Wirbelstrukturen im
4 - dimensionalen
gekrümmten Raum
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Kettengetriebe


Einführung

Kettengetriebe werden gerne wegen ihrer Zuver­lässig­keit und aus wirt­schaft­lichen Gründen für Leistungs­über­tragungen ver­wendet.

Was ihre Eigen­schaften, den Montage­aufwand und die Wartung angeht, lassen sie sich zwischen den Riemen- und den Zahn­getrie­ben anordnen. Thema­tisch gehören Ketten­getriebe wie auch die Riemen­getriebe zu den Zugmittel­getrieben und werden oft bei größeren Wellen­abständen an parallelen Wellen ein­gesetzt.

Im Gegensatz zu Riemen­getrieben ist ein Ketten­getriebe form­schlüssig und schlupffrei, wodurch die Über­setzung stets konstant bleibt. Aller­dings sind Ketten­getriebe vergleichs­weise teurer und es treten mit­unter Schwingungen durch ungleich­förmige Ketten­ge­schwin­dig­keiten auf, die durch den Polygon­effekt der Ketten­räder hervor­gerufen werden.




Kettenarten

Bei den zahlreichen Ketten­arten unterscheidet man im Wesent­lichen zwischen:

  • Gliederketten (Lastketten bei Hebezeugen)
  • Gelenkketten (Getriebeketten, Förderketten)

Gelenkketten

Die einfachste und preis­werteste Bau­art ist hierbei die Bolzen­kette. Die Laschen der Kette drehen sich unmittel­bar auf genieteten Bolzen.

Zu den Gelenk­ketten gehören auch die Gall­ketten mit mehreren Außen- und Innen­laschen je Ketten­glied, die Flyer­ketten sowie die Ziehbank­ketten (mit oder ohne Buchsen). Darüber hinaus gibt es noch die Zahn­kette, bestehend aus haken­förmigen Laschen­paketen mit je 2 Zähnen.

Neben den vor­genannten genormten Arten gibt es eine Reihe von Sonder­formen, zu denen zum Beispiel die Förder- und Transport­ketten gehören.

Buchsenketten

Buchsenketten haben gegenüber Bolzen­ketten eine höhere Ver­schleißfestig­keit. Hierbei sind die Innen­laschen auf Buchsen gepresst, die beweg­lich auf Bolzen sitzen, die ihrer­seits mit den Außen­laschen fest ver­bunden sind. Die Flächen­pressung wird dadurch erheblich verringert.

Zu den Bolzenketten gehören auch die Förder­ketten mit Voll­bolzen (ohne Rolle oder mit Rolle) oder mit Hohl­bolzen.

Rollenketten

Rollenketten unter­scheiden sich gegen­über Buchsen­ketten nur darin, dass zusätz­lich auf den Buchsen eine Rolle mitläuft. Die Rollen sind ihrer­seits gehärtet sowie geschliffen und deren Zweck dient der Verschleiß- und Geräusch­minde­rung. Sie eignen sich auch gut für höhere Ketten­geschwin­dig­keiten bis 30 m/s.

Rollenketten eignen sich auch sehr gut als Förder­ketten. Hierzu werden oftmals Rollen­ketten mit Befestigungs­laschen oder lang­gliedrige Rollen­ketten einge­setzt. Die Ketten­geschwin­dig­keit liegt dann aller­dings meist unter 3 m/s.

Wo keine ausreichende Schmierung gewähr­leistet werden kann, eignen sich Rollen­ketten mit Rollen aus Polyamid. Aller­dings geht das zu Lasten der Belast­barkeit der Kette.

Sonderbauformen

Im Förder­technik­bereich werden gerne Transport­bänder mit Schar­nier­band­ketten ausge­stattet. Je nach Anfor­derung können die einzelnen Platten aus Stahl oder Kunst­stoff bestehen. Scharnier­glieder aus Kunst­stoff können zusätz­lich mit Stegen, Mitnehmern, Rollen usw. versehen werden. Auf dieses Weise eignen sich Förder­ketten auch zum Takten und zum Aufstauen von Produkten.




Kettenräder

Ein Kettengetriebe besteht aus mindes­tens zwei Ketten­rädern und der dazu passenden Antriebs­kette. Der Aufbau eines Ketten­rades ist grund­sätzlich für die klas­sischen Stahl­gelenk­ketten immer gleich. Ledig­lich die Verzah­nung ist entspre­chend der Ketten­teilung unter­schied­lich.

Eine Kette muss immer nahezu reibungs­los in die Verzah­nung ein­greifen. Um die Sicher­heit, die Laufruhe und die Lebens­dauer des Ketten­triebs zu gewähr­leisten, muss ein besonderes Augen­merk auf die während des Betriebes auft­retende Ketten­längung von erfahrungs­gemäß ≈ 2% gelegt werden. Liegen die Wartungs­inter­valle zu weit aus­einander, muss ggf. nicht nur die Kette, sondern das komplette Ketten­getriebe gewechselt werden. Dieses Problem zeigt sich zum Beispiel beson­ders deut­lich bei Fahrrad­ketten. Eine gut geölte bzw. geschmierte und einwand­frei laufende Kette erhöht die Lebens­dauer eines Ketten­triebs erheb­lich.

Die Verbindung der Ketten­räder mit den Wellen erfolgt in der Regel mit einer Welle-Nabe-Verbindung. Das kann zum Beispiel eine form­schlüssige Ver­bindung mittels einer Pass­feder sein.




Verbindungsglieder für Rollenketten

Rollenketten werden in der Regel in offenen Strängen geliefert. Bei gerader Glieder­anzahl X sind die End­glieder stets Innen­glieder. Je nach Anfor­derung und Sicher­heit kann als Verbindungs­glied ein Niet­glied bzw. Steck­glied mit Feder­schluss (oder Splint) ver­wendet werden. Bei ungerader Glieder­zahl muss ein gekröpftes Ver­bindungs­glied ver­wendet werden. Dies wirkt sich aller­dings nach­teilig auf den Korrektur­faktor f3 aus (statt 1,0 dann 0,8), weil die Trag­fähig­keit der Kette geringer wird.




Mechanik der Kettentriebe

Die Kette umschlingt die Ketten­räder in Form eines Viel­ecks (Polygon). Das hat zur Folge, dass der wirk­same Ketten­rad­durch­messer bezogen auf die Eingreif­position der Ver­zahnung gering­fügig schwankt. Außer­dem ändert sich die Ketten­geschwin­dig­keit perio­disch, wobei die Ungleich­förmig­keit mit immer kleiner werdender Zähne­zahl zunimmt. Die Ungleich­förmig­keit wird auch als „Polygon­effekt” bezeichnet, und führt nicht nur zu uner­wünschten Schwin­gungen der Kette, sondern im Extrem­fall auch zu hohen Zusatz­kräften. Deswegen wird für praktische Anwen­dungen eine Zähne­zahl z ≥ 19 empfohlen, und bei höheren Geschwin­dig­keiten eine kleinere Ketten­teilung p.





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