Inhalt
1. Was ist eine Schubkette?
Eine Schubkette SK (LinearChain) oder TC (TowerChain) fällt ebenfalls in den Bereich der elektromechanischen linearen Antriebstechnik. Sie besteht aus speziell geformten, hochpräzisen und mechanischen Kettengliedern. Im Unterschied zu einer normalen Kette für Zugkräfte, haben die Glieder der Schubkette sogenannte Schultern. Wird dann axial eine Kraft eingeleitet, versteift sich die Kette über die Schultern und der damit entstehende Formschluss ermöglicht eine Übertragung von Druckkräften.
Schubketten sind wichtige Bauelemente in der linearen Antriebstechnik. Sie entwickelt ihre wahre Stärke dort, wo andere Produkte wie ein Hubgetriebe, Linearantriebe oder Spindelantriebe aus Platzgründen ausscheiden.
2. Das Grundprinzip: Eine Idee, viele Möglichkeiten
Eine Last kann entweder geschoben oder gezogen werden. Passende Antriebselemente sind entweder ein Hubzylinder oder eine motorgetriebene Kette. Beide Varianten haben Nachteile:
- „Normale“ Ketten können nur ziehen und brauchen für die Hin- und Herbewegung zwei Antriebe.
- Hubzylinder sind starr, sie können sowohl ziehen als auch schieben. Doch Hubzylinder brauchen einen Rückzugsraum, der noch einmal die Länge der Transferdistanz ausmacht und sich in derselben Linie erstreckt. Hinzu kommt ein weiterer Faktor: Hubzylinder müssen doppelt so lang sein wie die Distanz und sind dann doch nicht flexibel, wenn es eng wird.
Ideal wäre eine Kombination aus Zylinder und Kette ohne die erwähnten Nachteile, universell einsetzbar und zugleich wirtschaftlich.
Ein solches Allzweck-Talent gibt es: die Schubkette, die einerseits flexibel wie eine Kette ist und andererseits die Arbeit eines Hubzylinders verrichten kann.
3. Wie funktioniert eine Schubkette?
Gleich vorneweg: Die Schubkette kann in beide Richtungen arbeiten - sie kann ziehen und "schieben". Damit ist sie die weltweit einzige Kette, die das kann. Genial für den Maschinenbau ist die Fähigkeit der Kette sich aufzurollen und damit extrem platzsparend eingesetzt zu werden.
4. So "schiebt" die Kette
Über das Antriebselement, in der Regel ein Elektromotor, wird Schubkraft auf die Kettenglieder eingeleitet. Jetzt drücken die Schultern der einzelnen Kettenglieder gegeneinander und bilden eine starre Einheit. Und damit können sie die Last heben oder schieben. So wird aus der Kette eine Stange, die an Reichweite, Belastbarkeit, Geschwindigkeit und Präzision den Zylinder sogar noch übertrifft. Zudem kann die Schubkette praktisch „unendlich“ lang sein, während ein Hubzylinder nicht einfach verlängert werden kann.
5. So „zieht“ die Kette
In die andere Richtung, beim Ziehen, funktioniert sie wie eine normale Kette. Der nicht belastete Teil der Schubkette ist allerdings nur halb so lang und muss nicht parallel zum Verfahrweg gespeichert werden, sondern lässt sich dorthin umlenken, wo genügend Platz ist. Dabei kann die Schubkette wie ein Seil aufgerollt werden. Hauptvorteil: Die Schubkette lässt sich dort aufrollen und speichern, wo Platz ist.
6. Wie funktioniert der Antrieb?
Angetrieben wird die Kette über ein Kettenrad, welches im Antriebsgehäuse sitzt. Das Antriebsgehäuse übernimmt dabei nicht nur den Antrieb und die Führung der Kette, sondern auch die Umlenkung der Kette um 90° oder 180°. Dementsprechend wird der Bauraum hinter dem Antriebsgehäuse nie durch die Kette belegt. Das Gehäuse ist zusätzlich ausgestattet mit einer Antriebswelle, welche wahlweise auf Seite A, B oder beidseitig ausgeführt werden kann. Die Antriebswelle ermöglicht dann den Anbau eines Getriebemotors.
Um die Kette zu speichern kann kundenseitig eine eigene Speicherung in Stahlprofilen vorgesehen werden. Alternativ können an der Einheit Kettenmagazine, Kettenabdeckungen oder Führungsschienen die Aufgabe der Kettenlagerung übernehmen.
Links: Schubkette genickt; Rechts: Schubkette in starrer Einheit
7. Wann sollte eine Schubkette gewählt werden
Hauptaugenmerk der Schubkette liegt auf der Platzersparnis und der erreichbaren Geschwindigkeit. Die Fähigkeit der Kette sich aufzurollen ermöglicht es Applikationen mit kleinem Bauraum ohne Schwierigkeit zu realisieren. Geschwindigkeiten von über 300 mm/s sind ebenfalls ohne weiteres möglich.
8. Wann ist die Schubkette eine schlechte Wahl
Schubketten machen wirtschaftlich nur dann Sinn, wenn die Platzersparnis einen größeren Mehrwert bietet. Die Schubkette in Standardapplikationen zu verwenden in denen auch alternative elektromechanische Antriebe zum Einsatz kommen können erweist sich häufig als unwirtschaftlich.
9. Schubkette im Einsatz
GROB GmbH Antriebstechnik
10. Typische Anwendungsfälle für die Schubkette
Wenn Sie fragen, wo die Schubkette überall zum Einsatz kommen kann, dann gibt es eine Vielzahl von möglichen Anwendungen. Zum Beispiel:
- Im allgemeinen Maschinenbau, der Medizintechnik, in der Fahrzeugtechnik
- Industrieöfen
- Blech-Kaltbearbeitung
- Gießereien
- Walzwerke, Stahlwerke
- Automobilindustrie
- Der Antrieb in einem Hubtisch
- Bühnenplattformen
- Beim Werkzeug- und Materialhandling
- In der Lagerlogistik
- Beim Beschicken von Härteöfen
- In Kühlanlagen
- In der modernen Gebäudetechnik
- In Fördersystemen
- Beim Werkzeugwechsel an metallverarbeitenden Pressen
- Bei führerlosen Transportsystemen
- Beim Bewegen von Frachtbehälter
11. Baugrößen und Optionen
Die Schubkette SK (LinearChain) oder TC (TowerChain) ist verfügbar von 3 kN bis 60 kN und untergliedert sich in die Typen:
- SK03
- SK04
- SK08
- SK12
- SK18
- SK25
- SK35
- TC60
Dabei beschreibt die Zahl die maximale nominale Belastung dieses Kettentyps (Bspw.: SK08 = 8 kN). Für die Ketten stehen unterschiedliche Optionen im Standardbereich zur Verfügung. Darunter fallen Führungsschienen, Kettenabdeckungen, Magazine zur Speicherung, Edelstahlketten (für hohe Temperaturen oder korrosive Umgebungen), gehärtete Ketten (für erhöhte Lebensdauer), Kettenumlenkungen, Schmiersysteme.
12. Kettenlängen
Da eine Kette nicht beschränkt ist auf eine gewisse Rohmateriallänge, kann die Kette auch 20m lang ausgeführt sein. Bei druckbeanspruchten Ketten kommt es jedoch zu dem Phänomen des „Knickens“.
Auch wenn die Kette dann mit 8 kN nominaler Last beschrieben ist, führt die Länge zu einem Stabilitätsproblem. Um das zu verhindern, können Schubketten um eine Führung erweitert werden und die Ketten selbst werden dann um Führungsrollen erweitert. Diese Nachrüstung führt dann zu den Typen SK03G, SK04G, SK08G, SK18G, SK35G, wobei „G“ für „geführt“ steht.
13. Vor- und Nachteile
Nachteile
✘ Im Standard nur 15 Hübe pro Stunde möglich
✘ Kette kann selbst keine Führungsaufgabe übernehmen – die Last muss immer geführt sein
✘ Anfällig gegen Seitenkräfte
Vorteile
✔ Perfekt für Anwendungen mit begrenztem Bauraum durch flexible Kettenglieder
✔ Standard-Hubgeschwindigkeit von über 400 mm/s, im Sonderfall sind sogar bis 1.000 mm/s möglich.
✔ „Unendlich“ lange Hübe möglich durch Montage zusätzlicher Kettenglieder
✔ Wirkungsgrad von über 80% bei Standardketten
✔ Temperaturen bis 250°C, mit Spezialausführung sind Dauertemperaturen bis 560°C möglich. Kurzzeitig, bis zu 2 min, sind gar über 1000°C möglich
✔ Kann horizontal, vertikal oder geneigt eingebaut werden
✔ Mit einer Energieeffizienz von 65-80% ist die Schubkette ökologisch und ökonomisch eine nachhaltige Investition.
✔ Maximale Hublast von 50.000 N pro Schubkette möglich
Häufig gestellte Fragen zu Schubketten
Une chaîne de poussée est un type de chaîne qui peut non seulement tirer, mais aussi pousser. Lorsque les maillons de la chaîne sont comprimés, ils restent stables et rigides, permettant de déplacer des objets vers l’avant. Elle est souvent utilisée dans les machines pour soulever ou pousser des éléments.
- La charge doit toujours être guidée
- L’accélération doit être contrôlée via une rampe
- La chaîne ne peut pas effectuer de mouvement pivotant
- La longueur de flambage admissible ne doit pas être dépassée
- Standard : 180 °C
- Haute température continue : 550 °C
- Haute température ponctuelle (moins de 2 minutes) : 1050 °C
La chaîne de la LinearChain SK est composée de maillons qui s’appuient sur les épaules et les axes du maillon suivant. La chaîne de la TowerChain TC est constituée de maillons en forme de U, offrant une stabilité supérieure. Cela permet des courses non guidées de plus de 4 m.
Selon la taille de construction, la vitesse de rotation de l’entraînement se situe généralement en dessous de 50 tr/min.
Oui, les systèmes de levage à chaînes pousseuses sont courants.
En standard, les chaînes pousseuses peuvent se déplacer à 250 mm/s. Des applications spéciales ont déjà été réalisées à plus de 800 mm/s.
Oui, selon la proximité avec le produit, la chaîne peut également être entièrement réalisée en acier inoxydable.
- Pont électronique : si chaque élément de levage de l’installation est entraîné par un moteur, un pont électronique peut être réalisé à l’aide de codeurs.
- Éléments de liaison mécaniques : plus sûrs et moins coûteux, les arbres de liaison et les boîtes de distribution peuvent connecter tous les éléments de levage d’une installation entre eux.
Oui, l’utilisation de matériaux inox est une pratique courante pour les environnements exposés à des milieux agressifs.
Non, les mouvements pivotants ne sont pas possibles avec une chaîne pousseuse.
65 % avec magasin de chaîne, 80 % avec chaîne libre.
L’effet polygone se produit lorsqu’une chaîne est entraînée de manière positive par un pignon. Dans ce cas, la chaîne ne peut pas s’enrouler et se dérouler de manière parfaitement circulaire autour du pignon, ce qui entraîne des angles dans l’élément tracteur. La vitesse de la chaîne fluctue alors périodiquement autour d’une vitesse moyenne, ce qui peut provoquer des vibrations dans la chaîne.
Comme la chaîne effectue un mouvement radial à cause de l’effet polygone, les plaques de guidage sont prolongées et un faible jeu est prévu. Cela permet d’atténuer cet effet.
Non, la charge doit toujours être guidée.
Il n’existe pas de base de calcul pour cela. La longueur de flambage a été déterminée par des tests. Un diagramme correspondant pour les applications horizontales est disponible ici : Catalog complet (grob-antriebstechnik.de). Pour les applications verticales, veuillez nous contacter.
- Système de lubrification : des brosses de lubrification montées prolongent la durée de vie
- Magasin de chaîne : la chaîne peut être enroulée derrière le boîtier
- Réducteur : particulièrement utile dans les systèmes de levage pour réduire le couple
- Cellule de charge : pour mesurer la charge axiale et protéger contre les surcharges
Non, une chaîne pousseuse ne peut jamais assurer le guidage elle-même. La charge doit toujours être guidée.
Non, dans le cadre de la longueur de flambage, les chaînes pousseuses peuvent également être utilisées sans guidage.
- Sous charge de compression : selon le système de commande, une répétabilité de 100 % peut être atteinte
- Sous charge variable : le système de commande doit tenir compte du jeu de renversement sur le pignon et des tolérances de fabrication des maillons.
Par défaut, les chaînes GROB sont galvanisées. Pour les environnements avec des agents agressifs, des chaînes en acier inoxydable peuvent être utilisées.
- La charge doit être guidée
- La taille de la chaîne pousseuse doit être correctement choisie
- Le déplacement doit se faire via une rampe
Oui, des maillons de chaîne trempés permettent d’atteindre une durée de vie jusqu’à 4 fois plus longue.
- Le magasin de chaîne enroule la chaîne en plusieurs boucles. Avantage : gain de place important.
- Le carter de chaîne protège la chaîne fixée au boîtier. En raison de cette fixation, la chaîne se dresse et réduit ainsi de moitié la course. Avantage : solution économique.
Oui, la chaîne peut être stockée à 90 ° par rapport au mouvement de translation, ou même à 180 ° (parallèle) au mouvement, comme par exemple sur des tables-outils. La translation s’effectue alors sur la table, tandis que le stockage se fait parallèlement en dessous.
Le rail de guidage en T a été développé pour les cas où il n’y a pas assez de place pour le rail standard au-dessus de la surface de glissement. Dans un exemple d’application, le client devait manœuvrer avec un chariot élévateur. Le rail en T a alors été encastré dans le sol, permettant aux véhicules de circuler librement.
Nous recommandons toujours d’utiliser notre maillon standard pour fixer votre charge. Veillez à utiliser tous les trous afin de répartir correctement la charge sur la chaîne. Les dimensions du maillon avant sont disponibles ici : Catalogue complet (grob-antriebstechnik.de)
Non, il est recommandé de prévoir un frein sur le moteur.
Les différentes positions d’installation n’affectent en rien l’utilisation des chaînes pousseuses (par exemple, à cause de fenêtres de contrôle d’huile ou similaires). En modifiant simplement le côté de montage des équerres de fixation, les côtés de réception peuvent être ajustés librement.
Il n’existe pas de base de calcul pour cela. Les tests ont montré que, pour les chaînes standard, 250 000 cycles et, pour les chaînes trempées, 1 000 000 de cycles représentent des valeurs réalistes.
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