DE2656951A1

DE2656951A1 - Verbindungselement

Info

Publication number: DE2656951A1
Application number: DE19762656951
Authority: DE
Inventors: Kenneth D Schreyer
Original assignee: Columbus McKinnon Corp
Current assignee: Columbus McKinnon Corp
Priority date: 1975-12-18
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1977-06-30
Also published as: CA1035583A; AU2043176A; AU506532B2; JPS5276561A; FR2335751A1; GB1501320A; ZA766848B; ES234172U; ES234172Y

Description

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Columbus McKinnon Corporation, Tonawanda, N.Y., USA

Verbindungselement

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für Ketten, Kettenteile o. dgl. untereinander oder mit Zubehör.

Gelenkige Verbindungselemente können an Montagestellen sowie in Betrieben verwendet werden, wenn Ketten von kurzer Länge miteinander verbunden und/oder Ketten und Zubehör o. dgl. aneinander angeschlossen sowie/oder gebrochene Ketten und ähnliches repariert werden sollen. Verbindungselemente dieser Art finden eine Anwendung z.B. zur Verbindung kürzerer Ketten zu einer längeren, zur Befestigung von Haken und Ösen oder von weiterem Zubehör, zum Aufhängen von Tragketten u.dgl. Auch überall dort, wo Ketten unter in der Industrie üblichen, typischen Arbeitsbedingungen verwendet werden, und der Abnutzung sowie der Belastung durch Zugbeanspruchungen ausgesetzt sind, kommt es von Zeit zu Zeit infolge der Abnutzung bzw. Überbelastung zum Bruch einzelner Kettenglieder. In solchen Fällen werden Kettenverbindungselememte zur Verbindung der Enden beider Kettenteile, die immer noch zu nutzen sind, verwendet.

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Es sind bereits verschiedene Verbindungselemente für diese Zwecke vorgeschlagen worden, wie z.B. aus den US-PSen 3 104 519» 3 373 560, 3 453 822 und 3 846 978 bekannt ist. Solche, den Stand der Technik bildende Verbindungselemente sind typisch in der Form von Metallschmiedestücken konstruiert worden, so wie es auch die herkömmlichen geschmiedeten Kettenglieder sind, mit denen sie verbunden werden sollen. Es soll auch darauf hingewiesen werden, dass Teile von Verbindungsgliedern früher auch aus Blechstreifen gestanzt wurden, wie beispielsweise in der US-PS 2 406 712 gezeigt ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsglied zu schaffen, welches eine ausreichende Festigkeit und Lebensdauer aufweist, jedoch gegenüber den bekannten Typen mit weniger Aufwand herstellbar ist und ein geringeres Gewicht hat.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ein Ketten-Verbindungselement der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, welches zwei im wesentlichen U-förmige Bauteile mit je einem gewölbten Mittelabschnitt, an dessen beiden Enden sich parallele, mit querverlaufenden und miteinander fluchtenden öffnungen versehene Schenkel erstrecken, sowie einen beide Bauteile scharnierartig verbindenden, in die öffnungen der Schenkel einschiebbaren Verbindungsbolzen umfasst, dass jedes Bauteil aus mindestens zwei in Lagen aufeinander liegenden, aus Bandmaterial geformten Gliedern besteht, von denen jeweils das innere Glied und das äussere Glied formschlüssig ineinandergreifen und dass die gewölbten ineinandergreifenden Mittelabschnitte von etwa U-förmigem querschnitt und unter Belastung verformbar sind.

Wenn das Verbindungselement gemäss der Erfindung unter Belastung arbeitet, verstellen sich seine, die Last tragenden Teile zu-

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einander entsprechend der Anordnung der lasttragenden Geräte, an die es angeschlossen ist. Verglichen also mit den herkömmlichen Verbindungselementen, meidet das erfindungsgemässe Verbindungselement eine Übertragung von Spannungskonzentrationen auf das Anschlussgerät sowie auch auf seine eigene Konstruktion.

Wenn die in üebrauchssbellung aussen liegenden gelochten Schenkel der Glieder in Querrichtung mit einer äusseren Flanschumrandung zum Schutz der Aussenenden des Verbindungsbolzens versehen sind, wird erreicht, dass bei zufälligem seitlichen Anschlag der Bolzen nicht herausgeschlagen wird und sich die Verbindung nicht etwa von selbst löst.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Figur 1 eine unterteilte perspektivische Ansicht einer Vielzahl von typischen Anwendungsbeispielen des Verbindungselementes gemäss der Erfindung im Zusammenhang mit üblichen Vorrichtungen für lastenübertragende Ketten;

Figur 2 eine Vorderansicht mit Teilschnitt der Konstruktion des erfindungsgemässen Verbindungselementes in vergrossertem Massstab;

Figur 3 eine Seitenansicht desselben;

Figur 4 einen Längsschnitt nach Line 4-4 in Figur 2;

Figur 5 einen Teilschnitt ähnlich einem Teil in Figur 2, allerdings einer anderen Ausführungsform der Konstruktion des Verbindungselementes;

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Figur 6 eine Vorderansicht ähnlich Figur 2, allerdings einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemassen Verbindungselemente s;

Figur 7 eine Seitenansicht der Konstruktion nach Figur 6; Figur 8 einen Teilschnitt, nach Linie 8-8 in Figur 6;

Figur 9 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, die den Figuren 2 und 6 ähneln;

Figur 10 eine Teilansicht mit Teilschnitt nach Linie 10-10 in Figur 9 und

Figur 11 eine Teilansicht mit einem Teilschnitt nach Linie 11-11 in Figur 9.

Wie an dem aus Figur 1 bis 5 ersichtlichen Beispiel gezeigt, umfasst das Verbindungselement zwei gleichförmige, insgesamt mit 10 und 12 bezeichnete Verbindungshälften oder Bauteile, die miteinander durch einen Bolzen 14- verbunden sind. Wie ersichtlich, umfassen beide Bauteile zwei identische, ineinandergreifende, im wesentlichen U-förmige, bügel- oder streifenähnliche Glieder 16, 18 (Figur 2). Mit ihren gewölbten Mittelabschnitten 20, 22 weisen sie komplementäre U-förmige querschnitte auf (Figur 3, 4). Ihre Schenkel dagegen schliessen in der Form von flachen, parallel angeordneten Üsenteilen 24, 26 (Figur 2) ab. Die Ösenteile 24, 26 sind mit Öffnungen zur Aufnahme des Bolzens 14 versehen, wodurch die Montage ermöglicht ist, wie noch eingehender beschrieben wird.

Wie mit 28 bezeichnet, ist das Ösenteil 24 der Glieder 16-16 an der äussersten Seite umfänglich mit einem Flansch versehen, der rundum das durchragende Ende des Bolzens 14 abgrenzt und

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so diesen vor der Gefahr schützt, z.B. durch zufällige Stösse aus seiner Lage herausgeschlagen zu werden. Der Bolzen kann in seiner richtigen Lage beispielsweise durch eine Sperrbüchse 30 gehalten werden, wobei der Bolzen mit einer Einkerbung 33 versehen sein kann, so dass er beim Durchstecken durch die Sperrbüchse 30 in dieser gegen zufälliges Lösen festgehalten wird Cs. US-PS 2 972 223). Es kann jedoch jede andere Vorrichtung zum Festhalten des Bolzens 14- in seiner Lage angewendet werden.

Obwohl die Zeichnung eine Ausführungsform des erfindungsgemassen Verbindungselementes mit lediglich einem Paar ineinandergreifender Glieder zeigt, liegt es auf der Hand, dass jede andere bevorzugte Anzahl von ineinandergelagerten Gliedern ebenfalls verwendet werden kann. Die Substanz der Erfindung liegt darin, jede Hälfte (Bauteil) des Verbindungselementes derart auszuführen, dass sie (es) im wesentlichen aus zwei in Lagen aufeinanderliegenden, aus Bandmaterial geformten Gliedern besteht, die (hauptsächlich an den bogenförmigen Abschnitten) eine U-Form sowohl in der Ansicht als auch im Schnitt aufweisen und die an den 3ogenabschnitten in einer komplementären Anordnung ineinandergreifend gelagert sind. Vorzugsweise sind diese Glieder aus einem einigermassen verformbaren Flachmaterial von hoher Zugfestigkeit hergestellt. In besonderen Fällen werden die gegebenen Vorbedingungen die Verwendung von Stahl o. dgl. anstatt eines lagerüblichen Materials bedingen, es soll allerdings als dahingestellt gelten, dass für die Vorrichtung gemäss der Erfindung auch lagerübliche Kunststoffe u. dgl. verwendet werden können. Die erfindungsgemässe Anordnung hat die Eigenschaft, dass sich die gewölbten Mittelabschnitte der einzelnen geschichteten Glieder bei äusserst mannigfaltigen Arbeitslastbeüingungen immer in einer zusammenwirkenden Anordnung einstellen können, so dass die Aufteilung der durch die Belastung hervorgerufenen Zugspannung und Scher-

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kräfte im ganzen Aufbau des Verbindungselementes ausgeglichen wird.

Bei näherer Betrachtung ist zu erkennen, dass sich die Spannungskonzentrationen in den Bogenabschnitten des Elementes durch die Fähigkeit seiner Teile auf verbesserte Weise sich anordnungsgemäss der Form der anzuschliessenden Lastübertragungsvorrichtungen anzupassen, auf das Mindestmass verringern lassen können.Eine solche individuelle Anpassung von Fall zu Fall ist für eine gleichmässige Aufteilung der Kraft über die ganze Konstruktion bewerkstelligt, wobei für die Konstruktion des Verbindungselementes gemäss der Erfindung weniger Metall (geringeres Gewicht) benötigt wird, um den Sicherheitsvorschriften zu entsprechen, als es bei den herkömmlichen Vorrichtungen möglich war. Gemäss den Leistungskennlinien wirkt das erfindungsgemässe Verbindungselement so, dass es auch die Spannungskonzentrationen an verschiedenen Teilen der Lastübertragungsvorrichtungen, an die es angeschlossen wird, zu deren Vorteil verringert.

Da die ineinandergreifenden ösenteile 24, 26 des erfindungsgemässen Elementes darüberhinaus getrennt sind und in abwechselnder Reihenfolge lediglich Bruchteile der gesamten Betriebs— lasten auf den Bolzen 1Λ aufbringen, hat dieser an beliebiger ^uerschnittsstelle nur wesentlich kleinere Scherkräfte aufzunehmen verglichen mit den Scherfestigkeitsbedingungen bei entsprechenden Bolzen der bekannten Verbindungseinrichtungen.

Dadurch dass die inneren halbschalenförmigen Glieder üblicherweise bei Belastung die anfänglichen Zugspannungen übernehmen und einigermassen nachgeben bis zur Anlage an die äusseren halbschalenförmigen Glieder, werden vorzugsweise die inneren Glieder gegenüber den äusseren Gliedern von etwas

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dickerem Material liergestellt. Hierdurch soll einem vorzeitigen Zugfestigkeitsbruch, der inneren halbschalenformigen Glieder vorgebeugt sowie eine verbesserte Zusammenwirkung der inneren und äusseren Glieder gesichert werden, um ein Maximum der Betriebsfestigkeit sowie der Gewichtsausnutzung der ganzen Einheit zu erreichen.

In Figur 1 sind einige typische Anwendungsbeispiele des beschriebenen Verbindungselementes dargestellt. Die mit 10, 12 bezeichneten Gelenkhälften oder Bauteile des Verbindungselementes sind an Einzellastketten für unterschiedliche Aufgaben verwendet. Am unteren Teil der Figur 1 ist das Verbindungselement zum Anschluss eines lasttragenden Hakens 34 an ein Glied 38 einer typischen Standardkette benutzt. In der mittleren Abbildung der Figur 1 ist die Anwendung der beiden Gelenkhälften 10, 12 zur Verbindung zweier getrennter Kettenteile gezeigt. Im oberen Teil der Figur 1 ist das Element in der Verwendung zur Verbindung einer normalen Kette mit einem typischen Verbindungsglied 36 zu sehen.

Es versteht sich von selbst, dass die Öffnungen in den ösenteilen der Glieder 16, 18 zur Aufnahme des Bolzens 14 durch irgendein geeignetes Betriebsverfahren erzeugt werden können, wie durch Bohren, Stanzen o. dgl. und entweder im voraus in den Gliedern einzeln oder erst nach dem Zusammenlegen der Glieder in ihre zugeordnete Stellung gefertigt werden können. Vorteilhaft ist jedoch, wie in Figur 5 gezeigt, wenn die öffnungen in den ösenteilen der Glieder nach einem Stanzverfahren ausgeführt werden, da hierbei das Material umfänglich der Öffnungen nach aussen verlagert wird und Ansätze an den in der Zeichnung mit 40 bezeichneten Stellen bildet. Diese flanschartigen Ansätze 40 tragen zur Aufteilung der Scheikraftbeanspruchung des Bolzens 14 zu dessen wesentlichem Vorteil bei. Solche Flansche (s. Figur 5» Bezugszeichen 40) können entweder an einem oder an beiden (was vorteilhafter ist) Gliedernangefer-

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tigt werden, nämlich am inneren und/oder äusseren Halbteil des Verbindungselementes. Die Flansche können auch durch andere Betriebsverfahren, wie Prägung oder Schmiedearbeiten u. dgl. ausgeführt werden.

Bei der in Figur 6 bis 8 gezeigten anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verbindungselement zwei einiger— massen ungleiche, mit 50 und 52 bezeichnete und durch einen Bolzen 5^ verbundene Halbteile. Auch in diesem Falle sind beide Bauteile aus zwei ineinandergelagerten, im wesentlichen U-förmigen band-bzw. bügelähnlichen Gliedern 56, 57 und 58, 59 gebildet (Figur 7, 8). Die Glieder 56 bis 59 liegen in ihren Bogenabschnitten einander komplementär an und weisen einen U-förmigen Querschnitt auf. Ihre Schenkel dagegen schliessen. mit flachen und zueinander parallelen Ösenteilen 61, 62 bzw.63, 64· ab.

Wie aus Figur 6, 8 ersichtlich, kann der Bolzen 5^- mit einer Einkerbung 66 versehen und durch eine über ihn überzogene Sperrbüchse 30 gegen unbeabsichtngteLösung, wie oben erklärt, gesichert sein. Wie in Figur 6, 7 gezeigt, können die aussen liegenden flachen Abschnitte 61-61 des Gliedes 56 am Rande mit einem äusseren (umfänglichen) Flansch 70 zum Schutz der Enden des Bolzens 5^· vor zufälliger Beschlagung, die zu dessen Lösung führen könnte, versehen sein.

Die Ausladung "A" des Bauteils 50 (Figur 6) ist wesentlich grosser als die Ausladung "B" des Bauteils 52 und gleichfalls ist die Spannweite des Bauteils 50 grosser als diejenige des Bauteils 52 gewählt. Auf diese Weise kann das erfindungsgemässe Verbindungselement Kettengliedern von zwei unterschiedlichen Grossen, wie mit 72 und 7^- bezeichnet, angepasst werden (Figur 6, 8). Da die bogenförmigen Mittelabschnitte der Glieder 58, 59 nach einer flacheren Kurve (von grösserem Radius) gewölbt sind, treten in den äusseren Materialfasern bei

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Betriebsbeanspruchung geringere Spannungen auf. Deshalb können diese Glieder - falls wünschenswert - aus leichterem Flachmaterial als die Glieder 56, 57 geformt werden und trotzdem wird eine entsprechende Festigkeit für die Bauteile der Gesamtvorrichtung beibehalten. Dieser Umstand wird auch dadurch erreicht, dass die Spannweite des Gliedes 52 kürzer als die des Gliedes 50 ist. Hierdurch wird ein Maximum der Materialausnutzung beim Aufbau des Verbindungselementes sowie ein Minimum an Gewicht und Herstellungskosten des Elementes erreicht.

In Figur 6 bis 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verbindungselementes gezeigt. Die insgesamt mit 80, 82 bezeichneten Bauteile des Elementes sind mittels eines Bolzens 84 miteinander verbunden. Jedes Bauteil umfasst ein Paar ineinandergelagerter, U-förmiger, band- bzw. bügelähnlicher Glieder 86,88 bzw. 90,92. Das Glied 86schlissst mit flachen Schenkeln 94-, 96 ab, das Glied 88 weist ähnliche parallele Flachschenkel 98-98 auf. Der Schenkelteil 96 ist an der Aussenseite mit einem Flansch 100 versehen zum Schutz eines Endes des Bolzens 84 vor Anschlägen, die zu ungewünschter Lösung der Verbindung führen könnten, wie oben erklärt. Das Glied 90 schliesst mit Flachschenkeln 102, 104 und das Glied 92 mit Schenkeln 106-106 ab. Der flache Schenkelteil 102 ist an der Aussenseite mit einem Flansch 108 versehen, der das andere Ende des Bolzens 84 vor Anschlägen schützt, wie schon weiter oben erklärt. Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 6 bis 8 ist auch hier die Ausladung "C" des Bauteils 80 länger als die Ausladung "D" des Bauteils 82, um sich somit den Kettengliedern 110 und 112 von unterschiedlichem Querschnittsdurchmesser genau anzupassen. Auch hier ergibt sich wieder durch die flache Kurve der Krümmung des bogenförmigen Mittelabschnittes der Glieder 90, 92 eine Verminderung der Spannungen in den Grenzfasern unter Bean-

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spruchung, wodurch diese Glieder aus einigermassen leichterem. Werkstoff als die Glieder 86, 88 hergestellt sein können.

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Leerseite

Claims

Patent-(Schutz- ) Ansprüche

(^.Verbindungselement für Ketten, Kettenteile o. dgl. untereinander oder mit Zubehör, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei im wesentlichen U-förmige Bauteile (10, 12; 50, 52; 80, 82) mit je einem gewölbten Mittelabschnitt (20, 22), an dessen beiden Enden sich parallele, mit querverlaufenden und miteinander fluchtenden öffnungen versehene Schenkel (24, 26; 61, 62, 63, 64; 94, 96, 98; 102, 104, 106) erstrecken, sowie einen beide Bauteile scharnierartig verbindenden, in die Öffnungen der Schenkel einschiebbaren Verbindungsbolzen (14; 54; 84 ) umfasst, dass jedes Bauteil aus mindestens zwei in Lagen aufeinanderliegenden, aus Bandmaterial geformten Gliedern (16, 18; 56, 57; 58, 59; 86, 88; 90., 92) besteht, von denen jeweils das innere Glied (18; 57; 58; 88; 92) und das äussere Glied (16; 56; 59; 86; 90) formschlüssig ineinandergreifen und dass die gewölbten ineinandergreifenden Mittelabschnitte (20, 22) von etwa U-förmigem querschnitt und unter Belastung verformbar sind.
2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (24, 26; 61, 62, 63, 64; 9^, 96, 98; 102, 104, 106) der Glider (16, 18; 56, 57; 58, 59 ; 86, 88; 90, 92) jedes Bauteils (10, 12; 50, 52; 80, 82) parallel und in Abstand voneinander angeordnet sind und in ihrer Verbindungsstellung auf dem Verbindungsbolzen (14; 5^> 84) kammartig ineinandergreifen, wobei die von der Zugbelastung des Verbindungselementes herrührenden, auf den Verbindungsbolzen wir kenden Scherkräfte von unterschiedlichen Längsabschnitten des Verbindungsbolzens aufgenommen werden.
3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder 16, 18; 56, 57; 58, 59; 86, 88; 90, 92) aus verformbarem Metallblech von hoher Zugfestigkeit bestehen.

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4. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Gebrauchsstellung aussen liegenden gelochten Schenkel (24, 61, 96, 102) der Glieder in querrichtung mit einer äusseren Flansehumrandung (28, 70, 100, 108) zum Schutz der Aussenenden des Verbindungsbolzens (14, 54, 84) versehen sind.
5. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke der inneren Glieder (18, 57, 58, 88, 92) der Bauteile grosser als die der äusseren Glieder (16, 56» 59» 86, 90) ist.
6. Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gelochten Schenkel (24, 26) der Glieder (16, 18) mit einem seitlichen Flansch (40) zur Vergrösserung der Auflagefläche für den Verbindungsbolzen (14) versehen sind.
7- Verbindungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden U-förmigen Bauteile (50; 80) eine grossere Ausladung (A; G) gegenüber dem Verbindungsbolzen (54, 84) aufweist als des anderen (52, B; 82, D).
8. Verbindungselement nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (50) mit der grösseren Ausladung (A) eine grössere Spannweite als das andere (52) aufweist.

9· Verbindungselement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder (58, 59; 90, 92) der Bauteile (52, 82) mit kleinerer Ausladung (B, D) aus leichterem Flachmaterial als die Glieder des jeweils anderen Bauteils bestehen.

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