CH662539A5 - Vorrichtung zur verbindung von kettengliedern fuer kettenfahrzeuge. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verbindung von Kettengliedern für Kettenfahrzeuge mit Scharnierketten oder Verbinderketten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 27 21 018 ist eine Verbinderkette bekannt, bei der die Bolzen in den Kettengliedern in Gummhülsen gelagert sind. Die Bolzen benachbarter Kettenglieder sind durch Verbinder verdrehfest miteinander gekoppelt.

Aus der DE-OS 30 05 002 ist eine Scharnierkette bekannt, bei der die Bolzen in den Scharnierkettengliedern ebenfalls in Gummihülsen gelagert sind.

Bei einer anderen Scharnierkette nach der DE-OS 30 37 979 ist ein Bolzen in einer Buchse aus Lagermetall drehbar gelagert.

Die Standfestigkeit der genannten Ketten hängt in der Regel vom Verschleiss der Lagerung der Bolzen ab. Die Bolzen biegen sich unter der Last, die aufgrund des Kettenantriebes und durch Belastungen der Kette im Gelände hervorgerufen wird, unterschiedlich durch. Die während des Fahrbetriebes auftretenden unterschiedlichen Beanspruchungen der Bolzen führen mit der Zeit zu Schädigungen der Gummilagerung bzw. Beschädigung der Bolzen und der aus Metall ausgebildeten Lagerbuchsen. Diesbezüglich ist es daher aus der US-PS 32 27 586 bereits bekannt, einen rohrförmigen Bolzen aus Stahl mit umfangseitigen Härtezonen herzustellen. Die Ver-schleissanfälligkeit des Bolzens wurde zwar verbessert, jedoch nicht die der Lagerung durch Gummi bzw. Metall.

Die Aufgabe der Erfindung besteht ausgehend von der US-PS 32 27 586 darin, einen Bolzen vorzuschlagen, der nicht nur eine mit dem bekannten Bolzen vergleichbare Standzeit aufweist, sondern auch die Standzeit der Lagerung der Bolzen in den Kettengliedern wesentlich verbessert. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Bolzen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehen mit hoch-beanspruchbaren Kohlefasern in einer Matrix aus Epoxidharz oder Polyamid.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Die Festigkeit der Bolzen aus durch Kohlefasern verstärktem Kunststoff (CFK) wird gegenüber den bekannten Bolzen aus Stahl weit übertroffen. Die hohe Steifigkeit des Bolzens führt zu einer wesentlich geringeren Durchbiegung des Bolzens bei Belastung. Die auf die aus Gummi oder Metall bestehende Lagerung übertragene Belastung wirkt als Steckenlast und verteilt die Spannungen im Lager gleichmässiger als bei bekannten Anordnungen, was zur Erhöhung 5 der Standzeit der Lagerung führt. Der bei Bolzen aus Stahl üblicherweise auftretende Aufhärtung durch Reibkorrosion zwischen den Bolzen und mit ihnen fest verschraubten Verbindern ist bei Bolzen aus CFK ausgeschlossen. Ebenso entfällt die Beeinträchtigung der Festigkeit des Bolzens durch Korrosion.

io Entsprechend dem Anwendungsfall ist die Faserlage in Achsrichtung des Bolzens. Weitere Faserlagen sind eine gekreuzte Faserlage oder eine Kombination aus achsgleicher und gekreuzter Faserlage. Der erreichbare Elastizitätsmodul für den Bolzen aus faserverstärktem Kunststoff liegt etwa bei 460000 N/mm2 und ist daher 15 etwa um den Faktor 2 grösser als bei Stahl.

Die bei Bolzen im Fahrbetrieb auftretenden Temperaturen zeigen keinen relevanten Festigkeitsabfall des verwendeten Kunststoffes. Die Alterung von CFK ist durch Versiegelung der den Witterungseinflüssen ausgesetzten Oberflächen mittels Beschichtung 20 durch z.B. Metall oder Kunststoffe, vermeidbar. Die Beschichtung durch Metall macht den Bolzen mit einer Kunststoffmatrix aus Epoxidharz flammenunempfindlich. Daneben kommt auch eine Matrix aus nicht brennbarem Kunststoff, wie Polyamid, in Frage.

Eine einfache Fertigung des Bolzens ist durch die Verwendung 25 von einem Rohr- oder Vollkern möglich. An den Besfestigungs-bzw. Lagerstellen der Bolzen sind entsprechend dem Anwendungsfall Buchsen aus Stahl oder Lagermetall mit dem Bolzen fest verbunden.

Für spezielle Anwendungsfälle ist der Bolzen mit partieller Ver-30 minderung des Durchmessers versehen, der Bolzen ist dadurch kostengünstig. Der Querschnitt des Bolzens ist in einfacher Weise durch spanlose oder zerspanende Formgebung kreisförmig, eckig, oval oder polygonal mit abgerundeten Ecken herzustellen. Gegenüber Bolzen aus Stahl wird eine wesentliche Minderung des Ge-35 wichtes von ca. Faktor 5 erreicht. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte Verbinderkette,

Fig. 2 eine vereinfacht dargestellte Scharnierkette,

Fig. 3 die Lastverteilung eines Bolzens nach dem Stande der 40 Technik in einem Kettenkörper gemäss Schnitt III-III nach Fig. 1, Fig. 4 die Lastverteilung an einem erfindungsgemässen Bolzen in einem Kettenkörper,

Fig. 5 einen Belastungsfall eines Bolzens in einem Kettenkörper im Fahrbetrieb nach einem Schnitt V-V nach Fig. 1,

45 Fig. 6 bis 12 AusführungsVarianten des erfindungsgemässen Bolzens,

Fig. 13 einen einbaufertigen Bolzen.

Nach Fig. 1, 3 bis 5 sind Kettenkörper 1 bis 3 einer Verbinderkette 4 durch in Gummi 5 gelagerte Bolzen 6 aus Stahl und Verbin-50 der 7 miteinander verbunden. Die Kettenkörper 1 bis 3 liegen auf einem Untergrund 10 auf. Auf den Kettenkörpern 1 bis 3 rollt ein Laufrad 11 eines nicht weiter dargestellten Kettenfahrzeuges.

Nach Fig. 2 besteht eine Scharnierkette 12 aus Kettengliedern 13 bis 15 und einem erfindungsgemässen Bolzen nach Fig. 11. 55 Nach Fig. 3 ist der Bolzen 6 mittels Gummi 5 in dem Kettenkörper 1 gelagert. An dem Bolzen 6 sind die Verbinder 7 in bekannter Weise form- und kraftschlüssig befestigt. Das Gummi 5 ist auf dem Bolzen 6 anvulkanisiert und füllt die Bohrung 16 vollständig aus. An den Verbindern 7 greifen in Pfeilrichtung 21, 22 und am Kettenkör-60 per 1 in Pfeilrichtung 23 Kräfte an. Der Bolzen 6 biegt sich entsprechend der Darstellung durch, wobei das Gummi 5 entsprechend verformt wird. Die Lastverteilung in dem Gummi 5 ist durch das Bezugszeichen 25 dargestellt.

Nach Fig. 4 sind vergleichsweise zu Fig. 3 dieselben Verhältnisse 65 angegeben. Der Bolzen 6 nach Fig. 3 ist gegen einen erfindungsgemässen Bolzen 30 ausgetauscht. Dadurch ergibt sich die wesentlich günstigere Lastverteilung in dem Gummi entsprechend der Bezugszahl 31.

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Entsprechend günstige Werte für die Lastverteilung ergeben sicft in gleicher Weise für die Scharnierkette 12 nach Fig. 2. Eine diesbezügliche zeichnerische Darstellung der Lastverteilung kann daher entfallen.

Nach Fig. 5 ist eine Biegelinie 32 des Bolzens 6 (nach dem Stande 5 der Technik) mit 32 und eine Biegelinie mit dem erfindungsgemässen Bolzen 30 mit 33 bezeichnet. Aufgrund der Biegelinie 33 ergibt sich eine entsprechend günstige Lastverteilung in dem Gummi 5.

Die Lastverteilungen entsprechend den Beanspruchungsarten nach den Fig. 4 und 5 wirken in Ebenen, die in einem Winkel von 10 90° zueinander stehen. Die Ebene, in der die Lastverteilung 31 liegt, ist identisch mit der Kettenzugrichtung, während die nicht dargestellte Lastverteilung entsprechend der Biegelinie 33 in einer Ebene liegt, die rechtwinkelig zur Zugrichtung steht. Dadurch wird deutlich, dass die Walkarbeit des Gummis 5 durch Verwendung des er- 15 findungsgemässen Bolzens 30 wesentlich geringer ist als nach dem Stande der Technik. Daher resultiert die relativ hohe Standfestigkeit des Gummis 5.

Nach Fig. 6 ist in einem Bolzen 35 die Faserlage 36 in Längsrichtung des Bolzens 35. 20

Nach Fig. 7 ist in einem Bolzen 37 die Faserlage 38 nur in den Aussenlagen (Mantelfläche des Bolzens) zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Oberfläche gekreuzt. Im Innern des Bolzens ist die Faserlage 36 in Längsrichtung des Bolzens 37.

Nach Fig. 8 enthält ein Bolzen 40 einen Rohrkern 41, der eben- 25 falls aus CFK besteht. Im übrigen ist die Faserlage 36 in Längsrichtung des Bolzens 40.

Nach Fig. 9 weist ein Bolzen 44 einen Vollkern 45 aus CFK auf. Die Faserlage der Schale 46 entspricht der Fig. 7.

Der Rohrkern 41 und der Vollkern 45 können auch aus anderen 30 Werkstoffen wie Metall bestehen.

Nach Fig. 10 ist ein Bolzen 48 für die Verbindergleichskette 1 mit Buchsen 49 aus Stahl fest verbunden. An diesen Buchsen 49 greifen die zu Fig. 1 gezeigten Verbinder 7 an. Die Buchsen 49 schützen die Bolzenenden 50 vor Beschädigungen bei Montage der Verbinder 7 und erhöhen den Reibschluss zwischen dem montierten Bolzen 51 und Verbinder 7.

Nach Fig. 11 sind die Kettenglieder 14 und 15 der Scharnierkette 12 (Fig. 2) durch einen Bolzen 52 aus CFK mit Sechskantprofil 53 und Gummi- Metallbuchsen 54 in bekannter Weise miteinander gelenkig verbunden.

Nach Fig. 12 ist ein Bolzen 60 aus CFK mit im Durchmesser unterschiedlich grossen Abschnitten 61, 62 dargestellt. Die Abschnitte 61 können direkt mit den Verbindern 7 verbunden werden oder mit Buchsen 49 aus Metall versehen werden.

Nach Fig. 13 ist ein Abschnitt des Bolzens 51 nach Fig. 10 mit der Buchse 49 aus Stahl dargestellt. Der Bolzen 51 trägt an der von der Buchse 49 nicht bedeckten Oberfläche eine Schicht 56 aus aufgedampftem Metall, wie Aluminium. Der Bolzen 51 ist neben der Buchse 49 aus Stahl und der genannten Schicht 56 mit anvulkanisierten Gummiringen 63 versehen. Der Durchmesser der Gummiringe 63 ist grösser als die Bohrung 16 des Gleiskettengliedes 2. Die Montage des Bolzens 51 erfolgt durch ein geeignetes Werkzeug in Pfeilrichtung 65. Dabei werden die Gummiringe 63 verformt und ergeben eine lückenlose Lagerung des Bolzens 51 im Kettenglied 2.

Die Lagerung aus Gummi ist mit den vorgenannten CFK-Bolzen ohne Beeinträchtigung der Leistungsdaten des CFK-Bolzens möglich.

Der Volumenanteil der Kohlefaser an dem Gesamtvolumen des Bolzens beträgt ca. 60%.

Die CFK-Bolzen können verschieden Querschnitt aufweisen, wie kreisförmig, elliptisch, oval, Polygon mit Kanten oder mit gerundeten Übergängen.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims (7)

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1. Vorrichtung zur Verbindung von Kettengliedern für Kettenfahrzeuge mit Scharnierketten oder Verbinderketten mittels Bolzen, wobei die Bolzen in der Scharnierkette oder Verbinderkette mit Gleitbuchsen oder Gummilagern und Verbindern versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (30, 35, 37,40,44,48, 52, 60) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehen mit hochbean-spruchbaren Kohlefasern in einer Matrix aus Epoxidharz oder Polyamid.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Volumenanteil der Kohlefasern im Kunststoff von etwa 60%.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen einen Rohr- oder Vollkern (41, 45) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (51) fest mit einer oder mehreren Buchsen (49) aus Stahl oder Lagermetall verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (60) Abschnitte (62) mit verminderten Querschnitten aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche der Bolzen (51) mit einer metallischen Schicht (56), wie Aluminium, versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (51) mit anvulkanisierten Gummiringen (63) versehen sind.