DE2618305A1

DE2618305A1 - Scharnierbandkette aus rostfreiem stahl

Info

Publication number: DE2618305A1
Application number: DE19762618305
Authority: DE
Inventors: Bernhard Bardossek
Original assignee: Ruberg & Renner; Ruberg & Renner Zweigniederlassung Der Rexnord GmbH; Fried Krupp Huettenwerke AG
Current assignee: Ruberg & Renner Zweigniederlassung Der Rexnord Gmb
Priority date: 1976-04-27
Filing date: 1976-04-27
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE2618305B2; FR2349515A1; DE2618305C3; FR2349515B3; NL7704376A; DK182777A; IT1075598B; GB1543864A

Description

PATENTANWÄLTE

DIpl.-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED· KOWARZlK DipL-lng. G. DANNENBERG ■ Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 β FRANKFUI''7M

TELEFON(CCH)

287014 Ga ESCHENHEIMER STR.39

26.4.1976

Ruberg & Renner

Zweigniederlassung der Rexncrc. GmbH 5800 Hagen / Westfalen

Scharnierbandkette aus rostfreiem Stahl

Die Erfindung betrifft eine Scharnierbandkette aus rostfreiem Stahl.

Anfänglich wurden Scharnierbandketten aus verschiedenen Werkstoffen eingesetzt, die nicht wärmebehandelt waren und daher eine niedrige Bruchlast und Streckgrenze hatten. Auf Grund der im Betrieb auftretenden Belastungsspitzen, die mit zunehmendem Leistungsvermögen der Anlagen immer größer wurden, dehnten sich die Ketten zu schnell und rissen unter Last.

Um diesem Problem abzuhelfen, wurde aus X 20 Cr 13» dem DIN-Werkstoff Nr. 14021, eine vergütete Scharnierbandkette entwickelt. Die relativ hohe Bruchlast von über 10.000 N mit einem günstigen Streckgrenzenverhältnis > 80 % erwies sich dabei als entscheidende Verbesserung, die diesem Produkt zu einer marktführenden Position verhalf. Alternativ dazu wurde für einen gewissen Zeitraum auch eine vergütete Kette aus X 22 Cr Ni 17 nach Werkstoff Nr. 14057 gefertigt,

um bei hoher Bruchlast und Streckgrenze noch eine TO 98 /,δ/0052

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verbesserte Korrosionsbeständigkeit erzielen zu können. Jedoch ließ sich der höhere Kostenfaktor durch Verwendung eines 17 %±gen Chromstahles vergleichsweise zum 13 % Chromstahl nicht vertraten.

Nachdem in de:-i wichtigen Bereichen des Anlagenbaues, insbesondere für Brauereien, Limonaden-, Mineralwasser- und Spirituosenerzeugung, die Stahlgleitleisten durch Kunststoff Führungen ersetzt wurden, verringerte sich auch der Plattenverschleiß entsprechend, so daß unter normalen Betriebsbedingungen ohne extremen Abrieb auf die Forderung nach sehr hoher Oberflächenhärte der Scharnierbandplatten verzichtet werden kennte.

Die mit der Fertigung der vergüteten Scharnierbandketten verbundene Wärmebehandlung verursacht bei 13 %igen Chromstählen nach DIN 17.440 auf Grund der sehr steilen Anlaß-Charakteristik eine relativ große Streuung der Festigkeitswerte, wobei der Streubereich bei der bandvergüteten Ausführung noch stärker ist als bei der Einzelvergütung. Da für die Festigkeit einer Kette immer nur das schwächste Glied ausschlaggebend ist, muß bei der Auslegung aus Sicherheitsgründen darauf Rücksicht genommen werden. Aber es ist außerdem für die Funktion einer Kette nicht die statische Festigkeit, d.h. Bruchlast oder Streckgrenze, maßgebend, sondern das dynamische Festigkeitsverhalten und der Materialverschleiß. Durch eine Wärmebehandlung lassen sich natürlich Bruchlast und Streckgrenze zu hohen Werten treiben, jedoch verringert sich damit gleichzeitig das Arbeitsvermögen des Werkstoffes.

Die Beurteilung einer Kette für die vorgesehenen Einsatzfälle darf daher nicht nach der statischen Festigkeit

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erfolgen, sondern das dynamische Festigkeitsverhalten muß dazu herangezogen werden. Man kann die Werte der statischen Festigkeit bis zum Sprödbereich treiben, jedoch verschlechtert sich dabei die Leistungsfähigeit Cer Kette, wie aur, (i'3n abnehmenden Werten der Zerreißa±-beit deutlich wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugr ande, eine Kette herzustellen, die einen geringen Streubereich in der Festigkeit hat und ein besseres dynamisches Festigkeitsverhaltcn zeigt, ohne dabei vom Kostenvergleich ner unwirtschaftlich zu sein, wobei den Legierungsbestandtcilen des Grundwerkstoffes entsprechend, auch eins gute Korrosionsbeständigkeit gewährleistet sein muß.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Scharnierbandkette gelöst, die sich dadurch kennzeichnet, daß die Glieder der Kette aus einer Legierung auf der Basis von X 20 Cr 13, dem DIN-Werkstoff Nr. 14021, mit einem Nickelzuschlag von 0,9 bis 1,4 % hergestellt und kaltverformt sind. Vorzugsweise beträgt der Nickelzuschlag 1,0 bis 1,1 %,

Aufgrund ihrer Zusammensetzung läßt sich die erfindungsgemäß verwendete Legierung bei guter Zähigkeit auf hohe Festigkeitswerte kalt verformen. Durch die einwandfreie Beherrschung des erforderlichen Abwalzgrades mit sehr engen Toleranzen im Kaltwalzwerk ergibt sich eine geringe Streuung im statischen Festigkeitsbereich, wobei die absoluten Werte an der unteren Grenze der bekannten einzelvergüteten Ausführung liegen.

Weitere Vorteile bieten sich fertigungstechnisch bei dieser Legierung durch die gleichmäßige Formgebung der Augen und Ausschaltung des unvermeidlichen Härteverzuges gegenüber den

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einzeln vergüteten Scharnieren. Dadurch wird auf alle Fälle ein gleichmäßiger, stoßfreier und ruhiger Lauf der Kette im betrieblichen Einsatz gewährleistet. Hervorzuheben sind besonders die Vorteile unter dynamischer Belastung.

Hinsichtlich des dynamischen Belastung.sverhaltens zeigt die neue Legierung gegenüber der einzeln vergüteten Kette und der bandvergüteten Ausführung die weitaus besseren Werte, sowohl in der Dauer- als auch in der Zeitfestigkeit. Das ungünstigste Arbeitsvermögen hat dabei die bandvergütete Ausführung.

Vor Jahren durchgeführte Versuche nxit bandvergüteten Werkstoffen führten zu keinem befriedigenden Ergebnis. Dazu muß erklärend gesagt werden, daß das Bandvergüten ein gezieltes Abkühlverfahren in Verbindung mit dem Walzprozeß ist, wobei die kontrollierte Wärmebehandlung des ganzen Coils gewissen Schwierigkeiten unterliegt, so daß die Gefügeumwandlung und die Festigkeitswerte sehr unterschiedlich ausfallen können.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten Legierung gegenüber den vergüteten Ausführungen ist die gute Korrosionsbeständigkeit durch volle Ausnutzung der Legierungseleraente. Im anderen Falle wird beim Härten der Grundmasse Chrom entzogen und bei der verhältnismäßig, hohen Anlaßtemperatur durch Karbidausscheidung das Korrosionsverhalten vermindert.

Durch die besondere Zusammensetzung nach der Erfindung wurden bei umfangreichen Korrosions- und Säuretests Werte erreicht, die mit wesentlich teureren vergüteten 17 ?iigen Chromstählen gleichzusetzen sind. Diese verbesserte Korrosionsbeständig-709346/0052

keit der Speziallegierung ist auf eine homogene Werkstoffeigenheit zurückzuführen, die auch nicht durch eine elektrolytische Oberflächenveredelung der vergüteten Scharm erbandglieder erreicht v/erden kann. Eino chemische Oberflächenbehandlung kann zwar das optische Aussehen, nich^ eüier die Eigenschaft des Grundwerkstoffes verbessern, da ja die Korrosionsbeständigkeit in erster Linie :.*ur von den vorhandenen Legierungselemenxen abhängt. Bei einer elektrolytischen Oberflächenbehandlung ist nicht auszuschließen, daß Wasserstoff in die Schnittflächen der äußeren Konturen eindringt und dadurch bei sehr hoch gewählten Härtv/erten an den ScharnierLandaugen Spannungsrißkorrosion hervorruft.

Zu den positiven Eigenschaften einer Scharnierbandkette nach der Erfindung gehört auch das Verschleißverhalten, und zwar der Verschleiß in den Gelenken und die sich hieraus ergebende bleibende Längung. Vergleichsversuche zeigten, daß bei den vergüteten Scharnierbandgliedern während der ersten Betriebsstunden trotz optimalen Vorreckens eine höhere Verschleißlängung eintritt, wogegen danach das Verschleißverhalten beider Werkstoffe kontinuierlich gleichmäßig verläuft. Durch die bessere Augengeometrie bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist bis zum Erreichen der zulässigen 3 &Lgen Kettenlängung eine wesentlich längere Betriebsdauer gegeben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen:

Fig. 1 in Draufsicht, Stirnansicht und Seitenansicht eine geradlaufende Scharnierbandkette mit Einfachgelenkausführung ;

Fig. 2 in Draufsicht, Stirnansicht und Seitenansicht eine geradlaufende Scharnierbandkette mit Doppelgelenkausführung ; und

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Fig. 3 in Draufsicht, Ansicht von unten und Seitenansicht eine kurvengängige Scharnierbandkette,

Fig. 1 zeigt eine a '„lßsmßin mit 1 bezeichnete geradlauf ende Scharnierbandkette, von der hier nur zwei Scharnierglieder gezeigt sind, derer.· jedes einen Plattenkörper 3 mit zwei äußeren Scharnieraugen 4 an der einen Querseite und einem zentralen Scharnierauge 5 an der gegenüberliegenden Seite aufweist. Die Scharnierglieder 2 sind in bekannter Weise durch von den Augen aufgenommene Stifte 6 gelenkig verbunden. Außerdem sind in der Stirnansicht zwei durchgehende Gleitleisten 7 und 8 im Querschnitt angedeutet, denen die Randbereiche des Plattenkörpers 3 beiderseits gleitend aufliegen.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Legierung für die Scharnierglieder 2 ergibt neben guter statischer Festigkeit gegenüber den bisher verwendeten Legierungen ein verbessertes dynamisches Festigkeitsverhalten. Weiter wirkt sich das verbesserte Verschleißverhalten der Legierung dahin aus, daß der Abstand 9 zwischen benachbarten Scharnierglie dem 2 sich langsamer verändert. Es tritt also die zulässige Kettenlängung durch allmähliche Vergrößerung des Spaltes 9 als Folge von Verschleiß in den Gelenken erst nach wesentlich längerer Betriebsdauer ein als bei bekannten Ketten dieser Art.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß anstelle der Einfachgelenke/4, 5 hier Doppelgelenke/14, 15 vorgesehen sind. ^mi^ ^AuS^{en mi}* Augen

Schließlich zeigt Fig. 3 die Ausführung von Scharnierglie-709846/0052

dern nach der Erfindung für eine kurvengängige Scharnierbandkette, die insgesamt mit 21 bezeichnet ist. Dabei sind die einzelnen Scharnierglieder 22 nicht nur senkrecht zur, sondern auch in der ^eichenebene, entsprechend der Ebene dar Plattenkörper 3, gegencinander verschwenkbar. Hierfür ist in an sich bekannter Weise, wie in Fig. 3 Mitte angedeutet, das zentrale Scharnierauge 25 so ausgebildet, daß es den Stift 6 gelenkförmig aufnimmt. Zwei seitliche Gleitleisten legen den gewünschten Kurvenweg iest entsprechend den Leisten 7 und 8 der Ausführungsforn; nach Fig. 1 und 2. An sich bekannte Führungsschuhe 27 bzw. 28 sind starr an der Unterseite der Plattenkörper 3 befestigt. Auch hierbei wirken sich die Festigkeitseigenschaften der verwendeten Legierung vorteilhaft auf den Verschleifj und damit die Änderung der Spalte 29 zwischen benachbarten Scharniergliedern 22 aus.

Die gezeigten Ausführungsformen sind nur beispielhaft für nach der Erfindung herstellbar Scharnierbandketten in geradlaufender und kurvengängiger Ausführung, obwohl die Erfindung gegebenenfalls auch für andere Kettenausfülirungen mit Vorteil Anwendung finden kann.

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Leerseite

Claims

Ansprüche :

Scharnierbandkette aus rostfreiem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (2,;12,22) der Kette (1,11;21) aus einer Legierung auf der Basis von X 20 Cr 135, dem DIN-Werkstoff Kr. 14021, mit einem Nickelzuschlag von 0,9 bis 1,4 % hergestellt and kaltverformt sird.
2. Scharnierbandkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelzuschlag 1,0 bis 1,1 % beträgt.
3. Scharnierbandkette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenglieder (2,12;22) aus einer in weichgeglühtem Zustand kaltgewalzten Legierung geformt sind.
4. Scharnierbandkette nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (2j12) in an sich bekannter Weise geradlaufend geformt sind.
5. Scharnierbandkette nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glieder (22) in an sich bekannter Weise kurvengängig geformt sind.

- Anspruch 6 709846/0052
6. Verwendung einer Stahllegierung auf der Basis von X 20 Cr 13, dem DIN-Werkstoff Nr. 14021, Lit einem Nickelzuschlag von 0,9 bis 1,4 %, vorzugsweise 1,0 1,1 %_t i'ür Scharnierbandketten.

Dannenberg

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