Alles Auslegungssache

Kettenberechnung - Rollenketten erleben eine Renaissance und sind heute wieder ein bevorzugtes Element zur Kraftübertragung und für den Transport von Gütern. Grund dafür ist die längere Lebensdauer der Kette und der ruhigere Lauf moderner Ketten. Ein neues Programm zur Kettenberechnung ermöglicht die Auswahl der richtigen Kette.

22. Juni 2005

Das Bild der Rollenkette hat sich in den letzten Jahren erheblich gewandelt: Früher stand eine Kette für ein unansehnliches Antriebselement, das trotz häufiger Wartung einem hohen Verschleiß unterlag und häufig ausgetauscht werden musste. Bezeichnend für den schlechten Ruf dieser Maschinenelemente war der Umstieg der Automobilindustrie von Steuerketten auf Zahnriemen, der den Anfang vom Ende der Rollenkette einleiten sollte.

Diese Entwicklung hat sich jedoch inzwischen umgekehrt, und heute sind Rollenketten mehr denn je ein bevorzugtes Element zur Kraftübertragung und für den Transport von Gütern: Bereits in den Motoren von Mittelklassewagen werden heute wieder Steuerketten eingebaut, und in höher­wertigen Kraftfahrzeugen gelten sie längst als Standard. Zurückzuführen ist diese Entwicklung auf die längere Lebensdauer und auf den ruhigeren Lauf moderner Ketten: Die Kette kann größere Kräfte übertragen, erlaubt kleinere Umlenkradien und ist zuverlässiger als ein Zahnriemen.

Auch in Industrie­anwendungen ist ein Umdenken festzustellen: Wurden noch vor wenigen Jahren vielfach ganze Anlagen auf Riemenantrieb umgestellt, kommt heute verstärkt wieder die Kette zum Einsatz. Beigetragen zu dieser Trendwende hat auch der Fortschritt im Bereich der Verschleißfestigkeit und Wartungsfreiheit: Auch wer eine saubere Anwendung benötigt, kann heute eine beschichtete Sinterbuchsenkette verwen­den, die keinerlei Nachschmierung ver­langt und äußerlich trocken ist. Stark gefettete Ketten mit kurzen Nachschmierintervallen gehören damit der Vergangenheit an. Selbst für Anwendungen mit sehr viel Abrieb sind heute Ketten verfügbar, die ohne jedes Schmiermittel trotz Sand im Getriebe die gleiche Lebensdauer erzielen wie eine Rollenkette im gut geölten Einsatzfall. Möglich machen diesen Fortschritt neueste Beschichtungstechnologien. Auch bei Anwendungen in korrosiver Umgebung kommen heute neuartige Korrosionsschutzbeschichtungen zum Einsatz, die gerade beimKontakt mit Chemikalien oder in salziger Umgebung ihre Vorteile ausspielen können. Auch rostfreie Ketten werden heute mit besseren Verschleißbeständigkeiten angeboten,und sogar wartungsfreie rostfreie Ketten sind inzwischen am Markt verfügbar.

Diese Vielzahl neuer Ketten stellt den Anwender jedoch immer häufiger vor die Frage, welche Kettenart für seinen speziellen Anwendungsfall die richtige ist. Und auch die optimale Kettengröße zu finden ist nichttrivial: Trotz der normierten Geometrien bestehen zwischen einzelnen Kettenmarken nämlich große Qualitätsunterschiede, die zu sehr unterschiedlichen Lebensdauern der einzelnen Kettenvarianten führen. Die Auswahl der richtigen Kettentype und der notwendigen Qualität für den jeweiligen Anwendungsfall wird dadurch ein immer größeres Problem für den Konstrukteur: So lässt sich beispielsweise eine Auslegung mit einem Sicherheitsfaktor zur Bruchkraft bei Rollenketten nur bedingt anwenden, da der Belastungsfall bei Bruch nur geringe Ähnlichkeit hat mit dem Belastungsfall im normalen Verschleiß. Für spezielle Anwendungen mit hochwertigen Ketten kann jedoch auch die Alternative der Auslegung nach Gelenkflächenpressung nicht mehr als Kriterium herangezogen werden. Vielmehrmüssen die spezifischen Eigenschaften der Kette für jede Anwendung mit den speziellen Anforderungen des Einsatzfalles abgeglichen werden.

Eine Hilfestellung bei der Lösung dieser vielfältigen Probleme hat jetzt der Rollenkettenhersteller Arnold & Stolzenberg vorgestellt: Ein neues Kettenberechnungsprogramm des Unternehmens im niedersächsischen Einbeck ermöglicht dem Konstrukteur eine schnelle Auslegung der Antriebskette für sämtliche Standardanwendungen, aber auch für eine große Zahl spezieller Einsatzgebiete.

Das Programm gestattet es, auf der Grundlage von Belastungsdaten und Umgebungsbedingungen die beste Kette für den jeweiligen Anwendungsfall automatisch zu ermitteln. Zugleich berechnet die Software die dabei zu erwartende Lebensdauer. Das kostenlose Programm läuft auf jedem Windows-basierten Personal Computer mit einem Betriebssystem ab Windows 95.

Eine klar strukturierte Eingabemaske erleichtert dem Anwender die Eingabe der Antriebsdaten einer Anlage. Zur Wahl stehen dabei verschiedene Schmieroptionen und dynamische Faktoren. So lässt sich beispielsweise vorgeben, ob eine Außenanwendung vorliegt oder ob die Applikation unter abrasiven Umgebungsbedingungen arbeitet. Neben den am besten geeigneten Kettenvarianten empfiehlt das Programm auch die für den jeweiligen Anwendungsfall zweckmäßige Kettengröße. Eine andere Option der Software ist die Berechnung der Lebensdauer einer vorab gewählten Kette. Dazu berücksichtigt das Programm die verschiedenen Versagenskriterien und ermittelt die tatsächlich erreichbare Lebensdauer. Das Programm gibt dabei auch an, warum die Kette nach der errechneten Zeit ausfallen wird: ob durch Verschleiß in den Kettengelenken, durch Dauerbruch oder durch ein Versagen der Rollen.

Neben den hochwertigen Rollenketten vonArnold & Stolzenberg für viele anspruchsvolle Anwendungen berücksichtigt das Programm für besonders schwierige Auslegungen zudem einige Ketten des Renold-Konzerns, dem das niedersächsische Unternehmen angehört. Beispiele dafür sind das Modell Renold Synergy, das eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit und Dauerfestigkeit bietet, die neu entwickelte Kette Renold Hydroservice, welche sich speziell für die Verwendung im Außenbereich eignet, oder die Kette Renold Sovereign, deren Stärke sich besonders bei Verwendung in abrasiven Medien zeigt.

Auch für rostfreie und wartungsarme Ketten berechnet das Programm die im Einzelfall zu erwartende Lebensdauer. Zur Wahl stehen hier unter anderem die Produkte Renold Coris und Renold Syno sowie die weltweit einzige rostfreie wartungsarme Kette mit der Bezeichnung Renold Syncor. Das Programm berechnet dann für die ausgewählte Kette die geometrischen Maße, die Auslegungsparameter wie auch die Daten des Kettentriebes. Ausgegeben wird das Ergebnis auf dem Bildschirm, als Druck oder als PDF-Datei.

Die Stärke des Programmes sieht der Hersteller nicht nur in der Ermittlung einer realistischen Lebensdauer, sondern vor allem im direkten Vergleich der verschiedenen Produkte der Renold-Gruppe. Grundlage der Berechnungsalgorithmen der Software, um für jeden Anwendungsfall die optimale Kette zu finden, sind die Ergebnisse von jahrelangen Verschleißläufen bei den unterschiedlichsten Anwendungsfällen sowie die Erfahrungen aus realen Kundenanwendungen. Selbstverständlich kann das Programm nicht sämtliche denkbaren Fragen beantworten, gerade bei speziellen Problemen ermöglicht das Werkzeug jedoch eine geeignete Vorauswahl, um danach gezielte Fragen an den Engineering Support des Kettenherstellers zu richten.

Die dafür nötigen Informationen stellt die Software in einem speziellen Fenster bereit.

Erschienen in Ausgabe: 01/2004