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Die
vorliegende Erfindung betrifft Seitenbogenketten mit abwechselnd
aufeinander folgenden Kettengliedern, die jeweils über
ein Kettengelenk miteinander verbunden sind, wobei jedes Kettengelenk mindestens
eine Gelenkhülse und einen sich durch diese erstreckenden
Gelenkbolzen mit mindestens einem sich verjüngenden Abschnitt
umfasst.
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Derartige
Seitenbogenketten werden in Anwendungsfällen genutzt, in
denen die Kette in mehr als nur einer Ebene betrieben werden muss.
Im Unterschied zu gewöhnlichen Ketten ist es der Seitenbogenkette
möglich bogenförmige Kurven zu fahren. Im Allgemeinen
besteht die bevorzugte Ausführungsform von Ketten darin,
dass abwechselnd ein Innen- und Außenkettenglied aufeinanderfolgt,
wobei das Innenkettenglied aus zwei parallel zueinander angeordneten,
durch die Gelenkhülsen gehaltenen Laschen und das Außenkettenglied
aus zwei jeweils an den Endbereichen der Gelenkbolzen aufsitzenden Außenlaschen
besteht.
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Aus
der
DE 29705311 U1 ist
eine als Stauförderkette ausgestaltete gattungsgemäße
Seitenbogenkette bekannt. Die seitliche Flexibilität wird
dabei durch einen Gelenkbolzen mit einem sich verjüngenden
Abschnitt erreicht, der in einer Gelenkhülse angeordnet
ist, die einen sich entgegengesetzt erweiternden Abschnitt aufweist.
Durch die sich gegenüberliegenden verjüngenden
Abschnitte des Gelenkbolzens und der erweiternden Abschnitte der
Gelenkhülse wird es der Kette ermöglicht, sich
seitlich zur Laufrichtung zu bewegen. An den mindestens einen sich
verjüngenden Abschnitt des Gelenkbolzens schließt
sich ein weiterer Abschnitt an, dessen Durchmesser sich wieder zum
ursprünglichen Durchmesser erweitert. Auf diesem Abschnitt
werden später die Führungsrollen der Stauförderkette
angebracht. Diese Bolzenform führt jedoch zu einer Anfälligkeit
für Bolzenbrüche, weshalb die Lebensdauer derartiger
Ketten häufig unbefriedigend ist.
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Aus
der
DE 2237600 ist eine
Plattenbandkette mit seitlich beweglichen Kettengliedern bekannt. Mit
Hilfe derartiger Ketten können in einer Produktionsstraße
Produkte bewegt werden. Dabei ist durch die seitliche Bewegbarkeit
der Kettenglieder auch eine Kurvenfahrt möglich. Hierzu
kann der zylindrische Bolzen in einer Kettenhülse mit einer
Innenbohrung, die sich zu den Stirnflächen hin erweitert,
verkippt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, die Kettenhülse
mit einer Bohrung zu versehen und darin einen Kettenbolzen einzuführen,
der von seiner Mitte aus jeweils in die Richtung der Stirnflächen
konisch zuläuft und sich nach austreten aus der Hülse
auf jeder Seite jeweils wieder zu seinem ursprünglichen Durchmesser
erweitert.
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Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Seitenbogenkette
der eingangs genannten Art bereitzustellen, die verbesserte Festigkeitseigenschaften
aufweist.
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Hierzu
ist erfindungsgemäß vorgesehen, eine Seitenbogenkette
mit abwechselnd aufeinander folgenden Kettengliedern auszubilden,
die jeweils über ein Kettengelenk miteinander verbunden
sind, wobei jedes Kettengelenk mindestens eine Gelenkhülse
und einen sich durch diese erstreckenden Gelenkbolzen mit mindestens
einem sich verjüngenden Abschnitt umfasst, und dass der
Gelenkbolzen einen mittleren Tragabschnitt aufweist, in einen weiteren, an
den Tragabschnitt angrenzenden sich verjüngenden Konusabschnitt übergeht,
und einen an den Konusabschnitt einschnittsfrei anschließenden
Befestigungsabschnitt aufweist. Durch den einschnittsfrei an den
Konusabschnitt angrenzenden Befestigungsabschnitt ist deshalb eine
Schwächung des Gelenkbolzens durch Einschnitte, Hinterschneidungen
oder Ähnliches vermieden. Der Übergang zwischen
Konusabschnitt und Befestigungsabschnitt ist also ohne Rillen, Kanten
oder Einkerbungen ausgeführt, um eine Kerbwirkung auszuschließen.
Die Ausfallsicherheit der Kette wird dadurch erhöht.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass der an den Konusabschnitt angrenzende
Befestigungsabschnitt im Wesentlichen über seine gesamte
Länge einen konstanten Durchmesser aufweist. Auf dem Befestigungsabschnitt
werden im späteren Produktionsverlauf die Außenlaschen
der Kette angebracht. Durch den konstanten Durchmesser des Befestigungsabschnitts
wird dies erleichtert.
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Eine
Möglichkeit, den Kettenbolzen herzustellen besteht darin,
den Gelenkbolzen durch ein Fließpressverfahren zu formen.
Derartige Fließpressverfahren werden in der
DE 10 2005 021 408 A1 und
der
DE 10 2005
026 153 A1 beschrieben. Sie enthalten ein Verfahren und
ein Herstellungswerkzeug für eine Kettenrolle mit eingebrachten
Nuten zur Verbesserung der Schmierung. Der Rohling für
die Kettenhülse wird dabei mit einem Fließpressverfahren
hergestellt.
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Ein
weiteres Verfahren zur Herstellung einer Kettenhülse wird
in der
EP 1384537 A1 beschrieben. Ein
zylindrischer Rohling wird in einer Form von zwei Stempeln mit einem
Fließpressverfahren in Form gebracht. In mindestens einem
weiteren Arbeitsschritt wird dann die Endform der Kettenrolle gebildet.
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Bisher
wurden also für Ketten ausschließlich Hohlkörperteile
durch Fließpressen hergestellt. Mit der nun vorgeschlagenen
speziellen Form des Bolzens wird es ermöglicht, dieses
Verfahren auch auf Bolzen anzuwenden.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich bei einer Variante, wenn der Gelenkbolzen
eine Abweichung von einem Durchmesser des Tragabschnitts und einem Durchmesser
des Befestigungsabschnitts zwischen 2 bis 50%, bevorzugt 5 bis 30%,
aufweist. Bei einem in diesen Bereichen gewählten Verlauf
des Gelenkbolzens wird eine optimale seitliche Bewegbarkeit und
gleichzeitig auch Haltbarkeit der Kette gewährleistet.
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Weiter
ist es möglich, den Konusabschnitt einschnittsfrei am Tragkörper
anschließen zu lassen. Durch die Vermeidung von Hinterschnitten
oder Einkerbungen wird die Dauerfestigkeit des Gelenkbolzens erhöht.
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Weiter
ist es möglich, dass der Gelenkbolzen zwei Konusabschnitte
aufweist, zwischen denen der Tragabschnitt angeordnet ist und sich
die Konusabschnitte in Richtung des jeweiligen Befestigungsabschnitts
verjüngen. Hierdurch wird die Seitenbogenkette in beide
Richtungen beweglich, was die Einsatzmöglichkeiten erhöht.
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Der
Gelenkbolzen kann auch derart geformt sein, dass die aufaddierte
Länge der beiden Konusabschnitte einen Anteil an der Gesamtlänge
des Gelenkbolzens von mindestens 1/2 aufweist. Hierdurch ergibt
sich eine gleichmäßige Verteilung der Flächenpressung
und die Lebensdauer der Kette kann weiter erhöht werden.
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Weiter
ist es möglich, auf jeweils eine Gelenkhülse eine
Rolle aufzuschieben. Hierdurch wird eine Seitenbogenkette nach Art
einer Rollenkette gebildet. Der Vorteil besteht darin, dass die
Reibung an den Zahnflanken eines Kettenrades verringert wird. Dies
erhöht die Lebensdauer sowohl des Kettenrades als auch
der Kette.
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Daneben
kann vorgesehen werden, dass auf dem Befestigungsabschnitt Kettenlaschen
aufgepresst sind. Ein Aufpressen der Kettenlaschen ist eine einfache
und wirtschaftliche Möglichkeit, die Außenlaschen
der Kette zu bilden.
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Eine
weitere Gestaltungsmöglichkeit für den Gelenkbolzen
besteht darin, dass der Tragabschnitt einen Anteil an der Gesamtlänge
des Gelenkbolzens von bis zu 1/3 aufweist. Im Geradeauslauf der
Kette wird die Kraft durch den Tragabschnitt übertragen, durch
eine ent sprechende Dimensionierung dieses Tragabschnitts kann die
Abnutzung minimiert und die Lebensdauer der Kette erhöht
werden.
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Des
Weiteren ist ein Verfahren zum Herstellen einer Seitenbogenkette
vorgesehen, umfassend die Schritte:
Bereitstellen eines Rohlings
für einen Gelenkbolzen und Formen des Rohlings zu einem
Gelenkbolzen, wobei mindestens einer der Abläufe im Formgebungsprozess
ein Fließpressverfahren ist.
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Mit
Hilfe des Fließpressens wird ein geeignet geformter Bolzen
schnell und wirtschaftlich hergestellt, weshalb diese Herstellungsform
gegenüber anderen Produktionsmöglichkeiten zu
bevorzugen ist.
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Im
Folgenden werden die Ausführungsformen anhand der Zeichnungen
näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
vergrößerte Schnittdarstellung eines Abschnitts
einer erfindungsgemäßen Seitenbogenkette,
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2 einen
Gelenkbolzen für eine Seitenbogenkette nach 1 und
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3 eine
vergrößerte Schnittdarstellung eines Abschnitts
einer weiteren Ausführungsform der Seitenbogenkette.
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Eine
Seitenbogenkette 1 ist aus einer Vielzahl von Innenkettengliedern 2 und
Außenkettengliedern 3 aufgebaut. Innen- und Außenkettenglieder 2, 3 werden
jeweils durch einen Gelenkbolzen 4 miteinander verbunden.
In 1 erkennbar, sind Innenkettenglieder 2,
umfassend Innenlaschen 5 (nur abschnittsweise dargestellt)
und darin eingepresste Gelenkhülsen 6 abgebildet. Über
die Gelenkhülse 6 ist jeweils eine Rolle 7 geführt
und drehbar gelagert. Die Gelenkhülse 6 weist
zur Aufnahme eines Gelenkbolzens 4 eine kreisrunde Bohrung
auf, die sich zylinderförmig koaxial mit der Symmetrieachse
der Gelenkhülse 6 durch diese erstreckt. Die Innenlaschen 5 eines
Innenkettenglieds 2 liegen parallel zueinander und werden
durch die Gelenkhülse 6 miteinander verbunden.
Parallel zu den Innenkettengliedern 2 werden Außenlaschen 8 angebracht.
Hierzu sind Gelenkbolzen 4, die einen Befestigungsabschnitt 11 aufweisen,
durch die Gelenkhülsen 6 der Innenkettenglieder 2 geführt,
auf deren Befestigungsabschnitten 11 jeweils die Außenlaschen 8 befestigt
sind. Die Außenlaschen 8 liegen dadurch parallel
zu den Innenkettengliedern 2 und den Innenlaschen 5.
Ein Gelenk bolzen 4 und dazugehörige Gelenkhülse 6 bilden jeweils
ein Kettengelenk. Die Außenkettenglieder 3 werden
jeweils durch zwei Gelenkbolzen 4 und zwei Außenlaschen 8 gebildet.
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Abweichend
von der in 1 dargestellten Ausführungsform
kann die erfindungsgemäße Seitenbogenkette 1 auch
nach Art einer Hülsenkette ohne Rollen 7 gestaltet
sein. Im Betrieb würde deshalb ein Kettenrad in die Seitenbogenkette 1 eingreifen
und direkt mit den Gelenkhülsen 6 in Kontakt gelangen.
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Ein
Gelenkbolzen 4 (2) weist einen zylindrischen
Tragabschnitt 9 auf, an den sich jeweils an jeder Seite übergangslos
bzw. einschnittsfrei ein Konusabschnitt 10 anschließt.
An die Konusabschnitte 10 wiederum schließen sich übergangslos bzw.
einschnittsfrei zylindrische Befestigungsabschnitte 11 an.
In Längsrichtung betrachtet, d. h. entlang einer Symmetrielinie 12 des
rotationssymmetrischen Gelenkbolzens 4, sitzt in der Mitte
des Gelenkbolzens 4 der Tragabschnitt 9, an den
sich jeweils zu beiden Seiten hin ein Konusabschnitt 10 erstreckt und
an die sich wiederum jeweils ein Befestigungsabschnitt 11 anschließt.
Der Tragabschnitt 9 weist, verglichen mit dem Konusabschnitt 10 und
Befestigungsabschnitt 11, einen größten
Durchmesser bzw. Querschnitt des Gelenkbolzens 4 auf. Die
Konusabschnitte 10, die sich einschnittsfrei am Tragabschnitt 9 anschließen,
verjüngen sich entlang der Symmetrieachse 12 in
Richtung der Befestigungsabschnitte 11. Die Befestigungsabschnitte 11 verlaufen
nach dem Übergang des Konusabschnitts 10 mit gleichbleibendem
Durchmesser. Alle Übergänge des Gelenkbolzens 4,
d. h. die Übergänge zwischen Tragabschnitt 9,
Konusabschnitt 10 und Befestigungsabschnitt 11,
verlaufen übergangsfrei bzw. einschnittslos, was bedeutet,
dass der Gelenkbolzen 4 keinerlei Einkerbung, Hinterschnitt
oder Ähnliches aufweist. Neben der zylindrischen Gestaltung
des Tragabschnitts 9 ist es denkbar, diesen tonnenförmig
oder ballig auszuführen.
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Zwischen
den Innenkettengliedern 2 und den Außenlaschen 8 verbleibt
ein Spalt 13, um die Drehung der Gelenkhülsen 6 der
Innenkettenglieder 2 um den Gelenkbolzen 4 zu
ermöglichen. Die Befestigung der Außenlaschen 8 auf
dem Gelenkbolzen 4 kann durch Aufpressen oder sonstige
Kaltverformung des Gelenkbolzens 4, wie z. B. Stauchen,
Vernieten oder Vergleichbarem, ausgeführt werden.
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Sofern
die Kette nicht um eine Kurve geführt wird, wird die auf
die Kette aufgebrachte Kraft durch den Tragabschnitt 9 des
Gelenkbolzen 4 aufgenommen. Wird die Kette um eine Kurve
geführt, d. h. läuft die Kette nicht nur in einer
Ebene, so kann sich das Innenkettenglied 2 mit der Gelenkhülse 6 um
den Gelenkbolzen 4 verdrehen. Um ein solches Verdrehen bzw.
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Verkippen
zu ermöglichen, ist ein Spalt 13 zwischen der
Außenlasche 8 und dem Innenkettenglied 2 ausreichend
groß zu bemessen. Bei einem Verdrehen, bzw. Verkippen der
Gelenkhülse 6 um den Gelenkbolzen 4 kommt
der Konusabschnitt 10 des Gelenkbolzens 4 an der
Gelenkhülse 6 zu liegen. Die aufgebrachte Kraft
muss dabei durch den Konusabschnitt 10 aufgenommen werden.
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Ein
geeignetes Verfahren, um einen Gelenkbolzen 4 der genannten
Art herzustellen, stellt ein Fließpressverfahren dar, welches
sich durch die gewählte Form des Gelenkbolzens 4 anbietet.
Durch die Verjüngung des Konusabschnitts 10 weisen
der Tragabschnitt 9 und die Befestigungsabschnitte 10 unterschiedliche
Durchmesser bzw. Querschnitte auf. Diese Abweichung der Durchmesser
kann in einem Bereich zwischen 2 bis 40% liegen, bevorzugt zwischen
5 und 30%. Bei einer derartigen Gestaltung wird eine optimale Verkippung
zwischen Gelenkhülse 6 und Gelenkbolzen 4 ermöglicht.
Zur Herstellung des Gelenkbolzens 4 sind neben dem genannten Fließpressverfahren
auch alle weiteren üblichen Herstellungsverfahren anwendbar.
Dies können insbesondere das Drehen oder Walzen des Gelenkbolzens 4 sein.
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Die
Längserstreckung der Konusabschnitte 10 entlang
der Symmetrieachse 12 des Gelenkbolzens 4 beträgt
bevorzugt die Hälfte der Gesamtlänge des Gelenkbolzens 4.
Hierdurch wird eine ausreichende Auflagefläche der Konusabschnitte 10 auf der
Gelenkhülse 6 ermöglicht, was zu einer
geringeren Flächenpressung bei Kurvenfahrt und damit einer höheren
Lebensdauer führt.
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Der
Tragabschnitt 9 des Gelenkbolzens 4 nimmt in seiner
Längserstreckung entlang der Symmetrieachse 12 des
Gelenkbolzens 4 bevorzugt etwa ein Drittel der Gesamtlänge
des Gelenkbolzens 4 ein. Hierdurch wird eine ausreichend
große Kontaktfläche zwischen Tragabschnitt 9 und
Gelenkhülse 6 bereitgestellt, was einer übermäßigen
Abnutzung des Tragabschnitts 9 entgegenwirkt.
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Um
eine erfindungsgemäße Seitenbogenkette herzustellen,
wird ein Verfahren angewendet, das zumindest die Schritte des Bereitstellens
eines Rohlings für einen Gelenkbolzen und ein Formen des Rohlings
zu einem Gelenkbolzen umfasst, wobei mindestens einer der Abläufe
im Formgebungsprozess ein Fließpressvorgang ist. Als Rohling
wird ein Abschnitt eines Drahts bzw. Stabes verwendet. Dieser wird
in eine Pressform eingelegt und durch Fließpressen zu einem
Gelenkbolzen 4 geformt. Dabei kann grundsätzlich
jede Art von Fließpressen angewendet werden. Der Rohling
für den Gelenkbolzen kann eine beliebige Form aufweisen.
Auch besteht die Möglichkeit, dass der Fließpressvorgang
lediglich einen Teilschritt der Herstellung des Gelenkbolzens 4 darstellt.
Durch die Form des Gelenkbolzens 4 ist Fließpressen
besonders gut als Herstellungsverfahren geeignet. Insbesondere besteht
durch die zulaufende Form des Gelenkbolzens 4 in Richtung
des Tragabschnitts 9 beispielsweise die Möglichkeit,
die Pressform auf Höhe des Tragabschnitts 9 quer
zur Längsrichtung zu teilen, um den Gelenkbolzen 4 auf einfache
Weise entnehmen zu können.
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Im
Folgenden werden weitere Ausführungsformen der Seitenbogenkette 1 vorgestellt.
Hierbei werden lediglich die Unterschiede zur zuvor genannten Ausführungsform
dargelegt. Gleiche, bzw. wirkungsgleiche Bauteile tragen deshalb
in beiden Ausführungsformen jeweils die gleichen Bezugsziffern und
es wird diesbezüglich auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann die Seitenbogenkette 1 auch
mit Gelenkhülsen 6 aufgebaut sein, deren Innenbohrung
sich in Richtung der Endabschnitte der Gelenkhülse 6 erweitert. Dies
bedeutet, die Gelenkhülse 6 weist in Längsrichtung
gesehen in der Mitte einen kleineren Innendurchmesser auf als an
ihren beiden Enden, die im Einbauzustand in Richtung der Außenlaschen 8 weisen.
Die Erweiterung des Innendurchmessers der Gelenkhülse 6 geschieht
dabei gleichmäßig über die Länge
der Gelenkhülse 6. Die Gelenkhülse 6 weist dabei
einen Mittenabschnitt 14 auf, an dem der Tragabschnitt 9 des
Gelenkbolzens 4 zu liegen kommt. Die Längserstreckung
des Mittenabschnitts 14 entspricht dabei der Länge
des Tragabschnitts 9 des Gelenkbolzens 4. Der
Innendurchmesser der Gelenkhülse 6 ist ausreichend
groß bemessen, um den Gelenkbolzen 4 eine Rotation
um seine Symmetrieachse 12 zu ermöglichen und
auch die Verkippung innerhalb der Gelenkhülse 6 zu
erlauben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 29705311
U1 [0003]
- - DE 2237600 [0004]
- - DE 102005021408 A1 [0008]
- - DE 102005026153 A1 [0008]
- - EP 1384537 A1 [0009]