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Die Erfindung betrifft einen Kettenstrang gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Als Flachketten werden Rundstahlketten mit abgeflachten Vertikalgliedern bezeichnet, die sowohl geschmiedet als auch geschweißt sein können. Flachketten sind mithin Rundstahlketten, bei denen jedes zweite Kettenglied als Flachglied ausgebildet ist. Das Flachglied ist immer dasjenige Kettenglied, dessen äußere Breite geringer ist als die äußere Breite der zugehörigen Rundglieder. Das Rundglied ist mithin das Kettenglied, das die Funktion einer geschweißten Verbindung zwischen zwei Flachgliedern übernimmt. Es wird auch als Horizontalglied wegen der um 90° zur Kettenebene der Flachglieder versetzten Kettenebene bezeichnet.
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In der Praxis werden Ketten über entsprechende Umlenkungen geführt, wodurch beispielsweise eine kontinuierliche Kraftübertragung durch einen in sich geschlossenen Kettenstrang erfolgt. Um hierfür eine ausreichende Beweglichkeit der Kettenglieder untereinander zu gewährleisten, weisen diese in den sich gegenseitig umgreifenden Bögen einen im Wesentlichen runden Querschnitt auf. Um den zwischen den einzelnen Kontaktflächen entstehenden Verschleiß gering zu halten, ist eine möglichst flächige Berührung der einzelnen Glieder untereinander anzustreben. Auf diese Weise können die zu übertragenden Kräfte auf einen möglichst großen Bereich verteilt werden, wodurch die Flächenpressung sinkt.
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Bei Rundstahlketten liegt allein aus fertigungstechnischen Gründen und den daraus resultierenden Fertigungstoleranzen eine Einpunktberührung zwischen benachbarten Kettengliedern vor. In der Folge tritt ein rascher Verschleiß des Kettenstrangs ein. Auch wenn es theoretisch möglich wäre, die ineinander greifenden Bogen so genau zu fertigen, dass sich eine Linienberührung ergibt, steht der Fertigungsaufwand in keinem Verhältnis mehr zum erreichten Nutzen. Darüber hinaus steigt aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten das Risiko, dass sich Kettenglieder verklanken, überproportional. Es muss in jedem Fall sichergestellt werden, dass sich die Kettenglieder relativ zueinander bewegen können, da sonst Spannungsspitzen entstehen können. Gleichzeitig soll der Verschleiß niedrig gehalten werden. Die Erfindung befasst sich mit diesem Zielkonflikt.
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Die
DE 10 2004 001 072 A1 zeigt einen Kettenstrang, welcher aus einzelnen Horizontalgliedern mit kreisrundem Querschnitt und vertikalen Flachgliedern besteht, wobei die Flachglieder außen abgeflachte Schenkel aufweisen. Ein Bogen eines der Flachglieder steht im Neuzustand in einer Zwei-Punkt-Berührung mit einem der benachbarten Horizontalglieder.
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Die
DE 32 43 355 C2 offenbart einen Kettenstrang, welcher aus einzelnen Kettengliedern besteht. Die Kettenglieder weisen im Bereich ihrer Bögen einen größeren Querschnitt auf als im Bereich ihrer die Bögen miteinander verbindenden Schenkel.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kettenstrang gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend zu verbessern, dass dessen Standzeit bei gleichzeitiger Vergrößerung des Fördervolumens erhöht wird.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Der erfindungsgemäße Kettenstrang ist insbesondere für den untertägigen Bergbau vorgesehen, beispielsweise für kettenbetriebene Kettenkratzförderer oder Hobelketten. Der Kettenstrang selbst besteht aus einzelnen Horizontalgliedern und vertikalen Flachgliedern mit außen abgeflachten Schenkeln. Die Horizontalglieder weisen einen kreisrunden Querschnitt auf. Ein Bogen eines der Flachglieder steht im Neuzustand in einer Zweipunktberührung mit einem der benachbarten Horizontalglieder. Der besondere Vorteil liegt in einer Reduzierung des Verschleißes der Kettenglieder untereinander und damit in der Verbesserung der Standzeit.
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Erfindungsgemäß weisen die Horizontalglieder im Bereich ihrer Bögen einen größeren Querschnitt auf als im Bereich ihrer die Bögen miteinander verbindenden Schenkel. Auch dieser Querschnittunterschied trägt dem Umstand Rechnung, dass die Bögen besonders starkem Verschleiß unterliegen, sei es durch Kontakt mit dem angrenzenden Vertikalglied oder beispielsweise durch Anlage an einem Kettenrad.
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Darüber hinaus nimmt die Breite der Flachglieder jeweils von dem endseitigen Bogen zur Mitte von mit dem Bogen verbundenen Schenkeln hin ab. Diese gewissermaßen in der Breite eingeschnürten Flachglieder tragen beispielsweise ebenfalls zu einer Vergrößerung des Fördervolumens bei, mit der Folge, dass bei reduziertem Materialeinsatz für den Kettenstrang ein größeres Fördervolumen transportiert werden kann.
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Typischerweise stehen die ineinander greifenden Bögen im Rahmen der Fertigungsgenauigkeiten in einer einzelnen Punktberührung zueinander. Diese Punktberührung geht erst durch gegenseitigen Abrieb nach einiger Betriebszeit in eine Flächenberührung über. Da sich bei der Zweipunktberührung die gleiche Kraft auf eine größere Fläche verteilt, sinkt die Flächenpressung. Gleichzeitig steigt auch die Reibung zwischen den Kettengliedern, allerdings kommt es anders als bei der theoretisch möglichen Linienberührung nicht zu einem Verklanken.
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Um den Verschleiß zu reduzieren ist es theoretisch denkbar, von vorneherein eine Flächenberührung zwischen den einzelnen Kettenglieder vorzusehen, was bei größeren, geschmiedeten Bauteilen auf Grund der Fertigungstoleranzen und des in den Herstellungsprozess integrierte Wärmebehandlungsverfahrens ausgesprochen schwierig zu realisieren ist.
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Die Erfindung geht hier einen fertigungstechnisch leichter zu realisierenden Weg, indem die Bögen in ihrer Geometrie von vorneherein so konfiguriert sind, dass die Flachglieder im Neuzustand in Zweipunktberührung mit den angrenzenden Horizontalgliedern stehen. Durch diese Zweipunktberührung wird die Flächenpressung von vorneherein reduziert. Es dauert also länger, bis sich die Kettenglieder einlaufen und damit länger bis die Kette schließlich verschlissen ist. Hierdurch ist die Lebensdauer und damit beispielsweise die Förderleistung bei gleich bleibendem Materialeinsatz für den Kettenstrang verbessert.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche 2 bis 6.
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In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind die Horizontalglieder jeweils durch das Stauchen eines Stabs vorgeformt, wobei die Enden des Stabs nach dem Komplettieren mit den Flachgliedern im Bereich der Schenkel miteinander verschweißt sind. Hierdurch ergibt sich eine wirtschaftliche Fertigung des in seinen einzelnen Querschnitten unterschiedlichen Horizontalglieds.
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Ferner ist eine Breite der Flachglieder mindestens genauso groß, wie eine Nenndicke des Kettenstrangs, wobei die Nenndicke im Bereich der verdickten Bögen der Horizontalglieder gemessen wird.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind die einzelnen Vertikalglieder geschmiedet. Das Schmieden ist eine besonders schnelle und kostengünstige Möglichkeit, um eine Zweipunktberührung mit den benachbarten Horizontalgliedern einzustellen.
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Die sich gegenüberliegenden Schenkel der Flachglieder können mit einem Mittelsteg miteinander verbunden sein. Auf diese Weise wird das Einschnüren des Querschnitts bei hoher Zugbelastung verhindert.
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Die Erfindung sieht vor, dass an den Schenkeln eines der Horizontalglieder ein Kratzer angeordnet ist. Der Kratzer weist hierfür entsprechende Ausnehmungen für die Schenkel der Horizontalglieder auf. Der Durchmesser der Ausnehmungen ist hierbei kleiner als die Nenndicke des Kettenstrangs.
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Bei einem Einsatz des Kettenstrangs in einem Kettenkratzförderer bedeutet ein reduzierter Querschnitt im Bereich der sich zwischen den Bögen erstreckenden und parallel zueinander verlaufenden Schenkel, dass ein größeres Fördervolumen zur Verfügung steht, da in der Regel nicht bei jeder zweiten Teilung ein Mitnehmer/Kratzer montiert wird. Umgekehrt können die an den Horizontalgliedern montierten Mitnehmer/Kratzer einen größeren Querschnitt aufweisen und entsprechend stärker dimensioniert werden. Die Kratzer, die an jedem zweiten Horizontalglied angeordnet werden, sind zweiteilig aufgebaut, wobei zwischen einem Oberteil eines Kratzers und einem unteren Bügel die Schenkel des Horizontalglieds umklammert werden. Ein kritischer Punkt ist hierbei die Dicke des Bügels unterhalb der Schenkel. Gerade in diesem Bereich steht nur sehr wenig Bauraum zur Verfügung, obwohl die Bügel der Kratzer bei der Umlenkung im Bereich der Kettenräder starken Beanspruchungen unterliegen. Durch die Reduzierung des Querschnitts der Schenkel ist es möglich, die Ausnehmungen in dem Kratzer, die einen Durchmesser besitzen, der kleiner ist als die Nenndicke des Kettenstrangs, entsprechend kleiner und die Bügel des Kratzers entsprechend dicker zu gestalten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kettenstrang;
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2 einen Horizontalschnitt durch den Kettenstrang und
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3 eine perspektivische Darstellung des Kettenstrangs.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kettenstrang 1 in einem Schnitt durch die Vertikalebene, d. h. einen Längsschnitt durch dessen Flachglieder 2. Die Flachglieder 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Mittelsteg 3 versehen, um eine Einschnürung zu verhindern. Die Horizontalglieder 4 besitzen einen kreisrunden Querschnitt, wobei anhand der 1 zu erkennen ist, dass die Schenkel 5 eine geringere Breite B besitzen als die endseitigen Bögen 6. Dennoch handelt es sich um Rundglieder, die durch Stauchen eines Stabs vorgeformt sind. Die gestauchten Bereiche des Stabs bilden die Bögen 6. Die ungestauchten Bereiche des Stabs bilden die Schenkel 5 mit geringerem Querschnitt. Die freien Enden des Stabs werden im Bereich eines der Schenkel 5 miteinander verschweißt. Die Schweißstelle 7 ist in 2 an dem in der Bildebene unteren Schenkel an einer Verdickung zu erkennen.
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Ebenso wie die Horizontalglieder 4 besitzen auch die vertikalen Flachglieder 2 eine Einschnürung im Bereich des Mittelstegs 3. Anhand 2 ist zu erkennen, dass eine Breite B1 der Flachglieder 2 im Bereich des endseitigen Bogens 8 größer ist als im Bereich von mit dem Bogen 8 verbundenen Schenkeln 9. Da die Flachglieder 2 symmetrisch konfiguriert sind, ergibt sich die maximale Einschnürung im Bereich des Mittelstegs 3. In 2 ist zu erkennen, dass die Breite des Mittelstegs 3 geringer ist als die eingeschnürte Breite B1 der Schenkel 9. Der Übergang von dem breiteren Bogen 8 zu den schmaleren Schenkeln 9 hin ist fließend.
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Die Flachglieder 2 sind außen umlaufend abgeflacht, wie anhand der Darstellung der 2 zu erkennen ist, welche die Abflachung im Bereich des Bogens 8 zeigt. Aber auch aus 3 ist zu erkennen, dass die Abflachung nicht nur im Bereich des Bogens 8, sondern umlaufend auch auf den Schenkeln 9 ausgebildet ist. Es handelt sich daher um geschmiedete Flachglieder 2, die eine vollständig andere Gestalt haben, als die Horizontalglieder 4. Die einzige Gemeinsamkeit ist, dass sowohl die Schenkel 5 der Horizontalglieder 4 als auch die Schenkel 9 der Flachglieder 2 einen geringeren Querschnitt und auch eine geringere Breite B, B1 besitzen als die jeweils zugehörigen Bögen 6, 8.
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Eine weitere Besonderheit ist, dass die Flachglieder 2 eine gleiche oder kleinere Teilung als die Horizontalglieder 4 aufweisen können. Ferner weisen die Flachglieder 2 in einem Innenbereich 10 des Bogens 8 eine elliptische oder ähnliche Form auf, so dass sich im Neuzustand keine Punktberührung im Zentrum, d. h. im Schnittpunkt der Vertikal- und Horizontalebene des Kettenstrangs 1 einstellt, sondern eine Zweipunktberührung. Die entsprechenden Berührungspunkte 11, 12 sind in 2 verdeutlicht. Es ergibt sich somit eine Zweipunktberührung mit den Horizontalgliedern 4 beiderseits der vertikalen Symmetrieebene.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenstrang
- 2
- Flachglied
- 3
- Mittelsteg
- 4
- Horizontalglied
- 5
- Schenkel von 4
- 6
- Bogen von 4
- 7
- Schweißstelle
- 8
- Bogen von 2
- 9
- Schenkel von 2
- 10
- Innenbereich von 8
- 11
- Berührungspunkt
- 12
- Berührungspunkt
- B
- Breite von 4
- B1
- Breite von 2
