Flyerketten werden in drei verschiedenen Baureihen angeboten
- Baureihe LL; europäische Bauart, leichte Reihe (ISO 4347 und DIN 8152): Bei dieser Baureihe werden die Laschenabmessungen der Rollenketten nach DIN 8187 verwendet
- Baureihe AL, amerikanische Bauart, leichte Reihe (ANSI B 29.8): Bei dieser Baureihe werden die Laschenabmessungen der Rollenkette nach DIN 8188 verwendet.
- Baureihe BL, amerikanische Bauart, schwere Reihe (ISO 4347 und DIN 8152): Bei dieser Baureihe werden ebenfalls die Laschenabmessungen der Rollenkette nach DIN 8188 verwendet, sie entsprechen jedoch im Bolzendurchmesser und in der Laschendicke der jeweils nächst größeren Kettentype.
Die Bedeutung der verschiedenen Laschenkombinationen
Flyerketten werden in kleiner (z.B. 2 x 2) und großer Laschenkombination (z.B. 8 x 8) hergestellt. Außerdem gibt es die Versionen mit gerader und ungerader Laschenanordnung. Flyerketten mit gerader Laschenkombination besitzen im Bereich des Innengliedes wie auch des Außengliedes eine gleich große Laschenzahl. Die Version mit ungerader Anordnung wie 2 x 3 oder 3 x 4 weisen im Bereich des Innengliedes, d.h. der beweglichen Laschen eine Überzahl auf. Flyerketten mit großer oder kleiner Laschenkombination wie auch mit gerader oder ungerader Anordnung weisen unter- schiedliche Eigenschaften auf.
Eigenschaften der Flyerketten mit gerader Laschenkombination
Durch die Anordung der gleichen Anzahl von Innenglied- und Außengliedlaschen weist diese Version eine hohe Bruchkraft auf.
Eigenschaften der Flyerketten mit ungerader Laschenkombination
Durch die überzählige Anordnung von beweglichen Laschen im Innengliedbereich besitzt diese Ausführungsart eine vergleichsweise große Gelenkfläche. Dies erhöht die Verschleißfestigkeit und die Lebensdauer. Im Vergleich von Außeng lied- zum Innengliedbereich ist der Innengliedbereich dauerfestigkeitskritisch. Durch die überzählige Anordnung von beweglichen Innenlaschen in diesem Bereich gewinnt die ungerade Laschenanordnung an Dauerfestigkeit und damit auch an Betriebssicherheit.
Eigenschaften der Flyerketten mit kleiner oder großer Laschenkombination
Flyerketten mit kleiner Laschenkombination wie 2 x 2, 2 X 3,3 x 4 und 4 x 4 besitzen relativ kurze Kettenbolzen. Dies reduziert die Bolzendurchbiegung unter Last. Hierdurch verbessert sich die Last- verteilung auf die einzelnen Kettenlaschen. Die geringere Anzahl von Laschen bei Innen- und Außen- gliedern reduziert ebenfalls das Spektrum der Einzeltoleranzen. Beide Faktoren optimieren die Gleichmäßigkeit der Lastverteilung und erhöhen damit die Dauer- festigkeit und Betriebssicherheit Eine kleine Laschenkombination erbringt auch ein günstiges Verhältnis von beweglichen Laschen, die ein Drehmoment auf den Kettenbolzen ausüben zu den stets nur zwei Außenlaschen mit Presssitz für den Kettenbolzen. Dies erhöht ebenfalls die Betriebssicherheit, insbesondere bei kritischen Einsatzfällen und ungünstigen Schmierverhältnissen.
Die Flyerketten-Auswahl
Kettenauswahl auf der Basis von statischen Sicherheitsfaktoren
Die zuständigen Institute für Sicherheitsfragen in Europa haben festgelegt, dass Flyerketten im Einsatz als Hubkette (z.B. in Hubstapler) einen statischen Sicherheitsfaktor von mindestens Sstat = 5 aufweisen müssen.
Kettenauswahl unter Berücksichtigung aller relevanten Einflußgrößen
Eine Kettenbestimmung, ausschließlich auf der Basis der statischen Sicherheit, berücksichtigt weder den Einfluss der Gelenkflächenpressung noch den der Dauerfestigkeit. Eine zu hohe Gelenkflächenpressung in Kombination mit einer großen Laschenkombination (8 x 8 oder größer), führt bei Mangelschmierung zur Kaltverschweißung im Kettengelenk und zum direkten Kettendefekt.
Ketten mit ausreichender statischer Sicherheit aber mit ungenügender Dauerfestigkeit sind nicht sicher. Sie werden Ermüdungsbrüche erleiden. Nur wenn die Dauerfestigkeit größer ist als die Belastung, sind Kettenbrüche jeder Art ausgeschlossen.
Alle drei Einflußgrößen wie statische Sicherheit, Gelenkflächenpressung, insbesondere aber auch die dynamische Sicherheit - basierend auf Dauerfestigkeit - müssen in die zulässigen Belastungsdaten einfließen.
Die Dauerfestigkeit sagt aus, bis zu welcher Last die Flyerkette "dauernd fest" ist. Sie wird beinflußt durch viele Faktoren, die bei der Bruchkraft ohne Einfluss sind.
Diese Faktoren sind:
- Kettenqualität (Materialqualität)
- Kettentyp (Baureihen LL, AL oder BL)
- Präzision der Einzelteile
- Laschenkontour
- Kugelstrahlen der Einzelteile
- Lastverteilung innerhalb der Kette
- Verhältnis von Bolzendicke zur Länge
- Laschenkombination
- Hohes Vorrecken
Aussagekraft von Dauerfestigkeit und Bruchkraft
Vergleicht man zwei Flyerketten unterschiedlicher Teilung gleicher Bruchkraft in der Laschenkombination 2 x 3 und 8 x 8, so wird man feststellen, dass die Kette mit der Laschenkombination 2 x 3 eine mehr als doppelt so hohe Dauerfestigkeit aufweist. Diese Feststellung gründet auf empirische Ermittlungen. Durch fortwährende Lastwechsel und Stoßbelastungen erfahren Ketten im praktischen Einsatz eine dynamische Belastung und keine ruhende Last. Mit Hilfe des dynamische Sicherheitsfaktors, der anhand der Dauerfestigkeit der Kette ermittelt wird, kann man eine wirkliche Aussage über die Betriebssicherheit treffen. Folgender Sachverhalt dokumentiert obige Feststellung:
Eine Flyerkette guter Dauerfestigkeit mit der Laschenkombination 2 x 3 ist absolut betriebssicher ausgelegt, wenn der statische Sicherheitsfaktor Sstat = 4 beträgt. Eine Flyerkette gleicher Qualität, jedoch mit einer Laschenkombination von 8 x 8 bietet selbst bei einem statischen Sicherheitsfaktor von Sstat =7 keine ausreichende Sicherheit. Zur tatsächlichen Sicherheitsbestimmung setzen Sie bitte die Dauerfestigkeit der Kette ins Verhältnis zur Belastung. Jeder dynamische Sicherheitsfaktor von Sdyn= 1 oder größer gibt Ihnen die Garantie der richtigen Auslegung. In diesem Falle wird die Kette "dauernd fest" sein. Das gilt unabhängig von der Laschenkombination.
Die optimale Flyerkettenwahl
Nur die Flyerketten der BL-Baureihe vereinigt in sich alle technischen und wirtschaftlichen Vorteile. Sie hat eine sehr kompakte Bauform, eine große Gelenkfläche, eine überragende Dauerfestigkeit, eine hohe Tragfähigkeit sowie eine Reihe weiterer konstruktiver Vorteile.
Unter Verwendung von Kettenlaschen mit großer Dicke und Höhe und idealer Kontur sowie von Kettenbolzen mit relativ großem Durchmesser, bei gleichzeitig geringer Länge, wird eine hohe Tragfähigkeit erreicht. Gleichzeitig wird die Wahl einer kleinen Laschenkombination ermöglicht.Diese Konfiguration bietet folgende Vorteile:
- Die ketteninterne Lastverteilung wird durch eine geringe Laschenkombination und eine hohe Biegesteifigkeit des Bolzens optimiert.
- Die gleichmäßige Lastverteilung reduziert die spezifische Gelenkflächenpressung bei den beweglichen Kettenlaschen.
- Der große Bolzendurchmesser bewirkt in Kombination mit der kleinen Laschenkombination eine extrem hohe Verdrehfestigkeit des Kettenbolzens in den Presssitzen der Außenlaschen. Die kleine Laschenkombination hat zur Folge, dass jeweils zwei Presssitzverbindungen des Bolzens nur wenige bewegliche Innenlaschen, die bei Gelenkbewegung den Bolzen in den Presssitzen der Außenlaschen verdrehen wollen, gegenüberstehen. Dies gibt dem Kettenbolzen eine hohe Sicherheit gegen Verdrehung.
- Der große Bolzendurchmesser bewirkt in Kombination mit der kleinen Laschenkombination eine extrem hohe Verdrehfestigkeit des Kettenbolzens in den Presssitzen der Außenlaschen. Die kleine Laschenkombination hat zur Folge, dass jeweils zwei Presssitzverbindungen des Bolzens nur wenige bewegliche Innenlaschen, die bei Gelenkbewegung den Bolzen in den Presssitzen der Außenlaschen verdrehen wollen, gegenüberstehen. Dies gibt dem Kettenbolzen eine hohe Sicherheit gegen Verdrehung.
- Der bei BL-Flyerketten gegebene große Bolzendurchmesser sowie deren große Querschnittsfläche erlaubt die direkte Anbindung der Kette an Maschinenelemente. Es brauchen keine Laschenendglieder zur Anbindung verwendet werden.
Der Ketteninfarkt bei Flyerketten
Eine auf Erfahrungen beruhende bekannte Erscheinung ist, daß Flyerketten, die nicht der BL-Baureihe angehören und eine große Laschenkombination (8 x 8 oder größer) aufweisen, während ihrer Einlaufphase einen vorzeitigen Ketteninfarkt erleiden können. Ursächlich beteiligt ist hierbei eine Mangelschmierung während der Einlaufzeit. Sie führt zu einer Trockenreibung. Diese wiederum bewirkt eine partielle Kaltverschweißung zwischen Bolzenoberfläche und der Bohrung der beweglichen Innenlaschen. Auf den Kettenbolzen wird eine hohes Drehmoment ausgeübt. Es versucht den Bolzen in den beiden Presssitzen der Außenlaschen zu verdrehen.
Je größer die Laschenkombination und je kleiner der Bolzendurchmesser ist, desto eher kann dies gelingen. Während bei einer Laschenkombination von 2 x 2 nur zwei bewegliche Innenlaschen ein entsprechendes Drehmoment ausüben können, sind es bei der Kombination 8 x 8 acht Innenlaschen. Dies bedeutet bereits eine Vervierfachung dieses zerstörerischen Drehmoments. Bedenken wir, dass es bei Flyerketten nur in den beiden Außenlaschen eine Presssitzverbindung mit dem Kettenbolzen gibt.
Natürlich ist die Überforderung der Presssitzverbindung bei einer großen Laschenkombination bedeutend eher gegeben. Es ist bei der Kettenwahl wichtig, eine kleine Laschenkombination zu wählen. Aber auch die Wahl eines Kettenbolzens mit einem großen Durchmesser ist vorteilhaft. Mit dem steigenden Durchmesser wächst im Presssitz der Außenlasche das gegen die Verdrehung wirkende Drehmoment im Quadrat. Die Ursache, dass gerade während der Einlaufzeit ein Ketteninfarkt auftreten kann, liegt darin begründet, dass eine volle Tragbildausbildung der Kettengelenke noch nicht gegeben ist. Die hierdurch bewirkte partiell erhöhte spezifische Gelenkflächenpressung wird nochmals durch eine ungleichmäßige Lastverteilung, welche durch eine hohe Laschenkombination und einem relativ dünnen Kettenbolzen - der unter Last eine Durchbiegung erfährt gesteigert.
Was ist an diesem Vorgang so kritisch?
Zwischen Innenlaschen und Kettenbolzen findet im kritischen Fall eine partielle Kaltverschweißung statt. Es entsteht auf der Lastseite der Bolzenoberfläche eine Riefenbildung. Dies bedeutet zunächst noch keinen Kettendefekt. Sobald jedoch - bewirkt durch einen nochmaligen Kaltverschweißungsvorgang der Kettenbolzen in den Presssitzen der Außenlaschen - um ca. 1800 verdreht wird, ist die Ursache für einen Dauerbruch gelegt. Nun liegt die verriefte Zone, der Druckseite abgewandt, in der Zugzone des Kettenbolzens. Nun haben wir hier den typischen Fall von Kerbwirkung bei sonst glatten Bolzen vorliegen, mit der Folge, dass ein Dauerbruch bei nachfolgender Belastung eintreten wird. Dies bedeutet dann einen Totalausfall der Kette. Die seitens der Sicherheitsinstitute geforderte Kettenbestimmung mittels eines statischen Sicherheitswertes gibt auf obige Problematik keinerlei Antwort. Unterstellt man, dass dieses Ereignis durchaus noch in der Garantiezeit auftreten kann, dann bekommt diese Angelegenheit die ihr zustehende Bedeutung.
Was kann man tun, um vorgenannte Ereignisse zu verhindern?
1. Kettenauswahl
Es ist dringend anzuraten nur Flyerketten der BL-Baureihe einzusetzen. Sie bieten die besten Voraussetzungen um vorgenannte Probleme nicht aufkommen zu lassen. Die konstruktiven Vorteile dieser Baureihe liegen bei der Verwendung von Laschendicken und Laschenhöhen sowie Bolzendurchmesser, die der nächst größeren Kettenteilung entsprechen. Die hierdurch erreichte größere Kompaktheit bei gleichzeitig erhöhter Tragfähigkeit führt zu der Möglichkeit auf hohe Laschenkombinationen wie 8 x 8 verzichten zu können. Darüber hinaus besitzen die Kettenbolzen einen großen Durchmesser. Dies ergibt in Kombination mit den Presssitzen eine enorme Erhöhung des Widerstandsmomentes gegen Verdrehung. Eine geringe Laschenkombination verbessert grundsätzlich die Gleichmäßigkeit der Lastverteilung. Auch ein Kettenbolzen mit großem Durchmesser und geringer Länge leistet hierzu seinen Beitrag. Er erfährt unter Last eine bedeutend geringere Durchbiegung, was wiederum der gleichmäßigen Lastverteilung zugute kommt.
2.Kettenschmierung
Eine volle Tragbildausformung findet zunächst während des Einlaufvorganges statt. Während dieser Zeit ist natürlich partiell eine höhere Gelenkflächenpressung gegeben. Die Anforderung an eine gute, wirksame Schmierung ist in dieser Zeit besonders groß. Sie sollte mit einem Öl erfolgen, welches stets flüssig ist und auch bleibt, damit es auch bis zu den Gelenkbereichen vordringen kann. Eindickende Schmierstoffe sind ungeeignet, denn sie versperren deren Zugang zu den Gelenken. Zu warnen ist hier vor dem Einsatz von Sprühdosen deren Inhalt nach dem Aufsprühen eindickt und damit nur eine Schmierung vortäuscht. Ist eine Kettenreinigung erforderlich, so sollte dies mit einem Petroleumderivat erfolgen. Eine anschließende Nachschmierung mit einem dünnen Öl von SAE 10 bis SAE 20 ist notwendig. Anschließende Kettenbewegung erleichtert das Eindringen des Öles bis zu den Kettengelenken.
Die Auswahl von Flyerketten
Aufgrund der beachtlichen Überlegenheit der BL-Flyerketten Baureihe, in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht gegenüber anderen Bauarten, sollte in allen neuen Anwendungsfällen nur noch dieser Kettentyp gewählt werden. Die in der nachfolgenden Tabelle empfohlenen max. zulässigen Belastungsdaten berücksichtigen alle für die sachgerechte Kettenauslegung relevanten Daten, wie die Gelenkflächenpressung, die Dauerfestigkeit sowie die behördlicherseits zu berücksichtigen den statischen Sicherheitsfaktoren.
Belastungsgruppe 1
Die hier genannten maximalen zulässigen Belastungswerte beziehen sich auf den Einsatz in Hubstaplern sowie in anderen Hubgeräten, welche ein ähnliches Anforderungsprofil besitzen.
Belastungsgruppe 2
Zu dieser Kategorie zählen alle Einsatzfelder im allgemeinen Maschinenbau. Da hier jedoch die Ketten in der Regel wesentlich mehr Flexuren pro Zeiteinheit erfahren, ist eine größere Beanspruchung bezüglich des zu erwartenden Kettenverschleißes gegeben. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, sollten hier die aufgeführten zulässigen Belastungswerte mit einem Minderungfaktor von 20% eingesetzt werden.
Belastungsgruppe 3
Zu dieser Gruppe zählen alle Flyerketten, die während der gesamten Einsatzzeit nie eine Entlastung erfahren. Insbesondere handelt es sich hier um Flyerketten, die für den Gegengewichtsausgleich bei Werkzeugmaschinen Verwendung finden. Da hier die Kettengelenke stets unter voller Belastung stehen wird das Eindringen des Schmierstoffes außerordentlich erschwert. Zur Sicherung einer ausreichenden Schmierfunktion sollte in diesem (oder ähnlichem) Einsatzgebiet eine Minderung der zulässigen Belastungswerte von 30% vorgenommen werden.
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Gruppe I
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Maximale Belastung in Newton [N] für Hubstapler und Hubgeräte
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Laschenkombinationen
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Typ
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2x2
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2x3
|
3x4
|
4x4
|
4x6
|
6x6
|
|
BL 4
|
4.000
|
4.400
|
6.200
|
6.500
|
7.400
|
7.700
|
|
BL 5
|
5.800
|
6.500
|
8.500
|
9.000
|
12.000
|
12.600
|
|
BL 6
|
9.000
|
11.800
|
14.000
|
15.000
|
20.500
|
21.000
|
|
BL 8
|
15.300
|
1 6.700
|
22.000
|
23.000
|
31.000
|
33.000
|
|
BL 10
|
-
|
23.000
|
32.000
|
33.000
|
44.000
|
46.000
|
|
BL 12
|
-
|
32.000
|
42.000
|
44.000
|
59.000
|
61.000
|
|
BL 14
|
-
|
44.000
|
54.000
|
57.000
|
75.000
|
79.000
|
|
BL 16
|
-
|
60.000
|
77.000
|
79.000
|
108.000
|
113.000
|