Hoe werkt een rollenketting aandrijving?

De rollenketting is de meest toegepaste type kettingaandrijving. Hans Renold (Zwitserland) is de uitvinder van de rollenketting (in 1880). Twee of meer kettingwielen zijn omspannen door een rollenketting. Hiermee kan vermogen worden overgebracht. Door te variëren in kettingwiel grootte (tanden aantal) kan er een versnelling of vertraging worden gerealiseerd. Dit type ketting is samengesteld uit buiten- en binnenschakels. Aan de platen van de buitenschakel zitten stalen pennen. De platen van de binnenschakel zijn voorzien van stalen bussen. Om de bussen zitten draaibare gehard stalen rollen. In deze bussen passen de pennen van de buitenschakel. Dankzij de rollen ontstaat er geen glijdende maar rollende wrijving tussen de ketting en de tanden van het kettingwiel.

Meer weten over aandrijfketting?

kettingaandrijving

FABRIKANTEN EN MERKNAMEN

Allied Locke

Allied Locke heeft de volgende type rollenketting aandrijvingen in haar programma.


MERKNAMEN

SLB

ARMOR COAT chain

XDO chain

SUGAR Chain


Challenge koppelingen

Challenge (Megadyne) heeft de volgende type rollenketting aandrijvingen in haar programma.


ISO 9001

ISO 1813

ISO 606

ISO 1275

ISO 1977

DIN 8167

DIN 8181

DIN 8188

DIN 8187

BS 228

Diamond chain company

Diamond (Timken) heeft rollenketting aandrijvingen in haar programma.


MERKNAMEN

Sapphire®

Duralube®

Iwis ketting

Iwis heeft rollenketting aandrijvingen in haar programma.


MERKNAMEN

MEGAlife

b.dry

b.triton

JWIS

ELITE

FLEXON

Eurochain

ECOPLUS

CLA system

Renold koppelingen

Renold heeft rollenketting aandrijvingen in haar programma.


MERKNAMEN

Renold A&S

Renold SD

Syno

Synergy

Sovereign

Hydro-Service

Rexnord koppelingen

Rexnord heeft rollenketting aandrijvingen in haar programma.


MERKNAMEN

Rexcarbon

Link-Belt

Rex roller

Ultr-O-Life

SKF koppelingen

SKF heeft rollenketting aandrijvingen in haar programma.


MERKNAMEN

Xtra

PIV

Tsubaki ketting

Tsubaki heeft rollenketting aandrijvingen in haar programma.


MERKNAMEN

Lambda

GT4

Winner

Neptune

Kenmerken van een rollenketting aandrijving

  • Slipvrij (synchroon) aandrijfsysteem.

  • Rendement tot ca 98%

  • Snelheidsverhoudingen mogelijk tot 8:1

  • Kleine belasting op de assen en lagers door lage voorspanning

  • Ongevoelig voor hoge temperaturen

  • Ketting kent het polygoon effect

  • Bij de meeste type kettingen is smeren noodzakelijk

  • Gevoelig voor uitlijnfouten

  • Rollenketting is deelbaar. Daardoor makkelijk te monteren.

  • Ketting is onderhevig aan rek

Toepassingen van een rollenketting aandrijving

  • Voertuigen techniek

  • Verpakkingslijnen

  • Sorteermachines

  • Verpakkingsindustrie / kartonnage

  • Voedingsmiddelen industrie en farmaceutische industrie

  • Algemene machinebouw

Welke rollenketting is geschikt voor mijn toepassing?

Om de juiste aandrijfketting te bepalen voor een toepassing zijn een aantal factoren van belang. Het is belangrijk om te weten wat de bedrijfsomstandigheden zijn van een kettingaandrijving. Deze kan namelijk een grote invloed hebben op de prestaties en levensduur. Denk hierbij aan:

Komt de ketting in aanraking met corrosieve media of chemische stoffen?

Is er veel vervuiling? Stof vezel of abrasive middelen als zand e.d. verkleefd makkelijk aan het smeervet en kunnen grote gevolgen hebben voor de levensduur van een kettingaandrijving.

Extreme temperaturen (of schommelingen)

Inschakelduur aantal starts/stops per uur. Trillingen en/of stotende belastingen hebben invloed op de Service factor

Daarnaast is het van belang om te weten wat over te dragen vermogen (koppel) en toerental van de van de aandrijving is. Een beperkte inbouwruimte kan ook invloed hebben op de uiteindelijke uitvoering.

Waar is een rollenketting uit opgebouwd

Er bestaan rollenkettingen volgens DIN/BS en ANSI. Deze kettingen hebben een gelijke steekmaat maar de roldiameter en de inwendige breedte wijkt af. De ANSI ketting is naast de standaard ook in de Heavy serie verkrijgbaar. Vaak aangeduid met H (zwaar) of HE (extra zwaar). Bekende normen binnen de Europese rollenketting aandrijvingen zijn BS, DIN 8187 en ISO 606. De gestandaardiseerde ANSI rollenketting wordt volgens de Amerikaanse ASA en DIN 8188 norm geproduceerd. Om de juiste type rollenketting te bepalen zijn de volgende 3 maten van belang.

Steekmaat: De steek van de ketting is de hartafstand tussen de pennen (maat P). Deze wordt met een inch-maat aangegeven, bijvoorbeeld ½” (=12,7 mm).

Roldiameter: (maat d1)

Inwendige breedte: De maat tussen de binnenschakel (maat b1)

opbouw rollenketting

Welke normen zijn er binnen de rollenketting

Binnen de groep rollenkettingen bestaan verschillende normen. Normketting wordt volgens specifieke maatvoering gefabriceerd. Voorkomende normen zijn: ISO 1977, ISO 606, ISO 1275, DIN 8181, DIN 8167 en BS 228. De standaard Europese aandrijf rollenketting wordt volgens DIN 8187 geproduceerd. De gestandaardiseerde ANSI rollenketting wordt volgens de Amerikaanse ASA en DIN 8188 norm geproduceerd.

Wat is de steekmaat en hoe meet je een rollenketting?

De steek van de ketting wordt bepaald door de hartafstand tussen de pennen. Voor het bepalen van het juiste type ketting is echter niet alleen de steek, maar ook de roldiameter en de inwendige breedte tussen de schakels van belang. Dit komt omdat rollenketting verkrijgbaar is in verschillende normen zoals BS, ANSI en ASA. Deze kettingen hebben dezelfde steekmaten, maar de roldiameter en inwendige breedte van de schakels wijken van elkaar af. De steekmaat wordt vaak aangeduid met P (pitch) De steek van de ketting is de hartafstand tussen de pennen. Deze wordt met een inch-maat aangegeven, bijvoorbeeld ½” (=12,7 mm).

Steekmaat: (p)

Roldiameter: (d1)

Inwendige breedte: (b1)

steekmaat van een rollenketting

Aanduiding en codering op de ketting

Aanduidingen van rollenkettingen volgens Europese standaard hebben een andere opbouw van de codering dan de kettingen volgens Amerikaanse standaard.

Voorbeeld ketting volgens Europese norm BS/DIN 8187/ISO 606:

code: RS 08 B-1

RS= rollenketting met 8-vormige platen (RF= ketting met rechte zijplaten)
08= steek in 1/16 inch (08=8/16=1/2 inch)
B= Europese norm
1= simplex ketting (2= duplex, 3=triplex)

Voorbeeld ketting volgens ASA/DIN 8188:

code: RS 40-1

RS= rollenketting met 8-vormige platen (RF= ketting met rechte zijplaten)
4= steek in 1/8 inch (4=4/8=1/2 inch)
0= rollenketting (1= lichte serie, 5= busketting/zonder rollen)
1= simplex ketting (2= duplex, 3=triplex)

Hieronder vindt je een voorbeeld van Tsubaki (RS80). Dit is een ketting volgens Amerikaanse standaard. De steekmaat is 1 inch.

codering op aandrijfketting
simplex, duplex en triplex ketting

Wat is het polygoon effect

Ketting die om een kettingwiel loopt, zal in theorie de steekcirkel van dit wiel volgen. In werkelijkheid maakt de ketting een veelhoek. Dit is de letterlijke betekenis van polygoon ‘veelhoek’. Bij een kettingwiel met een laag aantal tanden zal de ketting een grotere hoek maken. Hierdoor krijg je een snelheidsvariatie van de ketting. Het polygoon effect. Ook varieert de afstand van hartlijn kettingwielen naar hartlijn ketting (zie afbeelding). De ketting wordt door deze snelheidsvariatie extra belast. Vooral bij hogere snelheden geeft dit ongewenste effecten zoals het klapperen van de aandrijfketting. Het polygoon effect wordt minder bij het gebruik van kettingwielen met een hoger tanden aantal. De bijkomende effecten kunnen gereduceerd worden met bijvoorbeeld een kettingspanner.

polygooneffect

Hoe meet je de slijtage van ketting?

De wrijving in het scharnierpunt van de rollenketting veroorzaakt slijtage. Dit heeft een lengtetoename van de rollenketting tot gevolg. De maximaal toelaatbare lengtetoename ligt tussen de 1 en 3%. Het is per fabrikant en type aandrijving verschillend. De slijtage wordt beïnvloed door de smering en de optredende scharnierpuntsdruk en kan gemeten worden met een simpele indicator. Dit meetgereedschap werkt volgens het ‘go’ en ‘no go’ principe.

slijtage meten van een ketting

In welke materialen is een rollenketting verkrijgbaar?

Standaard worden rollenkettingen gefabriceerd uit hoogwaardige materialen. De onderdelen ondergaan diverse materiaalbehandelingen voordat ze gemonteerd worden. Voor sommige toepassingsgebieden kan de RVS ketting een uitkomst zijn. Een rollenketting uit RVS is bijzonder geschikt voor corrosie gevoelige condities. Daarnaast is deze ketting ook goed te gebruiken bij extreem hoge of lage omgevingstemperaturen. Het grote nadeel is dat niet veredelde RVS materialen een lage trekvastheid hebben en relatief zacht zijn. Hierdoor ligt de belastbaarheid aanzienlijk lager dan bij stalen uitvoeringen. Door deze eigenschappen worden RVS rollenkettingen veel toegepast in de voedingsmiddelen- en chemische industrie. Staal verzinkt of (chemisch) vernikkelde coatings zijn ook zeer geschikt om corrosie tegen te gaan. De bestendigheid ligt hier wel iets lager dan bij RVS, daarentegen zijn deze uitvoeringen wel slijtvaster en sterker.

Meenemers monteren op een rollenketting

Naast de aandrijffunctie van een ketting kan deze ook in gezet worden als transportketting. Er is de mogelijkheid om zogenaamde meenemers of lippen te monteren op de schakel. Voor ieder type rollenkettingen zijn meenemers te koop en ze zijn in iedere gewenste bouwvorm verkrijgbaar. Enkele steek kettingen met meenemers zijn  in het bijzonder geschikt voor lichte goederen op kleine transportafstanden. Dubbele steek (langesteek) kettingen met meenemers zijn geschikt voor langere transportafstanden. De dubbele steekmaat heeft als voordeel dat de slijtage ten opzichte van een enkele steek gehalveerd is omdat je minder onderdelen per strekkende meter ketting hebt. Afhankelijk van de toepassing, wordt er op meenemers een buigkracht torsiekracht uitgeoefend. Dit heeft een grote invloed op de levensduur van de ketting. In de regel zijn dit open aandrijfsystemen. Hierdoor is de kans op vervuiling groter dan bij een gesloten aandrijfsysteem. Ook zullen er vaak veiligheidsmaatregelen getroffen moeten worden met betrekking op gevaar voor letselschade. Hieronder vindt je een overzicht van gestandaardiseerde meenemers.

kettingschakels met meenemers

Wat is de juiste voorspanning van een kettingaandrijving?

De levensduur van een ketting wordt aanzienlijk verlengd door een juiste kettingspanning. Bij lastig bereikbare plaatsen kan het gebruik van een kettingspanner een praktische oplossing bieden. Een ketting spanelement duwt middels mechanische veerdruk een glij element of kettingwiel de ketting op spanning. De kettingspanner wordt gemonteerd op de “ontspannen” zijde van de ketting. Hierdoor blijft de “omleghoek” van de ketting op de kettingwielen behouden en wordt doorhangen en slaan van de kettingaandrijving verhindert. Als bijkomend voordeel heeft een kettingspanner een dempend effect. Zo worden trillingen en stotende krachten enigszins gedempt.

kettingspanner met spanwiel
Ketting spanbox
ketting spanrolring

Smering voor de rollenketting

Een ketting bestaat uit onderdelen die tijdens gebruik over elkaar heen glijden en tegen elkaar aan getrokken worden. Daarbij ontstaan vaak hoge trek en drukkrachten. De belangrijkste contactvlakken die een goede smering behoeven zijn tussen de pen en de bus en tussen de bus en de rol. Om er voor te zorgen dat de onderdelen niet (of minder) slijten is smering van groot belang. Voor de voedsel producerende bedrijven zijn er NSF kettingsmeermiddelen op de markt.. Voor de smering kan, afhankelijk van de toepassing, olie of vet gebruikt worden.  Is de installatie na montage slecht bereikbaar, dan kan een automatisch smeersysteem een uitkomst zijn. Ook zijn er kettingvariaties op de markt die hun smering middels een afdichting (bijv. o-ring of x-ring) op de juiste plaats houden.

Handsmering: De rollenketting met olie of vet behandelen. Het smeermiddel dient tussen de rollen van de ketting te worden aangebracht. Olieviscositeit 80/120 cST bij 20˚C.

Druppelsmering: De druppels dienen tussen de binnen- en buitenplaten te vallen. Het is belangrijk dat de olie in het scharnierpunt dringt en er niet door de kettingsnelheid wordt afgeslingerd. Olie-viscositeit 40/80 cST bij 20˚C.

Oliebadsmering: Hierbij loopt de rollenketting tot op de helft van de platen door de olie. De olie kan ook door middel van een spatsmering op de rollenketting worden aangebracht. Olie-viscositeit 20/55 cST bij 20˚C.

automatisch smeersysteem rollenketting
kettingsmeerwiel

Belasting van de ketting

Wanneer het draaimoment van de aandrijving bekend is, kan de trekkracht in de ketting uitgerekend worden. Voor deze belasting geldt onderstaande formule:

Md2 = Fg x r

Hierin is:

Md2 = draaimoment (Nm)
Fg = Optredende trekkracht in de rollenketting (N)
r = Straal van het kettingwiel (m)

Aan de hand van de trekkracht kan er een ketting worden gekozen. Om een fatsoenlijke levensduur te behalen mag er met een veiligheidsfactor van 6-8 gerekend worden. Echter, om de precieze veiligheidsfactor te bepalen en de juiste keuze in een kettingaandrijving te bepalen is het raadzaam om contact op te nemen met een technisch specialist.

Hoe bereken je de scharnierpuntbelasting? De levensduur van een rollenketting wordt hoofdzakelijk bepaald door de belasting die optreedt in het scharnierpunt. Hierbij spelen trillende of stotende belasting een belangrijke rol. Voor het berekenen van deze belasting geldt de volgende formule:

p = Fg : f  (N/cm2)

Hierin is:

p = scharnierpuntbelasting N/cm2
Fg = optredende trekkracht in de rollenketting (N)
f = oppervlakte van het scharnierpunt (cm2)

Bij een goede smering gelden de volgende richtwaarden voor de scharnierpuntbelasting:

Tot 3000-N/cm2 : normaal
Tot 6000-N/cm2 : hoog
Tot 12000-N/cm2 : zeer hoog (alleen bij kortstondige belasting)

Bij ontoereikende smering en/of vervuiling gelden de volgende waarden:

Geen smering en wel vervuiling: 0 tot 400 N/cm2
Slechte smering en geringe vervuiling: 400 tot 700 N/cm2
Slechte smering en geen vervuiling: 700 tot  1500 N/cm2

Bij hijstoepassingen mag de maximaal toelaatbare kracht (in het scharnierpunt) niet groter zijn dan 0,15 X breukbelasting van de ketting.

Bij een goed gekozen aantal tanden en het juiste smeersysteem geldt voor de snelheid:

Gunstig (afhankelijk van de steek) : tot 7 m/s
Normaal :  tot 12 m/s
Maximaal :  25 m/s

Waar moet ik op letten bij het bestellen van kettingwielen?

Voor aandrijfwielen wordt het liefst gekozen voor minimaal 17 tanden. Voor retour- en spanwielen is dit aantal tanden minder kritisch. Daarbij dient de omspanning van de ketting minimaal 1/3 van het kettingwiel te zijn. Voor hogere snelheden en/of stotende belastingen geldt het advies om voor geharde tanden te kiezen om slijtage tegen te gaan. Het aantal tanden van een kettingwiel moeten zo worden gekozen dat bij een omwenteling nooit dezelfde schakel in de tandholte komt. Bij parallel lopende kettingen dienen eventuele spiebanen geïndexeerd te zijn ten opzichte van de vertanding. Mogelijke verbindingen of bewerkingen zijn:

Spiebaanverbinding

Deelbaar maken van het ketting wiel

Boring t.b.v. spanset montage

Klembus uitvoering

Boring kettingwiel

Parallel lopende kettingen

Bij parallel lopende kettingen is het van groot belang dat er geen of minimaal onderling lengteverschil is. Kwaliteitsketting wordt voorgerekt. Door de ketting onder de juiste spanning paarsgewijs uit te meten minimaliseer je het lengteverschil. Bij parallel lopende kettingen dienen eventuele spiebanen geïndexeerd te zijn ten opzichte van de vertanding.

Vragen of sugesties?