Kettengetriebe: Mechanik, Anwendungen und Wartung

Ähnlich wie Riemengetriebe dienen Kettengetriebe der Übertragung mechanischer Leistung (Drehbewegung) von einem Ort zum anderen. Häufig treiben sie Fahrzeugräder an. Ein Kettengetriebe (Antriebskette, Übertragungskette) überträgt Leistung durch eine Rollenkette, die über ein Kettenrad (Zahnrad) läuft. Die Zähne greifen in die Löcher der Kettenglieder.

Dieser Artikel behandelt Definition, Anwendungen, Bauteile, Typen, Funktionsweise sowie Vor- und Nachteile von Kettengetrieben.

Was ist ein Kettengetriebe?

Ein Kettengetriebe überträgt mechanische Leistung (Drehbewegung) von einem Ort zum anderen. Neben der Leistungsübertragung werden Ketten auch zum Fördern von Gütern, Heben und Ziehen eingesetzt. Die Leistung gilt als abgegeben, wenn die Kette in Rotation versetzt wird.

Kettengetriebe bestehen aus einer Reihe von über Bolzen verbundenen Gliedern (Gelenkkette). Sie umfassen endlose Ketten, die um zwei oder mehr Kettenräder gelegt sind.

Typischerweise werden Kettengetriebe dort eingesetzt, wo der Abstand zwischen Leistungsentstehung und -übertragung gering ist. Es gibt aber auch Bauarten für größere Distanzen.

Die Leistungsübertragung im Kettengetrieb ist sehr wirkungsgradoptimiert: Kein Leistungsverlust durch Schlupf (im Gegensatz zu Riemen/Seil). Die Übersetzungsverhältnis bleibt konstant – Vorteil gegenüber Riemengetrieben.

Die Kette läuft über ein Kettenrad mit Zähnen am Umfang. Nicht alle Ketten benötigen ein Kettenrad.

Anwendungen

• Leistungsübertragung
• Heben und Fördern von Lasten
• Holzbearbeitungsmaschinen
• Fördertechnik
• Fahrzeuge: PKW, Motorräder, Fahrräder, LKW
• Landmaschinen

Bauteile

Das Bild unten zeigt Diagramm und Bauteile eines einfachen Kettengetriebes.

Klassifizierung von Kettengetrieben

Nach Anwendung in drei Hauptgruppen:

• Lasthebeketten
• Leistungsübertragungsketten
• Förderketten (Zugketten)

Lasthebeketten

Zum Heben, Senken, Halten von Lasten in der Fördertechnik. Gliederketten sind am weitesten verbreitet. Vorteile: gute Flexibilität in alle Richtungen, geräuscharm, einfache Fertigung, arbeiten auf kleinen Trommeln und Umlenkrollen.

Leistungsübertragungsketten

Zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen. Gliederketten haben Nachteile: niedrige Drehzahlen, plötzlicher Versagen, empfindlich gegen Überlast und Rucke, hohes Gewicht.

Förderketten

Zum kontinuierlichen Transport von Material durch Schieben, Ziehen oder Tragen.

Kettentypen im Detail

Hubketten (Hoisting Chains)

Ein Hubwerk ist eine mechanische Vorrichtung zum Heben/Senken schwerer Lasten. Die verwendete Kette heißt Hubkette. Sie ist für hohe Lasten ausgelegt. Zwei Hauptarten:

• Ovalgliederketten (Oval-Link Chains): Häufigste Hubketten, aus ovalen Gliedern (auch Spulenketten genannt). Quadratglieder ketten knicken unter Last leicht ein. Nur für niedrige Geschwindigkeiten.
• Bolzenketten (Stud-Link Chains): Runde Bolzen in den Ovalgliedern minimieren Verformung und Verkanten. Erhöhte Festigkeit. In Schiffsankerwerken und Kranhubwerken für extrem hohe Lasten.

Förderketten (Conveyor Chains)

Speziell geformt für Lauf über Kettenräder. Aus tempergussfähigem Gusseisen, für niedrige Drehzahlen. Nachteil: unruhiger Lauf, Verschleißgefahr. Zwei Unterarten:

• Abnehmbare / Haken-Gelenk-Ketten: Für kurze Förderstrecken.
• Geschlossene Bolzenketten (Closed-End Pintle): Bolzen und Lasche im Einzelguss, wärmebehandelt für höhere Festigkeit.

Leistungsübertragungsketten (Power Transmission Chains)

Zur Drehbewegungübertragung zwischen Wellen. Aus Stahl, oft wärmebehandelt gegen Verschleiß. Hohe Präzision, guter Lauf auf Kettenrädern. Drei Hauptbauarten:

• Blockketten (Block Chains): Für niedrige Drehzahlen, laut durch plötzlichen Kontakt Kette-Kettenrad. Auch in langsamen Förderern.
• Rollenketten (Roller Chains): Bestandteile: Büchse, Innenlasche, Bolzen, Außenlasche, Innenlasche, Rollen. Büchse mit Rolle in beiden Laschen, Bolzen durch beide Rollenenden. Meist aus Stahl. Rollen drehen frei in der Büchse – minimiert Verschleiß bei Kettenradeingriff. Laufruhig, verschleißärmer als Blockketten, für hohe Drehzahlen (Motorräder). Lange Lebensdauer bei guter Schmierung.
• Zahnketten / Silent Chains (Inverted Tooth Chains): Ebenfalls für hohe Drehzahlen. Keine Rollen, präzise Form für ruhigen Lauf auf Kettenrad. Schmierung kritisch – sonst schneller Verschleiß.

Funktionsweise

Die Arbeitsweise ist einfach. Textliche Erklärung ist weniger anschaulich – ein Video veranschaulicht die Funktion.

Vor- und Nachteile

Vorteile

• Mehrere Wellen von einer Kette antreibbar
• Für kurze und lange Distanzen geeignet
• Keine Brandgefahr
• Kompakt, kleine Abmessungen
• Unempfindlich gegen Temperatur/Umgebungsbedingungen
• Einfache Montage
• Beständig gegen abrasive Bedingungen
• Kein Durchschlagen (Slapping)
• Funktioniert bei Nässe
• Hoher Wirkungsgrad (~96 %)

Nachteile

• Nicht für Anwendungen mit erforderlichem Schlupf
• Häufige Schmierung nötig
• Geringere Tragfähigkeit als Zahnradgetriebe
• Geräuschentwicklung und Vibrationen möglich
• Nicht für präzise Bewegungssteuerung geeignet
• Gehäuse erforderlich
• Nicht für nicht-parallele Wellen
• Nachspannen bei Kettendurchhang nötig

Fazit

Kettengetriebe sind eine bedeutende Erfindung der Mechanik mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Dieser Artikel hat Definition, Anwendungen, Bauteile, Typen, Funktionsweise sowie Vor- und Nachteile umfassend behandelt.

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