WO2002012753A1 - Kette, kettenrad und kettentrieb für ein hebezeug - Google Patents

Kette, kettenrad und kettentrieb für ein hebezeug Download PDF

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Hans Dalferth
Rolf Sinz
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    • F16H55/303—Chain-wheels for round linked chains, i.e. hoisting chains with identical links
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    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/06—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with chains

Definitions

  • the invention relates to a chain, a sprocket and a chain drive according to the preambles of claims 1, 8 and 9. State of the art
  • round hoist chains as is known, for example, from EP 0 812 295 B1 - regular round steel chains made of welded links are used, the cross-section of which, apart from a slight increase in cross-section in the area of the weld beads of the links, is practically the same everywhere.
  • hoists equipped with such chains meet the requirements placed on them. Regardless of this, the specialist groups entrusted with the development of modern hoists are endeavoring to increase both the load-bearing capacity and the service life of such chains, taking different paths.
  • the invention is based on the object, while maintaining favorable pivoting conditions between the horizontal links and the chain wheel, the components essential for the function of a chain hoist, namely the chain serving to lift the load, the chain wheel serving to drive the chain and thus the chain drive itself To improve the sense of an increase in dynamic strength.
  • This object is achieved by the measures resulting from claims 1, 8 and 9.
  • the chain according to the invention By designing the chain according to the invention, its dynamic fatigue strength is noticeably increased, not only the change in cross-section, but also the structural compression achieved in the area of the bend of the chain links by the plastic deformation as part of a cold upsetting process, making a significant contribution to the progress achieved.
  • the fact that an additional targeted deformation of the longitudinal legs of the chain links whose cross sections with regard to their moments of resistance to an extent not previously achieved can be adapted to the load conditions also has an advantageous effect.
  • the pockets of the pocket sprockets used to drive the chains according to the invention are adapted in a manner to the shape of the chain links forming the chains, which also benefits an increase in tool life and strength.
  • FIG. 2 shows the perspective view of the chain wheel and several chain links of the chain drive according to FIG. 1;
  • FIGS. 1 and 2 shows a partial section on an enlarged scale through the chain wheel according to FIGS. 1 and 2;
  • FIGS. 1 to 3 shows the perspective view of a section of the chain strand used in the chain drive according to FIGS. 1 to 3;
  • Figure 5 is a perspective view of a portion of a first modified chain strand.
  • FIG. 6 shows the perspective view of a section of a second modified chain strand
  • FIG. 7 is a top view of a horizontal link of the chain strand according to FIG. 6;
  • Fig. 8 is a section along the line VIII-VIII in Fig. 7;
  • Fig. 9 is a section along the line IX-IX in Fig. 7;
  • FIG. 10 shows the top view of a vertical link of the chain strand according to FIG. 6;
  • Fig. 11 is a section along the line XI-XI in Fig. 10 and
  • FIG. 12 shows a section along the line XII-XII in FIG. 10.
  • Fig. 1, 1 is the housing of the chain drive of a hoist equipped with a pocket sprocket 2.
  • the arrow 3 in the area of the axis of the chain wheel 2 shows the rotary movement of the wheel during the load stroke.
  • a chain 4, which consists of vertical links 5 and horizontal links 6, is guided over the chain wheel 2. All chain links 5 and 6 have in the area of their bend 9, 10 connected to one another by parallel longitudinal legs 7, 8 by local plastic Cold deformation created flattened zones 11.
  • the horizontal members 6 are provided in the region of their longitudinal legs 7, 8 on opposite sides in each case with additional flattened zones 12 produced by local plastic deformation, which are essentially perpendicular to a plane running through the centers of the two longitudinal legs 7, 8.
  • the flattening of the links is carried out before the heat treatment of the chain, ie in practice: a conventional round steel bar is first produced and the oval links are then plastically deformed at certain points by suitable upsetting devices.
  • the deformation of the chain links 5, 6 in the area of their bend 9, 10 not only increases the fatigue strength of the links, but also creates favorable support conditions between the horizontal links 6 and the bottoms of the pockets 13 of the pocket sprocket 2.
  • the pockets 13 have oblique contact surfaces 15, 16 on both sides of a depression 14 for flattened zones 11 of the bend 9, 10 of the horizontal members 6.
  • the plastic deformation of the longitudinal legs 7, 8 of the horizontal links 6 increases their flexural strength, which has a positive effect particularly when these links are pivoted into the pocket sprocket.
  • a chain of the type shown in FIG. 6 can be regarded as optimal, in which the longitudinal legs 7, 8 of the vertical links 5 on opposite sides each have a flattened zone oriented essentially parallel to the plane running through the centers of the two longitudinal legs 7, 8 17 have.
  • the additional plastic deformation of the longitudinal legs 7, 8 of the vertical members 5 increases their flexural strength in a manner similar to that of the flattened ones Zones 12 do this with the horizontal links 6.
  • a horizontal link 6 is shown in FIGS. 8 to 9 and a vertical link 5 of the chain according to FIG. 6 is shown in FIGS. 10 to 12, each in a top view and in two sections. It goes without saying that the bottom 18 of the guide grooves 19 of a chain wheel equipped with a chain according to FIG. 6 must be adapted to the shape of the vertical links 5.
  • Cut longitudinal leg 7, 8 extending longitudinal plane 20 of chain link 6, including an angle a of 10 ° between them.

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Abstract

Um bei einer vornehmlich für den Einsatz in Verbindung mit Hebezeugen bestimmten Rundstahlkette die dynamische Festigkeit zu erhöhen, sind die Kettenglieder (5, 6) insbesondere im Bereich ihrer Buge (9, 10) örtlich plastisch derart verformt, dass sie abgeplattete seitliche Zonen (11) aufweisen.

Description

Kette. Kettenrad und Kettentrieb für ein Hebezeug
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Kette, ein Kettenrad und einen Kettentrieb gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 8 und 9. Stand der Technik
Als Hebezeugketten werden - wie beispielsweise aus der EP 0 812 295 Bl bekannt - regelmäßig übliche Rundstahlketten aus geschweißten Gliedern verwendet, deren Querschnitt, wenn man von einer leichten Querschnittserhδhung im Bereich der Schweißwülste der Glieder einmal absieht, praktisch überall gleich groß ist. Mit derartigen Ketten ausgestattete Hebezeuge genügen in vielen Fällen den an sie gestellten Anforderungen. Ungeachtet dessen sind die mit der Entwicklung moderner Hebezeuge betrauten Fachkreise bemüht, sowohl die Tragfähig- keit als auch die Standzeit derartiger Ketten zu erhöhen, wobei sie unterschiedliche Wege beschreiten. So ist es aus der EP 0 816 717 A2 bekannt, anstelle von Rundstahlketten Hebezeugketten aus Ovalgliedern mit einem D-Profilquerschnitt zu verwenden, um im Bereich der üblicherweise planen Böden eines Taschenkettenrades die Flächenpressung zwischen den das
Kettenrad liegend passierenden Kettengliedern (Horizontalglieder) und dem Kettenrad zu reduzieren und darüber hinaus eine flächige Abstützung der das Kettenrad stehend passierenden Kettenglieder (Vertikalglieder) zu erzielen. Der durch die vorgenannten Maßnahmen erzielte Fortschritt hält sich in Grenzen, weil einerseits die dynamische Festigkeit der Kettenglieder nach wie vor zu wünschen übrig läßt und, andererseits beim Abwälzen der D-Profilkanten der Horizontalglieder an den Flanken der Taschenradzähne während des Einschwenkens der Horizontalglieder in das Taschenrad erhebliche Flächenpressungen wirksam werden. Um die Dauerbruchgefahr insbesondere der Glieder von sogenannten schweren Rundstahlketten, wie sie vornehmlich im Untertagebergbau zum Einsatz gelangen, zu reduzieren, ist es aus der DE 44 26 506 AI bekannt, als Rundstahlglieder ausgebildete Kettenglieder im Bereich ihrer Längsschenkel zwecks Verringerung der inneren Breite zusammenzudrücken. Dieses Verfahren birgt insbesondere im Falle der Anwendung bei Hebezeugketten mit kurzer Teilung die Gefahr unzulässig großer Verformungen der Schweißstellen in sich und dies ganz abgesehen davon, daß die Bewegung der Kettenglieder zueinander eingeschränkt wird und die Abstütz- Verhältnisse derartiger Kettenglieder in den Taschen und Nuten von Taschenkettenrädern nicht zu befriedigen vermögen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung günstiger Einschwenkverhältnisse zwischen den Horizontalglie- dern und dem Kettenrad die für die Funktion eines Kettenzuges wesentlichen Bauteile, nämlich die zum Anheben der Last dienende Kette, das zum Antrieb der Kette dienende Kettenrad und somit den Kettentrieb selbst im Sinne einer Erhöhung der dynamischen Festigkeit zu verbessern. Gelöst wird diese Aufgabe durch die sich aus den Ansprüchen 1, 8 und 9 ergebenden Maßnahmen.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kette wird vor allem deren dynamische Dauerfestigkeit spürbar erhöht, wobei nicht nur die Querschnittsveränderung, sondern auch die durch die plastische Verformung im Rahmen eines KaltStauchvorganges erzielte Gefügeverdichtung im Bereich der Buge der Kettenglieder maßgeblich zum erzielten Fortschritt beiträgt. Vorteilhaft wirkt sich darüber hinaus der Umstand aus, daß durch eine ergänzende gezielte Verformung der Längsschenkel der Kettenglieder deren Querschnitte hinsichtlich ihrer Widerstandsmomente in bisher nicht erreichtem Maße an die belastungsmäßigen Gegebenheiten anpaßbar sind. Die Taschen der zum Antrieb der erfindungsgemäßen Ketten dienenden Taschenkettenräder sind in einer Weise an die Form der die Ketten bildenden Kettenglieder angepaßt, die ebenfalls einer Standzeit- und Festigkeitserhöhung zugute kommt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachstehenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, deren Figuren folgendes zeigen: Fig. 1 schematisch und teilweise im Schnitt die im Rahmen der Erfindung interessierenden wesentlichen Bauteile eines Kettentriebes;
Fig. 2 die perspektivische Ansicht des Kettenrades und mehrerer Kettenglieder des Kettentriebes gemäß Fig. 1;
Fig. 3 im vergrößerten Maßstab einen Teilschnitt durch das Kettenrad gemäß Fig. 1 und 2 ;
Fig. 4 die perspektivische Ansicht eines Teilstückes des im Kettentrieb gemäß Fig. 1 bis 3 verwendeten Kettenstranges ;
Fig. 5 die perspektivische Ansicht eines Teilstückes eines ersten modifizierten Kettenstranges;
Fig. 6 die perspektivische Ansicht eines Teilstückes eines zweiten modifizierten Kettenstranges;
Fig. 7 die Draufsicht auf ein Horizontalglied des Kettenstranges gemäß Fig. 6;
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7;
Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 7 ;
Fig. 10 die Draufsicht auf ein Vertikalglied des Kettenstranges gemäß Fig. 6;
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10 und
Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 10.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In Fig. 1 ist 1 das Gehäuse des mit einem Taschenkettenrad 2 ausgestatteten Kettentriebes eines Hebezeuges. Der Pfeil 3 im Bereich der Achse des Kettenrades 2 zeigt die Drehbewegung des Rades während des Lasthubes an. Über das Kettenrad 2 ist eine Kette 4 geführt, die aus Vertikalgliedern 5 und Horizontalgliedern 6 besteht. Sämtliche Kettenglieder 5 und 6 weisen im Bereich ihrer durch parallele Längsschenkel 7, 8 miteinander verbundenen Buge 9, 10 durch örtliche plastische KaltVerformung erzeugte abgeplattete Zonen 11 auf. Die Horizontalglieder 6 sind im Bereich ihrer Längsschenkel 7, 8 an sich jeweils gegenüberliegenden Seiten mit zusätzlichen durch örtliche plastische Verformung erzeugten abgeplatteten Zonen 12 versehen, die im wesentlichen senkrecht zu einer durch die Mitten beider Längsschenkel 7, 8 verlaufenden Ebene stehen. Die Abplattungen an den Gliedern werden vor der Wärmebehandlung der Kette vorgenommen, d.h. in der Praxis: Es wird zunächst eine übliche Rundstahl ette hergestellt und deren Ovalglieder werden anschließend durch geeignete Staucheinrichtungen an bestimmten Stellen plastisch deformiert. Durch die Deformation der Kettenglieder 5, 6 im Bereich ihrer Buge 9, 10 wird nicht nur die Dauerschwingfestigkeit der Glieder erhöht, sondern es werden darüber hinaus günstige Auflagever- hältnisse zwischen den Horizontalgliedern 6 und den Böden der Taschen 13 des Taschenkettenrades 2 geschaffen. Die Taschen 13 weisen zu diesem Zweck beidseits einer Vertiefung 14 schräge Auflageflächen 15, 16 für abgeplattete Zonen 11 der Buge 9, 10 der Horizontalglieder 6 auf. Die plastische Ver- formung der Längsschenkel 7, 8 der Horizontalglieder 6 erhöht deren Biegefestigkeit, was sich insbesondere beim Einschwenken dieser Glieder in das Taschenkettenrad positiv auswirkt. In Fällen, in denen mit einem Hebezeug nur vergleichsweise kleine Lasten angehoben bzw. abgesenkt werden, kann gegebe- nenfalls auf Abplattungen im Bereich der Längsschenkel 7, 8 verzichtet und eine Kette der in Fig. 5 dargestellten Art verwendet werden. Die durch das Anstauchen der Kettenglieder 5, 6 im Bugbereich bewirkte Querschnitts- und Gefügeveränderung führt auch bei dieser Kette zu einer spürbaren Erhöhung der Dauerschwingfestigkeit.
Als optimal kann eine Kette der in Fig. 6 dargestellten Art angesehen werden, bei der auch die Längsschenkel 7, 8 der Vertikalglieder 5 an sich gegenüberliegenden Seiten jeweils eine im wesentlichen parallel zu der durch die Mitten beider Längsschenkel 7, 8 verlaufenden Ebene orientierte abgeplattete Zone 17 aufweisen. Die zusätzliche plastische Verformung der Längsschenkel 7, 8 der Vertikalglieder 5 erhöht deren Biegefestigkeit in ähnlicher Weise, wie die abgeplatteten Zonen 12 dies bei den Horizontalgliedern 6 tun. Zum besseren Verständnis ist in den Fig. 8 bis 9 ein Horizontalglied 6 und in den Fig. 10 bis 12 ein Vertikalglied 5 der Kette gemäß Fig. 6 jeweils in der Draufsicht und in zwei Schnitten darge- stellt. Es versteht sich, daß der Boden 18 der Führungsnuten 19 eines mit einer Kette gemäß Fig. 6 ausgestatteten Kettenrades der Form der Vertikalglieder 5 angepaßt sein muß.
In Fig. 8 ist gezeigt, daß die Ebenen, in denen die abgeplatteten Zonen 11 eines Zonenpaares liegen, außerhalb des Ket- tengliedes 6 die durch die Mitte der Buge 9, 10 und der
Längsschenkel 7, 8 verlaufende Längsebene 20 des Kettengliedes 6 schneiden, wobei sie einen Winkel a von 10° zwischen sich einschließen.

Claims

Ansprüche :
1. Kette, insbesondere Hebezeugkette mit aus Rundstahlmaterial hergestellten, durch gerade Längsschenkel miteinander verbundene Buge aufweisenden ovalen Kettengliedern, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Kettenglieder (5, 6) im Bereich ihrer Buge (9, 10) durch örtliche plastische Verformung erzeugte abgeplattete seitliche Zonen (11) aufweisen.
2. Hebezeugkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bug (9, 10) an seinen sich gegenüberliegenden Seiten mit jeweils einer abgeplatteten Zone (11) versehen ist.
3. Hebezeugkette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen, in denen die abgeplatteten Zonen (11) eines Zonenpaares liegen, außerhalb des Kettengliedes (5, 6) die durch die Mitte der Buge (9, 10) und durch die Längsschenkel (7, 8) verlaufende Längsebene (20) des Kettengliedes (5, 6) schneiden.
4. Hebezeugkette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einem Bug (9, 10) zugeordneten abgeplatteten Zonen (11) einen Winkel (a) von etwa 5 - 20° zwischen sich einschließen.
5. Hebezeugkette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Kettenglieder (6) aufweist, die auch im Bereich ihrer Längsschenkel (7, 8) mit durch örtliche plastische Verformung erzeugten abgeplatteten Zonen (12) verse- hen sind.
6. Hebezeugkette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längsschenkel (7, 8) mindestens jedes zweiten Kettengliedes (6) an sich gegenüberliegenden Seiten jeweils eine im wesentlichen senkrecht zu der durch die Mitten beider Längs- schenke! (7, 8) verlaufenden Ebene orientierte, abgeplattete
Zone (12) aufweist.
7. Hebezeugkette nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschenkel (7, 8) jedes zweiten Kettengliedes
(5) an sich gegenüberliegenden Seiten jeweils eine im wesent- liehen parallel zu der durch die Mitten beider Längsschenkel (7, 8) verlaufenden Längsebene (20) orientierte abgeplattete Zone (17) aufweist.
8. Taschenkettenrad für eine Hebezeugkette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden der Taschen (13) beidseits einer zentralen Vertiefung (14) mit schrägen Auflägeflächen (15, 16) zur flächigen Abstützung der abgeplatteten Zonen (11) im Bugbereich der in den Taschen (13) zu liegen kommenden Kettenglieder (6) versehen sind.
9. Kettentrieb für Hebezeuge mit einer durch ein Taschenket- tenrad angetriebenen, an einem ihrer beiden freien Enden eine
Last tragenden Kette, deren aus Rundstahlmaterial hergestellte ovale Kettenglieder das Kettenrad im Wechsel als in den Taschen liegende und sich mit ihren Bugen an beidseits jeweils einer zentralen Führungsnut angeordneten Zähnen abstüt- zende Horizontalglieder und als in den zentralen Nuten stehende Vertikalglieder passieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Buge (9, 10) sowohl der Horizontalglieder (6) als auch der Vertikalglieder (5) an ihren sich jeweils gegenüberliegenden Seiten durch örtliche plastische Verformung erzeugte abgeplattete seitliche Zonen (11) aufweisen.
10. Kettentrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschenkel (7, 8) der Horizontalglieder (6) der Kette
(4) an sich gegenüberliegenden Seiten jeweils eine im wesentlichen senkrecht zum Boden der Taschen (13) des Kettenrades (2) und zu der durch die Mitten beider Längsschenkel (7, 8) verlaufenden Längsebene (20) orientierte abgeplattete Zone (12) aufweisen.
11. Kettentrieb nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschenkel (7, 8) der Vertikalglieder (5) der Kette (4) an sich gegenüberliegenden Seiten jeweils eine im wesentlichen senkrecht zum Boden (18) der Nuten (19) des Kettenrades (2) und parallel zu der durch die Mitten beider Längsschenkel (7, 8) verlaufenden Längsebene (20) orientierte abgeplattete Zone (17) aufweisen.
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