DE4241774A1

DE4241774A1 - Gleiskette für Kettenfahrzeuge

Info

Publication number: DE4241774A1
Application number: DE4241774A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Dr Ketting; Mathias Dr Ing Woydt; Wolfgang Dipl Ing Kunkel
Original assignee: Intertractor AG
Current assignee: Intertractor AG
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1994-06-16

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleiskette für Kettenfahr zeuge, insbesondere kettengetriebene Baufahrzeuge, bestehend aus Kettenbuchsen, Kettenbolzen und Kettengliedern aus Stahl, wobei die innenliegenden Kettengliedenden auf die Kettenbuchse aufgepreßt sind, die außenliegenden Kettengliedenden auf die die Buchse überragenden Kettenbolzenenden aufgepreßt sind und die Kettenbuchse von dem Kettenbolzen durchgriffen ist.

Bisher ist es üblich, alle Bestandteile der Gleiskette aus Stahl zu fertigen. Bei diesen Gleisketten entsteht ein erheblicher Verschleiß insbesondere der Kettenbuchse in dem Bereich zwischen Kettenbolzen und Kettenbuchse sowie in dem außenliegenden Kettenbuchsenbereich zwischen den innenliegenden Kettengliedenden, die auf die Buchse aufgepreßt sind. Zur Verminderung des Verschleißes zwischen Kettenbuchse und Kettenbolzen sind auch schon geschmierte oder gefettete Ketten bekannt. Eine Ver minderung des Verschleißes des äußeren Kettenbuchsen bereiches, der zwischen den inneren Kettengliedern liegt, wird aber im Stand der Technik bisher nicht erörtert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Gleiskette gattungsgemäßer Art zu schaffen, die geringer verschleißanfällig ist bzw. einem geringeren Verschleiß unterliegt als bisher übliche Gleisketten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Kettenbuchse aus Hartmetall, Verbundfaserwerkstoffen, Ingenieurkeramiken und/oder vorzugsweise aus Keramik- Keramik-Verbundwerkstoffen auf Basis von Si₃ N₄ (Silizium nitrit) mit weniger als 15 Gewichtsprozent Sinteradditiv besteht.

Durch diese Ausbildung wird eine Kettenbuchse geschaffen, die nur gering verschleißanfällig ist. Bei der Material auswahl zur Herstellung der Kettenbuchse ist darauf zu achten, daß das Bruchwachstum des Werkstoffes im unter kritischen Bereich liegt. Der Weibull-Modul ist kleiner als 20%. Die Festigkeit und die Zähigkeit sind durch Verwendung und Dosierung geeigneter Additive auf ein für jeden konkreten Anwendungsfall in Gleisketten optimalen Wert einzustellen, wobei besonders auf Homogenität des Buchsenwerkstoffes zu achen ist.

Durch diese Ausbildung wird eine Veringerung des Gelenk verschleißes, insbesondere des Buchenverschleißes erreicht, wobei sich dieser Vorteil bei geschmierten oder gefetteten Ketten lediglich auf dem Buchsenaußen verschleiß bezieht, während bei trockenen Ketten sowohl der Buchsenaußenverschleiß als auch der Gelenkinnenver schleiß minimiert ist. Selbst bei geschmierten oder gefetteten Ketten, die in Folge Undichtigkeit kein Schmiermittel oder Schmierfett mehr enthalten, ist eine Verminderung des Verschleißes bei weiterer Inbetriebnahme einer solchen Kette gewährleistet.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß die Preßpassung zwischen Kettenglied und Kettenbuchse bezüglich eines erforderlichen Toleranzfeldes der das Buchsenauge bildenden Bohrung des Kettengliedes und eines Toleranz feldes des Außendurchmessers der Kettenbuchse so eingestellt ist, daß sich aufgrund des niedrigeren Dehnungskoeffizienten der Kettenbuchsen im Verhältnis zu Stahl im Preßverbund mit dem Stahlmaterial des Ketten gliedes eine Passung ergibt, die eine auf elastische Verformung zurückzuführende Pressung gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht die Ausbildung von üblichen, bisher trocken-abgedichteten Kettengelenken, bei denen eine Quasiabdichtung durch Tellerfedern zwischen Kettenglied und Buchse erfolgt. Auch trockene Ketten, bei denen das Gelenk ohne jegliche Abdichtung und Schmierung ist, erreichen eine erheblich höhere Lebensdauer als bisher, wobei die Verschleißarmut es ermöglicht, daß auf gefettete oder geschmierte Ketten mit Abdichtung verzichtet werden kann, da die mit solchen Ketten erreichten Lebensdauern auch mit der erfindungs gemäß ausgebildeten Gleiskette zu erreichen sind.

Die Erfindung betrifft weiter eine Gleiskette gemäß Anspruch 1 und/oder 2, wobei die Gleiskette Kettenbolzen mit axialer Sacklochausnehmung und radialer Querausnehmung aufweisen, die mit öl- oder fettartigen Schmiermitteln gefüllt und deren axiale Sacklochausnehmung an ihrem offenen Ende mittels geeigneter Verschlußmittel verschließbar ist, wobei zwischen Kettenbolzen und Ketten buchse ein Schmierspalt ausgebildet ist, der axial außen durch Dichtmittel geschlossen ist, welche Dichtmittel zwischen der Stirnseite der Kettenbuchse und der Korrespondenzfläche des äußeren Kettengliedes angeordnet sind. Bei solchen Gleisketten wird es als besonders vorteilhaft angesehen, daß die Dichtmittel durch

a) eine elastische Dichtung (Dichtring) und einen zu diesem radial innenliegenden Stützring vorzugsweise aus dem Material gemäß Kennzeichenteil des Anspruches 1 gebildet sind, wobei der Stützring ein separates Teil ist oder an die Stirnseiten der Kettenbuchsen angeformt ist (Anformung 15),
b) einen durch die Buchsenstirnseite gebildeten, an diese angeformten Gleitring und eine aus gleichem Material bestehende Gleitringdichtung mit elastischem Feder mittel gebildet sind, die durch das Federmittel, welches sich axial gegenüber der Buchsenstirnfläche an Teilen des äußeren Kettengliedes abstützt, gegen den Gleitring auf Anlage gepreßt ist.

Diese Ausbildung ermöglicht es, wie bisher abgedichtete Ketten zu fertigen, die mit bisher üblichen sowie gegebenenfalls besonderen, für die angegebenen Materialen geeigneten Schmier- und Gleitmitteln einschließlich hydrodydamischer Schmierstoffe gefüllt sind, wobei also der Gelenkbolzen als Hohlbolzen mit Sackloch und Quer verbindung ausgebildet ist und der Schmierspalt durch entsprechende Dichtungen zwischen Glied und Bolzen und Stützring ausgebildet ist. Auch die Ausbildung eines Gleitringes ist in der angegebenen Art und Weise möglich.

Bei fettgeschmierten Ketten üblicher Bauart ist der Bolzen als Vollbolzen ausgebildet, welche Aufbauart aber ebenfalls unter Einsatz der oben genannten Materialien vorteilhaft ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß der Kettenbolzen aus dem Material gemäß Kennzeichenteil des Anspruches 1 besteht.

Eine solche Kombination von Keramikbuchse und Keramik bolzen ist vor allem bei trockenen Ketten (Kettengelenken) vorteilhaft, da nur bei solchen Ketten ein Innengelenk verschleiß zwischen Buchse und Bolzen auftritt. Obwohl der Verschleißvorteil besonders gut bei einer Reibpaarung zwischen Keramik/Stahl auftritt, ist auch bei einer Reib paarung zwischen Keramik/Keramik eine Verschleißminderung im Innenbereich zu erwarten, insbesondere dann, wenn zwischen den Korrespondenzflächen von Keramikbolzen und Keramikbuchse geeignete Schmierstoffe eingelagert sind.

Bei dieser Ausbildung ist bevorzugt vorgesehen, daß die Preßpassung zwischen Kettenbolzen und Kettenglied gemäß Anspruch 2 ausgeführt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung gezeigt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 bis 5 Die Kettengelenke von unterschiedlich ausgebildeten Gleisketten im Schnitt gesehen.

In sämtlichen Zeichnungsfiguren ist ein Kettengelenk einer Gleiskette für Kettenfahrzeuge gezeigt, die aus einer Kettenbuchse 1, Kettenbolzen 2 und Kettengliedern 3, 4 besteht, wobei die innenliegenden Kettengliedenden der Kettenglieder 4 Lochungen aufweisen, die auf die Kettenbuchse 1 aufgepreßt sind, während die außenliegenden Kettengliedenden der Kettenglieder 3 ebenfalls gelocht sind und auf die die Buchse 1 überragenden Kettenbolzen enden des Kettenbolzens 2 aufgepreßt sind. Der Ketten bolzen 2 ist koaxial von der Kettenbuchse 1 umschlossen. Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 4 bestehen die Kettenglieder 3, 4 und der Kettenbolzen 2 aus Stahl, während die Kettenbuchse 1 vorzugsweise aus Keramik- Keramik-Verbundwerkstoffen auf Basis von Si₃ N₄ gefertigt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist auch der Kettenbolzen 2 aus derartigen Keramik-Keramik-Verbundwerk stoffen gefertigt.

Die Kettenbuchsen 1 unterliegen vor allem in zwei Bereichen erheblichen Verschleiß, nämlich in dem Bereich 5, der den Innenverschleiß zwischen Buchsen und Bolzen darstellt und im Bereich 6, also im Außenbereich der Buchse 1. Dieser Verschleiß wird sowohl bei ölgefüllten, als auch bei fettgeschmierten also auch bei trockenen Kettengelenken minimiert, sofern erfindungsgemäß die Kettenbuchse 1 aus den angegebenen Werkstoffen besteht.

Der Verschleißvorteil durch den Einsatz der entsprechenden Kettenbuchse 1 ergibt sich bei geschmierten Ketten vor allem im Außenbereich 6, während bei trockenen Ketten gemäß beispielsweise Fig. 4 sich eine Verschleißminderung sowohl im Innenbereich 5 als im Außenbereich 6 ergibt.

In den Bereichen 7 und 8 wird eine Preßpassung zwischen den innenliegenden Gliedern 4 und der Buchse 1 bzw. den außenliegenden Gliedern 3 und den Bolzen 2 erreicht, um die Gelenkausbildung zusammenzuhalten. Die Preßpassung zwischen den Kettengliedern 4 und der Buchse 1 im Falle aller Ausführungsformen und auch die Preßpassung zwischen Kettenglied 3 und Bolzen 2 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist bezüglich des notwendigen Toleranzfeldes der Bohrung (Buchsenauge des Kettengliedes) und des Toleranzfeldes des Außendurchmessers der Buchse bzw. des Bolzens so zu optimieren, daß sich aufgrund des niedrigeren Dehnungskoeffizienten der Buchsen bzw. Bolzen aus dem erfindungsgemäßen Material (im Verhältnis zu Stahl) im Verbund mit dem Material des Kettengliedes 3 bzw. 4 insgesamt eine Passung ergibt, die eine auf elastische Verformung zurückzuführende Pressung gewährleistet.

Mit dieser Ausbildung sind abgedichtete Ketten in bisher üblicher Art zu fertigen (vergleiche Fig. 3) wobei bisher übliche sowie gegebenenfalls besondere, für die angegebenen Materialien geeignete Schmier- und Gleitmittel einschließlich hydrodynamischer Schmierstoffe in das Gelenk eingebracht werden können. Hierzu weist der Gelenk bolzen 2 ein axiales Sackloch 9 und Querkanal 10 auf, so daß Schmiermittel aus dem Sackloch 9 über den Hohlraum 10 in den Schmierspalt 11 eindringen kann. Die Abdichtung des Füllreservoirs des Bolzens 2 erfolgt beispielsweise durch einen elastischen Stopfen 12. Die äußere Abdichtung erfolgt durch eine Dichtung 13 und einen Stützring 14 oder eine Dichtung 13 und einen angeformten Stützbereich 15, wie aus Fig. 3 links ersichtlich. Die Abdichtung kann auch durch einen an die Buchse 1 angeformten Gleitring 16 und einem aus gleichen Material bestehenden Gegenstück 17 bestehen, welches durch eine gummielastische Dichtung 18 axial auf Vorspannung gehalten wird. Dies ist in Fig. 3 rechts dargestellt. Bei fettgeschmierten Ketten kann das Gelenk aus einem Bolzen 2 aus Vollmaterial und Dichtungen zwischen Kettenglied 3 und Buchse 1 bestehen, wobei eine ähnliche Konfiguration wie in Fig. 3 benutzt werden kann, allerdings der Bolzen als Vollbolzen ausgebildet ist.

Bei üblichen trocken abgedichteten Kettengelenken, wie dies beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist, ist als Quasiabdichtung axial die Anordnung von Tellerfedern 19 zwischen der Stirnfläche der Buchse 1 und dem Ketten glied 3 vorgesehen.

Bei trockenen Ketten ohne jeglicher Abdichtung (vergleiche Fig. 4 und 5 rechts) ist eine besonders einfache Aufbauart der Gelenkverbindung ermöglicht, wobei durch den Einsatz der angegebenen Materialien dennoch ein günstiges Verschleißverhalten erreicht wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 besteht auch der Bolzen 2 aus dem oben angegebenen Material, aus welchem die Buchse 1 erfindungsgemäß besteht.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

1. Gleiskette für Kettenfahrzeuge, insbesondere ketten getriebene Baufahrzeuge, bestehend aus Kettenbuchsen, Kettenbolzen und Kettengliedern aus Stahl, wobei die innenliegenden Kettengliedenden auf die Kettenbuchse aufgepreßt sind, die außenliegenden Kettengliedenden auf die die Buchse überragenden Kettenbolzenenden aufgepreßt sind und die Kettenbuchse von dem Ketten bolzen durchgriffen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenbuchse (1) aus Hartmetall, Verbundfaser werkstoffen, Ingenieurkeramiken und/oder vorzugsweise aus Keramik-Keramik-Verbundwerkstoffen auf Basis von Si₃ N₄ (Siliziumnitrit) mit weniger als 15 Gewichts- Prozent Sinteradditiv besteht.

2. Gleiskette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßpassung zwischen Kettenglied (4) und Kettenbuchse (1) bezüglich eines erforderlichen Toleranzfeldes der das Buchsenauge bildenden Bohrung des Kettengliedes (4) und eines Toleranzfeldes des Außendurchmessers der Kettenbuchse (1) so ein gestellt ist, daß sich aufgrund des niedrigeren Dehnungskoeffizienten der Kettenbuchsen (1) im Verhältnis zu Stahl im Preßverbund mit dem Stahl material des Kettengliedes (4) eine Passung ergibt, die eine auf elastische Verformung zurückzuführende Pressung gewährleistet.

3. Gleiskette nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gleiskette Kettenbolzen mit axialer Sacklochausnehmung und radialer Querausnehmung aufweisen, die mit öl- oder fettartigem Schmiermittel gefüllt und deren axiale Sacklochausnehmung an ihrem offenen Ende mittels geeigneter Verschlußmittel verschließbar ist, zwischen Kettenbolzen und Kettenbuchse ein Schmierspalt ausge bildet ist, der axial außen durch Dichtmittel ge schlossen ist, die zwischen der Stirnseite der Ketten buchse und der Korrespondenzfläche des äußeren Ketten gliedes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel durch

a) eine elastische Dichtung (13) (Dichtring) und einen zu diesem radial innenliegenden Stützring (14) vorzugs weise aus dem Material gemäß Kennzeichenteil des Anspruches 1 gebildet sind, wobei der Stützring (14) ein separates Teil ist oder an die Stirnseiten der Kettenbuchsen angeformt ist (Anformung 15),
b) einen durch die Buchsenstirnseite gebildeten, an diese angeformten Gleitring (16) und eine aus gleichem Material bestehende Gleitringdichtung (17) mit elastischem Federmittel (18) gebildet sind, die durch das Federmittel (18), welches sich axial gegenüber der Buchsenstirnfläche an Teilen des äußeren Kettengliedes (3) abstützt, gegen den Gleitring (16) auf Anlage gepreßt ist.

4. Gleiskette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenbolzen (2) aus dem Material gemäß Kennzeichenteil des Anspruches 1 besteht.

5. Gleiskette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßpassung zwischen Kettenbolzen (2) und Kettenglied (3) gemäß Anspruch 2 ausgeführt ist.