Förderketten und Kettenräder

KettenWulf Betriebs GmbH(Hrsg.)

Förderketten und KettenräderGrundlagen, Weiterentwicklung und Anwendungsbeispiele

HerausgeberKettenWulf Betriebs GmbH,Eslohe, Deutschland

AutorDipl.-Ing. Reinert LinnSchmallenberg-Bad Fredeburg, Deutschland

ISBN 978-3-658-08921-4 ISBN 978-3-658-08922-1 (eBook)DOI 10.1007/978-3-658-08922-1

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Vorwort – Ansgar Wulf

Das System Förderkette / Kettenrad wird in den unterschiedlichsten Anwendungen immer dann angetroffen, wenn etwas von A nach B transportiert wird. Von ligraner is ro uster Bauform, kann sich dieses aus wenigen Baugruppen estehende aschinenelement als technisch äußerst komple-xes Konstrukt erweisen. Die Technologie der För-derkette wurde aufgrund ihres Variantenreichtums eine wirtschaftliche Er-folgsgeschichte. Und weil sie meist eingehaust in a-schinen und Anlagen im Ver orgenen operiert, ist es

ei näherer Betrachtung auch gar nicht verwunderlich, dass man ihr in der Welt der Technik kaum Beachtung schenkt und nur Kenner Notiz von ihr nehmen. Als Herzstück vieler Anlagen fällt sie vielen

aschinen etrei ern erst dann auf, wenn sie ausfällt. Doch dann ist es in der Regel zu spät, denn mit ihrem Versagen steht gleich die ganze Anlage still. Andererseits: Laufen Förderkette und Kettenrad einwandfrei, so läuft auch die gesamte Anlage meist prozesssicher. Die Förderkette ist gewissermaßen der Hidden Champion unter den

aschinenelementen.Das vorliegende Werk versucht nun erstmalig in Form eines Buches die Förderkette und ihre Besonderheiten zu durchleuchten. eine Fa-milie eschäftigt sich nunmehr seit vier enerationen mit der roduk-tion und dem Vertrie von Förderketten und Kettenrädern. So war ich als junger Student im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen, Fachrich-tung aschinen au gespannt, inwieweit die Thematik Ketten mich auch im Studium egleiten würde. Um es kurz zu fassen, das Thema wurde innerhal der Vorlesung aschinenelemente in einer Doppel-stunde zusammen mit Riemengetrie en a gehandelt. Natürlich hatten Vorlesungen im Bereich Werkstoffkunde, Technische echanik und Fertigungstechnik, um nur einige zu nennen, auch erschneidungen mit der Kettenwelt. Doch die explizite Auseinandersetzung mit För-

eschäftsführer Dipl.-Wirt.-Ing. Ansgar Wulf

6 Vorwort – Ansgar Wulf

derketten nahm gerade einmal zwei Stunden meines Studiums in An-spruch. Auch in der einschlägigen Fachliteratur ndet der interessierte Leser zu industriellen Ketten recht wenig. rund auformen und - e-rechnungen stellen hier das ros der Informationen dar. Deshal ist es für ein Unternehmen wie KettenWulf nicht leicht, die richtigen Entwickler und Ingenieure zu nden. Im ersonalmanage-ment ist es nicht damit getan, aschinen au-Ingenieure einzustellen. Wir müssen Fragen eantworten. Wie ringe ich jungen Leuten wäh-rend der Aus ildung die Kettenthematik näher Wie groß ist der Auf-wand, den wir in die Aus- und Weiter ildung von Universitäts- und Fachhochschula solventen investieren müssen Und inwieweit kön-nen wir ranchenfremde Ingenieure t machen Schließlich müssen unsere itar eiter dazu in der Lage sein, das eratungsintensive The-ma Förderkette dem Kunden in vielerlei Hinsicht nahe zu ringen: die konstruktiven Herausforderungen, komplexe Werkstofffragen und die Tücken der Fertigung.

Es kommt ein Umstand hinzu, der mich nachdenk-lich stimmt. Hatten in der Vergangenheit viele Ent-scheidungsträger in den Unternehmen noch einen technischen Hintergrund, so lässt nach meiner Beo -achtung inzwischen in den Führungsetagen der Wille,

sich mit komplexen Fragestellungen der Technik ernsthaft auseinan-dersetzen, erhe lich nach. ehr denn je müssen deshal Ingenieure dazu in der Lage sein, ihr Expertenwissen zu vermitteln und weiter-zuge en.

it dem vorliegenden Buch stellen nun der Springer Vieweg-Verlag und KettenWulf erstmals Expertenwissen zu Förderketten und Ket-tenrädern in kompakter Form der Allgemeinheit zur Verfügung. Der Autor, Dipl.-Ing. Reinert Linn, kann auf eine mehr als vierzigjährige KettenWulf-Betrie szugehörigkeit zurück licken. Als ehemaliger Lei-ter des Verkaufs und des roduktmanagements hat er sich eine pro-funde Wissens reite- und tiefe erar eitet, die er schon in unzähligen Schulungen an junge und auch ältere KettenWulf- itar eiter weiter-ge en konnte. Dieses Wissen und die jahrzehntelangen KettenWulf Erfahrungen sind rundlage des Buches. Egal o in den Händen von

itar eitern des eigenen Unternehmens, von Kunden, Lieferanten, Studierenden oder einfach nur technisch Interessierten: Dieses Buch will das Interesse an Förderketten und Kettenrädern wecken.

Autor – Dipl.- Ing. Reinert Linn

Inhalt

Vorwort – Ansgar Wulf ........................................................................5

1 Einleitung .....................................................................................9

2 Förderketten ...............................................................................17

3 Kettenräder für Förderketten .......................................................57

4 Weiterentwicklung der Förderketten und Kettenräder ................71

5 Anwendungs eispiele in verschiedenen Branchen .....................93

6 Berechnungsgrundlagen für Förderketten .................................125

7 Berechnungsgrundlagen für Kettenräder ..................................155

Sachwortverzeichnis ........................................................................163

Unternehmensgeschichte KettenWulf ..............................................169

1 Einleitung

Inhalt

1.1 Förderketten und Kettenräder: Zuordnung in der Transport- und Fördertechnik .........................10

1.2 Förderketten und Kettenräder: aschinenelemente in mechanischen Stetigförderer .................12

1.3 Das Förderkettengetrie e: Bauteile, Bauform und Funktion ................................................14

1.4 Literatur .......................................................................................16

KettenWulf Betriebs GmbH (Hrsg.), Förderketten und Kettenräder, DOI 10.1007/978-3-658-08922-1_1, © Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2017

10 1: Einleitung

1.1 Förderketten und Kettenräder: Zuordnung in der Transport- und Fördertechnik

Wenn ersonen und üter aller Art von einem rt zum anderen gelan-gen sollen, ist die Transporttechnik gefragt, die in die eiden Bereiche Verkehrstechnik und Fördertechnik eingeteilt ist. [1]. Die Verkehrs-technik ü ernimmt Transporte ü er weite Strecken und nutzt z. B. Stra-ßen, Schienen- und Wasserwege sowie den Luftraum. Auf egrenzter Fläche, etwa innerhal eines Betrie es, kommt die Fördertechnik zum Zuge. Zu ihren Instrumenten zählen ne en He ezeugen, Kranen oder Flurförderzeugen die Stetigförderer. Die Norm DIN 15201 Teil 1 [2] de-

niert Stetigförderer als mechanische, pneumatische und hydraulische Fördereinrichtungen. echanische Stetigförderer mit Förderketten als Zugmittel sind unter den unkten 2 und 3 der Norm eschrie en. Bild 1.1 gi t eine ersicht ü er die Zuordnung der Stetigförderer mit För-derketten als Zugmittel in der Fördertechnik.

Förderketten und Kettenräder 11

Bild 1.1 echanische

Stetigförderer mit Zugmittel in der Fördertech-nik

12 1: Einleitung

1.2 Förderketten und Kettenräder: Maschinenelemente in mechanischen Stetigförderer

Stetigförderer werden in der Norm DIN 15201, deren Ursprung sich is in das ahr 1926 zurückverfolgen lässt, als Fördereinrichtungen de-niert, mit denen das Fördergut auf festgelegtem Weg von der Aufga-e- is zur A ga estelle ewegt, also transportiert oder efördert

wird. Wenn hier ei Ketten als Zugmittel eingesetzt werden, ezeichnet man dieses aschinenelement als Förderkette. Weitere aschinenele-mente in Fördereinrichtungen sind die Kettenräder, die zusammen mit der Förderkette das unter 1.3 eschrie ene Förderkettengetrie e ilden und in dieser Kom ination den Förderprozess ewirken. Fördergüter können Schüttgüter, Stückgüter oder auch ersonen sein. Das Förder-gut wird stetig, mit wechselnden eschwindigkeiten oder nach Bedarf ewegt. Der Transport ist waagerecht, senkrecht, geneigt oder räum-

lich in einer Kom ination dieser Richtungen möglich. Bild 1.2[3] zeigt die Antrie sstation eines Stahlzellen andförderers mit vorgeschalteten Antrie seinheiten für den Schüttgütertransport. Zugmittel der Förder-anlage ist eine Förderkette, dargestellt in Bild 5.13, Seite 101.

Förderketten und Kettenräder 13

Bild 1.2 Antrie sstation eines Stahlzellen-andförderers für

Schüttgüter mit vorgeschalteten Antrie seinheiten: (1) Förderkette, (2) Antrie s- kettenrad, (3) Antrie swelle, (4) Fördergut- träger, (5) Antrie sein-heit,

14 1: Einleitung

1.3 Das Förderkettengetriebe: Bauteile, Bauform und Funktion

emäß der VDI-Richtlinie 2127 [4] sind etrie e Einrichtungen zum Umformen oder ertragen von Bewegungen und Kräften und damit auch von Energie. Ein etrie e esteht aus wenigstens drei gegenein-ander eweglichen liedern. Das Förderkettengetrie e ist ein Zugmit-telgetrie e, in dem die Förderkette das Antrie s- und Umlenkkettenrad im Achsa stand des Förderers umschlingt. Die Förderkette ü ernimmt da ei als Zugmittel die aus dem Antrie sdrehmoment resultierende Kraftü ertragung der Kettenzugkraft und dient gleichzeitig als Trag- oder itnahmeelement für das Fördergut und dessen Bewegung. Der unter Zug elastung stehende Förderkettenstrang ist das sogenannte Lasttrum. Die ertragung der Kettenzugkraft erfolgt kraftschlüssig zwischen einlaufendem Kettengelenk und der Zahn anke des An-trie skettenrades [5]. Die weitere Umschlingung der Förderkette um das Kettenrad erfolgt formschlüssig und schlupffrei. Am Auslauf des Antrie skettenrades wird dann die Förderkette als sogenanntes Leer- trum ohne Fördergut elastung in die Rückführung zum Umlenkket-tenrad geleitet, an dessen Auslauf sie wiederum die Funktion des Last-trums einnimmt. In der Standard auform eines einsträngigen Förderkettengetrie es ha en Antrie s- und Umlenkkettenrad gleiche Zähnezahl, Last- und Leertrum werden durchgängig unterstützt. Durch Verschie en der Umlenkwelle ei veränder arem Achsa stand, können die Umlenk-kettenräder gleichzeitig auch als Spannkettenräder zur erwindung der Restkettenzugkraft eim Auslaufen der Kette aus dem Antrie sket-tenrad und zum Ausgleich der aus dem Förder etrie resultierenden Kettenlängung durch Verschleiß dienen. A gestimmt auf das jewei-lige Fördergut und die Bauform der Fördereinrichtung können ein-, zwei- oder mehrsträngige Förderketten und zusätzliche Umlenk- oder Spannkettenräder mit gleicher oder unterschiedlicher Zähnezahl sowie Umlenkrollen und Umlenk ögen variantenreich in einem Förderket-tengetrie e verwendet werden. In Bild 1.3 ist die Standard auform ei-nes Förderkettengetrie es für den Karossentransport in der Automo il-industrie dargestellt, rodukt eispiel der Förderkette siehe Bild 5.1 , Seite 104.

Das Förderkettengetriebe 15

Bild 1.3 Förderkettenge-trie e: (1) Förderkette, (2) Fördergut- träger, (3) Antrie sketten-rad, (4) Umlenk- und Spannkettenrad, (5) Lasttrum, (6) U- ro l- Lauf ahn, (7) Leertrum, ( ) U- ro l-Lauf ahn

16 1: Einleitung

1.4 Literatur[1] Rudolf riemert / eter Römisch, Springer Vieweg, 2015[2] DIN 15201, April 1994, Stetigförderer Benennungen[3] Bild BEU ER aschinenfa rik[4] VDI-Richtlinie VDI 2127, Fe ruar 1993, ü erprüft und weiter

gültig kto er 2011 [5] H.- . Rachner, Stahlgelenkketten und Kettentrie e, Springer-

Verlag 1962

2 Förderketten

Inhalt2.1 De nition, Entwicklung und Normung der

technischen Ketten ......................................................................12.1.1 Rundstahlketten.................................................................12.1.2 allketten ..........................................................................12.1.3 Buchsenketten ...................................................................192.1.4 Rollenketten ......................................................................202.1.5 Förderketten ......................................................................20

2.2 Normung der Förderketten ..........................................................252.2.1 Standardförderketten nach DIN 165 ...............................252.2.2 Standardförderketten nach DIN IS 1977 ........................25

2.3 Werkstoff- und Beschichtungstechniken der Förderketten ........262.3.1 Werkstoffe der genormten Standardförderketten ..............262.3.2 ptimierte Werkstoffe für esondere Anforderungen .......272.3.3 er ächenveredelung durch Beschichtungen .................27

2.4 Fertigungstechniken der Förderketten.........................................322.4.1 Fertigungsverfahren zur Herstellung genormter

Standardförderketten ........................................................322.4.2 ptimierte Fertigungsverfahren für esondere

Anforderungen ..................................................................32.5 Erstschmierung und Konservierung der Förderketten ................45

2.5.1 Erstschmierung ................................................................452.5.2 Konservierung ...................................................................46

2.6 Instandhaltung der Förderketten .................................................472.6.1 Wartung der Förderketten .................................................472.6.2 Inspektion – Instandsetzung – Ver esserung ....................54

2.7 Literatur .......................................................................................55

KettenWulf Betriebs GmbH (Hrsg.), Förderketten und Kettenräder, DOI 10.1007/978-3-658-08922-1_2, © Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2017

18 2: Förderketten

2.1 De nition, Entwicklung und Normung der technischen Ketten

Der Duden de niert das Wort Kette als eine Reihe aus eweglichen, ineinandergefügten oder mit elenken ver undenen liedern [1]. In der technischen Anwendung dienen Ketten u.a. dazu, Lasten anzu-schlagen und zu he en, Kräfte zu ü ertragen oder Fördergüter aller Art zu ewegen.

2.1.1 RundstahlkettenDie Entwicklung der technischen Ketten [2] egann, als der Englän-der h. White im ahre 1634 für eine eiserne Ankerkette mit ineinan-dergefügten liedern aus Rundstahl das atent erhielt. Bedingt durch die Bauweise aus Rundstahl esteht nur eine minimale Kontakt- zw.

elenk äche zwischen den einzelnen Kettengliedern. Die röße der elenk äche ist ein entscheidender Faktor für die Verschleißfestig-

keit einer Kette ei Bewegung der Kettenglieder unter Belastung. it zunehmender röße der elenk äche verringert sich die spezi sche

elenk ächenpressung ei gleich lei ender Belastung, und die Ket-te verschleißt weniger. Vor allem aus diesem rund wurden die tech-nischen Ketten weiterentwickelt. Für Rundstahlketten, ei denen die Kettenglieder aus einem Rundstahl-Vorprodukt gefertigt werden, gi t es zahlreiche Normen, die auf den jeweiligen Verwendungszweck der Ketten a gestimmt sind.

2.1.2 GallkettenIm 1 .und 19. ahrhundert nahm die industrielle Entwicklung rasch an Fahrt auf, so auch in der Fertigungstechnik. 1 29 entwickelte Andr

all erstmals eine elenkkette. Diese nach ihm enannten allketten estehen aus den Bauteilen Laschen und Bolzen. Da ei ilden die Bol-

Bild 2.1 Rundstahlkette

De nition Entwi klung und or ung der te nis en Ketten 19

zen mit den auf den Bolzenzapfen gelenkig angeordneten Laschen das Kettengelenk. Die elenk äche von allketten ergi t sich aus der La-schenstärke, der Laschenanzahl und dem Bolzenzapfendurchmesser; sie ist dadurch größer als die der Rundstahlketten und hat deshal ei gleicher Belastung eine höhere Verschleißfestigkeit. allketten sind nach DIN 150 [3] genormt und werden als Lastketten oder für An-trie e mit geringen Leistungen ei niedrigen eschwindigkeiten ein-gesetzt. Eine Weiterentwicklung der allketten sind die Laschenketten für Antrie e im Stahlwasser au, deren Bauweisen und Berechnungs-grundlagen die Normen DIN 19704-1 und 19704-2 [4]de nieren. Ein Beispiel dazu ist in Bild 2.2.1 dargestellt.

2.1.3 BuchsenkettenEin eilenstein in der Entwicklung der technischen elenkketten war die Buchsenkette, die Hans Renold im ahre 1 0 erfand [5]. Ihre ü eraus große Bedeutung erlangte sie durch das Bauteil Buchse, das zusammen mit dem Bolzen das Kettengelenk ildet und der Kette ih-ren Namen ga . Die Laschen der Buchsenketten werden durch ress-ver indung fest mit den Buchsen und Bolzen ver unden. Sie ilden so die Baugruppen Innen- und Außenglied, die durch die Kettengelenke miteinander ver unden sind. Bolzendurchmesser und Buchsenlänge estimmen die röße der elenk äche. Durch diese Bauweise ha en

Bild 2.2.1 Laschenkette für Antrie e im Stahlwasser au

Bild 2.2 allkette

20 2: Förderketten

Buchsenketten eine wesentlich größere elenk äche als allketten und sind deshal ei gleicher Belastung sehr viel verschleißfester. Buchsenketten sind nach DIN 164 [6] genormt und werden für lang-sam laufende Antrie e mit geringer räzision verwendet.

2.1.4 RollenkettenDie Bauform von Rollenketten ähnelt der von Buchsenketten, jedoch ist in dem Kettengelenk aus Buchse und Bolzen zusätzlich noch eine Rolle auf der Ketten uchse angeordnet. Diese aßnahme ringt viele Vorteile, vor allem reduziert sie wesentlich den Verschleiß in der Ket-tenradverzahnung und am Außendurchmesser der Ketten uchse eim Einlaufen der Kette in die Kettenräder. Diese schonende Wirkung der Rolle rachte ihr den Namen Schonrolle ein. Rollenketten der Bauar-ten Einfach-, Zweifach-und Dreifach-Rollenkette sind nach DIN IS 606 [7] genormt und werden zur mechanischen Kraftü ertragung und für verwandte Anwendungen eingesetzt.

2.1.5 FörderkettenFörderketten sind eine Weiterentwicklung der Buchsenketten. Dies geht auch aus der Norm für Förderketten DIN 165 hervor, in der die A messungen von Buchsen, Bolzen und der lichten Weiten aus der Norm für Buchsenketten nach DIN 164 ü ernommen wurden. Häu g ezeichnet man Förderketten daher auch noch als Buchsenförderket-

ten. Förderketten ha en die Aufga e, üter aller Art in fördertechni-

Bild 2.3 Buchsenkette

Bild 2.4 Einfach-

Rollenkette