Kettenförderer: Aufbau, Bauarten und Auslegung

Ein Kettenförderer transportiert Lasten auf einer oder mehreren umlaufenden Ketten. Er kommt dort zum Einsatz, wo ein Gurtförderer an seine Grenzen stößt: bei hohen Einzellasten, bei Hitze, bei Spänen und Öl oder bei scharfkantigem Fördergut, das ein Gurtband beschädigen würde.

Wie ein Kettenförderer aufgebaut ist

Der Grundaufbau ist bei allen Bauarten gleich. Eine Tragkonstruktion aus Stahlprofilen nimmt die Lasten auf. An einem Ende sitzt die Antriebsstation mit Getriebemotor und Kettenrad, am anderen die Umlenkstation. Zwischen beiden läuft die Kette auf Führungsschienen, im Obertrum tragend und im Untertrum zurück.

Die Führungsschienen bestehen je nach Anwendung aus Kunststoff oder Stahl. Kunststoff läuft leiser und reibungsärmer, Stahl hält höhere Temperaturen und abrasives Fördergut aus. Eine Spannvorrichtung an der Umlenkstation gleicht die Längung aus, die jede Kette im Betrieb erfährt. Wird sie nicht nachgestellt, springt die Kette irgendwann über das Kettenrad.

Bauarten

Die einfachste Form ist der Einstrang-Kettenförderer. Das Fördergut liegt auf einer einzelnen Kette, meist mit Mitnehmern. Das genügt für schmale Teile und geringe Lasten.

Häufiger ist der Zweistrang-Kettenförderer, bei dem zwei parallel laufende Ketten die Last an ihren Außenkanten aufnehmen. So werden Paletten, Gitterboxen und Werkstückträger bewegt, ohne dass die Auflagefläche in der Mitte abgestützt werden muss.

Bei Scharnierband- und Mattenketten bilden die Kettenglieder selbst eine durchgehende Fläche. Das ist die Bauart für Kleinteile, Flaschen und Gebinde, und mit Edelstahl- oder Kunststoffgliedern auch die für Lebensmittelbetriebe, weil sie sich reinigen lässt.

Für Schüttgut gibt es Trogketten- und Kratzerförderer. Hier zieht die Kette das Material durch einen geschlossenen Trog. Diese Bauart fördert auch steigend und staubdicht, verschleißt dafür aber schneller.

Wann Mitnehmer nötig sind

Mitnehmer sind Querstege oder Winkel, die auf der Kette sitzen und das Fördergut formschlüssig mitführen. Ohne sie überträgt nur die Reibung zwischen Kette und Last die Bewegung, und das reicht nur auf waagerechten Strecken bei ruhigem Lauf.

Sobald die Strecke steigt, das Fördergut angestaut werden soll oder eine definierte Position an der nächsten Station gebraucht wird, führt kein Weg an Mitnehmern vorbei. Ihr Abstand legt den Takt fest, denn er bestimmt, wie viele Teile pro Minute die Strecke verlassen. Das ist der Punkt, an dem sich eine Förderstrecke später nur noch schwer ändern lässt, weil der Abstand in die Kettenteilung eingerechnet ist.

Vorteile

Kettenförderer nehmen hohe Einzellasten auf, weil die Kraft über den Kettenzug und nicht über Reibschluss übertragen wird. Sie arbeiten bei Temperaturen, bei denen ein Gummigurt aufgibt, und sie vertragen Späne, Öl, Schweißperlen und scharfe Kanten. Ihre Position ist über die Mitnehmer exakt definiert, was die Anbindung an getaktete Bearbeitungsstationen einfach macht.

Dazu kommt die Reparaturfreundlichkeit. Eine beschädigte Kette wird gliedweise instand gesetzt, während ein gerissener Gurt in aller Regel komplett getauscht wird.

Grenzen und Nachteile

Kettenförderer sind lauter als Gurtförderer, besonders bei Stahlketten auf Stahlschienen. Sie brauchen Wartung: nachspannen, schmieren, Verschleiß an Kettenrädern und Gleitleisten prüfen. Ungeschmiert steigt der Reibbeiwert, und mit ihm die nötige Antriebsleistung.

Für empfindliche oder sehr kleine Teile ist die Bauart ungeeignet, weil das Fördergut zwischen die Kettenglieder geraten kann. Und die Anschaffung kostet mehr als eine vergleichbare Rollenbahn oder ein Gurtförderer, was sich erst über die Standzeit ausgleicht.

Was die Auslegung bestimmt

Am Anfang steht die Kettenzugkraft. Sie setzt sich zusammen aus der Reibkraft, die Fördergut und Kette auf den Gleitschienen erzeugen, und bei steigenden Strecken zusätzlich aus der Hubkraft. In die Reibkraft gehen das Gewicht des Förderguts, das Eigengewicht der Kette über die gesamte Länge und der Reibbeiwert der Schienenpaarung ein.

Aus der Zugkraft und der Fördergeschwindigkeit ergibt sich die Antriebsleistung, geteilt durch den Wirkungsgrad des Getriebes. Die errechnete Kraft muss unter der zulässigen Bruchkraft der Kette bleiben, üblicherweise mit deutlichem Abstand, weil Anfahrmomente und Staubetrieb kurzzeitig erheblich darüber liegen.

Zwei Größen werden dabei regelmäßig unterschätzt. Erstens das Eigengewicht der Kette: Bei langen Strecken übersteigt es das Gewicht des Förderguts. Zweitens der Staubetrieb. Läuft die Kette unter stehendem Fördergut weiter, steigt die Reibung erheblich, und die Auslegung muss diesen Zustand abdecken, nicht den Normalbetrieb.

Was in eine Anfrage gehört

Damit eine Auslegung belastbar wird, braucht es Gewicht und Abmessungen des schwersten Förderguts, Förderlänge und Steigung, die geforderte Taktzeit oder Geschwindigkeit, die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Nässe und Staub sowie die Angabe, ob gestaut werden soll. Wer zusätzlich weiß, an welche Stationen die Strecke anschließt und mit welcher Übergabehöhe, spart eine komplette Abstimmungsrunde.