DE9301814U1

DE9301814U1 - Kettenglied für Gleisketten

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Publication number: DE9301814U1
Application number: DE9301814U
Authority: DE
Original assignee: INTERTRACTOR AG 5820 GEVELSBERG DE
Current assignee: INTERTRACTOR AG 5820 GEVELSBERG DE
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1993-04-29
Anticipated expiration: 2003-02-11

Description

PATENTANWÄLTE Äktenzeicnen:

DiPL-iNG. CONRAD KÖCHLING

DiPL-iNG. CONRAD-JOACHIM KÖCHLING

FleyerStraße 135, D-5800 Hagen 1 Anm. : Intertractor Aktiengesellschaft

Ruf(0233i)8ii64 + 85033 Haeener Str 325

Fax (02331)84840 ^ö

Telegramme: Patentköchling Hagen

Konten: Commerzbank AG, Hagen 3515095 (BLZ 45040042) W-5820 Gevelsberg

Sparkasse Hagen 100012043 (BLZ 45050001)
Postgiro: Dortmund 5989-460 (BLZ 44010046)

VNR: I^{1 58 5}.L

Lfd. Nr I °.⁹.⁵ 2. Z.⁹³

9. Februar 1993

CJK/Hi.

Kettenglied für Gleisketten

Die Erfindung betrifft ein Kettenglied für Gleisketten, beispielsweise gekröpfte Gliedausführung, Förderketten, beispielsweise nicht gekröpfte Gliedausführung, oder für ähnliche Kettentypen sowie ein Leitrad zur Führung und/oder Umlenkung bzw. zum Spannen von Gleisketten, Transportketten oder ähnlichen Kettenausführungsformen sowie eine Tragrolle zur Abstützung und Führung von Gleisketten, Transportketten und/oder ähnlichen Kettentypen sowie Laufrollen zur Gewährleistung der Rollfunktion und Übernahme der Krafteinwirkung in bezug auf durch Gleisketten, Transportketten und/oder kettenähnlicher Ausführungsform und Funktionen notwendig werdender Ablaufmechanismen.

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Solche Bauteile sind im Stand der Technik vielfach bekannt. Bei den bekannten Bauteilen weist der Laufflächenbereich üblicher Weise eine lineare oder nahezu lineare Kontur auf, so daß nahezu geradlinige Laufflächen an den miteinander korrespondierenden Flächen der Bauteile verwirklicht sind. Diese konstruktive Lösung ist zwar kinematisch günstig, und zwar im Hinblick auf die Bewegungsabläufe zwischen Leitrad, Tragrolle und Kettenglied, jedoch ist diese bekannte konstruktive Lösung in bezug auf den auftretenden Verschleiß und in bezug auf ein optimales Festigkeitsverhalten ungünstig. Bei den gemäß Stand der Technik ausgeführten Bauteilen führen die im Betrieb auftretenden Druckkräfte infolge der Kraftaufteilung zum Abplatzen von Randbereichen vor allem des Kettengliedes.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde Bauteile gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei denen die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch auftretenden Druckkräfte weitest gehend in Kraftvektoren

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aufgeteilt werden, die radial zur Lauffläche des Kettengliedes bzw. radial zur Lauffläche des Leitrades oder der Tragrolle oder Laufrolle gerichtet sind oder zum gliedinneren, zum leitradinneren oder zum tragrolleninnern Bereich gerichtet sind, nicht aber zu den Randkanten der Lauffläche von Kettenglied, Leitrad, Lauf- oder Tragrolle.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Laufflächenkontur des Gliedes im Querschnitt des Laufflächenkopfes quer (90°) zur Laufrichtung einer nichtlinearen Funktion entspricht, vorzugsweise einer korbbogenartig konvex gewölbten Kurve bezogen auf die gesamte Lauffläche, die einer festigkeits- und/oder verschleißoptimalen Rollflächengeometrie entspricht oder zmindest angenähert ist, wobei die Form des Laufflächenkopfes in der Weise ausgeführt ist, wie sie sich auf der Grundlage des physikalischen Prinzips des kleinsten Zwanges bei einer normalen betriebsbedingten Bewegung zwischen einem Kettenglied und einer entsprechenden Rollfläche, beispielsweise einer Laufrolle, bei hinreichend langer Bewegungsdauer selbständig einstellt.

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Dadurch, daß die Laufflächenkontur des Kettengliedes so ausgebildet wird, daß die im Betrieb auftretenden Durckkräfte im wesentlichen radial zur Schwenkachse des Gliedes oder zum Gliedinneren gerichtet sind, wird eine verschleiß- und vor allem festigkeitsoptimale Form realisiert, oder aber die Form stellt sich zumindest nach relativ kurzzeitiger betriebsbedingter Belastung ein .

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Form der korbbogenartig gewölbten Lauffläche durch die Parameterkombinationen R/b£fe 2,4 bis 3,1 und r/b^i 0,05 bis 0,11 ausgeführt ist, wobei mit dem Parameter R der Kugelradius des Korbbogenbodens, mit r der Übergangsradius vom Korbbogen zu den Auslaufbereichen des Korbbogenbodens bezeichnet ist und mit b der Gesamtdurchmesser des Korbbogenbodens bezeichnet ist.

Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß auch andere Parameterkombinationen der entsprechenden Radien bzw.

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Durchmesser zulässig sind, soweit sie sich in Abhängigkeit vom konkreten Anwendungsfall als festigkeits- und/oder verschleißoptimal erweisen.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß die Laufflächenkontur nur in den Randbereichen des Laufflächenquerschnittes einer nichtlinearen Funktion, vorzugsweise einer korbbogenartig konvex gewölbten Kurve bezogen auf die gesamte Lauffläche derart entspricht, daß die Radien r und R gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet sind und anschließend in eine lineare oder nahezu lineare Funktion (zum Beispiel eine Gerade) übergehen.

Hierbei entspricht die Laufflächenkontur nur in den Randbereichen des Laufflächenquerschnittes einer nicht1inearen Funktion, vorzugsweise einer korbbogenartig konvex gewölbten Kurve bezogen auf die gesamte Lauffläche derart, daß die Radien r und R gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 ausgebildet sind und anschließend in eine lineare oder nahezu lineare Funktion (zum Beispiel Gerade)

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übergehen. Besonders sollte der Radius r auch bei einem Parameterverhältnis von R/b kleiner als 2,4 aus dem im Anspruch 2 dargestelltem Verhältnis r/b abgeleitet werden können und vorzugsweise sogar größer als 0,075 b betragen bzw. anderen optimalen Werten nach Anspruch 3 entsprechen. Der Streckenanteil des nichtlinearen bzw. korbbogenartig gebogenen Abschnittes der Laufflächenkontur zum linearen bzw. nahezu linearen Kurvenabschnitt (zum Beispiel Gerade) der Laufflächenkontur bezogen auf die Gesamtbreite b ist so zu realisieren, daß sich im Beanspruchungszustand die optimale Laufflächenkontur nach den Ansprüchen 1 bis 3 schnellstmöglich von selbst bildet. Ziel ist es hierbei, daß der Radius r und auch der Radius R ausgebildet werden und dann erst eine gerade Lauffläche (zum Beispiel aus fertigungstechnischen Gründen notwendig) realisiert wird.

Bevorzugt ist ferner vorgesehen, daß das Paramterverhältnis R/b kleiner ist als 2,4, die Laufflächenkontur jedoch keiner linearen Funktion,

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insbesondere keiner geraden, nahezu geraden oder geradeähnlichen Kurve entspricht, und in diesem Fall der Radius r gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist, vorzugsweise jedoch größer ist als 0.075 b und/oder so realisiert ist, daß sich im Beanspruchungszustand die optimale Laufflächenkontur schnellstmöglich von selbst einstellt.

Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß die Laufflächenkontur nur in den Randbereichen des Laufflächenquerschnittes einer nichtlinearen Funktion, insbesondere einer korbbogenartig konvex gewölbten Kurve bezogen auf die gesamte Lauffläche derart entspricht, daß die Radien r und R gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 ausgebildet sind und anschließend in eine lineare oder nahezu lineare Funktion, zum Beispiel eine Gerade, übergehen, wobei insbesondere der Radius r auch bei einem Parameterverhältnis von R/b kleiner als 2,4 aus dem in Anspruch 2 dargestellten Verhältnis r/b abgeleitet werden kann und vorzugsweise sogar größer als 0,075 betragen kann oder anderen optimalen Werten gemäß Anspruch 3

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entspricht, wobei zudem der Streckenanteil des nicht 1inearen bzw. korbbogenartig gebogenen Abschnittes der Laufflächenkontur zum linearen bzw. nahezu linearen Kurvenabschnitt der Laufflächenkontur bezogen auf die Gesamtbreite b so realisiert ist, daß sich im Beanspruchungszustand die optimale Laufflächenkontur nach den Ansprüchen 1 bis 5 schnellstmöglich von selbst einstellt.

Auch ist bevorzugt vorgesehen, daß das Parameterverhältnis R/b kleiner ist als 2,4, die Laufflächenkontur jedoch keiner linearen Funktion, insbesondere einer geraden, nahezu geraden oder einer geradenähnlichen Kurve entspricht, und in diesem Fall der Radius r gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist, vorzugsweise jedoch größer ist als 0,075 b und/oder so realisiert wird, daß sich im Beanspruchungszustand die optimale Laufflächenkontur schnellstmöglich von selbst einstellt.

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Bevorzugt ist ferner vorgesehen, daß die zulässigen Härtewerte der Laufflächen zwischen 30 und 60 HRc, vorzugsweise jedoch mit Härtewerten zwischen 40 und 50 HRc betragen, wobei die Grundhärte des Kettengliedes so eingestellt ist, daß unter Einwirkung der durch die Laufrollen wirkenden Druckkraft kein größere Querschnitts- und Oberflächenbereiche erfassendes Fließen auftritt, insbesondere mit einem zulässigen Streckgrenzverhältnis

von R /R gegen 1, vorzugsweise aber einem Streckgrenzene m

verhältnis von R /R um 0,65 unter besonderer Beachtung

e m

der Gewährleistung eines hinreichend plastischen Arbeitsvermögens .

Dabei bedeutet R die Streckeenze und R die

e ⁶ m

Zugfestigkeit.

Auch ist bevorzugt vorgesehen, daß das Kettenglied aus üblichen Materialien, nämlich Vergütungsstahl bzw. Sphäroguß oder Stahlguß, vorzugsweise jedoch mit Analysewerten besteht, die die Mangansulfidbildung

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minimieren, wobei insbesondere beim Einsatz von Manganstählen ein niedriger Schwefelgehalt vorzugsweise von unter 0,02 % eingehalten ist.

Hierdurch wird der Materialermüdung entgegengewirkt.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß das Kettenglied aus Alternativmaterialien, vorzugsweise auf Hartmetallbasis, Faserverbundwerkstoffen, Keramik-Keramik-Verbundwerkstoffen und/oder Ingenieurkeramiken, vorzugsweise auf Basis von Si&ldquor;N, (Siliziumnitrit) mit weniger als 15 Gewichtsprozent Sinteradditiv, einem Bruchwachstum im unterkritischen Bereich bei einer Bruchzähigkeit KIC kleiner als 20 MPA/&ggr; m sowie ähnlichen Materialien, wobei die Festigkeit und die Zähigkeit durch Einsatz und Dosierung geeigneter Additive auf ein für den konkreten Anwendungsfall für den Einsatz des Kettengliedes optimalen Wert einzustellen ist, wobei besonders auf Homogenität (Weibull-Modul m) des Gliedwerkstoffes zu achten ist und m größer 10 eingehalten ist.

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Durch die erfindungsgemäße Formgestaltung ist der Einsatz von Alternativmaterialien möglich, da diese Materalien infolge der erfindungsgemäßen Formgebung bei der bestimmungsgemäßen Belastung nur in der Weise mit Druckkräften belastet sind, daß ein Abplatzen oder eine Zerstörung des Werkstoffes nicht zu erwarten ist.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, daß bei gekröpften Gliedausbildungen die in den Ansprüchen 1 bis 7 dargestellten Laufflächenkonturen und Radien- bzw. Parameterverhältnisse im mittleren Laufflächenbereich und in den Bereichen des Bolzen- bzw. Buchsenauges eingehalten sind.

Auch ist bevorzugt vorgesehen, daß bei der gekröpften Kettengliedausführungsform die nach den Ansprüchen 1 bis 7 dargestellten Laufflächenformen im mittleren Laufflächenbereich realisiert sind und die Laufflächenkontur in den Bereichen des Bolzen- bzw. Buchsenauges, d.h. im Scharnierbereich zwischen zwei Kettensegmenten, so ausgeführt ist, daß sich in diesem Bereich die nach

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den Ansprüchen 1 bis 7 ergebende Laufflächenkontur jeweils über den Querschnitt beider Kettenglieder darstellt.

Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß die Kontur der Seitenflanken (ein- und/oder beidseitig) der Laufflächen des Kettengliedes quer (90°) zur Laufrichtung einer nicht linearen Funktion, vorzugsweise einer korbbogenartig konvex gekrümmten Kurve entsprechen.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, daß die korbbogenartig konvex gekrümmte Kurve der Seitenflanken der Laufflächen über die gesamte Länge oder auch nur in Teilbereichen des Kettengliedes in ihren Radien R und r vorzugsweise so ausgebildet sind, daß die Parameterkombinationen R/bl den Wertend 2,4 bis 3,1 und r/bl den Wertend 0,05 bis 0,11 entsprechen oder unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kettengliedausführungsformen so optimiert sind, daß sich in Abhängigkeit vom konkreten Anwendungsfall beim praktischen Einsatz eine festigkeits- und/oder verschleißoptimale Kontur schnellstmöglich von selbst einstellt.

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Der Parameter bl ist dabei in Abhängigkeit vom Kettengliedtyp und der speziellen Gliedform zu quantifizieren, wobei bei dieser Quantifizierung die durch die Form des Gegenstückes zur Gliedlauffläche (zum Beispiel die Form der Lauffläche des Leitrades oder der Laufrolle) bestimmten bzw. davon abhängigen Flächen der Krafteinwirkung auf die Seitenflanken der Laufflächen des Kettengliedes zu berücksichtigen sind.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Leitrad, wie es in den Ansprüchen 15 bis 22 gekennzeichnet ist. Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Lauf- oder Tragrolle, wie sie in Anspruch 23 gekennzeichnet ist.

Leitrad, Trag- und Laufrolle sind gemäß diesen Ansprüchen durch modifizierte Laufflächenformen charakterisiert, die sich aus der speziellen Laufflächenkontur des Gegenstückes der Laufflächenpaarung (z.B. des Kettengliedes) ableiten lassen und ebenfalls einer stetigen nicht linearen (gekrümmten) Funktion bzw.

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nichtlinear-linearen Kurvenkombitationen entsprechen. Für die optimale technische-physikalische Funktionsweise der Laufflächenpaarung Kettenglied/Leitrad bzw. Kettenglied/Trag- oder Laufrolle erweist sich, unter Berücksichtigung der speziellen Laufflächenkontur des Gegenstückes, z.B. des Kettengliedes, für bestimmte technische Einsatzfälle von Laufwerken, Fördereinrichtungen und Kettensystemen ähnlicher Ausführungsformen und Funktionen (z.B. Schnellauf ende Systeme, Systeme mit spezieller stoßdynamischer Belastung u.a.) als besondere Auführungsformen der Laufflächenkontur des Leitrades sowie der Trag- oder Laufrolle eine lineare oder nahezu lineare Kurvenform (z.B. Gerade) die, gemäß Anspruch 17, in einem Winkel zu einer angenommenen waagerechten Lauffläche angeordnet ist als zweckmäßig, wobei die Größe des Winkels vorzugsweise so zu wählen ist, daß sich unter den Bedingungen der speziellen Laufflächenkontur des Gegenstückes (z.B. Kettenglied) eine festigkeits- und verschleißoptimale Kontur der Laufflächen und Seitenführungsflächen des Leitrades bzw. der Trag- oder Laufrolle im Praxiseinsatz schnellmöglich

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von selbst einstellt, besonders bevorzugt aber ein Neigungsverhältnis von 1:10 realisiert ist, wobei hervorgehoben werden muß, daß diese Neigungen der Laufwerksflächen von Leiträdern, Trag- oder Laufrollen aus funktioneilen Gründen, in Abhängigkeit von der Geometrie der gesamten Laufflächenpaarung, eingestellt werden und nicht identisch sind mit einer rein zufällig durch bestimmte Fertigungsverfahren (z.B. Gießen) bedingten Aushebeschräge an den entsprechenden Laufflächen des Leitrades bzw. der Trag- oder Laufrolle.

Für ebenfalls besondere technische Ausführungsformen von Kettensystemen kann es sich aus festigkeits- und/oder verschleißoptimalen Gründen auch als sinnvoll erweisen, daß der zu einer gedachten Geraden der Lauffläche, geneigte lineare Bereich der Laufflächen des Leitrades bzw. der Trag- oder Laufrolle in einer speziellen Kombination unterschiedlich geneigter Kurven (z.B. mehrere Geraden in unterschiedlichen Winkeln zur gedachten geraden Lauffläche) ausgeführt ist, vorzugsweise so, daß sich eine festigkeits- und verschleißoptimale Kurvenform der Laufflächen des Leitrades bzw. der Trag- oder Laufrolle,

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unter Berücksichtigung der Laufflächenkontur des Gegenstückes der Laufflächenpaarung (z.B. Kettenglied) im Praxiseinsatz schnellstmöglich von selbst einstellt, besonders bevorzugt aber der, bei einer Kurvenkombination von zwei linearen Steckenabschnitten, bezogen auf den Laufflächenquerschnitt quer (90°) zur Laufrichtung (bei Gefalle der Laufflächenkontur nach außen), zum Spurkranz hin gerichtete lineare oder nahezu lineare Streckenabschnitt der Laufflächenkontur ein Neigungsverhältnis von 1:20 aufweist und bei dem zum Leitradbzw. Trag- oder Laufrollenrand hin gerichteten linearen oder nahezu linearen Streckenabschnitt der Laufflächenkontur ein Neigungsverhältnis von 1:10 realisiert ist und im umgekehrten Fall des Gefälles (nach innen) sich diese NeigungsVerhältnisse in umgekehrter Weise darstellen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung von Kettenglied, Leitrad und Tragrolle kann jeweils allein für sich verwirklicht werden und vorteilhaft sein, ist aber auch in Kombination mit der entsprechenden Ausbildung der Laufflächen des Kettengliedes, des Leitrades, der Laufrolle und der Tragrolle möglich.

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In der Zeichnung ist eine Ausbildung gemäß Stand der Technik verdeutlicht. In Figur 21 ist ein herkömmliches Kettenglied in Ansicht gezeigt. In Figur 21a bis c ist das Kettenglied in Richtung der Schnittlinien AA bzw. BB bwz. in Ansicht des Pfeiles C gezeigt.

In Figur 2 bis Figur 2f ist ein im Stand der Technik bekanntes Kettenglied in ungekröpfter Ausbildung gezeigt. In Figur 1 sind erfindungsgemäß ausgebildete Kettenglieder der Ausführungsformen gemäß Figur 21 und 2 im Schnitt entsprechend den Positionen Schnittlinie A und Schnittlinie B gezeigt.

In Figur 4 ist eine Einzelheit in der Ansicht gemäß Figur 3 gezeigt.

In Figur 5 ist eine weitere Ausbildung in gleicher Darstellung gezeigt.

In Figur 6 ist eine weitere Ausbildung in gleicher Ansicht gezeigt;

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in Figur 7 ist ein Scharnierbereich von zwei Kettengliedern mit Kettenbuchse und Kettenbolzen gezeigt;

in Figur 8 ist eine weitere Variante gezeigt; Figur 9 zeigt ein Leitrad (teilweise) in Ansicht; Figur 10 eine Varinate hierzu;

Figur 11 bis 15 weitere Varianten in gleicher Ansicht;

Figur 16 eine erfindungsgemäß augebildete Trag- und Laufrolle in Ansicht (teilweise dargestellt);

Fig. 17 bis 20 weitere Ausführungsformen in gleicher Ansicht.

In Figur 21 und 2 ist der Stand der Technik gezeigt.

Bei diesen bisherigen Ausführungsformen von Kettengliedern

ist der Laufflächenbereich 1 als lineare oder nahezu

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lineare Kontur ausgebildet, d.h. die Lauffläche ist im Prinzip eben ausgebildet. Diese Ausbildung ist im Hinblick auf den Verschleiß und vor allem auf ein optimales Festigkeitsverhalten ungünstig.

In der Figur 21 ist dabei ein gekröpftes Kettenglied gezeigt, während in Figur 2 ein ungekröpftes Kettenglied dargestellt ist.

Bei der Ausbildung gemäß Figur 1 ist die Laufflächenkontur 2 des Kettengliedes 3 im Querschnitt des Laufflächenkopfes (quer zur Laufrichtung) in Form einer nicht linear en Funktion ausgebildet, insbesondere in Form einer korbbogenartig konvex gewölbten Fläche, die einer festigkeitsoptimalen Rollflächengeometrie entspricht bzw. angenähert ist.

In Figur 4 ist die Form der korbbogenartig gewölbten Lauffläche 2 durch die Parameterkombinationen R/b ungefähr 2,4 bis 3,1 und r/b^ 0,05 bis 0,11 ausgeführt. Bei der

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Ausführungsform gemäß Figur 5 sind die gleichen Radien- und ParameterVerhältnisse im mittleren Laufflächenbereich und in den Bereichen des Bolzen- bzw. Buchsenauges realisiert, wobei die Laufflächenkontur nur in den seitlichen Randbereichen des Laufflächenquerschnittes einer nicht linearen Funktion entsprechenden Form entspricht, die anschließend in eine lineare oder nahezu lineare Funktion (Gerade 4) übergeht.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 ist bei einem gekröpften Kettenglied die entsprechende Ausbildung der Lauffläche 2 sowohl im mittleren Laufflächenbereich (Figur 6 rechte Ausführung) als auch im Bereich des Bolzenauges (linke Darstellung in Figur 6) gezeigt.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 ist bei einem gekröpften Kettenglied ein Scharnierbereich gezeigt, wobei die Kettenglieder 3 mit einer Kettenbuchse 5 und einem Kettenbolzen 6 komplettiert sind. Dabei ist die gewünschte Laufflächenform der Lauffläche 2 in den

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Bereichen des Bolzen- bzw. Buchsenauges, also im Scharnierbereich zwischen zwei Kettensegmenten so ausgeführt, daß sich in diesem Bereich die gewünschte Laufflächenkontur jeweils über den gesamten Querschnitt beider Kettenglieder ergibt.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 entspricht die Kontur der Seitenflanken 8 beidseitig der Laufflächen 2 des Kettengliedes 3 ebenfalls einer korbbogenartig konvex gekrümmten Kurve in den angegebenen Größenordnungsbereichen und Relationen der Radien R und r.

In den Figuren 9 bis 15 ist ein Leitrad 9 zur Führung und/oder Umlenkung bzw. zum Spannen von Gleisketten, Transportketten oder ähnlichen Kettenausführungsformen gezeigt. Dabei entspricht die Kontur der Laufflächen 10 des Leitrades quer zur Laufrichtung im Querschnitt einer nicht linearen Funktion, insbesondere einer korbbogenartig konkav gekrümmte Kurve, die einer festigkeit- und/oder verschleißoptimalen Rollflächengeometrie entspricht bzw. angenähert ist. Wie

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insbesondere aus Figur 10 ersichtlich sind die Radien R und r der korbbogenartigen konkaven Krümmung der Laufflächen 10 durch die Parameterkombinationen R/bÄi2,4 bis 3,1 und r/bÄJ 0,05 bis 0,11 charakterisiert. Der Paramter b ist dabei in Abhängigkeit von der Form des Gegenstückes, d.h. zum Beispiel des auf der Lauffläche des Leitrades 9 laufenden Kettengliedes und der damit verbundenen Krafteinwirkung auf die Lauffläche des Leitrades 9 auszuführen.

Wie aus Figur 11 ersichtlich, kann die nichtlineare Kurvenform der Kontur der Laufflächen 10, vorzugsweise die korbbogenartig konkav gekrümmte Kontur, nur teilweise realisiert sein, d.h. die Kantenradien, zum Beispiel der Kantenradius r sowie die Laufflächenradien, zum Beispiel der Laufflächenradius R sind so ausgeführt, daß sie in eine lineare oder nahezu lineare Funktion der Laufflächenkontur, zum Beispiel einer Geraden 11 übergehen. Die lineare oder nahezu lineare Kurvenform der Lauffläche 10 (16) kann auch in einem Winkel zu einer angenommenen waagerechten Lauffläche angeordnet sein,

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wie aus Figur 11, linke Darstellung (Figur 18 Mitte und unten), ersichtlich, wobei der Winkel vorzugsweise so zu wählen ist, daß sich die festigkeits- und verschleißoptimale Laufflächenkontur im Praxiseinsatz, unter Berücksichtigung der speziellen Laufflächenform des Gegenstückes der Laufflächenpaarung (z.B. Kettenglied) schnellstmöglich von selbst einstellt, besonders bevorzugt aber mit einem Neigungsverhältnis von 1:10 ausgeführt ist. Die gedachte Gerade der Lauffläche ist dabei gestrichelt gezeigt und die ihr gegenüberliegende geneigte Fläche in durchgezogenen Linien dargestellt.

Wie ebenfalls in Figur 11, untere linke Darstellung (Figur 18 Mitte und unten), gezeigt, kann die lineare oder nahezu lineare Kurvenform kann auch in einer Kurvenkombination mit unterschiedlichen Neigungen realisiert sein, bei zwei kombiniert linearen oder nahezu linearen Streckenabschnitt der Laufflächenkontur vorzugsweise mit den Neigungsverhältnissen im Streckenabschnitt 10a (16a) von 1:20 und dem Streckenabschnitt 10b (16b) von 1:10. Analog gilt dies auch für die Laufrolle und Tragrolle.

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Geraäß Figur 12 kann die Kontur der Seitenführungflachen 12 des Mittelbundes des Leitrades 9 einer korbbogenartig konkav gewölbten Kurve entsprechen, wobei die Radien
R und r der korbbogenartig gewölbten Kurve vorzugsweise durch die Verhältnisse R zu bl ungefähr gleich 2,4 bis
3,1 und r/bl ungefährt gleich 0,05 bis 0,11 ausgeführt sind .

Es kann auch, wie dies in Figur 13 gezeigt ist, die
korbbogenartig konkav gekrümmte Kontur der Seitenführungsflächen 12 des Mittelbundes des Leitrades 9 nur teilweise realisiert sein, wobei der Kantenradius r und der Laufflächenradius R so ausgeführt sind, daß sie
in eine lineare oder nahezu lineare Funktion der Kontur der Seitenführungsflächen 12 des Mittelbundes des
Leitrades 9 übergehen. Die linearen Bereiche sind mit

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13 bezeichnet. Wie aus Figur 14 und 15 ersichtlich, können die nicht linearen, vorzugsweise korbbogenartig konkav gekrümmten Konturen der Laufflächen 10 des Leitrades 9 sowie die ebenfalls entsprechend gekrümmte Kontur der Seitenführungsflächen 12 des Mittelbundes des Leitrades 9 so miteinander kombiniert werden, daß beide Kurven Formen sowohl auf nichtlinearer Basis (vergleiche Figur 14) als auch kombiniert mit linearer und nicht linearer Basis (vergleiche Figur 15) so ineinander übergehen, daß eine festigkeits- und/oder verschleißoptimale Gesamtkontur entsteht und die Radien R und r der korbbogenartig konkav gekrümmten Gesamtkontur durch die oben beschriebenen Maß Verhältnisse charakterisiert sind.

In den Figuren 16 bis 20 schließlich ist jeweils eine Tragrolle 14 zur Abstützung und Führung von Gleisketten, Transportketten oder ähnlichen Kettentypen oder als Laufrolle zur Gewährleistung der Rollfunktion und Übernahme der Krafteinwirkung in bezug auf durch Gleisketten, Transportketten und/oder kettenähnlicher

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Ausführungsformen und Funktionen notwendig werdender Ablaufmechanisraen gezeigt. Auch dabei entspricht die Kontur der Laufflächen 15 der Trag- oder Laufrolle quer zur Laufrichtung gesehen im Querschnitt einer nichtlinearen Funktion, vorzugsweise einer korbbogenartig konkav gewölbten Kurve (wie insbesondere aus Figur ersichtlich). Ausweislich der Figur 17 sind die Radien R und r der korbbogenartig konkaven Krümmung der Lauffläche 15 vorzugsweise durch die Parameterverhältnisse R/bW 2,4 bis 3,1 und r/b^ 0,05 bis 0,11 charakterisiert. Der Parameter b ist dabei in Abhängigkeit von der Form des Gegenstückes, d.h. zum Beispiels des auf der Lauffläche der Trag- bzw. Laufrolle 14 laufenden Kettengliedes und der damit verbundenen Krafteinwirkung auf die Lauffläche zu quantifizieren.

Wie insbesondere aus Figur 18 ersichtlich ist die nichtlineare Kurvenform der Kontur der Laufflächen 15 nur teilweise realisiert, d.h. die Kantenradien, zum Beispiel der Kantenradius r sowie die Laufflächenradien, zum Beispiel der Laufflächenradius R sind so ausgeführt,

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daß sie in eine lineare oder nahezu lineare Funktion der Laufflächenkontur, zum Beispiel einer Geraden 16 übergehen.

Hierbei gelten die gleichen Ausführungen wie oben bezüglich der Lauffläche des Leitrades erläutert ist, bezogen auf Figur 18 und Laufflächenkontur 16a und 16b.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 19 ist die Kontur der Seitenführungsflächen 17 der Spurkänze der Tragbzw. Laufrolle 14 im Querschnitt einer nichtlinearen Funktion angepaßt, insbesondere einer korbbogenartig konkav gewölbten Kurve, wobei die Radien R und r der korbbogenartig gewölbten Kurve vorzugsweise durch die Verhältnisse R/bl^i 2,4 bis 3,1 und r/bl^ 0,05 bis 0,11 ausgebildet sind.

In Figur 20 ist gezeigt, daß die nichtlineare vorzugsweise korbbogenartig gekrümmte Kontur der Seitenführungsflächen 17 der Spurkänze der Trag- oder Laufrolle 14 nur teilweise

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ausgebildet sind, d.h. die Kantenradien zum Beispiel der Kantenradius r sowie die Laufflächenradien, zum
Beispiel der Laufflächenradius R sind so ausgeführt, daß sie in eine lineare oder nahezu lineare Funktion 18 der Kontur der Seitenführungsflächen der Spurkränze der Trag- oder Laufrolle 14 übergehen. Dabei können die nichtlinearen, vorzugsweise korbbogenartig gekrümmten Konturen der Laufflächen der Trag- und Laufrolle 14 und die entsprechende Kontur der Seitenführungsflächen 17 so miteinander kombiniert werden, daß beide
Kurvenformen sowohl auf rein nicht linearer Basis als auch kombiniert linear/nichtlinearer Basis ineiander übergehen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausführungsformen beschränkt sondern im Rahmen der
Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung
offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

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Schutzansprüche:

1. Kettenglied für Gleisketten, beispielsweise gekröpfte Gliedausführung, Förderketten, beispielsweise nicht gekröpfte Gliedausführung, oder für ähnliche Kettentypen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenkontur des Gliedes (3) im Querschnitt des Laufflächenkopfes quer (90°) zur Laufrichtung einer nicht linearen Funktion entspricht, vorzugsweise einer korbbogenartig konvex gewölbten Kurve (2) bezogen auf die gesamte Lauffläche (1), die einer festigkeits- und/oder verschleißoptimalen Rollflächengeometrie entspricht oder zumindest angenähert ist, wobei die Form des Laufflächenkopfes besonders bevorzugt in der Weise ausgeführt ist, wie sie sich auf der Grundlage des physikalischen Prinzips des kleinsten Zwanges bei einer normalen betriebsbedingten Bewegung zwischen einem Kettenglied (3) und einer entsprechenden Rollfläche, beispielsweise einer Laufrolle, bei hinreichend langer Bewegungsdauer selbständig einstellt.

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2. Kettenglied nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Form der korbbogenartij gewölbten Lauffläche (2) durch die Parameterkombinationen R/b"?^, 2,4 bis 3,1 und r/b^ 0,05 bis 0,11 ausgeführt ist, wobei mit dem Parameter R der Kugelradius des Korbbogenbodens, mit r der Übergangsradius vom Korbbogen zu den Auslaufbereichen des Korbbogenbodens bezeichnet ist und mit b der Gesamtdurchmesser des Korbbogenbodens bezeichnet ist.

3. Kettenglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch andere Parameterkombinationen der entsprechenden Radien bzw. Durchmesser zulässig sind, soweit sie sich in Abhängigkeit vom konkreten Anwendungsfall als festigkeits- und/oder verschleißoptimal erweisen.

4. Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenkontur nur in den Randbereichen des Laufflächenquerschnittes einer nicht linearen Funktion, vorzugsweise einer korbbogenartig konvex gewölbten Kurve bezogen auf

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die gesamte Lauffläche derart entspricht, daß die Radien r und R gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet sind und anschließend in eine lineare oder nahezu lineare Funktion (4) (zum Beispiel eine Gerade) übergehen.

5. Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Parameterverhältnis R/b kleiner ist als 2,4, die Laufflächenkontur jedoch keiner linearen Funktion, insbesondere keiner geraden, nahezu geraden oder geradenähnlichen Kurve entspricht, und in diesem Fall der Radius r gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist, vorzugsweise jedoch größer ist als 0,075 b und/oder so realisiert ist, daß sich im Beanspruchungszustand die optimale Laufflächenkontur schnellstmöglich von selbst einstellt.

6. Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächenkontur nur in den Randbereichen des Laufflächenquerschnittes einer nichtlinearen Funktion, insbesondere einer korbbogenartig konvex gewölbten Kurve bezogen auf

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die gesamte Lauffläche (2) derart entspricht, daß die Radien r und R gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 ausgebildet sind und anschließend in eine lineare oder nahezu lineare Funktion (4), zum Beispiel eine Gerade, übergehen, wobei insbesondere der Radius r auch bei einem Parameterverhältnis von R/b kleiner als 2,4 aus dem in Anspruch 2 dargestellten Verhältnis r/b abgeleitet werden kann und vorzugsweise sogar größer als 0,075 b betragen kann oder anderen optimalen Werten gemäß Anspruch 3 entspricht, wobei zudem der Streckenanteil des nicht linearen bzw. korbbogenartig gebogenen Abschnittes der Laufflächenkontur zum linearen bzw. nahezu linearen Kurvenabschnitt der Laufflächenkontur bezogen auf die Gesamtbreite b so realisiert ist, daß sich im Beanspruchungszustand die optimale Laufflächenkontur nach den Ansprüchen 1 bis 5 schnellstmöglich von selbst einstellt.

7. Kettenglied nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Parameterverhältnis R/b kleiner ist als 2,4, die Laufflächenkontur jedoch keiner linearen Funktion, insbesondere einer geraden,

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nahezu geraden oder einer geradenähnlichen Kurve entspricht, und in diesem Fall der Radius r gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist, vorzugsweise jedoch größer ist als 0,075 b und/oder so realisiert wird, daß sich im Beanspruchungszustand die optimale Laufflächenkontur schnellstmöglich von selbst einstellt.

Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässigen Härtewerte der Laufflächen (2) zwischen 30 und 60 HRc, vorzugsweise jedoch mit Härtewerten zwischen 40 und 50 HRc betragen, wobei die Grundhärte des Kettengliedes (3) so eingestellt ist, daß unter Einwirkung der durch die Laufrollen wirkenden Druckkraft keine größeren Querschnitts- und Oberflächenbereiche erfassendes Fließen auftritt, insbesondere mit einem zulässigen Streckgrenzenverhältnis von R /R gegen 1, vorzugsweise aber einem Streckgrenzenverhältnis von R /R um 0,65 unter besonderer Beachtung der Gewährleistung eines hinreichend plastischen Arbeitsvermögens.

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9. Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenglied (3) aus üblichen Materialien, nämlich Vergütungsstahl bzw. Sphäroguß oder Stahlguß, vorzugsweise jedoch mit Analysewerten besteht, die die Mangansulfidbildung minimieren, wobei insbesondere beim Einsatz von Manganstählen ein niedriger Schwefelgehalt vorzugsweise von unter 0,02 % eingehalten ist.

10. Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenglied (3) aus Alternativmaterialien, vorzugsweise auf Hartmetal1 basis, Faserverbundwerkstoffen, Keramik-Keramik-Verbundwerkstoffen und/oder Ingenieurkeramiken, vorzugsweise auf Basis von Si&ldquor;N, (Siliziumnitrit) mit weniger als 15 Gewichtsprozent Sinteradditiv, einem Bruchwachstum im unterkritischen Bereich bei einer Bruchzähigkeit KIC kleiner als 20 MPa^ m sowie ähnlichen Materialien, wobei die Festigkeit und die Zähigkeit durch Einsatz und Dosierung geeigneter Additive auf ein für den konkreten Anwendungsfall für den Einsatz des

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Kettengliedes optimalen Wert einzustellen ist, wobei besonders auf Homogenität (Weibul1-Modul m) des Gliedwerkstoffes zu achten ist und m ^10 m eingehalten ist.

11. Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei gekröpften Gliedausbildungen die in den Ansprüchen 1 bis 7 dargestellten Laufflächenkonturen und Radien- bzw. Parameterverhältnisse im gesamten Laufflächenbereich (1), d.h. im mittleren Laufflächenbereich und in den Bereichen des Bolzen- bzw. Buchsenauges eingehalten sind.

12. Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der gekröpften Kettengliedausführungsform die nach den Ansprüchen 1 bis 7 dargestellten Laufflächenformen im mittleren Laufflächenbereich realisiert sind und die Laufflächenkontur in den Bereichen des Bolzen- bzw. Buchsenauges, d.h. im Scharnierbereich zwischen zwei Kettensegmenten, so ausgeführt ist, daß sich in diesem Bereich die nach den Ansprüchen 1 bis 7 ergebende

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Laufflächenkontür (2) jeweils über den Querschnitt beider Kettenglieder (3) darstellt.

13. Kettenglied nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Seitenflanken (8) (ein- und/oder beidseitig) der Laufflächen (2) des Kettengliedes (3) quer (90°) zur Laufrichtung einer nichtlinearen Funktion, vorzugsweise einer korbbogenartig konvex gekrümmten Kurve entsprechen.

14. Kettenglied nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die korbbogenartig konvex gekrümmte Kurve der Seitenflanken (8) der Laufflächen (2) über die gesamte Länge oder auch nur in Teilbereichen des Kettengliedes (3) in ihren Radien R und r vorzugsweise so ausgebildet sind, daß die Parameterkombinationen R/bl den Werten /^ 2,4 bis 3,1 und r/bl den Werten ^ 0,05 bis 0,11 entsprechen oder unter Berücksichtigung unterschiedlicher Kettengliedausführungsformen so optimiert sind, daß sich in Abhängigkeit vom konkreten Anwendungsfall

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beim praktischen Einsatz eine festigkeits- und/oder verschleißoptimale Kontur schnellstmöglich von selbst einstellt.

15. Leitrad zur Führung und/oder Umlenkung bzw. zum Spannen von Gleisketten, Transportketten oder ähnlichen Kettenausführungsformen, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Lauffläche (10) oder der Laufflächen des Leitrades (9) quer (90°) zur Laufrichtung im Querschnitt einer nichtlinearen Funktion entspricht, vorzugsweise einer korbbogenartig konkav gekrümmten Kurve, die einer festigkeits- und/oder verschleißoptimalen Rollflächengeometrie entspricht oder zumindest angenähert ist, wobei die Form der Lauffläche (10) oder Laufflächen (10) vorzugsweise so ausgeführt ist, wie sie sich auf der Grundlage des physikalischen Prinzips des kleinsten Zwanges bei einer normalen Bewegung zwischen einer Lauffläche (10) zum Beispiel der eines Leitrades (9) und einem entsprechenden Gegenstück, zum Beispiel einem Kettenglied, bei hinreichend langer Bewegungsdauer selbständig einstellt.

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16. Leitrad nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die Radien R und r der korbbogenartigen konkaven Krümmung der Lauffläche (10) oder der Laufflächen (10) vorzugsweise durch die Parameterkombinationen R/b ¹^i 2,4 bis 3,1 und

r/b A3 0,05 bis 0,11 charakterisiert sind oder, unter Berücksichtigung unterschiedlicher Ausführungsformen von Leiträdern (9) und entsprechenden Ketten bzw. Kettengliedern, als Gegenstück zur Leitradlauffläche so ausgeführt sind, daß sich eine festigkeits- und/oder verschleißoptimale Laufflächenkontur gemäß Anspruch 15 im Praxiseinsatz schnellstmöglich von selbst einstellt.

17. Leitrad nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Kurvenform der Kontur der Lauffläche (10), vorzugsweise die korbbogenartig konkav gekrümmte Kontur, nur teilweise realisiert ist, das heißt die Kantenradien, zum Beispiel der Kantenradius r, sowie die Laufflächenradien, zum Beispiel der Laufflächenradius R, so ausgeführt sind, daß sie

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in eine lineare oder nahezu lineare Funktion (11) der Laufflächenkontur, zum Beispiel einer Geraden, übergehen, wobei die lineare Kurvenfunktion (11) auch in einem Winkel zu einer angenommenen waagerechten Lauffläche (10) angeordnet sein kann und die Kurvenkombination so realisiert ist, daß sich die festigkeits- und/oder verschleißoptimale Laufflächenkontur im Praxiseinsatz schnellstmöglich von selbst einstellt.

18. Leitrad nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Seitenführungsflächen (12) des Mittelbundes des Leitrades (9) quer (90°) zur Laufrichtung im Querschnitt einer nichtlinearen Funktion entspricht, vorzugsweise einer korbbogenartig konkav gewölbten Kurve und die Radien R und r der korbbogenartig gewölbten Kurve vorzugsweise durch die Verhältnisse R/bl'% 2,4 bis 3,1 und r/bl<% 0,05 bis 0,11 charakterisiert sind oder die nichtlineare Funktion so realisiert ist, daß sich eine festigkeits- und/oder verschleißoptimale Kontur der Seitenführungsflächen

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des Mittelbundes des Leitrades im Praxiseinsatz schnellstmöglich von selbst einstellt.

19. Leitrad nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare, vorzugsweise die korbbogenartig konkav gekrümmte Kontur der Seitenführungsflächen (12) des Mittelbundes des Leitrades (9) nur teilweise realisiert ist, das heißt die Kantenradien, zum Beispiel der Kantenradius r sowie die Laufflächenradien, zum Beispiel der Laufflächenradius R, so ausgeführt sind, daß sie in eine lineare bzw. nahezu lineare Funktion (13), zum Beispiel eine Gerade, der Kontur der Seitenführungsflächen des Mittelbundes des Leitrades übergehen und dabei so realisiert sind, daß durch diese Kurvenkombination sich die festigkeits- und/oder verschleißoptimale Laufflächenkontur im Praxiseinsatz schnellstmöglich von selbst einstellt.

20. Leitrad nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare, vorzugsweise korbbogenartig konkav gekrümmte Kontur

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-Alder Lauffläche (10) oder der Laufflächen des Leitrades (9) sowie die nichtlineare, vorzugsweise korbbogenartig gekrümmte Kontur der Seitenführungsfläche (12) oder -flächen des Mittelbundes des Leitrades so miteinander kombiniert werden, daß beide Kurvenformen sowohl auf rein nichtlinearer Basis als auch auf kombiniert linearer/nichtlinearer Basis so ineinander übergehen, daß eine festigkeits- und/oder verschleißoptimale Gesamtkontur entsteht und die Radien R bzw. r der korbbogenartig konkav gekrümmten Gesamtkontur, vorzugsweise durch die Verhältnisse R/b bzw. R/bl-£^> 2,4 bis 3,1 und r/b bzw. r/blföt 0,05 bis 0,11 charakterisiert sind.

21. Leitrad nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen (10) sowie die Seitenführungsflächen (12) des Mittelbundes des Leitrades (9) aus Stahl oder Gußeisen bestehen und die nichtlinearen bzw. kombiniert 1inear/nichtlinearen Konturen gemäß Anspruch 15 bis 20 durch Fertigungsverfahren vor, während oder nach Herstellung des Leitrades eingebracht sind, wobei

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alternativ auch die Laufflächen (10) bzw. Seitenführungsflächen (12) des Mittelbundes oder der gesamte Laufflächenbereich (Leitradbandage) oder auch das gesamte Leitrad (9) oder Teile davon aus Alternativmaterialien, vorzugsweise auf Hartmetall basis, Faserverbundwerkstoffen, Keramik-Keramik-Verbundwerkstoffen und/oder Ingenieurkeramiken, vorzugsweise auf Basis von Si&ldquor;N, (Siliziumnitrit) mit weniger als 15 Gewichtsprozent Sinteradditiv, einem Bruchwachstum im unterkritischen Bereich bei einer Bruchzähigkeit KIC kleiner als 20 MPa V m sowie ähnlichen Materialien bestehen.

22. Leitrad nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstoffe, die Härtewerte und die Streckgrenzen des Materiales, aus welchem das Leitrad (9) oder Teil des Leitrades gebildet sind, den Ausbildungen gemäß Anspruch 1 bis 14 entsprechen.

23. Tragrolle zur Abstützung und Führung von Gleisketten, Transportketten und/oder ähnlichen Kettentypen sowie Laufrollen zur Gewährleistung der Rollfunktion und Übernahme der Krafteinwirkung in bezug auf durch

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Gleisketten, Transportketten und/oder Ketten ähnlicher Ausführungsform und Funktionen notwendig werdender Ablaufmechanismen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Lauffläche (15,16) oder Laufflächen (15,16) und Seitenflächen der Spurkränze (17,18) sowie Auswahl der Materialien so gewählt und getroffen sind, wie dies in den Ansprüchen 1 bis 22 gekennzeichnet ist.