DK152698B - Kugleledskaede - Google Patents

Description

Opfindelsen omhandler en kugleledskæde af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Fra beskrivelsen til schweizisk patentskrift nr. 410 551 kendes en kæde med kugleled, hvor kugleledkroppen omfatter en kuglesektor af form som en halvkugle og lejret i en lejepande, der er udformet i den hosliggende ende af naboleddet. Derved ligger kuglesektoren under drift an imod en i lejepanden ved indført kugleledkrop indsprængt ledskål. Denne montageform bevirker, at det af lejepanden omsluttede hulrum set i længderetningen af kæden er dybere end det tilsvarende mål af kugleledkroppen. Ued skubbe-gang opstår der altså et slør imellem kædeleddene, hvis ophævelse under en sådan gangart ville medføre en forkortelse af kæden. Derved går så ledvirkningen tabt, fordi ledforbindelsen svarende til den omtrent halvkugleformede omsluttende kugleledkrop egentlig kun er udformet som en halvkugleledforbindelse. Til skubbe-gang er denne kæde derfor ikke egnet. Til afhjælpning af ulempen kan kugleledkroppen ganske vist suppleres op til at danne en helkugle, hvor lejepanden da skal forsynes med en tilsvarende kugleformet modanlægsflade, men derved går dog den tilstræbte montageart af den som sprængring udformede ledskål tabt.

Fra USA-patentskrift nr. 3 250 379 kendes en kugleledskæde, hvor den kuglebælteformede lejeflade er beliggende i stor afstand fra skaftet omtrent parallelt med dette, hvilket ved trækpåvirkning udøver en sprængkraft omtrent som en kile og giver en klemning i kugleleddet.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en kugleledskæde med et lille radialt omfang, som kan anvendes ikke blot ved trækgang, men også ved skubbe-gang, under samtidig nedsættelse af friktionskræfterne i kædens lederør.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i den kendetegnende del af krav 1 angivne konstruktion.

Det langstrakte kugleledlegeme ifølge opfindelsen har ikke større radial udstrækning end de kendte kugleled-legemer, men frembyder desuagtet en kuglebælteformet lejeflade med en væsentlig større radius, og som ligger omtrent vinkelret på skaftet. Herved kan der ikke opstå sprængkræfter, der fører til en gradvis forøgelse af det specifikke fladetryk og friktionsstivhed af kugleleddet under drift.

Lejefladen med den største krumningsradius fungerer ved trækgang og betegnes i det følgende som trækflade, og den ved skubbe-gang benyttede lejeflade benævnes på samme måde som skubbeflade. Trækfladen omslutter skaftet af det pågældende kædeled i ringform og kan herved have en forholdsvis stor krumningsradius og svarende dertil modsætte sig trækpåvirkningen forholdsvis vinkelret på denne. Derved opstår der et lavt specifikt fladetryk, fordi trækfladen på grund af sin store krumningsradius praktisk taget ingen sprængvirkning udøver. Omvendt kan den konvekst eller konkavt udformede skubbeflade på kugleledkroppen have en forholdsvis lille krumningsradius, og udstrækningen af kugleledkroppen i kædens længderetning er ved en konveks skubbeflade lig med summen af krumningsradierne og ved en konkav skubbeflade lig med differensen imellem krumningsradierne. Kugle-ledkroppens udstrækning er derfor væsentlig mindre end for en som helkugle udformet ledkrop, hvis udstrækning i kædens længderetning vil andrage omtrent det dobbelte af trækfladens krumningsradius.

I stedet for den konstante radiale udstrækning af en som helkugle udformet kugleledkrop indskrænkes ved den beskrevne anordning det tilsvarende mål, da kugleledkrop- pen indsnævres i retning fra trækfladen imod skubbefladen. Den største radiale udstrækning af lejepanden er i området af trækfladen. Svarende hertil ligger også føringen af lejepanden i et lederør i samme område, og skubbefladen er med henblik på føringen i skubberetningen lejret fortil på kugleledkroppen.

Den lejepandeforsynede ledende, der er beregnet til at optage den indsnævrede kugleledkrop, kan eksempelvis udvides som følge af opslidsning således, at kædeleddene kan fremstilles ud i ét stykke og simpelt hen klemmes ind i hinanden ved monteringen. Med henblik herpå har leddene fortrinsvis en rotationssymmetrisk form, hvorved også føringen af kæden i røret muliggøres og kædens fremstilling forenkles.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser et længde-delsnit igennem en kæde ifølge opfindelsen, der føres igennem et rør, fig. 2 et tværsnit igennem en kæde, der ligner den på fig. 1 viste kæde, ført i et længdeopslidset rør, med en skematisk vist medbringer, fig. 3 et led af kæden på fig. 1 i det øjeblik, hvor det indføres i det umiddelbart følgende led, fig. 4 en anden udførelsesform for en kæde ifølge opfindelsen , fig. 5 en tredje udførelsesform for en kæde, der kan føres uden særskilt smøring igennem en hulskinne, især et rør, fig. 6 et længdesnit igennem et kædeled ifølge en yderligere udførelsesform, og fig. 7 et snit gennem kædeleddet på fig. 6 langs linien VII-VII.

Fig. 1 viser en kæde bestående af enkelte led 1, som hvert især omfatter en kugleledkrop 5, et skaft 2 og en til optagelse af kugleledkroppen 5 af det næstfølgende led bestemt modlejedel 7.

Kugleledkroppen 5 har en kugleskalformet lejeflade 10 og en kuglebælteformet lejeflade 8, som begge har et fælles krumningscentrum 3, der ligger på kædens længdeakse. Begge lejefladerne 8 og 10 er konvekse, dvs., at krumningscentret 3 ligger imellem de to lejeflader.

Lejefladerne 8 og 10 er indbyrdes forbundne over en kegleflade 9 med en åbningsvinkel 4. Det bemærkes her, at keglefladen 9 ikke slutter tangentialt til lejefladen 10, men til en lillecirkel, der ligger på samme side af krumningscentret 3 som keglefladen 9.

Kuglebæltefladen 8 går over i skaftdelen 2, som i det væsentlige er cylindrisk, og som ved sin anden ende går over i modlejedelen 7. I modlejedelen 7 er der udformet et hulrum, som i det væsentlige er begrænset af en konkav modlejeflade 12, en konisk sidevæg 11 og en konkav modlejeflade 6. Hulrummet er udformet omtrent ligedannet med kugleledkroppen 5, bortset fra, at åbningsvinkelen 18 af den koniske sidevæg 11 er større end åbningsvinkelen 4 af keglefladen 9. De konkave modleje-flader 6 og 12 har praktisk taget samme krumningsradier som lejefladerne 8 og 10 og desuden samme krumningscentrum 3.

Fra hulrummet i modlejedelen 7 fører en åbning 19 ud, hvis diameter er et bestemt mål større end diameteren af skaftdelen 2 i umiddelbar nærhed af lejefladen 8. Mindstestørrelsen af dette mål afhænger af differensen a imellem åbningsvinklerne 18 og 4 og af diameteren af skaftdelen 2 og er fortrinsvis bestemt således, at der ved den maksimale vinkelstilling imellem to led, d.v.s. ved en vinkelafvigelse imellem længdeakserne for to på hinanden følgende led på 1/2 x (vinkel 18 - vinkel 4), intet eller kun ringe slør forekommer imellem yderfladen af skaftet 2 og inderkanten af åbningen 19.

Ud fra differensen mellem åbningsvinklerne 18 og 4 samt afstanden (s) imellem to nabokrumningscentre 3 kan man dermed uden videre beregne den minimale krumningsradius for forløbet af kæden på fig. 1. Denne krumningsradius andrager eksempelvis ved s = 60 mm og a = 8° ca. 860 mm, ved s = 50 mm og α = 8° ca. 720 mm, ved s = 50 mm og a = 10° ca. 570 mm, ved s = 40 mm og ot = 8° ca. 580 mm, ved s = 40 mm og a = 10° ca. 460 mm.

I almindelighed er den minimale krumningsradius for kædeløbet proportional med afstanden imellem to på hinanden følgende krumningscentre og omvendt proportional med sinus af vinkeldifferensen imellem vinkelen 18 og vinkelen 4.

Hvert af leddene 1 har nødvendigvis sin største diameter ved modlejedelen 7, som griber om kugleledkroppen 5 af det umiddelbart følgende led. På fig. 1 er denne nærmest ringformede flade betegnet ved 16 og let hvælvet, d.v.s. udad konveks. Herved er der mulighed for at føre den viste kæde igennem et rør 15, så hvert kædeled 1, selv ved et krumt forløb af røret 15, kun berører rørets indervæg 17 langs en linie, som forløber i et plan på tværs af rørets længderetning og ligger i en afstand £ fra krumningscentret 3. På grund af den hvælvede form af fladen 16 kan leddene 1 ikke fastklemmes i røret 15.

Det fremgår af ovenstående, at ledforbindelsen imellem leddene i den viste kæde inden for visse randbetingelser har alle tre frihedsgrader for rotation og dog ikke har aksialt slør fra led til led. De enkelte led kan drejes omkring deres længdeakser i forhold til hinanden.

Som vist på figur 1 er leddene opslidset som en spænde-tang i deres længderetning. I det foreliggende tilfælde er der' fire slidser, af hvilke kun slidsen 13 er vist. Slidserne forløber hver især i et gennem længdeaksen af leddene 1 gående plan og er så smalle som muligt.

I længderetningen forløber slidserne 13 igennem hele modlejedelen 7 og igennem skaftet 2 til et parti af kugleledkroppen 5. Slidserne tjener til at kunne udvide modlejedelen 7, så at kugleledkroppen 5, som vist på fig. 3, kan indføres i modlejedelen 7 af naboleddet uden hjælpeværktøj.

Naturligvis retter længden af slidserne 13 sig efter egenskaberne af materialet af leddene 1 og efter det mål, hvormed de fire lapper, som slidserne 13 deler modlejedelen 7 op i, skal kunne trykkes ud ved indføring af kugleledkroppen 5.

Fig. 2 viser et tværsnit igennem en i røret 15 ført kæde. Man ser i snit skaftet 2 med de fire slidser 13 og ind imod modlejedelen 7 med dennes omkredsflade 16, som ledes langs indervæggen 17 af røret 15. Røret 15 har en langsgående slids 20, igennem hvilken en medbringer 21 griber. Medbringeren 21 kan udformes helt vilkårligt alt efter dens formål. På fig. 2 er der vist meget skematisk, at medbringeren i området for skaftet 2 af leddet 1 er fastgjort og når ud på ydersiden af røret 15. På fig. 2 er medbringeren 21 fastgjort til skaftet 2 ved hjælp af en bøjle 22, og den på ydersiden af røret 15 udragende del af medbringeren er betegnet med 23.

Fig. 3 viser montagen af to kædeled 1. Når kugleledkrop-pen 5 af leddet til højre klemmes ind i pilretningen i åbningen 19 i modlejedelen 7 af leddet 1 til venstre, tvinger den fra keglefladen 9 af kugleledkroppen 5 af leddet til højre udgående kilevirkning en udvidelse af åbningen 19. Dette er muligt på grund af slidserne 13. Så snart lysningen af den udvidede åbning 19 muliggør gennemgangen af kugleledkroppen 5, klemmer modlejedelen 7 igen til og forskyder kugleledkroppen 5 videre frem, indtil krumningscentret 3' af lejefladen 10 falder sammen med krumningscentret 3 af mediejefladen 12. Dermed holdes kugleledkroppen 5 uden aksialt slør centreret i modlejedelen 7.

I baglæns retning lader denne ved en enkelt trykvirkning opnåede sammenføjning sig ikke gøre, fordi åbningsvinkelen af den lejefladen 8 omgivende kegle er meget større end åbningsvinkelen af keglefladen 9. Såfremt ledforbindelsen påvirkes til træk, er derfor den fra lejefladen 8 udgående kilevirkning langtfra tilstrækkelig til at gentage en udvidelse af modlejedelen 7 og dermed at frigøre kugleledkroppen 5.

Fig. 4 viser en ændret udførelses form for kæden, som er særlig egnet til trykpåvirkninger. Man genkender det i det væsentlige kegleformede kugleledkrop 5 med dens ledvendende kuglebælteformede lejeflade 8. Ved den ledbortvendende ende af ledkroppen er der udformet en ligeledes kugleskalformet, men dog konkav lejeflade 25.

Lejefladen 8 og lejefladen 25 har som på fig. 1 samme krumningscentrum 3, men er i modsætning til kæden på fig. 1 beliggende på samme side af krumningscentret.

Hulrummet i modlejedelen 7 er i denne udførelsesform udformet anderledes. Der er her tilvejebragt en ringformet plan ansatsflade 27, imod hvilken en keglestubformet trykdel 26 ligger an med sin mindste grundflade 28.

Den største "grundflade" af trykdelen 26 er udformet konveks og danner en ledlejeflade 29 for lejefladen 25 af den tilstødende kugleledkrop 5. Ledlejefladen 29 er ligeledes kugleformet med centrum i krumningscentret 3.

I øvrigt ligger trykdelen 26 an imod ansatsen 27 med mindst muligt radialslør i hulrummet af modlejedelen 7. Den største diameter af trykdelen 26 svarer størrelsesmæssigt til den største diameter af kugleledkroppen 5, så at også trykdelen 26 i den viste udførelsesform for leddet 1, der er udformet i ét stykke og forsynet med slidser 13, som følge af sin kegleflade kan indtrykkes igennem åbningen 19 under udvidelse af denne og ind i hulrummet i modlejedelen 7.

Virkemåden af den på fig. 4 viste kæde svarer ved træk-påvirkning i udstrakt grad til virkemåden af kæden på fig. 1, men ved trykpåvirkning er i denne udførelses-form det specifikke fladetryk imellem lejefladen 25 og modlejefladen 29 mindre end imellem lejefladen 10 og modlejefladen 12 af kæden på fig. 1. Også i denne udførelsesform er der intet langsgående slør imellem de enkelte led.

Som nævnt ovenfor egner den foreliggende kæde sig særligt til føring igennem hulskinner, især i den simpleste for af disse som et rør.

Fig. 5 viser en udførelsesform, som er særligt egnet til dette formål, og som i udstrakt grad svarer til den på fig. 1 viste udførelsesform, af hvilken grund kun det derfra afvigende behøver at beskrives. Dette vedrører udformningen af modlejedelen 7. Medens denne på fig. 1 er næsten konisk, er den på fig. 5 aftrappet. Til skaftet 2 slutter først et cylindrisk afsnit 30, der har en flad og imod kugleledkroppen 5 af leddet vendende frontside 31, som eksempelvis er beregnet til indgreb med et kædehjul. Til det cylindriske afsnit 30 slutter sig et tøndeformet afsnit 32, omkring hvilket der er omsluttet eller omviklet en manchet 33, eksempelvis bestående af et elastisk deformerbart formstof eller af et selvsmørende lejemateriale. Yderfladen af manchetten 33 er ligeledes tøndeformet.

Herved tilvejebringes, at det rør, som omgiver kæden, kun berøres af hvert kædeled langs én linie. Da de fleste formstoffer har en meget lille friktionskoefficient i forhold til metaller, er glidefriktionstabet i røret uden særlig smøring nedsat til et mindstemål. Endelig virker manchetten 30 også som sikringsring, der forhindrer en udvidelse af modlejedelen 7. Dette er som allerede nævnt umuligt ved normal drift af kæden, men kunne ved uønsket og ufagmæssig afbøjning af kæden på fig.

1 føre til, at kugleledkroppen 5 springer ud af modlejedelen 7. Ved manchetten 33 er også denne risiko ophævet.

Den på fig. 6 og 7 viste udførelsesform adskiller sig fra den på fig. 5 viste i det væsentlige derved, at modlejedelen ikke er elastisk udvidelig for at kunne indføre kugleledkroppen af det næstfølgende kædeled. Svarende hertil er den med 54 betegnede modlejedel sammensat af i alt fire dele. Den første del er en på ledskaftet 39 udformet cylindrisk forsats 55 med forstørret diameter, som har en imod den frie endeflade vendende åben konisk boring 56, hvis bund er afrundet svarende til krumningsradien for lejefladen 36 af det næstfølgende kædeled.

Forsatsen 55 er omsluttet af en af to halvparter 57 og 58 bestående bøsning, der som vist griber bag forsatsen 55 ved dennes skaftvendende side og griber så meget over dennes fra skaftet bortvendende side, at åbningen af boringen 56 er dækket med undtagelse af en gennemgang 60 for skaftet 39 af det næstfølgende kædeled. Indersiderne af de lapper af halvparterne 57 og 58, som dækker boringen 56, er som vist på fig. 6 afrundet konkavt svarende til den konvekse lejeflade 37 af kugleledkrop-pen 35 af det næstfølgende kædeled og fungerer således dels som modlejeflader og dels til at holde kugleled-kroppen 35 af det næstfølgende kædeled slørfrit ved bunden af boringen 56.

For at holde begge halvparterne 57 og 58 over forsatsen 55 er halvparterne omsluttet af en bøsning 59, der, såfremt den samtidig tjener som føringslegeme ligesom manchetten 33 (fig. 5), kan bestå af et formstof eller af et selvsmørende lejemateriale.

Claims (8)

1. Kugleledskæde med kædeled (1), hvor hvert kædeled er udformet med et skaft (2; 39) med en kugleledforbin-delse (5, 7; 35, 55) ved hver ende, og hvor den indvendige del af hver kugleledforbindelse omfatter en skaftet omsluttende kuglebælteformet lejeflade (8j 37) og en koncentrisk med og foran denne i retning mod naboleddet lejret kugleafsnit formet lejeflade (10; 25; 36) med en mindre krumningsradius end den kuglebælte formede lejeflades, kendetegnet ved, at lejefladerne (8, 10; 8, 25; 37, 36) er beliggende på hver sin endeflade af et sammenhængende langstrakt kugleledlege-me (5; 35), hvis tykkelse aftager i retning fra den kuglebælte formede lejeflade (8; 37) imod den kugleafsnit-formede lejeflade (10; 25; 36).

2. Kugleledskæde ifølge krav 1 med ligedannede kædeled (1), kendetegnet ved, at den ved den anden ende af hvert kædeled (1) værende og til optagelse af kugleledkroppen (5) af naboleddet beregnede modleje-del (7) er elastisk udvidelig.

3. Kugleledskæde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at kædeleddene (1) er udformede i ét stykke.

4. Kugleledskæde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at begge de kugleformede lejeflader (8, 10; 36, 37. af kugleledkroppen (5; 35) er konvekse (fig. 1, 3, 5, 6).

5. Kugleledskæde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den kugleformede lejeflade (8) med den største krumningsradius er konveks, og at den kugleformede lejeflade (25) med den mindste krumningsradius er konkav (fig. 4).

6. Kugleledskæde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at modlejedelen (7) er opspaltet på langs ved mindst to diametralt over for hinanden beliggende slidser (13).

7. Kugleledskæde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at hvert kædeled (1) på stedet med den ønskede diameter (32; 58) er omsluttet af en del (33; 59), bestående af et formstof eller af et selvsmørende lejemateriale.

8. Kugleledskæde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at modlejedelen (54 - 58) er sammensat af flere dele, der omslutter et til optagelse af kugledkroppen (35) bestemt hulrum (56), som er afgrænset af modleje-flader for lejefladerne af kugleledkroppen (35).