Kettentriebe

2. Juli 2024

Laut Definition bezeichnet ein Kettentrieb einen Aufbau aus Antriebs- und Abtriebsrad, welche durch eine umlaufende Kette miteinander verbunden sind. Sie dienen zur Übertragung von Kräften und Drehmomenten zwischen zwei oder mehreren Wellen.

Funktionsweise von Kettentrieben

Bei Kettentrieben handelt es sich um Zugmitteltriebe; auch Zugmittelgetriebe oder Umschlingungsgetriebe. Charakteristisches Merkmal ist die Übertragung von Kräften und Momenten zwischen räumlich getrennten Getriebegliedern. Dabei umschlingt ein Zugmittel, bei Kettentrieben eine Kette, die einzelnen Glieder. Die Übertragung erfolgt mittels fixen oder variablen Übersetzungsverhältnisses.

Fest mit der treibenden beziehungsweise getriebenen Welle verbundene Kettenräder bilden die Getriebeglieder. Anders als bei kraftschlüssigen Riemen- oder Seiltrieben erfolgt die Transformation von Kräften und Momenten auf die einzelnen Kettenglieder durch Formelemente der Kettenräder. Die Kette umschlingt die Zahnscheibe jedoch nicht ideal rund, sondern vieleckig. Infolgedessen schwankt der jeweils wirksame Durchmesser am Kettenrad.

Damit variiert trotz konstanter Winkelgeschwindigkeit die Geschwindigkeit der Kette. Diese Ungleichförmigkeit ist als Polygoneffekt bekannt. Ist dieser ausgeprägt, kommt es zu unruhigem Lauf und zu Schwingungen. Mit steigender Zahl der Zähne nimmt der Polygoneffekt ab. Kettentriebe sind formschlüssige Getriebe. Die Kraftübertragung erfolgt schlupffrei. Antriebs- und Abtriebswelle laufen synchron. Mechanisch arbeitende Anlagensteuerungen nutzen dies. In Viertaktmotoren wird das definierte Winkelverhältnis von Nocken- und Kurbelwelle mittels Steuerkette realisiert.

Ausgewählte Arten von Kettentrieben

Rollenkettentriebe

Die Rollenkette zählt zu den verbreitetsten Arten von Kettentrieben. Dabei werden Innenglieder paarweise durch Hülsen miteinander verbunden und bilden ein Kettenglied. Die auf den Hülsen sitzenden Rollen sind Namensgeber dieser Kettenvariante. Ebenfalls paarweise angeordnete Außenlaschen, an denen zwei Bolzen fixiert sind, dienen zur Verbindung der einzelnen Kettenglieder. Die Bolzen werden hierfür zunächst mit einer Außenlasche fest verbunden und in jeweils eine Hülse benachbarter Kettenglieder eingeführt.

Aufgrund ihrer Länge ragen die Bolzen auf der gegenüberliegenden Seite des Kettengliedes heraus. Dort wird eine zweite Außenlasche aufgepresst. Es entsteht eine unlösbare Verbindung. Durch fortlaufende Aneinanderreihung von Kettengliedern lassen sich beliebig lange Ketten herstellen. Rollenketten ermöglichen eine vorspannungsfreie Kraftübertragung. Zu einer zusätzlichen Belastung der Lager kommt es damit nicht. Die DIN ISO 606 ist das normgebende Dokument für Rollenketten.

Zahnkettentriebe

Anstelle der Rollen bei Rollenketten kommen bei Zahnketten gehärtete Zahnlaschen mit Wiegegelenken zum Einsatz. Die Wiegelenke sorgen für einen optimalen Eingriff der Zahnlasche in die Evolventenverzahnung des Zahnkettenrades. Sehr hohe Übertragungsleistungen, ausgeprägte Laufruhe sowie geringe Baugrößen werden so ermöglicht. Zahnketten werden gewählt, wenn platzsparende Lösungen gefordert werden oder sehr große Kräfte zu übertragen sind. Normative Vorgaben für Zahnketten mit Wiegegelenk dokumentiert die DIN 8190.

Vor- und Nachteile von Kettentrieben

Kettentriebe zeichnen sich durch eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit aus. Anders als bei Riementrieben erfolgt die Übertragung von Kräften und Momenten schlupffrei. Dies ermöglicht eine hohe Laufpräzision und absolute Synchronität zwischen Antriebs- und Abtriebswelle. Da die Kette im Betrieb keine signifikante elastische Verformung aufweist, lassen sich kleinere Umschlingungswinkel und geringere Achsabstände realisieren.

Kettentriebe gelten wegen ihrer robusten und vergleichsweise unkomplizierten Konstruktion als zuverlässig und wartungsarm. Einer der wesentlichen Nachteile von Kettentrieben ist die Geräuschentwicklung. Bei geringen Laufgeschwindigkeiten ist dies jedoch unerheblich. Für vertikal angeordnete Wellen eignen sich Kettentriebe weniger gut, da dies zu einer einseitigen Beanspruchung der Kettenlaschen führt. Bei Wellen in horizontaler Position hängt die Kette am unteren Rad durch. Ungünstige Laufeigenschaften können die Folge sein.

Ideal ist eine leicht schräg versetzte Anordnung der Wellen. Im Bereich der rücklaufenden Kettenstrecke können Schwingungen auftreten. Zusätzliche, wenn nötig, gefederte Dämpfer oder Spannrollen helfen dem ab. Im Vergleich zu anderen Transmissionssystemen erfordern Kettentriebe deutlich weniger Wartung. Regelmäßige Inspektionen und gelegentliches Schmieren sind jedoch empfehlenswert und reduzieren den Verschleiß.

Anforderungen für den Einsatz im Torbau

Kraftübertragung und Zuverlässigkeit

Die Bewegung schwerer Industrietore erfordert teils erhebliche Kräfte. In Kombination mit entsprechend ausgelegten Antriebseinheiten ist dies mittels Kettentrieb gut realisierbar. Die charakteristische Schlupffreiheit der Kettentriebe ermöglicht einen ruckfreien, gleichmäßigen Lauf des Tores. Dies schont die mechanischen Komponenten und minimiert den Verschleiß.

Langlebigkeit und Wartungsfreundlichkeit

Kettenantriebe gelten generell als langlebig und verschleißarm. Wartungs- und Inspektionsarbeiten sind unkompliziert möglich.

Flexibilität und Anpassungsfähigkeit

Die hervorragende Konfigurierbarkeit von Kettentrieben ermöglicht ein nahezu uneingeschränktes Einsatzspektrum für Tore unterschiedlichster Dimensionen. Die Anpassung an sehr spezifische bauliche Gegebenheiten ist mit wenig Aufwand möglich.

Offene und geschlossene Kettentriebe

Offene Kettentriebe

Wesentliches Erkennungsmerkmal offener Kettentriebe ist ihre freiliegende Kette. Die gute Zugänglichkeit ermöglicht eine einfache Wartung und Inspektion. Eine Anfälligkeit gegen Verschmutzung ist jedoch gegeben. In staub- und schmutzbelasteter Umgebung sollte die Kette gelegentlich gereinigt werden. Bei offenen Kettentrieben im Torbau werden die Antriebseinheit mit Ritzel und die Wickelwelle mit Kettenrad durch eine Kette vorspannungsfrei miteinander verbunden.

Antriebseinheit und Wickelwelle können voneinander unabhängig am Bauwerk montiert werden. Den Montageplätzen kommt eine besondere Bedeutung zu. Sie müssen die vom Antrieb erzeugten radialen Kräfte vollständig aufnehmen. Durch den Einsatz von Verstärkungen und Befestigungselementen aus höherfesten Werkstoffen wird zusätzliche Stabilität erreicht. Große Untersetzungen sind so realisierbar.

Geschlossene Kettentriebe

Bei geschlossenen Kettentrieben nimmt ein Gehäuse Kettenräder und Kette auf. Es bietet Schutz gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit. Geschlossene Kettentriebe stellen eine saubere, ästhetisch ansprechende Lösung dar. Wesentlich ist dies in Bereichen mit hohen Hygienestandards, wie der Lebensmittelindustrie oder in Reinräumen. Bei geschlossenen Kettentrieben werden die antriebsseitig erzeugten radialen Kräfte vollständig vom Gehäuse aufgenommen. Es ist lediglich gegen das bei der Krafteinleitung entstehende Drehmoment zu sichern.

Sicherheit

Gemäß DIN EN 12604:2017 + A1:2020 sowie DIN EN 12453:2017+A1:2021 ist bei kraftbetätigten Toren eine Sicherung gegen mechanische Gefährdungen sicherzustellen. Dies gilt bis zu einer Höhe von 2,50 Metern über dem Boden und schließt auch Kettentriebe ein. Demnach müssen offene Kettentriebe über einen Schutz, beispielsweise in Form eines Kettenschutzbleches verfügen.

Bei geschlossenen Kettentrieben, wie der KT Mini-Serie der ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH, bildet bereits der Kettenkasten diesen Schutz. Die Notwendigkeit eines weiteren, zusätzlichen Kettenschutzes entfällt damit. Zudem erfüllt die KT Mini-Serie die Sicherheitsanforderungen der EN ISO 12100:2010.

ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH

Die ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH verfügt im Produktsegment Torbau über fundierte Erfahrung, so auch bei Kettentrieben für Tore.

Für beengte Montagesituationen bei Sektionaltoren sind die Kettentriebe 90 N und 140 N der KT Mini-Serie der ESTA E. Stahl Metallwarenfabrik GmbH echte Problemlöser. Sie kommen zum Einsatz, wenn es die verfügbaren räumlichen Verhältnisse nicht gestatten, den Antrieb unmittelbar auf die Sektionaltorwelle aufzustecken. Durch exzentrische Platzierung des Antriebes meistern Sie herausfordernde Platzverhältnisse. Die vollständig geschlossene Blecheinhausung, massive verzinkte Kettenräder aus Stahl und die von 0 bis 45 Grad direkt einstellbare Drehmomentstütze sind charakteristisch für diese Produktserie. Dies ermöglicht die passgenaue Adaption auf Ihre individuelle Montagesituation. 

Nach Ummontage lassen sich mit unseren Kettentrieben auch Winkel von 0 bis 360 Grad realisieren. Unser Komplettset aus Kettentrieb, Drehmomentstütze und Welle macht raumsparende Installationen und geringe Montagezeiten möglich. Den Anforderungen von Installationen im überdachten Außenbereich sowie in Innenbereichen mit höherer Staub- und Schmutzbelastung werden unsere Kettentriebe selbstverständlich gerecht. Gehäuse aus feuerverzinktem oder bandverzinktem Blech sowie galvanisch verzinkte Kettenräder und Steckachsen bieten eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Dies bietet Schutz vor Witterungseinflüssen und sorgt für einen nachhaltig störungsfreien Betrieb. 

Flexibilität ist unsere Philosophie. Die konstruktive Auslegung und Dimensionierung unserer Kettentriebe gestattet einen uneingeschränkten Einsatz für unterschiedlichste Torgrößen. Wählen Sie ganz nach Ihrer spezifischen Situation Kettentriebe aus unserem Produktprogramm mit Drehmomenten bis zu 90 Newtonmetern oder 140 Newtonmetern. Selbstverständlich stellen wir Ihnen kompatibles Montagezubehör zur Verfügung. Unsere Drehmoment-Haltelaschen HL4-295, HL4-395 und HL4-495 ermöglichen die zusätzliche Stabilisierung der KT Mini-Serie mit montiertem Sektionaltorantrieb. Überzeugen Sie sich von der Leistungsfähigkeit unserer Produkte. Wir beraten Sie gern und finden die optimale Lösung für Ihre spezifische Anwendung. Wir freuen uns auf Sie!

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