Die Erfindung betrifft ein Antriebskettenrad für eine Gelenkkette, einen Gelenkkettenantrieb und einen Kettenbecherwerk-Elevator mit einem solchen Antriebskettenrad sowie ein Verfahren zum Antrieb einer Gelenkkette. Ferner betrifft sie einen Stütznocken für ein Antriebskettenrad.

Gelenkketten werden als flexible Zugmittel zur Übertragung von Kräften eingesetzt. Sie bestehen aus starren Kettengliedern, welche sukzessive in Gelenken schwenkbar miteinander gekoppelt sind. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Gelenken wird dabei als Teilung der Gelenkkette bezeichnet. Gelenkketten werden in der Regel geschlossen hergestellt und dann endlos umlaufend um mindestens zwei Räder geführt. Die Gelenkkette wirkt dabei als Antriebskette zur Übertragung mechanischer Leistung von einer Welle auf die andere, wenn eines der beiden Räder angetrieben und seine Drehung vermöge der Gelenkkette auf das andere Rad übertragen wird. Eine weitere häufig anzutreffende Anwendung von Gelenkketten besteht darin, dass von der Kette beziehungsweise von zwei oder mehreren parallel verlaufenden Gelenkketten ein Fördergut (Rohmaterial, Bauteile etc.) über eine bestimmte Strecke gefördert wird. Derartige Gelenkketten werden als Förderketten bezeichnet.

Der Antrieb von Gelenkketten erfolgt in den meisten Fällen durch rotierende Antriebskettenräder mit radial abstehenden Fortsätzen oder Zähnen, die in die Gelenkkette eingreifen und eine Zugkraft auf die Kettenglieder ausüben. Die Kette kann dabei das Antriebsrad sowohl umschlingen, das heißt am Antriebsrad eine Richtungsumkehr von typischerweise 90° bis 180° erfahren, als auch gestreckt am Antriebsrad vorbeilaufen, so dass Letzteres nur entlang einer kurzen Wegstrecke in die Gelenkkette eingreift. Problematisch bei den bekannten Gelenkkettenantrieben ist der so genannte Polygoneffekt, welcher dadurch entsteht, dass die Zähne des Antriebsrades auf den Ecken eines Polygons liegen und bei einer Drehung mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit der wirksame radiale Abstand der Gelenkkette zum Drehpunkt des Antriebsrades somit einer periodischen Schwankung unterliegt. Ferner kommt es durch die Abweichung von der idealen Kreisform zu einer Relativbewegung zwischen der Gelenkkette und dem gerade kraftübertragend hierein eingreifenden Zahn, was aufgrund der dabei wirksamen Zugkräfte zu einem hohen Verschleiß führt.

Um das Zusammenwirken der Antriebskettenräder mit der Gelenkkette zu verbessern, sind Lösungen vorgeschlagen worden, bei denen die in die Kette eingreifenden Zähne schwenkbeweglich um eine Achse am Radkörper gelagert sind (DE 199 45 921 A1 , DE 181 448, DE 159 407). Problematisch bleibt allerdings weiterhin, dass durch die Reibung während der Kraftübertragung ein erhöhter Verschleiß der Gelenkketten eintritt.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zum möglichst verschleißarmen Antrieb von Gelenkketten bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Antriebskettenrad nach Anspruch 1 , durch einen Gelenkkettenantrieb nach Anspruch 22, durch einen Stütznocken nach Anspruch 29, durch einen Kettenbecherwerk-Elevator nach Anspruch 31 , sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 32 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Gemäß ihrem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Antriebskettenrad für eine Gelenkkette, welches die folgenden Komponenten enthält: a) Einen Radkörper, welcher um eine Achse drehbar gelagert werden kann. Der Radkörper kann dazu beispielsweise eine Nabe aufweisen, durch die eine Welle geführt werden kann, oder er kann integral mit einer solchen Welle ausgebildet sein. b) Mindestens ein Bauteil, welches im Folgenden als "Zwischenkörper" bezeichnet wird und welches verschiebebeweglich gegenüber dem vorgenannten Radkörper gelagert ist. Diese Lagerung soll ferner so gestaltet sein, dass der Zwischenkörper im Betriebszustand des Antriebskettenrades (zumindest zeitweise) im Kraftübertragungsweg vom Radkörper zur Gelenkkette zu liegen kommt. Zumindest ein Teil des Kraftflusses vom Radkörper zur Gelenkkette (vorzugsweise der überwiegende Teil von ca. 60-100 %) kann somit vom Radkörper über den Zwischenkörper auf die Gelenkkette übertragen werden.

Die Lagerung des Zwischenkörpers kann auf quasi jede beliebige Weise erfolgen, solange sichergestellt ist, dass der Zwischenkörper zur richtigen Zeit am richtigen Ort ist (d. h. im Kraftübertragungsweg zwischen Radkörper und Gelenkkette).

Wesentlich ist ferner die Verschiebebeweglichkeit des Zwischenkörpers gegenüber dem Radkörper. Diese beinhaltet, dass sich der Zwischenkörper relativ zum Radkörper - zumindest in Grenzen - translatorisch bewegen kann und nicht (wie bei den Zähnen der aus dem Stand der Technik bekannten Antriebskettenräder) auf eine rein rotatorische Relativbewegung eingeschränkt ist. Allerdings kann die Bewegung des Zwischen körpers relativ zum Radkörper optional auch rotatorische Komponenten enthalten, wobei derartige Rotationen in der Regel jedoch nicht um eine relativ zum Radkörper fixe Achse erfolgen.

Die Verschiebebeweglichkeit des Zwischen körpers wird in der Regel nicht völlig beliebig sein, sondern durch Anschläge oder dergleichen auf gewisse Grenzen festgelegt sein. Ferner wird die Verschiebebewegung in der Regel auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse des Radkörpers beschränkt sein.

Das beschriebene Antriebskettenrad hat den Vorteil, dass aufgrund der verschiebebeweglichen, "schwimmenden" Lagerung des Zwischenkörpers Freiheitsgrade in der mechanischen Kraftübertragungskette vom Radkörper zur Gelenkkette gewonnen werden, mit deren Hilfe die Rotation des Radkörpers kinematisch in eine verschleißtechnisch günstige Bewegung der Gelenkkette umgewandelt werden kann. Insbesondere können im Wesentlichen geradlinige Bewegungen der angetriebenen Kettenglieder realisiert werden, so dass das besonders verschleißträchtige Abknicken von Kettengliedern unter Kraftbelastung weitgehend vermieden wird. Des Weiteren können verschleißträchtige Gleitbewegungen unter Kraftbelastung zwischen der Gelenkkette und dem Antriebskettenrad vermieden bzw. minimiert werden.

Wie bereits erwähnt kann der Zwischenkörper prinzipiell auf quasi beliebige Art gelagert werden. So könnte er beispielsweise unverbunden mit dem Radkörper neben diesem angeordnet sein und über einen eigenen Mechanismus im passenden Zeitpunkt in den Wirkungsbereich zwischen Gelenkkette und Radkörper eingeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zwischenkörper jedoch (verschiebebeweglich) am Radkörper selbst gelagert. Er wird dann von der Rotationsbewegung des Radkörpers mitgenommen, was gewährleistet, dass er sieh immer am richtigen Wirkungsort befindet. Typischerweise ist der Zwischenkörper dabei am Außenumfang des Radkörpers gelagert. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Zwischenkörper unverlierbar am Radkörper gelagert ist, beispielsweise über ein geeignetes Gestänge, eine Kulissenführung, Federn oder dergleichen.

Die vorteilhaften Eigenschaften des Antriebskettenrades würden bereits dann eintreten, wenn nur ein einziger Zwischenkörper vorgesehen bzw. am Antriebskettenrad gelagert wäre. Vorzugsweise ist jedoch eine Mehrzahl von N > 1 Zwischenkörpern vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang des Radkörpers verteilt angeordnet sind. Bei einer entsprechend dimensionierten Gelenkkette kann dann die Kraftübertragung auf jedes angetriebene Kettenglied über einen derartigen Zwischenkörper erfolgen. In der Regel sind die mehreren Zwischenkörper bei einer solchen Ausführungsform im Wesentlichen gleichartig ausgebildet und am Radkörper gelagert, wobei es theoretisch jedoch auch denkbar ist, verschieden gestaltete Zwischenkörper vorzusehen.

Der (mindestens eine) am Radkörper gelagerte Zwischenkörper ist vorzugsweise durch ein Federelement in eine im unbelasteten Zustand angenommene Ruheposition relativ zum Radkörper vorgespannt. Dies sorgt dafür, dass momentan nicht mit der Gelenkkette zusammenwirkende Zwischenkörper sich in einer definierten Lage befinden, aus der heraus sicher ein Eingriff in die Gelenkkette erfolgen kann.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist der Zwischenkörper (mindestens) ein Abtastelement auf, das im Betriebszustand mit einer vom Radkörper unabhängigen, zum Beispiel ortsfest angebrachten Kulissenführung zusammenwirken kann. Auf diese Weise können dem Zwischenkörper quasi beliebige Bewegungen aufgeprägt werden.

Grundsätzlich ist vom Zwischenkörper nur gefordert, dass dieser (irgendwie) im Kraftübertragungsweg vom Radkörper zur Gelenkkette liegt. So könnte der Zwischenkörper beispielsweise nur eines von mehreren mechanischen Gliedern sein, die der Reihe nach Kraft vom Radkörper zur Gelenkkette übertragen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zwischenkörper jedoch eine Zone bzw. Fläche auf, die im Betriebszustand in direkten Kontakt zur Gelenkkette treten kann, insbesondere zum Gelenk eines Kettengliedes. Aufgrund dieses direkten Kontaktes zur Gelenkkette und der dabei üblicherweise erfolgenden Kraftübertragung wird diese Fläche im Folgenden als "Ketten-Druckfläche" bezeichnet. Die Beweglichkeit des Zwischen körpers ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass an der Ketten-Druckfläche keine Relativbewegung zwischen der Gelenkkette und dem Zwischenkörper auftritt bzw. allenfalls eine wälzende Bewegung, die im Vergleich zu Gleitbewegungen mit einem erheblich geringeren Verschleiß verbunden ist.

Gemäß einer Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist der Zwischenkörper zusätzlich einen Hilfsanschlag auf, welcher im Betriebszustand in (direkten oder indirekten) Kontakt zur Gelenkkette treten kann, beispielsweise zu der Lasche eines Kettengliedes. Ein Kontakt zwischen der Gelenkkette und dem Zwischenkörper kann somit an mindestens zwei Punkten erfolgen, nämlich der Ketten- Druckfläche und dem Hilfsanschlag. Vorzugsweise liegen diese beiden Punkte dabei an demselben (angetriebenen) Kettenglied an, so dass die relative Lage des Zwischenkörpers zu diesem Kettenglied unveränderlich ist. Dies hat den Vorteil, dass keine Relativbewegung zwischen Kettenglied und Zwischenkörper auftritt, wodurch eine wesentliche Ursache für Kettenverschleiß und Kettenradverschleiß entfällt.

Für die Kraftübertragung vom Radkörper auf den Zwischenkörper sind prinzipiell verschiedene Realisierungen denkbar. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Radkörper mindestens einen Zahn aufweist, über welchen im Betriebszustand Kraft (direkt oder indirekt) vom Radkörper auf den Zwischenkörper übertragen werden kann. Der Begriff "Zahn" ist in diesem Zusammenhang sehr allgemein zu verstehen als Bezeichnung eines Bauteils, einer Komponente oder einer Region des Radkörpers, durch welche(s) der Kraftfluss vom Radkörper auf die Gelenkkette geleitet wird. Typischerweise ist der Zahn - ähnlich wie Zähne von herkömmlichen Antriebskettenrädern - ein radial vom Umfang des Radkörpers abstehender und fest mit dem Radkörper verbundener Vorsprung. Des Weiteren ist typischerweise eine Mehrzahl von Zähnen vorgesehen, die gleichmäßig über den Umfang des Radkörpers verteilt angeordnet sind. In der Regel wird dann bei jedem dieser Zähne ein zugehöriger Zwischenkörper am Radkörper gelagert sein.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Kraftübertragung vom Zahn auf den Zwischenkörper mittelbar erfolgen, d. h. über weitere Zwischenstationen oder Bauteile. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn der Zwischenkörper eine Fläche oder Zone aufweist, die im Betriebszustand in direkten Kontakt zum Zahn des Radkörpers treten kann. Aufgrund dieses Kontaktes zum Zahn und der dabei typischerweise erfolgenden Kraftübertragung wird diese Fläche im Folgenden als "Zahn-Druckfläche" bezeichnet.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Zwischenkörper sowohl die beschriebene Zahn-Druckfläche als auch die Ketten-Druckfläche aufweist, sind diese Flächen vorzugsweise so angeordnet, dass im Betriebszustand während der Kraftübertragung ein Drehmoment auf den Zwischenkörper ausgeübt wird. Mit anderen Worten liegen die vom Zahn auf die Zahn-Druckfläche ausgeübte Kraft und die vom Zwischenkörper auf die Gelenkkette ausgeübte Kraft (bzw. deren Gegenkraft) im Betriebszustand nicht auf einer Linie, woraus das erwähnte Drehmoment resultiert. Durch dieses Drehmoment kann gezielt eine Bewegung des Zwischenkörpers verursacht werden, welche diesen in eine definierte Lage überführt. Eine solche Lage ist beispielsweise erreicht, wenn sich der oben beschriebene Hilfsanschlag (falls vorhanden) an die Gelenkkette anlegt. Die Anordnung der Druckflächen wird allerdings in der Regel so erfolgen, dass das beschriebene Drehmoment klein ist, denn es soll nur die gewünschte Bewegung des Zwischen körpers erzeugen, jedoch keine spürbare Wirkung auf die Gelenkkette haben.

Während der Kraftübertragung vom Zahn auf den direkt hiermit in Kontakt stehenden Zwischenkörper wird es in der Regel zu Relativbewegungen zwischen diesen beiden Bauteilen kommen. Dem dabei auftretenden Verschleiß kann durch eine besondere Härtung der Kontaktflächen und/oder durch eine Austauschbarkeit der Kontaktflächen begegnet werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Zahn und der Zwischenkörper jeweils Wälzflächen aufweisen, die im Betriebszustand kraftübertragend in Wälzkontakt treten können. Im Unterschied zu Gleitkontakten hat ein solcher Wälzkontakt einen geringeren Verschleiß der beteiligten Bauteile zur Folge.

Die vorstehend erwähnten Wälzflächen an Zahn und Zwischenkörper sind vorzugsweise so geformt, dass sich im Betrieb eine vorgegebene Sollbewegung des Zwischenkörpers ergibt. Insbesondere kann die Form der Wälzflächen so sein, dass sich das vom Zwischenkörper angetriebene Kettenglied der Gelenkkette auf einer im Wesentlichen geraden Bahn bewegt, welche die Erstreckung des Lasttrums der Gelenkkette fortsetzt. In diesem Falle wird ein kraftbelastetes Abknicken der Gelenkkette weitgehend vermieden, was den Gelenkverschleiß der Gelenkkette reduziert.

Das erfindungsgemäße Antriebskettenrad kann optional so ausgestaltet sein, dass es reversierbar ist, also in beiden Drehrichtungen antreibend arbeiten kann. Zu diesem Zweck weist der Zwischenkörper vorzugsweise zwei Ketten-Druckflächen auf, von denen im Betrieb je nach Drehrichtung des Radkörpers eine in Kontakt zur Gelenkkette treten kann.

Zusätzlich oder alternativ weist der Zwischenkörper zwei Zahn-Druckflächen auf, von denen im Betriebszustand je nach Drehrichtung des Radkörpers eine in Kontakt zu einem Zahn des Radkörpers treten kann.

Wie bereits erwähnt kann der Zahn des Radkörpers und/oder der Zwischenkörper vorzugsweise gehärtet ausgebildet sein und/oder beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Zusätzlich oder alternativ können diese Teile auch austauschbar am Radkörper gelagert sein und somit relativ leicht erneuerbare Verschleißteile darstellen. Des Weiteren kann bei einer Weiterbildung der Erfindung der Zahn positionsverstellbar am Radkörper gelagert sein, um das Antriebskettenrad an eine Änderung der Teilung der verwendeten Gelenkkette (beispielsweise aufgrund von Verschleiß nach längerem Betrieb) anpassbar zu machen.

Gemäß einer weiteren optionalen Ausgestaltung der Erfindung ist der mindestens eine Zwischenkörper zumindest teilweise im Zwischenraum zwischen zwei axial beabstandeten Seitenwänden des Radkörpers angeordnet. Voraussetzung hierfür ist natürlich, dass der Radkörper einen derartigen Zwischenraum und derartige Seitenwände mit einem Abstand in Achsrichtung aufweist. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass bei einem aus Vollmaterial hergestellten Radkörper in die radial außen gelegenen Stirnflächen Schlitze als Zwischenräume eingefräst werden. Durch die Lagerung des Zwischenkörpers in einem Zwischenraum wird zum einen eine gute und sichere Führung erreicht. Diese ist umso besser, je größer der prozentuale Flächenanteil des Zwischenkörpers ist, der sich im Zwischenraum befindet. Die Lagerung des Zwischenkörpers sollte dabei ein ausreichendes Spiel aufweisen, damit sich der Zwischenkörper noch gut entsprechend seiner Aufgabe bewegen kann (in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Radkörpers). Neben einer sicheren Lagerung des Zwischenkörpers ist ein weiterer Vorteil, dass der im Zwischenraum befindliche Teil des Zwischenkörpers vor einem Kontakt mit der Gelenkkette geschützt und damit weniger Störeinflüssen in Bezug auf seine Bewegung ausgesetzt ist. Bei einer Weiterbildung der vorstehenden Ausführungsform weist der Zwischenkörper eine Augenöffnung auf, durch die ein Querbolzen (beliebigen Querschnitts) mit Spiel hindurchgreift, wobei der Querbolzen mit mindestens einer der vorstehend genannten Seitenwände des Radkörpers verbunden ist. Der Querbolzen sorgt durch seinen Eingriff in die Augenöffnung zum einen dafür, dass der Zwischenkörper sicherer am Radkörper gelagert wird. Falls die Augenöffnung eine innere Öffnung im Zwischenkörper ist (also keine Verbindung zum Rand des Zwischenkörpers besteht) und falls der Querbolzen mit beiden gegenüberliegenden Seitenwänden des Radkörpers verbunden ist, wird der Zwischenkörper sogar unverlierbar zwischen den beiden Seitenwänden festgehalten. Die Größe der Augenöffnung und das verbleibende Spiel gegenüber dem Querbolzen bestimmen und begrenzen die Beweglichkeit des Zwischenkörpers. Bei einer entsprechenden Dimensionierung der Augenöffnung und des Querbolzens kann weiterhin erreicht werden, dass der Kraftfluss vom Radkörper auf den Zwischenkörper über den Querbolzen erfolgt, wobei in diesem Falle der Querbolzen an den Rand der Augenöffnung anstoßen wird. Durch eine entsprechende Formgebung von Augenöffnung und Querbolzen kann dabei Einfluss auf die resultierende Bewegung des Zwischen körpers während seines Kontakts zur Gelenkkette genommen werden. Insbesondere kann die Ausgestaltung so erfolgen, dass eine verschleißarme Wälzbewegung zwischen Querbolzen und Zwischenkörper auftritt und sich der effektive Radius des Querbolzens (in Bezug auf die Drehachse) in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Radkörpers so verändert, dass eine gewünschte bzw. optimale Bewegung der Kettenglieder resultiert.

Bei einer anderen Weiterentwicklung der obigen Ausführungsform weist der Zwischenkörper mindestens eine Verdickung auf, welche nicht in den Zwischenraum zwischen den Seitenwänden des Radkörpers hineinpasst. Vorzugsweise hat der Zwischenkörper derartige Verdickungen symmetrisch an beiden sich in Achsrichtung gegenüberliegenden Außenwänden. Die Verdickung ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie mit dem Radkörper in Kontakt kommen kann. Da die Verdickung aufgrund ihrer Größe nicht in den Zwischenraum eintauchen kann, wird bei einem solchen Kontakt typischerweise eine Kraft vom Radkörper auf die Verdickung (und damit auf den Zwischenkörper) ausgeübt, wodurch auf die Bewegung des Zwischen körpers Einfluss genommen werden kann. Vorzugsweise wird so mit Hilfe der Verdickung sichergestellt, dass die Zwischenkörper zu Beginn ihres Kontaktes zur Gelenkkette eine definierte Startposition annehmen.

Der Radkörper kann optional aus zwei axial beabstandeten Platten aufgebaut sein, wobei diese Platten typischerweise durch Abstandshalter einerseits auf dem gewünschten axialen Abstand gehalten und andererseits miteinander verbunden werden. Mit einem solchen Aufbau des Radkörpers aus zwei Platten ist es herstellungstechnisch besonders einfach, einen Zwischenraum zwischen zwei beabstandeten Seitenwänden (den Platten) zu schaffen, in welchem gemäß den vorstehend erläuterten Ausführungsformen der Erfindung der Zwischenkörper angeordnet werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Stütznocken am Radkörper derart angeordnet, dass der Stütznocken im Betriebszustand ein in das Antriebskettenrad gerade einlaufendes Kettenglied einer Gelenkkette kontaktiert, bevor der nächste Zwischenkörper dieses Kettenglied kontaktiert. Der "nächste Zwischenkörper " ist in diesem Zusammenhang der Zwischenkörper, welcher bei der ausgeführten Umdrehung als nächster Zwischenkörper die aktuelle Winkelposition des Stütznockens annimmt. Der Stütznocken beeinflusst das Zusammentreffen des Kettengliedes mit dem folgenden Zwischenkörper. Dabei können insbesondere aufeinander zu gerichtete Geschwindigkeitskomponenten der Bewegungen von Kettenglied und Zwischenkörper verringert werden, um den Einlauf des Kettengliedes in den Zwischenkörper sanfter zu gestalten und hiermit verbundene Geräusche zu reduzieren.

Bei einer Weiterbildung der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Stütznocken am Radkörper so angeordnet, dass er das genannte einlaufende Kettenglied in einem Punkt kontaktiert, in dem sein Teilkreis-Radius in etwa senkrecht auf der Erstreckungsrichtung des Lasttrums der Kette steht. In einem solchen Falle ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Stütznockens senkrecht zur Erstreckung der Gelenkkette besonders klein, wodurch es zu einem stark gedämpften Aufeinandertreffen von Kettenglied und Stütznocken kommt.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Gelenkkettenantrieb, welcher eine Gelenkkette sowie ein damit zusammenwirkendes Antriebskettenrad der oben beschriebenen Art enthält. Das heißt, dass das Antriebskettenrad einen um eine Achse drehbar lagerbaren Radkörper aufweist sowie mindestens einen Zwischenkörper, welcher verschiebebeweglich gegenüber dem Radkörper gelagert ist, so dass er im Betriebszustand im Kraftübertragungsweg vom Radkörper zur Gelenkkette zu liegen kommt. Durch die spezielle Ausgestaltung des Antriebskettenrades erzielt ein derartiger Gelenkkettenantrieb einen nahezu verschleißfreien Betrieb.

Die konkrete kinematische und/oder dynamische Auslegung des Gelenkkettenantriebes kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Insbesondere kann die Gelenkkette in Umschlingung (beispielsweise um ca. 90° bis ca. 180°) um das Antriebskettenrad geführt sein. Alternativ kann das Antriebskettenrad jedoch auch als ein Zwischenantrieb wirken, wobei es in ein im Wesentlichen gerade verlaufendes Stück der Gelenkkette eingreift. Wie im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert wird, sind verschiedene spezielle Ausgestaltungen des Antriebskettenrades für den Einsatz in Umschlingung oder als Zwischenantrieb besonders geeignet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Gelenkkettenantriebes sind dessen Antriebskettenrad und Gelenkkette so aufeinander abgestimmt, dass eine Kraftübertragung vom Antriebskettenrad auf die Gelenkkette im Betriebszustand nur an maximal zwei Kettengliedern gleichzeitig erfolgt. Vorzugsweise erfolgt diese Kraftübertragung im Wesentlichen (d. h. zu mehr als 70 % einer Radumdrehung von 360°) nur an einem einzigen Kettenglied. Bei einer Umschlingung des Antriebskettenrades durch die Gelenkkette kann diese Bedingung dadurch erreicht werden, dass der wirksame Teilkreis des Antriebskettenrades (etwas) kleiner ist als der ideale Teilkreis der Gelenkkette. Hinter den ersten vom Antriebskettenrad gegriffenen Kettengliedern liegen die übrigen Kettenglieder dann lose (unbelastet) auf dem Antriebskettenrad auf. Dies hat verschleißtechnisch den Vorteil, dass im Wesentlichen kein Abknicken der Gelenkkette unter Kraftbelastung stattfindet.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Gelenkkettenantriebes umfasst dieser eine ortsfeste Kulisse, die im Betriebszustand mit dem Zwischenkörper des Antriebskettenrades zusammenwirkt. Dies kann insbesondere über ein am Zwischenkörper angeordnetes Abtastelement (z. B. eine Rolle) erfolgen, welches die ortsfeste Kulisse abfährt. Wenn das Antriebskettenrad als Zwischenantrieb eingesetzt wird, kann die Kulisse insbesondere so geformt sein, dass sie eine möglichst geradlinige Bewegung des Zwischenkörpers in Richtung der Gelenkkette bewirkt.

Gelenkketten sind in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Grundsätzlich können alle Ketten, die mit herkömmlichen Kettenrädern antreibbar sind, auch im erfindungsgemäßen Gelenkkettenantrieb eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist indes der Einsatz von sogenannten "Buchsenförderketten" (z. B. nach DIN 8165/8167). Bei diesen ist der Gelenkpunkt zwischen zwei Kettengliedern durch eine Buchse bzw. Hülse (die fest mit dem ersten Kettenglied verbunden ist) und einen durch diese Buchse geführten Bolzen (der fest mit dem zweiten Kettenglied verbunden ist) realisiert. Die Kraftübertragung zwischen zwei Kettengliedern erfolgt bei Buchsenförderketten somit vorteilhafterweise nicht punktuell, sondern entlang der Linie bzw. Fläche, in der sich Bolzen und Buchse berühren. Gerade bei kraftbelasteten Relativbewegungen zwischen den Kettengliedern kann auf diese Weise der entstehende Verschleiß minimiert werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Gelenkkettenantrieb ist die Ausführung von Antriebskettenrad und Buchsenförderkette vorzugsweise so gewählt, dass das Antriebskettenrad nur an solchen Buchsen kraftübertragend angreift, die entgegen der Bewegungsrichtung der Kette gesehen am Anfang des zugehörigen Kettengliedes liegen. Dies hat den Vorteil, dass auf das das Antriebskettenrad früher erreichende Nachbar-Kettenglied (dessen Bolzen durch die angetriebene Buchse führt) praktisch keine Zugkraft übertragen wird. Es kann daher im Wesentlichen unbelastet und damit verschleißarm abknicken.

Vorzugsweise wird für die vorstehende Ausführungsform eine Buchsenförderkette der "gekröpften" Ausführungsform verwendet, bei welcher jedes Kettenglied zwischen seinen zwei parallelen Laschen am Ende des Kettengliedes einen Bolzen und am (nach innen gekröpften) Anfang des Kettengliedes eine Buchse aufweist. Bei einer solchen gekröpften Buchsenförderkette kann durch die Ausrichtung der Kette gewährleistet werden, dass alle Buchsen entgegen der Zugrichtung der Kette gesehen am Anfang des zugehörigen Kettengliedes liegen. Wenn die Buchsenförderkette dagegen nicht gekröpft ist, sondern durch eine alternierende Folge von Innen-Kettengliedern (bestehend aus zwei parallelen Laschen mit an beiden Laschenenden dazwischen fixierten Buchsen) und Außen- Kettengliedern (bestehend aus zwei parallelen Laschen mit an beiden Laschenenden dazwischen fixierten Bolzen) gebildet wird, liegt nur jede zweite Buchse am Anfang des zugehörigen Kettengliedes. Das Antriebskettenrad dürfte dann also nur an diesen Buchsen angreifen.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Gelenkkettenantriebes weist dessen Antriebskettenrad mindestens einen Zahn der oben beschriebenen Art auf, wobei dieser Zahn weiterhin zwischen zwei Laschen eines Kettengliedes der Gelenkkette eingreifen kann. Auf diese Weise kann durch entsprechend breite Dimensionierung des Zahns zusätzlich eine Seitenführung der Gelenkkette erreicht werden. Vorzugsweise wird bei dieser Ausführungsform der Zwischenkörper (um beispielsweise 5%) schmaler ausgebildet als der Zahn, um eine verschleißträchtige und den Zahn an seiner idealen Bewegung eventuell hindernde Reibung zwischen ihm und dem Kettenglied zu minimieren.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Stütznocken für das Antriebskettenrad einer Gelenkkette, welcher das Einlaufen von Kettengliedern in den rotierenden Radkörper des Antriebskettenrades günstig beeinflussen kann. Der Stütznocken kann optional an einem Antriebskettenrad der oben erläuterten Art vorgesehen sein, er kann darüber hinaus jedoch auch bei anderen Antriebskettenrädern eingesetzt werden. Er ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen Metallkörper aufweist, welcher an einem um eine Achse drehbar lagerbaren Radkörper des Antriebskettenrades derart angeordnet ist, dass er ein in das Antriebskettenrad einlaufendes Kettenglied federnd kontaktiert. Mit anderen Worten ist der Metallkörper im Abschnitt zwischen seinem Befestigungspunkt und dem Kontaktpunkt zur Gelenkkette so (schwach) dimensioniert, dass er einer typischen Kraftbelastung am Kontaktpunkt elastisch nachgeben kann. Der Stütznocken kann so insbesondere geräuschdämpfend auf den Einlauf einer Gelenkkette wirken. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, dass außer dem Metallkörper keine weiteren Zusatzkomponenten oder -materialien zur Erzielung der Federwirkung notwendig sind, d. h. der Stütznocken kann im einfachsten Fall nur aus dem Metallkörper bestehen.

Der Metallkörper des beschriebenen Stütznockens kann insbesondere aus einem C-förmig oder L-förmig gebogenen Blech bestehen. Aufgrund der länglichen Form solcher Körper ergibt sich dann in einfacher Weise die gewünschte Federeigenschaft.

Der Metallkörper kann beispielsweise aus Stahl bestehen, insbesondere aus Federstahl, welcher wärmebehandelt sein kann. Des Weiteren werden Stütznocken vorzugsweise beidseitig an einem Radkörper und/oder bei jedem Zahn des Radkörpers vorgesehen. Die Befestigung am Radkörper kann beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Verschrauben erfolgen.

Die Erfindung betrifft ferner einen Kettenbecherwerk-Elevator mit folgenden Komponenten: a) (Mindestens) einer Gelenkkette, die mit Bechern zur Aufnahme von Fördergut ausgestattet ist. b) Einer Umlenkung, um die die Gelenkkette so geführt ist, dass die freien Kettenabschnitte (Lasttrum, Leertrum) im Wesentlichen senkrecht verlaufen. c) Mindestens ein Antriebskettenrad der oben beschriebenen Art, das in einen freien Kettenabschnitt (des Lasttrums) eingreift.

Durch das Antriebskettenrad kann ein verschleißarmer bzw. verschleißfreier Zwischenantrieb im aufsteigenden Lasttrum der Gelenkkette realisiert werden. Bei gleicher Auslegung der Kette kann auf diese Weise eine größere Förderhöhe des Kettenbecherwerk-Elevators erreicht werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Antrieb einer Gelenkkette mit einem Radkörper. Bei diesem Verfahren wird im Kraftübertragungsweg zwischen dem Radkörper und der Gelenkkette ein Zwischenkörper angeordnet, der sich während der Kraftübertragung relativ zum Radkörper verschiebt.

Das Verfahren betrifft in allgemeiner Form die Verwendung eines Antriebskettenrades der oben beschriebenen Art. Für weitere Informationen zu den Einzelheiten, Vorteilen und Weiterbildungen des Verfahrens wird daher auf die obige Beschreibung verwiesen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens steht der Zwischenkörper während der Kraftübertragung in Kontakt zu einem Kettenglied der Gelenkkette und verschiebt sich dabei so, dass sich das Kettenglied im Wesentlichen geradlinig bewegt. Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten erfindungsgemäßen Antriebskettenrades im Umschlingungsbetrieb;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie N-Il von Figur 1 ;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie Ill-Ill von Figur 1 ;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Antriebskettenrades im Umschlingungsbetrieb, bei dem die Zähne eine größere Gestaltfestigkeit aufweisen;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V von Figur 4;

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl von Figur 4;

Fig. 7 eine Seitenansicht eines dritten erfindungsgemäßen Antriebskettenrades, das als Zwischenantrieb eingesetzt wird;

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII von Figur 7;

Fig. 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX von Figur 7;

Fig. 10 eine Seitenansicht eines vierten erfindungsgemäßen Antriebskettenrades, das als reversi erbarer Zwischenantrieb einsetzbar ist;

Fig. 11 eine Seitenansicht eines vierten erfindungsgemäßen Antriebskettenrades im Umschlingungsbetrieb;

Fig. 12 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII von Figur 11 ;

Fig. 13 eine separate Seitenansicht des Zwischen körpers von Figur 11 ;

Fig. 14 eine separate Frontansicht des Zwischen körpers von Figur 1 1 ;

Fig. 15 eine separate Seitenansicht des Radkörpers von Figur 11 ;

Fig. 16 eine Schnitt anlog zu Figur 12, wobei jedoch zwei alternative

Ausführungsformen von Stütznocken dargestellt sind;

Fig. 17 eine Seitenansicht eines fünften erfindungsgemäßen Antriebskettenrades, das als Zwischenantrieb eingesetzt wird;

Fig. 18 einen Schnitt entlang der Linie XVI-XVI von Figur 17;

Fig. 19 eine separate Seitenansicht des Zwischen körpers von Figur 17;

Fig. 20 eine separate Frontansicht des Zwischen körpers von Figur 17;

Fig. 21 eine separate Seitenansicht des Radkörpers von Figur 17;

Fig. 22 eine Seitenansicht eines sechsten erfindungsgemäßen

Antriebskettenrades, das als Zwischenantrieb eingesetzt wird und eine umlaufende Kulissenführung aufweist; Fig. 23 eine schematische Seitenansicht eines Kettenbecherwerk-Elevators gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem unteren Umlenkrad;

Fig. 24 eine schematische Seitenansicht eines Kettenbecherwerk-Elevators gemäß der vorliegenden Erfindung ohne ein unteres Umlenkrad.

In den Figuren werden identische oder ähnliche Komponenten mit Bezugziffern versehen, die sich um Vielfache von 100 unterscheiden. Ferner haben wichtige Komponenten zusätzlich zu den Bezugziffern noch Buchstabenkürzel zur Kennzeichnung unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform.

Gelenkketten werden wegen ihrer Robustheit und relativ geringen Kosten bei vielen, meist industriellen Prozessen eingesetzt. Hohe Bedeutung haben vor allem die Kettenantriebe, bei denen die Kette das Kettenrad umschlingt und dabei von diesem angetrieben wird ("Antriebskettenrad"). Ferner werden Ketten zur Förderung von Gütern eingesetzt. Lange Förderstrecken ergeben dabei jedoch durch Reibung und/oder zu erbringende Hubarbeit hohe Zugkräfte in den Ketten. Die Ketten sind hierfür zu dimensionieren, was sie schwer und teuer macht.

Die eingesetzten Gelenkketten müssen im Normalfall geschmiert werden und unterliegen in der Regel erheblichem Verschleiß. Hier will die vorliegende Erfindung Abhilfe schaffen.

In Figur 1 ist diesbezüglich in einer Seitenansicht ein mit den Bezugszeichen A bzw. 100 bezeichnetes Antriebskettenrad gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ferner ist in der Figur ein Teil der angetriebenen Gelenkkette G angedeutet.

Die Gelenkkette G besteht in bekannter Weise aus einer Reihe von einzelnen Kettengliedern KG, die an ihren Enden in einem Gelenk GE schwenkbeweglich miteinander verbunden sind. Zwischen den Gelenken GE erstrecken sich parallel zueinander jeweils zwei Laschen KL.

Der erfindungsgemäße Gelenkkettenantrieb lässt sich im Prinzip mit allen Arten von Gelenkketten zusammen verwenden. In den folgenden Beispielen wird indes speziell eine Buchsenförderkette G zugrunde gelegt. Bei dieser wird das Kettengelenk GE zwischen zwei Kettengliedern KG gebildet durch: eine hülsenförmige Buchse BU, die mit den Laschen KL des ersten Kettengliedes fest verbunden ist, sowie durch einen Bolzen BL, der durch diese Buchse BU geführt und mit den Laschen des zweiten Kettengliedes fest verbunden ist.

Optional kann die Buchse noch von einer Rolle (nicht dargestellt) umgeben sein. Ferner wird eine gekröpfte Ausführungsform der Buchsenförderkette G angenommen, bei welcher die Laschen KL der Kettenglieder KG (senkrecht zur Zeichenebene in Figur 1 ) verspringen. Auf diese Weise hat jedes Kettenglied ein Ende mit weitem Abstand der Laschen KL, an dem ein Bolzen BL fixiert ist, und einen Anfang mit engerem Abstand der Laschen KL, an dem eine Buchse BU fixiert ist. Die Kettenglieder können dann alle identisch ausgebildet sein. Die gekröpfte Buchsenförderkette G wird mit einer derartigen Orientierung um das Antriebskettenrad A geführt, dass jedes Kettenglied KG das Antriebskettenrad A im Betrieb zuerst mit seiner Buchsenseite (entgegen der Bewegungsrichtung gesehen also dem "Anfang" des Kettengliedes) und dann mit seiner Bolzenseite ("Ende") erreicht.

Bei herkömmlichen Antriebskettenrädern mit feststehenden Zähnen tritt ein Verschleiß der angetriebenen Gelenkkette hauptsächlich dadurch auf, dass unter Kraftbelastung eine Relativbewegung (Gleitbewegung) zwischen den Zähnen und den Kettengliedern sowie ein Abknicken der Kettenglieder unter Kraftbelastung erfolgt. Dies soll mit den erfindungsgemäßen Antriebskettenrädern vermieden werden.

Das in Figur 1 dargestellte Antriebskettenrad A besitzt zu diesem Zweck zunächst in herkömmlicher Weise einen Radkörper R bzw. 120, welcher um eine Drehachse X drehbar gelagert ist. Entlang seines Außenumfanges weist der Radkörper gleichmäßig verteilt radial abstehende Zähne Z bzw. 110 auf. Die Anzahl bzw. der Abstand der Zähne Z ist entsprechend der Teilung der anzutreibenden Gelenkkette G gewählt. Des Weiteren verläuft der Kraftfluss vom Radkörper R zur Gelenkkette G wie üblich über diese Zähne.

Anders als üblich wirken die Zähne Z beim Antriebskettenrad A jedoch nicht direkt auf die Kettenglieder KG, sondern mittelbar über jeweils einen "Zwischenkörper" ZK bzw. 150. Die Zwischenkörper ZK sind dabei (in Grenzen) frei verschiebebeweglich bzw. "schwimmend" gegenüber dem Radkörper R vor den zugehörigen Zähnen Z gelagert. Jeder Zwischenkörper ZK weist die folgenden Komponenten auf:

Einen im Wesentlichen radial verlaufenden Steg mit einer "Ketten-Druckfläche" 151 , welche im Moment des Antriebes Kontakt zu den Kettengliedern KG (genauer gesagt zur Außenfläche des Kettengelenkes GE) aufnimmt und so die erforderliche Zugkraft auf das Kettenglied überträgt. Dies ist an der mit "P1 " gekennzeichneten Position erkennbar.

Eine "Zahn-Druckfläche" W2, welche während der Kraftübertragung mit einer Fläche W1 am zugehörigen Zahn Z in Kontakt kommt. Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel während dieses Kontaktes eine verschleißarme Wälzbewegung ausgeführt wird, werden die betreffenden Flächen im Folgenden auch als "Wälzflächen" W1 , W2 bezeichnet.

Einen im Wesentlichen tangential verlaufenden Aufsitzsteg 152, auf dem die Buchsen BU der Kettenglieder lose aufliegen, wenn die Kraftübertragung beendet ist (hinter Position P2).

Einen als "Träger" 153 bezeichneten Körper, der unter anderem für die Lagerung auf dem Radkörper R sorgt.

Einen am Ende des Trägers 153 angeordneten Hilfsanschlag 154, der hier als Rolle ausgebildet ist.

Wenn ein Zahn Z zusammen mit dem vor ihm liegenden Zwischenkörper ZK bei der Drehung des Radkörpers R an der Position P1 in die Gelenkkette G eingreift, kommt die Ketten-Druckfläche 151 mit der Buchse BU eines Kettengliedes in Kontakt. Der in der Radebene (x,y-Ebene) lokal frei bewegliche Zwischenkörper ZK kann dabei zunächst ausweichen, wobei er sich unter Wirkung des entstehenden Drehmomentes um den (wandernden) Kontaktpunkt zum Zahn Z dreht. Diese Ausweichbewegung des Zwischenkörpers ZK endet, wenn er mit dem Hilfsanschlag 154 an den Laschen KL des kontaktierten Kettengliedes anstößt. Ab diesem Zeitpunkt nimmt der Zwischenkörper ZK relativ zum kontaktierten Kettenglied eine konstante Position an. Während der nachfolgenden Kraftübertragung auf das Kettenglied findet daher keine Relativbewegung (weder gleitend noch wälzend) zwischen dem Zwischenkörper ZK und der kontaktierten Buchse BU des Kettengliedes statt. Dies minimiert den im Kontaktbereich auftretenden Verschleiß.

Die Wälzfläche W1 am Zahn Z folgt der kinematisch vorgeschriebenen Kreisbewegung um die Drehachse X. Hierdurch kommt es zu einem Abrollen (Wälzen) der Wälzfläche W1 des Zahnes auf der Zahn-Druckfläche W2 des Zwischenkörpers ZK, wobei während der Wälzbewegung die Antriebskraft vom Zahn auf den Zwischenkörper übertragen wird. Da nur eine Wälzbewegung - jedoch kein Gleiten - stattfindet, ist der Verschleiß minimal. Zur weiteren Verschleißminderung können die Wälzflächen W1 , W2 optional noch gehärtet ausgebildet sein.

Die Zähne Z können optional einen Druckvorsprung 1 11 aufweisen, welcher die Wälzfläche W1 trägt, sowie eine Halterung 112 für diesen Druckvorsprung. Diese Komponenten können vom Radkörper R separate Bauteile sein, welche nachträglich auf dem Radkörper montiert (z. B. festgeschraubt) werden. Hierdurch ist es möglich, den Radkörper R aus kostengünstigem Material herzustellen und die besonders belasteten Zahnkomponenten aus einem gehärteten Material, welches zudem bei Bedarf ausgetauscht werden kann. Die geometrische Formgebung der Wälzflächen W1 , W2 an Zahn Z bzw. Zwischenkörper ZK ist so vorgenommen, dass die kinematisch vorgegebene Kreisbewegung des Zahnes Z zu einer möglichst geradlinigen Weiterbewegung des kontaktierten Kettengliedes KG führt. Dies hat den Vorteil, dass die unter Zugbelastung stehenden Kettenglieder so gut wie keine verschleißträchtige Knickbewegung ausführen müssen.

Sobald sich das Antriebskettenrad A um etwa eine Teilung (d. h. 45° in Figur 1 ) weitergedreht hat, greift ein neuer Zahn in die Gelenkkette G ein, und der zuvor antreibende Zahn Z und Zwischenkörper ZK werden entlastet. In Figur 1 ist dies daran erkennbar, dass hinter der Position P2 der Kontakt zwischen der Ketten-Druckfläche 151 des Zwischenkörpers ZK und der Gelenkkette verloren geht. Die Abknickbewegung der Kettenglieder erfolgt daher im (ganz bzw. fast) unbelasteten Zustand, wodurch der Gelenkverschleiß der Gelenkkette minimiert wird. Erreicht wird diese Entlastung durch eine geeignete Dimensionierung von Antriebskettenrad A und Gelenkkette G. Gemäß dieser Dimensionierung ist der von den Zwischenkörpern ZK beschriebene effektive Teilkreis kleiner als der ideale Teilkreis, welcher zur Teilung der Gelenkkette G gehört. Aufgrund ihres etwas größeren Abstandes eilen somit die Kettengelenke GE den Zähnen Z bzw. Zwischenkörpern ZK des Antriebskettenrades A etwas voraus. Eine Kraftübertragung auf die Gelenkkette erfolgt deshalb nur an den ersten eingreifenden Zähnen im Bereich der Position P1.

In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Zwischenkörper ZK jeweils über Haltestangen 155 unverlierbar am Radkörper R befestigt. Die Haltestangen 155 weisen Schlitze 156 auf, durch die ein am Radkörper R befestigter Führungsstift 121 ragt. Des Weiteren sind am Radkörper Anschlagstifte 122 vorgesehen, welche die Schwenkbewegung der Haltestangen 155 begrenzen.

Ferner ist für jeden Zwischenkörper ZK mindestens eine (Zug-)Feder 157 vorgesehen, welche einerseits in einem Anschlagpunkt 123 am Radkörper R und andererseits am Zwischenkörper ZK angelenkt ist. Durch diese Feder wird der Zwischenkörper ZK im kräftefreien Zustand in eine vorgegebene Ruheposition (s. Position P3) vorgespannt, in der er optimal für den bevorstehenden Eingriff in die Gelenkkette G positioniert ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass die in den Figuren erkennbaren Teile wie Federn, Haltestangen etc. in der Regel symmetrisch auf beiden Seiten des Radkörpers vorgesehen sind.

Der beschriebene Gelenkkettenantrieb hat folgende Vorteile: Kein reibender Verschleiß, da das Produkt aus Reibkraft und Reibweg Null ist (Grenzen bezüglich der Belastbarkeit ergeben sich nur durch die zulässige Hertzsche Pressung in Abhängigkeit von Werkstoff und Wärmebehandlung).

Der Aufbau ist unempfindlich gegenüber Schmutz (keine aufwändige Dichtung erforderlich).

Im Normalfall ist keine Schmierung erforderlich.

Zähne Z und Zwischenkörper ZK sind relativ kostengünstig in rostfreien Werkstoffen realisierbar, der Radkörper R kann in Normalstahl ausgeführt werden.

Alle Arten von Ketten (z.B. Gallketten) können verschleißfrei oder erheblich verschleißreduziert betrieben werden.

Durch eine geeignete Anpassung der Wälzflächen an Zähnen Z und Zwischenkörpern ZK kann eine Polygonreduktion bzw. eine perfekte Polygonkompensation erreicht werden.

Die Teilung des Antriebes ist anpassbar an eine verschlissene (gelängte) Kette, wenn positionsveränderliche Zähne verwendet werden und deren Radius (bzw. Teilkreis) auf dem Radkörper vergrößert wird. Die Zähne Z können beispielsweise am Radkörper angeschraubt sein.

Bei Verschleiß muss nicht mehr das komplette Antriebskettenrad auswechselbar sein, sondern es werden (wenn überhaupt) nur die Zwischenkörper ZK und Zähne Z ausgewechselt.

Der Radkörper braucht nicht mehr eine Welle-Nabe Verbindung, sondern kann direkt und unlösbar auf der Antriebswelle befestigt werden (z.B. durch Schweißen). Die Befestigung auf der Welle kann also kostengünstiger als bei einem normalen Kettenrad gestaltet werden.

Im Falle des umschlingenden Kettenantriebes können die Laschen KL der Kettenglieder zur Abstützung benutzt werden. Dies ist sehr kostengünstig, sehr einfach und sehr robust.

In den Figuren 4 bis 6 ist ein Antriebskettenrad A bzw. 200 dargestellt, welches eine Modifikation der zuvor beschriebenen Ausführungsform darstellt. Funktional und konstruktiv gleicht das Antriebskettenrad 200 im Wesentlichen dem Antriebskettenrad 100, so dass nicht alle Einzelheiten erneut beschrieben werden müssen. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass im Radkörper R zusätzlich Schlitze 225 vorgesehen sind, in die jeweils ein Stift 258 eines Zwischenkörpers ZK eingreift. Die Stifte sind in den Schlitzen in der Regel mit deutlichem Spiel (d. h. quasi frei) beweglich und werden effektiv nur durch Anschlag an den Schlitzenden in ihrer Beweglichkeit begrenzt. Diese Realisierung eines Anschlages ermöglicht es, den Zähnen 210 eine höhere Gestaltfestigkeit zu geben. Ferner werden auch die Zwischenkörper ZK stabilisiert (und unverlierbar gelagert), da der Stift 258 ihre Flanken zu beiden Seiten des Radkörpers R verbindet.

In den Figuren 7 bis 9 ist eine dritte Ausführungsform eines Antriebskettenrades A bzw. 500 dargestellt, welches für den Einsatz als Zwischenantrieb ausgelegt ist. Die angetriebene Gelenkkette G umschlingt dieses Rad also nicht mehr, sondern verläuft oberhalb des Rades im Wesentlichen geradlinig. Die geradlinige Bewegung soll durch das Antriebskettenrad 500 möglichst verschleißfrei und ohne Störung unterstützt werden. Zu diesem Zweck ist das Antriebskettenrad 500 im Wesentlichen ähnlich wie das oben beschriebene umschlungene Antriebskettenrad 100 ausgebildet (identische oder ähnliche Bauteile wie beim Antriebskettenrad 100 tragen um 400 erhöhte Bezugszeichen). Es weist folgende Komponenten auf:

Einen Radkörper R bzw. 520 mit einer Drehachse X.

Radial abstehende, über den Umfang verteilte Zähne Z bzw. 510 mit Druckvorsprüngen 51 1 und zugehörigen Halterungen 512, wobei an den Druckvorsprüngen Wälzflächen W1 vorgesehen sind.

Zwischenkörper ZK bzw. 550 mit einer Ketten-Druckfläche 551 , einem Aufsitzsteg 552, einem Träger 553, und einer Zahn-Druckfläche W2, die mit der Wälzfläche W1 der Zähne zusammenwirkt.

Beidseitig mindestens eine Feder 557, welche den Zwischenkörper im kräftefreien Zustand in eine definierte Ruheposition vorspannt.

Die Funktion dieser Komponenten ist im Wesentlichen ähnlich wie bei den bereits beschriebenen Antriebskettenrädern, d. h. die Zähne Z üben Druck auf die Zwischenkörper ZK auf, welchen diese an die Gelenkkette G weitergeben.

Ein Unterschied des Antriebskettenrades 500 besteht darin, dass die Zwischenkörper 550 Abtastelemente 559 (hier in Form von Rollen) aufweisen. Diese wirken mit einer ortsfesten Kulissenführung zusammen, die im dargestellten Beispiel aus zwei Schienen S1 und S2 besteht. Das Zusammenwirken erfolgt während der kraftübertragenden Phase und sorgt dafür, dass die Zwischenkörper 550 im Wesentlichen nur eine Translation parallel zur Erstreckungsrichtung der Gelenkkette G ausführen (x-Richtung). Dadurch werden zum einen kraftbelastete Reibbewegungen zwischen den Zwischenkörpern 550 und der Gelenkkette G sowie den Zähnen vermieden, zum anderen auch verschleißträchtige Knickbewegungen der Kette unter Kraftbelastung. Die Formgebung an den Wälzflächen W1 und W2 der Zähne 510 bzw. der Zwischenkörper 550 kann so erfolgen, dass zwischen diesen Komponenten ein Wälzkontakt (ohne Gleiten) stattfindet und/oder dass ein Polygoneffekt ausgeglichen wird.

Der beschriebene (quasi) geräuschfreie Zwischenantrieb schafft die ideale Umsetzung der rotatorischen Bewegung der Antriebswelle eines Motors in eine lineare, polygonwirkungsfreie Bewegung der Kette.

Figur 10 zeigt ein Antriebskettenrad A bzw. 600, welches als reversierbarer Zwischenantrieb für Gelenkketten G einsetzbar ist. Grundsätzlich ist sein Aufbau ähnlich wie beim vorstehend beschriebenen Antriebskettenrad 500, wobei identische oder ähnliche Bauteile um 100 erhöhte Bezugszeichen erhalten haben.

Um den Antrieb der Gelenkkette G in beide Richtungen zu ermöglichen, weisen die Zähne Z bzw. 610 des Antriebskettenrades 600 zwei einander gegenüberliegende Wälzflächen W1 bzw. W1' auf. Diese können alternativ mit korrespondierenden Zahn- Druckflächen W2 bzw. W2' am Zwischenkörper ZK bzw. 650 zusammenwirken. Der Zwischenkörper 650 umgreift zu diesem Zweck den Zahn 610 klammerartig mit einem Ende seines Trägers 653.

Des Weiteren sind am Zwischenkörper 650 zwei einander gegenüberliegende Ketten- Druckflächen 651 und 651 ' vorgesehen, zwischen denen ein Aufsitzsteg 652 liegt. Je nach Drehrichtung des Radkörpers R kommt die eine oder die andere dieser Ketten- Druckflächen mit den Kettengliedern kraftübertragend in Kontakt.

Ferner ist wiederum an jedem Zwischenkörper 650 ein Abtastelement 659 vorgesehen, das in einer aus zwei Schienen S1 und S2 bestehenden, ortsfesten Kulissenführung geführt wird. Im dargestellten Beispiel ist diese Kulissenführung leicht gebogen, um der Gefahr eines Abgleitens der Gelenke von den Zwischenkörpern 650 zu begegnen. Der Ein- und der Auslauf der Schienen S1 , S2 sind geschwungen ausgeführt, um die Geschwindigkeit der Ketten in y-Richtung reduzieren und Stöße und Geräusche zu minimieren.

Schließlich sind noch eine Zugfeder 657a und eine Druckfeder 657b vorgesehen, welche einerseits in Punkten 623, 624 am Radkörper R und andererseits am Zwischenkörper 650 angelenkt sind. Diese Federn dienen dazu, den Zwischenkörper in eine definierte Ruheposition vorzuspannen.

Wie bereits erwähnt sind Teile wie Federn, Haltestangen, Schienen etc. in der Regel symmetrisch beidseitig des Radkörpers vorgesehen. In den Figuren 11 bis 15 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebskettenrades A bzw. 300 dargestellt, um das eine Gelenkkette G im Umschlingungsbetrieb geführt ist. Die grundsätzliche Funktionsweise ist ähnlich wie beim ersten Antriebskettenrad 100, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten um 200 erhöhte Bezugszeichen aufweisen.

Das Antriebskettenrad 300 weist einen Radkörper R bzw. 320 mit radial abstehenden Zähnen Z bzw. 310 auf, wobei dieser Radkörper in Figur 15 zur besseren Erkennbarkeit separat dargestellt ist (zusammen mit einem Schnitt entlang der Linie S-S). Im Bereich eines jeden Zahnes Z ist ein Zwischenkörper ZK bzw. 350 vorgesehen und so am Radkörper R angeordnet, dass er (in Grenzen) in der xy-Ebene frei beweglich ist. Eine Seitenansicht und eine Frontansicht eines Zwischen körpers ZK sind in den Figuren 13 und 14 separat dargestellt.

Das Antriebskettenrad 300 unterscheidet sich von früheren Ausführungsformen dadurch, dass der Radkörper R aus zwei axial (d. h. in Richtung der Drehachse X) beabstandeten Platten oder Seitenwänden RW1 und RW2 besteht, die zwischen sich einen Zwischenraum ZR einschließen (vgl. Schnittdarstellung von Figur 12). Die beiden Seitenwände RW1 und RW2 können dabei identisch ausgebildet sein und zum Beispiel aus einer Blechplatte geeigneter Dicke ausgeschnitten werden. Ihren axialen Abstand erhalten sie durch Distanzelemente (nicht dargestellt), die typischerweise im Zwischenraum ZR in der Nähe der Drehachse X angeordnet sind.

Im Bereich der Zähne Z wird der Zwischenraum ZR zwischen den beiden Seitenwänden RW1 und RW2 dazu genutzt, dort einen Teil des Zwischen körpers ZK unterzubringen. Durch ein genügend großes Spiel in Axialrichtung kann dabei die Beweglichkeit des Zwischenkörpers ZK in der xy-Ebene gewährleistet werden, während gleichzeitig die Seitenwände RW1 und RW2 eine seitliche Stabilisierung der Lage des Zwischenkörpers bewirken. So wird in einfacher Weise eine Führung der Zwischenkörper ZK erreicht, die ein robustes Verhalten beim Eingreifen eines Zwischenkörpers in die Gelenkkette G sicherstellt. Insbesondere schützen die Seitenwände RW1 und RW2 den Zwischenkörper ZK davor, mit den Kettenlaschen KL eines Kettengliedes in Berührung zu kommen und dadurch in seiner Bewegungsbahn gestört zu werden. In Kontakt mit dem Gelenk GE eines einlaufenden Kettengliedes kommt nur eine Ketten-Druckfläche 351 an der Stirnseite der Zwischenkörper ZK. Im dargestellten Beispiel wird diese Ketten-Druckfläche 351 dabei (unter anderem) durch eine Verdickung 352 (in Richtung der Drehachse X) gebildet. Im Bereich der Verdickung 352 ist der Zwischenkörper zu breit für ein Eintauchen in den Zwischenraum ZR zwischen den Seitenwänden RW1 , RW2 des Radkörpers. An bestimmten Stationen der Rotationsbewegung (z. B. P1 in Figur 11 ) sitzen die Verdickungen 352 daher auf den Stirnseiten der Seitenwände RW1 und RW2 auf, wodurch eine weitere Stützung und Führung der Zwischenkörper ZK bewirkt wird und diese insbesondere eine definierte Startposition beim den Eingriff in die Gelenkkette G erhalten.

Die Zwischenkörper ZK können in einfacher Weise aus einem Blechmaterial geeigneter Stärke ausgeschnitten werden. Die Verdickungen 352 können dann an den ausgeschnittenen Blechteilen z. B. durch Schweißen befestigt werden. Vorteilhafterweise wird der so hergestellte Teil des Zwischenkörpers ZK anschließend gehärtet.

Wie insbesondere aus der separaten Darstellung in Figur 13 erkennbar ist, haben die Zwischenkörper ZK eine innere (rundum geschlossene) Augenöffnung AO. Durch diese Augenöffnung wird beim Zusammenbau des Antriebskettenrades A ein Querbolzen QB geführt, welcher dann mit den beiden Seitenwänden RW1 und RW2 des Radkörpers R verbunden wird (z. B. durch Schweißen). Hierdurch wird zum einen der Zwischenkörper ZK unverlierbar am Radkörper R gelagert, zum anderen findet über den Querbolzen QB die Kraftübertragung vom Radkörper R auf den Zwischenkörper ZK statt.

Die vorgenannte Kraftübertragung erfolgt im Kontaktbereich zwischen dem Querbolzen QB und der Augenöffnung AO. Die sich dabei berührenden Flächen sind wiederum als Wälzflächen W1 am Querbolzen QB bzw. W2 am Zwischenkörper ZK ausgebildet und so geformt, dass sich während der Kraftübertragung und der Rotation des Antriebskettenrades die gewünschte Bewegung des Zwischenkörpers ZK einstellt. Eine weitere Steuerung der Bewegung des Zwischenkörpers ZK erfolgt über Abtastelemente, die hier durch beidseits axial vom Zwischenkörper abstehende Rollen 359 realisiert sind. Im Bereich des Einlaufens in eine Gelenkkette G und in der Kraftübertragungszone kommen diese Rollen 359 mit ortsfest (beidseits) neben dem Radkörper R angebrachten Führungskulissen S1 und S2 in Kontakt, wodurch der Zwischenkörper ZK eine Zwangsführung erfährt. Die optimale Formgebung der Führungskulissen S1 und S2 kann der Fachmann dabei theoretisch oder durch einfache Versuche entsprechend den vorgegebenen Zielkriterien (z. B. einer geraden Bewegung der Gelenkkette G im Antriebsbereich) festlegen.

Das Antriebskettenrad 300 hat den Vorteil, dass es mit wenigen Einzelteilen in einfacher Weise hergestellt werden kann, wobei gleichzeitig ein äußerst robustes Betriebsverhalten gewährleistet ist. Insbesondere können die wesentlichen Bestandteile, d. h. der Radkörper R und die Zwischenkörper ZK, einfach aus Blechen ausgeschnitten und in wenigen Schritten montiert werden. Dies ermöglicht es, das gesamte Antriebskettenrad als Verschleißteil zu verwenden.

In den Figuren sind weiterhin Stütznocken 330 erkennbar, welche paarweise zwischen aufeinander folgenden Zähnen Z des Radkörpers R beidseitig axial nach außen abstehend angeordnet sind. Die Stütznocken 330 sind typischerweise aus gehärtetem Stahl hergestellt und so positioniert, dass sie mit einem in das Antriebskettenrad A einlaufenden Kettenglied in Kontakt kommen, bevor der nachfolgende Zwischenkörper ZK dieses Kettenglied kontaktiert. In Figur 11 ist dies bei dem in der oberen Scheitelposition P1 befindlichen Stütznocken 330 erkennbar. Der Teilkreis-Radius des Stütznockens 330 (ausgehend von der Drehachse X) steht in dieser Position etwa senkrecht zum Lasttrum der Gelenkkette G. Der Stütznocken 330 trifft aufgrund seiner Positionierung mit einer kleinen Geschwindigkeit in y-Richtung auf das Kettenglied, das sich in dieser Position typischerweise in negative y-Richtung nach unten bewegt. Das Aufeinandertreffen von Kettenglied und Stütznocken 330 verläuft daher relativ geräuscharm. Nach seinem Kontakt zum Kettenglied prägt der Stütznocken 330 dem Kettenglied die Geschwindigkeit des Radkörpers R auf, so dass das Kettenglied für den kurz darauf erfolgenden Kontakt zum nächsten Zwischenkörper ZK synchronisiert ist und auch dieser Kontakt geräuschgedämpft verläuft.

Figur 16 zeigt in einem Schnitt anlog zu Figur 12 (d. h. entlang der Linie XII-XII von Figur 11 ) zwei alternative Ausführungsformen von Stütznocken SN1 und SN2. Die grundsätzliche Funktion dieser Stütznocken ist dieselbe wie die des Stütznockens 330 in Figur 12, d. h. die Dämpfung des Einlaufens eines Kettengliedes KG in das Antriebskettenrad. Die dargestellten Stütznocken SN1 , SN2 bestehen aus einem L-förmigen (SN1 ) bzw. C-förmigen (SN2) Metallkörper, welcher durch Kanten eines Bleches herstellbar ist. Der Metallkörper ist am Radkörper R beispielsweise durch Schweißen oder mittels Schraube(n) (nicht dargestellt) befestigt. Zur Stabilisierung des Abstandes zwischen den Seitenwänden RW1 und RW2 des Radkörpers ist vorzugsweise zwischen diesen Wänden eine Distanzhülse DH eingefügt.

Die Stütznocken SN1 und SN2 sind vorzugsweise aus Federstahl hergestellt, welcher zusätzlich wärmebehandelt sein kann. Durch ihre "leichte" Form und die Materialwahl wird erreicht, dass sie bei einem Kontakt zu einem Kettenglied KG (geringfügig) elastisch nachgeben können.

Die beschriebenen Stütznocken SN1 , SN2 können bei verschiedenen Ausführungsformen von Antriebskettenrädern eingesetzt werden. Insbesondere können auch konventionelle Antriebskettenräder hiermit ausgeführt bzw. nachgerüstet werden.

In den Figuren 17 bis 21 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebskettenrades A bzw. 700 dargestellt, welches die vorstehend für das Antriebskettenrad 300 erläuterten neuen Konstruktionsmerkmale auf einen Zwischenantrieb überträgt.

Grundsätzlich ist es wiederum so, dass ein um eine Achse X drehbar gelagerter Radkörper R bzw. 720 radial abstehende Zähne Z bzw. 710 hat, die über Zwischenkörper ZK bzw. 750 antreibend in eine gestreckte Gelenkkette G eingreifen. Wie bei dem Antriebskettenrad 300 besteht der Radkörper R aus zwei Seitenwänden RW1 und RW2 (vgl. Figur 18), die zwischen sich einen Zwischenraum ZR begrenzen, in dem die Zwischenkörper ZK (teilweise) angeordnet sind. Die Zwischenkörper weisen zu diesem Zweck wiederum Augenöffnungen AO auf, durch die ein Querbolzen QB geführt ist, der axial an beiden Enden an den Zähnen Z der Seitenwände RW1 und RW2 befestigt ist. Des Weiteren weisen die Zwischenkörper ZK Verdickungen 752 in Axialrichtung auf, deren Ketten-Druckflächen 751 mit den Gelenken GE der Kette in Kontakt kommen und auf den Stirnflächen der Seitenwände RW1 und RW2 aufsitzen können. Die Kraftübertragung vom Querbolzen QB auf die Zwischenkörper ZK erfolgt wiederum über Wälzflächen W1 und W2 am Querbolzen QB bzw. den Zwischenkörpern ZK.

Zur zusätzlichen Führung sind ferner Abtastelemente vorgesehen, hier in Form von axial beidseitig an den Zwischenkörpern angeordneten Rollen 759. Diese Rollen kommen im Bereich des Ketteneingriffes mit den Führungsschienen S1 und S2 in Berührung. Um diejenigen Zwischenkörper, die gerade nicht Kontakt zur Gelenkkette G haben, in einer definierten Position zu halten, sind die Zwischenkörper ferner mit Federn 757 in eine Ruheposition vorgespannt. Die Federn 757 sind typischerweise beidseitig am Radkörper R vorgesehen.

Figur 22 zeigt ein weiteres Antriebskettenrad A bzw. 800 für einen Zwischenantrieb, welches eine Abwandlung des vorstehend beschriebenen Antriebskettenrades 700 darstellt. Der Unterschied besteht darin, dass die ortsfesten Kulissenführungen bzw. Schienen S1 bzw. S2 so ausgebildet und verlängert sind, dass sie während der gesamten Umdrehung in Zusammenwirkung mit den Abtastrollen 859 an den Zwischenkörpern ZK bzw. 850 für eine definierte Position der Zwischenkörper sorgen. Auf diese Weise kann auf die Anbringung von Federelementen verzichtet werden.

In Figur 23 ist der Einsatz eines erfindungsgemäßen Antriebskettenrades A als Zwischenantrieb bei einem Kettenbecherwerk-Elevator 1000 dargestellt. Bei dem Elevator ist mindestens eine Gelenkkette G mit Bechern B zur vertikalen Förderung von Gütern vorgesehen. An ihrem höchsten Punkt ist die Gelenkkette G um ein Umlenkrad KR1 geführt. Am untersten Punkt wird die Gelenkkette von einem Rad KR2 umgelenkt.

Erfindungsgemäß ist ein Antriebskettenrad A (beispielsweise gemäß den Ausführungsformen der Figuren 7 bis 10) in den aufwärts strebenden Lasttrum der Gelenkkette G eingeschaltet, um auf einer Zwischenhöhe einen zusätzlichen Antrieb zu bewirken. Hierdurch können die enormen Zugkräfte, die aufgrund des Eigengewichtes der Ketten, der Becher, sowie der Beladung der Becher B in derartigen Elevatoren wirken, gleichmäßiger verteilt und ihre Spitzen reduziert werden. Weiterhin ist vorteilhaft, dass im oberen Kettenrad KR1 , wo die Kettenglieder abknicken, die Zugbelastung zwischen den Kettengliedern erheblich verringert und der Gelenkverschleiß damit vermindert ist. Durch den Zwischenantrieb A und die damit mögliche Reduzierung der (maximalen) Zugkräfte ist es ferner möglich, eine leichtere Gelenkkette G zu verwenden und/oder größere Förderhöhen zu realisieren.

Wie aus Figur 23 erkennbar ist, ist an der Eingriffstelle des Antriebskettenrades A ein leichtes Abknicken der Gelenkkette G vorgesehen, um mit einer (kleinen) radialen Kraftkomponente die Gelenkkette G sicher in die Verzahnung zu drücken. Selbstverständlich ist es auch möglich, zwei oder mehr Antriebskettenräder A als Zwischenantriebe vorzusehen.

Figur 24 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Kettenbecherwerk- Elevators 2000, bei dem im Unterschied zu Figur 1 1 das untere Umlenkrad KR2 weggelassen ist.