-
Die
Erfindung betrifft ein Kettenschloss für Rundstahlketten gemäß den Merkmalen
im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
-
Durch
die
DE 197 43 025
C1 zählt
ein Blockschloss für
Rundstahlketten zum Stand der Technik, das zwei identische Schlosshälften aufweist,
die jeweils einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit einer
geraden Rückenfläche, ebenen
Seitenflächen,
konvex gekrümmten
Stirnflächen
und neben der Mittelquerebene liegende, der mittleren Teilungsebene
zugewandte Aufnahmen für
Rundkettenglieder aufweisen. An einem Ende jeder Schlosshälfte ist
ein Vorsprung mit einer zur benachbarten Stirnfläche vorstehenden Konsole und
am anderen Ende ein Vorsprung mit einer an die Konsolen angepassten Nische
vorgesehen. An dem Vorsprung mit der Nische steht ein Zapfen vor,
der in eine Tasche neben dem Vorsprung mit der Konsole greift. Die
Haupterstreckungsachsen der Konsolen, Nischen, Zapfen und Taschen
verlaufen im Winkel zur Mittelquerebene. Zwischen den Aufnahmen
jeder Schlosshälfte
ist ein Stütznocken
vorgesehen. Bei diesem Blockschloss tragen alle Verzapfungen zur
Aufnahme der Längskräfte bei,
wodurch eine hohe Bruchkraft und eine hohe Lastspielzahl erreicht
wird. Es wurde jedoch festgestellt, dass die jeweils endseitig angeordneten
Spannstifte, die durch Querbohrungen in den Zapfen getrieben sind,
ebenfalls hohen Schubbeanspruchungen unterliegen. Andererseits soll
auf eine Verriegelung an den Enden nicht verzichtet werden, damit
sich die Schlosshälften
im Belastungsfall nicht ohne weiteres aufspreizen können.
-
In
der DE 20 2004 009 459 U1 wird ein Kettenschloss für Stahlgliederketten
mit zwei gleichen, in drehsymmetrischer Anordnung zueinander in Längsrichtung
zusammenfügbaren
Schlossteilen beschrieben, wobei jedes Schlossteil einen Mittenstegansatz
zum Ausbilden eines Mittensteges bei zusammengefügten Schlossteilen umfasst
und wobei die endseitigen Bogenabschnitte jedes Schlossteils jeweils
eines von zwei komplementär
zueinander ausgebildeten Kupplungsgliedern bilden. Die gegenseitige
Verriegelung der Schlosshälften
erfolgt im Bereich des Mittenstegs durch Spannstifte, die in entsprechende
Bohrungen eingesetzt werden. In den Endabschnitten sind jeweils
hinterschnittene Verriegelungsstege ausgebildet, die in eine gegengleich konfigurierte
Tasche der anderen Schlosshälfte
fassen. Durch die Hinterschneidung an den Verriegelungsstegen bzw.
der zur Aufnahme des Verriegelungsstegs vorgesehenen Tasche sind
die Schlosshälften
gegeneinander verriegelt. Der Verriegelungssteg bzw. die Verriegelungstasche übertragen
die an dem Kettenschloss angreifenden Zugkräfte auf die jeweils andere
Schlosshälfte,
so dass den Verriegelungsstegen eine Doppelfunktion zukommt, da
sie gleichzeitig verhindern, dass die Schlosshälften quer zur Längserstreckung
voneinander gelöst
werden können.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kettenschloss für Rundstahlketten
aufzuzeigen, das höher
belastbar ist und insbesondere ein Abscheren der Schlosshälften unter
Last besser verhindert.
-
Die
Erfindung wird durch ein Kettenschloss mit den Merkmalen des Schutzanspruchs
1 gelöst.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Das
erfindungsgemäße Kettenschloss
für Rundstahlketten
weist zwei Schlosshälften
auf, die jeweils einen sich in Längsrichtung
des Kettenschlosses erstreckenden Rückenabschnitt und sich endseitig
daran anschließende
Kuppelabschnitte aufweisen, wobei jeweils einer der Kuppelabschnitte
einen quer zu einer Teilungsebene des Kettenschlosses vorkragenden
Verriegelungszapfen aufweist. Der Verriegelungszapfen weist auf
seiner dem anderen Kuppelabschnitt zugewandten Seite an seinem freien Ende
einen stegartigen, einen sich von Seitenfläche zu Seitenfläche der
Schlosshälfte
erstreckenden, eine Tasche begrenzenden Vorsprung auf, wobei die Tasche
zur Aufnahme eines an die Kontur der Tasche angepassten Gabelstegs
der anderen Schlosshälfte vorgesehen
ist.
-
Wesentlich
bei dem erfindungsgemäßen Kettenschloss
ist, dass die Tasche außen
liegende, den Seitenflächen
zugewandte, im wesentlichen geradlinige Flanken aufweist, wobei
der von den Flanken eingeschlossene Winkel in einem Bereich von 120° bis 150° liegt.
-
Versuche
haben gezeigt, dass die Gestaltung des Vorsprungs bzw. der Flanken
einen wesentlichen Einfluss auf die Belastbarkeit des Kettenschlosses
hat, da der Vorsprung bei sehr starker Belastung unter dem Einfluss
der Querkräfte
abreißen kann.
Sehr kleine Vorsprünge
haben sich ebenso als nachteilig erwiesen wie sehr weit ausladende
Vorsprünge.
Insbesondere haben Versuche gezeigt, dass es nicht erforderlich
ist, die Flanken im wesentlichen parallel zueinander auszugestalten
bzw. im spitzen Winkel zueinander. Vielmehr ist es günstig, wenn
der von den Flanken eingeschlossene Winkel in einem Bereich von
120° bis
150° liegt.
Auch mit dieser Geometrie ist es möglich, hohe Querkräfte aufzunehmen,
wobei der Fertigungsaufwand für
derartig gestaltete Taschen nur geringfügig höher ist als bei Verriegelungszapfen
ohne Taschen.
-
Darüber hinaus
ermöglicht
es die erfindungsgemäße Gestaltung
des Verriegelungszapfens, aufgrund ihrer Fähigkeit hohe Querkräfte aufzunehmen, die
gegenseitige Verriegelung mittels eines Spannstifts in eine Mittenabstützung zwischen
den Rückenabschnitten
der Schlosshälften
zu verlagern. Dadurch entfallen die bislang erforderlichen Querbohrungen
in den endseitigen Kuppelabschnitten und damit auch die durch die
Bohrungen bedingten lokalen Inhomogenitäten im Spannungsverlauf, da
die Inhomogenitäten
letztendlich zu Spannungsspitzen und einem früheren Versagen der Schlosshälften führen können. Im
Bereich des Mittelstegs sind die durch die angeschlagene Rundstahlkette
aufgebrachten Schubspannungen geringer, so dass bei entsprechender
Dimensionierung eine einzige Bohrung mit einem Verriegelungsstift
ausreichend sein kann.
-
Als
besonders zweckmäßig wird
es angesehen, wenn eine Mittenabstützung eine in Längsrichtung
des Kettenschlosses verlaufende Nut und die andere Mittenabstützung eine
in die Nut passende Feder aufweist, wobei Nut und Feder von wenigstens einer
Querbohrung zur Aufnahme eines Verriegelungsstifts durchsetzt sind.
Theoretisch könnten
Nut und Feder im Bereich der Mittenabstützung auch einschenklig konfiguriert
sein, so dass lediglich zwei mittig vorstehende Laschen von einem
Verriegelungsstift durchsetzt sind. Allerdings entstehen bei einer derartigen
Gestaltung höhere
Scherkräfte
im Spannstift als bei einer klassischen Nut-Feder-Anordnung. In
jedem Fall handelt es sich bei den Schlosshälften während des Schmiedens noch um
symmetrische Teile, wobei die Unsymmetrie erst später durch
spanabhebende Bearbeitung entsteht. Die Unsymmetrie ist ausschließlich durch
die Konfiguration der Mittenabstützung
bedingt. Bis auf die Ausgestaltung der Mittenabstützung sind
die Schlosshälften
im Übrigen identisch
konfiguriert.
-
Um
ein Maximum an Querkräften
aufnehmen zu können
bzw. um minimale Biegemomente in den stegartigen Vorsprung des Verriegelungszapfens einzuleiten,
ist vorgesehen, dass der in die Tasche eingreifende Gabelsteg den
Flanken zugewandte Eingriffsflächen
aufweist, die den gleichen Winkel einschließen wie die Flanken der Tasche.
Durch diese aneinander angepasste Konturierung der Tasche und des
Gabelstegs ist die Überlappung
in Querrichtung maximal, was die Belastbarkeit des Kettenschlosses
verbessert.
-
Ein
Vorteil ist auch, dass sich die Flanken der Tasche und die Eingriffsflächen des
Gabelstegs bei miteinander gekoppelten Schlosshälften nicht berühren, sondern
mit Spiel zueinander angeordnet sind. Das heißt, dass über den Verriegelungszapfen
und die Tasche im Normalfall keine durch die Kette aufgebrachten
Längskräfte übertragen
werden. Der Verriegelungszapfen dient einzig und allein zur Aufnahme von
Querkräften,
die z. B. durch die eingebrachten Längskräfte induziert werden.
-
Zur
Aufnahme von Längskräften können an dem
Kettenschloss beliebig konfigurierte Kupplungsflächen vorgesehen sein. Bevorzugt
weist der den Verriegelungszapfen tragende Kuppelabschnitt eine Aufnahme
zur formschlüssigen
Eingliederung eines an die Aufnahme angepassten Nockens der anderen Schlosshälfte auf,
wobei an dem Kettenschloss angreifende Längskräfte über die Nocken und Aufnahmen
in die jeweils andere Schlosshälfte
einleitbar sind. Die Aufnahmen und Nocken liegen daher im Bereich
der Hauptzugrichtung, das heißt
im Bereich der Teilungsebene des Kettenschlosses. Vorteilhaft ist
es, wenn die Haupterstreckungsachsen der Aufnahmen und Nocken in
einem Winkel zur Mittelquerebene des Kettenschlosses stehen. Dabei
ist der Winkel zwischen den Haupterstreckungsachse der Mittelquerebene
so gering bemessen, dass die angestrebte geringe axiale Relativverlagerung
der Schlosshälften
bei der Montage und Demontage eines Blockschlosses nur geringfügig vergrößert wird. Ein
Abgleiten der miteinander in Kontakt stehenden Flächen der
Nocken und Aufnahmen wird durch die Schrägstellung der Nocken und Aufnahmen
relativ zur Mittelquerebene der Schlosshälften vermieden.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigt:
-
1 ein
Kettenschloss im montierten Zustand;
-
2 einen
Schnitt durch das Kettenschloss der 1 entlang
der Linie A-A;
-
3 das
in der 1 untere Kettenschloss in der Seitenansicht;
-
4 das
Blockschloss der 3 in Blickrichtung auf seinen
Rückenabschnitt;
-
5 das
Blockschloss der 3 in Blickrichtung von oben;
-
6 das
in der Bildebene der 1 obere Blockschloss in der
Seitenansicht:
-
7 das
Blockschloss der 6 in der Draufsicht und
-
8 einen
Schnitt entlang der Linie B-B der 6.
-
1 zeigt
ein Kettenschloss 1 mit zwei im wesentlichen L-förmig konfigurierten
Schlosshälften 2, 3,
die jeweils einen sich in Längsrichtung,
das heißt
in Richtung ihrer Teilungsebene TE-TE erstreckende Rückenabschnitte 4, 5 und
sich endseitig daran anschließende
Kuppelabschnitte 6, 7, 8, 9 aufweisen.
-
Die
Rückenabschnitte 4, 5 der
Schlosshälften 2, 3 weisen
Mittenabstützungen 10, 11 auf, über welche
die Rückenabschnitte 4, 5 gegeneinander
abgestützt
sind, so dass eine mittige Einschnürung des Kettenschlosses 1 unter
Zugbelastung verhindert wird. 2 zeigt
die Schnittdarstellung entlang der Linie A-A, das heißt entlang
der Mittelquerebene MQE des Kettenschlosses 1, wobei eine
Feder 12 der in der Bildebene oberen Schlosshälfte 2 in
eine Nut 13 an der Mittenabstützung 11 der unteren Schlosshälfte 3 greift.
Im Bereich der Nut 13 und Feder 12 ist eine Querbohrung 14 angeordnet,
in welche ein Verriegelungsstift 15 in Form eines Spannstiftes
einsetzbar ist.
-
Wesentlich
bei dem erfindungsgemäßen Kettenschloss
ist neben der Ausgestaltung der Mittenabstützung 10, 11 die
Ausgestaltung der Kuppelabschnitte 6, 7, 8, 9. 3 zeigt
in einer Darstellung der unteren Schlosshälfte 3, dass sich
der in der Bildebene rechte Kuppelabschnitt 6 in zwei Höhenbereiche
gliedert. Zum einen ist ein oberhalb der Teilungsebene TE angeordneter
Verriegelungszapfen 16 zu nennen, der sich quer zur Teilungsebene
TE des Kettenschlosses 1 nach oben erstreckt, so dass jede
Schlosshälfte 2, 3 gewissermaßen L-förmig konfiguriert
ist. Der Verriegelungszapfen 16 ist Bestandteil einer endseitigen
Stirnfläche 17 des
Kuppelabschnitts 6, wobei sich sein freies Ende 18 bis
in die Ebene der Rückenfläche 19 des
Rückenabschnitts 4 der
anderen Schlosshälfte 2 erstreckt.
Entsprechend der Kontur der zu verbindenden Kettenglieder sind auch
die Stirnflächen 17 des
Kettenschlosses 1 gerundet ausgeführt.
-
Der
Verriegelungszapfen 16 weist an seinem freien Ende 18 einen
stegartigen, sich von Seitenfläche 20 zu
Seitenfläche 21 (vgl. 4 und 5)
des Kettenschlosses 1 erstreckenden Vorsprung 22,
so dass eine Tasche 23 unterhalb des Vorsprungs 22 begrenzt
wird. Die Tasche 23 ist in 5 mit unterbrochener
Linie eingezeichnet.
-
Zu
dem Kuppelabschnitt 6 zählt
ferner eine Aufnahme 24, die zur formschlüssigen Eingliederung eines
an die Aufnahme 24 angepassten Nockens 25 der
anderen Schlosshälfte
dient. Die Aufnahme 24 und der Nocken 25 dienen
zur Übertragung
von in Längsrichtung,
das heißt
in Richtung der Teilungsebene TE des Kettenschlosses 1 wirkenden
Kräften. Um
ein Herausgleiten des Nockens 25 aus der Aufnahme 24 zu
verhindert, schließt
die Haupterstreckungsachse HA der Aufnahme 24 bzw. die
Haupterstreckungsachse HN des Nockens mit der Mittelquerebene einen
Winkel W ein, der in einem Bereich von 3° bis 7° liegt (3). Der
Verriegelungszapfen 16 mit dem Vorsprung 22 und
der dadurch ausgebildeten Tasche 23 liegt außerhalb
der Hauptlastrichtung, das heißt
außerhalb
der Teilungsebene TE und dient primär zur Aufnahme von Querkräften, die
quer zur Teilungsebene TE wirken. Die Querkräfte werden von dem Vorsprung 22 aufgenommen
sowie von einem an die Tasche 23 angepassten Gabelsteg 26.
-
In 5 ist
zu erkennen, dass die außen
liegenden, den Seitenflächen 20, 21 zugewandten Flanken 27, 28 der
Tasche 23 geradlinig konfiguriert sind, wobei die Flanken 27, 28 einen
Winkel W1 einschließen,
der in einem Bereich von 120° bis
150° liegt.
Der gleiche Winkel W1 findet sich auch an den den Flanken 27, 28 zugewandten
Eingriffsflächen 29, 30 des
Gabelstegs 26 wieder. Der Übergang zwischen den Eingriffsflächen 29, 30 bzw.
den Flanken 27, 28 ist jeweils gerundet ausgeführt.
-
Der
Vorsprung 22 besitzt über
seine gesamte Erstreckung eine konstante Breite B. Dementsprechend
ist er mit einem größeren Radius
versehen als der Übergangsbereich
zwischen den Flanken 27, 28. Auch die Flanken
des Vorsprungs stehen dadurch in dem Winkel W1 zueinander, der dem
Winkel W1 zwischen den Flanken der Tasche 23 entspricht
(5).
-
Die
Breite B des Vorsprungs 22 ist so bemessen, dass ein Nocken 25 unter
Einhaltung des Winkels W (3) schräg an der
Vorderseite des Vorsprungs 22 vorbeigeführt werden kann, so dass der Nocken 25 in
der Zusammenbaulage mit seiner äußeren Kante 31 unterhalb
des Vorsprungs 22 platziert ist. Das heißt, der
Vorsprung 22 erstreckt sich nicht nur über die Tasche 23 hinaus,
sondern ferner auch über
die tiefste Stelle der Aufnahme 24, wie anhand der 5 zu
erkennen lässt.
-
4 zeigt,
dass in der Rückenfläche 19 der Schlosshälfte 3 im
Bereich des Gabelstegs 26 eine Ausbuchtung 32 ausgebildet
ist. Auf diese Weise kann nach Entfernen des Verriegelungszapfens 16 ein
Dorn an den Schlosshälften 2, 3 angesetzt
werden, so dass über
den Dorn Schläge
auf den Verriegelungszapfen 16 ausgeübt werden können, um die Schlosshälften 2, 3 voneinander
zu trennen.
-
Während die
Schlosshälfte 3 der 5 im Bereich
ihrer Mittenabstützung 10 eine
Nut 13 aufweist, die von zwei sich gegenüber liegenden
Laschen gebildet wird, welche von der Querbohrung 14 durchsetzt
werden, weist die zweite Schlosshälfte 2 gemäß den 6 und 7 eine
zentrale Feder 12 an ihrer Mittenabstützung 11 auf.
-
6 macht
deutlich, dass sich die Kuppelabschnitte der Schlosshälfte 2 nicht
von denjenigen der 3 unterscheiden. Daher wurden
für diese Schlosshälfte 2 die
bereits zu den 3 bis 5 eingeführten Bezugszeichen
verwendet. Auf die vorstehende Beschreibung wird Bezug genommen.
-
Aus 8 wird
schließlich
nochmals die besondere Konfiguration der Flanken 27, 28 im
Bereich der Tasche 23 des Verriegelungszapfens 16 deutlich.
-
Die
schraffierten Bereiche in 7 zeigen
einerseits einen Teilschnitt durch den Verriegelungszapfen 16 im
Bereich der Tasche 23 und zum anderen im linken Bildbereich
einen Teilschnitt durch die Aufnahme 35, die zur Eingliederung
eines Kettenglieds dient.
-
- 1
- Kettenschloss
- 2
- Schlosshälfte
- 3
- Schlosshälfte
- 4
- Rückenabschnitt
- 5
- Rückenabschnitt
- 6
- Kuppelabschnitt
- 7
- Kuppelabschnitt
- 8
- Kuppelabschnitt
- 9
- Kuppelabschnitt
- 10
- Mittenabstützung
- 11
- Mittenabstützung
- 12
- Feder
- 13
- Nut
- 14
- Querbohrung
- 15
- Verriegelungsstift
- 16
- Verriegelungszapfen
- 17
- Stirnfläche
- 18
- freies
Ende v. 16
- 19
- Rückenfläche
- 20
- Seitenfläche
- 21
- Seitenfläche
- 22
- Vorsprung
an 16
- 23
- Tasche
- 24
- Aufnahme
- 25
- Nocken
- 26
- Gabelsteg
- 27
- Flanke
- 28
- Flanke
- 29
- Eingriffsfläche
- 30
- Eingriffsfläche
- 31
- Kante
- 32
- Ausbuchtung
- 33
- Lasche
v. 2
- 34
- Lasche
v. 2
- 35
- Aufnahme
- B
- Breite
des Vorsprungs
- HA
- Haupterstreckungsachse
v. 24
- HN
- Haupterstreckungsachse
v. 25
- TE
- Teilungsebene
- MQE
- Mittelquerebene
- W
- Winkel
- W1
- Winkel
zw. 27 u. 28