DE20209957U1 - Rückensteife Kette - Google Patents

Rückensteife Kette

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Rückensteife Kette
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Rückensteife Kette
Die vorliegende Erfindung betrifft eine rückensteife Kette mit abwechselnd jeweils über ein Kettengelenk miteinander verbundenen Außen- und Innenkettengliedern und Begrenzungseinrichtungen, die ein Verschwenken der Außen- und Innenkettenglieder um die Kettengelenke auf ein vorbestimmtes Winkelmaß beschränken, wodurch die Außenkettenglieder und die Innenkettenglieder von einer Normalstellung in eine rückensteife Stellung überführbar sind.
Eine solche Kette ist z.B. in der GB-A-439196 beschrieben. In einer Ausführungsform umfasst diese Kette Innenkettenglieder aus zwei nebeneinander angeordneten Laschen, die an einer Längsseite jeweils einen vorstehenden, nach außen gekrümmten Lappen aufweisen. Die Außenkettenglieder weisen jeweils zwei im parallelen Abstand zueinander angeordnete Laschen auf, die ebenfalls an einer Längsseite einen bogenförmigen Lappen aufweisen, der allerdings nach innen gekrümmt ist. Die Kettenglieder werden jeweils über Nietbolzen der Außenkettenglieder miteinander verbunden, wobei entsprechend zugehörige Öffnungen der Innen- und Außenlaschen zueinander fluchten. Die gebogenen Lappen sorgen dafür, dass die Kette in einer Richtung versteift wird, so dass auch Druckkräfte übertragen werden können, wohingegen sie in die andere Richtung weiterhin flexibel verbleibt.
Im Stand der Technik gibt es eine Reihe von verschiedenen Konstruktionen, um bei Ketten eine Versteifung zu bewirken. Z.B. ist aus der DE 735715 eine Gelenkkette bekannt, bei der durch eine halbierte Zylinderhülse, die um den Kettenbolzen angeordnet ist, und entsprechende Aussparungen in den Laschen eine Beschränkung des Verschwenkens um die Kettengelenke bewirkt wird. Neben der Tatsache, dass bei dieser Kettenart drei verschiedene Laschen verwendet werden, muss auch noch eine halbierte Hülse zum Einsatz kommen, um die Versteifungsfunktion herbeizuführen. Weitere Konstruktionen von versteifbaren Ketten arbei-
ten z.B. nach Art eines Reißverschlusssystems (siehe hierzu exemplarisch die DE 876627). Auch die Verwendung von bogenförmigen Schlitzen in den Außenlaschen und in diese eingreifende Stifte der Innenlaschen sind z.B. aus der DE 212083 bekannt. Zwar haben sich diese Konstruktionen zum Teil sehr gut bewährt, jedoch ist man weiter bestrebt, nach Lösungen zu suchen, die zum einen einfach zu realisieren sind und zum anderen beachtliche Kräfte im versteiften Zustand übertragen können.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine rückensteife Kette der eingangs genannten Art bereitzustellen, die die Rückenversteifung durch eine möglichst einfache Konstruktion herbeiführt.
Hierzu ist vorgesehen, dass die Außenkettenglieder im Abstand zueinander angeordnete und über Gelenkbolzen miteinander verbundene Außenlaschen umfassen, die Innenkettenglieder über Gelenkhülsen miteinander verbundene Innenlaschen umfassen, sich jeweils ein Gelenkbolzen zum Bilden eines Kettengelenks durch eine zugehörige Gelenkhülse erstreckt und die Begrenzungseinrichtungen einer Anschlagschulter an der Innenmantelfläche der Gelenkhülse und eine komplementäre Anschlagkontur an der Außenmantelfläche des Gelenkbolzens umfasst.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass bis auf die spezielle Ausgestaltung der Innenkontur der Hülsen und der Außenkontur der Bolzen ansonsten ein üblicher Laschenkettenaufbau bzw. Rollenkettenaufbau vorliegen kann. Demnach kann auch auf die gängigen, zum Teil genormten Maße zurückgegriffen werden, so dass Sonderteile vermeidbar sind. Auch wird für die Bewirkung der Versteifungsfunktion kein zusätzliches Bauelement benötigt, wie dies z.B. bei der DE 735715 (dort die Kombination aus Gelenkbolzen und halbierter Hülse) und der DE 212083 (dort der zusätzliche Schwenkbegrenzungsstift) notwendig ist. Solche zusätzlichen Bauelemente können zur Bewirkung der Versteifungsfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung entfallen.
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Eine besonders optimierte Kraftübertragung, insbesondere im versteiften Zustand, ergibt sich, wenn gemäß einer Ausführungsform sich die Anschlagschulter über die gesamte Länge der Gelenkhülse und die Anschlagkontur über die gesamte in Eingriff stehende Länge des Gelenkbolzens erstreckt. Zwar wird aus Vereinfachungsgründen der Gelenkbolzen in den meisten Fällen auch über seine gesamte Länge diese Kontur aufweisen. Es ist jedoch zumindest für die Befestigung an den Außenlaschen nicht unbedingt erforderlich. Die Kraftverteilung ist bei dieser Variante äußerst günstig und entsprechend große Schubkräfte sind im versteiften Zustand der Kette übertragbar. Auch verteilt sich die Krafteinleitung gleichmäßig und es kommt nicht zu Lastspitzen, z.B. an den Laschen, wie in den bekannten Konstruktionen.
Des Weiteren kann an der Innenmantelfläche der Gelenkhülse für jede Schwenkrichtung des Kettengelenks eine Anschlagschulter ausgestaltet sein und die Außenmantelfläche des Gelenkbolzens eine komplementäre Anschlagkontur aufweisen. Hierdurch wird im Prinzip eine Versteifung der Kette in zwei Positionen erzielt. Zwischen diesen beiden Positionen ist die Kette frei beweglich. Je nach Ausgestaltung lässt sich der dazwischenliegende Schwenkbereich auf den jeweiligen Anwendungszweck angleichen.
Vorteilhafterweise können die Anschlagschultem durch einen im Querschnitt kreisringabschnittförmigen Vorsprung in einer ansonsten zylindrischen Gelenköffnung der Gelenkhülse und die Anschlagkontur durch eine im Querschnitt kreisringabschnittförmige Aussparung an dem ansonsten zylindrischen Gelenkbolzen gebildet sein. Bei dieser Ausführungsform wird auf geometrisch einfache Gebilde zurückgegriffen, die insbesondere fertigungstechnisch sehr einfach zu erzeugen sind. Insbesondere, wenn die Stirnflächen der kreisringabschnittsförmigen Vorsprünge bzw. Aussparungen zum Mittelpunkt des Kreisrings hin ausgerichtet sind, ergeben sich optimale Anschlagverhältnisse im Versteifungsfall.
Bevorzugt können die Begrenzungseinrichtungen ein Verschwenken einer Gelenkhülse und eines Gelenkbolzens zueinander auf einen Verschwenkwinkel von 40 bis 50°, bevorzugt 45°, beschränkend ausgestaltet sein. Für die meisten Anwendungsfälle dürfte die Beschränkung auf diesen Bereich sowohl ein Umlaufen um ein Kettenrad als auch eine Versteifung in einer anderen Stellung bewirken.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anschlagschulter und die Anschlagkontur so zueinander ausgerichtet sind, dass in der rückensteifen Stellung benachbarte Kettenglieder im Wesentlichen in einer Linie angeordnet sind. In den meisten Fällen wird es bevorzugt sein, eine Schubkraft auf die Kette zu übertragen, wenn diese im gestreckten Zustand vorhanden ist. In dieser Stellung kann die Kette nach der einen Seite hin abgestützt sein, damit sie nicht ausknickt oder es wird eine leicht überstreckte Stellung erreicht, so dass die Schubkraft leicht bogenförmig übertragbar ist.
Von Vorteil ist es besonders, wenn gemäß einer Variante die Gelenkhülsen durch einen Urform- oder Umformvorgang hergestellt sind. Hier können die unterschiedlichsten Herstellungsmethoden vom Spritzgießen über Sintern, Fließ- und Strangpressen angewendet werden. Diese Herstellungstechniken haben den Vorteil, dass durch diese ohne Probleme die gewünschten Konturen sowohl in der Hülse als auch am Gelenkbolzen erzeugbar sind.
Vorteilhafterweise kann hierbei das gesamte Innenkettenglied einteilig aus einem Urform- oder Umformvorgang hergestellt sein. Aufgrund der Tatsache, dass rückensteife Ketten oftmals als Stellglieder für Öffnungsund Schließvorgänge verwendet werden, können diese aufgrund der für solche Vorgänge auftretenden Belastung z.B. auch aus Kunststoff hergestellt sein. Das gesamte Innenkettenglied ließe sich dann durch einen
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einzigen Vorgang spritzgießtechnisch herstellen. Aber auch gesinterte Bauelemente für hochbeanspruchte Einsatzzwecke sind denkbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Außenkettenglied aus zwei identischen L-förmigen Außenkettenteilen aufgebaut sein und jedes Außenkettenteil einen Gelenkbolzen und eine einteilig durch einen Urform- oder Umformvorgang daran angeformte Außenlasche umfassen. Das hat den Vorteil, dass das gesamte Außenkettenglied aus zwei identischen Bauteilen aufgebaut wird. Wird dieser Aufbau im Zusammenhang mit einem einteiligen Innenkettenglied verwendet, so kann die gesamte Kette mit lediglich zwei unterschiedlichen Bauteilen aufgebaut werden. Es versteht sich, dass diese Konstruktion und Herstellungsart auch auf andere, einfache Laschenketten übertragbar ist.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine rückensteife Kette in Draufsicht,
Fig. 2 die rückensteife Kette aus Fig. 1 im Vollschnitt,
Fig. 3a ein Außenkettenglied der rückensteifen Kette aus Fig. 1 im Vollschnitt,
Fig. 3b einen Ausschnitt der Fig. 3a in Vergrößerung,
Fig. 4a ein Innenkettenglied der rückensteifen Kette aus Fig. 1 im Vollschnitt,
Fig. 4b einen Ausschnitt der Fig. 4a in Vergrößerung,
Fig. 5 die rückensteife Kette aus Fig. 1 im Vollschnitt beim Umlauf um ein Kettenrad.
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Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Innenkettengliedes einer rückensteifen Kette, wobei verdeckte Linien gestrichelt eingezeichnet sind.
Die in Fig. 1 dargestellte rückensteife Kette 1 umfasst abwechselnd Innenkettenglieder 2 und Außenkettenglieder 3. Die Innenkettenglieder 2 und Außenkettenglieder 3 sind abwechselnd jeweils über ein Kettengelenk 4 schwenkbar verbunden.
Die Innenkettenglieder 2 umfassen zwei parallel zueinander angeordnete, plattenförmige Innenlaschen 5, die über zwei senkrecht hierzu angeordnete Gelenkhülsen 6 miteinander verbunden sind. Die Außenkettenglieder 3 umfassen sich im parallelen Abstand zueinander angeordnete Außenlaschen 7, die über senkrecht zu diesen angeordneten Gelenkbolzen 8 miteinander verbunden sind. Die Gelenkbolzen 8 erstrecken sich jeweils koaxial durch eine zugehörige Gelenkhülse 6 des Innenkettengliedes 2.
Die Gelenkhülse 6 ist an ihrem Außenumfang zylindermantelförmig ausgestaltet ist. Die Gelenköffnung 9 der Gelenkhülse 6 ist zwar ebenfalls zum Großteil zylinderinnenmantelförmig ausgestaltet, weist jedoch an einer Stelle einen im Querschnitt kreisringabschnittförmigen Vorsprung 10 auf. Demnach ist der Vorsprung 10 in Form eines Zylinderhülsenabschnittes ausgestaltet. Der Winkel, den dieser Vorsprung 10 zwischen seiner ersten Anschlagschulter 11 und seiner zweiten Anschlagschulter 12 beschreibt, beträgt im vorliegenden Fall 90°. Der Vorsprung 10 ist symmetrisch zur Längsachse des Innenkettengliedes 2 ausgerichtet. Die Vorsprünge 10 an den beiden Gelenkhülsen 6 eines Innenkettengliedes sind jeweils auf der nach innen weisenden Seite der Gelenköffnungen 9 angeordnet und weisen quasi den minimal möglichen Abstand voneinander auf. Die Anschlagschultern 11 und 12 schneiden in Verlängerung die Achse der jeweiligen Gelenköffnungen 9. Die Flächen der Vorsprünge 10
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erstrecken sich über die gesamte Länge der Gelenköffnungen 9 und die Höhe des Vorsprungs 10 entspricht im Wesentlichen einem Drittel des Radius.
Der Gelenkbolzen 8 ist zur Gelenköffnung 9 passend ausgestaltet. Der von seinem Grundkörper her zylindermantelförmige Gelenkbolzen 9 weist auf einer Seite eine im Querschnitt kreisringabschnittförmige Aussparung 13 auf. Die Aussparung 13 hat demnach die Form eines Zylinderhülsenabschnittes. Die Aussparung 13 spannt sich über einen Winkelbereich von 135° im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf, so dass sich gegenüber dem Vorsprung 10 in einer Gelenköffnung 9 ein Winkelunterschied von 45° ergibt. Dabei steht die erste Anschlagfläche 14 senkrecht zur Längsachse des Außenkettengliedes 3 und die zweite Anschlagfläche schräg nach oben außen. Die Anschlagflächen 14 und 15 schneiden in Verlängerung die Achse des Gelenkbolzens 8. Die Tiefe der Aussparung 13 ist so gewählt, dass sowohl die Außenmantelfläche des Gelenkbolzens 8 als auch der zylindermantelabschnittförmige Grund der Aussparung 13 mit geringem Spiel in die zugehörige Gelenköffnung 9 des Innenkettengliedes 2 eingeschoben sind. Anhand der Fig. 3a ist zu erkennen, dass die Aussparung 13 der beiden Gelenkbolzen 8 jeweils nach außen und somit voneinander weg weisen. Der zugehörige Querschnitt des Innenkettengliedes 2 ist in Fig. 4,4a dargestellt. Wie anhand des Unterschieds zwischen Fig. 4,4a und Fig. 5 gesehen werden kann, besteht prinzipiell die Möglichkeit, den Vorsprung 10 auch an einer 180° versetzten Stelle anzuordnen. Prinzipiell können, sofern die Vorsprünge 10 und die Aussparung 13 aufeinander abgestimmt sind, diese an beliebigen Stellen angeordnet werden, um für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke unterschiedliche Schwenkbegrenzungen zu erwirken.
Nunmehr wird anhand der Fig. 5 die Wirkungsweise der rückensteifen Kette 1 näher erläutert.
Anhand der Zusammenbauzeichnung (siehe Fig. 2) ist zu erkennen, dass zwischen der Aussparung 13 des Außenkettengliedes 3 und den Vorsprüngen 10 der Innenkettenglieder 2 ein Schwenkspiel von 45° verbleibt. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung schlägt die obere Anschlagfläche 15 an die obere Anschlagschulter 11 an und ein weitere Verschwenken ist nicht mehr möglich. Die Kette 1 ist nunmehr in der Lage, in dieser Stellung auch Schubkräfte zu übertragen. Damit kein Wegknicken der Kette in der nicht auf Anschlag befindlichen Richtung erfolgt, kann einseitig noch eine Abstützung vorgesehen sein. Eine Abstützung auf der anderen Seite ist wegen der Anschlag- oder Begrenzungseinrichtung nicht erforderlich. Auf eine solche Abstützung kann aber auch verzichtet werden, wenn die Kraft versetzt bzw. in Form eines Momentes derart eingeleitet wird, dass dieses Moment bzw. diese Kraft einem Wegknicken in die nicht auf Anschlag befindliche Richtung entgegenwirkt. Geht man gemäß der Fig. 5 von einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn aus, so läuft die Kette 1 rückensteif von dem Kettenrad 16 ab. Das Kettenrad 16 kann somit eine Schubkraft auf die Kette 1 übertragen, die dann z.B. als Betätigungselement verwendbar ist. Anhand der weiter auf dem Kettenrad 16 aufliegenden Innenkettenglieder 2 ist zu sehen, dass die Umlenkung um das Kettenrad 16 aufgrund des Winkelunterschieds zwischen Vorsprung 10 und Aussparung 13 kein Problem darstellt. Im oberen Bereich ist zu erkennen, dass beim vorliegenden Kettenrad 16 von Kettengelenk 4 zu Kettengelenk 4 ca. nur die Hälfte des bereitgestellten Schwenkwinkelbetrags benötigt wird.
Das Besondere an dieser Kette besteht darin, dass sofern am Ende der Gelenkbolzen 8 eine ganz normale Vernietung an den Außenlaschen 7 erfolgt, von außen im Wesentlichen nicht zu erkennen ist, dass es sich um eine rückensteife Kette 1 handelt. Das bedeutet, dass diese Kette wegen ihrer Maßeinheitlichkeit zu normalen Laschen- bzw. Rollenketten auf viele Bauelemente, insbesondere Kettenräder etc., die für „normale" Ketten verwendet werden, zurückgreifen kann.
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Insbesondere bei Fällen, bei denen eine solche Kette 1 als Stellglied verwendet wird, kann es unter Umständen vollkommen ausreichen, wenn das Innenkettenglied aus einem Stück durch Ur- oder Umformen hergestellt ist. Im zweiten Ausführungsbeispiel ist das Innenkettenglied 2 gemäß der Fig. 6 durch Spritzgusstechnik einteilig aus Kunststoff hergestellt. In ähnlicherweise können zumindest auch die Gelenkbolzen 8 hergestellt werden.
Auch kann ein Außenkettenglied, bestehend aus einem Gelenkbolzen 8 mit einteilig daran angeordneter Außenlasche 7 (z.B. durch Spritzgießen oder Sintern) geformt sein. Das Außenkettenglied weist dann in etwa eine L-Form auf und jeweils zwei identische Außenkettenteile werden zu einem Außenkettenglied 3 zusammengefügt. Die ganze Kette lässt sich demnach aus nur zwei verschiedenen Bauelementen (einteiliges Innenkettenglied und L-förmiges Außenkettenteil) aufbauen.

Claims (9)

1. Rückensteife Kette (1) mit abwechselnd jeweils über ein Kettengelenk (4) miteinander verbundenen Außen- und Innenkettengliedern (2, 3) und Begrenzungseinrichtungen, die ein Verschwenken der Außen- und Innenkettenglieder (2, 3) um die Kettengelenke (4) auf ein vorbestimmtes Winkelmaß beschränken, wobei die Außenkettenglieder (3) und die Innenkettenglieder (2) von einer Normalstellung in eine rückensteife Stellung überführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkettenglieder (3) im Abstand zueinander angeordnete und über Gelenkbolzen (8) miteinander verbundene Außenlaschen (7) umfassen, die Innenkettenglieder (2) über Gelenkhülsen (6) miteinander verbundene Innenlaschen (5) umfassen, sich jeweils ein Gelenkbolzen (8) zum Bilden eines Kettengelenks (4) durch eine zugehörige Gelenkhülse (6) erstreckt und die Begrenzungseinrichtungen eine Anschlagschulter (11, 12) an der Innenmantelfläche der Gelenkhülse (6) und eine komplementäre Anschlagkontur (14, 15) an der Außenmantelfläche des Gelenkbolzens (8) umfasst.
2. Rückensteife Kette (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anschlagschulter (11, 12) über die gesamte im Eingriff stehende Länge des Gelenkbolzens (8) erstreckt.
3. Rückensteife Kette (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenmantelfläche der Gelenkhülse (6) für jede Schwenkrichtung des Kettengelenks (4) eine Anschlagschulter (11, 12) ausgestaltet ist und die Außenmantelfläche des Gelenkbolzens (8) eine komplementäre Anschlagkontur (14, 15) aufweist.
4. Rückensteife Kette (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagschultern (11, 12) durch eine im Querschnitt kreisringabschnittförmigen Vorsprung (10) in einer ansonsten zylindrischen Gelenköffnung (9) der Gelenkhülse (6) und die Anschlagkontur (14, 15) durch eine im Querschnitt kreisringabschnittförmige Aussparung (13) an dem ansonsten zylindrischen Gelenkbolzen (8) gebildet sind.
5. Rückensteife Kette (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtungen ein Verschwenken einer Gelenkhülse (6) und eines Gelenkbolzens (8) zueinander auf einen Verschwenkwinkel von 40 bis 50°, bevorzugt 45°, beschränkend ausgestaltet sind.
6. Rückensteife Kette (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlagschulter (11, 12) und die Anschlagkontur (14, 15) so zueinander ausgerichtet sind, dass in der rückensteifen Stellung benachbarte Kettenglieder (2, 3) im Wesentlichen in einer Linie angeordnet sind.
7. Rückensteife Kette (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkhülsen (6) durch einen Urform- oder Umformvorgang hergestellt sind.
8. Rückensteife Kette (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Innenkettenglied (2) einteilig aus einem Urform- oder Umformvorgang hergestellt ist.
9. Rückensteife Kette (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenkettenglied (2) aus zwei identischen L-förmigen Außenkettenteilen aufgebaut ist und jedes Außenkettenteil einen Gelenkbolzen (8) und eine einteilig durch einen Urform- oder Umformvorgang daran angeformte Außenlasche (7) umfasst.
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