geführt ist.
Zahnschubkettentrieb nach Patentanspruch 23, wobei die Führungsschiene (66) die Kettenglieder (8) zumindest teilweise umgreift und über die Führungsrollenanordnung (42, 44) führt.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das unbelastete Kettentrum (64) gegen einen ortsfesten Haltepunkt gespannt ist.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Zahnschubkette (6, 74) über eine Federanordnung und/oder durch ein Vorspanngewicht vorgespannt ist.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei im Bereich der Kettenumlenkung (20) zumindest ein Stützrad, vorzugsweise ein angetriebenes Reibrad, angeordnet ist.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Zahnschubkette (6, 74) über eine Federanordnung, insbesondere eine Bandfeder (Rollfeder) vorgespannt ist.
Zahnschubkettentrieb nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kettenglieder (8) über eine Gerad-, Schräg- oder Doppelschrägverzahnung (Pfeilverzahnung), vorzugsweise eine Evolventenverzahnung, mit dem Kettenrad (16) zusammenwirken.