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Die Erfindung betrifft eine Gliederkette
mit einzelnen, ineinander eingehängten
Kettengliedern, von denen zumindest jedes zweite Kettenglied als Flachkettenglied
ausgebildet ist und bei vertikaler Ausrichtung im Bereich seiner
die Rundungen verbindenden Schenkeln in vertikaler Richtung einen kleineren
Maximaldurchmesser aufweist als in horizontaler Richtung, wobei
der vertikale Durchmesser eines Schenkels kleiner ist als der Durchmesser
eines solchen Kettengliedes im Bereich seiner Rundungen
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Derartige Gliederketten werden als
Fördererketten
zum Betreiben von Kratzerförderern
im untertägigen
Kohlebergbau eingesetzt. Derartige Kratzerförderer bzw. Kettenkratzerförderer können aus
zwei umlaufenden motorisch angetriebenen Fördererketten bestehen, an denen
sich zwischen den Ketten erstreckende und Ketten 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 Kratzerförderketten über eine Förderrinne gezogen, wodurch
der durch die Kratzer geförderte
Abraum, beispielsweise die Kohle abgetragen und transportiert wird.
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Ursprünglich sind die Fördererketten
derartiger Kratzförderer
aus gleichartigen, ineinander eingehängten Rundkettengliedern gebildet
worden. Im Zuge des Einsatzes leistungsfähigerer Antriebe sind auch
die Belastbarkeitsanforderungen an die als Fördererketten eingesetzten Gliederketten
gestiegen. Um diesen Anforderungen zu genügen, sind zunächst Kettenglieder
mit einem größeren Durchmesser
und somit mit einer größeren Querschnittsfläche eingesetzt
worden. Ein Einsatz im Materialdurchmesser größerer Kettenglieder bedingt
jedoch, dass die Außenbreite
der Kettenglieder zunimmt. Auch wenn dieses bei den horizontal liegenden
Kettengliedern zunächst
keine nachteiligen Auswirkungen hat, führt eine Erhöhung des
Materialdurchmessers bei den vertikal orientierten Kettengliedern
zu einer Erhöhung
der Höhe
des Kratzerförderers.
Im Hinblick auf die oftmals beengten Raumverhältnisse im untertägigen Kohleabbau,
insbesondere bei einem Abbau von Flözen geringer Mächtigkeit
ist man jedoch bestrebt, die Höhe
eines Kratzerförderers
möglichst
gering zu halten. Aus diesem Grunde sind als sogenannte Flachketten
bezeichnete Fördererketten
entwickelt worden, bei denen vertikal ausgerichtete Kettenglieder
eingesetzt sind, bei denen die die Rundungen verbindenden Schenkel
in vertikaler Richtung einen gegenüber den Querschnittsachsen
im Bereich der Rundungen in horizontaler Richtung größeren und
in vertikaler Richtung einen kleineren Durchmesser aufweisen. Mithin
weisen die Schenkel derartiger Kettenglieder eine gegenüber der
runden Querschnittsform der Rundungen gestauchte, abgeflachte Querschnittsform
auf. Derartige als Gliederketten dienende Fördererketten sind beispielsweise
aus
DE 32 34 137 C2 oder
DE 197 24 586 C1 bekannt.
Bei einer Konzeption von derartigen Flachketten steht im Vordergrund,
die Querschnittsfläche
eines solchen Flachkettengliedes trotz Abflachung möglichst
nicht zu reduzieren, wobei Abweichungen von etwa 5% – 8% infolge
der Änderung
der Querschnittsform der Schenkel der Flachkettenglieder notwendigerweise in
Kauf genommen werden. Daher war man bestrebt, den Schenkeln Querschnittsformen
zukommen zu lassen, bei denen die Querschnittsfläche gegenüber den Rundungen möglichst
nicht oder nur unwesentlich reduziert ist. Schließlich würde eine übermäßige Reduzierung
der Querschnittsfläche
der Schenkel der durch die Materialdurchmesservergrößerung vorgenommenen
Erhöhung
der Belastbarkeit einer solchen Kette erkennbar zuwiderlaufen.
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Dennoch besteht vor dem aufgezeigten
Hintergrund das Bedürfnis
nach Fördererketten,
die trotz niedriger Bauhöhe
ihrer vertikal orientierten Kettenglieder eine hohe Zugbelastbarkeit
aufweisen bzw. der Wunsch nach einer Fördererkette, bei der die Höhe der vertikal
orientierten Kettenglieder bei gleicher Zugbelastbarkeit weiter
reduziert ist. Mit einer höheren
Zugbelastbarkeit können
größere Tonnagen gefördert werden;
gleichfalls ist es möglich
die Länge der
Förderstrecke
zu erhöhen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine eingangs genannte, gattungsgemäße Gliederkette, insbesondere
zur Verwendung als Fördererkette
im untertägigen
Kohlebergbau dergestalt weiterzubilden, dass diese den vorgenannten
Wünschen
gerecht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
eingangs genannte Gliederkette gelöst, bei der Flachkettenglieder
ein Querschnittsflächenverhältnis zwischen
ihrer Querschnittsfläche
im Bereich der Schenkel und der Querschnittsfläche in den mittleren Bereichen
der Rundungen aufweisen, das größer als 0,55
und kleiner als 0,85 ist.
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Bei dieser Gliederkette, die insbesondere
für einen
Einsatz als Fördererkette
zum Betreiben von Kratzerförderern
geeignet ist, ist die Querschnittsfläche der Schenkel verglichen
mit derjenigen im Bereich der Rundungen im Vergleich zu herkömmlichen Gliederketten
mit Flachkettengliedern mit gleicher Querschnittsfläche im Bereich
der Rundungen nicht unerheblich reduziert. Die Minimierung der Querschnittsfläche im Bereich
der Schenkel kann unmittelbar zur Reduzierung der maximalen Höhe eines solchen
Kettengliedes genutzt werden, die entsprechend reduziert ist. Interessanterweise
und unerwartet hat sich gezeigt, dass diese Flachkettenglieder mit einer
gegenüber
vorbekannten Flachkettengliedern reduzierten Querschnittsfläche im Bereich
der Schenkel dennoch eine höhere
Bruchfestigkeit aufweisen als vorbekannte Flachkettenglieder. Dieses Ergebnis
war überraschend,
da im vorbekannten Stand der Technik zur Erhöhung der Bruchfestigkeit regelmäßig der
Materialdurchmesser und somit die Querschnittsfläche im gesamten Kettenglied
erhöht worden
sind. Die beschriebenen Eigenschaften stellen sich bei Flachkettengliedern
mit und ohne Steg ein. Bei solchen Flachkettengliedern mit einem
Steg befindet sich der Bereich der reduzierten Querschnittsfläche der
Schenkel zwischen dem Steg und den Rundungen.
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Bei dieser Gliederkette ist nicht
nur die Zugbelastbarkeit verglichen mit Gliederketten gleichen Durchmessers
im Bereich der Rundungen erhöht und
entsprechend der Schenkelreduzierung die Höhe dieser vertikal ausgerichteten
Kettenglieder reduziert, sondern die Querschnittsflächenverringerung
der Schenkel gegenüber
den Rundungen hat ferner zur Folge, dass diese Kettenglieder ein
geringeres Gewicht aufweisen. Auch wenn die Gewichtsersparnis bei
einem einzigen Flachkettenglied gegenüber vorbekannten nicht übermäßig groß erscheinen
mag, ist zu berücksichtigen,
dass mit zunehmender Länge
einer solchen Fördererkette
die Gewichtsersparnis sich aufsummiert und letztendlich eine nicht
unbeträchtliche
Größe einnehmen
kann. Folglich kann mit einer solchen Fördererkette bei gleichbleibender
Förderstrecke
und gleichbleibendem Antrieb eine entsprechend größere Fördermenge
bewegt werden, als dies bei Flachketten gleicher Rundungsdimensionierung
aus dem vorbekannten Stand der Technik der Fall war. Umgekehrt betrachtet kann
ausgehend von einer gleichbleibenden Höhe der Flachkettenglieder die
Zugbelastbarkeit dadurch erhöht
werden, dass eine Materialaufdickung ausschließlich im Bereich der Rundungen
der Flachkettenglieder erfolgt.
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Bevorzugt beträgt bei einer solchen Gliederkette
das vorgenannte Querschnittsflächenverhältnis seiner
Flachkettenglieder zwischen 0,6 und 0,7, insbesondere im Bereich
von 0,64 bis 0,69.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass die die Schenkel verbindenden Rundungen der
Flachkettenglieder einer solchen Gliederkette in einem sich über 75 bis
100 Grad erstreckenden Bogen und spiegelsymmetrisch zur Mittellängsebene
eines solchen Kettengliedes angeordneten Bogenabschnitt eine gleiche
Querschnittsform und Querschnittsfläche aufweisen. Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich dieser Bogenabschnitt über etwa
90 Grad. Die Querschnittsform dieses Bogenabschnittes ist zweckmäßigerweise
kreisrund, kann jedoch auch elliptische Formen einnehmen. Bei einer
solchen Ausgestaltung der Rundungen können die darin eingehängten weiteren
Kettenglieder, die beispielsweise als Rundkettenglieder aber auch
als Flachkettenglieder ausgebildet sein können, bestimmungsgemäß Scharnieren, wobei
bei diesem Scharnieren ein über
diesen Bogenabschnitt hinweg gleiche Flächenpressung zwischen den aneinanderliegenden
Kettengliedern gegeben ist. Zum Verhindern eines Verklankens dieser Gliederkette
und zur Erhöhung
der Beweglichkeit sind die Schenkel der Flachkettenglieder nach
innen weisend gerundet, wobei sich die Ebene des horizontalen Maximaldurchmessers
des Schenkels außerhalb
der Mitte zur Außenseite
des Kettengliedes bzw. des Schenkels hin versetzt angeordnet ist.
Die Querschnittsform eines solchen Schenkels weist somit eine an
einen Halbkreis angenäherte
Querschnittsform auf, wobei die Rundung nach innen weisen angeordnet
ist.
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Eine weitere Steigerung der Bruchfestigkeit bei
Anliegen eine Zugkraft kann dadurch erreicht werden, dass sich die
durch den Maximaldurchmesser der Schenkel definierte Ausbauchung
bis in den Bereich der Rundungen hineinerstreckt und sich zweckmäßigerweise
mit nur einem kurzen Übergangsbogenstück an den
Bogenabschnitt gleichbleibender Querschnittsform und Querschnittsfläche der Rundungen
anschließt.
Der Innenradius der Rundungen eines solchen Kettengliedes ist gleichbleibend. Im
Unterschied dazu ist der Außenradius
der Rundung nicht konstant. Im Bereich des Bogenabschnittes der
Rundungen mit gleichbleibender Querschnittsform und Querschnittsfläche ist
bevorzugt auch der Außenradius
konstant. In einem sich daran anschließenden Übergangsabschnitt ist der Außenradius
dagegen deutlich kleiner, wobei kontinuierliche Übergänge zum einen in den Bogenabschnitt
mit gleichbleibender Querschnittsform und Querschnittsfläche und
zum anderen in den Schenkel mit seiner Ausbauchung vorgesehen sind.
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Während
die Bruchfestigkeit einer 48'er Flachkette
gemäß einem
vorbekannten Stand der Technik etwa bei 2.900 bis 3.200 kN liegt,
wird mit einer Flachkette gemäß dieser
Erfindung bei gleicher vertikaler Höhe der Flachkettenglieder wie
bei der 48'er Flachkette
des vorbekannten Standes der Technik jedoch mit einer entsprechend
stärkeren Konzeption
der Rundungen, die einen Durchmesser von 56 mm aufweisen eine Bruchfestigkeit
von über 4.300
kN erreicht.
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Bei der beschriebenen Gliederkette
ist zunächst
vorgesehen, dass nur jedes zweite Kettenglied als Flachkettenglied
ausgebildet ist. Gleichwohl ist es möglich, eine solche Gliederkette
bereitzustellen, die ausschließlich
aus Flachkettenglieder besteht.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren beschrieben. Es zeigen:
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1:
eine Seitenansicht eines Abschnittes einer als Fördererkette für den untertägigen Kohlebergbau
eingesetzten Flachkette,
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2:
eine perspektivische Ansicht eines isolierten Kettengliedes der
Fördererkette
der 1,
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3:
eine Seitenansicht des Flachkettengliedes der 2,
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4a, 4b: eine Stirnseitenansicht
sowie eine Draufsicht auf das Kettenglied der 2,
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5a, 5b: Querschnitte durch das
Kettenglied der 3 entlang
der Schnittlinien A – A
und B – B
der 3,
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6:
eine vergleichende Darstellung des Kettengliedes der 3 mit einem Kettenglied
des vorbekannten Standes der Technik gleichen Rundungsdurchmessers
und
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7a, 7b: Darstellungen eines weiteren Flachkettengliedes.
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Eine als Gliederkette ausgebildete
Fördererkette 1 für einen
Einsatz im untertägigen
Kohlebergbau als Teil eines Kratzerförderers ist als Flachkette ausgebildet
und umfasst horizontal ausgerichtete Kettenglieder 2 sowie
zwischen jeweils zwei Kettengliedern 2 angeordnete vertikal
orientierte Flachkettenglieder 3. Bei den Kettengliedern 2 handelt
es sich um Runddrahtkettenglieder, die nach Einhängen in jeweils zwei Flachkettenglieder 3 verschweißt sind. Die
Flachkettenglieder 3 sind im Wege eines Schmiedeprozesses
hergestellt.
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Ein Flachkettenglied 3 der
Fördererkette 1 ist in 2 in einer perspektivischen
Ansicht isoliert dargestellt. Dieses Flachkettenglied 3 weist
jeweils Rundungen 4, 5 auf, die die beiden Schenkel 6, 7 miteinander
verbinden. Jede Rundung 4, 5 umfasst einen Bogenabschnitt 8,
der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine gleichbleibende kreisrunde Querschnittsform und einen gleichbleibenden
Durchmesser aufweist. Mithin ist in dem Bogenabschnitt 8 der Rundungen 4, 5 die
Querschnittsfläche
konstant. Der Bogenabschnitt 8 erstreckt sich ausgehend
von der Mittel längsebene M (vgl. 3) über jeweils 45 Grad zu dem
angrenzenden Schenkel 6 bzw. 7 hin. Die Schenkel 6, 7 sind
im Querschnitt angenähert
halbkreisförmig
konzipiert (vgl. 5a),
wobei die Achse des maximalen Durchmesser L in horizontaler
Richtung außermittig
und nur wenig unterhalb des äußeren Abschlusses
des Schenkels 6 angeordnet ist. Die Länge des maximalen Durchmessers L ist
größer als diejenige
des maximale Durchmessers N des Schenkels 6 in
vertikaler Richtung. Der maximale Durchmesser L des Schenkels 6 ist
verglichen mit dem Durchmesser des Flachkettengliedes 3 im
Bereich des Bogenabschnittes 8 einer Rundung 4 bzw. 5 größer; der
maximale Durchmesser H eines Schenkels 6, 7 dagegen
kleiner als der Durchmesser im Bereich des Bogenabschnittes 8 einer
Rundung 4, 5. Durch diese Konfigurierung weisen
die Schenkel 6, 7 jeweils eine sich in horizontaler
Richtung erstreckende Ausbauchung A auf, die besonders
in den Ansichten der 4a und 4b erkennbar ist.
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Wesentliches Element bei dem Flachkettenglied 3 ist,
dass die Querschnittsfläche
im Bereich der Schenkel 6, 7 gegenüber der
Querschnittsfläche
im Bereich der Bogenabschnitte 8 der Rundungen 4 bzw. 5 um
einen Faktor von etwa 0,68 reduziert ist. Der Durchmesser des in
den Figuren dargestellten Flachkettengliedes 3 im Bereich
seiner Bogenabschnitte 8 beträgt 56 mm. Folglich beträgt die Querschnittsfläche in diesem
Bereich des Flachkettengliedes 2.570 mm2.
Im Bereich der Schenkel 6, 7 beträgt die Querschnittsfläche aufgrund
der vorbeschriebenen Geometrie und Konfiguration dagegen nur 1.770 mm2.
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Die Ausbauchungen A der
Schenkel 6, 7 erstrecken sich zu den Bogenabschnitten 8 der
Rundungen 4, 5 bis in einem Übergangsbogenabschnitt 9 hinein.
Erst in dem sich über
45 Grad erstreckenden Übergangsabschnitt 9 gehen
die Ausbauchungen A der Schenkel 6, 7 in
den Bogenabschnitt 8 über.
Dabei ist eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der dieser Übergang
auf möglichst
kurzer Strecke statt findet, so dass die Ausbauchungen A mit
ihrem horizontalen Maximaldurchmesser L sich möglichst
weit in den Übergangsbogenabschnitt 9 hinein
erstrecken.
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Der Innenradius Ri des
Flachkettengliedes 2 ist im Bereich der Rundungen 4, 5 gleichbleibend. Der
Außenradius
Ra des Flachkettengliedes 3 ist
im Bereich der Bogenabschnitte 8 grundsätzlich gleichbleibend, während dieser
im Übergangsbogenabschnitt
kleiner ist, um diesen an die Außen seite der Schenkel 6, 7 heranzuführen. Gleichwohl
ist es ebenfalls möglich,
in den äußeren Bereichen
des Bogenabschnittes 8 bereits einen geringeren Außenradius vorzusehen.
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Infolge der vorbeschriebenen und
in den Figuren gezeigten Geometrie des Flachkettengliedes 3 kann
die Fördererkette 1 im
Betrieb insbesondere bei dem Führen
um ein Antriebsrad, dessen Zähne
um die Kettenglieder 2 greifen ungehindert Scharnieren, ohne
dass Spannungsspitzen in das Flachkettenglied 3 induziert
werden. Aufgrund der relativ geringen Ausbauchung A in
horizontaler Richtung ist ein Verklanken bei bestimmungsgemäßem Betrieb
der Fördererkette 1 ausgeschlossen.
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In den Figuren ist eine Fördererkette 1 beschrieben
worden, bei der die Teilung der Kettenglieder 2, 3 gleich
ist. Selbstverständlich
lässt sich
mit den Flachkettengliedern 3 auch eine Gliederkette ausbilden,
deren Kettenglieder eine ungleiche Teilung aufweisen. Beispielsweise
können
die Flachkettenglieder eine kleinere Teilung aufweisen als die Horizontalkettenglieder.
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Die Bruchfestigkeit der Fördererkette 1 liegt bei
etwa 4.300 kN, wobei die Höhe
der Flachkettenglieder 3 (Durchmesser im Bereich der Bogenabschnitte 8 der
Rundungen 4, 5: 56 mm) der Höhe herkömmlicher Flachkettenglieder
einer 48'er Flachkette entspricht.
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6 zeigt
in einer Seitenansicht das Flachkettenglied 3 im Vergleich
zu einem Flachkettenglied 10 gemäß dem vorbekannten Stand der
Technik bei gleichem Durchmesser im Bereich der Rundungen 4, 5.
Diese Gegenüberstellung
macht deutlich, dass die Höhe
der Flachkettenglieder 3 deutlich geringer ist als die
Höhe herkömmlicher
Flachkettenglieder 10 gleichen Materialdurchmessers.
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Die zu dem Flachkettenglied 3 beschriebenen
verbesserten Eigenschaften stellen sich auch ein, wenn dieses Kettenglied
einen die beiden Schenkel 6, 7 verbindenden Steg
aufweist.
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7a zeigt
in einer perspektivischen Ansicht ein weiteres Flachkettenglied 11 für eine Fördererkette.
Das Flachkettenglied 11 ist prinzipiell aufgebaut wie das
vorbeschriebene Flachkettenglied 3 der Fördererkette 1.
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Im Unterschied zu diesem weist das
Flachkettenglied 11 einen die beiden Schenkel 12, 13 verbindenden
Steg 14 auf. Die Rundungen 15, 16 dieses Flachkettengliedes 11 sind
konzipiert wie bei dem Flachkettenglied 3. Der Bereich
der Schenkel 12, 13 mit der gegenüber den
Rundungen 15, 16 reduzierten Querschnittsfläche befindet
sich bei dem Flachkettenglied 11 zwischen den Rundungen 15, 16 und dem
Steg 14, wie dieses aus der Seitenansicht des Flachkettengliedes 11 der 7 erkennbar ist.
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Beschrieben ist die Erfindung anhand
einer für
den untertägigen
Kohlebergbau eingesetzten Fördererkette 1.
Gleichwohl stellen sich die beschriebenen Vorteile auch bei anderen
zugbelasteten Ketten ein, unabhängig,
davon, welchem Anwendungszweck diese dienen. Auch wenn in anderen
Anwendungsbereichen die Höhe
der vertikal orientierten Flachkettenglieder nur eine untergeordnete
Rolle spielen dürfte,
können
auch Gliederketten für
andere Anwendungen ebenfalls von den Vorteilen einer höheren Bruchbelastbarkeit
und dem geringeren Gewicht profitieren. Gerade bei anderen Anwendungsfällen wird
man Gliederketten einsetzen, bei dem jedes Kettenglied als Flachkettenglied – wie zuvor
beschrieben – ausgebildet
ist.
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Bezugszeichenliste
- 1
- Fördererkette
- 2
- Kettenglied
- 3
- Flachkettenglied
- 4
- Rundung
- 5
- Rundung
- 6
- Schenkel
- 7
- Schenkel
- 8
- Bogenabschnitt
- 9
- Übergangsbogenabschnitt
- 10
- Flachkettenglied
- 11
- Flachkettenglied
- 12
- Schenkel
- 13
- Schenkel
- 14
- Steg
- 15
- Rundung
- 16
- Rundung
- A
- Ausbauchung
- L
- maximaler
Durchmesser, horizontal
- H
- maximaler
Durchmesser, vertikal
- M
- Mittellängsebene
- Ra
- Radius,
außen
- Ri
- Radius,
innen