DE2749445C3

DE2749445C3 - Schäkel für kauschenlose Drahtseilschlingen und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2749445C3
Application number: DE2749445A
Authority: DE
Inventors: James B. Tulsa Okla. Shahan
Original assignee: American Hoist and Derrick Co
Current assignee: Crosby Group LLC
Priority date: 1976-11-05
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1981-07-02
Also published as: GB1568568A; US4079584A; FR2384170B1; NL181852C; DE2749445B2; NL181852B; MY8400156A; NL7711793A; DE2749445A1; HK43782A; CA1085594A; FR2384170A1

Description

a) der Durchmesser der Endteile des Stangenkörpers bei vorbestimmter Länge auf einen Durchmesser X' verjüngt wird,

b) der Mittelteil des Stangenkörpers im Bereich des Durchmessers X in Form eines breiten, flachen U-Körpers geschmiedet wird, derart, daß die Unterseite des U-Körpers einen Teil eines kreisförmigen Zylinders darstellt, wodurch der Radius des kreisförmigen Zylinders wenigstens im wesentlichen dem Durchmesser X entspricht und der Querschnitt annähernd etwa konstante Dicke besitzt,

c) daß die Enden des Stangenkörpers in einen Querschnitt geschmiedet werden, welcher breiter und dünner ist als dem Maß des Durchmessers ^'entspricht,

d) daß Vertiefungen in den beiden Flächen der dünneren Enden geschmiedet werden, wobei die Verliefungen im wesentlichen bogenförmig um einen in der Mitte befindlichen Nabenteil liegen,

e) daß in der Mitte jeder Fläche der an den Schäkelenden befindlichen Nabenteile Vertiefungen eingeschmiedet werden, welche kleineren Durchmesser besitzen als der Durchmesser des im Schäkel zu verwendenden Schäkelbolzens,

f) daß der Mittelteil des Schäkelkörpers in Bogenform gebogen wird, derart, daß das Schäkelauge entsteht, wobei die Arme des

ü-förmigen Schäkelquerschnitts nach außen gerichtet sind, und daß zwei parallele Ansätze an den Schäkelenden ausgebildet werden, derart, daß der Abstand zwischen den Ansätzen kleiner ist als dem Durchmesser des Schäkelauges entspricht und größer ist als der Abmessung eines durch den Schäkelbogen zu ziehenden Körpers entspricht,

g) daß Öffnungen durch die Ansätze konzentrisch zur mittleren Vertiefung gebohrt werden, und

h) daß nachfolgend der Schäkel einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich

a) ein Schäkelbolzen erstellt wird, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige der Öffnung an den abgeflachten Ansätzen,

b) daß an einem Ende des Schäkelbolzens ein Kopf ausgebildet wird,

c) daß wenigstens ein Vorsprung am Kopf ausgebildet wird, derart, daß dieser Vorsprung in eine der bogenförmigen Vertiefungen eingreift, und

d) daß am zweiten Ende des Schäkelbolzens Mittel angebracht werden um den Schäkelbolzen in seiner Lage in den Öffnungen der Ansätze zu sichern.

Die Erfindung geht aus von einem Schäkel der im

Oberbegriff des Anspruchs 1 angeführten und durch die GB-PS13 54 081 bekanntgewordenen Art

Schäkel dieser Konstruktion sind zur Aufnahme hoher Belastungen geeignet, insbesondere deshalb, weil zwischen dem Schäkelbogen und dem durch das Auge des Schäkels hindurchgeführisn Dbihfseil eine gegenüber durchgehend runden Querschnitten größere Berührungslänge erreicht ist und weil im Bogenquerschnitt derartiger Schäkel ein höheres Widerstandsmoment als in ursprünglich kreisförmigen Querschnitten

« besteht. Schließlich sind derartige Schäkel auch leichter und besitzen größere Festigkeit als Schäkel bzw. Schäkelbogen von kreisrundem Querschnitt

Ausgehend von derartigen Schäkeln besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Schäkel der im

so Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß beim Beibehalten der bei diesem Stand der Technik bereits erreichten Vorteile, die darin zu sehen sind, daß eine größere Berührungslänge zwischen dem Bügel und dem durch das Auge des Schäkels

« hindurchgeführten Drahtseil erreicht ist und in dem Bügelquerschnitt ein höheres Widerstandsmoment als im ursprünglich kreisförmigen Querschnitt erreicht ist, ferner leichter ist und eine größere Festigkeit aufweist als ein Bogen bzw. Bügelkörper von kreisrundem Querschnitt, darüber hinaus noch erreicht ist, daß zu noch günstigeren technischen Verhältnissen bei möglichst leichter Bauweise sowohl die obere Bogenhälfte des Schenkelbogens als auch die diese mit den abgeflachten Ansätzen verbindende Verbindungsab-

<·■> schnitte querschnittsmäßig möglichst günstig ausgebildet sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs I, wobei

zur Herstellung eines derartigen Schäkels ein Verfahren nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 2, alternativ in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 3 vorgesehen ist, dessen Verfahrensmerkmale teilweise Überschneidiungen mit dem Stand der Technik aufweisen.

Die amtsseitige Erfindungshöhe-Begründung unter Berücksichtigung des an sich bekannten Teils der Lösungsmerkmale ist der Prüfungsakte zu entnehmen.

Mit Hilfe des Schäkels gemäß der Erfindung ist es möglich, ohne Erhöhung des Materialaufwandes mittels gestalterischer Merkmale eine spezifisch höhere Belastbarkeit herbeizuführen, ohne daß hierzu über normale Formgebungsmaßnahmen hinausgehende Tätigkeiten bei der Herstellung des Schäkels erforderlich sind.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiets in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

Fig. IA und IB geben Ansichten des ursprünglichen Stangenmaterials und des nach Verjüngung gefertigten Stangenkörpers wieder,

Fig.2 und 3 geben eine Draufsicht itnd eine Seitenansicht des geschmiedeten Stangenkörpers wieder,

Fig.4A—H gibt die verschiedenen Querschnitte des geschmiedeten Stangenkörpers an verschiedenen Punkten entlang seiner Baulänge wieder,

Fig.5 ist eine Ansicht des fertigen Schäkels bei eingeführtem Schäkelbolzen;

F i g. 5A ist eine Einzelansicht des Schäkelbolzens in seiner Zuordnung zu einem der abgeflachten Ansätze; und

Fig.6 ist eine nach Fig.5 von rechts gesehene Ansicht des Schäkels.

In Fig. IA der Zeichnung ist ein zylindrischer Stangenkörper 12 als Stangen-Ausgangsmaterial mit einer bestimmten Halblänge 13 und einem Durchmesser 14 bzw. X dargestellt

In F i g. 1B ist die Form des Stangenkörpers nach dem Streckvorga;;g dargestellt, wobei der Durchmesser der Enden zu einem kleineren Durchmesser 16 bzw. X' verjüngt wurde. Ein Mittelteil 24 der Stange, erstreckt sich beidseitig der Mitte unter dem ursprünglichen Durchmesser 14 auf der Länge 23. Daraufhin folgt ein kurzer Teil 27 von mehr oder weniger konischem Übergang feiner Länge 21 bis zur Ebene 22, und dann folgt ein Teil 26 einer Länge von konstantem Durchmesser 16.

Der verjüngte Teil 26 nach F i g. 1B wird daraufhin in die in Fig.2 und 3 dargestellte Form geschmiedet, wobei die verschiedenen Querschnitte nach Fig.4 bestehen. Dir Mittelteil 24 ist in der Ebene 18 abgeflacht und in einen Querschnitt verbreitert, welcher bei A in F i g, 4 dargestellt ist Demnach besitzt der Stangenkörper an der Unterseite eine kreisförmige Bodenfläche 31 und an der Oberseite eine ebene Fläche 30, in welcher ein vertiefter mittlerer Teil 28 vorgesehen ist. Auf diese Weise ist ein flacher U-förmiger Querschnitt gebildet. Der Radius der Kreisbogenfläche 31 ist wenigstens doppelt so groß wie der Radius des ursprünglichen Stangenkörpers 12.

Der vertiefte Teil 28 wird im Bereich des Stangenkörpers und zwischen den Ebenen 20 und 22 flacher und enger, wobei in F i g. 4 der Querschnitt B dargestellt ist. Die Breite des Querschnitts und dessen Radius sind gegenüber den entsprechenden Größen des Querschnitts A reduziert, d. k. der Stangenkörper geht in einen etwas abgeflachten Zylinder über, wie der Querschnitt Cin F i g. 4 veranschaulicht

Das Ende der Stange 26 nach F i g, 1B ist abgeflach'- und verbreitert und bildet einen Teil, welcher für eine mittlere öffnung zum Zwecke der Aufnahme eines Schäkelbolzens vorgesehen ist Ausreichend Material umgibt die Vertiefungen 34, um eine ausreichende Festigkeit zum Tragen der Last des Schäkels zu erzielen. Die in der Mitte der verbreiterten Teile befindlichen

ίο Vertiefungen 34 erstrecken sich von der Oberseite 60 bzw. von der Unterseite 61, derart, daß das Metall nach außen gedrückt ist und einen dicken Rand 35 bildet Die Vertiefungen 34 besitzen einen Durchmesser, welcher etwas kleiner ist als der Durchmesser 38 der Öffnung,

is welche zur Aufnahme des Schäkelbolzens nachfolgend gebohrt wird. Dies ist durch die gestrichelten Linien 39 ersichtlich.

Die Ober- und Unterseiten 60 und fvl der Enden sind zu einer Dicke 64 abgeflacht und weisen zusätzliche Vertiefungen 32 und 36 auf. Der Zweck dieser Vertiefungen besteht darin, den Querschnitt zu verdünnen und um eine bessere Wärmebehandlung der Endteile des Schäkels zu erreichen. Die Vertiefungen 32 und 36, welche etwa Bogenforan besitzen, weisen einen zusätzlichen Vorteil auf, welcher im Zusammenhang mit Fig.5 und 6 erläutert ist An der Innenfläche des Bolzenkopfes 57 des Schäkelbolzens 54 können Vorsprünge 59 vorgesehen sein, welche in die Vertiefungen 32 und/oder 36 eingreifen und den

so Schäkelbolzen gegenüber Drehung arretieren.

Nachfolgend wird der geschmiedete Stangenkörper in einer Schleifenform gebogen, derart daß gemäß F i g. 5 und 6 ein Schäkelbogen gebildet ist welcher das Schäkelauge 50 umgibt

Verbindungsabschnitte 51 von mehr oder weniger zylindrischem Querschnitt führen zu den breiteren und dünneren Ansätzen 55 des Schäkels, wobei die Ansätze einen Abstand 52 gegeneinander besitzen, welcher kleiner ist als der Durchmesser des Schäkelauges 50.

Wenn der Schäkel vollständig in seine Form gebogen ist dann liegen die öffnungen 39' einander gegenüber und der Schäkelbolzen 54 kann hindurchgeführt und durch beliebige Mittel gesichert werden. So wird beispielsweise eine Mutter 58 und/oder ein Splint verwendet, wie dies in F i g. 5 dargestellt ist

In der vergrößerten Darstellung nach F i g. 5A sind Einzelheiten von Vorsprüngen 59 am Bolzenkopf 57 des Schäkelbolzens 54 dargestellt Die Vorsprünge greifen in Vertiefungen 32 und/oder 36 ein.

Nachdem der Schäkel geformt ist, wird er in herkömmlicher Weise wärmebehandelt Die Veränderung des Querschnitts ist vorteilhaft zur Erzielung einer gleichförmigeren Wärmebehandlung und zur Entwick lung der vollständigen Festigkeit des Metalls.

Es wurde vorstehend ein Verfahren zur Herstellung eines hochbelastbaren Schäkels beschrieben, welcher ausgehend von einer runden Stange mit einem besonderen Querschnitt geschmiedet wird, derart, daß die Festigkeit des Materials besser zur Anwendung kommt, daß ein höheres Widerstandsmoment erzielt wird, daß das Gesamtgewicht des Schäkels reduziert wird, daß die Berührungslinie zwischen dem Drahtseil und dem Schäkel vergrößert wird und daß eier Radius der Berührungsfläche erhöht wird, um die dem Drahtseil

h5 eigene Festigkeit besser zur Wirkung gelangen zu lassen.

Durch die besondere Formgebung, bei welcher der Innenradius das Äquivalent zum Durchmesser des

Ausgangsmaterials des Schäkels ist. wurde die Beriihrungsla'nge der das Seil tragenden Fläche um 58% erhöht. Diese Zunahme der Lager- oder Berührungslänge reduziert natürlich das relative Ausmaß der Abnutzung am Drahtseil- oder Schäkelbogen um ein entsprechendes Maß.

Durch Verdopplung des Radius der Berührungsfläche wird erreicht, daß das Drahtseil nicht um einen kleinen Radius gebogen wird, derart, daß die verwendbare Seilfestigkeit um einen Faktor von 15% erhöht werden kann.

Durch Verwendung des Schäkels besonderer Formgebung wird das Widerstandsmoment um 36% gegenüber dem Widerstandsmomentwert erhöhl, welcher bei einem normalerweise verwendeten runden Stangen querschnitt erzielbar ist.

Du eine verhältnismäßig konstante Querschnittsdicke verwendet wird, und diese Abmessung entsprechend

1.ICIIt IHMIIIfIICIWCISC VCI WCIIUCILII I Uli durchmesser gleich gehalten wird, werden bessere metallurgische F.igenschaften im gehärteten und vergüteten Material bis zu 6% erzielt.

Infolge der Bogenform des Schäkels wird eine Zunahme der Festigkeit im Bogenabschniit von 42% über Schäkel mit herkömmlicherweise verwendetem rundem Durchmesser erreicht.

Infolge der besonderen Formgebung im Querschnitt wird bei Zunahme der Festigkeit im Querschnitt eine Gewichtseinsparung von 30-4O¹Vo gegenüber Schäkeln gleicher Leistungsfähigkeit erreicht, d. h. gegenüber Schäkeln mit rundem Stangenquerschnitt gleicher nomineller Abmessungen.

Be/ugszeichenliste	14	Stangenkörper
12	16	Halblange
U		Durchmesser
V.	Durchmesser
V.	Fbene
18

Be/ugszeichenliste

20 Kbene

21 Länge

22 Ebene

23 Länge

24 Mittelteil

25 Länge

26 Teil

27 Teil

28 Teil

30 Fläche

31 Kreisbogenfläche

32 Vertiefung

34 Vertiefung

35 Rand

36 Vertiefung

38 Durchmesser

39 Linien 39' Öffivjiv

49 Bogenhälfte

50 .Schäkelauge

51 Verbindiingsabschnitt

52 Abstand

54 Schäkclbolzen

55 Ansatz

57 Bol/enkopf

50 Mutter

59 Vorsprung

60 Oberseite

61 Unterseite 64 Dicke

A Querschnitt

B Querschnitt

C Querschnitt

D Querschnitt

E Querschnitt

F Querschnitt

C Querschnitt

H Querschnitt

Hierzu 2 Blatt Zeichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1_t Schäkel für kauschenlose Drahtseilschlingen, welche unter hohen Tonnagebelastungen benutzt werden, mit einem ein mittiges Schäkelauge umgebenden Schäkelbogen, dessen freie Enden als flache, parallele Ansätze bestehen, deren gegenseitiger Abstand kleiner ist, als dem Durchmesser des Schäkelauges entspricht, mit in den Ansätzen angeordneten, koaxialen und mittigen Öffnungen, die quer zur Achse des Schäkelbogens gerichtet sind und zur Aufnahme eines Schäkelbolzens dienen, wobei im wesentlichen die obere Hälfte des Schäkelbogens einen U-förmigen, nach außen gerichteten Querschnitt besitzt und die das Schäkelauge umgebende Innenseite des Schäkelbogens eine kreisförmige Bodenfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei seitliche Verbindungsabschnitte (51) mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser X' die obere Bogenhälfte (49) des Schäkelbogens als mittleren, zylindrisch gebogenen Teii mit jedem der abgeflachten Ansätze (55) verbinden, wobei die Verbindungsabschnitte (51) an ihrem Querschnitt den kleinsten Umfang gegenüber dem Umfang an jedem weiteren Querschnitt des Schäkels besitzen und die obere Bogenhälfte (49) einen Querschnitt hat, den die innere kreisförmige Bodenfläche (31) besitzt, wobei die Bodenfläche (31) einen Radius aufweist, welcher nicht kleiner ist als der Durchmesser X' der Verbindungsabschnitte (51).
2. Verfahre;) zur Herstellung eines Schäkels für kauschenlose Drahtseüschlingen, welche unter hohen Tonnagebelastungen benutzt werden, wobei der Schäkel aus einem Stangenköreer vorbestimmter Länge und vorbestimmtem Durchmesser X gefertigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß