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DE202006015821U1 - Tooth chain with chrome carbide teeth - Google Patents

Tooth chain with chrome carbide teeth Download PDF

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DE202006015821U1 DE200620015821 DE202006015821U DE202006015821U1 DE 202006015821 U1 DE202006015821 U1 DE 202006015821U1 DE 200620015821 DE200620015821 DE 200620015821 DE 202006015821 U DE202006015821 U DE 202006015821U DE 202006015821 U1 DE202006015821 U1 DE 202006015821U1
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Abstract

Zahnkette (1) mit Zahnlaschen (5, 7), die mittels Kettengelenken miteinander verbunden sind und die jeweils mindestens einen Zahn (9, 10) mit einer Außen- und/oder einer Inneneingriffsflanke (11, 12) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlaschen (5, 7) aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffanteil von mindestens 0,5 % bestehen und die Außen- und/oder Inneneingriffsflanken (11, 12) mit einer Wachstumsschicht (13) versehen sind, die überwiegend Chromkarbide der Typen Cr2-3C, Cr7C3 und Cr23C6 aufweist.toothed chain (1) with toothed plates (5, 7), which by means of chain joints with each other are connected and the at least one tooth (9, 10) with an outside and / or an inner engagement flank (11, 12), characterized characterized in that the toothed plates (5, 7) made of a steel with a carbon content of at least 0.5% and the external and / or Internal engagement flanks (11, 12) provided with a growth layer (13) are that predominantly Chromium carbides of the types Cr2-3C, Cr7C3 and Cr23C6 has.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnkette mit Zahnlaschen, die mittels Kettengelenken miteinander verbunden sind und die jeweils mindestens einen Zahn mit einer Außen- und/oder einer Inneneingriffsflanke aufweisen.The The present invention relates to a toothed chain with toothed tabs connected by means of chain links and each at least one tooth with an outer and / or an inner engagement edge exhibit.

Zahnketten werden vermehrt in den letzten Jahren im Automobilbereich eingesetzt aufgrund Ihres guten Geräuschverhaltens. Die Verwendung derartiger Ketten im Automobilbereich setzt hohe Anforderungen an die Verschleißfestigkeit der Zahnketten. Aus der US 6666013 B2 ist z.B. eine Zahnkette bekannt, die teilweise beschichtete Zahnlaschen aufweist. Die Außen- und Inneneingriffsflanken dieser Zahnlaschen sind mit einer diamantartigen amorphen Kohlenstoffbeschichtung (DLC) versehen. Nachteilig an dieser Beschichtung ist der relativ hohe zu betreibende Aufwand, insbesondere bei den zu produzierenden hohen Stückzahlen.Toothed chains are increasingly used in recent years in the automotive sector due to their good noise behavior. The use of such chains in the automotive sector places high demands on the wear resistance of the toothed chains. From the US 6666013 B2 For example, a dental chain is known which has partially coated toothed plates. The outer and inner engagement flanks of these toothed plates are provided with a diamond-like amorphous carbon coating (DLC). A disadvantage of this coating is the relatively high effort to be operated, especially for the high volumes to be produced.

Ob die Außen- und/oder Inneneingriffsflanken der Zähne einer Zahnlasche mit dem Kettenrad in Eingriff kommen, hängt maßgeblich vom verwendeten Kettentyp ab. Übliche Zahnlaschen kommen zumeist lediglich mit den Außeneingriffsflanken in Kontakt mit dem Kettenrad, weshalb auch bei solchen Zahnlaschen eine Beschichtung an den Außeneingriffsflanken genügt. Bei sogenannten Random-Zahnketten weisen einige der Zahnlaschen anfänglich einen Innenkontakt auf, d.h. die Inneneingriffsflanke kommt zuerst mit dem Kettenrad in Berührung, der dann auf einen Außenkontakt überwechselt, d.h. die Außeneingriffsflanken kommen anschließend mit dem Kettenrad in Eingriff. Bei solchen Zahnlaschen ist es von Vorteil, wenn sowohl die Außen- als auch die Inneneingriffsflanken beschichtet werden. Ähnlich existieren Zahnlaschen, bei denen lediglich ein Kontakt mit der Inneneingriffsflanke und dem Kettenrad stattfindet und eine entsprechende Beschichtung nur an der Inneneingriffsflanke stattfinden muss.If the outside and / or Inneneingriffsflanken the teeth of a toothed plate with the Sprocket engage, hangs decisively from the type of chain used. usual Toothed flaps usually come into contact only with the outer engagement flanks with the sprocket, which is why even with such toothed plates a coating at the outer engagement edges enough. In so-called random-tooth chains have some of the toothed plates initially an inner contact, i. the interlocking flank comes first in contact with the sprocket, who then switches to an external contact, i.e. the outer engagement flanks come afterwards with the sprocket engaged. In such toothed lugs, it is of Advantage if both the external as well as the inner engaging flanks are coated. Exist similarly Toothed flaps in which only a contact with the Inneneingriffsflanke and the sprocket takes place and a corresponding coating must take place only on the inner engagement edge.

Des Weiteren ist es im Stand der Technik bekannt, Kettenteile mit harten Karbidschichten zu versehen. Gemäß der US 6582765 B2 werden chromhaltige Stähle als Basismaterial verwendet, die mit einer Vanadium- oder Niobkarbidschicht versehen werden. Ein Teil des Chroms aus dem Basiswerkstoff diffundiert in die darüber liegende Karbidschicht und verbessert die Anhaftung.Furthermore, it is known in the art to provide chain parts with hard carbide layers. According to the US 6582765 B2 chromium-containing steels are used as the base material, which are provided with a vanadium or niobium carbide layer. Part of the chromium from the base material diffuses into the overlying carbide layer and improves the adhesion.

Aus der US 6068568 ist die Verwendung einer Chromkarbidschicht auf einer zuvor nachgeschnittenen Oberfläche der Gelenköffnungen der Zahnlaschen bekannt. Bei den Außen- und Inneneingriffsflanken begnügt man sich mit einem Nachschneidevorgang.From the US 6068568 is the use of a chromium carbide layer on a previously recut surface of the joint openings of the toothed plates known. With the outer and inner flanks one is content with a Nachschneidevorgang.

Sämtliche im Stand der Technik beschriebenen Beschichtungen bringen schon eine wesentliche Verbesserung. Bei der Massenfertigung für den Kfz-Bereich liegt jedoch ein enormer Kostendruck vor, der dafür sorgt, dass nach preisgünstigeren Lösungen zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit gesucht wird.All already described in the prior art coatings bring a significant improvement. In mass production for the automotive sector However, there is an enormous cost pressure, which ensures that for cheaper solutions sought to improve the wear resistance becomes.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zahnkette der eingangs genannten Art bereitzustellen, die gute Verschleißeigenschaften aufweist und relativ einfach herzustellen ist.It is therefore the object of the present invention, a toothed chain of the type mentioned above, which has good wear properties and relatively easy to manufacture.

Dies Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zahnlaschen aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffanteil von mindestens 0,5 % bestehen und die Außen- und/oder Inneneingriffsflanken mit einer Wachstumsschicht versehen sind, die überwiegend Chromkarbide der Typen Cr2-3C, Cr7C3 und Cr23C6 aufweist. Der Begriff „überwiegend" bedeutet im vorliegenden Fall, dass die erwähnten Chromkarbidtypen gemeinsam in einem Gewichtsanteil von über 50 % in der Wachstumsschicht vorliegen. Bei der Verwendung einer Wachstumsschicht können einfache Stähle als Grundwerkstoffe verwendet werden. Außer Kohlenstoff müssen keine weitere nennenswerten Mengen an anderen Legierungsstoffen enthalten sein. Bevorzugt wird die Hartstoffbeschichtung mittels eines IC-Verfahrens, d.h. als IC-Beschichtung, aufgebracht. In Frage kommen hier CVD- und PVD-Verfahren, bei denen Chrom an den Außen- und/oder Inneingriffsflanken abgeschieden wird, der sich dann mit dem im Grundwerkstoff enthaltenen Kohlenstoff zu den gewünschten Typen an Chromkarbiden verbindet.This Task is inventively characterized solved, that the toothed plates are made of a steel with a carbon content of at least 0.5% and the outer and / or inner-engaging flanks are provided with a growth layer, the predominantly chromium carbides of Types Cr2-3C, Cr7C3 and Cr23C6. The term "predominantly" means in the present Case that mentioned Chromium carbide types together in a proportion by weight of more than 50% present in the growth layer. When using a growth layer can simple steels be used as base materials. No need for carbon save contain other significant amounts of other alloying substances be. Preferably, the hard coating is formed by an IC process, i. as an IC coating, applied. In question here are CVD and PVD methods, in which chromium at the outside and / or Interfacing flanks is deposited, which then with the carbon contained in the base material to the desired Types of chromium carbides connects.

Günstigerweise können die Zahnlaschen aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffanteil von mindestens 0,6 % bestehen. Gemäß einer Variante hat sich insbesondere als Stahl ein C60 als vorteilhaft herausgestellt. Ein C60 weist außer Eisen und Kohlenstoff keine weiteren nennenswerten Mengen an anderen Legierungsbestandteilen auf. Es handelt sich hierbei um einen relativ preisgünstigen Basiswerkstoff, der für die Massenproduktion hervorragend geeignet ist.conveniently, can the toothed plates made of a steel with a carbon content of at least 0.6%. According to one Variant has proven to be particularly advantageous as steel a C60 exposed. A C60 has no iron and no carbon other significant amounts of other alloying constituents on. It is a relatively inexpensive one Base material for the mass production is excellent.

Gemäß einer Variante ist die Wachstumsschicht 10 bis 25 μm dick. Eine solche Schichtdicke ist ausreichend, einer Zahnkette die notwendige Verschleißfestigkeit zu geben. Darüber hinaus vereinfacht sich auch die Herstellung, da derartig dünne Schichten relativ schnell abgeschieden sind.According to one Variant is the growth layer 10 to 25 microns thick. Such a layer thickness is sufficient, a toothed chain the necessary wear resistance to give. About that In addition, the production is simplified because such thin layers are deposited relatively quickly.

Des Weiteren kann die Wachstumsschicht in zwei unterschiedliche Schichtstrukturen mit unterschiedlichen Chromkarbidzusammensetzungen unterteilt sein, nämlich einer Deckschicht und einer Zwischenschicht. Bevorzugt ist die Deckschicht härter als die Zwischenschicht, wobei die Zwischenschicht für eine sichere Verankerung der Deckschicht am Basiswerkstoff sorgt. Die Chromkarbidzusammensetzungen der jeweiligen Schichten sind auf diese Bedingungen abgestimmt. Vorrangig kommt es zu einer Verschiebung der Anteile der zuvor genannten Chromkarbidtypen untereinander.Furthermore, the growth layer can be divided into two different layer structures with different chromium carbide compositions, namely a cover layer and an intermediate layer. Preferably, the cover layer is harder than the intermediate layer, wherein the intermediate layer ensures a secure anchoring of the cover layer to the base material. The chromium carbide compositions of the respective layers are tuned to these conditions. Primarily, there is a shift in the proportions of the aforementioned types of chromium carbide with each other.

Ein sehr günstiges Verhältnis stellt sich bei einer Ausführungsform ein, wenn die Zwischenschicht die 3- bis 6-fache Dicke aufweist wie die Dicke der Deckschicht. Hierdurch ist auch eine gute Pufferung der härteren Deckschicht erreicht, durch die zähere Zwischenschicht.One very cheap relationship arises in one embodiment when the intermediate layer is 3 to 6 times thick like the thickness of the topcoat. This also provides good buffering the harder one Covering achieved through the tougher intermediate layer.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:in the Below, the present invention is based on a drawing explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Draufsicht auf einen Abschnitt einer Zahnkette, 1 a schematic plan view of a portion of a toothed chain,

2 eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts einer Zahnkette, 2 a schematic side view of a portion of a toothed chain,

3 eine vergrößerte schematische Seitenansicht einer Zahnlasche mit Außen- und Inneneingriffsflanken und 3 an enlarged schematic side view of a toothed plate with outer and inner engagement edges and

4 eine schematische, vergrößerte Querschnittansicht einer Wachstumsschicht. 4 a schematic, enlarged cross-sectional view of a growth layer.

Die in 1 und 2 abschnittsweise dargestellte Zahnkette 1 umfasst einander abwechselnde Außenkettenglieder 2 und Innenkettenglieder 3.In the 1 and 2 partially shown toothed chain 1 includes alternating outer chain links 2 and inner chain links 3 ,

Die Außenkettenglieder 2 weisen zwei äußere Führungslaschen 4 und zwei innenliegende Außenzahnlaschen 5 sowie zwei die Laschen 4 und 5 miteinander verbindende Kettenbolzen 6 auf.The outer chain links 2 have two outer guide tabs 4 and two external external tooth straps 5 and two the tabs 4 and 5 interconnecting chain pins 6 on.

Die Innenkettenglieder 3 weisen drei im parallelen Abstand zueinander angeordnete Innenzahnlaschen 7 mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Gelenköffnungen 8 auf. Die Gelenköffnungen 8 sitzen mit Spiel auf den Kettenbolzen 6 der Außenkettenglieder 2 auf.The inner chain links 3 have three parallel spaced inner toothed plates 7 with two mutually spaced hinge openings 8th on. The joint openings 8th sit with play on the chain bolt 6 the outer chain links 2 on.

Jede der Zahnlaschen 5 oder 7 weist zwei sich nach unten erstreckende Zähne 9 und 10 auf. In 3 ist exemplarisch eine Innenzahnlasche 7 dargestellt. Die Innenzähne 9, 10 der Innenzahnlasche 7 weisen sowohl eine Außeneingriffsflanke 11 als auch eine Inneneingriffsflanke 12 auf. Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Erfindung auf sämtliche Zahnkettentypen Anwendung finden kann. Das bedeutet, dass auch doppelseitig wirkende Zahnketten und Zahnketten mit Hülsen und Kettenbolzen miteinbezogen sind.Each of the toothed plates 5 or 7 has two downwardly extending teeth 9 and 10 on. In 3 is an example of an internal tooth lug 7 shown. The inner teeth 9 . 10 the inner tooth lug 7 Both have an outer engagement flank 11 as well as an internal-engaging flank 12 on. For completeness, it should be mentioned at this point that the invention can be applied to all types of sprockets. This means that even double-sided chains and chains with sleeves and chain pins are included.

Die Außen- und Inneneingriffsflanken 11 und 12 der Innenzahnlaschen 7 und auch der nicht näher dargestellten Außenzahnlaschen 5 sind mit einer Hartstoffbeschichtung 13 versehen, die in 3 übertrieben dick dargestellt ist. Die Dicke dieser als Wachstumsschicht ausgebildeten Hartstoffschicht 13 beträgt ca. 10 bis 25 μm. Die Hartstoffschicht 13 umfasst überwiegend Chromkarbide der Typen Cr2-3C, Cr7C3 und Cr23C6. Das bedeutet, dass der Gewichtsanteil dieser drei Chromkarbidtypen gemeinsam größer als 50 % beträgt. Als Basiswerkstoff für die Laschen 5 und 7 wird ein C60 verwendet. Die Herstellung der Hartstoffschicht 13 erfolgt mittels eines IC-Verfahrens, z.B. einem CVD- oder PVD-Verfahren.The outside and inside engagement flanks 11 and 12 the inner tooth straps 7 and also the external tooth lugs, not shown 5 are with a hard material coating 13 provided in 3 is shown exaggeratedly thick. The thickness of this formed as a growth layer hard material layer 13 is about 10 to 25 microns. The hard material layer 13 comprises predominantly chromium carbides of the types Cr2-3C, Cr7C3 and Cr23C6. This means that the weight percentage of these three types of chromium carbide together is greater than 50%. As base material for the tabs 5 and 7 a C60 is used. The production of the hard material layer 13 takes place by means of an IC method, eg a CVD or PVD method.

Wie in 4 zu sehen ist, ist die Hartstoffschicht 13 in eine Deckschicht 14 und in eine Zwischenschicht 15 unterteilt. Die Deckschicht 14 ist härter als die Zwischenschicht 15. Dies wird durch unterschiedliche Anteile der Chromkarbidtypen erreicht. Die Zwischenschicht 15 befindet sich auf dem Basiswerkstoff 16, dem C60.As in 4 can be seen, is the hard material layer 13 in a topcoat 14 and into an intermediate layer 15 divided. The cover layer 14 is harder than the intermediate layer 15 , This is achieved by different proportions of chromium carbide types. The intermediate layer 15 is located on the base material 16 , the C60.

Die Dicke DZ der Zwischenschicht ist 3- bis 6-mal so groß wie die Dicke DD der Deckschicht 14. Im vorliegenden Fall ist die Dicke DZ 4,5-mal so groß wie die Dicke DD. Die unterschiedliche Schichtstruktur der Wachstumsschicht sorgt für eine gute Anhaftung am Basiswerkstoff. Die zähere Zwischenschicht 15 gibt der härteren Deckschicht 14 den nötigen Halt bzw. die Anbindung.The thickness D Z of the intermediate layer is 3 to 6 times as large as the thickness D D of the cover layer 14 , In the present case, the thickness D Z is 4.5 times as large as the thickness D D. The different layer structure of the growth layer ensures good adhesion to the base material. The tougher intermediate layer 15 gives the harder topcoat 14 the necessary stop or the connection.

Die Hartstoffschicht 13 verbessert das Verschleißverhalten einer solchen Zahnkette beträchtlich. Weitere Maßnahmen können vorgesehen werden, wie z.B. die Beschichtung der Gelenköffnungen 8 oder der Außenoberflächen der Kettenbolzen 6 mit einer gleichen oder einer anderen Hartstoffschicht. Auch die Zahnflanken der Kettenräder können mit einer derartigen Hartstoffschicht versehen werden.The hard material layer 13 improves the wear behavior of such a toothed chain considerably. Other measures can be provided, such as the coating of the joint openings 8th or the outer surfaces of the chain pins 6 with a same or a different hard material layer. The tooth flanks of the sprockets can be provided with such a hard material layer.

Claims (6)

Zahnkette (1) mit Zahnlaschen (5, 7), die mittels Kettengelenken miteinander verbunden sind und die jeweils mindestens einen Zahn (9, 10) mit einer Außen- und/oder einer Inneneingriffsflanke (11, 12) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlaschen (5, 7) aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffanteil von mindestens 0,5 % bestehen und die Außen- und/oder Inneneingriffsflanken (11, 12) mit einer Wachstumsschicht (13) versehen sind, die überwiegend Chromkarbide der Typen Cr2-3C, Cr7C3 und Cr23C6 aufweist.Tooth chain ( 1 ) with toothed plates ( 5 . 7 ), which are connected to each other by means of chain links and which each have at least one tooth ( 9 . 10 ) with an outer and / or an inner engagement edge ( 11 . 12 ), characterized in that the toothed plates ( 5 . 7 ) consist of a steel with a carbon content of at least 0.5% and the outer and / or inner-engaging flanks ( 11 . 12 ) with a growth layer ( 13 ), which predominantly has chromium carbides of the types Cr2-3C, Cr7C3 and Cr23C6. Zahnkette (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnlaschen (5, 7) aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffanteil von mindestens 0,6 % bestehen.Tooth chain ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the toothed plates ( 5 . 7 ) consist of a steel with a carbon content of at least 0.6%. Zahnkette (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl ein C60 ist.Tooth chain ( 1 ) according to claim 2, characterized ge indicates that the steel is a C60. Zahnkette (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wachstumsschicht (13) 10 bis 25 μm dick ist.Tooth chain ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the growth layer ( 13 ) Is 10 to 25 μm thick. Zahnkette (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wachstumsschicht (13) in zwei unterschiedliche Mischstrukturen mit unterschiedlichen Chromkarbidzusammensetzungen unterteilt ist, nämlich einer Deckschicht (14) und einer Zwischenschicht (15).Tooth chain ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the growth layer ( 13 ) is divided into two different mixed structures with different chromium carbide compositions, namely a cover layer ( 14 ) and an intermediate layer ( 15 ). Zahnkette (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (15) die 3- bis 6-fache Dicke wie die Dicke der Deckschicht (14) aufweist.Tooth chain ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the intermediate layer ( 15 ) 3 to 6 times the thickness as the thickness of the cover layer ( 14 ) having.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012016027A1 (en) * 2012-08-13 2014-05-15 Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg Rocker joint for bush chain or roller chain, has bush which is designed as straight circular cylinder in which through-channel is arranged in bush eccentrically to longitudinal axis of bush

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R151 Term of protection extended to 8 years
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