ES3015121T3

ES3015121T3 - Articulated chain

Info

Publication number: ES3015121T3
Application number: ES18719077T
Authority: ES
Inventors: Thomas Hebbecker; Tobias Wulf
Original assignee: Ketten Wulf Betriebs GmbH
Current assignee: Ketten Wulf Betriebs GmbH
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2025-04-29
Anticipated expiration: 2038-04-09
Also published as: US11525495B2; JP2020516827A; CN110494674A; SA519410280B1; DE102017107870A1; RU2019135653A3; WO2018189118A1; KR20190134764A; US20200018378A1; EP3610173A1; RU2019135653A; AU2018250867A1; JP7136805B2; KR102615357B1; PL3610173T3; EP3610173B1; RU2750945C2; AU2018250867B2; FI3610173T3; CA3058052A1

Abstract

La invención se refiere a una cadena articulada que comprende al menos una placa interior (1), una placa exterior (2) y un casquillo (3) y un pasador (4), formando un eslabón de cadena, en donde entre la placa exterior (2) y la placa interior (1) se dispone una junta laberíntica que comprende al menos una nariz (41) y al menos una ranura (42), en donde la al menos una nariz (41) y la al menos una ranura (42) están diseñadas con una longitud (LN) o profundidad (TN) de entre el 10% y el 50% del espesor medio de la placa respectiva (D), y en donde la junta laberíntica está diseñada de tal manera que, en caso de sobrecarga de la cadena articulada, el flujo de fuerza dentro de la cadena articulada se redirige en parte sobre las superficies laberínticas formadas por la al menos una nariz (41) y la al menos una ranura (42). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cadena articulada

La presente invención se refiere a una cadena articulada según el término genérico de la reivindicación 1.

Una cadena articulada, en particular una cadena de casquillos, se compone esencialmente de dos elementos unidos entre sí de forma continua. Estos elementos también se denominan eslabón interior y eslabón exterior. Un eslabón exterior consta normalmente de dos lengüetas exteriores, que están unidas entre sí de forma fija por dos pernos. Una articulación interior se compone normalmente de dos lengüetas interiores y dos casquillos, que forman una articulación de cadena con los pernos de las articulaciones exteriores adyacentes. Estas articulaciones permiten, por ejemplo, que la cadena articulada se enrolle alrededor de las ruedas dentadas del tren de transmisión.

Un criterio de aplicación esencial de una cadena articulada es su fuerza de tracción transmisible. En principio, la fuerza de tracción transmisible puede alcanzarse, por ejemplo, mediante la selección de materiales, el tratamiento térmico y el grosor de los materiales de los componentes individuales de la cadena articulada. Sin embargo, la selección de materiales o el dimensionamiento tienen sus limitaciones, por ejemplo, debido al espacio de construcción disponible y, en última instancia, también a los costes razonables de una cadena articulada.

Una cadena articulada según el término general de la reivindicación 1 es conocida del documento JP 2008 164043 A. La cadena articulada descrita en ella tiene lengüetas interiores y exteriores dispuestos alternativamente, así como articulaciones de cadena que los unen, cada una de las cuales está formada por un casquillo y un perno. En las zonas opuestas de las lengüetas interiores y exteriores se ha previsto una ranura circunferencial, de modo que una ranura en una lengüeta interior y una ranura directamente opuesta en una lengüeta exterior forman un espacio de alojamiento para una junta tórica. La junta tórica está encajada sin apretar en este espacio de alojamiento.

Una cadena articulada según el término genérico de la reivindicación 6 es conocida del documento WO 2005/043005 A1. La cadena articulada descrita en ella está diseñada como cadena de bicicleta. La cadena articulada tiene lengüetas interiores y exteriores dispuestos alternativamente, así como articulaciones de cadena que los unen, cada una de las cuales está formada por un casquillo y un perno. En el centro de la cara interior de las lengüetas exteriores hay un engrosamiento que sobresale hacia dentro. Este engrosamiento tiene por objeto evitar que la cadena articulada, que tiene forma de cadena de bicicleta, se retuerza durante el cambio de marchas.

Otra cadena articulada se conoce del documento US 5322483 A. La cadena articulada descrita en ella también tiene forma de cadena de bicicleta. La cadena articulada presenta eslabones interiores y exteriores dispuestos de forma alterna, así como articulaciones de cadena que los unen, cada una de las cuales está formada por un perno. El documento US 5322483 A muestra un eslabón exterior con un orificio situado aproximadamente en el centro, cuyos bordes están afinados y sobresalen hacia el interior. A través del orificio se puede introducir lubricante en el interior de la cadena.

Otra cadena articulada es la descrita en el documento JP 2016 075391 A. La cadena articulada descrita en este documento está diseñada como cadena giratoria o cadena con lengüetas acodadas.

El documento CN 2546688Y describe una cadena articulada con una ranura anular plana en la que encaja una protuberancia anular para evitar que entre suciedad en la articulación de la cadena.

La presente invención tiene por objeto proponer una cadena articulada mejorada del tipo mencionado al principio, en particular una cadena articulada que pueda transmitir una mayor fuerza de tracción y/o una mejor capacidad de carga dinámica con el mismo o similar dimensionamiento, en particular el mismo peso.

De acuerdo con la invención, esta tarea se resuelve mediante una cadena articulada del tipo mencionado anteriormente con las características distintivas de la reivindicación 1.

De acuerdo con la reivindicación 1, se prevé que entre la lengüeta exterior y la lengüeta interior haya una junta laberíntica que comprende al menos una lengüeta y al menos una ranura, en donde la al menos una lengüeta y la al menos una ranura tienen una longitud o profundidad de entre el 10 % y el 50 % del grosor medio de la lengüeta respectiva, preferiblemente en un intervalo de entre el 20 % y el 40 % del grosor medio de la lengüeta respectiva, en donde la junta laberíntica está diseñada de tal manera que, en caso de sobrecarga de la cadena articulada, el flujo de fuerza dentro de la cadena articulada se desvíe parcialmente a través de las superficies de laberinto formadas por la al menos una lengüeta y la al menos una ranura, en donde la al menos una ranura está formada en la lengüeta interior y la al menos una nariz está formada en la lengüeta exterior, o en el que la al menos una ranura está formada en la lengüeta exterior y la al menos una nariz está formada en la lengüeta interior. Está previsto que la lengüeta exterior tenga una sección desplazada hacia el centro de la cadena, estando la sección desplazada situada en una zona central de la lengüeta exterior entre las articulaciones de la cadena. Gracias a esta medida, la al menos una nariz y la ranura de la junta laberíntica en las lengüetas están diseñados de tal manera que se consigue un solapamiento suficiente, preferiblemente el máximo posible, en la dirección de tracción de la cadena, lo que a su vez puede garantizar que la junta laberíntica pueda estar preparada para transmitir las fuerzas de tracción correspondientes.

La entrada de suciedad en la zona de articulación de una cadena puede retrasarse mediante laberintos. Estos laberintos pueden realizarse en forma de componentes adicionales, como por ejemplo un anillo de sellado de láminas, o de lengüetas especialmente diseñadas, como por ejemplo ranuras y narices en la zona de los orificios de división, en combinación con casquillos sobresalientes. El espacio de aire dentro de estos laberintos debe ajustarse teniendo en cuenta el juego de la articulación y el desgaste de los componentes de la cadena.

Si se produce una sobrecarga de la cadena, es decir, si la fuerza de tracción de la cadena es mayor que la fuerza de funcionamiento, las lengüetas se alargarán en la zona de la sección transversal de los orificios. En cuanto este alargamiento supere el espacio de aire entre las superficies del laberinto, el flujo de fuerza dentro de la cadena se desviará parcialmente a través de las superficies del laberinto. Esto reduce la carga en las zonas ya deformadas de los componentes (pernos, casquillos, zonas de las cabezas de las lengüetas interiores y exteriores). De esta forma, se puede optimizar la resistencia a la rotura de una cadena. La holgura de los laberintos debe adaptarse teniendo en cuenta la capacidad de deformación de los materiales utilizados. Mediante el uso de materiales altamente resistentes y a la vez deformables, como por ejemplo 42CrMo4, se pueden aprovechar al máximo las posibilidades de transmisión de fuerza de los laberintos.

Otras formas de realización ventajosas de la invención propuesta surgen en particular de las características de las subreivindicaciones. Los objetos o características de las diferentes reivindicaciones pueden combinarse entre sí de forma arbitraria.

En una configuración ventajosa de la invención, puede preverse que la anchura de al menos una lengüeta y/o ranura tenga un grosor que esté en el intervalo del 80 % al 120 % de la longitud de la lengüeta o de la profundidad de la ranura.

En otra configuración ventajosa de la invención, se puede prever que las esquinas y los bordes de la al menos una lengüeta y/o ranura tengan radios o biseles idénticos, o al menos radios o biseles aproximadamente idénticos. Esto puede aumentar el área de soporte.

En otra configuración ventajosa de la invención, se puede prever que el juego radial entre la ranura y la nariz, como mínimo, en el laberinto sea de entre 0,6 y 2,25 mm. En comparación con el juego habitual en una junta de cadena de entre 0,4 y 1,5 mm, dependiendo de las condiciones ambientales, el juego entre la ranura y la nariz en el laberinto debe ser aproximadamente un 50 % mayor. De esta forma, se garantiza que los laberintos no entren en contacto bajo una fuerza de funcionamiento normal. El juego axial puede ajustarse de forma idéntica.

En una configuración ventajosa de la invención, puede preverse que la junta de laberinto tenga un diseño con rebaje, en particular que la ranura y la nariz, como mínimo, tengan forma de cola de milano. La fuerza de tracción de la cadena y la inevitable flexión de los pernos generan un componente de fuerza que ejerce una carga axial sobre la lengüeta exterior del perno. Esto puede hacer que la lengüeta exterior se salga del perno. Con la medida mencionada con anterioridad, los laberintos pueden optimizar la fijación axial de los pernos si se diseñan adecuadamente.

Está previsto que la lengüeta exterior tenga una sección desplazada hacia el centro de la cadena, estando la sección desplazada situada en una zona central de la lengüeta exterior entre las articulaciones de la cadena.

Está previsto que la lengüeta exterior tenga una sección desplazada hacia el centro de la cadena, estando dicha sección desplazada situada en una zona central de la lengüeta exterior entre las articulaciones de la cadena. Debido a la fuerza de tracción de la cadena, los componentes de la cadena articulada que participan en el flujo de fuerza se deforman elásticamente hasta una fuerza determinada. Esta deformación influye en el contacto entre el casquillo de articulación y el perno de la cadena. Este efecto se intensifica al aumentar la fuerza de tracción de la cadena. Aproximadamente, se puede suponer que hay un contacto puntual entre el casquillo y el perno.

Debido a la unión a presión entre los pernos y las lengüetas exteriores, la lengüeta exterior también se deforma por la flexión del perno. La consecuencia es una flexión de la lengüeta exterior hacia el centro de la cadena. Esto da lugar a tensiones de tracción en la lengüeta exterior en el lado que mira hacia el centro de la cadena y a tensiones de compresión en el lado que mira hacia fuera. Estas tensiones se superponen a las tensiones de tracción dentro de la lengüeta, que resultan de las fuerzas de tracción de la cadena.

Como ya se ha explicado, se prevé reducir las tensiones de flexión en las lengüetas exteriores haciendo que la lengüeta exterior tenga una sección desplazada hacia el centro de la cadena. Esta medida permite que el eje central de la sección pase por el punto de transmisión de fuerza entre el casquillo y el perno que se espera que se produzca bajo la carga de tracción de la cadena de articulación. Como resultado, las tensiones de flexión superpuestas en la sección descrita no se producen en absoluto o se reducen al mínimo.

Se puede prever que la lengüeta exterior y/o la lengüeta interior se entallen.

Por lo general, las lengüetas tienen secciones transversales diferentes perpendiculares al diseño de la cadena. En la zona de los orificios, las secciones transversales se reducen considerablemente. La zona central de la lengüeta, por el contrario, presenta una superficie transversal considerablemente mayor. El objetivo es adaptar las superficies transversales de tal manera que se obtengan distribuciones de tensión aproximadamente iguales.

Para ello, se propone entallar la lengüeta de manera que las superficies transversales perpendiculares a la dirección de tracción de la cadena se aproximen en grandes áreas de la lengüeta. De este modo, las tensiones en la zona central de la lengüeta se distribuyen de manera más uniforme en toda la sección transversal.

Puede preverse que la lengüeta interior y/o la lengüeta exterior estén equipadas con al menos un refuerzo, disponiéndose en cada uno de los extremos de la lengüeta interior y/o de la lengüeta exterior dos refuerzos separados entre sí y respecto al eje longitudinal de la lengüeta interior y/o de la lengüeta exterior. En particular, el refuerzo puede realizarse como un engrosamiento de la pared de la lengüeta en el lado del orificio que está alejado del centro de la lengüeta.

El refuerzo se coloca preferiblemente en un ángulo de 20° a 50°, y aún más preferiblemente en un ángulo de entre 25° y 40°, con respecto al eje longitudinal de la lengüeta y al centro del orificio en o sobre el segmento de la cabeza de la lengüeta. El refuerzo puede ser un simple engrosamiento o un refuerzo de material. En otras palabras, la cabeza de la lengüeta es más gruesa en el intervalo de 20° a 50°, preferiblemente en el intervalo entre 25° y 40°, que en los demás intervalos de 0° a 20° o de 50° a 90°. El ángulo de 0° debe tomarse como el eje longitudinal de la lengüeta.

En cuanto al grado de refuerzo, puede utilizarse la sección transversal de la lengüeta en la transición del segmento de la cabeza de la lengüeta a la lengüeta interior, de tal manera que la sección transversal del engrosamiento, medida en la superficie de la sección transversal con el radio más grande a través de la zona reforzada, debe ser entre un 5 % y un 25 %, preferiblemente entre un 10 % y un 18 %, mayor que la sección transversal de la pared del orificio del segmento de cabeza de la lengüeta correspondiente. En otras palabras, la sección transversal resultante de un corte a través del refuerzo en el punto de mayor radio desde el centro del orificio hasta el borde exterior de la lengüeta, en particular del segmento de cabeza de lengüeta reforzado, debe ser entre un 5 % y un 25 %, preferiblemente entre un 10 % y un 18 %, mayor que la sección transversal de la pared del orificio del segmento de cabeza de lengüeta reforzado.

Estos diseños pueden aplicarse, por supuesto, al refuerzo de los demás segmentos de cabeza de la lengüeta.

Las superficies transversales de las lengüetas se debilitan inevitablemente debido a los orificios necesarios para introducir los casquillos y los pernos en la zona de las cabezas de las lengüetas. La transmisión de las fuerzas de tracción de la cadena da lugar a mayores concentraciones de tensión en esta sección crítica, así como en la zona de la cabeza de las lengüetas.

Mediante el refuerzo local de esta zona de las lengüetas se puede aumentar la fuerza de rotura con unas dimensiones de cadena determinadas (diámetro de casquillos, diámetro de pernos, altura de lengüetas, grosor de lengüetas, longitud de lengüetas, división...).

Puede preverse que la sección transversal perpendicular al eje longitudinal de al menos una lengüeta interior y/o al menos una lengüeta exterior a lo largo del eje longitudinal de la lengüeta difiera menos del 20 %, preferiblemente menos del 10 %, entre sí, y preferiblemente sea idéntica.

Durante el funcionamiento, pueden producirse alargamientos de la cadena debido a averías, situaciones de sobrecarga u otros factores. Estos cambios de longitud se distribuyen dentro de la cadena en las zonas que presentan la menor rigidez. Si esta carga se produce repetidamente, existe el riesgo de fatiga del material en estas posiciones.

Debido a los grandes orificios en la zona de la cabeza de las lengüetas (para alojar los casquillos y los pernos), en esta zona se encuentran las secciones transversales más pequeñas y, por tanto, las rigideces más bajas de las lengüetas.

La medida mencionada anteriormente puede contrarrestar la fatiga del material. Para el resto de la lengüeta, se deben elegir secciones transversales de lengüeta que correspondan a las secciones transversales en la zona crítica, es decir, la zona en el centro del orificio de la lengüeta. Las desviaciones deseables entre las distintas superficies transversales son de aproximadamente el 20 %.

Preferiblemente, las desviaciones deben ser inferiores al 10 %, y aún mejor si las distintas superficies transversales son idénticas. Las secciones con secciones transversales idénticas o casi idénticas deben ser lo más continuas posible en la dirección longitudinal de las lengüetas.

De este modo, los componentes de la cadena, en particular las lengüetas interiores y/o exteriores, pueden diseñarse de la forma más homogénea posible en cuanto a rigidez. Esto distribuye las necesarias variaciones de longitud durante el funcionamiento en áreas más grandes de la cadena y reduce así el riesgo de fatiga del material.

Debido a las condiciones constructivas y geométricas de una cadena, deben tenerse en cuenta sobre todo las lengüetas de la cadena. Mediante el estrechamiento ya descrito, la sección transversal de la lengüeta en la zona central puede reducirse considerablemente y aproximarse a la sección transversal en la zona de los orificios, e incluso quedar por debajo de esta.

Además, la rigidez puede ajustarse mediante orificios en las zonas centrales de las lengüetas. Este diseño debe utilizarse sobre todo cuando el contorno exterior de las lengüetas está fijado por determinadas circunstancias. Esto puede deberse, por ejemplo, a una transmisión deslizante de fuerzas a través de las lengüetas.

Todas las medidas propuestas anteriormente pueden aplicarse a una cadena articulada de forma individual o en cualquier combinación. También son adecuadas para la lengüeta interior y/o la lengüeta exterior de una cadena articulada.

Otras características y ventajas de la presente invención se ilustran claramente en la siguiente descripción de ejemplos de realización preferidos con referencia a las figuras adjuntas. Aquí:

Fig. 1 muestra una cadena articulada convencional con indicación de la carga lineal entre el perno y el casquillo; Fig. 1a muestra una cadena articulada convencional con alta carga de tracción y transmisión puntual de fuerza entre el perno y el casquillo;

Fig. 1b muestra una cadena articulada según la invención con un tramo desplazado hacia el centro de la cadena; Fig. 2 muestra una lengüeta exterior convencional de una cadena articulada;

Fig. 2a muestra una lengüeta exterior entallada de una cadena articulada según la presente invención;

Fig. 2b muestra la sección transversal BMQ según la sección X-X;

Fig. 2c muestra la sección transversal LMQ según la sección Y-Y;

Fig. 3 muestra una lengüeta según la presente invención con un contorno reforzado en la zona de las cabezas de las lengüetas;

Fig. 4 muestra una representación en sección transversal de una cadena articulada con una junta laberíntica entre la lengüeta exterior y la lengüeta interior;

Fig. 4a muestra una representación ampliada según la Fig. 4;

Fig. 4b muestra una representación en sección transversal de una cadena articulada con una junta laberíntica entre la lengüeta exterior y la lengüeta interior con un anillo insertado como narices;

Fig. 4c muestra variantes de ranura y nariz en la junta laberíntica;

Fig. 5 muestra una cadena articulada diseñada de la forma más homogénea posible en cuanto a su rigidez;

Fig. 5a muestra una representación de secciones transversales de una cadena según la Fig. 5;

Fig. 6 muestra una cadena articulada según la invención en una representación en perspectiva.

En las Figuras, se utilizan los siguientes símbolos de referencia:

1 Lengüeta interior

2 Lengüeta exterior

3 Casquillo

4 Perno

5 Orificio

KM Eje central de la cadena / línea central de la cadena

L Eje longitudinal de la lengüeta / línea longitudinal de la lengüeta

LM Eje central de la lengüeta / línea central de la lengüeta

LMQ Sección transversal del eje central de la lengüeta

B Punto central delorificio

BM Eje central del orificio / línea central del orificio

BMQ Sección transversal de la pared del orificio

11 Punto de transmisión de la fuerza

12 Sección de la lengüeta exterior

13 Línea central de la sección

14 Línea que pasa por el punto 11

Y Distancia entre la línea central de la cadena y la línea central de desplazamiento

Z Dirección de tracción

S Carga lineal

21 Entallamiento

22 Zona alejada

31 Zona reforzada / refuerzo / engrosamiento

41 Nariz / Anillo

42 Ranura

LN Longitud de la nariz

TN Profundidad de la ranura

D Espesor medio de la lengüeta

BN Anchura de la nariz

BU Profundidad de la ranura

51 Entallamiento

52 Rebaje

La estructura de una cadena articulada es bien conocida por los expertos. Una cadena articulada, en particular una cadena de casquillos, se compone básicamente de dos elementos alineados. Estos elementos también se denominan eslabón interior y eslabón exterior. Un eslabón exterior consta normalmente de dos lengüetas exteriores 2 unidas entre sí por dos pernos 4. Un eslabón interior se compone normalmente de dos lengüetas interiores 1 unidas entre sí por dos casquillos 3.

Cada casquillo 3 y cada perno 4 insertado en el casquillo de los eslabones adyacentes forman una articulación de cadena. Estas articulaciones permiten, por ejemplo, que la cadena articulada se enrolle alrededor de las ruedas dentadas del tren de transmisión. La forma de ejecución mencionada anteriormente constituye una cadena articulada simple. Por supuesto, también es posible que haya más eslabones por cada eslabón interior o exterior. También es posible que haya menos eslabones por cada eslabón de la cadena, como en el caso de un eslabón o cadena de bloque.

Para orientarse, se definirán con más detalle algunas áreas de los eslabones o de la cadena de articulación. Los ejes siguientes definen relaciones geométricas.

La cadena de articulación tiene un centro de cadena KM que se extiende en dirección longitudinal y que puede denominarse eje central de la cadena.

La lengüeta interior 1 y/o la lengüeta exterior 2 tienen cada una al menos dos orificios 5, 5a para alojar los casquillos 3 o los pernos 4.

La lengüeta interior 1 y/o la lengüeta exterior 2 tienen cada una un eje longitudinal L que se extiende por el centro en dirección longitudinal de la lengüeta.

La lengüeta interior 1 y/o la lengüeta exterior 2 tienen un eje longitudinal de lengüeta LM, que está dispuesto preferiblemente en el centro, entre los orificios 5 o 5a y orientado perpendicularmente al eje longitudinal de la lengüeta L.

La lengüeta interior 1 y/o la lengüeta exterior 2 o sus orificios 5 o 5a tienen ejes centrales de orificio BM1 o BM2, respectivamente, que pasan por el centro de los orificios y están alineados perpendicularmente al eje longitudinal de la lengüeta L. El punto central del orificio 5 o 5a debe marcarse con el signo de referencia B1 o B2.

A lo largo de los ejes definidos de esta forma se obtienen algunas secciones transversales o áreas que se describirán con más detalle a continuación.

El eje central de la lengüeta LM define una sección transversal del eje central de la lengüeta LMQ. Dependiendo de si la lengüeta tiene una abertura en el centro, puede haber una primera sección transversal del eje central de la lengüeta LMQ1 y una segunda sección transversal del eje central de la lengüeta LMQ2. LMQ es la suma de LMQ1 y LMQ2 o de otras secciones transversales parciales.

Los ejes centrales de perforación BM1 y BM2 separan la zona central IL de la lengüeta de las cabezas de lengüeta LK1 o LK2.

El eje longitudinal de la lengüeta L divide las cabezas de lengüeta LK1 y LK2 en dos segmentos de cabeza de lengüeta cada una, en concreto la primera cabeza de lengüeta LK1 en los segmentos S1 y S2 y la segunda cabeza de lengüeta LK2 en los segmentos S3 y S4.

Los respectivos segmentos de cabeza de la lengüeta están conectados a la zona central o interna IL de la lengüeta a través de secciones transversales de la pared del orificio, correspondientes a S1 con BMQ1, S2 con BMQ2, S3 con BMQ3 y S4 con BMQ4. El eje central de perforación BM1 o BM2 atraviesa las secciones transversales correspondientes, es decir, BM1 atraviesa BMQ1 y BMQ2, y BM2 atraviesa BMQ3 y BMQ4.

Para una cadena articulada se proponen medidas para aumentar la fuerza de tracción de la cadena o al menos igualar la fuerza de tracción de la cadena con un peso reducido, en particular manteniendo o manteniendo en gran medida los demás parámetros de dimensionamiento de la cadena articulada. Esto aumenta la rentabilidad de la cadena y ahorra recursos.

Una primera medida consiste en desplazar un tramo 12 de la lengüeta o de las lengüetas, preferiblemente el tramo central, en particular la lengüeta exterior, hacia el centro de la cadena KM.

La situación inicial es la siguiente. En la Figura 1 se muestra una cadena articulada convencional.

En teoría, y sin tener en cuenta la deformación elástica, la transmisión de una fuerza de tracción entre el perno y el casquillo se produce como una carga lineal pura. Esto se representa mediante las flechas S en la Fig. 1. También se indica la dirección de tracción mediante la flecha Z.

Sin embargo, debido a la fuerza de tracción de la cadena, los componentes de la cadena articulada que participan en el flujo de fuerza se deforman de forma puramente elástica hasta una fuerza determinada. Debido a la fuerza de tracción de la cadena, los componentes de la cadena articulada que participan en el flujo de fuerza se deforman elásticamente hasta una fuerza determinada. Esta deformación influye en el contacto entre el casquillo de articulación y el perno de la cadena. Este efecto se intensifica al aumentar la fuerza de tracción de la cadena. Desde el punto de vista matemático, se puede suponer que existe un contacto puntual entre el casquillo y el perno. La posición resultante o punto de transmisión de la fuerza se representa en la Fig. 1a mediante el punto con el signo de referencia 11.

Debido a la unión a presión entre el perno y la lengüeta exterior, la lengüeta exterior también se deforma por la flexión del perno. La consecuencia es una flexión de la lengüeta exterior hacia el centro de la cadena KM. Esto da lugar a tensiones de tracción en la lengüeta exterior en el lado orientado hacia el centro de la cadena KM y a tensiones de compresión en el lado orientado hacia el exterior. Estas tensiones se superponen a las tensiones de tracción dentro de la lengüeta, que resultan de las fuerzas de tracción de la cadena.

La invención prevé que una sección 12 de la lengüeta exterior esté desplazada en dirección al eje central de la cadena KM. Una cadena articulada de este tipo se muestra en la Fig. 1b.

Esto permite reducir la tensión de flexión en la lengüeta exterior 2. Esto aumenta la fuerza de tracción de la cadena o la rentabilidad de la cadena articulada y ahorra recursos. La sección desplazada 12 tiene una línea central de sección 13 que corre paralela al eje central de la cadena KM. Además, se traza una línea 14 a través del punto 11, que también debe discurrir paralela a la línea central del tramo 13 o a la línea central de la cadena KM. La distancia vertical entre la línea 14 y la línea central del tramo 13 se indica con el signo de referencia Y

La cantidad en la que se debe realizar el desplazamiento mencionado anteriormente se puede definir utilizando la línea central de la sección 13 de la sección desplazada 12 en relación con el punto 11 de la transmisión de fuerza ya esbozado anteriormente en caso de deformación elástica. El efecto de la reducción de las tensiones de flexión en la lengüeta exterior es tanto mayor cuanto más exacta sea la línea media de la sección 13 de la sección desplazada 12 a través del punto de transmisión de fuerza 11 o, dicho de otro modo, cuanto menor sea la distancia Y, mayor será el efecto de la reducción de las tensiones de flexión en la lengüeta exterior.

En otras palabras, preferiblemente la línea media de la sección 13 pasa exactamente por el punto de transmisión de fuerza 11 o al menos se aproxima a él.

Además, el efecto de la reducción es tanto mayor cuanto más cerca se pueda acercar la sección desplazada a la articulación de la cadena, aunque, por razones geométricas, el desplazamiento no se puede realizar en la zona de las cabezas de las lengüetas.

La fuerza de tracción de una cadena articulada también puede aumentarse mediante la siguiente medida, especialmente manteniendo o manteniendo en gran medida los demás parámetros de dimensionamiento de la cadena articulada, o al menos se puede lograr la misma fuerza de tracción con un peso reducido.

La forma de una eslinga convencional se muestra en la Fig. 2. También se han dibujado las diferentes secciones transversales perpendiculares al diseño de la cadena. En la zona de los orificios 5 se obtienen superficies de sección transversal bMq claramente reducidas. La zona central de la lengüeta, por el contrario, presenta una superficie de sección transversal LMQ considerablemente mayor. El objetivo es adaptar las superficies transversales<b>M<q>y LMQ de tal forma que se obtengan distribuciones de tensión aproximadamente iguales.

Para ello se propone la siguiente medida. Mediante la elección de procesos de fabricación adecuados (forja, láser, corte por chorro de agua...) se puede realizar el contorno de la lengüeta de la forma deseada. Al eliminar las zonas con tensiones mínimas se obtiene una forma entallada de la lengüeta. En las ilustraciones, el contorno del estrechamiento se indica con el número de referencia 21 y las zonas eliminadas se marcan con la línea de puntos 22. El estrechamiento se realiza de tal manera que las superficies transversales se aproximan en grandes zonas de la lengüeta perpendicularmente a la dirección de tracción de la cadena. En la Fig. 2a se muestra esquemáticamente una lengüeta exterior entallada en una vista en planta. En la Fig. 2b se muestra una sección transversal BMQ1 y BMQ2 según la sección X-X y en la fig. 2c se muestra una sección transversal LMQ según la sección Y-Y. Se supone que BMQ<1>+ BMQ<2>debe ser igual o casi igual a LMQ. O bien, dicho de otro modo, Q(L), donde L es la dirección longitudinal de la lengüeta, debe ser constante o casi constante.

El desarrollo de la tensión dentro de una lengüeta envuelve los orificios de los ojales de la lengüeta. En la zona central de la lengüeta, las tensiones se distribuyen de forma más uniforme por toda la sección transversal.

El motivo es que las secciones transversales de las lengüetas se debilitan inevitablemente debido a los orificios necesarios para introducir los casquillos y los pernos en la zona de las cabezas de las lengüetas. La transmisión de las fuerzas de tracción de la cadena da lugar a mayores concentraciones de tensión en estas secciones transversales, denominadas secciones críticas, en la zona de las cabezas de las lengüetas.

Mediante el refuerzo local de las cabezas de las lengüetas LK1 o LK2 de las lengüetas interiores y/o exteriores, se puede aumentar la fuerza de rotura con dimensiones de cadena fijas (diámetro de casquillo, diámetro de perno, altura de lengüeta, grosor de lengüeta, longitud de lengüeta, paso...). Una lengüeta interior optimizada de este modo puede tener, por ejemplo, el contorno que se muestra en la Fig. 3. El área de refuerzo está marcada con el signo de referencia 31. El radio de la zona de la cabeza de una lengüeta de este tipo puede definirse como una función alrededor del centro del orificio a través del ángulo a como coordenada de desplazamiento.

Se puede ver que la lengüeta exterior y/o la lengüeta interior están equipadas con al menos un refuerzo 31, en particular que cada segmento de cabeza de lengüeta S1 a S4 está equipado con un refuerzo 31 a 31c.

La posición y el alcance del refuerzo pueden describirse con más detalle utilizando el primer refuerzo 31 en el primer segmento de cabeza de lengüeta S1.

El refuerzo 31 está dispuesto preferiblemente en el intervalo de un ángulo a1 de 20° a 50°, preferiblemente en el intervalo de 25° a 40°, con respecto al eje longitudinal L de la lengüeta y al centro B del orificio 5 en o en la lengüeta, especialmente en el lado exterior del segmento de cabeza de lengüeta S1. El eje longitudinal L de la lengüeta define el ángulo 0°.

En cuanto al grado de refuerzo 31 como engrosamiento del segmento de cabeza de lengüeta S1, puede utilizarse la sección transversal de la pared del orificio BMQ1 entre la lengüeta interior IL y el primer segmento de cabeza de lengüeta S1. Como ya se ha indicado con anterioridad, la sección transversal de la pared del orificio BMQ1 debe estar centrada y perpendicular al orificio. Partiendo de esta sección, se prevé preferiblemente que la sección de la zona reforzada, partiendo radialmente del centro de taladrado B, sea entre un 5 % y un 25 %, preferiblemente entre un 10 % y un 18 %, mayor que la sección de la pared de taladrado BMQ1 del segmento de cabeza de lengüeta reforzado. En otras palabras, la sección transversal Qr(a<1>) de la pared reforzada debe ser entre un 5 % y un 25 %, preferiblemente entre un 10 % y un 18 %, mayor que la sección transversal de la pared del orificio BMQ<1>.

Por supuesto, estos diseños pueden aplicarse a los demás refuerzos 31a a 31c. Sin embargo, las secciones transversales siempre se asignan a los respectivos orificios y posiciones en relación con el eje longitudinal de la lengüeta y el eje central de la lengüeta, es decir, BMQ<2>y Q r(a<2>), BMQ<3>y Q r(a<3>) y BMQ<4>y Q r(a<4>).

La fuerza de tracción de una cadena articulada con al menos una junta laberíntica en la zona de la articulación de la cadena también puede aumentarse mediante la siguiente medida, en particular manteniendo o manteniendo en gran medida los demás parámetros de dimensionamiento de la cadena articulada, o al menos se puede lograr la misma fuerza de tracción de la cadena con un peso reducido.

La entrada de suciedad en la zona de articulación de una cadena puede retrasarse mediante laberintos. Estos laberintos pueden realizarse en forma de componentes adicionales (por ejemplo, anillo de sellado de láminas) o de lengüetas especialmente diseñadas (ranuras y narices en la zona de los orificios de división) en combinación con casquillos sobresalientes. El espacio de aire dentro de estos laberintos debe ajustarse teniendo en cuenta el juego de la articulación y el desgaste de los componentes de la cadena.

Para aumentar la fuerza de tracción de la cadena, se propone que la lengüeta 41 y la ranura 42 de la junta de laberinto en las lengüetas se diseñen de tal manera que se produzcan los correspondientes solapamientos en la dirección de tracción de la cadena. Para ello, se propone que al menos una de las lengüetas y ranuras tenga una longitud o profundidad de entre el 10 % y el 50 % del grosor de la lengüeta, preferiblemente en un intervalo de entre el 20 % y el 40 % del grosor medio D de la lengüeta en cuestión. Por lengüeta en cuestión se entiende aquella en la que se encuentra la ranura o lengüeta correspondiente.

Estos solapamientos también pueden generarse mediante elementos adicionales. Por ejemplo, se puede insertar un anillo en dos ranuras de la lengüeta interior y exterior durante el montaje de la cadena. Esta alternativa se muestra en la Fig. 4b.

En la Fig. 4 se muestra una junta laberíntica de una cadena articulada entre la lengüeta interior y la lengüeta exterior en un estado inicial sin carga.

En la Fig. 4a se muestra una representación ampliada. Aquí también se muestran las dimensiones de las ranuras y el ancho de la nariz BN o el ancho de la ranura Bu. También se muestran la longitud de la nariz LN y la profundidad de la ranura TN.

Puede preverse que la anchura de al menos una nariz y/o ranura tenga un grosor que esté en el intervalo del 80% al 120% de la longitud de la lengüeta LN o de la profundidad de la ranura TN.

Puede preverse que las esquinas y los bordes de al menos una nariz y/o ranura tengan radios o chaflanes idénticos, o al menos radios o chaflanes aproximadamente idénticos. Esto puede aumentar el área de soporte.

Se puede prever que el juego radial entre la ranura y la nariz en el laberinto sea de entre 0,6 y 2,25 mm. En comparación con un juego de articulación habitual de entre 0,4 y 1,5 mm, dependiendo de las condiciones ambientales, el juego entre la ranura y la nariz en el laberinto debe ser aproximadamente un 50 % mayor. De esta forma, se garantiza que los laberintos no entren en contacto bajo una fuerza de funcionamiento normal. El juego axial puede ajustarse de forma idéntica.

Si se produce una sobrecarga de la cadena (fuerza de tracción de la cadena >> fuerza de funcionamiento), las lengüetas se alargarán en la zona transversal de los orificios. En cuanto este alargamiento supere el espacio de aire entre las superficies del laberinto, el flujo de fuerza dentro de la cadena se desviará parcialmente a través de las superficies del laberinto.

Esto reduce la carga en las zonas ya deformadas de los componentes (pernos, casquillos, zonas de las cabezas de las lengüetas interiores y exteriores). Está claro que no todas las piezas pueden descargarse al mismo tiempo. Sin embargo, es posible cargar más los componentes de mayor tamaño en determinadas zonas y descargar los componentes más débiles. De esta manera, se puede optimizar la fuerza de rotura total de una cadena. La distancia entre las ranuras de los laberintos debe adaptarse teniendo en cuenta la capacidad de deformación de los materiales utilizados. Mediante el uso de materiales altamente resistentes y a la vez deformables (por ejemplo, 42CrMo4), se puede aprovechar al máximo la transmisión de fuerza de los laberintos.

Dependiendo de cómo se construya el laberinto, se pueden aliviar diferentes componentes (o áreas de componentes) en la cadena, por ejemplo, el área de la cabeza de la lengüeta interior, el área de la cabeza de la lengüeta exterior, el perno en el área de cizallamiento.

En la práctica se han ido perfilando las siguientes configuraciones preferentes para aliviar determinadas zonas.

1. ranura en la lengüeta interior / nariz en la lengüeta exterior

1.1 holgura idéntica en ambos lados --> alivia el perno

1.2 holgura mayor hacia el interior --> alivia el perno y la zona de la cabeza de la lengüeta exterior

1.3 juego aumentado hacia el exterior —> descarga el perno y la zona de la cabeza de la lengüeta interior. Estas constelaciones se muestran de izquierda a derecha en la fila superior de la Fig. 4c.

2. nariz en la lengüeta interior / ranura en la lengüeta exterior

2.1 holgura idéntica en ambos lados --> alivia el perno

2.2 holgura aumentada hacia el interior --> alivia el perno y la lengüeta interior

2.3 holgura aumentada hacia el exterior --> alivia el perno y la lengüeta exterior

Estas constelaciones se muestran de izquierda a derecha en la fila inferior de la figura 4c.

A continuación se propone otra medida para mejorar una cadena de articulación, en particular para reducir la fatiga del material.

La fatiga del material puede contrarrestarse con las siguientes medidas.

La cadena articulada, en particular las lengüetas interiores y/o las lengüetas exteriores, se construye de la manera más homogénea posible en cuanto a su rigidez, de modo que la sección transversal perpendicular al eje longitudinal L de al menos una lengüeta interior 1 y/o la lengüeta exterior 2 a lo largo del eje longitudinal de la lengüeta difiera menos del 20 %, preferiblemente menos del 10 %, y preferiblemente idéntica. En otras palabras, la sección transversal del eje central de la lengüeta LMQ debe ser igual o con una desviación de - 20% o 10% tan grande como la sección transversal total de la pared del orificio BMQ<1>+ BMQ<2>de un orificio 5 o la sección transversal total de la pared del orificio BMQ<3>+ BMQ<4>del otro orificio 5a, expresado matemáticamente LMQ = BMQ<1>+ BMQ<2>+- 20% o - 10% y/o LMQ = BMQ<3>+ BMQ<4>+- 20% o -10%.

Esto distribuye las necesarias variaciones de longitud durante el funcionamiento en áreas más grandes de la cadena y reduce así el riesgo de fatiga del material.

La sección transversal LMQ puede ajustarse mediante rebajes en el material, lo que da lugar, por ejemplo, a una lengüeta entallada o provista de rebajes. En particular, cuando se utiliza un rebaje en forma de abertura en la lengüeta para ajustar la sección transversal LMQ, la sección transversal se compone de las secciones transversales LMQ<1>y LMQ<2>, por ejemplo, en el caso de una abertura central. De este modo, se pueden ajustar las rigideces mediante una o varias aberturas en las zonas centrales de las lengüetas. Este diseño debe utilizarse sobre todo cuando el contorno exterior de las lengüetas está fijado por determinadas circunstancias. Esto puede deberse, por ejemplo, a una transmisión deslizante de fuerzas a través de las lengüetas.

En la Fig. 5a, se muestra una cadena articulada diseñada de la forma más homogénea posible en cuanto a su rigidez. En la Fig. 5, se indican las secciones transversales correspondientes.

En la Fig. 6, se muestra una cadena articulada según la presente invención en la que se han implementado todas las medidas esbozadas anteriormente. Todas las medidas propuestas anteriormente pueden aplicarse a una cadena articulada de forma individual o en cualquier combinación. También son adecuadas para la lengüeta interior y/o la lengüeta exterior de una cadena articulada.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cadena articulada que comprende al menos

- una lengüeta interior (1),

- una lengüeta exterior (2),

- un casquillo (3) y un perno (4), que forman una articulación de cadena,

en donde, entre la lengüeta exterior (2) y la lengüeta interior (1), se ha previsto una junta laberíntica que comprende al menos una nariz (41) y al menos una ranura (42), en donde la al menos una nariz (41) y la al menos una ranura (42) están diseñadas con una longitud (LN) o profundidad (TN) de entre el 10 % y el 50 % del grosor medio de las lengüetas (D) correspondientes, preferiblemente en un intervalo del 20 % al 40 % del grosor medio de la lengüeta (D) correspondiente, y en donde la junta laberíntica está diseñada de tal manera que, en caso de sobrecarga de la cadena articulada, el flujo de fuerza dentro de la cadena articulada se desvía parcialmente a través de las superficies laberínticas formadas por la al menos una nariz (41) y la al menos una ranura (42), en donde la al menos una ranura (42) está formada en la lengüeta interior (1) y en donde la al menos una nariz (41) está formada en la lengüeta exterior (2) o en donde la al menos una ranura (42) está formada en la lengüeta exterior (2) y la al menos una nariz (41) está formada en la lengüeta interior (1), y caracterizada porque la cadena articulada presenta un centro de cadena (KM) que se extiende en dirección longitudinal, y en donde la lengüeta exterior (2) presenta una sección (12) desplazada hacia el centro de la cadena (KM), estando la sección desplazada (12) dispuesta en una zona central de la lengüeta exterior (2) entre las articulaciones de la cadena.

2. Cadena articulada de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la anchura (BN o BU) de la al menos una nariz (41) y/o ranura (42) tiene un grosor que está en el intervalo del 80 % al 120 % de la longitud de la nariz (LN) o de la profundidad de la ranura (TN).

3. Cadena de articulación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque el juego radial entre la ranura (42) y la nariz (41) en el laberinto es de entre 0,6 y 2,25 mm.

4. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las esquinas y los bordes de la al menos una nariz (41) y/o ranura (42) están diseñados con radios o chaflanes idénticos, o al menos con radios o chaflanes aproximadamente idénticos.

5. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la junta laberíntica está diseñada con un rebaje, en particular porque la ranura (42) y la nariz (41) están diseñadas en forma de cola de milano.

6. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la sección desplazada presenta una línea central de sección (13) paralela al centro de la cadena (KM), en donde la transmisión de fuerza entre el casquillo (3) y el perno (4) se concentra en un punto de transmisión de fuerza (11) cuando la cadena está sometida a una fuerza de tracción, y la línea central del segmento (13) pasa por el punto de transmisión de fuerza (11) o pasa aproximadamente por el punto de transmisión de fuerza (11).

7. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la lengüeta exterior y/o la lengüeta interior están diseñadas con forma entallada.

8. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la lengüeta interior (1) y/o la lengüeta exterior (2) están equipadas con al menos un refuerzo (31), en donde, en cada una de las cabezas de las lengüetas (LK1, LK2) de la lengüeta interior (1) y/o de la lengüeta exterior (2), hay dos refuerzos (31, 31a, 31b, 31c) separados entre sí y respecto al eje longitudinal (L) de la lengüeta interior (1) y/o de la lengüeta exterior (2).

9. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque

- la lengüeta interior (1) y/o la lengüeta exterior (2) presentan cada una al menos dos orificios (5, 5a) en la zona de las cabezas de las lengüetas para alojar el casquillo (3) o el perno (4), en donde

- la lengüeta interior (1) y/o la lengüeta exterior (2) presentan cada una un eje longitudinal de lengüeta (L), en donde - la lengüeta interior (1) y/o la lengüeta exterior (2) presentan cada una un eje longitudinal de lengüeta (LM) que está dispuesto, preferiblemente en el centro, entre los orificios (5, 5a) y orientado perpendicularmente al eje longitudinal de la lengüeta (L), en donde

- la lengüeta interior (1) y/o la lengüeta exterior (2) presentan ejes centrales de perforación (BM1, BM2) que pasan por el centro (B1 o B2) de los orificios (5, 5a) y están orientados perpendicularmente al eje longitudinal de la lengüeta (L), en donde

- los ejes centrales de los orificios (BM1, BM2) delimitan respectivamente una primera cabeza de lengüeta (LK1) y una segunda cabeza de lengüeta (LK2) de la zona interior (IL) de la lengüeta, en donde

- el eje longitudinal de la lengüeta (L) divide la primera cabeza de lengüeta (LK1) en un primer segmento de cabeza de lengüeta (S1) y un segundo segmento de cabeza de lengüeta (S2), y el eje longitudinal de la lengüeta (L) divide la segunda cabeza de lengüeta (LK1) en un tercer segmento de cabeza de lengüeta (S3) y un cuarto segmento de cabeza de lengüeta (S4), en donde

- los segmentos de cabeza de la lengüeta (S1, S2, S3, S4) presentan cada uno una sección transversal de la pared del orificio (BMQ<1>, BMQ<2>, BMQ<3>, BMQ<4>) a través de la cual están conectados con la zona interior (IL) de la lengüeta, a través de la cual pasa el eje central del orificio (BM<1>o BM<2>).

10. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones<8>o 9, caracterizada porque el refuerzo (31 o 31a a 31c) está dispuesto en un ángulo a de 20° a 50°, y preferiblemente en el intervalo entre 25° y 40°, con respecto al eje longitudinal L de la lengüeta y al centro (B<1>o B<2>) del orificio (5 o 5a) dentro o en la lengüeta, en particular dentro o en la cabeza de la lengüeta, preferiblemente dentro o en el segmento de la cabeza de la lengüeta.

11. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque el refuerzo (31, 31a, 31b, 31c) está configurado como un engrasamiento de la lengüeta interior (1) y/o de la lengüeta exterior, en particular de la cabeza de la lengüeta (LK1, LK2), preferiblemente del segmento de la cabeza de la lengüeta (S1, S2, S3, S4).

12. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque la sección transversal del refuerzo (Qrx), en cada caso radialmente desde el centro de orificio B correspondiente, es entre un 5 % y un 25 %, preferiblemente entre un 10 % y un 18 %, mayor que la sección transversal de la pared de orificio (BMQx) del segmento de cabeza de lengüeta reforzado en cada caso.

13. Cadena articulada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la sección transversal perpendicular al eje longitudinal (L) de la al menos una lengüeta interior (1) y/o de la al menos una lengüeta exterior (2) a lo largo del eje longitudinal (L) de la lengüeta difiere menos del 20 %, preferiblemente menos del 10 %, entre sí, y preferiblemente es idéntica.

14. Cadena articulada de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque la sección transversal se ajusta mediante entallamientos (51) y/o rebajes (52) de la al menos una lengüeta interior (1) y/o de la al menos una lengüeta exterior (2).