Rollenkette Grundlagen und Größen
Rollenketten, auch Buchsenrollenketten genannt, sind die am häufigsten verwendete Art von Kettenantrieb zur Übertragung mechanischer Kraft in verschiedenen Haushalts-, Industrie- und Landmaschinenanwendungen. Diese vielseitigen Ketten finden Verwendung in Förderbändern, Draht- und Rohrziehmaschinen, Druckmaschinen, Automobilen, Motorrädern, Fahrrädern und mehr. Rollenketten bestehen aus einer Reihe kurzer zylindrischer Rollen, die durch Seitenglieder verbunden sind, und werden von Zahnrädern, sogenannten Kettenrädern, angetrieben. Sie werden für ihre Einfachheit, Zuverlässigkeit und Effizienz bei der Kraftübertragung geschätzt.
Rollenketten arbeiten typischerweise in Antrieben mit niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit, typischerweise mit Geschwindigkeiten zwischen 600 und 800 Fuß pro Minute. Bei höheren Geschwindigkeiten, typischerweise etwa 2,000 bis 3,000 Fuß pro Minute, werden Keilriemen aufgrund geringerer Abnutzung und Lärmbelästigung jedoch häufig bevorzugt.
Eine Fahrradkette ist ein häufiges Beispiel für eine Rollenkette. Fahrradketten verfügen möglicherweise über ein Hauptglied oder erfordern zum Ein- und Ausbau ein Kettenwerkzeug. Im Gegensatz dazu verwenden die meisten Motorräder eine ähnliche, aber größere und stärkere Kette. Allerdings entscheiden sich Motorräder manchmal für Zahnriemen- oder Wellenantriebe, was einen geringeren Geräuschpegel und einen geringeren Wartungsaufwand bietet.
Bestimmte Automobilmotoren nutzen Rollenketten zum Antrieb der Nockenwellen, während sich Hochleistungsmotoren möglicherweise für Zahnradantriebe entscheiden. Ab Anfang der 1960er Jahre begannen einige Hersteller auch mit der Integration von Zahnriemen.
Es ist erwähnenswert, dass Gabelstapler Ketten in Verbindung mit Hydraulikzylindern verwenden, um den Wagen anzuheben und abzusenken. Diese Ketten gelten nicht als Rollenketten, sondern werden als Hub- oder Flyerketten klassifiziert.
Obwohl Kettensägen-Schneidketten oberflächlich betrachtet Rollenketten ähneln, sind sie eher mit Flyerketten verwandt. Der Antrieb erfolgt über vorstehende Treibglieder, die gleichzeitig der Positionierung der Kette auf der Schiene dienen.
In einer einzigartigen Anwendung wird ein Paar Motorradketten im Harrier Jump Jet verwendet. Dieser von einem Luftmotor angetriebene Kettenantrieb erleichtert die Drehung der beweglichen Triebwerksdüsen und ermöglicht so den Übergang des Flugzeugs zwischen Schwebe- und Vorwärtsflug, eine Technologie, die als „Thrust Vectoring“ bekannt ist.
Fahrradkettenverschleiß
Fahrradketten, insbesondere solche, die mit Kettenschaltungen verwendet werden, können verschleißen und ausfallen. Diese Ketten verfügen über tonnenförmige Stifte, die mit Buchsen interagieren, sodass sich die Kette biegen und verdrehen kann, um Gangwechsel zu ermöglichen. Diese Konstruktion kann dazu führen, dass sich die Kontaktpunkte zwischen Bolzen und Buchse im Laufe der Zeit abnutzen und schließlich zum Versagen der Kette führen.
Im Gegensatz dazu sind Nabenschaltungssysteme (z. B. Bendix 2-Gang, Sturmey-Archer AW) weniger anfällig für Kettenschäden. Diese Systeme verfügen über parallele Stifte mit größeren Kontaktflächen zu den Buchsen. Darüber hinaus bieten Nabenschaltungssysteme eine vollständige Abdeckung, die die Schmierung unterstützt und vor Schmutz schützt.
Kettenstärke
Die Festigkeit von Rollenketten wird üblicherweise in der Zugfestigkeit gemessen. Sie gibt die maximale Belastung an, der eine Kette standhalten kann, bevor sie bei einer einmaligen Belastung reißt. Neben der Zugfestigkeit ist auch die Ermüdungsfestigkeit einer Kette von entscheidender Bedeutung. Sie wird von Faktoren wie der Qualität des Stahls, der Wärmebehandlung, der Herstellung der Teillöcher, der Kugelstrahlabdeckung, der Dicke der Laschen und dem Design beeinflusst.
Bei Dauerantriebsanwendungen empfiehlt es sich, je nach Art der verwendeten Aufhängeglieder 1/6 oder 1/9 der Zugfestigkeit der Kette nicht zu überschreiten. Ein Betrieb oberhalb dieser Grenzwerte kann zu einem vorzeitigen Kettenausfall aufgrund von Laschenermüdung führen.
| ASME/ANSI B29.1-2011 Rollenketten-Standardgrößen | ||||
| Größe | Tonhöhe (Pitch) | Maximaler Rollendurchmesser | Mindestzugfestigkeit | Belastung messen |
|---|---|---|---|---|
| 25 | 0.250 mm (6.35 Zoll) | 0.130 mm (3.30 Zoll) | 780 kg | 18 kg |
| 35 | 0.375 mm (9.53 Zoll) | 0.200 mm (5.08 Zoll) | 1,760 kg | 18 kg |
| 41 | 0.500 mm (12.70 Zoll) | 0.306 mm (7.77 Zoll) | 1,500 kg | 18 kg |
| 40 | 0.500 mm (12.70 Zoll) | 0.312 mm (7.92 Zoll) | 3,125 kg | 31 kg |
| 50 | 0.625 mm (15.88 Zoll) | 0.400 mm (10.16 Zoll) | 4,880 kg | 49 kg |
| 60 | 0.750 mm (19.05 Zoll) | 0.469 mm (11.91 Zoll) | 7,030 kg | 70 kg |
| 80 | 1.000 mm (25.40 Zoll) | 0.625 mm (15.88 Zoll) | 12,500 kg | 125 kg |
| 100 | 1.250 mm (31.75 Zoll) | 0.750 mm (19.05 Zoll) | 19,531 kg | 195 kg |
| 120 | 1.500 mm (38.10 Zoll) | 0.875 mm (22.23 Zoll) | 28,125 kg | 281 kg |
| 140 | 1.750 mm (44.45 Zoll) | 1.000 mm (25.40 Zoll) | 38,280 kg | 383 kg |
| 160 | 2.000 mm (50.80 Zoll) | 1.125 mm (28.58 Zoll) | 50,000 kg | 500 kg |
| 180 | 2.250 mm (57.15 Zoll) | 1.460 mm (37.08 Zoll) | 63,280 kg | 633 kg |
| 200 | 2.500 mm (63.50 Zoll) | 1.562 mm (39.67 Zoll) | 78,175 kg | 781 kg |
| 240 | 3.000 mm (76.20 Zoll) | 1.875 mm (47.63 Zoll) | 112,500 kg | 1,000 kg |
Kettenstandards
Normungsorganisationen wie ANSI und ISO legen Richtlinien für Design, Abmessungen und Austauschbarkeit von Übertragungsketten fest. Beispielsweise enthält die ANSI-Norm B29.1-2011 Spezifikationen für Präzisionsrollenketten, Anbauteile und Kettenräder zur Kraftübertragung. Ketten werden nach ihrer Teilungsgröße und Tragfähigkeit kategorisiert, wobei unterschiedliche Kettennummern unterschiedliche Breiten und Stärken bezeichnen.
Für mnemonische Zwecke ist im Folgenden eine weitere Darstellung der Schlüsseldimensionen desselben Standards aufgeführt, ausgedrückt in Bruchteilen eines Zolls (was Teil des Denkens hinter der Wahl der bevorzugten Zahlen im ANSI-Standard war):
| Tonhöhe (Zoll) | Tonhöhe ausgedrückt in Achteln | ANSI-Standard Kettennummer | Breite (Zoll) |
|---|---|---|---|
| 1⁄4 | 2⁄8 | 25 | 1⁄8 |
| 3⁄8 | 3⁄8 | 35 | 3⁄16 |
| 1⁄2 | 4⁄8 | 41 | 1⁄4 |
| 1⁄2 | 4⁄8 | 40 | 5⁄16 |
| 5⁄8 | 5⁄8 | 50 | 3⁄8 |
| 3⁄4 | 6⁄8 | 60 | 1⁄2 |
| 1 | 8⁄8 | 80 | 5⁄8 |
| Anmerkungen: *Die Teilung ist der Abstand zwischen den Rollenmitten. Die Breite ist der Abstand zwischen den Laschen (also etwas mehr als die Rollenbreite, um Platz zu schaffen). *Die rechte Ziffer der Norm bedeutet 0 = normale Kette, 1 = leichte Kette, 5 = rollenlose Buchsenkette. *Die linke Ziffer gibt die Anzahl der Achtel Zoll an, aus denen die Tonhöhe besteht. *Ein „H“ nach der Standardnummer kennzeichnet eine schwere Kette. Eine Zahl mit Bindestrich nach der Standardzahl bezeichnet Doppelstrang (2), Dreistrang (3) usw. Somit bezeichnet 60H-3 eine schwere dreisträngige Kette mit einer Teilung von 3/4 Zoll. | |||
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Rollenketten eine entscheidende Rolle bei der Übertragung mechanischer Kraft auf eine Vielzahl von Maschinen und Fahrzeugen spielen. Das Verständnis ihrer Eigenschaften, Verschleißfaktoren, Festigkeitsaspekte und Industriestandards ist für ihren effektiven und zuverlässigen Einsatz von entscheidender Bedeutung.
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