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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Realisierung eines Kettentriebs, in dem eine Kette, beispielsweise
eine Getriebekette und/oder Förderkette, aus
mehreren Formteilen gebildet wird, die miteinander an gemeinsamen
Verbindungspunkten mit Hilfe von Gelenkbolzen verbunden sind, deren
Querschnitt sich in Längsrichtung
der Gelenkbolzen ändert.
Die Kette wird über
eine Räderanordnung
angetrieben, die mindestens ein Kettenrad, beispielsweise ein treibendes
oder drehendes Rad, enthält.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist sogar bei
einem sogenannten herkömmlichen
Kettentrieb anwendbar, bei dem die Drehbewegung des treibenden,
meist eine genormte Verzahnung aufweisenden Rades auf die Kette übertragen
wird. Der Erfindungsgedanke ist auch bei weiter entwickelten Kettenstrukturen
bedeutsam, bei denen beispielsweise die Auflagefläche der
Kette quer zu ihrer Bewegungsrichtung vorgesehene Aussparungen aufweist,
die bei Bewegung der Kette mit Gegenflächen zusammenwirken, beispielsweise
mit Teil des Kettenrades bildenden Antriebsstiften oder dgl., die
den Aussparungen entsprechend und im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung
angeordnet sind.
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Der oben beschriebene Kettenaufbau
ist beispielsweise aus den finnischen Patenten Nr. 64707 und 91798
bekannt. Das in diesen Patenten dargestellte Formteil, das Kettenglied,
enthält
quer zur Bewegungsrichtung der Kette eine Aussparung, deren Länge der
Breite des Kettenglieds entspricht und die vorzugsweise nahe am
anderen Punkt der gemeinsamen Verbindung der Kettenglieder vorgesehen
ist. In diesem Fall wird eine günstige
Hebelwirkung beim Übergang
der Kette in die Krümmung
des treibenden Rades erreicht, sodass die Aussparungen in den Formgliedern
durch die von der Kette übertragene Kraft
stärker
gegen die Stifte des treibenden Rades gedrückt werden. Das sogenannte Überspringen wird
also bei dieser Lösung
weitgehend vermieden. Außerdem
kann sich wegen der erzielten Hebelwirkung die Kette an der ablaufenden
Seite leichter aus dem Eingriff herausbewegen, sodass ein sog. Festsitzen
der Kette vermieden wird.
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Der Kettenaufbau nach dem Patent
Fi 64707 hat sich aufgrund der erzielten Hebelwirkungen bei bestimmten
Anwendungen als wesentlich besser erwiesen als bisherige Lösungen,
wenn beispielsweise in der Wasseraufbereitung Kunststoffe oder entsprechende
nichtmetallische Stoffe verwendet werden, damit Korrosion vermieden
und das spezifische Gewicht der Kette geringer wird. Unter bestimmten
Anwendungsbedingungen führten
die auf die Kette im Bereich der Gelenkbolzen auftretenden Biegekräfte zu Schwierigkeiten,
weil sich die Kette zwangsläufig krümmt, wenn
die Kette im Einsatz in eine Position gelangt, in der die Gelenkbolzen
senkrecht stehen. Dies führt
dazu, dass während
des Zusammenwirkens zwischen den üblichen gleichmäßigen Gelenkbolzen
und den entsprechenden geraden Gegenflächen in den Kettengliedern,
schon bei geringer Winkelabweichung, die Gegenflächen von aufeinanderfolgenden
Kettengliedern jeweils nur mit deren anderer Kante in Kontakt sind.
Hierdurch entsteht natürlich Abnutzung
sowohl der Gelenkbolzen als auch der Gegenflächen wegen des sehr hohen Flächendrucks vor
allem zu Beginn der Bewegung an dem Teil der Kette, der sich in
der Krümmung
des treibenden Rades befindet, wie oben beschrieben.
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Vorstehendes gilt gleichermaßen für die Lösung nach
dem Patent Fi 91798. Deren Hauptziel ist, die Funktion der Kette
zu verbessern, insbesondere hinsichtlich des Überspringens aufgrund der Verschleißlängung und
der Verschlechterung der Eingriffsflächen, was durch die gefundene
Lösung
auch bemerkenswert gut gelungen ist, verglichen mit herkömmlichen
Lösungen
insbesondere für
bestimmte Anwendungen. Nach der Lösung gemäß dem Patent Fi 91798 ist das
innere Spiel in Längsrichtung
der Aussparungen in den Kettengliedern veränderbar, sodass beim Zusammenwirken
der Aussparungen in den Kettengliedern mit den Gegenflächen des
treibenden Rades das Spiel in Längsrichtung
der Aussparungen an die korrespondierende Anlagefläche der
zugeordneten Gegenfläche
angepasst wird, d. h. an den Durchmesser der Antriebsstifte. Durch
diese Lösung
können
die typischen Probleme der bekannten Lösungen, wie Überspringen
und mangelhaftes Lösen
aus dem Eingriff vermieden werden. Außerdem kann eine derartige
Kette für
hohe Lasten in beiden Bewegungsrichtungen eingesetzt werden, was bei
den bisherigen entsprechenden Lösungen
nicht möglich
war.
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Bei der heute üblichen Herstellung von Ketten
für die
unterschiedlichsten Zwecke, insbesondere aus nichtmetallischen Werkstoffen,
ist die Biegebeanspruchung auf die Kette äußerst problematisch. Deshalb
ist das Verhalten der Kette oft schon nach kurzem Einsatz zu bean standen
und Abhilfe ist nur durch den Wechsel der Kette möglich. In
der Praxis führt
diese zu inakzeptablen Ausfallzeiten und zu organisatorischen Schwierigkeiten
hinsichtlich Lagerung und Instandhaltung. Bei bestimmten Anwendungen
kann die oben beschriebene Biegebeanspruchung so hoch sein, dass
ständige Überwachung
im Einsatz und bei der Instandhaltung erforderlich ist, mit kurzen
Intervallen, beispielsweise Nachspannen der Kette, um die Verschleißlängung auszugleichen.
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Aus dem Patent GB 1 309 685 ist ferner
eine Kette mit identischen Verbindungen bekannt, die jeweils die
Form einer Gabel haben, wobei die Basis einer Gabel zwischen die
Zinken des voreilenden Glieds eingesetzt wird und dort mit Hilfe
eines Sperrstiftes gehalten wird, dessen Schultern durch fluchtrecht
liegende Öffnungen
in der Basis und den Zinken hindurchgeführt ist. Die Öffnungen
in den Zinken sind im Querschnitt kreuzlochförmig und größer im Bereich der Gabelbasis
als am Vorderende der Gabel, sodass der Stift durch das erweiterte
Ende der Öffnung
quer zu den Zinken eingesetzt und dann gegen das Vorderende der
Gabel geschoben werden kann und dadurch in den engen Enden der Löcher durch
Anschlag der Zinken der Gabel gegen die Schultern des Stiftes fest
gehalten ist. Die Öffnung
in der Basis kann gegen das erweiterte Ende fluchtrecht ausgerichtet
werden, sodass der Sperrstift in die Öffnungen der Gabel und der
Basis eingesetzt werden kann, wenn die beiden Verbindungsstücke im Wesentlichen
im rechten Winkel zueinander stehen. Wenn die Öffnung der Basis mit den verengten
Enden fluchtet, ist der Sperrstift arretiert und die beiden Verbindungsstücke sind
im Wesentlichen zueinander fluchtrecht und das rückwärtige Ende der Gabel des Ver bindungsstückes schlägt vorn
an der Gabel des nächsten
Verbindungsstückes
an, wodurch verhindert wird, dass sich die Öffnung in der Basis auf die erweiterten
Enden ausrichtet. Auch bei dieser Lösung erweitert sich die Öffnung in
der Basis in Richtung ihrer beiden Enden und der Sperrstift weist
ein Mittelstück
in Form eines Doppelkegels auf, dessen äußere Form dem Innenprofil der Öffnung entspricht, sodass
der in der Öffnung
liegende Stift ein Drehgelenk bildet.
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Die Lage, Form und die Abmessungen
der Öffnungen
und des Sperrstiftes sind also so gewählt, dass die Öffnung in
der Basis eines Verbindungsstücks
nicht fluchtrecht zu den erweiterten Enden der Kreuzlöcher der
Gabel des vorhergehenden Verbindungsstücks kommen kann, dies jedoch
möglich
ist, wenn die beiden Verbindungsstücke zueinander rechtwinklig
stehen. Auf diese Weise kann der Zusammenbau und der Abbau der Kette
nur erfolgen, wenn die Verbindungsstücke im Wesentlichen senkrecht
zueinander sind, eine im Betrieb niemals vorkommende Stellung der
Kette.
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Die in 2 von
GB 1 309 685 gezeigte Kette weist Gelenkbolzen mit sich an beiden
Enden verjüngenden
Enden auf, d. h. der Querschnitt in Längsrichtung der Gelenkbolzen
wird nicht gleichmäßig größer. Diese
zweiseitige Verjüngung
ermöglicht zwar
eine optimale Geometrie im Hinblick auf die beiden möglichen
Biegungsrichtungen, für
die jeweils einer der verjüngten
Abschnitte des Bolzens zuständig ist.
Den Biegekräften
in jeweils einer der beiden möglichen
Richtungen kann nicht zufriedenstellend entgegengewirkt werden,
da sie jeweils nur von der halben Länge des Bolzens aufgenom men
werden. Die aus GB 1 309 685 bekannte Kette ist daher hinsichtlich
des Kettenlaufs nicht optimal, wenn die Durchbiegung der Kette hauptsächlich in
einer einzigen Richtung erfolgt.
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Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es, eine entscheidende Verbesserung hinsichtlich der oben genannten
Probleme und einen technischen Fortschritt gegenüber dem bisherigen Stand der
Technik zu erreichen. Zur Lösung
dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschleiß der
Kette infolge der Krümmung
der Kette im Wesentlichen entlang der Längsrichtung des Gelenkbolzens
minimiert wird, indem Gelenkbolzen mit einer derart gleichmäßig ansteigenden
Querschnittsfläche
entlang der genannten Längsrichtung
zum Einsatz kommen, dass sich der Querschnitt in einer Richtung
gegen das eine Ende des jeweiligen Gelenkbolzens gleichmäßig konisch
erweitert.
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Der größte Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist dessen Einfachheit, ebenso wie die dadurch möglichen einfachen praktischen
Ausführungen
und die damit einhergehende einfachere Montage. Wie zuvor beschrieben,
erweist sich die Verwendung beispielsweise von Gelenkbolzen als vorteilhaft,
die durchgehend konisch ausgebildet sind, um den Flächendruck
unter allen Bedingungen zu optimieren, sodass im Prinzip die Durchbiegung der
Kette sogar gänzlich
ausgeschaltet werden kann. Darüber
hinaus kann beim Einsatz derartiger Gelenkbolzen auch die Montage
der Kette erleichtert werden, da die Konusflächen des Gelenkbolzens als Führung dienen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den Unteransprüchen
aufgezeigt.
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Die Erfindung betrifft eine nach
dem Verfahren herstellbare Kette, die ausführlicher im Oberbegriff des
darauf gerichteten unabhängigen
Anspruchs dargestellt ist. Die kennzeichnenden Merkmale der Kette
sind im kennzeichnenden Teil des Anspruchs genannt.
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Als größte Vorteile der erfindungsgemäßen Kette
sind deren Einfachheit und Zuverlässigkeit zu nennen, dank derer
die Betriebszeit der Kette wesentlich erhöht werden kann. Möglich ist
dies, weil der Flächendruck
aufgrund der Durchbiegung der Kette entlang der Längsrichtung
des Gelenkbolzens auf überraschende
und äußerst vorteilhafte
Weise gegenüber
herkömmlichen
Lösungen
günstiger
ist, nämlich
durch den Einsatz von gleichmäßig konischen
Gelenkbolzen. Wenn die Kette in der Krümmung positioniert ist, gelangen
nämlich
der Gelenkbolzen und die korrespondierende Fläche des Gegenstücks im Formglied
in jedem Verbindungspunkt in eine auf den gegenseitigen Flächendruck
bezogen äußerst vorteilhafte
Stellung. Vermieden wird hier, dass hoher Flächendruck punktförmig wirkt,
der immer auf die Gelenkbolzen und die Randbereiche der Gegenflächen in
den Formgliedern der herkömmlichen
rechtwinkligen Lösungen
gerichtet ist. Ein entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Kette
ist ferner die Tatsache, dass die Kette leicht montierbar ist, weil
die Konusform der Gelenkbolzen als Führungsfläche dient.
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In der nachstehenden Beschreibung
wird die Erfindung im Einzelnen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht des Prinzips einer vorteilhaften Gestaltung eines
Kettenrades mit zugehöriger
Kette,
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2a eine
Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht und 2b eines
vorteilhaft geformten Teiles für den
Einsatz in einer nach der erfindungsgemäßen Methode arbeitenden Kette,
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3 eine
Seitenansicht einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Kette mit einem linear
konischen Gelenkbolzen,
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4 eine
andere Ausführungsform
gemäß 3,
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5 eine
weitere Alternative der Lösungen nach
den 3 und 4,
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6a die
Durchbiegung einer Kette gemäß der Erfindung,
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6b die
Durchbiegung einer herkömmlichen
Kette.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Realisierung eines Kettentriebs, in dem die Kette, beispielsweise
eine Getriebekette und/oder Förderkette aus
mehreren Formgliedern 1 gebildet wird, die hintereinander
an Verbindungspunkten N mit Hilfe von Gelenkbolzen verbunden
sind, deren Querschnitt sich in Längsrichtung p dieser
Gelenkbolzen x ändert.
Die Kette wird über
eine Räderanordnung
angetrieben, die mindestens ein Kettenrad 7, beispielsweise
ein treibendes oder drehendes Rad, enthält. Die Abnutzung der Kette
infolge der Durchbiegung der Kette im Wesentlichen in Längsrichtung p wird durch
den Einsatz von Gelenkbolzen x minimiert, deren Querschnitt
sich gleichmäßig entlang
der Längsachse p vergrößert, d.
h. dass der Querschnitt in einer Richtung gegen ein Ende des jeweiligen
Gelenkbolzens kontinuierlich konisch verläuft. Hierdurch wird eine zu
starke Durchbiegung, wie in 6b gezeigt
und wie sie bei herkömmlichen
Ketten üblich
ist, vermieden und es wird vielmehr der in 6a gezeigte Zustand erreicht, indem die
Durchbiegung vermieden bzw. verringert ist, denn Beanspruchung und Flächendruck
gehen sowohl auf die Gelenkbolzen als auch auf die mit ihnen in
Berührung
stehenden Gegenflächen,
sind also effektiv minimiert.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung
des Verfahrens wird eine Kette eingesetzt, deren Auflagefläche 1b Aussparungen 2 aufweist,
die weitgehend quer zur Bewegungsrichtung s der Kette verlaufen
und die während
des Auf- und Ablaufs der Kette mit den Gegenflächen 9 zusammenwirken,
beispielsweise mit Bestandteil des drehenden Rades 7 bildenden
Antriebsstiften oder dgl., die jeweils den Aussparungen 2a zugeordnet
und weitgehend quer zur Bewegungsrichtung s angeordnet
sind. Dabei weist jedes Formglied 1 zwei Verbindungspunkte 4,5 auf, von
denen der erste Verbindungspunkt aus einem geraden Ansatz 4 besteht,
dessen Breite wesentlich kleiner ist als die Breite 1 des
Formgliedes, während der
andere Gabelform 5 hat. In beiden Verbindungspunkten 4,
5 sind Öffnungen 6 vorgesehen
und die Verbindung an den Punkten N in der Kette erfolgt, wenn
der Ansatz 4 im vorderen Teil eines Formglieds in die Gabel
eines rückwärtigen Teils
eines Formgliedes eingesteckt und in die Öffnungen 6 ein Gelenkbolzen
oder dgl. eingesetzt wird. In einer vorteilhaften Ausgestaltung
wird die Auflagefläche
an den Verbindungspunkten N, die sich aus den jeweils unter
anderem Winkel verlaufenden Mittellinien K des jeweils nachfolgenden
Formgliedes ergibt, über
die Verwendung eines Gelenkbolzens (x; x1, x2, x3)
vergrößert, dessen
Querschnitt linear, konvex oder konkav konisch ist.
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Wie 1 zeigt,
besteht die erfindungsgemäße Kette
aus mehreren Formgliedern 1, die über die Gelenkbolzen miteinander
verbunden sind, und aus einer Räderanordnung,
die mindestens ein treibendes Rad 7 zur Bewegung der aus
den Formgliedern 1 bestehenden Kette aufweist. Die Auflagefläche 1b der
Kette weist im Bereich jedes Verbindungspunktes eines Formgliedes
eine quer zur Bewegungsrichtung s vorgesehene Aussparung 2 auf,
die in Bezug auf den Verbindungsabstand exzentrisch ist, der durch
die Berührungskanten A,
einer Basis B und einer nachlaufenden Kante C gebildet
ist. Die Aussparungen 2 der Kette wirken bei Bewegung der Kette
mit den Auflageflächen 9 zusammen,
nämlich den
Antriebsstiften 9a am treibenden Rades 7, die
jeweils den Aussparungen 2 zugeordnet sind und quer zur
Bewegungsrichtung der Kette liegen. Die Länge der Stifte 9a entspricht
vorteilhaft der Breite L des Formgliedes.
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Die Eingriffsbewegung von Stiften 9a und Aussparungen 2 beginnt
an der Anlagefläche A der Aussparung,
sobald sich die Kette am treibenden Rad aus der Geraden herausbewegt,
wobei die Breite der Anlagefläche
vorteilhaft gleich der Breite 1 des Formgliedes ist. Beim Übergang
in die geradlinige Bewegung der Kette, läuft die Anlagefläche 9 aus
der Aussparung an deren nachlaufender Kante C heraus. Das
in Längsrichtung
jeder Aussparung 2 in der geraden Kette bestehende Spiel
ist wesentlich breiter als die Kontaktlänge der Gegenfläche 9,
d. h. bei der dargestellten Ausführungsform
der Durchmesser des Bolzens 9a.
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Dieses in Längsrichtung freie Maß der Aussparungen 2 ändert sich
also gemäß dem finnischen Patent
91798, wenn nämlich
die Aussparungen 2 der aus den Formgliedern 1 bestehenden
Kette mit den Gegenflächen 9 des
treibenden Rades zusammenwirken und sich dabei das in Längsrichtung
freie Innenmaß jeder
Aussparung 2 derart ändert,
dass es dem Durchmesser der Bolzen 9a entspricht. Selbstverständlich ist
das erfindungsgemäße Verfahren auch
auf Kettenrädergetriebe
herkömmlicher
Bauart und Funktion anwendbar.
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Die vorstehend dargestellte Kette
ist also insbesondere hinsichtlich Abnutzung der Kette verbessert
worden, die durch die Biegung der Kette im Wesentlichen in der Längsrichtung p der
Gelenkbolzen x verursacht wird, weil sie bei einer Kette
mit Gelenkbolzen x, deren Querschnitt sich konisch gegen
ein Ende des Gelenkbolzens x hin erweitert, wesentlich geringer
ist. Hierdurch wird eine zu starke Durchbiegung der Kette, wie sie
gemäß 6b bei herkömmlichen
Ketten typisch ist, vermieden und man erhält für die Kette den Zustand gemäß 6a, indem Beanspruchung
und Flächendruck
so wohl auf die Gelenkbolzen als auch auf die ihnen zugeordneten
Gegenflächen
wirken und diese folglich sehr viel geringer sind, wenn die Durchbiegung
unterbunden/verringert wird.
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Nach einem weiteren vorteilhaften
Merkmal wird die Anlagefläche
an den Verbindungspunkten N, aus der Winkeländerungen
zwischen den Mittellinien k aufeinanderfolgender Formglieder resultierend, vergrößert, wie
insbesondere aus den 3 bis 5 hervorgeht, worin ein Gelenkbolzen x der
Kette, entweder linear konisch gemäß 3, konvex konisch (4) oder konkav konisch (5) ist. Darüber hinaus haben die Gelenkbolzen x der
Kette jeweils die gleiche Form und werden an jedem Verbindungspunkt 4,5 in
gleicher Weise eingesetzt.
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Wie ferner insbesondere aus 2 ersichtlich, sind im Bereich der Verengung
des Verbindungspunktes N der Kette Arretiermittel 10 vorgesehen,
die in den Detailzeichnungen durch die Rastnuten 10a in
jedem Formglied 1 gezeigt sind und einer Splintringanordnung 10b an
dem Gelenkbolzen. Die Gelenkbolzen können auch in üblicher
Weise eingenietet sein.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht
auf die dargestellten oder beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern
kann im Rahmen des Erfindungsgedankens weitgehend abgewandelt werden.
Beispielsweise können
an den Verbindungspunkten aufeinanderfolgender Formglieder Gelenkbolzen
verwendet werden, die in umgekehrter Richtung verlaufen. Es ist
ferner auch möglich,
Gelenkbolzen aus einem geeigneten Material so herzustellen, dass
sie mit einstückigen
Ansätzen
ausgerüstet sind,
die ein wie immer geartetes Einrasten ermöglichen.