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Die Erfindung betrifft eine Laschenkette mit sich abwechselnden, mittels eines Kettengelenks miteinander verbundenen Innenlaschen und Außenlaschen, die jeweils zwei Öffnungen mit einem Mittenabstand der Teilung T aufweisen.
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Laschenketten gibt es in den verschiedensten Formen und Ausgestaltungsmöglichkeiten. Neben direkt auf den Kettenbolzen angeordneten Innenlaschen sind weitverbreitete Kettenbauarten, die Hülsenkette oder die Rollenkette. Bei einer Hülsenkette besteht ein Ketteninnenglied zumeist aus zwei in parallelem Abstand zueinander angeordneten Innenlaschen und zwei diese miteinander verbindenden Hülsen. Die Hülsen sind in entsprechende Öffnungen in den Innenlaschen eingepresst. Das Kettenaußenglied besteht in aller Regel aus zwei in parallelem Abstand zueinander angeordneten Außenlaschen, und zwei diese miteinander verbindenden Kettenbolzen. Zum Ausbilden eines Kettengelenks erstreckt sich jeweils ein Kettenbolzen des Außenkettengliedes durch die Öffnung einer Hülse des jeweils benachbarten Ketteninnengliedes. Vielfach hat sich in der Technik eine taillierte Form der Außenlaschen und Innenlaschen durchgesetzt. Die Stirnbereiche der Laschen sind zumeist abgerundet, damit zumindest an den Endbereichen eine im Wesentlichen gleichmäßige Materialstärke um einen möglichst großen Umfangsbereich der Öffnungen in den Innenlaschen und Außenlaschen bereitgestellt ist. Laschenketten gibt es in den verschiedensten Größen, wobei insbesondere in der Fördertechnik die größten Kettenbauformen mit den großen Teilungen T anzutreffen sind. Neben der Bruchfestigkeit spielt bei Laschenketten selbstverständlich die Dauerfestigkeit der Laschenkette eine bedeutende Rolle. Insbesondere hinsichtlich dieser Dauerfestigkeit sind Verbesserungen angestrebt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laschenkette der eingangs genannten Art hinsichtlich ihrer Dauerfestigkeit zu verbessern.
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Hierzu ist bei einer Laschenkette der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Übergangsbereich zwischen zumindest dem Rücken und einer Stirnseite einer Innenlasche und/oder einer Außenlasche eine Außenkontur derart aufweist, dass an dieser Außenkontur drei Tangenten anlegbar sind, die die folgenden Bedingungen erfüllen:
- a) Die erste Tangente mit dem der Stirnseite nächsten Berührpunkt eine den Rücken berührende Parallele zur durch die Mittelpunkte der zwei genannten Öffnungen verlaufenden Mittellinie in einem Winkel α schneidet,
- b) die zweite Tangente mit dem der Stirnseite zweitnächsten Berührpunkt die genannte Parallele in einem Winkel α/2 schneidet,
- c) die dritte Tangente mit dem der Stirnseite drittnächsten Berührpunkt die genannte Parallele in einem Winkel α/4 schneidet,
- d) der Abstand der Schnittpunkte der zweiten und der dritten Tangente mit der genannten Parallelen um den Faktor cos(α/2) kleiner ist als der Abstand der Schnittpunkte der ersten und der zweiten Tangente mit der genannten Parallelen, und
- c) der Winkel α in a) bis d) jeweils im Bereich von 40° bis 50°, vorzugsweise 42,5° bis 47,5°, liegt, und der Faktor in d) einen Wert im Bereich von cos 20° bis cos 25°, bevorzugt cos 22° bis cos 23°, aufweist.
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Die in den Punkten a) bis d) genannte Kopplung an den Winkel α wird in c) mit einer individuellen Toleranz für jeweils a), b), c) und/oder d) belegt. Innerhalb dieser Toleranz wird aber immer noch eine beträchtliche Verbesserung sowohl der Bruchkraft der Laschenkette als auch der Dauerfestigkeit erzielt. Die hierdurch vorgegebene Form führt zu einer optimaleren Spannungsverteilung in der Innenlasche oder Außenlasche.
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Die Lasche erhält im Übergangsbereich eine Außenkontur, die von einer Standardlaschenform abweicht, insbesondere wird der Gedanke einer möglichst gleichmäßigen Materialstärkeverteilung auf der Endbereichsseite der jeweiligen Öffnung aufgegeben.
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Ein Optimum lässt sich insbesondere dann erreichen, wenn bei einer Ausführungsform α den Wert von 45° hat und der Faktor in d) einen Wert von cos 22,5° aufweist.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die erste Tangente eine die Stirnseite berührende Senkrechte zu durch die Mittelpunkte der genannten Öffnung verlaufenden Mittellinie in einem Abstand zur Mittellinie schneidet, der dem 0,16-fachen bis 0,26-fachen, bevorzugt dem 0,2-fachen bis 0,22-fachen, und weiter bevorzugt dem 0,205-fachen bis 0,215-fachen der Teilung T entspricht. Je nach Ausgestaltung der Stirnseite wird diese Senkrechte eine Tangente an der Stirnseite sein, die rechtwinklig zur Mittellinie verläuft und somit die größte Längenausdehnung der zugehörigen Außenlasche oder Innenlasche kennzeichnet. Des Weiteren wird durch diesen Schnittpunkt ein nennenswerter Startpunkt für die Außenkonturerstellung vorgegeben, der maßgeblich den weiteren Verlauf der Außenkontur beeinflusst.
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Bevorzugt kann gemäß einer Variante die Kontur des Übergangsbereichs sowohl gerade als auch gekrümmte Bereiche aufweisen. Die Tangentenkonstruktion gibt nur die wesentlichen Eckdaten der Außenkontur vor und würde, wenn sie streng befolgt würde, zu einer relativ eckigen Laschenform führen. Selbstverständlich kann die gesamte Kontur unter Beibehaltung des Konstruktionsprinzips gerundet bzw. abgerundet ausgeführt werden.
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Vorteilhafterweise umfasst die Außenkontur des Übergangsbereichs sowohl gerade als auch gekrümmte Bereiche, sodass die Berührpunkte der Tangenten jeweils in einem geraden Bereich der Außenkontur des Übergangsbereichs liegen und die geraden Bereiche mittels, bevorzugt konvex, gekrümmter Bereiche miteinander verbunden sind.
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Auch die Stirnseite kann entsprechend abgerundet sein und muss nicht zwingend geradlinig verlaufen. Deshalb sieht eine weitere Variante vor, dass der der Stirnseite nächste gerade Bereich mit dem Berührpunkt für die erste Tangente mittels eines konvex gekrümmten Bereichs in die Stirnseite übergeht. Im Extremfall führt dies dazu, dass so gut wie keine Stirnseite mehr vorhanden ist und der gesamte vordere Bereich gekrümmt ausgestaltet wird.
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Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Laschenkette mit sich abwechselnd, mittels eines Kettengelenks miteinander verbundenen Innenlaschen und Außenlaschen, die jeweils zwei Öffnungen mit der Teilung T aufweisen, wobei zumindest der Rücken der Innenlasche und/oder der Außenlasche eine im Wesentlichen zentrische konkavförmige Aussparung aufweist.
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Bei einer solchen gattungsgemäßen Laschenkette wird in gleich wirkender Weise die Dauerfestigkeit dadurch erhöht, dass die Aussparung auf mindestens einer Seite zu einer den Grund der Aussparung schneidenden Senkrechten zur durch die Mittelpunkte der Öffnung verlaufenden Mittellinie eine Außenkontur derart aufweist, dass an diese Außenkontur drei Tangenten anlegbar sind, die die folgenden Bedingungen erfüllen:
- a) Die erste Tangente mit dem zur genannten Senkrechten entferntesten Berührpunkt einen den Grund der Aussparung berührende Parallele zur durch die Mittelpunkte der zwei genannten Öffnungen verlaufenden Mittellinie in einem Winkel α schneidet,
- b) die zweite Tangente mit dem zur genannten Senkrechten zweitentferntesten Berührpunkt die genannte Parallele in einem Winkel α/2 schneidet,
- c) die dritte Tangente mit dem zur genannten Senkrechten drittentferntesten Berührpunkt die genannte Parallele in einem Winkel α/2 schneidet,
- d) der Abstand der Schnittpunkte der zweiten und der dritten Tangente mit der genannten Parallelen um den Faktor cos(α/2) kleiner ist als der Abstand der Schnittpunkte der ersten und der zweiten Tangente mit der genannten Parallelen, und
- c) der Winkel α in a) bis d) jeweils im Bereich von 40° bis 50°, bevorzugt 42,5° bis 47,5°, liegt und der Faktor in d) einen Wert im Bereich von cos 20° bis cos 25°, bevorzugt cos 22° bis cos 23° aufweist.
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Auch hier soll c) die Abhängigkeit von a) bis d) in Form einer umfassenden Toleranz aufbrechen, sodass in a) bis d) jeweils ein anderer Wert für α (ausgewählt aus c)) Anwendung finden kann. Hierdurch soll eine zulässige Toleranz vorgegeben sein.
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Die konkavförmige Aussparung weist zumindest einseitig die vorgegebene Außenkontur auf. Hierbei ist konkavförmig breit zu verstehen. Es kann sich auch um eine Aneinanderreihung von geraden Abschnitten handeln. Die erfindungsgemäß vorgegebene Außenkontur führt zu einer Verbesserung der Dauerfestigkeit und eine leichte Steigerung der Bruchkraft.
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Die Aussparung kann bevorzugt eine relativ große Abmessung aufweisen. Selbstverständlich darf diese eine bestimmte Größe nicht überschreiten. Hierzu ist gemäß einer Variante vorgesehen, dass die größte Breite der Aussparung mindestens dem 4-fachen, bevorzugt mindestens dem 4,5-fachen der größten Tiefe der Aussparung entspricht. Bevorzugt sollte die kleinste Breite jedoch auch dem mindestens 3-fachen der größten Tiefe der Aussparung entsprechen.
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Gemäß einer Variante kann die Außenkontur der Aussparung sowohl gerade als auch gekrümmte Bereiche aufweisen. Es sollen insbesondere scharfe Ecken vermieden werden, die deshalb mit Übergangsradien versehen werden können.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht hierzu vor, dass die Berührpunkte der Tangenten jeweils in einem geraden Bereich der Kontur der Aussparung liegen und die geraden Bereiche mittels, bevorzugt konkav, gekrümmter Bereiche miteinander verbunden sind.
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Bevorzugt kann gemäß einer Variante die Stelle des Rückens mit dem größten Abstand zurgenannten Mittellinie mindestens in einem Abstand zur nächst gelegenen Stirnseite angeordnet sein, der dem 0,45-fachen, bevorzugt dem 0,49-fachen, der Teilung entspricht. Im Gegensatz zu Standardlaschenformen rückt bei dieser Laschenform die höchste Stelle des Rückens näher zum Zentrum der Lasche und ist nicht mehr mittig über der Öffnung angeordnet. Dies führt zu einer Vergleichmäßigung des Spannungsverlaufs.
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Bevorzugt werden die genannten Außenkonturen nicht nur an einer Seite der Lasche vorgesehen. Hierzu ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Innenlaschen und/oder Außenlaschen eine symmetrische Außenkontur zur genannten Mittellinie aufweisen. Dieses ist im Gegensatz zu sehen von z. B. Zahnlaschen, die auf einer Seite eine Zahnform aufweisen. Soll die neue Laschenform insbesondere die Standardlaschenform ersetzen, so empfiehlt sich die genannte symmetrische Außenkontur.
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Des Weiteren können die Innenlaschen und/oder Außenlaschen auch eine zur in a) genannten Senkrechten symmetrische Außenkontur aufweisen. Hierdurch wird, sofern vorhanden, die Aussparung zentriert und symmetrisch zu dieser Mittellinie ausgestaltet.
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Eine weitere Erhöhung der Dauerfestigkeit kann dadurch erzielt werden, dass die Innenlaschen und/oder Außenlaschen aus einem gewalzten Blechmaterial hergestellt sind, wobei die Walzrichtung parallel zu der in a) genannten Mittellinie verläuft.
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Walzrichtung und Spannungsverlauf sind somit aufeinander abgestimmt und ergänzen sich miteinander zur vorteilhaften Erhöhung der Dauerfestigkeit.
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Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Innenlasche oder Außenlasche für eine Laschenkette nach einem der Ansprüche 1 bis 14, die sich dadurch auszeichnen, dass die Innenlasche oder Außenlasche sowohl die Vorgabe für die Innenlasche oder die Außenlasche aus einem der Ansprüche 1 bis 6 als auch aus einem der Ansprüche 7 bis 14 erfüllt. Die Lasche weist somit gleichzeitig die Vorgaben für die Formgebung der Außenkontur des Übergangsbereiches als auch die Vorgaben für die Formgebung der Aussparung auf. Tests haben gezeigt, dass bei Verwendung dieser Vorgaben bei sämtlichen vier Übergangsbereichen und bei der Anwendung bei zwei Aussparungen gegenüber einer Standardlaschenform bei ansonsten gleicher Größe und Bauform eine Steigerung der Bruchkraft um ca. 3 % und eine Erhöhung der Dauerfestigkeit um ca. 20 % erzielt werden konnte.
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Innenlasche,
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2 eine Darstellung der geometrischen Konstruktion eines Übergangsbereichs der Lasche aus 1,
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3 eine Skizze der geometrischen Konstruktion der Aussparung der Lasche aus 1, und
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4 eine erfindungsgemäße Innenlasche mit abgerundeter Außenkontur.
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Die in 1 dargestellte Innenlasche 1 ist Bestandteil einer Hülsenkette. Die Hülsenkette umfasst sich abwechselnde Ketteninnenglieder und Kettenaußenglieder. Jedes Kettenaußenglied besteht aus zwei im parallelen Abstand zueinander angeordneten Außenlaschen und zwei diese miteinander verbindenden Kettenbolzen. Jedes Ketteninnenglied besteht aus zwei parallelen Innenlaschen 1 und diese miteinander verbindenden Hülsen, die in die Öffnungen 2 der Innenlasche 1 eingepresst sind. Die Innenlasche 1 besteht aus einem gewalzten und anschließend gestanzten Stahlblech, wobei die Walzrichtung parallel zur Mittellinie M verläuft. Die Innenlasche 1 ist sowohl symmetrisch zur Mittellinie M als auch symmetrisch zu einer genau in der Mitte der Länge der Innenlasche 1 angeordneten Senkrechten SM ausgebildet. Die Innenlasche 1 weist eine gleichmäßige Dicke auf.
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Die Innenlasche 1 weist an der oberen Kante einen Rücken 3 auf. Aufgrund der Symmetrie ist dieser auch an der unteren Kante vorhanden. Die Rücken 3 weisen jeweils eine mittig in diesem angeordnete Aussparung 4 auf, sodass auf beiden Seiten der Aussparung 4 ein jeweils gerader Teilabschnitt des Rückens 3 vorhanden ist. Des Weiteren weist die Innenlasche 1 an ihren Enden jeweils gerade Stirnseiten 5 auf. Der Mittenabstand der beiden Öffnungen 2 entspricht der Teilung T. Zwischen dem Rücken 3 und den Stirnflächen 5 ist jeweils ein Übergangsbereich 6 vorhanden, der der Innenlasche 1 ihre maßgebliche Endbereichskontur verleiht. Im vorliegenden Fall wird jeder Übergangsbereich 6 von drei geraden Bereichen 7, 8 und 9 gebildet.
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Die Aussparungen 4 werden ebenfalls von aneinander gereihten geraden Bereichen geformt. Jede Hälfte der Aussparung 4 weist die drei geraden Bereiche 10, 11 und 12 auf. Die beiden geraden Bereiche 12 stoßen im Bereich der Senkrechten SM zusammen und formen den tiefsten Punkt, dem Grund G, der Aussparung 4. Aufgrund der Tatsache, dass der Rücken 3 gerade ist und parallel zur Mittellinie M verläuft, erstreckt sich die Stelle des Rückens 3 mit dem größten Abstand zur Mittellinie M über den genannten Rücken 3. Der Abstand AR des Rückens 3 von der Stirnseite 5 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel dem 0,5-fachen der Teilung T (entspricht somit mindestens dem 0,45-fachen, bevorzugt dem 0,49-fachen der Teilung T). Dies gilt aufgrund der Symmetrie für alle Übergangsbereiche 6. Bei einer Teilung von 19.05 mm entspricht der Abstand AR = 9,525 mm.
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Des Weiteren beträgt die größte Breite BA der Aussparung 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel dem 4,25-fachen der größten Tiefe TA der Aussparung 4 (und somit mindestens dem 4-fachen der größten Tiefe TA).
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Anhand der 2 wird nunmehr die Konstruktion eines Übergangsbereichs 6 näher erläutert. Der gerade Bereich 7 ergibt sich durch eine Tangente T1, die in einem Winkel α von 45° zu einer Parallelen P1 verläuft. Die Parallele P1 verläuft parallel zur Mittellinie M. Die Parallele P1 berührt den Rücken 3 bzw. bildet eine Tangente zu diesem. Die Tangente T1 ist so angeordnet, dass sie die Stirnseite 5 in einem Abstand AM schneidet, der dem 0,2-fachen der Teilung T entspricht (und somit dem 0,16-fachen bis 0,26-fachen der Teilung T entspricht). Durch diese Angabe ist der Verlauf des ersten geraden Bereichs 7 genau festgelegt. Der zweite gerade Bereich 8 ergibt sich aufgrund einer Tangente T2, die in einem Winkel α/2 (22,5º) zur Parallelen P1 verläuft. Und der dritte gerade Bereich 9 ergibt sich aufgrund einer Tangente T3, die in einem Winkel α/4 (11,25º) die Parallele P1 schneidet. Die Schnittpunkte mit der Parallelen P1 der einzelnen Tangenten T1, T2 und T3 sind so gewählt, dass der Abstand A2-3 der Schnittpunkte der zweiten Tangente T2 und T3 mit der Parallelen P1 um den Faktor cos(α/2) (0,924) kleiner ist als der Abstand A1-2 der Schnittpunkte der Tangenten T1 und T2 mit der Parallelen P1. Aufgrund dieser Vorgaben ist der genaue Verlauf, d. h. die Außenkontur des Übergangsbereichs 6 festgelegt. Dies gilt in gleicher Weise für sämtliche Übergangsbereiche 6.
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Anhand der 3 wird nunmehr die Konstruktionsweise der Aussparung 4 näher erläutert.
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Aufgrund der Symmetrie der Aussparung genügt es nur auf eine Hälfte detailliert Bezug zu nehmen. Die zweite Hälfte ist spiegelsymmetrisch zur Senkrechten SM ausgebildet. Der erste gerade Bereich 10 wird gebildet durch eine Tangente t1, die in einem Winkel α von 45° eine Parallele P2 schneidet. Die Parallele P2 verläuft parallel zur Mittellinie M und berührt den Grund G der Aussparung 4. Der zweite gerade Bereich 11 wird vorgegeben von einer Tangente t2, die im Winkel α/2 (22,5°) die Parallele P2 schneidet. Der dritte gerade Bereich 12 wird definiert durch die Tangente t3, die die Parallele P2 in einem Winkel α/4 (11,25°) genau am Grund G der Aussparung 4 schneidet. Des Weiteren ist der Abstand a2-3 der Schnittpunkte der Tangenten t2 und t3 mit der Parallelen P2 um den Faktor cos(α/2) (0,924) kleiner als der Abstand a1-2 der Schnittpunkte der Tangenten t1 und t2 mit der Parallelen P2. Aufgrund dieser Konstruktionsvorgabe ist der Verlauf, d. h. die Außenkontur der Aussparung 4, die einen konkavförmigen Verlauf einnimmt, vorgegeben.
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Vorangegangen wurde die Konstruktion des Übergangsbereichs 6 und der Aussparung 4 in idealisierter Weise beschrieben, um die prinzipielle Konstruktion dieser Außenkonturen zu veranschaulichen. Selbstverständlich können die geraden Bereiche 7, 8 und 9 miteinander durch gekrümmte Bereiche verbunden werden, d. h. die Bereiche 7, 8 und 9 mittels konvexer Zwischenbereiche und die Bereiche 10, 11 und 12 mittels konkaver Zwischenbereiche. Es ist auch möglich, eine vollständig gekrümmte Außenkontur zu verwenden, solange an diese Außenkontur in der vorgegebenen Weise die Tangenten T1, T2 und T3 sowie t1, t2 und t3 angelegt werden können.
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Beispielhaft sei nunmehr anhand der 4 auf eine derartig abgerundete Ausführungsform hingewiesen. Nur schwer zu erkennen, wechseln sich hier im Übergangsbereich 6 gerade und gekrümmte Bereiche ab. In ähnlicher Weise geschieht dies bei der Außenkontur der Aussparung 4. Des Weiteren erfolgt auch eine weitere Abrundung des Übergangsbereichs 6 zur Stirnseitig 5 hin, so dass auch dort eckige Übergänge nicht mehr vorhanden sind. Entsprechend kann auch der Rücken 3 abgerundet werden, sodass er nur noch eine einzige höchste Stelle auf jeder Seite der Aussparung 4 vorhanden ist.
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Insgesamt führt diese Konstruktion der Außenkontur zu einem vergleichmäßigteren Spannungsverlauf und im Vergleich zu Standardlaschen zu einer Erhöhung der Dauerfestigkeit und leichte Erhöhung der Bruchkraft.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenlasche
- 2
- Öffnung
- 3
- Rücken
- 4
- Aussparung
- 5
- Stirnseite
- a1-2
- Abstand Schnittpunkte
- a2-3
- Abstand Schnittpunkte
- A1-2
- Abstand Schnittpunkte
- A2-3
- Abstand Schnittpunkte
- AM
- Abstand zur Mittellinie
- AR
- Abstand Rücken
- BA
- Breite Aussparung
- M
- Mittellinie
- P1
- Parallele zur Mittellinie
- P2
- Parallele zur Mittellinie
- SM
- Senkrechte zur Mittellinie
- S
- Senkrechte an der Stirnseite
- TA
- Tiefe Aussparung
- tt1, t2, t3
- Tangente
- T1, T2, T3
- Tangente
- α
- Winkel