8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 1

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1 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 1

2 PATENT Selbsteinstellendes Kettenrad Patentschrift EP Karl Herkenrath 2

3 Inhalt Ausgangssituation und Problemstellung Motivation und Zielsetzung Funktionsweise / schematische Darstellung Vergleich Selbsteinstellend zu Herkömmlich Selbsteinstellung der Zahnsegmente Verschleißreduzierung Kontakt 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 3

4 Ausgangssituation und Problemstellung 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 4

5 AUSGANGSSITUATION Ketten und Kettenräder in Förderanlagen unterliegen einem ständigen Verschleiß, der nicht nur den regelmäßigen Austausch der Kette und des Kettenrades erforderlich macht, sondern weitere Kosten verursacht. Ein weiterer Schwachpunkt von Kettenantrieben ist die mitunter hohe Geräuschentwicklung. Problem: ständiger Verschleiß Geräuschentwicklung hohe Kosten 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 5

6 Motivation und Zielsetzung 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 6

7 Motivation Die Probleme aus Verschleiß und Geräuschentwicklung und damit der verursachten Kosten, können durch das Selbsteinstellende Kettenrad erheblich vermindert werden. Zielsetzung: Verschleißreduzierung Geräuschreduzierung geringere Kosten 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 7

8 Funktionsweise / schematische Darstellung 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 8

9 Funktionsweise / schematische Darstellung Jedes Zahnsegment des Kettenrades ist unter der Zahnmitte drehbar gelagert und ist an beiden Seiten, zur Aufnahme der Übertragungsfedern, mit Vertiefungen versehen. System 1 Jeder Zahn ist unter der Zahnmitte drehbar gelagert. Wenn an irgendeinen Zahn eine Kraft angreift, entsteht somit auf diesem Zahn ein Drehmoment. Dieses Drehmoment wird dann über die Federn auf alle nachfolgenden Zähne gleichmäßig übertragen, gemindert um die Reibungsverluste. System 2 Durch die Kettenkraft F auf den Zahn 1 wird ein rechtsdrehendes Moment erzeugt und somit wirkt auf den Zahn 2 ein linksdrehendes Moment, das entgegengesetzt zur Kraftrichtung wirkt. Durch Kette und Zahnteilung wird Zahn 2 an einem weiteren Kippen gehindert, und über die Feder 1 wird ein Gleichgewicht der Kräfte auf Zahn 1 und Zahn 2 erreicht.

10 System 3 Mit der Einstellung der Zähne 1 und 2 bewegt sich Zahn 3 in Kraftrichtung und somit verändert sich der Teilungsabstand. Hierdurch ist Zahn 3 nicht an der Kraftübertragung auf die Kette beteiligt. Trotzdem ist der Zahn 3 über die Feder 2 an der Drehmomentenübertragung beteiligt; hierdurch wird die Teilungsveränderung durch Verschleiß mit Zahn 3 ausgeglichen. System 4 Nachdem sich an den Zähnen 1 bis 3 ein Gleichgewicht der Kräfte eingestellt hat, dreht sich Zahn 4 gegen die Kraftrichtung, und somit ist Zahn 4 über die Feder 3 an der Kraftübertragung auf die Kette beteiligt. Da auf jeden Zahn die gleichen Drehmomente wirken,, sind auch die Belastung auf Kette und Zahn gleich.. Somit sind 4 Zähne im Eingriff, wovon 3 Zähne fast 1/3 der Kraft tragen.

11 System 5 Bei allen nachfolgenden Zähnen wiederholen sich die Systeme 1 bis 3 und hiernach System 4, bis der erste Zahn wieder erreicht ist, und somit die Momentenkette auf die Zähne geschlossen ist. Dieser Vorgang von System 1 bis System 4 wechselt ständig vom ersten Zahn auf den zweiten Zahn usw. 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 9

12 Vergleich Selbsteinstellend zu Herkömmlich 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 10

13 Vergleich selbsteinstellend zu herkömmlich Beanspruchung einer Rundgliederkette aus Punktberührung bei einer Zugkraft von 120kN auf den ersten im Eingriff stehenden Zahn. Herkömmliches Kettenrad Selbsteinstellendes Kettenrad Teilungsvergrößerung (von 2%) aus Verschleiß bei fast gleicher Belastung. Verteilung der Kettenkraft auf mehrere im Eingriff stehende Zahnsegmente. Geringer Verschleiß bei gleicher Kette und Belastung. 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 11

14 Selbsteinstellung der Zahnsegmente 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 12

15 Selbsteinstellung der Zahnsegmente Jedes Zahnsegment des Kettenrades passt sich den jeweiligen Bedingungen selbsteinstellend an. Teilungsfehler Zahnrad & Kette Flankenform Flankenlinien Eingriffswinkel Rundlauf Achsenstellung Durchbiegung Beschädigung Zahnform Kette Durch die Selbsteinstellung der Zahnsegmente passt sich das Kettenrad an die Teilung der Kette an. Federausgleich zwischen den Zahnsegmenten. Anpassung auf die Einlaufbedingungen der Kette. Bei Doppelstrangketten erfolgt ein Ausgleich der Belastung zwischen den beiden Kettensträngen. Belastungen werden von im Eingriff stehenden Zahnsegmenten übernommen. 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 13

16 Verschleißreduzierung 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 14

17 Verschleißreduzierung Geringere Belastung der Bolzen, Ketten und Kettenglieder. Geräuscharm durch Federausgleich, geringer Einlaufstoß. Wartungsfrei durch Selbsteinstellung des Kettenrad. 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 15

18 Kontakt & Ansprechpartner 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 16

19 Kontakt & Ansprechpartner Karl Herkenrath In der Hardt 23 D Kempenich Tel / Fax / info@selbsteinstellendes-kettenrad.com Patent EP Patentinhaber: Karl Herkenrath 8/13/2013 Selbsteinstellendes Kettenrad, Karl Herkenrath 17