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Kettenräder für (Buchsen)Förderketten DIN8165, DIN8167 und kundenspezifische Förderketten
Polygoneffekt (= Vieleckeffekt)
Die Zähnezahl der Kettenräder ist sehr wichtig für die Kettenauslegung (Kettenberechnung). Dabei ist zu beachten, dass die kleinste Zähnezahl in der Kettenschlaufe berücksichtigt werden muss. Das ist sehr oft ein Kettenspannrad, das sich negativ auf die dynamischen Belastungen der Ketten und Kettenräder auswirken kann/wird.
Die Kette folgt beim Lauf über die Kettenräder nicht der Bahn des Teilkreises, sondern einem Polygon (Vieleck), woraus sich eine Geschwindigkeitsschwankung in der Kette ergibt. Aus Geschwindigkeitsschwankungen resultieren Beschleunigungskräfte.
Die Kette führt dabei beim Einlauf auch eine Hubbewegung und beim Ablauf eine Senkbewegung aus.
Zu kleine Zähnezahlen verstärken den Polygoneffekt, je weniger Zähne, desto größer der ungleichförmige Lauf.
Durch die größere Gelenkabwinkelung (= größere Gelenkbewegung) entsteht mehr Verschleiß zwischen Bolzen, Buchsen und Rollen.
6 Zähne vermeiden (z=6 vermeiden)
Wie in nebenstehender Grafik zu erkennen ist, verursacht z=6 eine sehr große Geschwindigkeitsschwankung, d.h. es entstehen große Beschleunigungskräfte. Zudem winkelt sich das Gelenk beim Einlauf und beim Auslauf aus dem Kettenrad um 60° ab.
Bei z=8 winkeln sich die Kettengelenke um 45° ab, d.h. um 25 % weniger. Bei z=10 winkeln sich die Kettengelenke um 36° ab, das sind sogar 40 % weniger.
Die Geschwindigkeitsschwankung bei z=6 beträgt laut nebenstehender Grafik ca. 14%, bei z=8 ca. 8% (ca. 43 % weniger) und bei z=10 ca. 5 % (ca. 64% weniger).
Durch größere Zähnezahlen der Kettenräder reduzieren sich der Verschleiß in den Kettengelenken, an den Kettenradzähnen und die dynamischen Belastungen in der Kette.
Die Zähnezahl der Kettenräder hat somit einen erheblichen und direkten Einfluss auf die Lebensdauer der Ketten und Kettenräder.
Nahezu doppelte Lebensdauer durch Kettenräder mit ungeraden Zähnezahlen
Bei Gelenkketten längen sich die benachbarten Kettenteilungen auf Grund der Kettenkonstruktion unterschiedlich. Sobald Verschleiß zwischen Kettenbolzen und Kettenbuchsen entsteht, ist die Flächenpressung benachbarter Kettenradzähne ebenso unterschiedlich, das heißt die Flankenpressung an jedem 2. Kettenradzahn ist höher als an dem dazwischenliegenden Kettenradzahn.
Da Gelenkketten üblicherweise gerade Gliedanzahlen aufweisen, verteilt sich diese ungleichmässige Flankenpressung nicht auf alle Kettenradzähne. Die Kettengelenke (Kettenrollen) die einen größeren Druck verursachen, berühren immer wieder dieselben Kettenradzähne.
Dies kann durch ungerade Zähnezahlen vermieden werden, da sich die Kettenglenke (Kettenrollen) mit dem höheren Druck dann gleichmäßig auf alle Kettenradzähne verteilen.
Gehärtete Kettenräder erhöhen die Lebensdauer der Ketten und Kettenräder
Wenn z.B.aus Platzgründen Kettenräder mit kleinen Zähnezahlen notwendig oder der Einsatz von ungeraden Zähnezahlen nicht möglich ist, bieten sich verschleißfeste Kettenräder an.
Die Zahnscheiben fertigen wir in diesem Fall aus C45 oder 42CrMo4 und die Zahnflanken werden induktiv gehärtet.
Kettenräder für Förderketten fertigen wir auch aus dem verschleißfesten Material HARDOX400, HARDOX450 oder HARDOX500 gefertigt werden.
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