DE102011005190A1

DE102011005190A1 - Doppelseitige Zahnkette

Info

Publication number: DE102011005190A1
Application number: DE102011005190A
Authority: DE
Inventors: Bolko Schuseil; Lucian Botez
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2012-05-10
Also published as: US20110230289A1; JP2011196546A

Abstract

Die doppelseitige Zahnkette hat innere Laschen und mittlere Laschen, die Zähne, die sowohl in einer ersten Richtung als auch in einer zweiten Richtung vorragen, und ein Paar Bolzenlöcher aufweisen. Die doppelseitige Zahnkette hat auch äußere Laschen, die ebenfalls Bolzenlöcher aufweisen und die über in die Bolzenlöcher der Laschen eingeführte Bolzen an den inneren Laschen und den mittleren Laschen befestigt sind, wodurch eine Endlosschleife gebildet wird.

Description

Gebieit der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftübertragungsmechanismen und inbesondere auf doppelseitige Zahnketten für die Verwendung in Brennkraftmaschinen.
Hintergrund der Erfindung
Zahnketten (Silent Chains) werden üblicherweise für die Kraftübertragung in Brennkraftmaschinenanwendungen, einschließlich Steuerantriebs-, Ölpumpenantriebs- und Ausgleichantriebsanwendungen, verwendet. Im Allgemeinen leiten sich doppelseitige Zahnketten aus einseitigen Ketten ab, indem wenige zusätzliche Zahnlaschen eingebaut werden. Auf diese Weise ausgelegte Ketten sind üblicherweise stark überdimensioniert, weil ihre Breite und ihr Gewicht das Doppelte der einseitigen Kette betragen.
Doppelseitige Zahnketten sind beispielsweise aus der US-PS 6,334,829 bekannt, in der ein beidseitig eingreifender Zahnketten-Antrieb beschrieben wird, der Laschen mit identischen Seitenprofilen aufweist. Die Laschen haben jeweils zwei eingreifende Zähne und eine flache Rückseite, die gegenüber den eingreifenden Zähnen ausgebildet ist. Die Laschen sind abwechselnd angeordnet, so dass die eingreifenden Zähne einer Lasche nach außen weisen und die eingreifenden Zähne einer benachbarten Lasche nach innen weisen. Dieser Kettenantrieb benötigt zusätzliche Zahnlaschen auf jeder Seite, wodurch eine breitere oder stärker überdimensionierte Kette entsteht.
Zusätzlich wird beispielsweise auf die US-PS 6,142,902 verwiesen, aus der eine beidseitig eingreifende Zahnkette bekannt ist, die Laschen mit identischen Seitenprofilen aufweist. Die Laschen haben jeweils zwei eingreifende Zähne und eine flache Rückseite, die gegenüber den eingreifenden Zähnen ausgebildet ist. Die Laschen sind abwechselnd in entgegensetzten Richtungen in Längsrichtung der Kette angeordnet, während die benachbarten Laschen über Bolzen verbunden sind. Dieser Kettenantrieb benötigt zusätzliche Zahnlaschen auf jeder Seite, wodurch eine breitere oder stärker überdimensionierte Kette entsteht.
Zusätzlich wird beispielsweise auf die US-Patentanmeldung Nr. 2005/0277507 verwiesen, aus der eine doppelseitige Zahnkette bekannt ist, bei der Zähne an jeder Lasche in eine Richtung vorragen. Die in eine Richtung weisenden inneren Laschen sind an äußeren Laschen befestigt, die in eine entgegensetzte Richtung weisen. Auch dieser Kettenantrieb benötigt zusätzliche Zahnlaschen auf jeder Seite, wodurch eine breitere oder stärker überdimensionierte Kette entsteht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf eine doppelseitige Zahnkette gerichtet, die dieselbe Breite und ungefähr dasselbe Gewicht wie eine einseitige Kette hat und dieselbe Kettenfestigkeit und Verschleißfestigkeit aufweist. Im Gegensatz zu den Schriften des Standes der Technik hat das Kettenrad dieselbe Auslegung, die auch für eine einseitige Kette benötigt wird. Außerdem muss die einseitige Kettenanordnung nur wenig geändert werden, damit die Anordnung der doppelseitigen Zahnkette möglich wird.
Die doppelseitige Zahnkette hat innere Laschen, mittlere Laschen und äußere Laschen mit derselben Laschenkombination wie eine einseitige Kette. Die Zahnprofile der inneren Laschen und der mittleren Laschen sind bezüglich einer durch die Mitte der Laschenöffnungen (Bolzenlöcher) gehenden Mittellinie spiegelsymmetrisch. Zur Vermeidung von unerwünschtem Kontakt zwischen den Zahnspitzen der Laschen und dem Kettenführungssystem ist auch die Kontur der äußeren Laschen bezüglich einer durch die Mitte der Bolzenlöcher gehenden Mittellinie spiegelsymmetrisch, so dass die Kontur der äußeren Laschen symmetrisch ist. Durch die Verwendung von symmetrischen inneren Laschen, mittleren Laschen und äußeren Laschen behält die doppelseitige Zahnkette dieselbe Laschenkombination und dieselbe Kettenbreite wie eine einseitige Kette, wobei das Gewicht nur minimal zunimmt.
Als Alternative sind die Zahnprofile der inneren Laschen und der mittleren Laschen bezüglich einer durch die Mitte der Laschenöffnungen (Bolzenlöcher) gehenden Mittellinie asymmetrisch. Zur Vermeidung von unerwünschtem Kontakt zwischen den Zahnspitzen der Laschen und dem Kettenführungssystem ist die Kontur der äußeren Laschen bezüglich einer durch die Mitte der Bolzenlöcher gehenden Mittellinie spiegelsymmetrisch, so dass die Kontur der äußeren Laschen symmetrisch ist. Durch die Verwendung der Kombination aus inneren Laschen, mittleren Laschen und äußeren Laschen behält die doppelseitige Zahnkette dieselbe Laschenkombination und dieselbe Kettenbreite wie eine einseitige Kette, wobei das Gewicht nur minimal zunimmt.
Außerdem ist das Verhältnis des Zahnfußmaßes (C) und des Teilungsabstandes (P) der doppelseitigen Zahnkette größer-gleich 0,15, um die Festigkeit der doppelseitigen Zahnkette auf einer einer einseitigen Kette ähnlichen Höhe zu halten. Außerdem ist das Verhältnis des Zahnfußmaßes (C*) und des Teilungsabstandes (P) der doppelseitigen Zahnkette größer-gleich 0,15, um die Festigkeit der doppelseitigen Zahnkette auf einer einer einseitigen Kette ähnlichen Höhe zu halten.
Einseitige Ketten haben am unteren Abschnitt der äußeren Lasche Bekannterweise ein gebogenes Profil. Durch diese Auslegung wird der Abstand zwischen der Kettenradnabe und der äußeren Lasche der Kette maximiert, woraus sich eine robustere Kettenradauslegung ergibt. In Schriften des Standes der Technik wird das gebogene Profil nur auf einer Seite der äußeren Lasche beschrieben. Bei einer alternativen Ausführungsform ist die äußere Lasche symmetrisch ausgelegt. Der obere Abschnitt und der untere Abschnitt der äußeren Lasche sind identisch zu einer Mittellinie hin konkav gebogen. Somit haben der obere Abschnitt und der untere Abschnitt gebogene Flächen, die das Spiegelbild voneinander sind.
Bei einer anderen Konfiguration der äußeren Lasche ist der untere Abschnitt der äußeren Lasche mit der einseitigen Version identisch und hat eine leicht nach innen gebogene Fläche, während der obere Abschnitt gerade oder leicht konvex ist, wodurch für günstigen Kontakt zwischen der oberen Fläche der äußeren Lasche und dem Kettenführungssystem gesorgt ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Abstand zwischen der Mittellinie und dem oberen Abschnitt der äußeren Lasche (H) größer-gleich dem Abstand zwischen der Mittellinie und der Spitze der entsprechenden Lasche (H*).
Zusätzlich zu einer Laschenkombination von 3 × 2 mit einer pressgepassten mittleren Lasche kann die beanspruchte Erfindung auf andere Laschenkombinationen und auf Ketten ohne pressgepasste Zahnlaschen angewandt werden.
Allgemein gesprochen, lässt sich die vorliegende Erfindung als eine doppelseitige Zahnkette definieren, die innere Laschen, mittlere Laschen, äußere Laschen und Bolzen umfasst. Die inneren Laschen und die mittleren Laschen haben jeweils ein Paar Bolzenlöcher, ein Paar Laschenzähne, die in einer ersten Richtung ragen, und ein Paar Laschenzähne, die in einer zweiten Richtung vorragen. Jede äußere Lasche hat ein Paar Bolzenlöcher. Die Bolzen erstrecken sich durch die Bolzenlöcher der äußeren Laschen, der mittleren Laschen und der inneren Laschen, wodurch die äußeren Laschen, die mittleren Laschen und die inneren Laschen aneinander befestigt werden, so dass eine Endlosschleife entsteht.
Bei einer Ausführungsform ist das Paar Laschenzähne, die in einer ersten Richtung und in einer zweiten Richtung ragen, spiegelsymmetrisch und identisch.
Bei einer anderen Ausführungsform sind das Paar Laschenzähne, die in einer ersten Richtung ragen, und das Paar Laschenzähne, die in einer zweiten Richtung ragen, asymmetrisch.
Zusätzlich ist ein Verhältnis zwischen einem unteren Zahnfußmaß und einer Kettenteilung größer-gleich 0,15 (C/P ≥ 0,15).
Zusätzlich ist ein Verhältnis zwischen einem oberen Zahnfußmaß und einer Kettenteilung größer-gleich 0,15 (C*/P ≥ 0,15).
Zusätzlich hat jede äußere Lasche einen unteren Abschnitt, der in eine erste Richtung ragt, und einen oberen Abschnitt, der in eine zweite Richtung ragt. In einer Ausführungsform sind der untere Abschnitt und der obere Abschnitt der äußeren Laschen jeweils nach innen zu einer Mittellinie der äußeren Laschen hin gebogen. In einer anderen Ausführungsform ist der untere Abschnitt der äußeren Laschen nach innen zu einer Mittellinie der äußeren Laschen hin gebogen und der obere Abschnitt der äußeren Laschen ist flach oder leicht konvex. In einer weiteren Ausführungsform ist der untere Abschnitt der äußeren Laschen flach oder leicht konvex und der obere Abschnitt der äußeren Laschen ist flach oder leicht konvex.
Zusätzlich ist der Abstand zwischen den Bolzenlöchern der äußeren Laschen und dem oberen Abschnitt der äußeren Laschen größer-gleich dem Abstand zwischen den Bolzenlöchern und den Spitzen der Laschen einer entsprechenden inneren Zahnlasche oder mittleren Zahnlasche.
Zusätzlich sitzen die Bolzen im Presssitz in einer Öffnung der mittleren Laschen.
Als Alternative sind die äußere Lasche, die innere Lasche und die mittlere Lasche in einer Laschenkombination von 3 × 2 angeordnet. Andere Laschenkombinationskonfigurationen sind ebenfalls möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein besseres Verständnis und eine bessere Würdigung der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Lektüre der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht mit einer Darstellung einer einseitigen Lasche,
2 eine Seitenansicht mit einer Darstellung einer doppelseitigen Lasche,
3 eine Seitenansicht mit einer Darstellung einer anderen Ausführungsform einer doppelseitigen Lasche,
4 eine Seitenansicht mit einer Darstellung einer äußeren Lasche einer einseitigen Kette,
5 eine Seitenansicht mit einer Darstellung einer äußeren Lasche einer doppelseitigen Kette,
6 eine Seitenansicht mit einer Darstellung des Verhältnisses des Fußmaßes zu der Teilung der doppelseitigen Kette,
7 eine Seitenansicht mit einer Darstellung einer einseitigen äußeren Lasche,
8 eine Seitenansicht mit einer Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer doppelseitigen äußeren Lasche,
9 eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer doppelseitigen äußeren Lasche von oben,
10 eine Seitenansicht mit einer Darstellung von Detail A der doppelseitigen Zahnkette,
11 eine Darstellung der doppelseitigen Zahnkette von oben und
12 eine Seitenansicht mit einer Darstellung der doppelseitigen Zahnkette im zusammengebauten Zustand.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen immer auf die gleichen Teile beziehen, zeigt 1 eine Seitenansicht einer bekannten einseitigen Lasche 10 mit Bolzenlöchern 12, 14 und Zähnen 16, die entgegen dem unteren Abschnitt 18 der einseitigen Lasche 10 ragen.
2 zeigt eine doppelseitige Lasche 20, die die entgegen zum unteren Abschnitt 24 ragende Zähne 22 und entgegen zum oberen Abschnitt 28 ragende Zähne 26 aufweist. Die an sowohl dem unteren Abschnitt 24 als auch dem oberen Abschnitt 28 angeordneten Zähne 22, 28 sind zueinander entlang einer Mittellinie 30 spiegelsymmetrisch. Entlang der Mittellinie 30 sind auch zwei Bolzenlöcher 32, 34 angeordnet.
3 zeigt eine doppelseitige Lasche 106, die zum unteren Abschnitt 112 vorragende Zähne 108, 110 und zu einem oberen Abschnitt 118 vorragende Zähne 114, 116 aufweist. Die an sowohl dem unteren Abschnitt 112 als auch dem oberen Abschnitt 118 angeordneten Zähne 108, 110, 114, 116 sind asymmetrisch. Diese asymmetrische Geometrie lässt sich auf vielfache Art und Weise erzielen. Beispielsweise ist die Höhe H₁* der doppelseitigen Lasche 106 von der Mittellinie 124 zu den Zähnen 114, 116 ungleich der Höhe H* der Zähne 108, 110 und der Winkel α der Zähne 108, 110 ist ungleich dem Winkel α₁ der Zähne 114, 116. Zusätzlich sind zwei Bolzenlöcher 120, 122 entlang einer Mittellinie 124 angeordnet.
4 zeigt eine bekannte Auslegung einer äußeren Lasche 36 für eine einseitige Kette, die eine Kontur 38 am unteren Abschnitt 40 der äußeren Lasche 36 und Bolzenlöcher 42, 44 aufweist.
5 zeigt eine äußere Lasche 46, deren unterer Abschnitt 48 und oberer Abschnitt 50 dieselbe Kontur 52, 54 haben und entlang einer Mittellinie 56 zueinander spiegelsymmetrisch sind. Die äußere Lasche 46 hat auch zwei Bolzenlöcher 58, 60, die entlang der Mittellinie 56 angeordnet sind.
6 zeigt eine Seitenansicht der doppelseitigen Lasche 20. Die Figur zeigt das Verhältnis des Fußmaßes (C) und (C*) zur Teilungsabstand (P). Zur Wahrung einer mit einer einseitigen Lasche 10 vergleichbaren Festigkeit ist das Verhältnis von Fußmaß (C) zu Kettenteilung (P) größer-gleich 0,15 (C/P ≥ 0,15). Zusätzlich ist das Verhältnis vom Fußmaß (C*) zu Kettenteilung (P) größer-gleich 0,15 (C*/P ≥ 0,15).
7 zeigt eine bekannte Auslegung für eine einseitige äußere Lasche 62. Der untere Abschnitt 64 der einseitigen äußeren Lasche 62 ist nach innen zu einer Mittellinie 66 hin gebogen, und entlang der Mittellinie 66 befinden sich zwei Bolzenlöcher 68, 70.
8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer äußeren Lasche 72. Hier haben sowohl der untere Abschnitt 74 als auch der obere Abschnitt 76 der äußeren Lasche 72 eine nach innen zu einer Mittellinie 78 hin gebogene Fläche. Die äußere Lasche 72 hat zwei Bolzenlöcher 80, 82, die ebenfalls entlang der Mittellinie 78 angeordnet sind. Durch die gebogene Fläche sowohl am unteren Abschnitt 74 als auch am oberen Abschnitt 76 wird der Abstand zur Kettenradnabe unabhängig davon, wo sich die Kettenradnabe befindet, maximiert.
9 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der äußeren Lasche 84. Der untere Abschnitt 86 der äußeren Lasche 84 ist mit der Auslegung der einseitigen äußeren Lasche 62 aus 6 identisch. Der obere Abschnitt 88 der äußeren Lasche 84 hat eine gerade oder leicht konvexe Fläche 90, um den günstigen Kontakt zwischen der oberen Fläche 88 der äußeren Lasche und dem nicht gezeigten Kettenführungssystem aufrechtzuerhalten. Der Abstand zwischen der Mittellinie 92 und dem oberen Abschnitt 88 der äußeren Lasche H muss größer-gleich dem Abstand zwischen der Mittellinie 92 und den Laschenspitzen 94 der entsprechenden Zahnlasche H* sein (siehe 6).
10 zeigt eine Seitenansicht der doppelseitigen Lasche 20, die über Bolzen 96 mit den äußeren Laschen 36 verbunden ist.
11 zeigt eine Ansicht der doppelseitigen Kette 98 in einem zusammengebauten Zustand mit einer Laschenkombination von 3 × 2 und einer pressgepassten mittleren Lasche 100. Zwischen den äußeren Laschen 36, der inneren Lasche 102 und der mittleren Lasche 100 sind Bolzen 96 eingebracht, um die Laschen 100, 102, 36 miteinander zu sichern. Zusammen sind die inneren Laschen 100 und die mittlere Lasche 102 doppelseitige Laschen 20. Eine Presspassung der mittleren Lasche 100 ist jedoch nicht notwendig. Die äußeren Laschen 36 müssen immer mit den Bolzen 96 pressgepasst sein. Je nach Anwendung kann die mittlere Lasche 100 einen Presssitz aufweisen oder von den Bolzen 96 beabstandet sein, während die inneren Laschen 102 immer von den Bolzen 96 beabstandet sein müssen.
12 zeigt eine Seitenansicht einer vollständigen doppelseitigen Kettenanordnung 104.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es versteht sich, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung von den Ansprüchen definiert wird und nicht auf die hier offenbarte spezifische Ausführungsform beschränkt sein soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6334829 [0003]
US 6142902 [0004]

Claims

Doppelseitige Zahnkette mit inneren Laschen, mittleren Laschen, äußeren Laschen und Bolzen, – wobei die inneren Laschen und die mittleren Laschen jeweils ein Paar Bolzenlöcher, ein Paar Laschenzähne, die in eine erste Richtung ragen, und ein Paar Laschenzähne, die in eine zweite Richtung ragen, haben, – wobei jede äußere Lasche ein Paar Bolzenlöcher hat und die Bolzen sich durch die Bolzenlöcher der äußeren Laschen, der mittleren Laschen und der inneren Laschen erstrecken, um die äußeren Laschen, die mittleren Laschen und die inneren Laschen aneinander zu befestigen, so dass eine Endlosschleife entsteht
Doppelseitige Zahnkette, wobei das Paar Laschenzähne, die in eine erste Richtung ragen, und das Paar Laschenzähne, die in einer zweite Richtung ragen, spiegelsymmetrisch und identisch sind.
Doppelseitige Zahnkette, wobei das Paar Laschenzähne, die in eine erste Richtung ragen, und das Paar Laschenzähne, die in eine zweite Richtung ragen, asymmetrisch sind.
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis einer Kettenteilung zu einem unteren Fußmaß größer-gleich 0,15 ist.
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis einer Kettenteilung zu einem oberen Fußmaß größer-gleich 0,15 ist.
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 1, wobei jede äußere Lasche einen in eine erste Richtung vorragenden unteren Abschnitt und einen in eine zweiten Richtung ragenden oberen Abschnitt hat
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 6, wobei der untere Abschnitt und der obere Abschnitt der äußeren Laschen nach innen zu einer Mittellinie der äußeren Laschen hin gebogen sind.
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 6, wobei der untere Abschnitt der äußeren Laschen nach innen zu einer Mittellinie der äußeren Laschen hin gebogen ist und der obere Abschnitt der äußeren Laschen flach oder leicht konvex ist
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 6, wobei der untere Abschnitt der äußeren Laschen flach oder leicht konvex ist und der obere Abschnitt der äußeren Laschen flach oder leicht konvex ist.
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 6, wobei ein Abstand zwischen den Bolzenlöchern der äußeren Laschen und dem oberen Abschnitt der äußeren Laschen größer-gleich dem Abstand zwischen den Bolzenlöchern und den Spitzen der Laschen einer entsprechenden inneren Zahnlasche oder mittleren Zahnlasche ist.
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 10, wobei die Bolzen mittels Presssitz in den Öffnungen der mittleren Laschen sitzen.
Doppelseitige Zahnkette nach Anspruch 1, wobei die äußeren Laschen, die inneren Laschen und eine mittlere Lasche in einer 3 × 2-Laschenkombination angeordnet sind.