DE19933974A1

DE19933974A1 - Plastic chain wheel, in particular, for garage door drives comprises a hub section which is provided with a reinforcement preventing widening of the hub bore

Info

Publication number: DE19933974A1
Application number: DE1999133974
Authority: DE
Inventors: Norbert Kaiser; Bernhard Siegwart; Peter Grabandt; Dieter Schiele
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Somfy Feinmechanik und Elektrotechnik GmbH
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2001-01-25

Abstract

The plastic chain wheel (1), in particular, for garage door drives comprises a plastic hub section (2) which is provided with a reinforcement (3) preventing widening of the hub bore.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Kettenrad aus Kunststoff, insbesondere für den Einsatz bei einem Garagentorantrieb, welches mit einer ausgeprägten Nabe versehen ist gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.The invention is based on a plastic sprocket, especially for use with a garage door operator, which is provided with a pronounced hub according to that in the preamble of claim 1 defined genus.

Kettenräder werden zur Übertragung der Kraft von einem Antriebsmotor zur Kette bei Antrieben, insbesondere bei Garagentorantrieben, weitverbreitet angewandt. Dies ist beispielsweise bei auf dem Markt befindlichen Garagentorantrieben der Firma Bosch oder anderen Firmen der Fall. Die Kraftübertragung von Antriebswelle auf das Kettenrad erfolgt durch eine formschlüssige Verbindung, die durch eine Kerbverzahnung auf der Innenseite der Nabe des Kettenrades und auf der Außenseite der Antriebswelle vorgesehen ist. Die heute üblichen verwendeten Kettenräder bestehen aus Metall und sind sehr kostenintensiv. Für die Anwendung in einem Garagentorantrieb sind sie häufig auch überdimensioniert. Eine kostengünstige Alternative stellt der Einsatz eines Kettenrades als Kunststoffspritzteil, also ein Kettenrad aus Kunststoff, dar. Schwierig bei diesen aus Kunststoff bestehenden Kettenräder ist das Erreichen der Mindestlebensdauer und die Übertragung der erforderlichen Antriebskräfte. Sprockets are used to transmit power from one Drive motor to the chain for drives, especially for Garage door operators, widely used. This is for example with garage door operators on the market Bosch or other companies. The power transmission from the drive shaft to the sprocket is done by a positive connection by a serration on the Inside the hub of the sprocket and on the outside of the Drive shaft is provided. The ones used today Sprockets are made of metal and are very expensive. For they are often also used in a garage door operator oversized. The is an inexpensive alternative Use of a sprocket as a molded plastic part, i.e. a Sprocket made of plastic, difficult with these made of plastic existing sprockets is reaching the minimum life and the transmission of the necessary driving forces.

Ein Problem besteht insbesondere darin, daß es durch die hohe Elastizität und die geringere Festigkeit des Kunststoffes im Bereich der ausgeprägten Nabe und der Motorwelle und durch die geometrische Form der Kerbverzahnung zum Aufweiten der Kettenradnabe kommt. Es nimmt dadurch die Tragfähigkeit der Kerbverzahnung ab und es kommt zur Schädigung und nach relativ kurzer Zeit zum Ausfall der Verzahnung. Dadurch dreht die Motorwelle durch.A particular problem is that the high Elasticity and the lower strength of the plastic in the Area of the pronounced hub and the motor shaft and through the Geometric shape of the serration to expand the Sprocket hub comes. It takes away the carrying capacity of the Serration from and there is damage and after relative short time to failure of the gearing. This turns the Motor shaft through.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist die Schaffung eines aus Kunststoff bestehenden Kettenrades, das sehr kostengünstig ist und andererseits die aufgezeigten Nachteile vermeidet.The object of the present invention is to create a Plastic existing sprocket that is very inexpensive and on the other hand avoids the disadvantages shown.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäß gestaltete Kettenrad aus Kunststoff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß das Aufweiten im Nabenbereich verhindert wird und die Tragfähigkeit der Kerbverzahnung erhalten bleibt. Darüber hinaus ist das Kettenrad einfach zu fertigen, kostengünstig und bei einem Garagentorantrieb ohne Anpassung der Motorwelle sofort einsetzbar. Es ist kompatibel zu Metallrädern und weist einen geräuscharmen Lauf auf.The plastic sprocket designed according to the invention with the characterizing features of claim 1 has compared to the state the technology has the advantage that the widening in the hub area is prevented and the load capacity of the serration is preserved remains. In addition, the sprocket is easy to manufacture, inexpensive and with a garage door operator without adjusting the Motor shaft can be used immediately. It is compatible with metal wheels and has a quiet run.

Gemäß der Erfindung wird dies prinzipiell dadurch erreicht, daß die aus Kunststoff bestehende Nabe mit einer Verstärkung versehen ist, welche das Aufweiten der Nabe verhindert.According to the invention, this is principally achieved in that reinforce the plastic hub which prevents the hub from expanding.

Durch die in den weiteren Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Kettenrades aus Kunststoff möglich.By the measures set out in the other claims advantageous developments and improvements of claim 1 specified sprocket made of plastic possible.

Entsprechend einer besonderes vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die Verstärkung aus einem oder mehreren Metallringen. Ist das Kettenrad an einer Stirnseite der Nabe angebracht, dann ist vorteilhafterweise als Verstärkung ein einziger Metallring auf dem vorspringenden Teil der ausgeprägten Nabe aufgebracht. Ist das Kettenrad mittig zur Nabe angeordnet mit beidseitig hervorstehenden Nabenteilen, dann sind zwei Metallringe jeweils seitlich des Kettenrades vorgesehen.According to a particularly advantageous embodiment of the Invention, the reinforcement consists of one or more Metal rings. Is the sprocket on one end of the hub attached, then advantageously as a reinforcement only metal ring on the protruding part of the pronounced Hub applied. Is the sprocket centered on the hub with hub parts protruding on both sides, then there are two metal rings each provided to the side of the sprocket.

In vorteilhafter Ausgestaltung dieser Ausführungsform der Erfindung kann gemäß einer Variante der oder die Metallringe auf der Außenseite der Nabe aufgepreßt sein oder entsprechend einer zweiten Ausführungsform können der oder die Metallringe in die Nabe eingespritzt sein.In an advantageous embodiment of this embodiment of the According to a variant of the invention, the metal ring or rings be pressed on the outside of the hub or one second embodiment, the one or more metal rings in the Hub be injected.

Entsprechend einer weiteren besonders vorteilhaften und zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann das Kettenrad aus Kunststoff in spanabhebender Weise oder als Spritzteil herstellt sein.According to another particularly advantageous and expedient embodiment of the invention, the sprocket Manufactures plastic in a cutting manner or as a molded part his.

Eine weitere sehr vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Verstärkung aus Kohlefasern oder anderen geeigneten hochfestem faserartigen Material besteht, insbesondere aus Glasfasern. Entsprechend einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist die aus Fasern bestehende Verstärkung in einem einheitlichen Material vorhanden.Another very advantageous and convenient embodiment of the Invention is that the reinforcement made of carbon fibers or other suitable high-strength fibrous material, in particular from glass fibers. According to further training this embodiment of the invention is that of fibers Reinforcement in a uniform material.

Entsprechend einer besonders vorteilhaften und zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kettenrads aus Kunststoff, bei dem die Verstärkung aus hochfestem faserartigen Material besteht, sieht vor, daß das Kettenrad als Spritzteil hergestellt ist und von einem einzigen Zahn her angespritzt wird, und zwar in einer entsprechenden Spritzform, vorzugsweise einteilig.According to a particularly advantageous and expedient Design of the sprocket according to the invention made of plastic, at which the reinforcement consists of high-strength fibrous material, provides that the sprocket is made as a molded part and is injected from a single tooth, in one appropriate injection mold, preferably in one piece.

Entsprechend einer realisierten besonders vorteilhaften Ausführungsform des Kettenrads, bei dem die Verstärkung aus Fasern besteht, sieht vor, daß bei aus mit Glasfasern verstärktem Material hergestelltem Kettenrad im wesentlichen quellfreies partiell aromatisches Polyamid mit ca. 40 Gewichtsprozent Glasfaseranteil vorgesehen ist, insbesondere Grivory GV-4H der Firma Ems-Chemie. According to a realized particularly advantageous Embodiment of the sprocket, in which the reinforcement is made of fibers exists, provides that when reinforced with glass fibers Material made sprocket essentially swell-free partially aromatic polyamide with approx. 40 percent by weight Glass fiber content is provided, especially Grivory GV-4H Ems-Chemie company.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erfindungsgemäße Kettenrad auf der Innenseite seiner Nabe mit einer Kerbverzahnung versehen, um eine formschlüssige Verbindung mit einer Antriebswelle zur Verfügung zu stellen.According to a further advantageous embodiment of the Invention is the sprocket according to the invention on the inside serrated its hub to provide a positive connection with a drive shaft put.

drawing

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen:The invention is based on one shown in the drawing Exemplary embodiment in the following description explained. The figures show in detail:

Fig. 1 in axialer Draufsicht ein Kettenrad mit ausgeprägter Nabe und Kerbverzahnung auf der Innenseite der Nabe sowie mit einem Metallring als Naben-Verstärkung, Fig. 1 in the axial plan view of a sprocket with a strong hub and splined on the inside of the hub, and with a metal ring as reinforcement hub,

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht an einem Schnittbild das in Fig. 1 dargestellte Kettenrad und Fig. 2 shows a side view on a sectional view of the sprocket shown in Fig. 1 and

Fig. 3 zeigt in einem Ausschnitt in vergrößertem Maßstab im Schnitt das aus Kunststoff bestehende Kettenrad mit einem Metallring auf der Außenseite der Nabe. Fig. 3 shows in a detail on an enlarged scale in section the plastic sprocket with a metal ring on the outside of the hub.

Description of the embodiments

In Fig. 1 ist in axialer Draufsicht und in Fig. 2 in Seitenansicht im Schnittbild ein aus Kunststoff bestehendes Kettenrad 1 gemäß vorliegender Erfindung dargestellt. Das Kettenrad 1 besteht aus einer ausgeprägten Nabe 2, einem Radkörper 6 und vom Radkörper 6 radial nach außen abstehenden Zähnen 4. Die Nabe 2 des Kettenrades 1 ist wesentlich länger oder ausgeprägter ausgestaltet als der Radkörper 6. Im Beispiel der Fig. 2 ist der Radkörper 6 an der Stirnseite zusammen mit dem Körper der Nabe 2 in einer Flucht angebracht, so daß sich ein relativ breiter Bereich einseitig vom Radkörper 6 erstreckt, der von der Nabe 2 allein gebildet wird. Die Innenseite der Nabe 2 ist mit einer Kerbverzahnung 5 versehen, mit der in Zusammenwirkung mit einer entsprechenden Kerbverzahnung auf einer Antriebswelle, die nicht dargestellt ist, eine formschlüssige Verbindung zur Kraftübertragung von der Antriebswelle auf das Kettenrad 1 zur Verfügung gestellt wird.In Fig. 1 is an axial plan view and in Fig. 2 in side view in section, a plastic sprocket 1 according to the present invention is shown. The sprocket 1 consists of a pronounced hub 2 , a wheel body 6 and teeth 4 protruding radially outward from the wheel body 6 . The hub 2 of the chain wheel 1 is configured to be considerably longer or more pronounced than the wheel body 6 . In the example of FIG. 2, the wheel body 6 is mounted on the front side in alignment with the body of the hub 2 , so that a relatively wide area extends on one side from the wheel body 6 , which is formed by the hub 2 alone. The inside of the hub 2 is provided with a serration 5 , with which, in cooperation with a corresponding serration on a drive shaft, which is not shown, a positive connection for power transmission from the drive shaft to the chain wheel 1 is provided.

Erfindungsgemäß ist die Nabe 2 mit einer Verstärkung versehen. Diese Verstärkung soll das Aufweiten der aus Kunststoff bestehenden Nabe 2 verhindern, so daß das Kettenrad 1 zum einen nicht auf der Antriebswelle durchdreht und zum andern die Kerbverzahnung nicht Schaden leidet. Entsprechend einer ersten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Verstärkung aus einem Metallring, der, wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, auf die Außenseite der Nabe 2 aufgepreßt ist. Der Metallring 3 kann, wie in den Figuren dargestellt, aus einem einzigen Metallring bestehen oder aus mehreren einzelnen, die auf die Nabe 2 aufgeschoben bzw. aufgepreßt sind. Bei einer anderen Ausführung des Kettenrades 1 kann beispielsweise der Radkörper 6 mit seinem aus den Zähnen 4 bestehenden Radkranz mittig zum Nabenkörper 2 angeordnet sein. Dann ergeben sich beidseits des Radkörpers 6 freistehende Nabenteile, auf die beidseitig Metallringe aufgeschoben werden können. Dieses Ausführungsbeispiel ist figurativ nicht dargestellt.According to the invention, the hub 2 is provided with a reinforcement. This reinforcement is intended to prevent the plastic hub 2 from expanding, so that the sprocket 1 does not turn on the drive shaft and the serration does not suffer damage. According to a first embodiment of the invention, the reinforcement consists of a metal ring which, as shown in FIGS. 1 to 3, is pressed onto the outside of the hub 2 . The metal ring 3 can, as shown in the figures, consist of a single metal ring or of several individual ones which are pushed or pressed onto the hub 2 . In another embodiment of the chain wheel 1 , the wheel body 6 , for example, can be arranged with its wheel rim consisting of the teeth 4 in the center of the hub body 2 . Then there are 6 free-standing hub parts on both sides of the wheel body, onto which metal rings can be pushed on both sides. This embodiment is not shown figuratively.

In den Fig. 1 bis 3 sind die Metallringe 3 als auf der Nabe 2 aufgebrachte Teile dargestellt. Möglich ist es auch, daß bei der Herstellung des aus Kunststoff bestehenden Kettenrades 1 in einer Form Metallringe im Bereich der Nabe eingelegt werden, welche dann vom Kunststoffmaterial umspritzt werden. Auch dadurch ist dann eine Verstärkung der Nabe 2 gegeben, die aus einem oder mehreren Metallringen 3 besteht. Statt der Metallringe können auch Ringe aus hochfesten Materialien, beispielsweise aus Kohlefasern aufgebaute Ringe, verwendet werden, die in die Nabe 2 eingearbeitet werden. Selbstverständlich können auch andere geeignete hochfeste faserartige Materialien Anwendung finden, wie insbesondere Glasfasern. Die Anordnung dieser hochfesten, faserartigen Materialien in Ringform anstelle der Metallringe ist eine mögliche Variante, um die erfindungsgemäße Verstärkung zu realisieren. In FIGS. 1 to 3, the metal rings 3 are illustrated as applied to the hub 2 parts. It is also possible that in the manufacture of the sprocket 1 made of plastic, metal rings are inserted in the mold in the area of the hub, which are then encapsulated by the plastic material. This also results in a reinforcement of the hub 2 , which consists of one or more metal rings 3 . Instead of the metal rings, rings made of high-strength materials, for example rings made of carbon fibers, can also be used, which are incorporated into the hub 2 . Of course, other suitable high-strength fibrous materials can also be used, such as in particular glass fibers. The arrangement of these high-strength, fibrous materials in a ring shape instead of the metal rings is a possible variant for realizing the reinforcement according to the invention.

Eine andere hochinteressante und sehr kostengünstige Möglichkeit, in vorteilhafter Weise ein Kettenrad mit Verstärkung im Nabenbereich zur Verfügung zu stellen, besteht darin, die aus Fasern bestehende Verstärkung in einem einheitlichen Material anzuwenden. So kann Kunststoff, wie beispielsweise Polyamid 66, mit einem Anteil von 30% Glasfasern verwendet werden. Die Herstellung eines solchen Kettenrades erfolgt dann zweckmäßiger Weise als Spritzteil in der Weise, daß von einen einzigen Zahn 4 her ausgehend das Teil angespritzt wird und in einer entsprechenden Spritzform das Kettenrad vorzugsweise einteilig hergestellt wird. Durch die Anspritzung von der Spitze eines Zahns her fließt das Material mit den in ihm suspendierten Fasern derart in die Form ein, daß das Material im für die Verstärkung wesentlichen Bereich der ausgeprägten Nabe 2 im wesentlichen ringförmig um die Achse der Nabe 2 angeordnet wird und somit eine ringförmige Verstärkung bildet.Another very interesting and very inexpensive way to advantageously provide a sprocket with reinforcement in the hub area is to use the fiber reinforcement in a uniform material. So plastic, such as polyamide 66, can be used with a share of 30% glass fibers. Such a sprocket is then expediently produced as an injection-molded part in such a way that the part is injection-molded starting from a single tooth 4 and the sprocket is preferably produced in one piece in a corresponding injection mold. Due to the injection from the tip of a tooth, the material with the fibers suspended in it flows into the mold in such a way that the material is arranged essentially in a ring around the axis of the hub 2 in the region of the pronounced hub 2 which is essential for the reinforcement, and thus forms an annular reinforcement.

Praktische Versuche bei einem aus mit Glasfasern verstärktem Material hergestellten Kettenrad, wobei als Material im wesentlichen quellfreies partiell aromatisches Polyamit mit ca. 40 Gewichtsprozent Glasfaseranteil vorgesehen ist, hat die gewünschte und ausreichende Nabenfestigkeit gegen Aufweiten gebracht. Als Material wurde hier insbesondere Grivory GV-4H der Firma Ems- Chemie verwendet.Practical tests on one made of glass fiber reinforced Sprocket made of material, the material used in essential swell-free partially aromatic polyamite with approx. 40 % By weight of glass fiber is provided, has the desired and sufficient hub strength against expansion. As Material here was especially Grivory GV-4H from Ems- Chemistry used.

Ein derart hergestelltes Kettenrad ist durch die Spritztechnik und die einteilige Herstellungsweise aus einem einheitlichen Ausgangsmaterial in einem Arbeitsgang herstellbar. Dadurch ist es kostengünstig und beinhaltet die Vorteile, daß keine Nabenaufweitung vorliegt, eine erhebliche Gewichtseinsparung gegenüber Metallrädern vorliegt und eine erhöhte Laufruhe gewährleistet ist.A sprocket manufactured in this way is due to the spraying technique and the one-piece manufacturing method from a uniform Starting material can be produced in one operation. That’s it inexpensive and includes the advantages that none Hub expansion is present, a considerable weight saving compared to metal wheels and increased smoothness is guaranteed.

Die Erfindung stellt also auf verschiedene Weise ein Kunststoffkettenrad mit ausgeprägter Nabe zur Verfügung, die gegen Aufweitung durch die Verstärkung gesichert ist. Die Verstärkung kann durch aufgepreßten oder eingespritzen Metallring, auch durch mehrere Einzelringe, durch aus hochfesten Materialien gebildete diskrete Ringe oder durch hochfeste Fasermaterialien ringförmig angeordnet in dem Nabenbereich, realisiert werden.The invention therefore sets in different ways Plastic sprocket with a pronounced hub available, which is against Expansion is secured by reinforcement. The reinforcement can by pressed or injected metal ring, also by several single rings, made of high-strength materials discrete rings or ring-shaped due to high-strength fiber materials arranged in the hub area.

Claims

1. sprocket ( 1 ) made of plastic, in particular for use in a garage door operator, which is provided with a pronounced hub ( 2 ) with which the sprocket ( 1 ) can be placed on a drive shaft, characterized in that the plastic hub ( 2 ) is provided with a reinforcement ( 3 ) which prevents the hub ( 2 ) from expanding.

2. Sprocket according to claim 1, characterized in that the reinforcement consists of one or more metal rings ( 3 ).

3. sprocket according to claim 2, characterized in that the one or more metal rings ( 3 ) on the outside of the hub ( 2 ) is pressed or are.

4. Sprocket according to claim 2, characterized in that the or the metal rings ( 3 ) in the hub ( 2 ) is or are injected.

5. sprocket according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that it is machined or as Injection molded part is made.

6. sprocket according to claim 1, characterized in that the Reinforcement made of carbon fibers or other suitable high-strength fibrous material consists, in particular of Fiberglass.

7. sprocket according to claim 6, characterized in that the fiber reinforcement in a uniform Material is present.

8. sprocket according to claim 6 or 7, characterized in that it is produced as an injection molded part and injection molded from a single tooth ( 4 ) in a corresponding injection mold, preferably in one piece.

9. sprocket according to claim 6, 7 or 8, characterized in that when made of glass fiber reinforced material Sprocket essentially source-free partially aromatic Polyamide with approx. 40 percent by weight glass fiber is provided, in particular Grivory GV-4H from Ems- Chemistry.

10. Sprocket according to one of the preceding claims, characterized in that the inside of the hub ( 2 ) is provided with a serration ( 5 ) in order to provide a positive connection with a drive shaft.