PL213671B1 - Lancuch ogniwowy oraz sposób wykonania lancucha ogniwowego - Google Patents

Abstract

Łańcuch ogniwowy (1) składający się z pojedynczych wzajemnie połączonych ze sobą ogniw łańcuchowych (2, 3) charakteryzuje się tym, że ogniwa łańcuchowe (2, 3) są ogniwami łańcuchowymi kutymi, przy czym co najmniej każde drugie ogniwo (3), najpierw jest ogniwem łańcuchowym otwartym (3) z rozwarciem do połączenia sąsiadującego albo sąsiadujących ogniw (2) kutych, a po połączeniu sąsiadującego albo sąsiadujących ogniw (2) jest zamykane, a czoła ustalające rozwarcie sobą połączone w sposób trwały. Sposób wytwarzania łańcucha ogniwowego, składającego się z pojedynczych wzajemnie połączonych ogniw łańcuchowych (2, 3) polega na tym, że ogniwa łańcuchowe (2, 3) są wytwarzane na drodze kucia, przy czym co najmniej każde drugie ogniwo (3) jako ogniwo otwarte (3) z rozwarciem zamyka się po połączeniu z ogniwem sąsiadującym albo ogniwami sąsiadującymi (2), zaś ustalone przez czoła wcześniejsze rozwarcie ogniwa kutego otwartego łączy się ze sobą w sposób trwały.

Description

Wynalazek dotyczy łańcucha ogniwowego, składającego się z pojedynczych, wzajemnie połączonych ze sobą ogniw łańcuchowych oraz sposób wytwarzania takiego łańcucha.

Łańcuchy ogniwowe są wytwarzane do różnych celów i odpowiednio też eksploatowane. Głównym obszarem stosowania tego rodzaju łańcuchów ogniwowych jest przede wszystkim górnictwo, wskutek stawiania szczególnie wysokich wymagań stosowanym tam łańcuchom. W górnictwie są łańcuchy ogniwowe stosowane głównie jako łańcuchy transportowe albo łańcuchy pociągowe do strugów, przy czym te drugie ostatnio prowadzone są w stosownym korycie łańcuchowym. Oprócz dobrania odpowiedniego materiału, ogniwa łańcucha posiadają również odpowiednie ukształtowanie, w zależności od zakresu stosowania i obciążenia takiego łańcucha. Od łańcuchów transportowych wymaga się na przykład, aby te pomimo wysokiego obciążenia były możliwie płaskie. Z tego też względu rozwinęły się tak zwane ogniwa łańcuchowe płaskie, które w ciągach łańcuchów transportowych są usytuowane jako ogniwa pionowe, podczas gdy przy ogniwach łańcuchowych poziomych chodzi o takie ich praktyczne ukształtowanie, aby mogły współpracować z kołem łańcuchowym napędowym. Ogniwa łańcuchowe płaskie odnośnie swojej budowy i celu ich stosowania są typowymi ogniwami łańcuchowymi, wykonanymi z prętów okrągłych, a zakończenia ich ramion, łączące łuki ogniwa, są ze sobą spęczane. Ogniwa łańcuchowe płaskie są również wykonywane drogą kucia. Podczas kucia ogniw łańcuchowych płaskich ze względu na ich ukształtowanie jest więcej swobody niż przy spęczaniu ramion łączących łuki. Dzięki temu ogniwa łańcuchowe kute stały się powszechnie znane. Ogniwa te, ze względu na swoją geometrię, wykonane są jako ogniwa łańcuchowe płaskie kute i zamknięte oraz łączone są na przemian ze znanymi ogniwami, wykonanymi w całości z odcinków prętów okrągłych, których powierzchnia w przekroju poprzecznym jest jednakowa na całej długości.

Oprócz takich ogniw łańcuchowych, jak wcześniej opisane, biorąc pod uwagę odpowiednie ukształtowanie ze względu na cel stosowania, znane są również takie łańcuchy ogniwowe, których pojedyncze ogniwa wykonane są z odcinka pręta z odbiegającym nieznacznie od typowego okrągłego przekroju poprzecznego. Te ogniwa, tak samo jak tradycyjne ogniwa łańcuchowe, zawierają na całym swym obwodzie identyczny kształt przekroju poprzecznego i jednakową powierzchnię przekroju poprzecznego w obszarze łuków oraz w obszarze ramion łączących te łuki. Z możliwościami przedstawionymi wcześniej mogą być stalowe ogniwa łańcuchowe w określonej mierze dostosowane do żądanego celu stosowania. Dotyczy to takich parametrów jak: obciążenie, stopień zużycia względnie zwymiarowania. W toku zwiększających się wymagań dotyczących zwłaszcza obciążeń łańcuchów, uwarunkowanych również koniecznością urabiania cienkich pokładów, zarówno co do ich wysokości, jak i ich szerokości, mogą być stosowane łańcuchy o mniejszych wymiarach takie, które tym potrzebom sprostają.

Z opisu patentu niemieckiego nr DE 39 30 842 A1 znany jest sposób wytwarzania łańcucha o ogniwach okrągłych, zgodnie z którym każde ogniwo łańcuchowe w procesie kształtowania wykonane jest z profilowanego odcinka pręta stalowego. Kształtowanie odcinka pręta stalowego następuje wskutek prasowania, kucia albo walcowania. Po procesie kształtowania poddaje się półprodukt w formie pręta w przewidzianym miejscu gięciu, celem wykonania łuków, a skierowane ku sobie czoła końców odcinka pręta łączy się ze sobą. Uruchamiając proces gięcia ogniwa łańcuchowego, można wyznaczyć geometrie przekrojów poprzecznych, które nie da się ustalić podczas spęczania ramion gotowych ogniw. Niedogodnością tego sposobu jest jednak to, że przy wytwarzaniu pojedynczych ogniw należy wziąć pod uwagę względnie dużą tolerancję w zakresie dotrzymania wymiarów. Ponadto, pojawiają się wątpliwości, czy nie można było podczas procesu gięcia wcześniej ukształtowanego pręta, usunąć względnie poprawić zmienioną strukturę, powstałą w procesie kształtowania.

Wychodząc z tak określonego stanu techniki postawiono zagadnienie skonstruowania takiego łańcucha ogniwowego oraz sposób jego wykonania, w którym byłoby możliwe nie tylko wytwarzanie poszczególnych ogniw łańcuchowych z zachowaniem dokładnych wymiarów, lecz również by w odróżnieniu do rozwiązania znanego ze stanu techniki, żadne istotne straty warunkujące wytwarzanie odnośnie wymaganego kształtowania ogniw łańcuchowych nie musiałyby być uwzględnione.

Niniejsze zadanie zostało zgodnie z wynalazkiem rozwiązane przez wymieniony na wstępie łańcuch ogniwowy składający się z pojedynczych wzajemnie połączonych ze sobą ogniw w ten sposób, że ogniwa łańcuchowe są ogniwami łańcuchowymi kutymi, których kształt przekroju poprzecznego oraz powierzchnia przekroju poprzecznego ogniw różni się w obszarze swych łuków od kształtu przekroju poprzecznego i powierzchni przekroju poprzecznego ramion. Ogniwa łańcuchowe są ogniPL 213 671 B1 wami płaskimi, przy czym przed połączeniem tychże ogniw w formie łańcucha ogniwowego, co drugie ogniwo może być zamknięte albo wszystkie ogniwa mogą być otwarte, a po połączeniu zamknięte.

Zadanie dotyczące sposobu wytwarzania łańcucha ogniwowego zostało rozwiązane zgodnie z cechami zawartymi w zastrzeżeniu 5. W niniejszym łańcuchu ogniwowym łączone ze sobą dwa ogniwa są ogniwami kutymi. Te ogniwa są wykonane jako ogniwa kute otwarte. Tymi ogniwami kutymi otwartymi można połączyć na przykład dwa ogniwa kute zamknięte. Dzięki wykonaniu dwóch ogniw, łączących ogniwa łańcuchowe drogą kucia, została stworzona możliwość wykonania łańcucha ogniwowego, w którym każde ogniwo może zawierać wymagane właściwości łańcucha ogniwowego pod względem formowania. Przy stosowaniu ogniw łańcuchowych kutych wytwórca ma możliwość odnośnie formowania pojedynczych ogniw daleko idący stopień swobody do dyspozycji, niż w przypadku ogniwa wykonanego z odcinków drutu albo pręta. Dotyczy to szczególnie takiego kształtowania ogniw łańcuchowych, przy których łuki zawierają inny kształt przekroju poprzecznego, a przede wszystkim inną powierzchnię przekroju poprzecznego, niż te, których ramiona łączą łuki. To odnosi się przede wszystkim do tych ogniw łańcuchowych, przy których powierzchnia przekroju poprzecznego ramion względem tych łuków jest mniejsza, aby ostatecznie bez uszczerbku co do przeniesienia obciążenia przez taki łańcuch wymagało zredukowania wysokości ogniw łańcuchowych. Ponieważ przy tych ogniwach łańcuchowych, jeśli łącznie wszystkie ogniwa są ogniwami łańcuchowymi kutymi, również ogniwa poziome mogą zachować mniejszą wysokość, jest tym samym łączne zwymiarowanie takiego łańcucha zredukowane względem wcześniej znanego. Niniejsze dotyczy również tych ogniw łańcuchowych, które zawierają naddatek w formie zgrubienia materiałowego, jako ochrona przed zużyciem. Przy standartowych łańcuchach ogniwowych istnieje możliwość, że każde ogniwo łańcuchowe bez dodatkowych zabiegów może zawierać naddatek materiału przeznaczony do starcia. Dotyczy to w szczególności łańcuchów stosowanych w strugach węglowych.

Do wykonania takiego łańcucha ogniwowego jest co najmniej każde drugie ogniwo wykonane jako ogniwo kute otwarte. Kucie ogniw łańcuchowych z pozostawieniem rozwarcia do zawieszenia kolejnego albo kolejnych ogniw warunkuje w dużym stopniu dotrzymanie wymiarów wytworzonego w ten sposób łańcucha ogniwowego. Podczas wytwarzania łańcucha ogniwowego kutego z otwartymi ogniwami ustala się krytyczne cechy geometryczne warunkami kucia. To dotyczy w szczególności korzystnie promienia oraz usytuowania względem siebie łuków jak i również korzystnie geometrii przejścia łuków w sąsiadujące z nimi ramionami względnie odcinkami tychże ramion. Korzystnie więc, kuje się takie ogniwo w takiej postaci, by rozwarcie zawierało jedynie wystarczający prześwit, aby następne ogniwo ze swym łukiem albo ramieniem można było wprowadzić do przestrzeni wewnętrznej tego ogniwa łańcuchowego. Podczas wymiarowania prześwitu rozwarcia dobiera się go celowo o tak małym wymiarze, jak to jest tylko możliwe, mianowicie w takim wymiarze, by to ogniwo albo pozostałe do zawieszenia ogniwa ze swym wąskim odcinkiem, dla przykładu tylko ze swym ramieniem można było połączyć poprzez rozwarcie, na wypadek, gdy ramię zawiera co najmniej w jednym kierunku mniejszy przekrój poprzeczny niż łuki. To ogniwo kute najpierw jako otwarte zostaje po zawieszeniu albo zwieszeniu kolejnych ogniw zamknięte a następnie w obszarze swych czół połączone ze sobą w sposób trwały, na przykład drogą zgrzewania. Otwarte kute ogniwo może zasadniczo zawierać jedno albo dwa rozwarcia. Korzystnie jest jednak przyjęcie jedynie jednego rozwarcia. To rozwarcie znajduje się celowo w obszarze jednego z dwóch ramion łączących łuki ogniwa łańcuchowego. W takim przypadku może być drugie ramię, leżące naprzeciw, zagięte o wielkość prześwitu rozwarcia. Podczas zwierania takiego otwartego ogniwa doprowadza się wcześniej zagięte ramię do jego wyprostowania.

Zasadniczo jest również możliwe, przygotować rozwarcie poprzez skręcenie nie dzielonego ramienia wokół jego osi wzdłużnej albo przez kombinację obu wcześniej wymienionych możliwości.

Przy właściwym kształtowaniu należy zaznaczyć, że ogniwa kute otwarte po przeprowadzeniu procesu kucia w ich jeszcze nie zamkniętym stanie w ich zwymiarowaniu i geometrii istotnych dla ogniwa elementów, wykonuje się w procesie kucia, jak na przykład kształtowanie łuków oraz przejście łuków w ramiona jak i kształtowanie samych ramion.

Układ tych wzajemnie powiązanych ze sobą elementów ogniwa łańcuchowego, jak i ich geometria nie ulega zmianie w procesie zamykania ogniwa po zawieszeniu sąsiadującego ogniwa, względnie zawieszeniu kolejnych ogniw albo ulega w stopniu nie istotnym. W opisanym przykładzie wykonania jest jedynie konieczne przeprowadzenie prostowania zagiętego i/albo skręconego ramienia, a mianowicie tak długo, aż czoła określające rozwarcie otwartego kutego ogniwa łańcuchowego będą graniczyć ze sobą.

PL 213 671 B1

W innym przykładzie wykonania są wszystkie ogniwa łańcucha ogniwowego wykonane najpierw jako ogniwa kute otwarte, jak to wcześniej opisano. Przy wykonaniu takiego łańcucha ogniwowego wykonuje się poszczególne ogniwa w osobnym procesie z tym rezultatem, że pojedyncze ogniwa zawierają większe podobieństwo względem siebie, niż te ogniwa, które byłyby wykonane dwoma różnymi sposobami, jak to jest w przypadku łańcucha ogniwowego, którego ogniwa jako standartowe otwarte, zamyka się w danym wypadku każde drugie ogniwo na drodze kucia.

Wynalazek jest bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

figura 1 przedstawia wycinek łańcucha ogniwowego, składający się z ciągu pojedynczych, wzajemnie połączonych ze sobą stalowych ogniw kutych, w liczbie trzech ogniw, figura 2 przedstawia ogniwo środkowe odcinka łańcucha, pokazanego na fig. 1 schematycznie w widoku z boku, w stanie po obróbce kucia z rozwarciem do połączenia z sąsiadującymi ogniwami, figura 3: ogniwo zamknięte pokazane na fig. 2 oraz figura 4, która przedstawia odcinek łańcucha pokazany na fig. 1 z otwartym ogniwem pokazanym na fig. 1 po połączeniu sąsiadujących ogniw łańcuchowych.

Łańcuch ogniwowy 1 składa się z pewnej liczby ogniw 2, 3, usytuowanych jedno po drugim wzajemnie połączonych ze sobą, przy czym w niniejszym przypadku sąsiadujące ogniwa 2, 3 wzajemnie połączone są ze sobą. Fig. 1 przedstawia jedynie wycinek łańcucha ogniwowego 1, składającego się łącznie w zmiennej kolejności z ogniw 2, 3 oraz z co najmniej jednego zamka łańcuchowego. Dla ogniw 2, 3 chodzi o ogniwa stalowe, które wytwarzane są w procesie kucia. Ogniwa łańcuchowe 2 wykonane są jako ogniwa łańcuchowe zamknięte, a tym samym, jeśli chodzi o ich końcowy kształt jako ogniwa kute na gotowo. Ogniwa łańcuchowe 3 są natomiast wykonane jako ogniwa kute otwarte, przy czym rozwarcie kutych ogniw 3 służy do połączenia z sąsiadującymi ogniwami 2, zanim to ogniwo 3 zostanie zamknięte. Fig. 1 przedstawia ogniwo 3 po przyłączeniu ogniw łańcuchowych 2. Rozwarcie ogniwa kutego 3 było usytuowane w obszarze środkowym swego ramienia 4 i zostało zamknięte spoiną spawalniczą 5 (schematyczne przedstawienie).

Figura 2 przedstawia ogniwo łańcuchowe 3 po całkowicie wykonanym procesie kucia. Otwarte ogniwo kute 3 zawiera rozwarcie 6, które jak wspomniano, służy do połączenia obydwu sąsiadujących ogniw łańcuchowych 2. Rozwarcie 6 znajduje się w niniejszym przykładzie wykonania w środku otwartego ramienia 4, które w końcowej fazie procesu kucia utworzone jest najpierw przez obydwa odcinki ramienia 7, 7'. Drugie ramię 10, łączące łuki 8, 9 ogniwa łańcuchowego jest łukowo wykrzywione, przy czym środkowy punkt krzywizny umieszczony jest poza przestrzenią wewnętrzną ogniwa łańcuchowego 3 na zewnętrznej stronie, leżącej na przeciw odcinków ramion 7, 7'. Czoła 11, 11' odcinków ramion 7, 7' są tym samym odsunięte od siebie o wielkość kąta obrotu krzywizny ramienia 10. Do zamknięcia ogniwa 3, jak przedstawia to schemat na fig. 3 po przyłączeniu ogniw 2, kiedy to ramię 10 po przyłożeniu nacisku skierowanego wzajemnie ku sobie na zewnętrzne strony łuków 8, 9 i prostujących go, aż czoła 11, 11' odcinków ramienia 7, 7' znajdą się naprzeciw siebie. Ostatecznie spawa się odcinki ramienia 7, 7' ze sobą tak, że obydwa ogniwa 2, 3 można odróżnić jedynie poprzez widoczną z zewnątrz spoinę spawalniczą 5 przy ogniwie 3. Odnośnie ich zwymiarowania i ich geometrii są ogniwa 2, 3 identyczne. Geometria łuków 8, 9' oraz przejście do odcinków ramienia 7, 7', względnie ramienia 4 odpowiada po procesie kucia geometrii zadanej tego elementu wytwarzanego ogniwa albo w przybliżeniu geometrii zadanej, przy czym geometria zadana ogniwa w procesie jego prostowania doprowadza do jego zamknięcia. Związana z tym geometria zadana odpowiada geometrii ogniwa przed uruchomieniem następnej czynności, a mianowicie: obróbki cieplnej i w niniejszym przypadku związane z tym formowanie na zimno, na przykład rozciąganie.

Ogniwa 2 połączone z otwartym ogniwem 3 są przedstawione na fig. 4. Ogniwa 2 są wprowadzone do ogniwa 3 ze swym spłaszczonym, ramieniem o zredukowanej względem łuków powierzchni przekroju poprzecznego poprzez rozwarcie 6 ogniwa 3, którego prześwit rozwarcia jest tak dobrany, aby płaskie ramię ogniwa łańcuchowego 2 można było wprowadzić do przestrzeni ogniwa 3.

Ogniwa łańcuchowe 2, 3 zawierają w niniejszym przykładzie wykonania względem łuków zredukowane powierzchnie przekroju poprzecznego. Ponadto, odróżniają się ramiona 4, 10 w stosunku do łuków 8, 9 swymi powierzchniami przekroju poprzecznego, wykonanymi w kształcie korytka, jak przedstawia to na fig. 4, za pomocą czoła 11' odcinka ramienia 7'. Ponieważ w łańcuchu ogniwowym 1 wszystkie ogniwa łańcuchowe 2, 3 są ogniwami kutymi, można tym przedsięwzięciem wykonać każde ogniwo 2, 3, uwzględniając wymagania stawiane tym łańcuchom, nadając stosowną budowę zachowując w wysokim stopniu wymiarowość pojedynczo wykonywanych ogniw 2, 3 w obrębie ustalonych granic, wyznaczonych procesem kucia.

PL 213 671 B1

W niniejszym przykładzie wykonania są ogniwa łańcuchowe 2, 3 identyczne pod względem kształtu i wielkości. Ma się rozumieć, że do wykonania łańcucha ogniwowego, składającego się z pojedynczych, wzajemnie połączonych kutych ogniw stalowych mogą pojedyncze ogniwa zawierać zróżnicowaną budowę i/lub wielkość. Dlatego jest możliwe wykonać taki łańcuch ogniwowy, w którym mogą być wstawione ogniwa o bardzo zróżnicowanej budowie.

Claims (8)

1. Łańcuch ogniwowy składający się z pojedynczych wzajemnie połączonych ze sobą ogniw łańcuchowych, znamienny tym, że kształt przekroju poprzecznego ogniw łańcuchowych (2, 3) w obszarze swych łuków różni się od kształtu przekroju poprzecznego ich ramion (4, 10).

2. Łańcuch według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia przekroju poprzecznego ogniw łańcuchowych (2, 3) różni się od powierzchni przekroju poprzecznego ich ramion (4, 10).

3. Łańcuch według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że każde ogniwo łańcuchowe (2, 3) jest ogniwem płaskim.

4. Łańcuch według zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że ogniwa łańcuchowe (2) połączone z ogniwami kutymi (3) najpierw otwartymi, a potem zamkniętymi, też są ogniwami kutymi otwartymi, a potem są ogniwami zamkniętymi.

5. Sposób wytwarzania łańcucha ogniwowego, składającego się z pojedynczych wzajemnie połączonych ogniw, przy czym pojedyncze ogniwa wykonuje się drogą kucia, znamienny tym, że co najmniej każde drugie ogniwo (3) kuje się jako ogniwo otwarte z rozwarciem (6) do jego połączenia z sąsiednim albo sąsiednimi ogniwami (2) przy czym ogniwo łańcuchowe (3) kute jako otwarte wraz z wykonaniem łuków (8, 9) oraz ramieniem (10) łączącego łuki (8, 9) tegoż ogniwa (3) kutego otwartego jest wykrzywione o wielkość prześwitu rozwarcia dzielonego ramienia (4) tak, że ogniwo łańcuchowe (3) po jego połączeniu z sąsiednim albo sąsiednimi ogniwami (2) zamyka się, a czoła (11, 11') określające wcześniej rozwarcie (6) ogniwa otwartego (3) łączy się ze sobą w sposób trwały.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że geometria oraz wymiary w czasie procesu kucia łuków (8, 9) odpowiadają geometrii i wymiarom zadanym wytwarzanego ogniwa łańcuchowego (3), względnie odpowiadają tym wartościom w przybliżeniu.

7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że w procesie kucia przejścia łuków (8, 9) w sąsiadujące ramiona (4, 10), względnie odcinki ramion (7, 7'') ustala się ogniwo kute otwarte (3).

8. Sposób według zastrz. 5 do 7, znamienny tym, że czoła (11, 11') najpierw otwartych drugich ogniw (3) spawa się ze sobą.