Schubketten

Schubketten
Schubketten
mechanische Aktuatoren
für den horizontalen
Lasttransfer
Die SERAPID Schubkette ist ein mechanischer
Aktuator, der hohe Lasten mit besonderer Effi-
Anders als bei einem Spindel- oder Zahnstangenantrieb kann der Verfahrweg frei gehalten
zienz bewegt. Der Wirkungsgrad liegt bei 80
werden, so lange keine Last bewegt wird.
bis 90 %. Neben ihrer hohen Kraftleistung, Prä-
Anders als bei einem Hydraulikzylinderantrieb
zision und Zuverlässigkeit sind Schubkettenan-
ist kein Rückzugsraum erforderlich. Anders
triebe flexibel zu konfigurieren und platzspa-
als bei einer konventionellen Kette wird für
rend im Einbau. Sie sind auch dort einsetzbar,
bidirektionalen Betrieb nur ein einziger Motor
wo andere Antriebe an ihre Grenzen stoßen.
gebraucht.
Die Kette kann über eine 180°-Kehre zurücklaufen, sodass sie parallel zum Transferpfad,
meist darunter, gespeichert wird. Alternativ
kann der Rücklauf um 90° umgelenkt werden,
sodass der passive Teil der Kette außerhalb des
Transferpfades Platz findet, und dieser frei
bleibt, so lange kein Transfer stattfindet.
2
Schubketten
Die Schubkette arbeitet, indem sich ihre Glieder
unter Vorwärtsdruck zu einem expandierenden
der drückenden Formen wird die Kette starr,
und ihre Biegung wird gesperrt. Der passive Teil
Stock aneinander schließen. Jedes Glied hat
des Strangs, auf der anderen Seite des Artikula-
einen Ausleger, die so genannte „Schulter“, die
tionspunktes, bleibt flexibel. Er lässt sich um-
kraftschlüssig in die Schultern der benachbar-
lenken, sodass er beim Einziehen unterhalb des
ten Glieder passt. Im Antriebsgehäuse werden
Arbeitsweges zurückläuft oder, in kompakten
die Glieder durch einen Führungskanal exakt
Schleifen aufgerollt, komplett außerhalb des
hintereinander ausgerichtet. Durch die ineinan-
Arbeitsbereichs gespeichert wird.
Mit der 90°-Umlenkung wird der Rücklauf in
ein Speichermagazin gefahren, das passend für
die Platzverhältnisse der Arbeitsumgebung
gewählt werden kann. Die Schubkette arbeitet
in dieser Anordnung teleskopisch auf einer minimalen Grundfläche.
3
Betriebsarten der Schubkette
Betrieb ohne Führung
Für optimale Leistung über längere Hubwege
ist es erforderlich, die Kette zu führen. Auf
kürzeren Hubwegen bis zu 5 m kann sie
jedoch auch ungeführt eingesetzt werden,
sofern die Last geführt wird. Die Kapazität ist
in Abhängigkeit vom Hub auf S. 8 – 9 für
jeden Kettentyp angegeben. Es gibt zwei Arten
des ungeführten Einsatzes:
Schultern oben
Das Einwirken der Schubkraft kann ein Knicken der Kette nach oben, in Einrollrichtung,
hervorrufen. Ein Einsatz über 3 m Hubweg
wird nicht empfohlen. Der Kettenrücklauf wird
unterhalb des Hubwegs gespeichert.
Schultern unten
Mit den Schultern nach unten wird die Kette
durch ihr Eigengewicht starr gehalten. Zusätzlich werden die Schultern durch den Kontakt
mit der Arbeitsfläche gestützt. Daher läuft die
Kette stabiler als mit oben liegenden Schultern. Ein Einsatz über 5 m Hubweg wird
jedoch nicht empfohlen. Der Kettenrücklauf
wird oberhalb des Hubwegs gespeichert.
Betrieb mit Führung
Führungen stabilisieren die Kette, sodass die
volle Kapazität über beliebige Distanzen
besteht, unabhängig davon, ob sie mit den
Schultern nach oben oder unten gefahren
wird.
4
Schubketten
E-Führung
T-Führung
Führungen
Es gibt zwei Standard-Möglichkeiten, die Kette
zu führen: in E-Profilröhren oder auf flachen
Schultern oben
T-Schienen. Bei einer E-Führung stützen zusätzliche Rollen an den Außenseiten die Kette
seitlich im Führungskanal ab. Da die Kette
ganz oder teilweise versenkt ist, muss die
Last auf einem anderen Niveau, ober- oder
unterhalb, laufen. Bei einer T-Führung wird die
Kette durch Seitengreifer – montiert an jedem
Schultern unten
vierten oder fünften Glied – auf der Oberseite
der Schiene gehalten. Die Führung braucht
zudem wenig Platz, und die Last kann auf
dem gleichem Niveau laufen wie die Kette.
(nur CH 60, CH 90)
Diese Lösung ist sehr kosteneffektiv.
Standard-Frontglied
Krafteinleitung
Die Schubkraft wird über das Antriebsritzel in
das jeweils hinterste Glied der geraden Kette
eingeleitet. Am Last-Ende verlagert das Frontglied den Angriffspunkt der Kraft von der Arti-
Schulterachse
effektiver
Angriffspunkt
der Schubkraft
kulationsachse auf die Achse der Kettenschultern. Das auftretende Moment sperrt diese
gegeneinander, und die Kette wird zu einem
starren Triebstock. So wird für die schiebende
Bewegung die Schulterlinie der Kette genutzt,
während die ziehende Bewegung auf der
eigentlichen Artikulationsachse erfolgt.
Anbinden der Last
Artikulationsachse
Zugverbindung
einkuppelt. Zwei parallele Ketten können mit
Wird die Last nur auf einem definierten Weg
Hilfe eines Schiebebalkens verbunden werden.
geschoben, ist es nicht nötig, sie an der Kette
Wie ein einzelnes Frontglied kann er mit auto-
zu befestigen; der Kontakt mit dem Frontglied
matischen oder halbautomatischen Haken aus-
genügt. Fehlt die Lastführung oder soll die
gestattet werden.
Last auch gezogen werden, so ist eine kraftoder formschlüssige Anbindung erforderlich.
Eine Anbindung mit Kraftumsetzung wird für
die E-förmigen Führungen benötigt, da die
Das Standard-Frontglied hat einen Schiebe-
Last in diesem Fall auf einem anderen Niveau
punkt und einen Anbindungspunkt. (S. oben.)
läuft. Die Anbindung verlagert den Angriffs-
Der Anbindungspunkt liegt auf der Zugachse.
punkt der Kraft auf das Niveau der Last,
An seiner Querachse kann ein Haken ange-
gleicht Parallelitätsfehler aus und ermöglicht
bracht werden, der automatisch an der Last
die momentenfreie Einleitung der Kraft.
5
Typologie der Schubkette
Unsere Modellpalette umfasst Standardtypen
sich hauptsächlich in Größe und Struktur
mit maximal 5000 N bis zu maximal
sowie durch die Möglichkeit, Führungen
160 000 N Kapazität (je Einzelkette). Spezial-
einzusetzen. Die Merkmale, die die Ketten
ausführungen erlauben noch größere Kräfte.
unterscheiden, sind nachstehend erläutert.
Die einzelnen Typen der Kette unterscheiden
Größe nach Kettenteilung
90
Die Größe ist durch die Kettenteilung
bestimmt, d.h. die Länge der einzelnen Glieder, gemessen zwischen den Querachsen. Sie
beträgt 40, 60 oder 90 mm. Diese Zahl
60
erscheint in der Modellbezeichnung, wie z.B.
CH 40.
40
Struktur, Zahl der Schulterreihen
Die einfache Kette enthält zwei Reihen von
2 Reihen,
einfach: S
Gliederwangen, also zwei Reihen von Schultern. Die Duplex-Kette hat drei Reihen, die
gepaarte Kette vier. Die Bezeichnungen sind:
3 Reihen,
duplex: D
S = einfach, D = duplex, J = gepaart.
4 Reihen,
gepaart
(2 + 2): J
Machart der Gliederwangen
Die Gliederwangen der Schubkette schließen
mit den Schultern hintereinander an und sind
seitlich miteinander verbunden. Dies ist auf
zusammengesetzte
Gliederwangen
zwei Arten möglich: Die Gliederwangen können entweder an einem Ende ausgewölbt,
gewölbte
Gliederwangen:
Bezeichnung P
oder sie können aus zwei Teilplatten zusammengesetzt sein. Für gewölbte Glieder steht
ein P in der Modellbezeichnung.
6
Schubketten
Verstärkung durch doppelte
Gliederwangen
Die ausgewölbten Glieder können verstärkt
werden, indem die Wangen einfach verdoppelt, d.h. jeweils zwei spiegelbildlich aneinandergesetzt werden. Verstärkte Glieder werden
durch ein R in der Modellbezeichnung angeeinfach
zeigt.
verstärkt
Art der Führung
Es gibt zwei Versionen von führbaren Ketten.
(S. Abschnitt Führungen, S. 5) Die Version mit
Außenrollen (für die E-förmigen Führungen)
wird mit einem G bezeichnet, die Version mit
Seitengreifern (für die T-förmigen Führungen)
Seitengreifer
mit einem C. Der G-Typ wird auch ohne Führung eingesetzt, wenn nur zwei zusätzliche
Außenrollen
Antriebsritzel genutzt werden sollen. (S.u.)
Die Standard-Typen der horizontalen SERAPID
Modell
Kette sind in der nebenstehenden Tabelle mit
CH 40PS 2000
CH 40PSR 2000
CH 40PSC 2000
CH 40PSG 2000
ihren Merkmalen aufgeführt. Die Reihenfolge
entspricht der Kapazität, von der schwächsten
Teilung Struktur
Machart
verstärkt
Führung
nein
40
einfach
gewölbt
nein
40
einfach
gewölbt
ja
nein
40
einfach
gewölbt
nein
Seitengr.
40
einfach
gewölbt
nein
Rollen
nein
bis zur stärksten Kette.
Anzahl der Antriebsritzel
Eine einfache Kette ohne Außenrollen wird
über zwei Ritzel angetrieben, die links und
rechts der Zentralrollen eingreifen. Duplexund gepaarte Ketten werden entsprechend
über vier Ritzel angetrieben. Darüber hinaus
erlauben die jeweiligen G-Typen zwei zusätzliche Ritzel, die in die Außenrollen eingreifen.
Die Kraft wird so auf mehr Angriffspunkte verteilt, und es sind höhere Kräfte möglich. Die
G-Typen haben damit unter sonst gleichen
Typen die höchste Kapazität. Der Typ SG
kommt auf vier Ritzel, die Typen DG und JG
erlauben die maximale Anzahl von sechs
Ritzeln.
CH 60PS 2000
CH 60PSR 2000
CH 60PSG 2000
CH 60S
CH 60SC
CH 60SG
CH 60D
CH 60DC
CH 60DG
CH 60J
CH 60JG
CH 90S
CH 90SC
CH 90SG
CH 90D
CH 90DC
CH 90DG
CH 90J
CH 90JG
7
60
einfach
gewölbt
nein
60
einfach
gewölbt
ja
nein
60
einfach
gewölbt
nein
Rollen
60
einfach
zus.gesetzt
–
nein
60
einfach
zus.gesetzt
–
Seitengr.
60
einfach
zus.gesetzt
–
Rollen
60
duplex
zus.gesetzt
–
nein
60
duplex
zus.gesetzt
–
Seitengr.
60
duplex
zus.gesetzt
–
Rollen
60
gepaart zus.gesetzt
–
nein
60
gepaart zus.gesetzt
–
Rollen
90
einfach
zus.gesetzt
–
nein
90
einfach
zus.gesetzt
–
Seitengr.
90
einfach
zus.gesetzt
–
Rollen
90
duplex
zus.gesetzt
–
nein
90
duplex
zus.gesetzt
–
Seitengr.
90
duplex
zus.gesetzt
–
Rollen
90
gepaart zus.gesetzt
–
nein
90
gepaart zus.gesetzt
–
Rollen
Arbeitsbereiche ungeführter Schubketten
Schultern oben
N
Die beiden Tabellen rechts zeigen die Anwendungsbereiche der horizontalen SERAPID Ketten bei ungeführtem Einsatz. Mit oben liegenden Schultern kann, je nach Kettentyp, die maximale Kraft auf Hubwegen zwischen 1 und
2 m genutzt werden. Mit unten liegenden
Schultern sind zwischen 1,5 und 4 m möglich. Es gelten die folgenden Randbedingungen:
Geschwindigkeit: 150 mm/s
Auslastung: < 10 Zyklen/Tag
keine Schockbelastung
Temperatur: < 200 °C
periodische Schmierung
Geführte Ketten können die maximale Kraft
praktisch über jede Distanz übertragen. Die
C-Typen, mit Seitengreifern, sind nicht aufgeführt. Ihre maximale Kapazität entspricht der
des gleichen ungeführten Typs – nur ist die
Hublänge nicht begrenzt. Ungeführte Ketten
sollten nur bis zu 3 m mit Schultern oben,
und bis zu 5 m mit Schultern unten eingesetzt
werden.
Wenn Ihre Anwendung außerhalb der Spezifikationen liegt, fragen Sie SERAPID nach Ihrer
Sonderlösung.
160000
157500
155000
152500
150000
147500
145000
142500
140000
137500
135000
132500
130000
127500
125000
122500
120000
117500
115000
112500
110000
107500
105000
102500
100000
97500
95000
92500
90000
87500
85000
82500
80000
77500
75000
72500
70000
67500
65000
62500
60000
57500
55000
52500
50000
47500
45000
42500
40000
37500
35000
32500
30000
27500
25000
22500
20000
17500
15000
12500
10000
8750
7500
6250
5000
4000
3000
2500
2000
1000
CH 90JG
CH 90DG
CH 90D
CH 90SG
CH 90S
CH 60JG
CH 60DG
CH 60D
CH 60SG
CH 60PSG 2000
CH 60S
CH 60PS 2000
CH 40PSG 2000
CH 40PS 2000
CH 40PSR
2000
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
m
Transfersystem
mit
zwei Ketten
und
Schiebebalken
8
Schubketten
Schultern unten
N
160000
157500
155000
152500
150000
147500
145000
142500
140000
137500
135000
132500
130000
127500
125000
122500
120000
117500
115000
112500
110000
107500
105000
102500
100000
97500
95000
92500
90000
87500
85000
82500
80000
77500
75000
72500
70000
67500
65000
62500
60000
57500
55000
52500
50000
47500
45000
42500
40000
37500
35000
32500
30000
27500
25000
22500
20000
17500
15000
12500
10000
8750
7500
6250
5000
4000
3000
2500
2000
1000
0
CH 90JG
CH 90DG
CH 90D
CH 90SG
CH 90S
CH 60JG
CH 60DG
CH 60D
CH 60SG
CH 60PSG 2000
CH 60PSR
2000
CH 60S
CH 60PS 2000
CH 40PSG 2000
CH 40PS 2000
0,5
CH 40PSR 2000
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
m
9
Speicherung der Schubkette
Kettenmagazine
Standardmagazine für CH 40
Unsere Standardmagazine decken die Modelle
Hub
CH 40 ..., CH 60S..., CH 60D... und CH 60J...
2 Bahnen
H
400
500
J
190
bis zu einem Hub von 5 m ab. Für alle ande-
1000
650
190
ren Modelle wird das Magazin nach Maß ge-
1500
900
190
fertigt.
2000
1150
190
J
3 Bahnen
H
5 Bahnen
H
J
J
2/3/5 Bahnen
K
85
85
85
400
85
735
400
85
935
400
85
1135
400
85
800
260
535
3000
1135
260
4000
1470
260
5000
1800
260
H
Standardmagazine für CH 60S, 60D und 60J
Hub
3 Bahnen
H
J
690
265
2000 1190
265
840
360
3000 1690
265
1175
360
4000 2190
265
1505
360
5000 2690
265
1840
360
1000
K
2 Bahnen
J
H
5 Bahnen
H
J
2 /3/5 Bahnen
K
60S
60D
110 145
110
145
160
555
110
145
160
1040
555
110
145
160
2205
555
110
145
160
840
Alle Maße in mm.
Die Standardmagazine können wie rechts abgebildet in vier Positionen montiert werden.
horizontal,
unter dem Verfahrweg
horizontal,
über dem Verfahrweg
vertikal,
unter dem Verfahrweg
vertikal,
über dem Verfahrweg
Beachten Sie, dass die Position des Magazins
die Lage der Kettenschultern bestimmt.
(S. S. 4)
Speicherung in Führungsschienen
Neben den Magazinen können auch die Eförmigen Führungsschienen genutzt werden,
um individuelle Speicherkonfigurationen zu
realisieren. Mit Hilfe von Gehäusen ohne
Antriebswelle sind beliebige Umlenkungen
um 90° oder 180° möglich. Die Länge der
Speicherschienen ist ebenfalls beliebig. So
lässt sich der Kettenrücklauf etwa an einer
Wand nach oben, und nötigenfalls sogar über
die Decke führen, während der Verfahrweg
auf dem Boden verläuft.
10
60J
160
Schubketten
Berechnen der Gesamtkraft
Die von der Kette übertragene Gesamtkraft
Stahl auf Stahl, trocken: m = 0,3
(Ft) errechnet sich als Summe der Reibungs-
Stahl auf Stahl, geschmiert: m = 0,12
kraft (Fr), der Beschleunigungskraft (Fa) und
Stahl auf Kunststoff (PE/HD): m = 0,25
sonstiger externer Kräfte (Fe):
Grauguss auf Grauguss: m = 0,3
Ft = Fr + Fa + Fe [N]
Holz auf Metall: m = 0,7
Die Reibungskraft errechnet sich wie folgt:
Zylinderrollen: m = 0,07
Fr = G x m [N]
Kugelrollen: m = 0,025
wobei G die Gewichtskraft und m der Rei-
Raupenrollkörper: m = 0,07
bungskoeffizient ist, je nach den Eigenschaften der Oberfläche, verwendeten Gleit-
Zu berücksichtigen sind ferner Beschleuni-
oder Rollelementen etc. – Die folgenden Werte
gungs- und Bremskräfte, sowie Schocklasten,
gelten für die häufigsten Situationen.
z. B. durch mechanische Anschläge.
Ft
Fr
Fa
Fe
G
m
Gesamtkraft [N]
Reibungskraft [N]
Beschleunigungskraft [N]
externe Kräfte [N]
Gewichtskraft [N/m²]
Reibungskoeffizient
M
p
nab
v
P
Antriebsmoment [Nm]
Kettenteilung [mm]
Antriebsdrehzahl [U/min]
Geschwindigkeit [m/min]
Antriebsleistung [kW]
L
Ct
Cu
Cr1
Cr2
Cm
Kettenlänge [Glieder]
Gesamthub [mm]
Nutzhub [mm]
Überfahrweg [mm]
Unterfahrweg [mm]
Blindhub [mm]
Motorisierung der Schubkette
Ein SERAPID Schubkettensystem kann, je
wobei Ft die Summe aller wirkenden Kräfte ist
nach Anforderung, elektrisch, pneumatisch
(Ft in N, s. oben), p die Kettenteilung in mm
oder hydraulisch angetrieben werden. Die
und 0,8 der Systemwirkungsgrad.
Abmessungen des Wellenausgangs finden Sie
Die Antriebsdrehzahl nab wird aufgrund der
im Datenblatt des betreffenden Kettentyps.
gewünschten Geschwindigkeit berechnet:
Zur Berechnung der erforderlichen Motor-
nab =
v
-3
6 x 10
[U/min]
xp
leistung müssen das Antriebsmoment und die
wobei v die Geschwindigkeit in m/min ist
Drehzahl (in U/min) bekannt sein. Das An-
und p die Kettenteilung in mm. Die an der
triebsmoment M wird aufgrund der Gesamt-
Antriebswelle erforderliche Leistung P erhält
kraft berechnet:
man schließlich durch:
-3
M=
Ft x 10 x p
[Nm]
0,8
P=
M x nab
[kW]
9550
Kettenlänge
Anwendungsbeispiel
Hindernis erfordert
Blindhub
Startpunkt
Zielpunkt
Die Länge (L) der Kette wird in der Regel nach
der Zahl der Glieder angegeben. Zunächst
Unterfahrweg:
Blindhub:
Cm
Cr2
Nutzhub:
Cu
Überfahrweg: Cr1
wird der Gesamthub Ct (Nutzhub ggf. zzgl.
Cr1
Blindhub sowie Unter- und Überfahrwege)
durch die Kettenteilung (p) geteilt. Zwei Glieder sind für das Standard-Frontglied abzuziehen. Hinzu kommen jedoch vier weitere Glie-
Ct = Cm + Cr2 + Cu + Cr1 [mm]
der, die auf den Ritzeln verbleiben müssen.
Das Ergebnis ist gegebenenfalls ganzzahlig
Ct
L = p - 2 + 4 [Glieder]
aufzurunden.
11
Schubketten
Wartung
Materialwahl
Es wird empfohlen, die Kette hinreichend zu
Standardmäßig wird die Kette aus vergütetem
schmieren. Ansonsten sind keine Wartungsar-
Stahl hergestellt. Dieser eignet sich für Umge-
beiten erforderlich.
bungstemperaturen bis 200 °C. Für Hochtem-
Bei einer Auslastung von einem Zyklus in der
schickung, kann die Kette aus Spezialstahl her-
Stunde oder weniger ist nur geringe Schmie-
gestellt werden. Für korrosive Umgebungen
rung erforderlich. Bei bis zu zehn Zyklen in
sind weitere spezielle Stähle und Beschichtun-
der Stunde ist eine periodische Schmierung
gen erhältlich.
peratur-Anwendungen, wie etwa die Ofenbe-
erforderlich – einmal pro Woche bis einmal
pro Monat, je nach Anwendung. Bei hoher Auslastung, mit häufigen Zyklen und/oder hohen
Geschwindigkeiten ist eine häufigere oder
auch permanente Schmierung erforderlich.
www.serapid.com
Erläuterungen zu unseren Datenblättern
Unsere Datenblätter enthalten Maßzeichnun-
SERAPID Deutschland GmbH
gen für jeden Kettentyp sowie die dazugehöri-
Postfach 1711
D-97967 Bad Mergentheim
gen Antriebsgehäuse und gegebenenfalls die
Tel. +49 (0)7931 96 47-0
Fax +49 (0)7931 96 47-28
Führungen.
[email protected]
Für jede Kette gibt ein Miniaturdiagramm die
wichtigsten Leistungsdaten an. In diesen Dia-
ZI Bleue L. Delaporte
F-76370 Rouxmesnil-Bouteilles
France
ten und die Farbe Blau für geführten Einsatz.
N
5000
Tél. +33 (0)2 32 06 35 60
Fax +33 (0)2 32 06 35 61
Das Diagramm rechts zeigt eine ungeführte
Kette. Die Kapazität beträgt 5000 N bis 1 m
1000
Hub und 1000 N bei 3 m mit Schultern oben.
SERAPID Ltd
Dieses Diagramm zeigt eine Kette, die nur mit
Führung eingesetzt werden kann, d.h. eine Ket-
[email protected]
m
30000
N
te mit Seitengreifern. Die blaue Fläche hat
keine Abschrägung, da die Kapazität für jede
Hublänge erhalten bleibt.
m
130 000
N
SERAPID USA INC.
eine Kette mit Außenrollen. Der beige Teil
zeigt die Leistung ohne, der blaue mit Führung.
Tel: +44 (0)1359 233335
Fax: +44 (0)1359 232800
[email protected]
Dieses Diagramm zeigt eine Kette, die geführt
und ungeführt eingesetzt werden kann, d.h.
¥
Elm Farm Park, Great Green,
Thurston
Bury St Edmunds
IP31 3SH, UK
62 500
m
¥
34100 Mound
Sterling Heights MI 48310
USA
Phone +1 586 274 0774
Fax
+1 586 274 0775
[email protected]
Zweite Ausgabe, Revision A · SERAPID D 03-2015
Marken- und Produktnamen sind Warenzeichen der jeweiligen Inhaber. Änderungen vorbehalten.
STI SERAPID Group
grammen steht die Farbe Beige für ungeführ-

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