CN118062486A - 链条以及链条与链轮组成的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种链条、尤其是用于输送机的链条，具有尤其设计为水平链节的第一链节，所述第一链节具有两个臂和两个头部，这两个头部通过其相应的延伸段连接所述臂，其中，至少一个头部的沿节距方向向外指向的端面具有沿头部延伸方向彼此间隔的两个压力区段和位于这两个压力区段之间的、连接这些压力区段的中间区段，其中，所述压力区段分别提供在所述链节和链轮的相对应的链槽之间的接触面，用于将拉力导入所述链条。所述头部的端面在其压力区段中沿所述头部延伸方向凸形地弯曲，并且在所述头部的中间区段中所具有的曲率半径至少局部区段地小于在所述压力区段中所具有的曲率半径。

Description

链条以及链条与链轮组成的装置

技术领域

本发明涉及一种链条、尤其是用于输送机的链条，具有尤其设计为水平链节的第一链节，所述第一链节具有两个臂和两个头部，这两个头部通过其相应的延伸段连接所述臂，其中，至少一个头部的沿节距方向向外指向的端面具有沿头部延伸方向彼此间隔的两个压力区段和位于这两个压力区段之间的、连接这些压力区段的中间区段，其中，所述压力区段分别提供在所述链节和链轮的相对应的链槽之间的接触面，用于将拉力导入所述链条。本发明还涉及一种链条与链轮组成的装置。

背景技术

链条包括多个相互钩挂的链节。链节具有两个相对置的、通常是平行定向的臂以及连接两个臂的头部，从而通过每个链节形成一个闭合的延伸走向。通常涉及钢链条。

链条可用于多种用途。链条可承受拉伸载荷并且例如用于拉伸物体或作为传送装置在输送机中使用。通常，两条平行运行的链条布置在输送机中，其中，在两个链条之间设有连接片，该连接片推动支承在轨道，如输送槽上的物料并因此向前移动。这里使用的链条是循环链条；链条在轨道的两端掉头。

使用具有至少一个链槽的链轮将拉力引入链条。该链槽的设计与链条的第一链节相对应，因此链节与链槽之间在拉伸方向上存在形状接合式的接触。通过这种接触使链节沿拉伸方向运动，从而使拉力作用在链条上。该第一链节通常是一个由水平链节和竖直链节组成的链条的水平链节，这例如对于输送机来说是常见的。

链槽和链节之间的形状接合式的接触通常发生在头部区域中，更确切地说，在头部的朝节距方向(链节的纵向延伸方向)指向的端面的向外指向的区域中。从链槽到链节的力传递是通过链槽对链节施加压力实现的。

在文献DE 1106 11 1035、DE 1109 31 10104和DE 41 24 799 A1中都提到了这种链节的已知设计方案。这些公开文本中提到的链条类型也被称为箭齿链条。箭齿链节的头部如此设计，使得它沿其延伸方向分为三个部分，该头部在该延伸方向上连接两个臂：头部沿头部延伸方向、因此基本上沿链节宽度方向具有相互间隔的两个压力区段和位于它们之间的连接压力区段的中间区段。链节的压力区段用作链节和链槽之间的接触面，用于传递驱动的力并因此也可称为输出面。

上述箭齿链条的目的是使压力区段至少沿头部延伸方向笔直地设计，以便已设计为接触面并且实现在链槽与水平链节之间的大面积的面接触并因此保持该区域中的表面压力较低。

为了实现自定心，压力区段相对于链节的宽度方向箭头状地设置，因此中间区段至少局部区段地弯曲。

这些箭形齿形链条的问题在于，由于载荷引起的局部变形，在运行中实际上无法实现期望的构建的大面积接触。相反，这种链条倾向于在压力区段的边缘处支撑边缘(Kantentragen)，这导致链节和链槽的过度磨损，通常随后形成鸭臀(Entenbürzel)。

技术内容

在此背景下，本发明所要解决的技术问题是，改进一种具有前述链节的相应链条，使得其在实际应用中即使在负载情况下也能够安全耐用地运行。本发明的另外要解决的技术问题是，提供这种链条与链轮组成的装置。

所述技术问题按照本发明通过一种链条、尤其是用于输送机的链条解决，所述链条具有尤其设计为水平链节的第一链节，所述第一链节具有两个臂和两个头部，这两个头部通过其相应的延伸段连接所述臂，其中，至少一个头部的沿节距方向向外指向的端面具有沿头部延伸方向彼此间隔的两个压力区段和位于这两个压力区段之间的、连接这些压力区段的中间区段，其中，所述压力区段分别提供在所述链节和链轮的相对应的链槽之间的接触面，用于将拉力导入所述链条，其中规定，所述头部的端面在其压力区段中沿所述头部延伸方向凸形地弯曲，并且在所述头部的中间区段中所具有的曲率半径至少局部区段地小于在所述压力区段中所具有的曲率半径。所述另外的技术问题按照本发明还通过一种前述类型的链条与链轮组成的装置解决，所述链轮具有至少一个与所述链条的第一链节相对应的链槽。

在本发明的有利的设计方案中，沿每个压力区段的头部延伸方向的弯曲部的中部切线与所述链节宽度方向围成的夹角角度在7°至20°之间。

在本发明的另外有利的设计方案中，在所述压力区段中的沿头部延伸方向的曲率半径是恒定的。

在本发明的另外有利的设计方案中，在所述中间区段中的沿头部延伸方向的曲率半径是恒定的。

在本发明的另外有利的设计方案中，所述压力区段也横向于所述头部延伸方向凸形地弯曲。

在本发明的另外有利的设计方案中，所述压力区段的横向于头部延伸方向的曲率是恒定的。

在本发明的另外有利的设计方案中，所述头部整体上倒圆地设计。

在本发明的另外有利的设计方案中，所述压力区段至少设置在所述臂的外宽度以内。

在本发明的另外有利的设计方案中，所述链节和/或啮合的链节设计用于防止两个链节的扭结。

在本发明的另外有利的设计方案中，所述第一链节的臂的横截面设计为D形，使得在该D形的边缘处提供有止挡，用以防止与所述第一链节相啮合的第二链节在围绕链节的臂时可能插入所述第一链节中。

在本发明的另外有利的设计方案中，所述链槽在所述链节的压力区段的区域内所具有的沿链节宽度方向的曲率半径大于所述链节的压力区段的曲率半径。

在本发明的另外有利的设计方案中，所述链节的接触面在正常运行时约束各个邻接的臂的对齐。

本发明的核心是，至少一个头部的端面，通常是两个头部的端面在压力区段中沿头部延伸方向凸形弯曲地设计。由此，接触面在结构上设计成点负载部。然而，由于点负载在运行过程中会使链槽中的压力区段产生压扁变形，因此与未负载状态相比，实际接触面积会增大；通过变形增大压力区段的弯曲部的曲率半径。链条上的负载越大，压力区段的变形就越大并且就以这种方式提供越大的接触面积，这又降低了表面压力。因此，压力区段可根据负载提供自适应的接触面并从结构上看不再全部是接触面。相反，压力区段通常只有一部分是接触面。

为了提供与载荷相关的最佳的接触面大小，并同时将局部的表面压力保持在可接受的水平，规定压力区段沿头部延伸方向的曲率半径设计得特别大。最佳的曲率的计算需要考虑假定的载荷振幅、链节或链槽的尺寸，尤其是沿头部延伸方向的尺寸以及链节和链槽的变形特性，这尤其取决于所使用的材料，该材料通常为钢材。因此，压力区段中的曲率半径基本上相当于链节的外宽度的1.5到10倍、优选1.6到8倍。

相关的对应链槽在压力区段和链槽之间进行形状配合连接的区域中还具有压力区段(以下称为传动区段)，该压力区段配备有互补的、通常为凹形的弯曲部，该弯曲部的曲率小于压力区段的曲率。因此，曲率半径更大；链槽侧的与链节的压力区段相互作用的传动区段也可设计为沿头部延伸方向的直线。由此能够使链节引入链槽中。

通过在压力区段设置弯曲部可防止边缘支撑，因为即使链节在链槽中未绕链节的竖轴线最佳定向，也始终提供了一个大面积的接触面，该接触面相对于其沿着压力区段的位置可变化地适配。由于相应的压力区段沿头部延伸方向的延伸长度大于在设计过程中规定的相应接触面的延伸长度，因此通过在所提供的接触面周围的压力区段为任何边缘提供了缓冲区域，在实践中，接触面实际上可以在缓冲区域内，而不必担心边缘支撑。因此，理想的理论接触面不受边缘的限制。因此，压力区段上的接触面已能在结构上适应性地与链节的不同位置和负载强度适配。

在此背景下，也可以规定，压力区段中的曲率半径恒定地设计；因此，压力区段沿头部延伸方向设有一致的半径。由此实现了在接触面的形成的大小方面始终相同的特性，无论链节是在链槽中理想地定向，还是绕竖轴线稍有移动，这可被视为可容忍的错位。

为了提供彼此分离的大致对称地相对置的压力区段，中间区段的曲率至少局部区段地比压力区段的曲率更大，也就是中间区段具有更小的曲率半径。通常情况下，压力区段的曲率半径大到使得不可能用与压力区段相同的曲率来延续端面。中间区段的相应的弯曲部也可以是凸形的，但也可以是凹形的。因此，中间区段相对于压力区段的接触面回缩。因此，也可以规定，具有笔直的头部端面的链节设计有凸形的压力区段和位于其间的中间区段以获得本发明的优点。中间区段的设计包括其到压力区段的过渡部(其归属于中间区段)因此影响压力区段相对于链节宽度方向的设置。中间区段可以具有恒定的曲率半径；也可行的是，它在其面向两个压力区段的侧面以弯曲或准弯曲的方式过渡到压力区段。因此，中间区段在弯曲的区域内具有比压力区段通常小得多的曲率半径。也可行的是，中间区段仅局部区段地具有上述近似恒定的曲率，其中，笔直的延伸至压力区段的区段在两侧邻接。这些笔直的区段优选是通过笔直的区段连接的两个弯曲区段的切线。

通常情况下，压力区段相对于链节的节距轴线彼此对称。

优选规定，沿每个压力区段的头部延伸方向的弯曲部的中部切线与链节宽度方向围成的夹角角度在7°至20°之间、优选不超过15°。中部切线是压力区段中可能的接触面的端面的切线的平均值。该角度的最小值优选由arctan(μ)确定，其中，μ是链节和相应链槽在接触区域内的摩擦系数。通过这种方式，链节在链槽中的自定心得以简化，因为摩擦引起的自锁得以克服。但角度越大，力引入链节中的方向就越差，该方向优选尽可能平行于臂地定向。在此背景下，优选地规定，上述角度进一步被限制为15°、优选12°。

此外可以规定，压力区段和通常的中间区段也可以横向于头部延伸方向凸形弯曲。因此，头部的端侧沿高度方向是弯曲的；总体而言，沿头部延伸方向和横向于头部延伸方向的弯曲旨在使压力区段椭圆圆顶状地设计。横向于头部延伸方向的曲率半径优选对于压力区段和中间区段是相同的。这种凸形弯曲的目的还在于在相应的接触区域内产生与链槽有关的理论点负载，该点负载随变形产生的负载而相应地增大，同时还能容许绕链节的横向轴线的潜在的错位。为此，通常凸形设计的链槽的曲率半径大于链节的曲率半径并且也可以笔直地设计。

通常，横向于头部延伸方向的曲率远大于沿头部延伸方向的曲率，并且可能约为链节的高度的一半。接触面在高度方向上的位置，相对于横向于头部延伸方向的弯曲部而言，通常位于横向于头部延伸方向的弯曲部的切线与高度方向成<arctan(μ)的角度的位置，并因此基本上垂直于链条的拉伸方向，其中，μ是链节和链槽在接触面的区域内的摩擦系数。该角度约为7°。在此背景下，优选建议，这样地设计链槽，使得接触面至少延伸到链节的赤道线的区域中。

优选规定，头部整体上倒圆地设计。这种头部也可称为是无边缘的。它优选在所有方向上都具有凸形的弯曲部，并且没有尖角或切入的槽或侧凹的槽。以这种方式就可以防止材料堆积。当然，整个链节优选在整体上倒圆地设计。

优选规定，接触面在链节的宽度方向上的位置在正常运行时优选约束臂的对齐。因此，这些接触面与通过相应邻接的臂的周面包覆的包络面对齐。通过这种方式能够实现将力特别有利地导入链节。横向于臂纵向延伸方向在接触面与臂的中轴线(德语：Mittelfaser)之间的偏移通常是可以接受的，尽管引入中轴线是优选的。通过在从头部到臂中过渡部中积聚材料使过渡区域中的链节横截面大于臂的直径，实现力均匀地导入臂中。

通常规定，头部的压力区段设置在链节的外宽度以内。

与之相关联地也可以规定，链条还具有防扭结装置。当与第一链节啮合的第二链节围绕第一链节的臂并且插入第一链节的内宽度时，就会发生扭结。然后会发生第二链节在错误位置中相对于第一链节堆积。

为了防止这种情况的发生已知许多不同的实施方案。

因此可以例如规定，第一链节的臂的横截面可以设计成D形，从而在该D形的边缘处提供止挡。通过D的边缘防止第二链节可能插入第一链节中。这通常如此实现，即，由于D形形状，第二链节的横向于插入方向的直径局部较大，以至于第二链节无法与插入方向相应地相对于第一链节定向。以这种方式就可以防止出现扭结的情况。

在另一个设计方案中，还可以提供自动解扭结装置作为防扭结装置。这种装置在与本申请具有相同优先权且来自同一申请人的申请中有所描述。其中特别介绍了布置在头部区域中的功能区段。如本申请建议，该功能区段提供沿头部延伸方向的延伸部，通过该延伸部可以将力引入链节的端侧。在此处完全参照相应的实施方案和设计方案。第一链节在另一申请的术语表中为水平链节。

附图说明

结合附图进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出第一链节的三维视图，

图2示出第一链节在示意性描绘的链槽中的俯视图以及附加的数个剖面图，和

图3示出头部端面的正视图，其具有绘制的在不同负载强度下的接触面。

具体实施方式

图1示出未详细显示的链条的链节1。图中未示出的第二链节与链节1啮合以形成链条。各图中所示的链节1在此是水平链节；与所述链节1啮合的链节通常称为竖直链节。

所述链节1包括两个臂2、2.1，这两个臂2、2.1相互间隔并平行定向。两个臂2、2.1相对于链节1的纵轴线对称地构造。

两个臂2、2.1通过头部3、3.1沿头部延伸方向4、4.1相互连接。头部3、3.1也相对于链节1的纵向轴线对称地构造，并且也相对于链节1的横向轴线相互对称地构造。

图1还显示了链节1的节距方向5及其宽度方向6和高度方向7。

头部3的沿节距方向5向外指向的端面8(对置的头部3.1也是如此，但由于对称性，不再用附图标记表示，尽管所有实施方案也适用于该头部3.1)具有沿头部延伸方向4相互间隔的两个压力区段9、9.1，以及位于这两个压力区段9、9.1之间并连接压力区段9、9.1的中间区段10。中间区段10紧接在压力区段9、9.1上。

压力区段9、9.1沿头部延伸方向4弯曲地设计，更确切地说，具有非常大的半径，在本实施例中约为1500毫米。这相当于链节1的外宽度的大致9倍。

中间区段10也沿头部延伸方向4恒定地以一定的半径弯曲，但其曲率半径比压力区段9、9.1的曲率半径更小，因此弯曲度更大。从图2中也可以看出这一点，图2显示了链节1的俯视图。

头部3的沿节距方向5向外指向的端面8也横向于头部延伸方向4弯曲，并因此沿高度方向7弯曲。但在此曲率要大于压力区段9、9.1中的沿头部延伸方向4的曲率，因此曲率半径更小。从图2中的A-A、B-B和C-C剖面也可以看出头部3沿着绘制出的剖切面所得的横截面。沿高度方向7的曲率半径是恒定的，更确切地说，半径为链节1的高度的一半。

通过链节1的以这种方式设计的端面8在压力区段9、9.1中提供了接触面13、13.1，通过这些接触面，从图2中示意性显示的相应链槽11开始，将压力引入链节1的头部3，从而将拉力引入未进一步显示的链条。为此，链槽11沿输送方向12推动链节1。

根据链槽11和链节1之间的负载的大小，通过弯曲的压力区段9、9.1提供更小或更大的接触面13、13.1。接触面13、13.1在图3中以十字划线表示不同的负载强度，其中，局部图a代表最小负载强度，局部图b代表中等负载强度，局部图c代表高负载强度。负载越大，接触面13、13.1就越大，这是因为负载对端面8或压力区段9、9.1产生了变形。压力区段9、9.1的椭圆圆顶状设计至少局部区段地受到链槽11或链槽侧的传动区段14、14.1的影响而变形，从而使压力区段9、9.1面状地贴靠在传动区段14、14.1上。可以理解的是，通常链槽侧的传动区段14、14.1也会发生相应地变形，但通常小于链节侧的压力区段9、9.1发生的变形。压力区段9、9.1的曲率、尤其沿头部延伸方向4的曲率在此非常小，或者说曲率半径非常大，以至于即使压力区段9、9.1因负载引起的变形小，也会导致形成相对较大的接触面13、13.1，从而降低表面压力。通过压力区段9、9.1沿头部延伸方向4的凸形弯曲也确保了链节1在链槽11中绕竖轴线的错误定向是没有问题的；虽然接触面13、13.1可能会在相应的压力区段9、9.1上沿头部延伸方向4移动，然而，变形引起的压扁效果保持相同，因此在相同负载下，接触面13、13.1的尺寸不发生变化或不明显变化，尤其是在压力区段9、9.1的曲率半径如此处恒定的情况下不变化。

接触面13、13.1与臂2、2.1对齐。为此，头部3或压力区段9、9.1被相应较宽地设计，即在本实施例中超出臂2、2.1的外宽度。链槽11也相应设计。由此实现了将力大面积引入头部3的端面8。同时，相对于链节1的宽度方向6，相对平坦地设置该区域中的压力区段9、9.1，直至超过臂2、2.1的宽度。

为了使链节1在链槽11中规定自定心，相对于链节1的宽度方向6设置压力区段9、9.1。在本实施例中，压力区段9、9.1的中部切线15、15.1与宽度方向6所呈角度16、16.1约为8°。该角度16、16.1大于arctan(μ)，其中，μ是链节1的压力区段9、9.1的区域中的摩擦系数和链槽11的传动区段14、14.1的区域中的摩擦系数。通过设置压力区段9、9.1相对于宽度方向6所呈角度16、16.1大于上述角度，就能克服摩擦造成的自锁。

同时，定位角16、16.1保持尽可能扁平，以便使力能够尽可能笔直地从链槽11引入臂2、2.1，因此沿链条的牵引方向引入臂2、2.1。

为了相应地设置两个压力区段9、9.1并提供在压力区段9、9.1中仍然大的曲率半径，中间区段10具有小于压力区段9、9.1的曲率半径的曲率半径。中间区段10作为部段在角度区段上延伸，压力区段9、9.1基本上围绕该角度区段设置(由于压力区段9、9.1的曲率略小于压力区段9、9.1的中部切线15、15.1之间的朝节距方向5方向指向的角度)。

本发明结合实施例进行了描述。在不脱离本发明所描述的保护范围的前提下，技术人员还可以有许多进一步的实施例来实现本发明的构思，而无需在这些说明的范围内进行更详细的解释。

附图标记清单

1 链节

2、2.1 臂

3、3.1 头部

4、4.1 头部延伸方向

5 链节的节距方向

6 链节的宽度方向

7 链节的高度方向

8 端面

9、9.1 压力区段

10 中间区段

11 链槽

12 输送方向

13、13.1 接触面

14、14.1 传动区段

15、15.1 中部切线

16、16.1 宽度方向与中部切线的夹角角度。

Claims (13)

1.一种链条、尤其是用于输送机的链条，具有尤其设计为水平链节的第一链节(1)，所述第一链节(1)具有两个臂(2、2.1)和两个头部(3、3.1)，这两个头部通过其相应的延伸段(4)连接所述臂(2、2.1)，其中，至少一个头部(3、3.1)的沿节距方向(5)向外指向的端面(8)具有沿头部延伸方向(4、4.1)彼此间隔的两个压力区段(9、9.1)和位于这两个压力区段之间的、连接这些压力区段(9、9.1)的中间区段(10)，其中，所述压力区段(9、9.1)分别提供在所述链节(1)和链轮的相对应的链槽(11)之间的接触面(13、13.1)，用于将拉力导入所述链条，其特征在于，所述头部(3、3.1)的端面(8)在其压力区段(9、9.1)中沿所述头部延伸方向(4、4.1)凸形地弯曲，并且在所述头部的中间区段(10)中所具有的曲率半径至少局部区段地小于在所述压力区段(9、9.1)中所具有的曲率半径。

2.根据权利要求1所述的链条，其特征在于，沿每个压力区段(9、9.1)的头部延伸方向(4、4.1)的弯曲部的中部切线(15、15.1)与所述链节宽度方向(6)围成的夹角角度(16、16.1)在7°至20°之间。

3.根据权利要求1或2所述的链条，其特征在于，在所述压力区段(9、9.1)中的沿头部延伸方向(4、4.1)的曲率半径是恒定的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的链条，其特征在于，在所述中间区段(10)中的沿头部延伸方向(4、4.1)的曲率半径是恒定的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的链条，其特征在于，所述压力区段(9、9.1)也横向于所述头部延伸方向(4、4.1)凸形地弯曲。

6.根据权利要求5所述的链条，其特征在于，所述压力区段(9、9.1)的横向于头部延伸方向(4、4.1)的曲率是恒定的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的链条，其特征在于，所述头部(3、3.1)整体上倒圆地设计。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的链条，其特征在于，所述压力区段(9、9.1)至少设置在所述臂(2、2.1)的外宽度以内。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的链条，其特征在于，所述链节和/或啮合的链节设计用于防止两个链节的扭结。

10.根据权利要求9所述的链条，其特征在于，所述第一链节的臂的横截面设计为D形，使得在该D形的边缘处提供有止挡，用以防止与所述第一链节相啮合的第二链节在围绕链节的臂时可能插入所述第一链节中。

11.一种链条与链轮组成的装置，所述链条是根据权利要求1至10中任一项所述的链条，所述链轮具有至少一个与所述链条的第一链节(1)相对应的链槽(11)。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述链槽(11)在所述链节(1)的压力区段(9、9.1)的区域内所具有的沿链节宽度方向(6)的曲率半径大于所述链节(1)的压力区段(9、9.1)的曲率半径。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述链节(1)的接触面(13、13.1)在正常运行时约束各个邻接的臂(2、2.1)的对齐。