CH426235A - Kette aus giessbarem Werkstoff - Google Patents

Description

  
 



  Kette aus giessbarem Werkstoff
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kette aus   giessbarem    Werkstoff, insbesondere auf eine Spritzgusskette aus thermoplastischem Werkstoff, deren beiderseits einer Mittelebene spiegelbildlich symmetrisch ausgebildeten Kettenglieder aus je zwei im wesentlichen geradlinigen Schenkelstücken und je einem diese verbindende Bogenstück zusammengesetzt sind, eine Querschnittsform aufweisen, die in der Ebene der Kettenglieder im allgemeinen breiter als in der dazu senkrechten Ebene ist, und deren Bogenstücke eine auf die Tragfläche begrenzte, einem Kreisflächenausschnitt entsprechende Querschnittsform besitzen, die derjenigen des Bogenstücks des anschliessenden Kettengliedes angepasst ist. Ketten mit den beschriebenen Merkmalen sind jedoch lediglich als Metallketten (Schwerlastketten) bekannt gewesen.



   Die bekannten Kunststoffketten sind schlecht geeignet, nennenswerte Kräfte zu übertragen. Die Ursache für die sich insoweit ergebenden Schwierigkeiten besteht in der Tatsache, dass man, wenn man versucht, den Querschnitt der Kettenglieder zu vergrössern, um den für die Zugbelastung erforderlichen Widerstand zu schaffen, alsbald auf eine Grenze stösst, die sich aus der Gefahr der Lunkerbildung des Werkstoffes im Laufe seiner Verfestigung bzw. Erkaltung während der Giessarbeit ergibt. Lunker, die sich an einem beliebigen Punkt des Kettengliedes bilden können, beeinträchtigen die Festigkeit, welche durch die Vergrösserung des Querschnitts angestrebt wurde.

   Eine weitere Quelle von Schwierigkeiten beruht darin, dass die Vergrösserung der von der Kette zu tragenden Belastungen den Kontaktdruck, welcher aus der Lastübertragung auf im allgemeinen sehr kleine, wenn nicht sogar punktförmige Kontaktflächen zwischen den aufeinander folgenden Kettengliedern resultiert, schnell übermässig gross werden lässt.



   Dem Erfindungsgegenstand liegt infolgedessen die Lösung einer doppelten Aufgabe zugrunde, nämlich einmal die wirksame Kontaktfläche zwischen zwei aufeinander folgenden Gliedern der Kette zu verbreitern und zum anderen eine Querschnittsform zu finden, welche am wenigsten der Gefahr der Lunkerbildung des Werkstoffes ausgesetzt ist. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einer Kette aus giessbarem Werkstoff der eingangs geschilderten Art darin, dass der auf der Sehne des Kreisflächenausschnitts aufgesetzte äussere Profilteil kegelschnittartig gestaltet ist. Das erfindungsgemässe Querschnittsprofil führt nicht nur hinsichtlich des äusseren Profilteils zu einer Querschnittsform, welche der Gefahr einer Lunkerbildung entgegenwirkt, sondern vermittelt gleichzeitig auch eine Verbreiterung der Kontaktfläche und damit in dem gleichen Ausmass eine Verringerung des Oberflächendrucks.

   Aufgrund der erfindungsgemässen Lehre kann somit sehr weitgehend die Grenze für diejenige Belastung   zurückge-    drängt werden, die noch von einer aus dem gegebenen Material hergestellten Kette ausgehalten werden kann.



   Die erfindungsgemässe Querschnittsform ist zunächst zwingend nur für die Bogenstücke vorgeschrieben. Es wäre demnach durchaus denkbar, wenn das Kettenglied nicht zu gross zu sein braucht, auch die Schenkelstücke mit einem derartigen Profil zu versehen. Vorteilhafter ist es jedoch, insbesondere bei Kettengliedern, welche stärkeren Belastungen ausgesetzt werden sollen, wenn in einer zur Kettengliedebene senkrechten Ebene die Sehne des Kreisflächenausschnitts in den Bogenstücken breiter ist als die Schenkelstücke. Was hiermit gemeint ist, zeigt am deutlichsten das mittlere Kettenglied in Fig. 1. Wäh  rend im Stand der Technik die Seitenflächen der Kettenglieder flach und parallel zueinander gehalten werden, ist es zweckmässig, das Kettenglied nur an der Kontaktfläche breiter zu gestalten, während es im übrigen, insbesondere in Höhe des Querstegs, weniger breit bzw. hoch sein kann.

   Auch dann kann der Lunkerbildung begegnet werden.



   Die erfindungsgemässen Kunststoffketten sind, wie durchgeführte Versuche gezeigt haben, sowohl hinsichtlich ihrer Belastbarkeit als auch hinsichtlich ihrer Abriebfestigkeit allen am Markt befindlichen Kunststoffketten weit überlegen. Darüber hinaus vermittelt der Erfindungsgegenstand aber auch hinsichtlich der Herstellung der Kettenglieder eine wesentliche Bereicherung der einschlägigen Technik, weil sich die erfindungsgemässen Kettenglieder in einem kontinuierlichen Verfahren zu einer Kette herstellen lassen.



   Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung in einer Ausführungsform erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Teilstück einer Kette, die aus drei erfindungsgemässen Kettengliedern besteht;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 eine Ansicht eines Details hinsichtlich des Profils des bogenförmigen Abschnittes.



   In dem gewählten und dargestellten Ausführungsbeispiel setzt sich jedes Kettenglied 10 zusammen aus zwei Bogen 11, 12, die beiderseits einer Quer- oder Verbindungsstrebe 13 kreuzförmigen Querschnittes symmetrisch ausgebildet sind. Jeder der Bogen 11, 12 bildet ein kreisbogenförmiges Gewölbe 14, welches sich an zwei im wesentlichen geradlinige Ständer 15 anschliesst.



   Die gegenüberliegenden Ständer der beiden Bogen stossen beiderseits der Querstrebe 13 aneinander und bilden mit dieser Winkel A, die ein wenig kleiner als   90 ,    beispielsweise etwa   85 ,    ausgebildet sind. Wie sich aus der Darstellung des mittleren Kettengliedes der Fig. 1 ergibt, welches dort im Schnitt und teilweise abgebrochen erscheint, zeigt der Ständer ein Profil, welches vom Fuss aus, wo sich die Querstrebe 13 anschliesst, bis zum oberen Verbindungsteil mit dem Gewölbe 14 leicht geschweift ist.



  Dieses Profil setzt sich im Querschnitt (Fig. 2, 3) beiderseits von zwei   Kammlinie    16 aus einem inneren Teil 17 und aus einem äusseren Teil 18 zusammen.



  Der innere Teil 17 ist V-förmig gestaltet, wobei die beiden Seiten einen sich von einem Anfangswert B 1 von etwa   60     beispielsweise am Fuss (Fig. 3) bis zu einem Endwert B 2 (Fig. 2), welcher an der Spitze der Ständer erreicht ist und   90"    nicht überschreitet, fortschreitend vergrössernden Winkel einschliessen. Der äussere Teil 18 besitzt am Fuss des Ständers einen abgerundeten V-förmigen Querschnitt, welcher bestimmt ist durch zwei Flanken 20, welche zwischen sich einen Anfangswinkel C, von   30     beispielsweise, bilden, und durch einen Umkreis-Scheitel oder -Rand 21, welcher einen Krümmungsradius R 1 besitzt.

   Der in dieser Weise abgerundete Rand verläuft ringsherum um das Kettenglied, indem er einen praktisch konstanten Krümmungsradius auf dem äusseren Umfang eines Umfangsflansches beibehält, welcher durch die beiden parallelen Ebenen P 1, P 2 (Fig. 2) begrenzt ist. Auf diese Weise wird auf jeder Seite des Kettengliedes Veranlassung zu einem inneren   Über-    gangslinienzug 22 gegeben. Auf der Innenseite dieses Linienzuges bildet der äussere Teil des Profils der Ständer zwei Flanken 23, deren Stärke vom Fuss zur Spitze der Ständer fortschreitend anwächst, wodurch der besagte Linienzug sich mit dem Kamm 16 verbindet und ein Winkel D von im wesentlichen   90"    gebildet wird.



   Die Schnittebene II-II kann als die Stelle des Überganges zwischen den Ständern 15 und dem Bogen 14 angesehen werden. Das Profil des Bogens, welches man jenseits dieser Ebene antrifft, umfasst (Fig. 4) im Querschnitt beiderseits der Kammlinien 16:    einen    inneren Teil, welcher durch einen Kreisbogen 24 mit dem Radius R2 begrenzt ist, und    einen    äusseren Teil 25, welcher durch die Angleichung des Umfangsflansches 21 an die Kammlinien 16 durch die beiden Flanken 26, den Verlängerungen der Flanken 23 der Ständer gebildet wird.



   Die Zeichnung zeigt darüber hinaus, dass wenn man den Bogen in Stirnansicht betrachtet, die innere Kontur einen fast vollständigen Halbkreis bildet mit einem Krümmungsradius R'2, welcher gleich dem Krümmungsradius R2 ist, welcher oben als Kontur des inneren Teiles seines Querschnitts definiert worden ist, während die Kammlinie 16 einerseits und der   Umlaufrand    21 andererseits zwei konzentrischen Kreisbogen folgen.



   Mit anderen Worten bildet der Bogen ein Teilstück eines   Kreisringes    mit dem Innenradius R'2, welches einen Querschnitt besitzt, der innen durch einen   Kreisbogen    mit dem Radius R2 gleich dem Radius R'2 begrenzt ist. Diese Ausgestaltung ist von grosser praktischer Bedeutung, weil sie dazu führt, zwischen zwei aufeinander folgenden Gliedern der unter Spannung stehenden Kette eine verbreiterte und kontinuierliche Fläche für die Übertragung der Kräfte zu schaffen.



   Wenn man sich vergegenwärtigt, dass der Winkel im Zentrum E des Kreisbogens 24 einen Wert in der Grössenordnung von   100"    besitzt, also etwa zwei Winkel zu einer Bogenlänge gleich dem Radius, dann sieht man, dass die Länge des Kontaktbogens in der doppelten Grössenordnung des Krümmungsradius liegt, also 2R ist, wobei mit R der gemeinsame Wert der Krümmungsradien R2 und R'2 bezeichnet ist.



  Diese Anmerkung gestattet es, sich klarzumachen, dass die Kontaktfläche in Sattelform, die sich zwischen den beiden ringförmigen und verbundenen Teilen der beiden aufeinander folgenden Kettenglieder bildet, eine Ausdehnung haben wird, die mit der  jenigen eines hypothetischen Kreises K (Fig. 4) mit dem Radius R vergleichbar ist, welcher übrigens geometrisch der Kreisbogen des inneren Profils und/oder der inneren Kontur des Bogens ist.



   Allgemeiner betrachtet, kann man äquivalente Ergebnisse mit Formen erzielen, die vom Kreisbogen abweichen. Es genügt, dass der Bogen der Krümmung, welcher den Querschnitt des Bogens begrenzt, über die Innenkontur des Teilstückes des Wulstes gelegt werden kann, welcher durch den Bogen gebildet wird.



   Das so gebildete Profil des Bogens ist in jedem Fall vollkommen angepasst für die Übertragung unter den bestmöglichen Bedingungen der Zugkräfte von einem Kettenglied zum folgenden. Aufgrund der Tatsache indessen, dass sich das Profil in einem gewissen Masse der Kreisform annähert, ist es vom Standpunkt der Vermeidung der Lunkergefahr im Material während der Verfestigung bzw. des Erkaltens nicht günstig. Deshalb hat man erfindungsgemäss die Anwesenheit dieses Profils allein auf den Gewölbeteil jedes Bogens beschränkt. In den Ständern ist das Profil abgewandelt und entfernt sich sofort von der Kreisform, indem es auf der Innenseite V-Form annimmt und sich in der Höhe verlängert, und zwar fortschreitend bis zum Fuss des Ständers, d. h. bis zur Mitte des Kettengliedes.



   Diese Verlängerung bzw. Dehnung des Profils hat die Aufgabe, die Gefahr der Lunkerbildung zu verringern, dank der verhältnismässig bedeutsamen Vergrösserung der Fläche für das Erkalten im Verhältnis zu der Querschnittsfläche, die ihrerseits im wesentlichen auf dem gesamten Umfang des Kettengliedes gleich bleibt.



   Der vorhandene Quersteg 13 setzt sich einer Deformation durch Verbiegen der beiden seitlichen Teile des Kettengliedes entgegen. Zu einer derartigen Verbiegung neigt das Kettenglied unter der Zugwirkung, welche auf die beiden Gewölbe ausgeübt wird.



  Der Quersteg arbeitet deshalb im wesentlichen unter Knickbeanspruchung und deshalb ist der kreuzförmige Querschnitt vorteilhaft, um dieser Art von Beanspruchung zu widerstehen, insbesondere durch seine Anordnung in Querrichtung, d. h. durch seinen   Kreuzbalken    senkrecht zur Ebene des Kettengliedes.



   Die Konstruktion des so gebildeten Kettengliedes ist durch seine Form der Technik zum Spritzen von Ketten angepasst. Diese Technik zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, dass eine Vierbackenform Verwendung findet, wobei sich die vier Backen gleichzeitig zu beiden Seiten von zwei senkrecht zueinander liegenden Trennebenen schliessen und öffnen. Die erwähnte Anpassung besteht im wesentlichen in der Bildung des inneren Teils 17 des Profils der V-förmigen Ständer, deren Öffnungswinkel B   90"    nicht überschreitet. Diese Anordnung gestattet in der Tat ohne Schwierigkeiten das Öffnen der Form, deren Öffnungsbewegung gleichzeitig ein voneinander Entfernen der vier Backen in vier senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen bewirkt, die   45"    zu den Trennebenen geneigt sind.

   Diese Bewegung ist zur Illustrierung in Fig. 3 durch vier Pfeile für die vier Formbacken versinnbildlicht, die strichpunktiert angedeutet sind. Die Anpassung ergibt sich ebenfalls aus der leichten Öffnung der Ständer jeden Bogens (Winkel A kleiner als   90 ),    was die räumliche Anordnung der Teile der Form gestattet, die zum gleichzeitigen Spritzen eines zweiten Kettengliedes erforderlich sind.



   Die beschriebene Konstruktion ist gleichfalls den besonderen Anforderungen des Spritzgussverfahrens angepasst. Die Speisung der Hohlräume der Form wird vorteilhaft durch einen Zufuhrkanal bewerkstelligt, welcher in der Mitte eines der Schenkel der Kettenglieder angeordnet ist, wie in Fig. 1 bei 30 angedeutet, gegenüber der Anordnung des Quersteges 13.



  Der eingespritzte Werkstoff teilt sich so in drei Flussrichtungen. Das Spritzmaterial, welches durch den in Fig. 1 bei 30 schematisch angedeuteten Kanal eingespritzt wird, findet im Inneren des Spritzwerkzeugs drei mögliche Wege, um sich auszubreiten. Ein Weg befindet sich gegenüber der Einmündung des Kanals 30 und wird durch die Matrize für den Quersteg 13, hier von kreuzförmigem Querschnitt, gebildet. Die beiden seitlichen Wege werden durch die Matrizen für die beiden Bögen 11 und 12 gebildet. Der flüssige Werkstoff, welcher durch den Kanal 30 ankommt, ergiesst sich so gleichzeitig in drei verschiedene Richtungen.



   Am Ausgang des zentrischen Kanals teilt sich der Werkstoffstrom in zwei Flussrichtungen, so dass jeder der Bogen gleichzeitig vom Fuss der Ständer her mit Werkstoff versorgt wird, bevor der sich im ersten Ständer ausbreitende Strom Zeit gehabt hätte, diesen zu füllen. Die beiden Werkstoffströme treffen hier auf einen Zwischenabschnitt des vom Zuführungskanal entfernten Ständers aufeinander. Der Werkstoff ist dort noch genügend flüssig, um trotz der Erkaltung, welcher er aufgrund   Ider    Berührung mit der Form unterliegt, eine einwandfreie Verbindungsnaht zu bilden.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kette aus giessbarem Werkstoff, deren beiderseits einer Mittelebene spiegelbildlich symmetrisch ausgebildeten Kettenglieder aus je zwei im wesentlichen geradlinigen Schenkelstücken und je einem diese verbindenden Bogenstück zusammengesetzt sind, eine Querschnittsform aufweisen, die in der Ebene der Kettenglieder im allgemeinen breiter als in der dazu senkrechten Ebene ist, und deren Bogenstücke eine auf die Tragfläche begrenzte, einem Kreisflächenausschnitt entsprechende Querschnittsform besitzen, die derjenigen des Bogenstücks des anschliessenden Kettengliedes angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass der auf der Sehne (16, 16) des Kreisflächenausschnitts (24) aufgesetzte äussere Profilteil (25) kegel schnittartig gestaltet ist.

   UNTERANSPRUCHE 1. Kette nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass in einer zur Kettengliederebene senkrechten Ebene die Sehne (16, 16) des Kreisflächenausschnitts (24) in den Bogenstücken (14) breiter ist als die Schenkelstücke (15).

   2. Kette nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnittsform bei im wesentlichen auf dem gesamten Umfang des Kettengliedes (10) gleichbleibender Querschnittsfläche von einer in der zur Kettengliedebene senkrechten Ebene grössten Breite in den Bogenstücken (14) bis zur Mittelebene hin, in welcher die Schenkelstücke (15) aneinanderstossen, allmählich verflacht und in der Gliedebene verbreitert (vergleiche Fig. 1).

   3. Kette nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkelstücke (15) durch einen Quersteg (13) gegeneinander versteift sind.

   4. Kette nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg eine entlang der quer zum Glied verlaufenden Mittelebene verbreiterte Querschnittsform besitzt.

   5. Kette nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Quersteg eine kreuzförmige Querschnittsform besitzt.

   6. Kette nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kettenglied (10) aus einem inneren Gliedabschnitt (17) und einem äusseren Gliedabschnitt (18) gleicher falls im wesentlichen V-förmig, jedoch mit abgerundetem Scheitel (21) an der äusseren Umfangslinie gestaltet ist.

   7. Kette nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Gliedabschnitt (18) auf den beiden Seiten einer Umfangslinie (16) einerseits aus einem ringsum verlaufenden Randteil, der auf beiden Seiten durch etwa parallel verlaufenden Flanken (20) mit einem abgerundeten Scheitel (21) begrenzt ist und andererseits aus einem durch zwei V-förmig verlaufende Flanken (23) begrenzten Teil besteht.

   8. Kette nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Seitenflächen des inneren Gliedabschnittes (17) angelegte Winkel (B) sich von erheblich unterhalb 90" (Bt) in der Nähe des Quersteges (13) zu den Bogenstücken (14) hin vergrössert, jedoch am Ende der Schenkelstücke (15) 90" (B2) nicht überschreitet.

   9. Kette nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Seitenflächen des äusseren Gliedabschnittes (18) angelegte Winkel (C) nahe des Querstegs (13) spitz, z. B.

   30 ist und sich zu den Bogenstücken (14) hin bis zum Ende der Schenkelstücke (15) auf etwa 900 (D) vergrössert.

   10. Kette nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den Innenkanten der Schenkelstücke (15) und des Querstegs (13) eingeschlossene Winkel (A) 90" oder etwas kleiner ist.