DE1118546B - Chain link for link chains and process for its manufacture - Google Patents

Description

Kettenglied für Gliederketten und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft Kettenglieder für Gliederketten mit etwas elliptischer, ovaler oder ähnlicher Gestalt, die aus einem Profilmaterial von z. B. rundem, vieleckigem oder rechteckigem Querschnitt aus einem Metall, insbesondere Stahl, bestehen und bei denen die beiden Enden des Profils miteinander in der Querebene des Gliedes stumpf verschweißt sind.Chain link for link chains and process for its manufacture The invention relates to chain links for link chains with somewhat elliptical, oval or similar shape, which consists of a profile material of z. B. round, polygonal or rectangular cross-section made of a metal, in particular steel, and in which the two ends of the profile coincide in the transverse plane of the link are butt welded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Ketten dieser Art zu vermeiden, daß bei Zugbeanspruchungen die Schweißstellen der Glieder durch auf sie einwirkende Biegekräfte brechen, ehe die Spannungen in den Schulterteilen der Kettenglieder die Zugfestigkeit des Materials, aus dem die Kettenglieder bestehen, erreichen.The invention is based on the problem of chains of this type avoid that the welds of the links through on them in the event of tensile stresses Bending forces acting on them break before the tensions in the shoulder parts of the chain links achieve the tensile strength of the material from which the chain links are made.

Es ist bereits ein Kettenglied mit an der Rundung der Querschnittsform des anschließenden Kettengliedes angepaßter Formgebung bekannt, dessen Kettengliedrundung nach der Formung gehärtet wurde. Diese Maßnahme dient dem Zweck, den Verschleiß an der Berührungsstelle der einzelnen Kettenglieder herabzusetzen.There is already a chain link on the curve of the cross-sectional shape of the subsequent chain link of adapted shape known whose chain linkage hardened after molding. This measure serves the purpose of reducing wear and tear at the point of contact of the individual chain links.

Es gehört ferner ein Kettenglied zum Stande der Technik, das zur Herabsetzung der maximalen Randspannung und damit zur Erhöhung der Dauerfestigkeit in der Mitte seiner Schenkel im ganzen Querschnitt derselben eine Einschnürung aufweist.There is also a chain link in the prior art that is used to reduce the maximum edge stress and thus to increase the fatigue strength in the middle its legs in the entire cross section of the same has a constriction.

Bei einem Kettenglied für Gliederketten aus einem Metallprofil, dessen beide Enden in der Querebene des Gliedes stumpf zusammengeschweißt sind, wird demgegenüber die Aufgabe gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß die Härte- des Kettengliedes in der Mitte geringer ist als in den Rundungen.In a chain link for link chains made of a metal profile whose both ends are butt welded together in the transverse plane of the link, on the other hand the problem solved according to the invention in such a way that the hardness of the chain link in the middle is less than in the curves.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Härte der Schenkelmitte im Vergleich zu der der Rundungen so gewählt, daß die Zugfestigkeit der Schenkel etwa 7511/o, der Zugfestigkeit der Rundungen beträgt.According to a further feature of the invention, the hardness is the center of the leg in comparison to that of the curves chosen so that the tensile strength of the legs about 7511 / o, the tensile strength of the curves is.

Die Herstellung der Kettenglieder erfolgt erfindungsgemäß in der Weise; daß das Kettenglied zunächst bei einer niedrigen Temperatur so angelassen wird, daß es über seine ganze Gestalt eine hohe Härte aufweist. Im Anschluß daran wird es im Bereich- der Schenkel nochmals mit einer höheren Temperatur angelassen, wodurch eine geringere Härte erzielt wird.The chain links are produced according to the invention in the manner; that the chain link is initially tempered at a low temperature, that it has a high degree of hardness over its entire shape. Following this will tempered it again at a higher temperature in the area of the thighs, whereby a lower hardness is achieved.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung erläutert. Es zeigt Abb. 1 eine Aufsicht auf einen Teil der Kette, Abb. 2 die mechanischen Eigenschaften der Schweißstelle bei verschiedenen Anlaßtemperaturen und Abb. 3 und 4 die Härteverteilung eines Kettengliedes.In the following, the invention is based on an exemplary embodiment and the drawing explained. Fig. 1 shows a top view of part of the chain, Fig. 2 the mechanical properties of the weld at different tempering temperatures and Figs. 3 and 4 show the hardness distribution of a chain link.

Wenn eine aus den Gliedern L1, L2, L3 bestehende Kette nach Abb. 1 einer in Richtung der Längsachse AB der Glieder wirkenden Kraft F ausgesetzt wird, hat jedes Glied das Bestreben zu einer Formveränderung, die in der Zeichnung durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Diese Tatsache ist experimentell erwiesen und kann theoretisch erklärt werden.If a chain consisting of the links L1, L2, L3 according to Fig. 1 is subjected to a force F acting in the direction of the longitudinal axis AB of the links, each link tends to change its shape, which is shown in the drawing by dashed lines. This fact has been proven experimentally and can be explained theoretically.

Das Kettenglied L2, das in diesem Falle, wie in der Zeichnung dargestellt, aus zwei halbrunden Teilen, den Schulterteilen und zwei parallel verlaufenden Teilen, den Schenkeln, besteht, neigt dazu, seine Gestalt zur Form eines Kokons zu verändern, derart, daß die zwei parallelen Schenkel P, Q sich einander in Richtung der Querachse CD nähern, wie es durch die gestrichelte Linie P', Q' dargestellt ist. Hierbei haben die inneren gegenüberliegenden Teile Ml, M2 der Schenkel P, Q des Gliedes das Bestreben, sich auf der Querachse CD zu den Punkten Ml', M2 zu verschieben, da auf sie zusätzlich zu der Zugbeanspruchung durch die Spannung F, F die stärkste Biegekraft wirkt mit dem Ergebnis, daß an den Punkten Ml, M2 die stärkste Biegebeanspruchung auftritt.The chain link L2, which in this case, as shown in the drawing, consists of two semicircular parts, the shoulder parts and two parallel parts, the legs, tends to change its shape to the shape of a cocoon, so that the two parallel legs P, Q approach each other in the direction of the transverse axis CD , as shown by the dashed line P ', Q'. Here, the inner opposing parts Ml, M2 of the legs P, Q of the link tend to move on the transverse axis CD to the points Ml ', M2, because in addition to the tensile stress due to the tension F, F, they have the strongest bending force acts with the result that the greatest bending stress occurs at points Ml, M2.

Andererseits muß bei der Herstellung eines ringförrnigen Kettengliedes durch Stumpfschweißung die Schweißstelle des Gliedes aus technischen Gründen stets in einer Ebene liegen, die die Querachse des Gliedes enthält, so daß die stumpf geschweißte Fläche W mit der Ebene übereinstimmt, in der die Querachse CD liegt und in der aus diesem Grunde, wie in Abb. 1 dargestellt, der Punkt M2 liegt, an dem im Falle einer Verformung des Kettengliedes die stärkste Biegebeanspruchung auftritt.On the other hand, in the manufacture of an annular chain link by butt welding, the welding point of the link must, for technical reasons, always lie in a plane that contains the transverse axis of the link, so that the butt-welded surface W coincides with the plane in which the transverse axis CD lies and in For this reason, as shown in Fig. 1, the point M2 is at which the greatest bending stress occurs in the event of a deformation of the chain link.

An der Schweißstelle eines Kettengliedes ist jedoch die Zugfestigkeit aus den folgenden Gründen vermindert: a) Das Ausgangsmetall wird durch lokale Erhitzung auf eine hohe Temperatur im Bereich der Schweißstelle metallographisch verändert mit dem Ergebnis, daß eine Kornvergröberung auftritt und das Gefüge ähnlich dem sogenannten Gußgefüge wird und daß die Zähigkeit im Bereich der Schweißstelle sehr gering wird.At the weld point of a chain link, however, is the tensile strength for the following reasons: a) The starting metal is reduced by local heating metallographically changed to a high temperature in the area of the weld with the result that grain coarsening occurs and the structure is similar to that so-called cast structure and that the toughness in the area of the weld is very high becomes low.

b) Im Bereich der Schweißstelle bleiben Spannungen zurück als Ergebnis des Abschreckens des plötzlichen Erhitzens und des Zusammenpressens.b) Tensions remain as a result in the area of the weld of deterring sudden heating and compressing.

c) Die Innenseite der Schweißstelle (die Umgebung des Punktes M2 in Abb.1) kann solche Oberflächenfehler haben, daß durch herabfließenden geschmolzenen Stahl Kerbwirkungen hervorgerufen werden. Wenn das in üblicher Weise durch Erhitzen, durch Strahlung und durch Konvektion in einem Schweröl- oder elektrischen Ofen gehärtete Glied in einem Salzbad angelassen wird, wird es hiermit so wärmebehandelt, daß es eine über seine ganze Länge gleichmäßige Härte aufweist oder daß die Härte in seinen parallelen Schenkeln (P, Q in Abb. 1) wegen deren geringer wirksamen Masse größer ist als in den gekrümmten Schulterteilen und das Kettenglied diese Härteverteilung nach dem Anlassen behält mit der Wirkung, daß d) die Verminderung der Zugfestigkeit der Schweißstelle des Gliedes durch die übliche Wärmebehandlung (Härten, Anlassen) nach dem Schweißen nicht ausgeglichen wird, sondern daß darüber hinaus unter bestimmten Umständen eine weitere Verminderung eintreten kann.c) The inside of the weld (the area around point M2 in Fig.1) can have such surface defects that by flowing down molten Steel notch effects. If this is done in the usual way by heating, hardened by radiation and by convection in a heavy oil or electric furnace Member is tempered in a salt bath, it is hereby so heat-treated that it has a uniform hardness over its entire length or that the hardness in its parallel legs (P, Q in Fig. 1) because of their lower effective mass is than in the curved shoulder parts and the chain link this hardness distribution after tempering, with the effect that d) the reduction in tensile strength the welding point of the link through the usual heat treatment (hardening, tempering) after welding is not compensated, but that beyond that under certain A further reduction may occur.

Wenn ein Kettenglied mit einer zweckmäßigen Festigkeitsverteilung durch eine Zugspannung gebrochen wird, so werden die theoretischen Bruchebenen oder Bruchflächen in den gekrümmten Schulterteilen des Gliedes liegen, wie in Abb. 1 durch die strichpunktierten Linien R1, R2, R3, R4 dargestellt ist.If a chain link with an appropriate distribution of strength is broken by tensile stress, the theoretical breaking planes or Fracture surfaces lie in the curved shoulder parts of the limb, as in Fig. 1 is represented by the dash-dotted lines R1, R2, R3, R4.

Tatsächlich aber bricht unter der Einwirkung einer Zugspannung jedes geschweißte Glied, wie oben gesagt, in der in Abb. 1 mit W bezeichneten Ebene der Stumpfschweißung, denn jedes Glied, das einer Zugspannung ausgesetzt wird, neigt, in die Foren eines Kokons verformt zu werden, mit dem Ergebnis, daß die innere Stelle M2 der Stumpfschweißebene W des Gliedes einerseits der Punkt wird, auf den die stärkste Biegebeanspruchung einwirkt und andererseits die Umgebungsebene dieses Punktes M2 besonders bruchempfindlich ist, wie in den vorhergehenden Abschnitten a) bis d) beschrieben.In fact, however, each one breaks under the action of tensile stress welded link, as said above, in the plane designated by W in Fig. 1 Butt welding, because every link that is subjected to tensile stress tends to to become deformed into the forums of a cocoon, with the result that the inner body M2 of the butt weld plane W of the limb on the one hand becomes the point on which the strongest Bending stress acts and on the other hand the surrounding plane of this point M2 is particularly susceptible to breakage, as in the previous sections a) to d) described.

Außerdem wurde experimentell nachgewiesen, daß beim Bruch eines wärmebehandelten Kettengliedes unter Zugbeanspruchung in einem seiner Schulterteile die parallelen Schenkel des Gliedes nur einer Zugbelastung ausgesetzt sind, die etwa 75 % der Zugfestigkeit des Materials entspricht. Dies bedeutet, daß das Kettenglied keine gleichmäßige Festigkeit oder gleichmäßige Härte über seine ganze Länge haben muß oder mit anderen Worten, daß es notwendig ist, daß die Schulterteile, d. h. die gekrümmten Teile des Gliedes eine ausreichende Härte haben, durch die sie die notwendige Starrheit erhalten, während eine Verminderung der Zugfestigkeit eines jeden der beiden Schenkel auf etwa 75 % der der Schulterstücke in keiner Weise die praktisch nutzbare Festigkeit des Gliedes beeinträchtigt.In addition, it has been experimentally proven that when a heat-treated Chain link under tensile stress in one of its shoulder parts the parallel Legs of the limb are only subjected to a tensile load that is about 75% of the tensile strength of the material. This means that the chain link is not uniform Must have strength or uniform hardness over its entire length or with others Words that it is necessary that the shoulder parts, i.e. H. the curved parts of the limb have sufficient hardness to give them the necessary rigidity obtained while reducing the tensile strength of each of the two legs on about 75% of the shoulder pieces in no way the practically usable strength of the limb impaired.

Abb. 2 zeigt charakteristische Verläufe der Abhängigkeiten der Härte (HgC), der Zugfestigkeit (ß) und Dehnung (E) und der Einschnürung (ep) der Schweißstelle des Gliedes einer Kette in Abhängigkeit von den Anlaßtemperaturen. Mit steigenden Anlaßtemperaturen nehmen die Zugfestigkeit und die Härte der Schweißstelle eines Kettengliedes -ab, während die Dehnung und die Einschnürung zunehmen. Bei einem Biegeversuch des geschweißten Teiles eines wärmebehandelten Kettengliedes wurde experimentell festgestellt, daß das Formänderungsvermögen der Schweißstelle bei Einwirkung von Kräften (in anderen Worten eine Energiemenge, die von dem Material aufgenommen wird, bis beim Biegen das Material bricht) eine steile Zunahme bei Anlaßtemperaturen von über 400°C zeigt. Es kann nämlich durch Steigerung des obenerwähnten Formänderungsvermögens an der Schweißstelle, selbst wenn diese Oberflächenfehler aufweist, durch die verschiedenen Kerben verursacht werden, der Kerbeffekt und damit die Konzentration von Spannungen vermindert und auch ein übermäßiger Widerstand des Materials des Kettengliedes gegen die Biegebeanspruchung verhindert werden.Fig. 2 shows characteristic curves of the dependencies of the hardness (HgC), the tensile strength (ß) and elongation (E) and the constriction (ep) of the weld of the link of a chain as a function of the tempering temperatures. With increasing Tempering temperatures decrease the tensile strength and the hardness of a weld joint Chain link -ab, while the elongation and constriction increase. At a Bending test of the welded part of a heat-treated chain link was carried out experimentally found that the deformability of the weld at Action of forces (in other words, an amount of energy exerted by the material until the material breaks on bending) a steep increase in tempering temperatures of over 400 ° C. It can namely by increasing the above-mentioned deformability at the welding point, even if it has surface defects, due to the various Notches are caused, the notch effect and therefore the concentration of tension reduced and also an excessive resistance of the material of the chain link to the bending stress can be prevented.

Die Erfindung beruht auf den obengenannten Erkenntnissen und überlegungen.The invention is based on the above-mentioned knowledge and considerations.

Abb. 3 zeigt eine Härteverteilung eines Kettengliedes gemäß der Erfindung. Das Kettenglied hat gemäß der Erfindung eine hohe Härte in jedem seiner Schulterteile 1-a-b oder f-g-h, durch die die Längsachse AB verläuft, und eine geringe Härte in jedem seiner parallelen Schenkel c-d-e oder i-j-k, die geringste Härte in der Ebene, in der die Querachse CD liegt, das ist die Ebene der Stumpfschweißung. Der Übergang von der hohen Härte der Schulterteile zu der niedrigen Härte der Schenkel und umgekehrt erfolgt allmählich, wie in Abb. 4 dargestellt.Fig. 3 shows a hardness distribution of a chain link according to the invention. According to the invention, the chain link has a high hardness in each of its shoulder parts 1-ab or fgh, through which the longitudinal axis AB runs, and a low hardness in each of its parallel legs cde or ijk, the lowest hardness in the plane in which the transverse axis CD lies, that is the level of the butt weld. The transition from the high hardness of the shoulder parts to the low hardness of the thighs and vice versa is gradual, as shown in Fig. 4.

Zur Herstellung eines Kettengliedes gemäß der Erfindung wird das Glied zunächst so bei einer niedrigen Temperatur angelassen, daß es über seine ganze Gestalt eine hohe Härte aufweist, die geeignet ist, den Schulterteilen eine ausreichende Starrheit und Abriebfestigkeit zu geben. Darauf wird das Glied noch einmal bei einer hohen Temperatur so angelassen, daß sich eine niedrige Härte in jedem seiner parallelen Schenkel ergibt, und zwar in einem solchen Bereich, daß die Zugfestigkeit eines jeden der parallelen Schenkel des Gliedes auf etwa 75,1/o der der Schulterteile vermindert wird. Hierdurch erhalten die Schenkel und insbesondere die Schweißstelle ein erhöhtes Formänderungsvermögen in bezug auf eine auf sie einwirkende Biegekraft. Ein Kettenglied, das auf die oben angegebene Weise wärmebehandelt wurde, hat die in Abb. 3 dargestellte Härteverteilung.To produce a chain link according to the invention, the link initially tempered at a low temperature so that it covers its entire shape has a high hardness, which is suitable, the shoulder parts a sufficient To give rigidity and abrasion resistance. Then the link becomes one more time tempered at high temperature so that there is a low hardness in each of its parallel Leg results, in such a range that the tensile strength of a each of the parallel legs of the limb to about 75.1 / o that of the shoulder parts is decreased. This gives the legs and in particular the weld an increased deformability with respect to a bending force acting on them. A chain link that has been heat treated in the above manner has the Hardness distribution shown in Fig. 3.

Aus dem vorstehenden geht hervor, daß das Kettenglied gemäß der Erfindung die notwendige Starrheit und Abriebfestigkeit in seinen Schulterteilen wegen ausreichender Härte dieser Teile aufweist, während es in der Ebene der Stumpfschweißung durch die Biegekraft, die infolge der bei einer Zugbeanspruchung des Gliedes auftretenden Formänderung auf es einwirkt, wegen der geringen Härte der Schenkelteile nicht vorzeitig brechen kann, daß aber nichtsdestoweniger die geringe Härte der Schenkelteile immer noch ausreichend ist, um in diesen Teilen die notwendige Zugfestigkeit zu erhalten. Auf diese Weise wird gemäß der Erfindung der Fehler der bekannten Kettenglieder vermieden, daß diese, wenn die Kette einer Zugspannung ausgesetzt wird, an den Schweißstellen der Kettenglieder durch eine auf diese einwirkende Biegekraft brechen können, ehe die Spannungen in den Schulterteilen des Gliedes die Zugfestigkeit des Materials, aus denen das Glied besteht, erreichen.From the foregoing it can be seen that the chain link according to the invention the necessary rigidity and abrasion resistance in its shoulder parts because having sufficient hardness of these parts while it is in the plane of the butt weld by the bending force that occurs as a result of tensile stress on the limb Shape change acts on it, because of the low hardness of the leg parts not prematurely can break, but that nonetheless the low hardness of the leg parts always is still sufficient to obtain the necessary tensile strength in these parts. In this way, according to the invention, the defect of the known chain links is eliminated avoided that this, when the chain is subjected to tensile stress, at the welds the chain links can break through a bending force acting on them before the stresses in the shoulder parts of the limb the tensile strength of the material, that make up the limb.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kettenglied für Gliederketten aus einem Metallprofil, dessen beide Enden in der Querebene des Gliedes stumpf zusammengeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des Kettengliedes in der Mitte (d, j) des Schenkels geringer ist als in den Rundungen (a, g). PATENT CLAIMS: 1. Chain link for link chains made of a metal profile, the two ends of which are butt welded together in the transverse plane of the link, characterized in that the hardness of the chain link in the middle (d, j) of the leg is lower than in the curves (a, G). 2. Kettenglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte der Schenkelmitte (d, j) im Vergleich zu der der Rundungen (a, g) so gewählt ist, daß die Zugfestigkeit der Schenkel etwa 75'% der Zugfestigkeit der Rundungen beträgt. 2. Chain link according to claim 1, characterized in that the hardness of the leg center (d, j) compared to that of the curves (a, g) is chosen so that the tensile strength of the legs is about 75% of the tensile strength of the curves. 3. Verfahren zur Herstellung eines Kettengliedes nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kettenglied zunächst bei einer niedrigen Temperatur so, daß es über seine ganze Gestalt eine hohe Härte aufweist, und anschließend im Bereich der Schenkel mit einer höheren Temperatur angelassen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 922386; österreichische Patentschrift Nr. 199 014.3. A method for producing a chain link according to claims 1 and 2, characterized in that the chain link is initially at a low temperature so that it has a high hardness over its entire shape, and is then tempered at a higher temperature in the region of the legs . Documents considered: German Patent No. 922386; Austrian patent specification No. 199 014.