Kettentriebe: Unterschied zwischen den Versionen

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[[Bild:chain.gif|center|]]  
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<table>
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    <tr>
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    <td width="500">__TOC__</td>
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    <td>
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[[Bild:kettenrad 002.jpg|400px]]
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</td>
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    </tr>
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  </table>
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=Funktion und Wirkung=       
 +
===Aufgaben und Einsätze===
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Kettentriebe gehören wie Riementriebe zu den {{Mark|Zugmitteltrieben}} und nehmen hinsichtlich ihrer Eigenschaften, des Bauaufwandes, der übertragbaren Leistung und der Anforderung an Wartung eine Mittelstellung zwischen [[ Riementriebe formschlüssig |<u>Riemen</u>]] - und [[Zahnräder und Zahnradgetriebe|<u>Zahnradtrieben</u>]] ein.
 +
Kettentriebe werden wegen ihrer Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit vielseitig für Leistungsübertragungen verwendet.
  
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Ihre Einsatzgebiete liegen z. B. im Motoren- und Fahrzeugbau, bei Landmaschinen und außerdem finden sie Verwendung in Werkzeug- und Textilmaschinen.
  
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===Kettenarten, Ausführung und Anwendung===
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Die Kettenarten werden zweckmäßig in Gliederketten und Gelenkketten eingeteilt.
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Gliederketten werden nicht weiter Beschrieben da vor allem Stahlgelenkketten für Kettentriebe verwendet werden.
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Zu diesen gehören:<br /><br />
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<u><span style="color: maroon">Bolzenketten</span></u><br />
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[[Bild:Neues Bild.png|300px|thump|right]]
  
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== Funktion und Wirkung ==
+
Bolzenketten stellen die einfachste Bauart der Stahlgelenkketten dar. Die Laschen drehen sich direkt auf den Bolzen. Die Gelenkfläche ist damit entsprechend klein. Zu den Bolzenketten gehören die Gallketten (a), Fleyerketten (b) und vielfach Ziehbankketten (c,d). Bolzenketten werden meist als Last- und Transportketten eingesetzt.
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<br /><br /><br /><br /><br /><br />
  
 +
<u><span style="color: maroon">Rollenketten</span></u><br />
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[[Bild:Neues Bild (1).png|300px|thump|right]]
  
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Rollenketten unterscheiden sich von Buchsenketten durch eine über die Buchse gelagerte Schonrolle, die dazu dient, den Verschleiß zwischen Buchsen und Kettenradzähnen zu verringern. Die Rolle vermeidet die gleitende Reibung zwischen Kette und Kettenradzahn. Die Gelenkfläche ist jedoch etwas kleiner als die der Buchsenketten. Rollenketten haben eine breite Verwendungsmöglichkeit als Last-, Steuer- und Getriebeketten.
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<br /><br /><br /><br /><br /><br /><br />
  
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=== Aufgaben und Einsatz ===
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<u><span style="color: maroon">Zahnketten</span></u><br />
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[[Bild:Neues Bild (2).png|300px|thump|right]]
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Zahnketten übertragen die Kraft zwischen Kette und Kettenrad über die besondere Form der Laschen, nicht wie bei den bisher genannten Ketten, über Bolzen, Buchsen oder Rollen. Insofern weisen die Zahnketten einen grundsätzlich anderen Aufbau auf. Zur Führung der Zahnketten quer zur Längsrichtung werden in die Mitte (Innenführung) oder an die Seiten der Kette (Außenführung) Führungslaschen eingelegt. Zahnketten haben eine kleinere Gelenkfläche und eine kleinere Bruchlast als Rollenketten.
 +
<br /><br /><br />
  
−
Kettentrieb werden wegen ihrer Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit vielseitig für Leistungsübertragungen verwendet, z.b. bei Fahrzeugen, Motoren, Landmaschinen, Werkzeug - und Textilmaschinen, Holzbearbeitungsmaschinen, Druckereimaschinen und im Transportwesen.
 
  
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<u><span style="color: maroon">Buchsenketten</span></u><br />
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[[Bild:Neues Bild (3).png|300px|thump|right]]
 +
Buchsenketten unterscheiden sich von den Bolzenketten dadurch, dass die Innenlaschen auf eine Buchse gepresst  sind, die mit einem Laufsitz auf den Bolzen geschoben ist. Die Gelenkfläche ist damit größer als die der Bolzenketten. Daraus ergibt sich eine geringere Pressung im Gelenk, was wiederum zu einer größeren Verschleißfestigkeit führt. Buchsenketten werden als Last- und Förderketten,  üblicherweise in langsam laufenden Trieben, eingesetzt.
 +
<br /><br /><br /><br /><br />
  
−
Kettentriebe nehmen eine Mittelstellung zwischen Riementrieben und Zahnradtrieben, in Hinblick auf ihre Eigenschaften, des Bauaufwandes, Wartung und Leistungen ein.
 
−
Kettentriebe gehören wie Riementriebe zu den Zugmitteltrieben und werden wie diese bei größeren Wellenabständen an parallelen, möglichst waagerechten Wellen verwendet. Von dem treibenden Rad können mehrere Räder mit gleicher oder entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden.
 
  
−
+
<u><span style="color: maroon">Sonderketten</span></u><br />
−
=== Vorteile gegenüber Riementrieben ===
+
[[Bild:Neues Bild (4).png|300px|thump|right]]
 +
Sonderketten lassen sich nicht eindeutig den bisher genannten Bauarten zuordnen. Dies sind geschmiedete Ketten und Scharnierbandketten (a). Geschmiedete Ketten sind zerlegbare Gelenkketten (b), für den Einsatz z.B. in Förderern. Hierzu zählen Steckketten und Gabellaschenketten. Scharnierbandketten werden hauptsächlich in der Getränkeindustrie eingesetzt.
 +
<br /><br /><br />Hier noch ein Link[http://www.ketten-theiss.de/downloads/iwis%20%20Gesamtkatalog%202008.pdf] zum Iwis Gesamtkatalog.<br /><br />
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−
* Formschlüssige und schlupffreie Leistungsübertragung und damit konstante Übersetzung
+
<div style="text-align: center;">
−
* Geringere Lagerbelastungen,da bei einem Riementrieb um eine größt mögliche [[Haftreibung]] zwischen Riemenscheibe und Zugmittel zu ermöglichen eine hohe Vorspannkraft auf den Riemen ausgeübt wird
+
{{Mark
−
* Riemenwerkstoff begrenzt durch seine Zusammensetzung den Einsatz in höheren Temperaturbereichen, sowie seine Empfindliche Reaktion gegenüber Öl, Benzin, Wasser, Schmutz und Staub
+
|1. Wiederholung}}
−
* Kleinerer Platzbedarf resultiert aus der Dimensionierung
+
</div><div style="text-align: center;">
−
* Ketten müssen nicht wie Riemen bis zu Ende der Lebenslaufzeit Nachgespannt werden
+
Benenne die Kettenarten und suche mit Hilfe der Tabellen die geforderten Daten.
−
* Unempfindlichkeit gegen äußere Einflüsse (Öl, Benzin, Temperatur, Schmutz, Wasser, Staub)
+
</div>
−
* Für Montagezwecke läßt sich die Kette gegenüber dem Riementrieb durch ein Schloss öffnen
+
[[Bild:Bild24.png|800px]]
 +
[[Bild:Bild27.png|800px]]
 +
[[Bild:Bild28.png|800px]]
  
 +
<div style="text-align: center;">
 +
[[Kettentriebe: Lösung|Lösung]]
 +
</div>
  
 +
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−
 
  
−
=== Nachteile gegenüber Riementrieben  ===
+
===Kettenräder===
  
 +
Kettenräder sind in ihrem Aufbau für alle Stahlgelenkketten grundsätzlich gleich, lediglich die Verzahnungen für die verschiedenen Ketten sind unterschiedlich. Die Verzahnung der Kettenräder muss so ausgeführt sein, das die Kette nahezu reibungslos in die Verzahnung eingreift und das während des Betriebes auftretende Kettenlängung berücksichtigt wird, um Laufruhe, Lebensdauer und Sicherheit des Triebes  zu gewährleisten.
  
−
* Aufgrund der Einfachheit in Konstruktion und Herstellung sind Riementriebe kostengünstiger.
+
Die Verbindung der Kettenräder mit den Wellen erfolgt meist mit einer der möglichen [[Achsen, Wellen und Zapfen|<u>Wellen-Naben-Verbindung</u>]]. Die Führung der Kette erfolgt durch das Eingreifen der Zähne in die Kettenglieder, außer bei Zahnketten ist eine Innen- bzw. Außenführung notwendig.
−
* Unelastisch, starre Kraftübertragung beim Kettentrieb, Riementriebe wirken stoß und schwingungsdämpfend
 
−
* Keine gekreuzten Wellenantriebe möglich
 
−
* Ketten müssen geschmiert werden
 
−
* Höheres Gewicht
 
−
* Kein überlastungsschutz wie beim Riementrieb möglich
 
−
* Schwingungen durch ungleichförmige Kettengeschwindigkeiten infolge des Polygoneffektes, somit auch höhere geräusch entwicklung
 
  
−
<div align="center">
+
===Vor-und Nachteile===
−
{| width="40%" {{}}
+
<u><span style="color: green">Vorteile</span></u>
−
|-
+
*formschlüssige Kraftübertragung
−
  !colspan="2" style="background-color:#FFFF40;" | '''Wiederholungsfrage 1: '''
+
*geringe Lagerbelastung
 +
*gleichmäßige [[Übersetzung]]
 +
*unempfindlich gegen Schmutz und Feuchtigkeit
 +
*kleine Umschlingungswinkel
 +
*geringer Bauraum
  
−
<includeonly>☺⌘D</includeonly>
+
<u><span style="color: red">Nachteile</span></u>
−
'''In welchen Bereichen kommen Kettentriebe vorwiegend zum Einsatz???'''
+
*starre Kraftübertragung
 +
*teurer als [[Riementriebe|<u>Riementriebe</u>]]
 +
*schwingungsanfällig
 +
*Wartungsaufwand
 +
*parallele Wellen
 +
*Übersetzung kleiner 10
 +
*Poligoneffekt
  
 +
===Verbindungsglieder für Rollenketten===
  
−
[[Kettentriebe_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_1|Lösung 1]]
 
−
|-
 
−
|}</div>
 
  
  
−
== Kettenarten, Ausführung und Anwendung ==
+
[[Bild:Neues Bild (5).png|400px|thump|center]]
 +
<div style="text-align: center;">
 +
a) Nietglied 
 +
b) Steckglied mit Federverschluss   
 +
c) Steckglied mit Splintverschluss
 +
d) gekröpftes Glied mit Splintverschluss
 +
e) gekröpftes Glied mit Schraubverschluss
  
 +
</div>
  
−
Ketten werden in zwei Gruppen eingeteilt:
+
===Polygoneffekt===
  
−
* 1. Gliederketten, die als Rundglieder- oder Stegketten meist als Hand- und Lastketten bei Hebezeugen und in der Fördertechnik Verwendung finden.
+
Die Kette umschlingt die Räder in form eines Vielecks.
−
                     
+
Daraus ergibt sich, dass der wirksame Raddurchmesser
−
* 2. Gelenkketten, die in verschiedenen Ausführungen auch als Lastketten, Förderketten, insbesondere aber als Getriebeketten infrage kommen.
+
Zwischen d<sub>max</sub> und d<sub>min</sub> sowie die Kettengeschwindigkeit
 +
vk<sub>max</sub> und vk<sub>min</sub> schwankt.
 +
Dieses nennt man den <u>Polygoneffekt</u> .
 +
=> Durchmesser- und- Geschwindigkeitsdifferenz
  
 +
[[Bild:Neues Bild (6).png|300px]]
  
 +
Dieser Effekt verursacht einen unruhigen Lauf der Kette und
 +
im Resonanzbereich zu Schwingungen (Längs- und
 +
Querschwingungen).<br /> Des Weiteren zu einer starken
 +
Massenbeschleunigung und –verzögerung im
 +
Resonanzbereich, das bedeutet hohe Zusatzkräfte.<br />
 +
[[Bild:Neues Bild (7).png|200px|thump|right]]<br /><br /><br />
 +
Bei weniger als 16 Zähnen (2%) nimmt die prozentuale
 +
Ungleichförmigkeitedifferenz stark zu, wobei diese
 +
bei 20 Zähnen nur noch (1,2%) beträgt und weiter abnimmt.
  
−
+
Der Polygoneffekt kann bei einer kleinen Teilung p und
 +
einer Zähnezahl z von 19 Zähnen und aufwärts vernachlässigt
 +
werden.<br /><br /><br /><br />
  
−
=== Rollenkette ===
+
=Gestalten und Entwerfen von Rollenkettentrieben=
 +
===Verzahnungsangaben===
  
−
Die Rollenkette hat in der Technik die größte Bedeutung und Verbreitung erlangt. Die inneren Laschen sitzen auf einer Buchse, die sich auf dem Bolzen befindet. Die äußeren Laschen sitzen direkt auf dem Bolzen. Zwischen den inneren Laschen befindet sich eine Hülse auf dem Bolzen. Diese Hülse wird als Rolle bezeichnet und dient der Verschleiß- und Geräuschminderung. Anwendung findet sie vor allem in Kettentrieben, z.b. am Fahrrad oder Motorrad, sowie in vielen Antrieben an Maschinen.
+
[[Bild:Bild36.png|500px]]<br />Maße für die Breiten B1, B2, B3 und für den Abstand e bei mehrstränigen Ketten können aus dieser Tabelle{{Mark
 +
|[[Bild:File0130.jpg|100px]]}} entnommen werden.<br />
  
−
[[Bild:Aufbau_rollenkette.gif]] [[Bild:Rollenkette.gif]]
+
[[Bild:Bild37.png|200px|thump|right]]
 +
<div style="text-align: center;">
 +
Übersetzung i =<br /><br /><br /><br />
 +
Teilungswinkel T =<br /><br /><br /><br /><br />
 +
Teilkreisdurchmesser d =<br /><br /><br /><br /><br /><br /><br />
  
 +
</div>
  
−
Daneben gibt es auch diverse Sonderbauformen, z.b. Rotarykette bei der die Innenlaschen vom ersten Bolzen als Außenlaschen auf den nächsten Bolzen greifen, somit wird nur ein Laschentyp benötigt.
+
===Festlegung der Zähnezahl===
  
 +
Die Zähnezahl der Kettenräder ist nicht Zwingend nach Tabellen zu wählen.<br />
 +
Eine ungerade Zähnezahl ist zu empfehlen da hierbei ein Kettenglied nicht immer auf die gleiche Zahnlücke trifft. <br />
 +
Dieses verringert den Verschleiß.<br />
 +
[[Bild:Bild16.png|300px|thump|center]]
  
 +
===Gestalten der Kettenräder===
  
 +
Die Form der Kettenräder wird hauptsächlich durch die zu übertragende Leistung und die Zähnezahl bestimmt. Die Ausführungsart hängt von den konstruktiven Gegebenheiten ab, oft auch montagefreundlich gestaltet. Kettenräder werden aus Stahlguss, Stahl, Grauguss, Temperguss und aus Kunststoffen gefertigt. Kleinere Kettenräder unter 30 Zähnen die gegossen, geschweißt oder gedreht werden bestehen meist aus Stahl höherer Festigkeit. Bei Höheren Drehfrequenzen auch aus Vergütungs- und Einsatzstählen. Sehr große Kettenräder werden aus Gusseisen oder Stahlguss gefertigt.
  
−
=== Weiter Bauformen der Kette ===
+
[[Bild:File0126.jpg|150px|thumb|right|Leistungsdiagramm]]
 +
===Kettenauswahl===
 +
Voraussetzungen zur Wahl einer Kette nach dem Leistungsdiagramm.
 +
[[Bild:Bild32.png|150px|thumb|right]]
 +
*Kleinrad z1        = 19 Zähne
 +
*Übersetzung i    = 3
 +
*Kettenlänge x         = 100 Glieder
 +
*gleichförmiger Betrieb
 +
*15000 Betriebsstunden Lebenserwartung
 +
*maximale Längung von 3 %
 +
<br /><br />
  
 +
===Gliederzahl, Wellenabstand===
 +
[[Bild:Bild23.png|600px|thump|right]]
 +
*  Übersetzung ins Schnelle ungünstig 
 +
*  Übersetzung i < 7
 +
*  kleiner Wellenabstand gute Laufruhe
 +
*  großer Wellenabstand geringer Verschleiß<br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br /><br />
 +
<br /><br />
 +
----
  
 +
----
  
 +
<div style="text-align: center;">
 +
{{Mark
 +
|2. Wiederholung}}
 +
</div><div style="text-align: center;">
 +
Berechne den angenäherten und anschließend den genauen Wellenabstand
 +
</div>
 +
[[Bild:Bild29.png|400px]]
  
−
'''Bolzenkette'''
+
<div style="text-align: center;">
 +
[[Kettentriebe: Lösung|<u>Lösung</u>]]
 +
</div>
  
 +
----
  
−
Bei dieser einfachsten Ausführung einer Gelenkkette drehen sich die Laschen auf Bolzen, die  vernietet oder versplintet sind.
+
----
−
Zu ihnen gehören die Gallketten ([[DIN]] 8152) mit mehreren Außen- und Innenlaschen je Glied.
 
  
−
[[Bild:GALLKETTE DIN 8150.gif|center|]]
+
===Anordnung der Kettentriebe===
−
Gallkette
+
[[Bild:Bild17.png|400px|thump]]<br />Das Lasttrum sollte im idealen Fall oben liegen oder maximal 60<sup>o</sup> aus der Waagerechten geneigt sein. Der horizontale Einbau ist ungünstig.<br /><br />
  
−
'''Zahnkette'''
+
===Durchhang des Kettentrums===
 +
[[Bild:Bild33.png|200px|thump|right]]
 +
Infolge des Polygoneffekts ändert sich die Trumlängen
 +
periodisch, weshalb ein Durchhang (frel) der Kette gefordert
 +
ist. Er soll 1…3% betragen um zusätzliche Belastungen zu
 +
vermeiden. Bei zu großem Durchhang verringert sich der
 +
Umschlingungswinkel und infolge kann die Kette
 +
überspringen.
 +
<br /><br /><br /><br /><br />
  
−
Die Zahnkette ist ein formschlüssiger Umschlingungstrieb. Sie greift mit ihren Zahnlaschen in die Verzahnung der Kettenräder ein. Diese Übernehmen die Zugkraft. Ein wesentliches Konstruktionsmerkmal ist das 2teilige Wiegegelenk. Beim Abwinkeln der Kettenglieder wiegen und rollen die beiden Gelenkzapfen aufeinander ab. Die Zahnkette ist bekannt für ihren geräuscharmen Lauf und wird international auch als Silent Chain bezeichnet.
+
===Hilfseinrichtungen===
 +
[[Bild:Bild18.png|300px]]
 +
Voraussetzung für die Montage von Hilfseinrichtungen sind:<br />
 +
<div style="text-align: center;">
 +
- schrägfreie und parallele Wellen<br />
 +
- korrekte Kettenspannung<br /><br /><br />
 +
</div>
 +
<u>Hier noch ein interessanter Link[http://www.roll-ring.com/] zu einem meiner Meinung nach sehr innovativen Kettenspannsystem.
 +
</u>
  
−
[[Bild:Zahnkette1.gif]]
+
==Schmierung und Wartung der Kettentriebe==
−
[[Bild:Zahnkette2.gif]]
+
Die Art der Schmierung richtet sich nach DIN 8195. Die Menge des zuzuführenden Schmierstoffes ist aus [[DIN 8195|<u>dieser</u>]] Tabelle abzulesen.<br />
 +
Nach DIN 8195 ist eine entsprechende [[Viskosität]]sklasse
 +
bezogen auf die Umgebungstemperatur zu wählen:<br />
 +
[[Bild:Bild19.png|500px]]
  
 +
=Berechnung der Kräfte am Kettentrieb=
 +
[[Bild:Bild20.png|600px]]
 +
----
  
−
'''Flyerkette'''
+
----
  
−
Flyerketten werden als Lastketten in Kränen und Hebezeugen verwendet. Sie bestehen nur aus Laschen und Bolzen und können keine Drehmomente übertragen.
+
<br /><div style="text-align: center;">
 +
{{Mark
 +
|3. Wiederholung}}
 +
</div>
 +
<div style="text-align: center;">
 +
Berechne die Kettenzugkraft
  
−
[[Bild:Flyerkette.jpg|center|]]
+
[[Bild:Bild34.png|400px]]
  
−
'''Buchsenkette'''
+
</div>
 +
<div style="text-align: center;">
 +
[[Kettentriebe: Lösung|<u>Lösung</u>]]
 +
</div>
  
−
Bei der Buchsenkette sitzt die innere Lasche auf einer Buchse, die sich auf dem Bolzen befindet. Das zusätzliche Gelenk reduziert den Verschleiß.
+
----
  
 +
----
  
−
[[Bild:Buchsenkette2.gif|center]]
+
[[Bild:Bild21.png|500px|thump|right]]<br />[[Bild:Bild22.png|500px]]
−
[http://www.horst-rother-gmbh.de/Lieferprogramm/Ketten/RoKe.html Hersteller Link mit Berechnung]
+
<br /><br /><br /><br />
  
−
+
=Allgemeine Fragen zum Thema Kettentriebe=
−
'''Sonderbauformen'''
 
  
−
Im Verwendungsbereich der Förder- und Lastenketten wurden von den Herstellerfirmen eine Vielzahl von Spezialketten entwickelt, wie zum Beispiel:
 
  
−
Scharnierbandkette
+
#Zu welchen Trieben gehören Kettentriebe?<br />
 +
#Was ist der Unterschied zwischen Rollenketten und Buchsenketten?<br />
 +
#In welche Hauptgruppen werden Ketten eingeteilt?<br />
 +
#Nenne 2 Vorteile sowie 2 Nachteile von Kettentrieben<br />
 +
#Warum versetzt der Poligoneffekt die Kette in Schwingungen und wann kann man ihn vernachlässigen?<br />
 +
#Wieso kann der Wellenabstand zunächst nicht genau bestimmt werden?
  
−
Scharnierbandketten, sind Förderketten die aus Platten die mit Scharnieren verbunden sind bestehen. Sie werden zum Transport von nicht zu schweren Stückgütern verwendet.
+
----
  
 +
----
 +
[[Kettentriebe: Lösung|Lösung der Fragen]]
  
 +
=Quellen=
 +
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch,[http://www.vieweg.de/index.php?sid=672ba60c106180921631e0aeb1dc7fcc Vieweg Verlag], 18. Aufl. 2007, ISBN 3-834-80262-X , € 36,90.
  
−
== Kettenräder ==
+
*Roloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung,[http://www.vieweg.de/index.php?sid=672ba60c106180921631e0aeb1dc7fcc Vieweg Verlag], 8. Aufl. 2006. ISBN 3-834-80119-4, € 20,90.
  
−
Zu einem Kettentriebe gehören mindestens zwei Kettenräder, die von der Kette umschlungen werden.
+
*Tabellenbuch Metall, 43. Auflage. [http://www.europa-lehrmittel.de/4dcgi/page?responsePage=/html/index2.html&0.9606717324196992 Europa Verlag ], ISBN 3-8085-1673-9, € 21,50
−
In ihrem Aufbau sind die Kettenräder für alle Stahlgelenkketten grundsätzlich gleich, lediglich die Verzahnung ist, entsprechend der jeweils verwendeten Kette, unterschiedlich.
 
−
Die Verzahnung der Kettenräder muss so ausgeführt sein, dass die Kette nahezu reibungslos in die Verzahnung eingreift und dass eine während des Betriebes auftretende Kettenlängung, die erfahrungsgemäß ca 2% beträgt, entsprechend berücksichtigt wird, um Sicherheit, Laufruhe und Lebensdauer des Triebes zu gewährleisten. Es wäre von Vorteil die Kettenräder vom Kettenhersteller zu beziehen.
 
−
Die Verbindung der Kettenräder mit den Wellen erfolgt über eine der gängigen Wellen - Naben - Verbindungen.  
 
−
Die Führung der Kette erfolgt im Allgemeinen durch das Eingreifen der Zähne des Kettenrades in die Kettenglieder. Lediglich bei der Zahnkette ist eine zusätzliche Innen- bzw. Außenführung erforderlich.
 
−
[[Bild:Kettenblatt alt neu.jpg|center]]
 
  
−
Links auf dem Bild sieht man ein verschlissenes Kettenrad und auf der rechten ein gebrauchtes aber noch ein gebrauchsfähiges Kettenrad.
 
  
  
 +
==Bildquellen==
 +
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch,[http://www.vieweg.de/index.php?sid=672ba60c106180921631e0aeb1dc7fcc Vieweg Verlag], 18. Aufl. 2007, ISBN 3-834-80262-X , € 36,90.
 +
*(Bilder die nicht aus dem Roloff/Matek Buch stammen sind selber gemacht.)
  
 +
{{www}}
 +
*www.roll-ring.com[http://www.roll-ring.com/]
 +
*www.ketten-theiss.de[http://www.ketten-theiss.de/downloads/iwis%20%20Gesamtkatalog%202008.pdf]
 +
----
  
 +
--[[Benutzer:Thimo R.|Thimo R.]] 18:15, 9. Okt. 2008 (CEST)
  
−
== Polygoneffekt ==
+
* [[Media:Kettengetriebe.pdf|Powerpointpräsentation zum Thema, 13.11.2010 von Me. Ruschmeyer]]
−
 
 
−
Die Kette umschlingt die Räder in Form eines Vielecks. Daraus ergibt sich, dass der wirksame Raddurchmesser und entsprechend die Kettengeschwindigkeit schwankt. Die Kettengeschwindigkeit ändert sich periodisch, wobei mit kleiner werdender Zähnezahl des Kettenrades die Höhe des prozentualen Geschwindigkeitsunterschiedes zunimmt. Trägt man die Ungleichförmigkeit in Abhängigkeit von der Zähnezahl auf so erkennt man, dass bei z = 16 die Ungleichförmigkeit bereits 2%, bei z = 20 lediglich 1,2% beträgt, bei z < 16 dagegen stark zunimmt.
 
−
 
 
−
[[Bild:Polygoneffekt.gif|center]]
 
−
[[Bild:Polygoneffekt1.gif|center|]]
 
−
 
 
−
 
 
−
Die Ungleichförmigkeit der Kettenfortschrittsgeschwindigkeit führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf der Kette und im Resonanzbereich zu Schwingungen (Längs- und Querschwingen), sondern kann durch die damit einhergehende Massenbeschleunigung und -verzögerung der Kette im Resonanzbereich theoretisch zu hohen Zusatzkräften und somit zur Zerstörung der Kette führen. Aufgrund der hohen Elastizität der Kette ist der Polygoneffekt für die praktische Auslegung der Kette jedoch unbedeutend, wenn z => 19 und bei höheren Geschwindigkeiten eine kleine Teilung p vorgesehen wird. Kettenräder mit z < 17 sollten nur bei Handtrieben oder langsam laufenden Ketten vorgesehen werden.
 
−
 
 
−
 
 
−
<div align="center">
 
−
{| width="40%" {{}}
 
−
|-
 
−
  !colspan="2" style="background-color:#FFFF40;" | '''Wiederholungsfrage 2: '''
 
−
 
 
−
<includeonly>☺⌘D</includeonly>
 
−
'''Beschreibt den Polygoneffekt und seine Auswirkung!!!!'''
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Kettentriebe_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_2|Lösung 2]]
 
−
|-
 
−
|}</div>
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
−
== Schmierung und Wartung ==
 
−
 
 
−
Eine sorgfältige und wirksame Schmierung der Kette ist Voraussetzung zum Erreichen der dem Leistungsdiagramm zugrunde gelegten Lebensdauer von 15 000 Betriebsstunden. Die Art der Schmierung richtet sich nach der Kettengeschwindigkeit und muss umso intensiver sein, je größer diese ist.
 
−
Vielfach müssen Schutzkästen angebracht werden, die als Ölbehälter dienen, gleichzeitig verschleißfördernden Schmutz fernhalten, vor unbeabsichtigten berühren schützen, aber auch Geräusche dämpfen können.
 
−
Der Kettentrieb benötigt verhältnismäßig wenig Wartung. Dieses beschränkt sich bei geschützten Antrieben auf eine meist jährliche Reinigung des Ölbehälters sowie die Erneuerung der Ölfüllung. Offene Kettentriebe sind je nach Verschmutzung spätestens alle 3 - 6 Monate mit Petroleum, Dieselöl, Triochloräthylen oder Tetrachlorkohlenstoff zu reinigen. Die Kette ist evtl. auf vorhandene beschädigte Glieder zu untersuchen welche dann ausgetauscht werden müssen. Ebenfalls sind die Kettenräder vor Wiederauflage der Kette gründlich zu reinigen und bei starkem Verschleiß durch neue Räder zu ersetzen.
 
−
 
 
−
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Niemals neue Ketten auf abgenutzte Kettenräder legen!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
−
== Hilfseinrichtung am Kettentrieb ==
 
−
 
 
−
 
 
−
* a) Umlenkräder   
 
−
* b) exzentrisches Spannrad
 
−
* c) Spannräder mit Feder, bzw. Gegengewicht
 
−
* d) Stützrad am Leertrum
 
−
* e) Kettenspannsystem mit Führungsschiene
 
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* f) elastischer Rollring
 
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[[Bild:Hilfseinrichtung Kettentrieb1.gif|center|]]
 
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  !colspan="2" style="background-color:#FFFF40;" | '''Wiederholungsfrage 3: '''
 
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'''Welche Hilfseinrichtungen gibt es am Kettentrieb??'''
 
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[[Kettentriebe_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_3|Lösung 3]]
 
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== Dimensionierung ==
 
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=== Auslegung von Kettentrieb ===
 
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* ungerade Zähnezahl für wechselnden Zahneingriff
 
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* Übersetzung (i<7) empfohlen
 
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* Übersetzung ins Schnelle ungünstig (schwingungsanfällig)
 
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* Durchhang des Leertrums ca. 1% Lastrumlänge
 
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* Kleiner Wellenabstand gute Laufruhe
 
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* Großer Wellenabstand geringer Verschleiß
 
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[[Bild:Auslegung Kettentrieb1.gif]]
 
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[[Bild:Verzahnng.GIF]]
 
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'''Kettenauswahl'''
 
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Die Kettenwahl, kann aus einen Diagramm DIN 8195 unter bestimmten vorraussetzungen ermittelt werden oder die Diagrammleistung P<sub>d</sub> muss rechnerisch ermittelt werden:
 
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[[Bild:Pd1.GIF|center]]
 
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* P<sub>1</sub> = Antriebsleistung
 
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* K<sub>A</sub> = Anwendungsfaktor für Belastung (stoßartig)
 
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* f<sub>1</sub> = Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der Zähnezahl
 
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* f<sub>2</sub> = Korrekturfaktor für den Wellenabstand
 
−
* f<sub>3</sub> = Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der Kettengliedform: 0,8 bei gekröpften  Verbindungsglied sonst 1
 
−
* f<sub>4</sub> = Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der von der Kette zu überlaufende Räder, bei normalen Kettentrieben n=2 wird f<sub>4</sub>= 1 
 
−
* f<sub>5</sub> = Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der Umweltbedingungen
 
−
* f<sub>6</sub> = Korrekturfaktor
 
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'''Tatsächlicher Wellenabstand'''
 
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[[Bild:Tatsächlicher Achsabstand.GIF]]
 
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* p= Teilung
 
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* X= Gliederzahl der Kette
 
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* z= Zähnezahl der Kettenräder
 
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=== Kräfte am Kettentrieb ===
 
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[[Bild:Kräfte.gif]]
 
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[[Bild:Formel.gif]]
 
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[[Bild:Formeln2.gif]]
 
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[[Bild:Formeln3.gif]]
 
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[[Bild:Formeln4.gif]]
 
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[[Bild:Formeln5.gif]]
 
−
[[Bild:Formeln6.gif]]
 
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=== Übungsaufgabe ===
 
−
 
 
−
Der Antrieb eines Bandförderers soll durch über einen Getriebemotor über Kettentrieb erfolgen. Der Getriebemotor Hat eine Leistung P<sub>1</sub> =3kW und die Abtriebsdrehzahl n<sub>1</sub> =125min<sup>-1</sup>. Die Drehzahl der Bandrolle beträgt n<sub>2</sub> =50min<sup>-1</sup>.
 
−
Der Wellenabstand soll a<sub>0</sub> ≈ 1000mm betragen, die Zähnezahlen der Kettenräder sind mit z<sub>1</sub>= 23 und z<sub>2</sub>= 57 anzunehmen.
 
−
Es sind folgende Betriebsbedingungen anzunehmen:
 
−
mittlerer Anlauf, Volllast mit mäßigen Stößen, tägliche Laufzeit 8h. Für entsprechende Schmierung wird gesorgt.
 
−
 
 
−
Ermittelt eine geeignete Rollenkette nach DIN 8187!!!
 
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[[Kettentriebe_L%C3%B6sungen#L.C3.B6sung_Berechnung|Lösung Berechnung]]
 
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=== pdf zum berechnen eines Kettentriebes ===
 
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[[Media:Kettentrieb-formeln.pdf]]
 
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[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
 
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
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-[[Benutzer:Wurstwerfer|Wurstwerfer]]
 

Aktuelle Version vom 18. März 2015, 20:47 Uhr

--Thimo R. 12:30, 8. Dez 2007 (CET)

Kettenrad 002.jpg

Funktion und Wirkung

Aufgaben und Einsätze

Kettentriebe gehören wie Riementriebe zu den Zugmitteltrieben und nehmen hinsichtlich ihrer Eigenschaften, des Bauaufwandes, der übertragbaren Leistung und der Anforderung an Wartung eine Mittelstellung zwischen Riemen - und Zahnradtrieben ein. Kettentriebe werden wegen ihrer Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit vielseitig für Leistungsübertragungen verwendet.

Ihre Einsatzgebiete liegen z. B. im Motoren- und Fahrzeugbau, bei Landmaschinen und außerdem finden sie Verwendung in Werkzeug- und Textilmaschinen.

Kettenarten, Ausführung und Anwendung

Die Kettenarten werden zweckmäßig in Gliederketten und Gelenkketten eingeteilt. Gliederketten werden nicht weiter Beschrieben da vor allem Stahlgelenkketten für Kettentriebe verwendet werden. Zu diesen gehören:

Bolzenketten

thump

Bolzenketten stellen die einfachste Bauart der Stahlgelenkketten dar. Die Laschen drehen sich direkt auf den Bolzen. Die Gelenkfläche ist damit entsprechend klein. Zu den Bolzenketten gehören die Gallketten (a), Fleyerketten (b) und vielfach Ziehbankketten (c,d). Bolzenketten werden meist als Last- und Transportketten eingesetzt.





Rollenketten

thump

Rollenketten unterscheiden sich von Buchsenketten durch eine über die Buchse gelagerte Schonrolle, die dazu dient, den Verschleiß zwischen Buchsen und Kettenradzähnen zu verringern. Die Rolle vermeidet die gleitende Reibung zwischen Kette und Kettenradzahn. Die Gelenkfläche ist jedoch etwas kleiner als die der Buchsenketten. Rollenketten haben eine breite Verwendungsmöglichkeit als Last-, Steuer- und Getriebeketten.






Zahnketten

thump

Zahnketten übertragen die Kraft zwischen Kette und Kettenrad über die besondere Form der Laschen, nicht wie bei den bisher genannten Ketten, über Bolzen, Buchsen oder Rollen. Insofern weisen die Zahnketten einen grundsätzlich anderen Aufbau auf. Zur Führung der Zahnketten quer zur Längsrichtung werden in die Mitte (Innenführung) oder an die Seiten der Kette (Außenführung) Führungslaschen eingelegt. Zahnketten haben eine kleinere Gelenkfläche und eine kleinere Bruchlast als Rollenketten.



Buchsenketten

thump

Buchsenketten unterscheiden sich von den Bolzenketten dadurch, dass die Innenlaschen auf eine Buchse gepresst sind, die mit einem Laufsitz auf den Bolzen geschoben ist. Die Gelenkfläche ist damit größer als die der Bolzenketten. Daraus ergibt sich eine geringere Pressung im Gelenk, was wiederum zu einer größeren Verschleißfestigkeit führt. Buchsenketten werden als Last- und Förderketten, üblicherweise in langsam laufenden Trieben, eingesetzt.





Sonderketten

thump

Sonderketten lassen sich nicht eindeutig den bisher genannten Bauarten zuordnen. Dies sind geschmiedete Ketten und Scharnierbandketten (a). Geschmiedete Ketten sind zerlegbare Gelenkketten (b), für den Einsatz z.B. in Förderern. Hierzu zählen Steckketten und Gabellaschenketten. Scharnierbandketten werden hauptsächlich in der Getränkeindustrie eingesetzt.


Hier noch ein Link[1] zum Iwis Gesamtkatalog.

1. Wiederholung

Benenne die Kettenarten und suche mit Hilfe der Tabellen die geforderten Daten.

Bild24.png Bild27.png Bild28.png

Lösung


Kettenräder

Kettenräder sind in ihrem Aufbau für alle Stahlgelenkketten grundsätzlich gleich, lediglich die Verzahnungen für die verschiedenen Ketten sind unterschiedlich. Die Verzahnung der Kettenräder muss so ausgeführt sein, das die Kette nahezu reibungslos in die Verzahnung eingreift und das während des Betriebes auftretende Kettenlängung berücksichtigt wird, um Laufruhe, Lebensdauer und Sicherheit des Triebes zu gewährleisten.

Die Verbindung der Kettenräder mit den Wellen erfolgt meist mit einer der möglichen Wellen-Naben-Verbindung. Die Führung der Kette erfolgt durch das Eingreifen der Zähne in die Kettenglieder, außer bei Zahnketten ist eine Innen- bzw. Außenführung notwendig.

Vor-und Nachteile

Vorteile

  • formschlüssige Kraftübertragung
  • geringe Lagerbelastung
  • gleichmäßige Übersetzung
  • unempfindlich gegen Schmutz und Feuchtigkeit
  • kleine Umschlingungswinkel
  • geringer Bauraum

Nachteile

  • starre Kraftübertragung
  • teurer als Riementriebe
  • schwingungsanfällig
  • Wartungsaufwand
  • parallele Wellen
  • Übersetzung kleiner 10
  • Poligoneffekt

Verbindungsglieder für Rollenketten

thump

a) Nietglied b) Steckglied mit Federverschluss c) Steckglied mit Splintverschluss d) gekröpftes Glied mit Splintverschluss e) gekröpftes Glied mit Schraubverschluss

Polygoneffekt

Die Kette umschlingt die Räder in form eines Vielecks. Daraus ergibt sich, dass der wirksame Raddurchmesser Zwischen dmax und dmin sowie die Kettengeschwindigkeit vkmax und vkmin schwankt. Dieses nennt man den Polygoneffekt . => Durchmesser- und- Geschwindigkeitsdifferenz

Neues Bild (6).png

Dieser Effekt verursacht einen unruhigen Lauf der Kette und im Resonanzbereich zu Schwingungen (Längs- und Querschwingungen).
Des Weiteren zu einer starken Massenbeschleunigung und –verzögerung im Resonanzbereich, das bedeutet hohe Zusatzkräfte.

thump



Bei weniger als 16 Zähnen (2%) nimmt die prozentuale Ungleichförmigkeitedifferenz stark zu, wobei diese bei 20 Zähnen nur noch (1,2%) beträgt und weiter abnimmt.

Der Polygoneffekt kann bei einer kleinen Teilung p und einer Zähnezahl z von 19 Zähnen und aufwärts vernachlässigt werden.



Gestalten und Entwerfen von Rollenkettentrieben

Verzahnungsangaben

Bild36.png
Maße für die Breiten B1, B2, B3 und für den Abstand e bei mehrstränigen Ketten können aus dieser TabelleFile0130.jpg entnommen werden.

thump

Übersetzung i =



Teilungswinkel T =




Teilkreisdurchmesser d =






Festlegung der Zähnezahl

Die Zähnezahl der Kettenräder ist nicht Zwingend nach Tabellen zu wählen.
Eine ungerade Zähnezahl ist zu empfehlen da hierbei ein Kettenglied nicht immer auf die gleiche Zahnlücke trifft.
Dieses verringert den Verschleiß.

thump

Gestalten der Kettenräder

Die Form der Kettenräder wird hauptsächlich durch die zu übertragende Leistung und die Zähnezahl bestimmt. Die Ausführungsart hängt von den konstruktiven Gegebenheiten ab, oft auch montagefreundlich gestaltet. Kettenräder werden aus Stahlguss, Stahl, Grauguss, Temperguss und aus Kunststoffen gefertigt. Kleinere Kettenräder unter 30 Zähnen die gegossen, geschweißt oder gedreht werden bestehen meist aus Stahl höherer Festigkeit. Bei Höheren Drehfrequenzen auch aus Vergütungs- und Einsatzstählen. Sehr große Kettenräder werden aus Gusseisen oder Stahlguss gefertigt.

Leistungsdiagramm

Kettenauswahl

Voraussetzungen zur Wahl einer Kette nach dem Leistungsdiagramm.

Bild32.png
  • Kleinrad z1 = 19 Zähne
  • Übersetzung i = 3
  • Kettenlänge x = 100 Glieder
  • gleichförmiger Betrieb
  • 15000 Betriebsstunden Lebenserwartung
  • maximale Längung von 3 %



Gliederzahl, Wellenabstand

thump
  • Übersetzung ins Schnelle ungünstig
  • Übersetzung i < 7
  • kleiner Wellenabstand gute Laufruhe
  • großer Wellenabstand geringer Verschleiß











2. Wiederholung

Berechne den angenäherten und anschließend den genauen Wellenabstand

Bild29.png

Lösung

Anordnung der Kettentriebe

thump
Das Lasttrum sollte im idealen Fall oben liegen oder maximal 60o aus der Waagerechten geneigt sein. Der horizontale Einbau ist ungünstig.

Durchhang des Kettentrums

thump

Infolge des Polygoneffekts ändert sich die Trumlängen periodisch, weshalb ein Durchhang (frel) der Kette gefordert ist. Er soll 1…3% betragen um zusätzliche Belastungen zu vermeiden. Bei zu großem Durchhang verringert sich der Umschlingungswinkel und infolge kann die Kette überspringen.




Hilfseinrichtungen

Bild18.png Voraussetzung für die Montage von Hilfseinrichtungen sind:

- schrägfreie und parallele Wellen
- korrekte Kettenspannung


Hier noch ein interessanter Link[2] zu einem meiner Meinung nach sehr innovativen Kettenspannsystem.

Schmierung und Wartung der Kettentriebe

Die Art der Schmierung richtet sich nach DIN 8195. Die Menge des zuzuführenden Schmierstoffes ist aus dieser Tabelle abzulesen.
Nach DIN 8195 ist eine entsprechende Viskositätsklasse bezogen auf die Umgebungstemperatur zu wählen:
Bild19.png

Berechnung der Kräfte am Kettentrieb

Bild20.png


3. Wiederholung

Berechne die Kettenzugkraft

Bild34.png

Lösung

thump

Bild22.png





Allgemeine Fragen zum Thema Kettentriebe

  1. Zu welchen Trieben gehören Kettentriebe?
  2. Was ist der Unterschied zwischen Rollenketten und Buchsenketten?
  3. In welche Hauptgruppen werden Ketten eingeteilt?
  4. Nenne 2 Vorteile sowie 2 Nachteile von Kettentrieben
  5. Warum versetzt der Poligoneffekt die Kette in Schwingungen und wann kann man ihn vernachlässigen?
  6. Wieso kann der Wellenabstand zunächst nicht genau bestimmt werden?

Lösung der Fragen

Quellen


Bildquellen

  • Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch,Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007, ISBN 3-834-80262-X , € 36,90.
  • (Bilder die nicht aus dem Roloff/Matek Buch stammen sind selber gemacht.)

Weblinks

--Thimo R. 18:15, 9. Okt. 2008 (CEST)

Abgerufen von „http://bs-wiki.de/mediawiki/index.php?title=Kettentriebe&oldid=70262“