DE3235474C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kette zum Übertragen großer Kräfte und hoher Leistungen über Kettenräder, Ketten­ trommeln und Kettenbänder mit vertikalen und horizontalen Kettengliedern, in die die Antriebskraft von den Zähnen der Kettenräder zu übertragen ist, wobei die Büge der Kettenglieder sich quer zur Kettengliedlängsrichtung im wesentlichen geradlinig über wenigstens die Kettenglied­ breite erstrecken.

Die bekannten Rundgliederketten bestehen aus horizontalen und vertikalen Kettengliedern, die identisch sind. Derar­ tige Ketten sind raumbeweglich. Auch sie benötigen bei der Übertragung hoher Kräfte nur geringe Durchmesser der Antriebstrommel und sind daher für die Leistungsübertra­ gung in den räumlich beengten Verhältnissen des untertä­ gigen Bergbaus besonders geeignet. Hohe Genauigkeit und geringe Toleranzen bei der Kettenherstellung mit an­ schließendem Kalibrieren und eine besondere, eng tole­ rierte Formgebung der Taschen in den Antriebsrädern, in denen die Kraft von außen auf die horizontal angeordneten Kettenglieder übertragen wird, waren fertigungstechnische Voraussetzungen, um die Übertragung hoher Kräfte und Lei­ stungen über Rundgliederkettenantriebe im Bergbau zu er­ möglichen. Vor allem bei Kohlenhobeln und Kettenkratzer­ förderern werden sie ausschließlich angewandt.

Der vorbeschriebene hohe technische Entwicklungsstand der Rundgliederketten und der dazugehörigen Antriebsräder ermöglicht im Neuzustand von Ketten und Kettenrädern eine zufriedenstellende und weitgehend störungsfreie Lei­ stungsübertragung. Nach längerer Betriebszeit stellen sich jedoch erhebliche Schwierigkeiten ein, die prinzi­ pieller Natur sind und die - wie die mehr als 25 Jahre Betriebserfahrung zeigen - durch konstruktive Maßnahmen und Verbesserungen der Werkstoffe nicht behoben werden können. Die geometrische Form verändert sich und ent­ spricht sehr bald nicht mehr den für die Übertragung ho­ her Leistungen notwendigen sehr engen Toleranzen bei Ket­ te und Kettenrad.

Bei Kohlenhobeln und Kettenkratzerförderern, kommt es mit der Zeit zu Dehnungen der Ketten, die auf die dauernde Schwellbelastung zurückzuführen sind, und bei den durch­ aus häufiger auftretenden Blockierungen - insbesondere, wenn sie in der Nähe der Antriebsstation auftreten - zu zusätzlichen Dehnungen und Formveränderungen der betrof­ fenen Kettenglieder.

Die Dehnungen sind im überwiegenden Maße auf Radienände­ rungen in den gebogenen Bereichen der Kettenglieder, d. h. an denjenigen Stellen der Ketten zurückzuführen, an denen in den Kettenrädern die Kraft auf die Kette übertragen wird. Durch die Radienänderungen wird die Anlagefläche der Ketten in den Taschen der Kettenräder extrem ver­ ringert, so daß es zu Überlastungen und Verschleiß von Ketten und Kettenrädern kommt. Darüber hinaus wird durch die Dehnung die Kettenteilung verändert, so daß die Kette auch von daher gesehen nicht mehr in die Kettenräder paßt. Dieser Zustand tritt häufig bereits nach relativ kurzer Betriebszeit ein, so daß Ketten und Kettenräder ausgewechselt werden müssen, was mit sehr hohem Arbeits­ aufwand verbunden ist. Nur die Ketten oder nur die Ket­ tenräder zu wechseln, würde in keiner Weise hinreichend sein, da verformte bzw. verschlissene Ketten nicht in neue Kettenräder passen und umgekehrt.

Die vorbeschriebenen Schwierigkeiten sind im wesentlichen darin begründet, daß durch die Drahtstärke der Ketten­ glieder die Biegesteifigkeit der gebogenen Gliedenden und die theoretisch mögliche maximale Kraftübertragungsfläche vorgegeben sind.

Aus der DE-OS 22 47 300 ist eine Rundgliederkette be­ kannt, deren horizontale Kettenglieder an ihren beiden Enden nach außen abstehende Verbreiterungen aufweisen, die für die Zähne des Kettenrades eine Schubfläche bil­ den. Durch die Vergrößerung der Schubflächen wird der spezifische Flächendruck entsprechend kleiner. Bei dieser bekannten Kette ist zwar die Berührungsfläche zwischen dem horizontalen Kettenglied und dem Kettenrad vergrö­ ßert, aber die Querschnitte im biegegefährdeten Bereich des horizontalen Kettengliedes sind hierdurch nicht ver­ größert. Das bedeutet, daß auch diese bekannte Kette die gleiche Längung erfährt wie eine Kette, die ausschließ­ lich aus Rundstahlgliedern besteht. Hinzu kommt, daß die Radien der Schubflächen der horizontalen Kettenglieder gleich dem Radius des Kettendrahtes ist, so daß die Schubfläche in ihrer Größe hierdurch begrenzt ist. Die Längung der Kette und damit die Veränderung der Ketten­ teilung führt sowohl bei einer Rundgliederkette als auch bei der aus der DE-OS 22 47 300 bekannten Kette sowie dem zugeordneten Kettenrand zu erhöhtem Verschleiß, weil sich die Teilung des Kettenrades nicht verändert.

In der nicht vorveröffentlichten DE-OS 32 19 178 ist eine aus gleich ausgebildeten und ineinander fassenden Ketten­ gliedern bestehende Kette beschrieben, wobei die Ketten­ glieder rechteckig ausgebildet sind. Hierzu sind die Stirnseiten der Kettenglieder bzw. deren Büge rechtwink­ lig zu den Gliedschenkeln bzw. zu ihren Flanken verlau­ fend, ballig und endseitig über die Gliedschenkel hinaus gewölbt ausgebildet. Dadurch werden Verschleißflächen vorgegeben, die über lange Zeit die Erhaltung des tragen­ den Querschnittes des jeweiligen Kettengliedes gewährlei­ sten. Durch die besondere Ausbildung der Stirnseiten der Kettenglieder wird die bisherige punktuelle Kraftübertra­ gung in eine linienförmige verändert, was ebenfalls zu einer Verminderung des Verschleißes führt. Hierbei sind die einzelnen Kettenglieder so ausgebildet, daß der Quer­ schnitt im Bereich der Büge der Kettenglieder gleich dem Querschnitt im Bereich der Flanken der Kettenglieder ist. Daraus ergibt sich, daß der Querschnitt im Bug, also im biegegefährdeten Bereich des Kettengliedes gegenüber dem Querschnitt in der Flanke, also in dem nicht biegegefähr­ deten Bereich des Kettengliedes nicht vergrößert ist. Das bedeutet, daß auch diese Kette die gleiche Längung er­ fährt wie eine Kette, die ausschließlich aus Rundstahl­ gliedern besteht. Die Längung der Kette und damit die Veränderung der Kettenteilung führt sowohl bei einer Rundgliederkette als auch bei der in der DE-OS 32 19 178 beschriebenen Kette sowie dem zugeordneten Kettenrad zu erhöhtem Verschleiß, weil sich bei sich verändernder Ket­ tenteilung die Teilung des Kettenrades nicht verändert und somit die Relationen zwischen der Kettenteilung und der Kettenradteilung sich ändern.

Des weiteren sind Kettenglieder bekannt (GB-PS 14 67 445, DE-OS 27 04 433, DE-GM 72 33 865), bei denen die Büge im Querschnitt stärker bemessen sind als die Flanken. Hierdurch soll eine höhere Verschleißfestig­ keit, insbesondere eine höhere Widerstandsfestigkeit ge­ gen Verschleiß durch Reibung zwischen benachbarten Ket­ tengliedern erreicht werden.

Aus der DE-PS 6 94 515 ist ein Förderkettentrieb bekannt, der aus Treibgliedern und Rundeisengliedern besteht, die abwechselnd hintereinander angeordnet sind. Die Treib­ glieder haben die Form einer etwa rechteckigen Platte mit einem mittigen Langloch zur Aufnahme von zwei Rund­ eisenkettengliedern. Die Büge des Treibkettengliedes sind im Querschnitt, wie sich aus Fig. 5 ergibt, nahezu rund und unterscheiden sich an dieser Stelle der Büge von den üblichen Rundstahlkettengliedern so gut wie nicht. Hier besteht bei hohen Lasten bzw. bei Überbelastungen die Gefahr, daß die Büge der Treibglieder sich hier verbie­ gen, so daß sich dadurch die Kettenteilung einer aus solchen Treibgliedern und Rundeisengliedern bestehenden Kette vergrößert. Eine Verminderung der Längung der Kette soll und kann durch die Formgebung des Treibgliedes nicht erreicht werden. Durch die eckige Ausbildung der Treib­ glieder wird eine wesentliche Vergrößerung der Angriffs­ fläche zwischen den Zähnen des Zahnrades und dem Treib­ glied erzielt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kette der einleitend genannten Art zu schaffen, bei der die Längung und damit die Veränderung der Kettenteilung vermindert wird und bei der außerdem die Einlaufeigenschaften der horizontalen Kettenglieder in das Kettenrad verbessert und gleichzeitig die Kraftübertragungsfläche zwischen dem horizontalen Kettenglied und den Kettenradzähnen ver­ größert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Büge der Kettenglieder in der in Kettenlängsachse senkrecht auf der Breitfläche des Kettengliedes verlau­ fenden Ebene im Querschnitt stärker ausgebildet sind als die Flanken der Kettenglieder in einer Ebene quer zur Kettenlängsachse und zusätzlich zu den Verbreiterungen auch Verdickungen aufweisen.

Durch die geradlinige Erstreckung der Büge der Ketten­ glieder über wenigstens die Kettengliedbreite werden die Stirnflächen der Kettenbüge wesentlich vergrößert, so daß beim Einlaufen der Kette in das Kettenrad und bei der Kraftübertragung größere Übertragungsflächen gegeben sind und damit Verschleiß so gut wie ausgeschlossen ist.

Dadurch, daß die Büge der Kettenglieder in der in Ket­ tenlängsrichtung senkrecht auf der Breitfläche des Ket­ tengliedes verlaufenden Ebene im Querschnitt stärker ausgebildet sind als die Flanken der Kettenglieder in ei­ ner Ebene quer zur Kettenlängsachse, werden die Verhält­ nisse bei der Kraftübertragung vom Kettenrad auf die Ket­ te derart verbessert, daß die theoretisch möglichen Kraftübertragungsflächen vergrößert, die Dehnung - auch bei unvorhergesehenen plötzlichen Blockierungen - vermin­ dert und damit die tatsächliche Übertragungsfläche und die Lebensdauer der Kette erheblich vergrößert werden. Das ist im wesentlichen auf die verbesserte Formgebung der horizontalen Kettenglieder zurückzuführen, auf die in den Antriebsrädern die Kraft übertragen wird.

Weil somit der Querschnitt des Bugs des Kettengliedes gegenüber dem Flankenquerschnitt größer ist, werden Bie­ geverformungen des Kettenbugs bei hohen Belastungen oder Überbelastungen ausgeschlossen. Der bei Rundgliederketten übliche konstante Querschnitt, der sich aus der Fertigung der einzelnen Kettenglieder aus Draht ergeben hat, wird gemäß der Erfindung verlassen. Der Bug der Kettenglieder, auf den die Kraft übertragen wird, hat durch seine Formgebung höhere Biegefestigkeit und ist damit gegen Dehnungen, auch gegen solche bei plötzlichen Lastspitzen durch Blockierungen wesentlich weniger empfindlich.

Durch die zusätzlich zu den Verbreiterungen vorgesehenen Verdickungen ist eine Vergrößerung der Übertragungsflä­ chen zwischen dem Kettenrad und der Kette sichergestellt.

Zweckmäßig sind im Bereich des Bugs konische Ausnehmungen vorgesehen. Hierdurch wird die Raumbeweglichkeit der je­ weils benachbarten Kettenglieder gewährleistet. Eine aus solchen Kettengliedern bestehende Kette kann nach Rei­ bungsverschleiß am Bug um 90° gedreht werden, wodurch man zu einer Kette mit den Vorteilen einer neuen Kette kommt. Das rührt daher, daß bei der erfindungsgemäß ausgebilde­ ten Kette der Kettenbug so stark gehalten ist, daß Deh­ nungen, die tiefgreifend die Teilungsidentität der Kette mit dem Kettenrad zerstören, praktisch nicht mehr möglich sind.

Die Kette kann gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal so ausgebildet sein, daß nur die horizontalen Kettenglie­ der einen Bug aufweisen und die dazwischen liegenden Kettenglieder Rundstahlglieder sind.

Hierdurch ist auch bei einer alternierend aus Rundstahl­ kettengliedern und Kettengliedern mit Bug bestehenden Kette im Antriebsrad eine einwandfreie Kraftübertragung gewährleistet. Dies geschieht im einzelnen dadurch, daß die Kraft an einer weiter außen liegenden Stelle des Zahnes oder der Kettentasche übertragen wird, wodurch sich der Teilkreisdurchmesser geringfügig erhöht. Ket­ tenradteilung und Kettenteilung entsprechen also in der Weise einander, daß eine durch Dehnung erhöhte Ketten­ teilung der Kette automatisch durch Übergang auf eine größere Radienbahn vom Kettenrad aufgenommen und dadurch wieder Kettenteilungsidentität erreicht wird.

Schließlich ist es bei Ketten, bei denen Kettenglieder mit Bug verwendet werden, sehr vorteilhaft, anstelle der Kettenräder Antriebsketten einzusetzen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des nähe­ ren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Kette gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Kette gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 3 eine erfindungsgemäß ausgebildete Kette ge­ mäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungs­ form der erfindungsgemäß ausgebildeten Kette,

Fig. 5 eine Seitenansicht auf Fig. 4,

Fig. 6 die Kette gemäß den Fig. 4 und 5 in ei­ nem Kettenrad und

Fig. 7 die Kette gemäß den Fig. 4 und 5 auf ei­ ner kurzen umlaufenden Antriebskette.

In Fig. 1 ist eine Kette dargestellt, deren vertikale Kettenglieder 10 und 11 als Rundstahlglieder ausgebil­ det sind, während ihre horizontalen Kettenglieder 12, 13 und 14 im vorderen und rückwärtigen Bereich einen Bug 15, 16 sowie 17, 18 aufweisen. In die Zwischenräume zwi­ schen den horizontalen Kettengliedern 12 und 13 greifen Antriebszähne 19 und 20 eines in Fig. 1 nicht näher dargestellten Kettenrades ein. Die Zahnflanken 21 und 22 verlaufen im dargestellten Ausführungsbeispiel quer zur Kettenlängsrichtung, ebenso wie die Schubflächen 23 und 24 des zugeordneten Kettenbugs 17 beziehungs­ weise 18. Die Flächen 21 und 22 sowie 23 und 24 verlau­ fen also parallel zueinander, wodurch eine vergleichs­ weise große Fläche zur Kraftübertragung von den Zähnen 19 und 20 auf das horizontale Kettenglied 13 gegeben ist. Durch die großflächige Übertragung der Kraft ändern sich die geometrische Form und Größe der Übertragungs­ flächen 21 und 22 sowie 23 und 24 auch bei länger in Betrieb befindlichen und Spitzenlasten ausgesetzten Ketten nicht. Bei der in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsform sind die Teilungsanteile der horizontalen Kettenglieder 12, 13 und 14 sowie der vertikalen Ketten­ glieder 10 und 11 gleich. Der Pfeil a gibt die Lauf­ richtung der Kette an.

Die in Fig. 2 dargestellte Kette entspricht im wesent­ lichen derjenigen, die in Fig. 1 gezeigt ist, lediglich mit den beiden Unterschieden, daß die Büge 17 und 18 sowie 15 und 16 gemäß Fig. 2 weiter nach außen geformt sind als die entsprechenden Büge der in Fig. 1 darge­ stellten Kette und daß die horizontalen Kettenglieder 12, 13 und 14 in ihren mittleren Flankenbereichen etwas eingezogen sind. Die Teilungsanteile der horizontalen Kettenglieder 12, 13 und 14 sowie der vertikalen Ketten­ glieder 10 und 11 sind auch bei dieser Ausführungsform gleich.

In Fig. 3 ist eine Kette dargestellt, die aus ver­ gleichsweise langen vertikalen Kettengliedern 25 und 26 besteht, die über vergleichsweise kurze horizontale Kettenglieder 27 miteinander verbunden sind. Die hori­ zontalen Kettenglieder 27 haben weit ausladende Büge 28 und 29 sowie 30 und 31, zwischen denen die Einschnü­ rungen 32 und 33 vorgesehen sind. Bei dieser Kette sind die Teilungsanteile der horizontalen Kettenglieder 27 und der vertikalen Kettenglieder 25 und 26 nicht mehr gleich.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Kette besteht aus vertikalen Kettengliedern 34 und 35, die über ein hori­ zontales Kettenglied 36 mit einer Einschnürung 37 mit­ einander verbunden sind. Bei dieser Ausführung sind die Kettenbüge 38 und 39 sowie 40 und 41 nicht nur ver­ breitert, wie aus Fig. 4 ersichtlich, sondern zusätz­ lich auch noch durch Verdickungen 42, 43 und 44, 45 verstärkt, so daß die Zähne 19 und 20 des Kettenrades in Folge der Verdickungen 42, 43, 44, 45 eine noch größere Anlagefläche am Kettenbug 38, 39 beziehungsweise 40, 41 finden. Die Verdickungen 42, 43, 44, 45 haben für die vertikalen Kettenglieder 34 und 35 konische Ausnehmungen 46, 47, 48 und 49, um die Raumgelenkigkeit dieser Kette zu gewährleisten.

Das in Fig. 6 dargestellte Kettenrad 50 hat sieben Ket­ tenzähne 51, 52, 53, 54, 55, 56 und 57. Bei Drehung des Ket­ tenrades 50 in Richtung des Pfeiles b läuft das horizon­ tale Kettenglied 58 mit den beiden benachbarten vertika­ len Kettengliedern 59 und 60 in das Kettenrad 50 ein und wird von diesem über einen Weg von 180° mitgenommen, um an dem Kettenzahn 56 das Kettenrad 50 wieder zu verlas­ sen. Zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Zähnen des Kettenrades, beispielsweise zwischen den Zähnen 52 des Kettenrades 50 ist eine Mulde 61 für das vertikale Kettenglied 60 vorgesehen.

In Fig. 7 ist ein kurzes Antriebskettenrad 62 darge­ stellt, das aus einer Gelenkkette besteht und zwischen zwei Trommeln 63 und 64 umläuft. Die einzelnen Glieder 65 des Kettenbandes haben ebenfalls gleich ausgebildete Antriebszähne 66, wobei zwischen den einzelnen Ketten­ gliedern Gelenke 67 vorgesehen sind. Bei Drehung der Trommel 63 in Richtung des Pfeiles d und der Trommel 64 in Richtung des Pfeiles e bewegt sich das Antriebs­ kettenband 62 und somit auch die angetriebene Kette in Richtung des Pfeiles c. Zum Antrieb der Kette greifen im Bereich der Trommel 63 die Antriebszähne 66 in den Zwischenraum 68 zwischen zwei benachbarten horizontalen Kettengliedern 69 und 70. Diese formschlüssige Ver­ bindung bleibt erhalten, bis im Bereich der Trommel 64 die Zähne 66 des Antriebskettenbandes 62 den Zwi­ schenraum 71 zwischen den beiden benachbarten horizon­ talen Kettengliedern 72 und 73 verlassen.

Claims (3)

1. Kette zum Übertragen großer Kräfte und hoher Leistun­ gen über Kettenräder, Kettentrommeln und Kettenbänder mit vertikalen und horizontalen Kettengliedern, in die die Antriebskraft von den Zähnen der Kettenräder zu übertragen ist, wobei die Büge der Kettenglieder sich quer zur Kettengliedlängsrichtung im wesentlichen ge­ radlinig über wenigstens die Kettengliedbreite er­ strecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Büge (15, 16, 17, 18) der Kettenglieder (12, 13, 14, 27, 36) in der in Kettenlängsachse senkrecht auf der Breitfläche des Kettengliedes verlaufenden Ebene im Querschnitt stärker ausgebildet sind als die Flanken (13) der Kettenglieder (12, 13, 14, 27, 36) in einer Ebene quer zur Kettenlängsachse und zusätzlich zu den Verbreiterungen auch Verdickungen (42, 43, 44, 45) aufweisen.

2. Kette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Büge (38, 39, 40, 41) konische Ausnehmungen (46, 47, 48, 49) vorgesehen sind.

3. Kette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß nur die horizontalen Kettenglieder ( 12, 13, 14, 27, 36) verstärkte Büge aufweisen und die da­ zwischen liegenden Kettenglieder Rundstahlglieder (10, 11) sind.