DE102010061264A1

DE102010061264A1 - Horizontalkettenglied für eine Gliederkette, Stahlgliederkette mit derartigen Horizontalkettengliedern sowie Anordnung umfassend ein angetriebenes Kettenrad und eine derartige Stahlgliederkette

Info

Publication number: DE102010061264A1
Application number: DE102010061264A
Authority: DE
Inventors: Dr. Benecke Rainer; Torsten Wirtz
Original assignee: Theile JD GmbH and Co KG; JD Theile GmbH and Co KG
Current assignee: Theile JD GmbH and Co KG; JD Theile GmbH and Co KG
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2012-06-21
Also published as: DE202010017976U1

Abstract

Ein Horizontalkettenglied 1 für eine mittels eines Kettenrades 14 antreibbare Gliederkette, insbesondere ausgelegt als Fördererkette verfügt über die beiden Schenkel 2, 2.1 verbindende Bögen 3, 3.1, die zumindest bereichsweise in ihren Bogenhälften ebene Anlageflächen 11, 11.1 an den beiden einander bezüglich der Mittellängsebene des Kettengliedes 1 gegenüberliegenden Seiten aufweisen. Die Bogenhälften sind mit Bugflächen 10, 10.1 ausgestattet, die im Querschnitt in Längsrichtung des Kettengliedes 1 pfeilförmig aufeinander zulaufend ausgeführt sind. Diese Bugflächen 10, 10.1 weisen in einer Querschnittsbetrachtung einen geraden Anlageabschnitt zur Anlage an der Schubflanke 16 eines Zahns 15 eines Kettenrades auf. Beschrieben ist des Weiteren eine Stahlgliederkette mit einzelnen, in einander eingehängten Kettengliedern, von denen zumindest jedes zweites Kettenglied ein solches Horizontalkettenglied 1 ist. Offenbart ist des Weiteren eine Anordnung umfassend wenigstens ein angetriebenes Kettenrad 14 und eine solche Stahlgliederkette.

Description

Die Erfindung betrifft ein Horizontalkettenglied für eine mittels eines Kettenrades antreibbare Gliederkette, insbesondere eine Fördererkette, dessen die beiden Schenkel verbindende Bögen zumindest bereichsweise in ihren Bogenhälften ebene Anlageflächen an den beiden, einander bezüglich der Mittellängsebene des Kettengliedes gegenüberliegenden Seiten aufweisen und mit im Querschnitt in Längsrichtung des Kettengliedes pfeilförmig aufeinander zulaufenden Bugflächen ausgestattet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Stahlgliederkette mit einzelnen, ineinander eingehängten Kettengliedern, von denen zumindest jedes zweite Kettenglied ein solches Horizontalkettenglied ist. Beschrieben ist ferner eine Anordnung umfassend ein angetriebenes Kettenrad und wenigstens eine solche Stahlgliederkette, beispielsweise als Teil eines Kratzerförderers.
Derartige Horizontalkettenglieder sind Bestandteil von Stahlgliederketten, die typischerweise als Fördererketten etwa zum Betreiben von Kratzerförderern im untertägigen Kohlebergbau eingesetzt werden. Kratzerförderer bzw. Kettenkratzerförderer können zwei umlaufende, motorisch angetriebene Fördererketten aufweisen, an denen zwischen den Ketten erstreckende und die Ketten miteinander verbindende Kratzer befestigt sind. In entsprechender Anwendung können derartige Fördererketten auch als Mittelkette, insbesondere als Doppelmittelkette bei einem Kettenkratzerförderer angeordnet sein. Im Betrieb werden die Kratzerfördererketten über eine Förderrinne gezogen, wodurch der durch die Kratzer geförderte Abraum beispielsweise Kohle abgetragen und zu einer Verladestation gefördert wird.
In DE 41 24 788 A1 ist eine Stahlgliederkette mit Horizontalkettengliedern gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs beschrieben. Die vorbekannten Horizontalkettenglieder dieser Stahlgliederkette weisen an den beiden einander bezüglich der Mittellängsebene des Kettengliedes gegenüber liegenden Außenseiten im Bereich ihrer Bögen ebene Anlageflächen auf. Die in Längsrichtung des Kettengliedes weisende Außenseite ist im Querschnitt durch zwei winklig aufeinander laufende Bugflächen pfeilförmig ausgeführt. Die unter Verwendung derartiger Horizontalkettenglieder hergestellte Stahlgliederkette wird daher auch als Pfeilkopfkette angesprochen. Die durch die Bugflächen gebildete Spitze des Horizontalkettengliedes verläuft in einer Draufsicht auf das Horizontalkettenglied gerade. Die Bugflächen selbst sind dagegen konkav geformt, damit diese in eine flächige Anlage mit einem mit gleichem Krümmungsradius an seiner Schubflanke konvex geformten Zahn eines Kettenrades gebracht werden können. Diese Stahlgliederkette zeichnet sich durch eine formschlüssige Kraftübertragung im Kettenrad von der Schubflanke eines Zahns auf das Horizontalkettenglied und damit durch eine günstigere Leistungsübertragung von dem Kettenrad auf die Kette im Vergleich zu früheren Horizontalkettengliedern aus.
Damit bei dieser vorbekannten Gliederkette die gewünschte flächige Krafteinleitung von dem Zahn eines Kettenrades in die Bugflächen der Horizontalglieder erfolgen kann, ist es erforderlich, dass die an einer Bugfläche eines Horizontalkettengliedes der Stahlgliederkette zur Anlage gelangende Zahnflanke eines Kettenrades einen exakt gleichen Krümmungsradius aufweist wie die konkav geformte Bugfläche. Daher sind an die Herstellung der Bugflächen dieser vorbekannten Horizontalkettenglieder ebenso wie an die Ausbildung der Zahnflanken eines Kettenrades besondere Anforderungen zu stellen. Überdies wäre es wünschenswert, wenn das Einlaufverhalten dieser vorbekannten Horizontalkettenglieder in die Kettentasche eines Kettenrades verbessert werden könnte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Horizontalkettenglied dergestalt weiter zu bilden, dass nicht nur das Einlaufverhalten einer unter Verwendung dieser Horizontalkettenglieder hergestellten Stahlgliederkette in ein Kettenrad verbessert, sondern grundsätzlich auch seine Herstellung und gleichsam auch die Herstellung der Kontur der Zahnflanken eines Kettenrades vereinfacht ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Horizontalkettenglied mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, bei dem die Bugflächen in einer Querschnittsbetrachtung einen geraden Anlageabschnitt zur Anlage an der Schubflanke des Zahns eines Kettenrades aufweisen.
Bei diesem Horizontalkettenglied sind die Bugflächen im Querschnitt gesehen im Unterschied zu vorbekannten Pfeilkopfkettengliedern gerade ausgeführt, was die Herstellbarkeit der Bugflächen nicht unerheblich vereinfacht. Dementsprechend sind die mit diesen Bugflächen zusammenwirkenden Schubflankenabschnitte eines Kettenrades zum Antreiben der Stahlgliederkette im Querschnitt ebenfalls gerade ausgeführt. Es versteht sich, dass in Kraftübertragungsrichtung gerade und parallel zu einander verlaufende Flächen nicht nur leichter herstellbar sind als gekrümmt zueinander ausgebildete Flächen, die zur Kraftübertragung flächig in Kontakt miteinander gebracht werden sollen. Bei dem beanspruchten Horizontalkettenglied erfolgt zudem eine einheitliche Krafteinleitung durch die Zahnflanke des Zahnes eines Kettenrades über die Querschnittserstreckung der Bugfläche. Dies bedeutet, dass im Unterschied zu dem eingangs diskutierten Stand der Technik der in die Bugfläche eingeleitete vektorielle Anteil der durch den daran anliegenden Zahn ausgeübten Schubkraft über die Breitenerstreckung der Bugfläche hinweg gleich ist. Überraschend hat sich zudem gezeigt, dass das Einlaufverhalten eines solchen Kettengliedes in eine Kettengliedtasche eines Kettenrades verbessert ist. Vermutet wird, dass dieses in einer verbesserten Zentrierung in Folge der durch die im Querschnitt und damit in Richtung der Breite des Horizontalkettengliedes gerade Anlage zwischen Bugfläche und Zahnflanke innerhalb einer Kettengliedtasche begründet ist. Das Horizontalkettenglied zeichnet sich zudem durch eine Ausgestaltung seiner Bugflächen aus, die ein Ansammeln und Anhaften von mit einer solchen Stahlgliederkette gefördertem Material, beispielsweise Kohle, verhindert. Auch dieses trägt zu dem verbesserten Einlaufverhalten des Horizontalkettengliedes in ein Kettenrad bei. Überdies ist bei diesem Horizontalkettenglied zu beobachten, dass ein Flächenkontakt zwischen einem entsprechend konzipierten Zahn eines Kettenrades und den an seinen Schubflanken anliegenden Bugflächen auch bereits dann vorliegt, wenn das Horizontalkettenglied noch nicht vollständig zentriert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist bei diesem Horizontalkettenglied vorgesehen, dass sich die durch die Anlagebereiche und die Bugflächen gebildete pfeilförmige Ausgestaltung der Bogenhälften von dem Bereich der die Bögen im Querschnitt schneidenden Mittenebene im Wesentlichen über die gesamte Bogenhälfte erstreckt. Zwar werden in einem Winkelbereich von 0 Grad bis etwa 20/25 Grad, gemessen von der Mittenebene, diese Bugflächenanteile für das Einkoppeln von Schubkräften nicht benötigt, da in diesem Bereich die Zahnflanke eines Zahnes eines Kettenrades nicht anliegt, jedoch wird durch diese Maßnahme eine Gewichtsreduktion des Horizontalkettengliedes erreicht. Vorteilhafterweise ist der zwischen den Bugflächen und dem Anlagebereich der Außenseiten des Horizontalkettengliedes eingeschlossene Winkel ausgehend von dem Bereich der Mittenebene in Richtung zum Schenkel-seitigen Ende der Bugfläche hin zunehmend; das heißt: Der durch die beiden Bugflächen eingeschlossene Winkel nimmt in derselben Richtung ebenfalls zu. Somit erfolgt eine Krafteinleitung in die Bugflächen durch die Schubflanke eines Zahnes eines Kettenrades in die Bugflächenbereiche, die in der Flucht der Schenkel angeordnet sind, mit einem steileren Winkel und somit mit einem in Transportrichtung weisenden höheren vektoriellen Anteil als in den der Mittenebene näheren Bugflächenbereichen. Die Krafteinleitung ist daher besonders effizient.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sich die den Pfeilkopf bildenden Bugflächen mit geradem Anlagebereich letztendlich im Wesentlichen beschränkt auf einen Bogenabschnitt befinden, in die die Längserstreckung der Schenkel hinein projiziert ist, und zwar in einem Schenkelabschnitt, der sich an den von dem Kettenglied eingeschlossenen Innenraum grenzenden inneren Schenkelabschnitt befindet. Typischerweise erstreckt sich die Bugfläche etwa über zwei Drittel der Höhe des in dem Bogen projizierten Schenkels. Damit können bei einer solchen Ausgestaltung die sich daran in Richtung zu den Schenkeln anschließenden Abschnitte der Bögen zur bogenförmigen Überleitung in die Schenkel genutzt werden, ohne dass hierdurch die äußere Breite des Kettengliedes vergrößert werden würde. Bei einer solchen Ausgestaltung ist grundsätzlich eine Scharnierbarkeit des in ein solches Horizontalkettenglied eingehängten Vertikalkettengliedes innerhalb des gesamten Bogens oder zumindest über einen Großteil eines solchen Bogens hinweg ohne Weiteren möglich.
In einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Horizontalkettenglied in einer Draufsicht eine Außenkontur und eine Außenbemaßung aufweist, die der Außenkontur und Außenbemaßung eines Norm-Horizontalkettengliedes mit demselben Nenndurchmesser entspricht oder sogar kleiner ist als dieses. Als Norm-Horizontalkettenglied ist ein herkömmliches Rundstahlkettenglied heranzuziehen, gefertigt aus einem Drahtabschnitt und wie dieses beispielsweise in der deutschen Norm DIN 22252 gezeigt ist. Ein Horizontalkettenglied, wie im Vergleich zu dem Norm-Horizontalkettenglied beschrieben, vereint die Vorteile einer herkömmlichen Pfeilkopfkette mit denjenigen einer unbehinderten Scharnierbarkeit eines darin eingehängten Vertikalkettengliedes im Wesentlichen über den gesamten Bogen hinweg, wobei letzteres nur eine relativ geringe innere Breite für die Zwecke des Scharnierens aufweisen muss. Mithin kann eine Stahlgliederkette unter Verwendung derartiger Horizontalkettenglieder aufgrund der möglichen geringen inneren Breite der Vertikalkettenglieder in ihrer Höhe sehr flachbauend ausgelegt werden.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des Horizontalkettengliedes, bei dem dieses in dem seinen Nenndurchmesser definierenden Abschnitt im Bereich der Mittenebene in Querrichtung zu diesem Nenndurchmesser größer ist als der Nenndurchmesser. Der Nenndurchmesser wird durch die Breite des Kettengliedes im Bereich der Mittenebene in den Bögen quer zur Mittellängsebene definiert. Durch die vorbeschriebene Ausgestaltung wird die Steifigkeit des Horizontalkettengliedes in den Bögen und damit seine Bruchfestigkeit erhöht. Typischerweise nimmt der quer zum Nenndurchmesser liegende Durchmesser im Bereich der Bögen ausgehend von der Mittenebene bis zum Schenkelansatz sukzessive zu. Im Bereich der Schenkel ist die Querschnittsfläche gemäß einem Ausführungsbeispiel annähernd rechteckförmig mit gerundeten Kanten. Damit weist ein solches Horizontalkettenglied im Übergangsbereich zwischen seinen Bögen und dem Schenkel seine größte Querschnittsfläche auf.
Um eine möglichst große Kraftübertragungsfläche von dem Horizontalkettenglied auf ein darin eingehängtes Vertikalkettenglied zu haben, entspricht gemäß einem Ausführungsbeispiel die in das Kettengliedinnere weisende Krümmung ausgehend von der Mittenebene und sich zumindest über 40–50 Grad erstreckenden Abschnitt einen Radius auf, der größer als der halbe Nenndurchmesser ist und vorzugsweise dem Bogeninnenradius des eingehängten Vertikalkettengliedes entspricht.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1: Ein Horizontalkettenglied in einer Draufsicht für eine als Fördererkette konzipierte Stahlgliederkette zusammen mit Querschnittsdarstellungen des Horizontalkettengliedes aus einem seiner Bogenhälften (1a, 1b) sowie im Bereich seiner Schenkel (1c),
2: Eine perspektivische Darstellung des Horizontalkettengliedes der 1,
3: Eine fotorealistische perspektivische Darstellung des Kettengliedes der 1 bis 3,
4: Eine weitere fotorealistische Darstellung des Kettengliedes der 3 in einer perspektivischen Vorderansicht auf einen Bogen,
5: Eine schematisierte Darstellung nach Art einer Draufsicht auf den Ausschnitt eines Kettenrades und mit einem seiner Zähne, der zwischen zwei Horizontalkettenglieder greift,
6: Eine schematisierte Schnittdarstellung durch die Anordnung der 5 im Bereich des Schnittes der 1c durch das Horizontalkettenglied,
7: Ein als Flachkettenglied konzipiertes Vertikalkettenglied in einer Seitenansicht, vorgesehen zum Ausbilden einer Stahlgliederkette mit Horizontalkettengliedern der 1 zusammen mit Querschnittsdarstellungen dieses Kettengliedes aus einem seiner Bogenhälften (7a bis 7g),
8: Ein Horizontalkettenglied gemäß einer weiteren Ausgestaltung in einer Draufsicht für eine als Fördererkette konzipierte Stahlgliederkette, zusammen mit Querschnittsdarstellungen des Horizontalkettengliedes aus einem seiner Bogenhälften (8a–8g),
9: Eine perspektivische Darstellung des Horizontalkettengliedes der 8,
10: Eine fotorealistische perspektivische Darstellung des Kettengliedes der 8 und 9 in einer ersten Perspektive und
11: Eine weitere fotorealistische perspektivische Darstellung des Kettengliedes der 8 und 9 in einer anderen Perspektive.
Eine Gliederkette, konzipiert als Fördererkette zur Verwendung im Bergbau, insbesondere als Kratzerfördererkette im untertägigen Kohlebergbau, umfasst eine Wechselfolge von vertikal ausgerichteten Kettengliedern und Horizontalkettengliedern. 1 zeigt in einer Draufsicht ein Horizontalkettenglied 1 einer solchen Gliederkette. Die in 1 gezeigte Ansicht des Horizontalkettengliedes 1 wird als Draufsicht bezeichnet, da diese Ansicht diejenige Ansicht des Horizontalkettengliedes in einer Draufsicht auf eine Fördererkette ist. Es versteht sich, dass ein zwischen zwei Horizontalkettengliedern eingeschaltetes Vertikalkettenglied in einer solchen Draufsicht durch die Ansicht auf die Außenseite seiner Schenkel dargestellt ist. Die beiden parallel zueinander verlaufenden Schenkel 2, 2.1 sind an ihren Enden durch jeweils einen Bogen 3, 3.1 miteinander verbunden. Die Schenkel 2, 2.1 weisen an ihrer von dem Kettengliedinneren 5 weisenden Außenseiten 6, 6.1 jeweils eine mittig angeordnete Taillierung 7, 7.1 auf. Innerhalb jeder Taillierung 7, 7.1, die jeweils in Bezug auf die Mitte der Schenkel 2, 2.1 spiegelsymmetrisch ausgeführt ist, sind jeweils zwei der Längserstreckung des jeweiligen Schenkels 2 bzw. 2.1 folgende Taschen T in die Außenseiten der Schenkel 2 bzw. 2.1 eingearbeitet. Die beiden Taschen T eines Schenkels 2 bzw. 2.1 sind durch einen der Längserstreckung des jeweiligen Schenkels 2 bzw. 2.1 folgenden Steg S voneinander getrennt. Die Taillierung 7, 7.1 mit ihren Taschen T dient bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zum Anschließen eines Kratzers, der sich zwischen zwei in parallel geführten Ketten enthaltenen Horizontalkettengliedern 1 erstreckt. Dabei dient die Taillierung 7, 7.1 um in Transportrichtung des Horizontalkettengliedes 1 mit dem Kratzer einen Formschluss herzustellen.
Das Horizontalkettenglied 1 ist bezüglich seiner Mittenebene 4 spiegelsymmetrisch. Daher genügt für die Beschreibung des Bogens 3 die Beschreibung einer seiner Bogenhälften. Nachstehend ist die in 1 gezeigte untere Bogenhälfte des Bogens 3 näher beschrieben. Der Bogen 3.1 ist identisch zu dem Bogen 3 aufgebaut. Der Bogen 3 ist, wie aus der Seitenansicht der 1 erkennbar, in Richtung zur Mittenebene 4 hin pfeilförmig ausgebildet. Erreicht wird dieses dadurch, dass die von dem Kettengliedinneren 5 in Längserstreckung des Horizontalkettengliedes 1 weisende Außenseite des Bogens 3 bzw. seiner Bogenhälften jeweils einen geraden Abschnitt 8, 8.1 aufweist. Die beiden geraden Abschnitte 8, 8.1 der beiden Bogenhälften des Bogens 3 laufen in Richtung zur Mittenebene 4 aufeinander zu und bilden dort eine gerundet ausgeführte Bogenspitze 9 aus. Die Bogenspitze 9 befindet sich innerhalb der Mittenebene 4.
Das Horizontalkettenglied 1 zeigt in seiner Bogenspitze 9, wie durch die Schnittdarstellung der 1a dargestellt, eine Querschnittsflächengeometrie, bei der die quer zur Mittenebene 4 verlaufende Breite – diese definiert den Nenndurchmesser N des Horizontalkettengliedes 1 – kleiner ist als der Durchmesser in Querrichtung zum Nenndurchmesser N. Die zum Kettengliedinneren 5 weisende Krümmung ist in dem Querschnitt der 1a mit einem Radius R ausgeführt, der größer ist als der den Nenndurchmesser definierende Radius (hier: 26 mm). Der Nenndurchmesser des Horizontalkettengliedes beträgt 52 mm; in Querrichtung zum Nenndurchmesser N beträgt der Durchmesser des dargestellten Ausführungsbeispiels der 1a 54 mm.
Das Horizontalkettenglied 1 weist in der betrachteten Bogenhälfte zwei zueinander bezüglich der parallel zu den Seitenflächen des Kettengliedes erstreckenden Mittellängsebene spiegelsymmetrische Bugflächen 10, 10.1 auf (siehe 1a). Die Bugflächen 10, 10.1 grenzen unter Zwischenschaltung eines Übergangsradius winklig an eine an den Außenseiten der Bogenhälfte befindliche Anlagefläche 11 bzw. 11.1. Die beiden Anlageflächen 11, 11.1 sind eben und parallel zueinander. In dem Bereich der Mittenebene 4, dargestellt durch die Schnittdarstellung der 1a, schließt die Bugfläche 10 mit der Anlagefläche 11 einen Winkel von 60 Grad ein. Mithin schließt die durch die Bugflächen 10, 10.1 gebildete Kante 12 einen Winkel von 120 Grad ein. In den für eine Krafteinleitung in das Horizontalkettenglied 1 relevanten Bugflächen 10, 10.1 innerhalb des jeweiligen geraden Abschnittes 8 bzw. 8.1 schließen die beiden sich bezüglich der Mittellängsebene gegenüberliegenden Bugflächen 10, 10.1 ebenfalls einen Winkel von 60 Grad ein (vgl. 1c).
Die für eine Krafteinleitung durch einen Zahn eines Kettenrades in das Horizontalkettenglied 1 wirksamen Bugflächen 10, 10.1 befinden sich in einem Abschnitt jeder Bogenhälfte, der sich in der längsaxialen Verlängerung jedes Schenkels 2, 2.1 befindet, und zwar in einem an den zum Innenraum 5 angrenzenden Abschnitt, der sich etwa über zwei Drittel der Höhe eines jeden Schenkels 2, 2.1 erstreckt. In 1 ist die den Innenraum 5 begrenzende Unterseite des Schenkels 2 gestrichelt in der oberen Bogenhälfte des Bogens 3 eingezeichnet. Für die Schubkrafteinleitung sind die im Bereich der Spitze 9 pfeilförmig zusammenlaufenden Bugflächen 10, 10.1 ohne Relevanz, da in diesem Bereich ein Vertikalglied angeordnet ist und daher in diesem Bereich ein Zahn eines Kettenrades nicht angreifen kann. An die für die eigentliche Kraftübertragung vorgesehenen Bugflächen 10, 10.1 schließt sich zu den Schenkeln 2, 2.1 hin ein Übergangsbogenabschnitt an, ausgeführt, damit ein in das Horizontalkettenglied 1 eingehängtes Vertikalkettenglied auch in diesem Abschnitt des Bogens 3, 3.1 hinreichend scharnieren kann.
Die Bugflächen 10, 10.1 sind in jeder Querschnittsbetrachtung gerade und bieten daher in dieser Richtung einen geraden Anlageabschnitt für die Schubflanke eines Kettenrades.
Aus der perspektivischen Ansicht des Horizontalkettengliedes 1 der 2 wird die vorbeschriebene Geometrie nochmals deutlich. Gleiches gilt für die fotorealistischen Wiedergaben des Horizontalkettengliedes 1 in den 3 und 4. Vor allem die Darstellung der 4 zeigt sehr deutlich die durch die winklig aufeinander zulaufenden Bugflächen 10, 10.1 ausgebildete Kante, die gleichzeitig die Lage der Mittellängsebene des Horizontalkettengliedes 1 definiert.
5 zeigt das in eine ausschittsweise dargestellte Stahlgliederkette verbaute Horizontalkettenglied 1 in einer Anordnung, eingreifend in eine Kettengliedtasche 13 eines nur schematisiert und nur ausschnittsweise wiedergegebenen Kettenrades 14. 5 zeigt einen Zahn 15 des Kettenrades 14 in einer Draufsicht. Die Geometrie des Zahnes 15 entspricht in seinen beiden Zahnteilen, die durch eine Aufnahme zur Aufnahme eines Vertikalkettengliedes V voneinander getrennt sind, der Geometrie der Ausbildung des anliegenden Buges des Bogens 3 des Horizontalkettengliedes 1. Somit verfügt der Zahn 15, wobei im Folgenden die Bezugszeichen nur auf den in 5 unteren Zahnhälfte eingetragen sind, über eine Schubflanke 16, die in demselben Winkel zu einer unteren Auflagefläche 17 (s. 6) geneigt ist, wie die Bugflächen 10, 10.1 zu den Anlageflächen 11 bzw. 11.1 des Horizontalkettengliedes 1. Dadurch liegt der betrachtete Bug des Horizontalkettengliedes 3 an der Schubflanke 16 des Zahns 15 über die gesamte diesbezügliche Erstreckung der Schubflanke 16 an. Die Drehrichtung des Kettenrades ist in 5 schematisiert durch die beiden Blockpfeile eingezeichnet. Somit wirken bei drehendem Kettenrad 15 die Schubflanken 16 gegen die Bugflächen 10.1 des Bogens 3.
6 zeigt die Anordnung umfassend das Kettenrad 14 und das Horizontalglied 1 in einem Schnitt etwa entlang der Schnittlinie des Schnittes der 1b. Aus dieser Darstellung ist die winklige Anordnung zwischen der ebenen Auflagefläche 17 des Zahnes 15 zu seiner Schubflanke 16 erkennbar. In dem betrachteten Querschnitt liegt die Bugfläche 10.1 in einem geraden Kontakt an der Schubflanke 16 des Zahnes 15 an. Diese in 6 gezeigte gerade Anlage der Schubflanke 16 des Zahns 15 an der Bugfläche 10.1 setzt sich über die gesamte Quererstreckung der Bugfläche 10.1 fort, zumindest soweit diese an der Schubflanke 16 des Zahnes 15 anliegt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zu dem Kettenglied 1 weisende Zahnflanke mit zwei unterschiedlichen Winkeln geneigt konzipiert. Während die Neigung der Schubflanke 16 der Neigung der Bugfläche 10.1 des Horizontalkettengliedes 1 entspricht, ist der daran angrenzende, in 6 obere Abschnitt des Zahnes 15 mit einem größeren Neigungswinkel ausgeführt. Dieses dient dem Zweck, den Zahn 15 bereits bei relativ geringer Höhe zu einem Abschluss führen zu können und dennoch genügend Spiel für ein Einführen eines Horizontalkettengliedes 1 in eine Kettengliedtasche 13 zu erlauben.
Gemäß einer Ausgestaltung einer Stahlgliederkette mit Horizontalkettengliedern 1 sind die Vertikalkettenglieder als Flachkettenglieder konzipiert, wie dieses nachstehend anhand des in 7 gezeigten Flachkettengliedes 18 beschrieben ist. Der Innenraum des Flachkettengliedes 18 ist durch ein von dem in 7 unteren Schenkel 19.1 nach innen vorspringendes, nasenförmiges Teilungselement 20 in zwei voneinander getrennte Bewegungsräume 21, 21.1 geteilt. Der Abstand des Teilungselementes 20 von der Innenseite des gegenüberliegenden Schenkels 19 ist, wie auch aus 7 erkennbar, kleiner als der Durchmesser der in das Flachkettenglied 18 eingehängten Horizontalkettenglieder 1. Damit ist der Bewegungsraum eines in einen Bewegungsraum 21 bzw. 21.1 eingehängten Horizontalkettengliedes 1 auf diesen Bewegungsraum 21 bzw. 21.1 beschränkt.
Die die Schenkel 19, 19.1 verbindenden Bögen des Flachkettengliedes 18 sind in 7 mit den Bezugszeichen 22, 23 gekennzeichnet. Jeder Bogen 22, 23 besteht aus zwei, sich jeweils über 90 Grad erstreckenden Bogenhälften, die in der Mittenebene 24 – diejenige Ebene, die die Bögen 22, 23 im Querschnitt schneidet – aneinander geführt sind. Die beiden Bogenhälften eines Bogens 22 bzw. 23 sind im Bezug auf die Mittenebene 24 spiegelsymmetrisch zueinander ausgeführt. Zur Charakterisierung des Bogens 22 (gleiches gilt für den Bogen 23) ist daher die Beschreibung einer Bogenhälfte ausreichend. Dieses erfolgt nachstehend anhand der in 7 unteren, an den Schenkel 19.1 grenzenden Hälfte des Bogens 22. In der Mittenebene 24 weist der Bogen 22 eine Querschnittsgeometrie auf, wie diese in dem Querschnitt der 7a wiedergegeben ist. Dieser Querschnitt definiert den Nenndurchmesser des Flachkettengliedes 18. Der Nenndurchmesser ist in 7a mit den Bezugszeichen NF eingetragen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Nenndurchmesser 52 mm. Mithin handelt es sich bei dem Flachkettenglied um ein so genanntes 52'iger-Glied. Der Durchmesser des Bogens 22 in Längsrichtung des Flachkettengliedes 18 und damit quer zu dem Nenndurchmesser NF ist größer als der Nenndurchmesser NF und beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 54 mm. Die zu dem Bewegungsraum 21.1 weisende Krümmung des in 7a dargestellten Querschnittes weist einen Radius RF auf, der größer ist als der den Nenndurchmesser definierende Radius (hier: 26 mm). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Radius RF dem Innenradius der Bogen 3, 3.1 der Horizontalkettenglieder 1. Auch die der zum Bewegungsraum 21.1 weisenden Krümmung gegenüberliegende äußere Krümmung des Bogens 22 weist im Bereich der Mittenebene 24 (siehe 7a) einen Radius auf, der größer ist als der Radius des Nenndurchmessers NF. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außenradius größer als der mit dem Bezugszeichen RF gekennzeichnete Innenradius. An den beiden einander gegenüberliegenden Außenseiten ist der Bogen 22, wie aus der Schnittdarstellung der 7a erkennbar, abgeflacht, wobei diese Seiten abschnittsweise parallel zueinander verlaufen. Durch diese Konzeption und die mit engen Radien ausgeführten Übergänge ist die Querschnittsfläche des Flachkettengliedes 18, verglichen mit der Querschnittsfläche eines Flachkettengliedes mit Bögen mit kreisrunder Querschnittsfläche vergrößert. Zum Vergleich ist in 7a gestrichelt die Querschnittsfläche eines solchen Flachkettengliedes mit kreisrunder Querschnittsfläche im Bereich seines rechten Bogens eingezeichnet.
Das andere Ende der betrachteten Bogenhälfte wird durch den Schnitt der 7g verdeutlicht, der bereits die Querschnittsfläche des Flachkettengliedes im Bereich des Beginns des Schenkels 19.1 zeigt. Diese Schnittdarstellung ist gegenüber den anderen vergrößert wiedergegeben. Der Querschnittsdarstellung der 7g ist zu entnehmen, dass die Höhe H des Schenkels 19.1 deutlich kleiner ist als die Breite Bs des Schenkels 19.1. Die maximale Breite Bs des Schenkels 19.1 ist außermittig zur Außenseite des Schenkels 19.1 hin versetzt angeordnet, was zur Erhöhung der Bruchfestigkeit beiträgt. Die Geometrie der Querschnittsfläche des Schenkels 19.1 ist mit Ausnahme des Bereichs des Teilungselementes 20 als trogförmig bzw. angenähert halbkreisförmig anzusprechen. Die Querschnittsfläche des Schenkels 19 ist ebenso ausgeführt wie der Schenkel 19.1. Die Schnittdarstellung der 7g macht deutlich, dass das Flachkettenglied 18 im Bereich seiner Schenkel 19, 19.1 seine maximale Bereite und im Bereich der Mittenebene 24, repräsentiert durch den Schnitt gemäß 7a, seine geringste Breite aufweist. Zwischen den unterschiedlichen Breiten des Flachkettengliedes 18 im Bereich seiner Schenkel 19, 19.1 und im Bereich der Mittenebene 24 besteht eine stetige Breitenabnahme im Bereich der Bögen 22, 23. Die diesbezüglich sich ausbildende Taillierung, deren Zentrum die Mittenebene 24 bildet, ist in 7g gut erkennbar.
7b bis 7f zeigen in umgekehrter Nummerierung, ausgehend von der 7g die den Querschnittbereich der Schenkel 19, 19.1 zeigt, wie sich die Querschnittsform und Querschnittsfläche in dieser Bogenhälfte des Bogens 22 zur Mittenebene 24, repräsentiert durch die Schnittdarstellung der 7a, hin ändert und die Ausbauchung A des Schenkels 19.1 gegenüber dem durch die Breite in der Mittenebene 24 definierten Nenndurchmesser NF in Richtung zur Mittenebene 24 stetig abnimmt. Im Zuge dieser Änderung in der Querschnittsgeometrie kehren sich die Verhältnisse zwischen der Breite und dem quer dazu verlaufenden Durchmesser in 7g – durch die Höhe H wiedergegeben – ausgehend von dem Ende des Schenkels 19.1 bzw. dem Anfang des Bogens 22 in Richtung zur Mittenebene 24 hin um. Während an dem Bogenanfang (siehe Schnittdarstellung 7g) das Flachkettenglied 18 seine größte Breite und seinen dazu quer angeordneten geringsten Durchmesser (hier die Höhe H) aufweist, sind diese Verhältnisse im Bereich der Mittenebene 24 (siehe 7a) umgekehrt. Hier ist die Breite – der Nenndurchmesser NF des Flachkettengliedes 18 – kleiner als der Durchmesser des Bogens 22 quer zum Nenndurchmesser.
Die einzelnen Querschnittsdarstellungen der 7 (7a bis 7g) sind jeweils in einem Winkelabstand von 15 Grad über die Bogenhälfte angeordnet. Bei den dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt des Bogens 22, durch den der Nenndurchmesser N des Flachkettengliedes 18 definiert ist, durch die Mittenebene 24 quasi als Linie ausgeführt. Die beiden den Bogen 22 bildenden Bogenhälften verjüngen sich hinsichtlich ihrer Breite ausgehend von dem jeweiligen Schenkel 19 bzw. 19.1 stetig zur Mittenebene 24 hin, an welcher Stelle die kleinste Breite des Flachkettengliedes 18 angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Rate der Abnahme der Breite in einem an die Mittenebene 24 grenzenden Bogenabschnitt ebenfalls abnimmt. Hierdurch ist die in 7g asymptotische Geometrie der Ausbauchung – dort mit A bezeichnet – erkennbar. Gestrichelt ist in den 7a und 7g der Nenndurchmesser des Flachkettengliedes 18 in die Schenkel 19, 19.1 hinein projiziert. Dieses verdeutlicht das Maß der beidseitigen Ausbauchung A.
Der vorstehend anhand der 7a beschriebene Krümmungsradius R bleibt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa über 60 Grad in jeder Bogenhälfte erhalten, bevor dieser in Richtung zu dem Schenkel 19.1 größer wird. Dieses gewährleistet ein gleich bleibendes Scharnierverhalten zwischen dem Flachkettenglied 18 und dem bzw. den darin eingehängten Horizontalkettengliedern 1.
8 zeigt in einer Darstellung entsprechend der Darstellung des Horizontalkettengliedes 1 in den 1, 1a–1c ein weiteres Horizontalkettenglied 1.1. Das Horizontalkettenglied 1.1 ist hinsichtlich seiner Merkmale ebenso konzipiert wie das Horizontalkettenglied 1 der vorangegangenen Figuren, weshalb die diesbezüglichen Ausführungen gleichfalls für das Horizontalkettenglied 1.1 gelten.
Das Horizontalkettenglied 1.1 unterscheidet sich von dem Horizontalkettenglied 1 durch seine Geometrie. In einer Draufsicht entspricht die Kontur des Horizontalkettengliedes gleichen Nenndurchmessers 1.1 fast vollständig der Kontur eines Norm-Rundstahlhorizontalkettengliedes gleichen Nenndurchmessers, wobei im Zusammenhang dieser Ausführungen die DIN 22252 als diesbezügliche Norm einschlägig ist. Strenggenommen liegt die Außenkontur des Horizontalkettengliedes 1.1 im Bereich seiner Bögen innerhalb der Außenkontur eines Horizontalkettengliedes gemäß der vorgenannten DIN-Vorschrift. Damit weist das Horizontalkettenglied 1.1 in Längsrichtung Rundbogenaußenseiten auf, die in der Seitenansicht der Kontur eines Horizontalkettengliedes gemäß der genannten Norm weitestgehend entsprechen. Dieses gewährleistet eine besonders gute Scharnierbarkeit eines in das Horizontalkettenglied 1.1 eingehängten Vertikalkettengliedes.
Die Anlageflächen 11.2, 11.3 sowie die Bugflächen 10.2, 10.3 sind in die 8 eingezeichnet und besonders gut in den Schnittdarstellungen der
8a–8d erkennbar. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Bugflächen 10.2, 10.3 ausgehend von der Mittenebene in Richtung zur Außenseite der Schenkel hin in einem Abschnitt der Bogenhälften, in der die Längserstreckung der angrenzenden Schenkel hinein projiziert ist, und zwar ebenfalls in dem den Innenraum näheren Abschnitt der Schenkel in Bezug auf ihre Höhe.
Die Schnittdarstellungen der 8a–8g sind jeweils in einem Winkelabstand von 15 Grad aus der unteren rechten Bogenhälfte der 8 entnommen.
9 zeigt das Horizontalkettenglied 1.1 in einer perspektivischen Ansicht.
Von Besonderheit bei dem Horizontalkettenglied 1.1 ist, dass die Innenseite der Bögen sowie die daran angrenzenden Innenseiten der die Bögen verbindenden Schenkel über den Innenumfang gesehen eine gleiche Krümmung im jeweiligen Querschnitt aufweisen. Auch hierin liegt die besonders gute Scharnierbarkeit dieses Horizontalkettengliedes 1.1 mit einem darin eingehängten Vertikalkettenglied begründet. Die besondere Gestaltung des Horizontalkettengliedes 1.1 wird zudem durch die fotorealistischen perspektivischen Darstellungen der 10 und 11 deutlich.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen, die Erfindung verwirklichen zu können, ohne dass dieses jedoch im einzelnen im Rahmen dieser Ausführungen ausgeführt werden müsste. Derartige Ausgestaltungen zählen ebenfalls zum Offenbarungsgehalt dieser Ausführungen.
Bezugszeichenliste

1, 1.1: Horizontalkettenglied
2, 2.1: Schenkel
3, 3.1: Bogen
4: Mittenebene
5: Innenraum
6, 6.1: Außenseite
7, 7.1: Taillierung
8: Gerader Abschnitt
9: Bogenspitze
10, 10.1, 10.2, 10.3: Bugfläche
11, 11.1, 11.2, 11.3: Anlagefläche
12: Kante
13: Kettengliedaufnahme
14: Kettenrad
15: Zahn
16: Schubflanke
17: Auflageflanke
18: Flachkettenglied
19, 19.1: Schenkel
20: Teilungselement
21, 21.1: Bewegungsraum
22: Bogen
23: Bogen
24: Mittenebene
A: Ausbauchung
B_S: Schenkelbreite
H: Schenkelhöhe
N: Nenndurchmesser
N_F: Nenndurchmesser
R: Radius
R_F: Radius
S: Steg
T: Tasche
V: Vertikalkettenglied

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4124788 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm DIN 22252 [0010]
DIN 22252 [0042]

Claims

Horizontalkettenglied für eine mittels eines Kettenrades (14) antreibbare Gliederkette, insbesondere eine Fördererkette, dessen die beiden Schenkel (2, 2.1) verbindende Bögen (3, 3.1) zumindest bereichsweise in ihren Bogenhälften ebene Anlagefläche (11, 11.1; 11.2, 11.3) an den beiden, einander bezüglich der Mittellängsebene des Kettengliedes (1; 1.1) gegenüberliegenden Seiten aufweisen und mit im Querschnitt in Längsrichtung des Kettengliedes (1; 1.1) pfeilförmig aufeinander zulaufenden Bugflächen (10, 10.1; 10.2, 10.3) ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Bugflächen (10, 10.1; 10.2, 10.3) in einer Querschnittsbetrachtung einen geraden Anlageabschnitt zur Anlage an der Schubflanke (16) des Zahns (15) eines Kettenrades (14) aufweisen.
Horizontalkettenglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die durch die Anordnung der Bugflächen (10, 10.1; 10.2, 10.3) gebildete pfeilförmige Ausgestaltung der in Längsrichtung weisenden Seiten mit geradem Anlageabschnitt der Bogenhälften im Wesentlichen über die gesamte Bogenhälfte erstreckt.
Horizontalkettenglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die durch die Anordnung der Bugflächen (10, 10.1; 10.2, 10.3) gebildete pfeilförmige Ausgestaltung der Bogenhälften im Wesentlichen in der in die Bögen projizierten Fortsetzung der an den von dem Kettenglied eingeschlossenen Innenraum grenzenden inneren Schenkelabschnitte beschränkt befindet.
Horizontalkettenglied nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Anlagebereich (11, 11.1; 11.2, 11.3) und die Bugflächen (10, 10.1; 10.2, 10.3) eingeschlossenen Winkel in den Bogenhälften in Richtung zum Schenkel-seitigen Ende der Bugfläche (10, 10.1; 10.2, 10.3) zunimmt.
Horizontalkettenglied nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenglied (1.1) in einer Draufsicht eine Außenkontur und -bemaßung aufweist, die derjenigen eines Norm-Horizontalkettengliedes gleichen Nenndurchmessers entspricht oder innerhalb derselben liegt.
Horizontalkettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kettengliedes (1; 1.1) in dem seinen Nenndurchmesser (N) definierenden Abschnitt im Bereich der Mittenebene (4) in Querrichtung zu dem Nenndurchmesser (N) größer ist als der Nenndurchmesser (N).
Horizontalkettenglied nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Kettengliedes (1; 1.1) im Wesentlich sich über die gesamte Erstreckung der Bögen (3, 3.1) erstreckend größer ist als die dem Nenndurchmesser (N) entsprechende Querschnittsfläche.
Horizontalkettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (2, 2.1) an ihrer Außenseite (6, 6.1) eine in Bezug auf die Mitte ihrer Längserstreckung spiegelsymmetrische Taillierung (7, 7.1) aufweisen.
Horizontalkettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die Außenseiten (6, 6.1) der Schenkel (2, 2.1) jeweils zwei durch einen Steg (S) getrennte, der Längserstreckung folgende Taschen (T), geeignet für einen Kratzeranschluss, eingearbeitet sind.
Stahlgliederkette mit einzelnen, ineinander eingehängten Kettengliedern (1, V), von denen zumindest jedes zweite Kettenglied ein Horizontalkettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ist, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Breite des zumindest einen, in das Horizontalkettenglied (1; 1.1) eingehängten Kettengliedes (V) größer ist als die maximale Schenkelbreite des Horizontalkettengliedes (1; 1.1).
Stahlgliederkette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Breite des zumindest einen in das Horizontalkettenglied (1; 1.1) eingehängten Kettengliedes (V) allein im Maße eines notwendigen Bewegungsspiels zwischen den beiden Kettengliedern (1, V) größer ist als die maximale Schenkelbreite des Horizontalkettengliedes (1; 1.1).
Anordnung umfassend wenigstens ein angetriebenes Kettenrad (14) und eine Stahlgliederkette nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenrad (14) über durch Zähne (15) begrenzte Kettengliedtaschen (13) zur Aufnahme jeweils eines Horizontalkettengliedes (1; 1.1) verfügt, wobei die Kettengliedtaschen (13) einen benachbart zu einem Zahn (15) befindlichen, ebenen Auflagebereich (17) für den Anlagebereich (11, 11.1; 11.2, 11.3) des Bogens (3, 3.1) eines Horizontalkettengliedes (1; 1.1) aufweisen und die Gestaltung der jeweils zu dem Auflagebereich (17) einer Kettengliedtasche (13) in Bewegungsrichtung des Kettenrades (14) weisenden Schubflanke (16) eines Zahns (15) zumindest in einem Flankenabschnitt (16) komplementär zu der Bugfläche (10, 10.1; 10.2, 10.3) des Horizontalkettengliedes (1; 1.1) ist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (15) des Kettenrades (14) angrenzend an den komplementär zu den Bugflächen (10, 10.1; 10.2, 10.3) des Horizontalkettengliedes (1; 1.1) ausgeführten Schubflanken (16) als erstem Flankenabschnitt eines Zahns (15) ein weiter Flankenabschnitt mit einer gegenüber der Schubflanke (16) größeren Neigung vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung Teil eines Kratzerförderers ist.