Richtig geschmierte Ketten halten länger
Ketten sind ein oft wenig beachteter Bestandteil einer Maschine oder eines Logistiksystems. Dabei ist ihre Bedeutung für die Gesamtanlage von großer Bedeutung: Ohne Antriebskette steht die Maschine still, ohne Förderketten funktioniert die Intralogistik nicht. Renold, einer der weltweit führenden Kettenproduzenten, gibt Tipps, wie die Haltbarkeit von Ketten mit Hilfe der richtigen Schmierung verlängert werden kann.
Seit ihrer Erfindung im Jahre 1880 durch den Schweizer Ingenieur Hans Renold hat sich die Rollenkette als effizienteste Methode der Kraftübertragung behauptet. Es handelt sich im Wesentlichen um eine Reihe von Präzisionslagern, die aus Innen- und Außenlaschen, Lagerbolzen, Buchsen und Rollen bestehen. Aber neben diesen bekannten Teilen gibt es noch eine weitere wichtige Komponente in der Rollenkette, die oft übersehen wird: den Schmierstoff. Dieser Artikel untersucht die Möglichkeiten der Schmierung von Standard-Rollenketten zur Erzielung einer optimalen Verschleißlebensdauer und betrachtet die Lösung, die Ingenieuren zur Verfügung steht, wenn eine Schmierung nicht erwünscht oder unmöglich ist.
Zeit- und Kostenfaktor Schmierung
Die richtige Schmierung ist eine operativ und wirtschaftlich kaum zu überschätzende Größe: Eine korrekt geschmierte Kette sollte in den meisten Anwendungen mindestens 15.000 Arbeitsstunden halten, bevor sie aus Verschleißgründen gewechselt werden sollte. Doch in vielen Unternehmen liegt die Haltbarkeit der Ketten in den jeweiligen Anwendungen deutlich unter diesem Wert. In rund 60 Prozent der Fälle ist eine schlechte oder unzureichende Schmierung die Ursache für den Ausfall einer Kette und damit der größte Risikofaktor überhaupt. Die Folge: Höhere Kosten durch längere Stillstandzeiten, erhöhter Material- und Wartungsaufwand sowie eine eingeschränkte Leistungsfähigkeit der Gesamtanlage. Insbesondere die Stillstandzeiten können zu erheblichen finanziellen Belastungen führen. So kalkulieren produzierende Industrien den Ausfall einer Fertigungsmaschine mit bis zu 50.000 Euro pro Stunde – Kosten, die mit einer wohldurchdachten und verantwortungsvoll sichergestellten Schmierung eingespart werden können. Tests haben ergeben, dass Ketten durch die richtige Pflege eine um das bis zu 60-fache verlängerte Lebensdauer gegenüber un- oder falsch behandelter Ketten haben können.
Häufige Schmierfehler
Die richtige Schmierung beginnt bereits vor dem Einbau. Gut geschmierte Ketten erhalten bereits im Werk eine optimale Grundschmierung, die je nach Anwendung meistens durch heiß getauchtes Fett besteht. Eine sofortige Nachschmierung in der Anlage führt häufig zu einer Verschlechterung der Initialschmierung, besonders wenn sofort mit einem lösungsmittelhaltigem dünnen Öl die Erstschmierung aus der Kette gewaschen wird. Auch während des Betriebes zeigt die hohe Zahl auf Schmierfehler zurückzuführenden, dass die richtige Kettenschmierung weiterhin ein stark fehlerbehafteter Prozess ist.
Falsche Schmiermethoden und unangemessen eingesetzte Schmiermittel gehören zu den häufigsten Fehlerquellen. Vor allem die richtige Wahl des Schmiermittels ist entscheidend, um eine optimale Effizienz zu erreichen. So können schwere Öle und Fette aufgrund ihrer Steifheit nicht tief genug in die Kette eindringen und erreichen somit nicht die eigentlichen Arbeitsflächen der Ketten. Vor allem äußerlich aufgebrachte Fette wirken hier eher als Dichtmittel, wodurch der Arbeitsprozess erschwert und somit ein höherer Verschleiß provoziert wird. Dieser führt schlussendlich zum vorzeitigen Kettenausfall. Genauer betrachtet, entsteht oft nur bei erstmaliger Anwendung der gewollte Schmierfilm. Das Schmiermittel kann zwischen den Zwischenraum zwischen den Laschen passieren und so einen gleichmäßigen Film bilden. Bei weiteren Nachschmierungen hingegen, lagern sich immer dickere Fettschichten an den Laschen und Rollen ab. Durch die zusätzliche Aufnahme von Staub verdicken und verkrusten die Ketten zunehmend, wodurch kleine Zwischenräume in den Kettengelenken von dem Schmiermittel nicht mehr erreicht werden können. Von außen mag die fettgeschmierte Kette gut aussehen, doch die wichtigen Bauteile im Inneren einer Kette laufen mit hoher Reibung oder im schlimmsten Fall trocken.
Auch bei alternativ genutzten Schmiersprays gilt Vorsicht. Diese verwenden oft Verdünner, die meist flüchtig sind, also nach dem Auftragen schnell verdunsten. Dabei hinterlassen sie einen zähen, nicht fließfähigen Schmierfilm, der, ähnlich wie Verkrustungen den möglichst reibungslosen Prozess behindert und so den Verschleiß fördert.
Deshalb sollte die richtige Schmierung immer durch einen Blick auf den Kettenbolzen des Verbindungsgliedes geprüft werden. Optimalerweise weisen die Kettenbolzen einen Schmierfilm auf der ganzen Oberfläche auf. Zudem sollte die Oberfläche nach Entfernung des Schmierproduktes auf der belasteten Seite gleichmäßig und spiegelglatt sein. Die übliche Nachschmierung einer Kette erfolgt durch ein Öl, da die wenigsten Anwendung ein Ausbau der Kette und erneutes Heißtauchen zu kompliziert ist. Generell wird ein Öl mit einer Viskosität von 150 bis 450 cSt empfohlen. Niedrigere Viskositäten haben häufig nicht genügend Schmierwirkung bei hohen Flächenpressungen im Gelenk, höhere Viskositäten erreichen selten das eigentliche Kettengelenk zwischen Bolzen und Buchse.
Richtige Kettenschmierung
Der Aufbau einer Kette erfordert, dass Schmierprodukte einen engen Spalt zwischen den Laschen passieren müssen. Dafür eignen sich am besten flüssige Schmierprodukte ohne Verdünner, die in ausreichender Menge in die Kettengelenke gebracht werden können. Doch diese Vorgehensweise allein birgt bereits viel Fehlerpotenzial. Einer der häufigsten Schmierungsfehler liegt in der Behandlung von Oberfläche und Kettenrolle. Diese benötigen im Normalfall nur minimale Schmierung, da sie wenig Reibung und Bewegung ausgesetzt sind. Trotzdem lässt sich bei der Fehlersuche immer wieder feststellen, dass hier besonders großzügig mit dem Schmiermittel umgegangen wurde. Welche Kettenschmierung sich für welche Anwendung am besten eignet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. So spielt die Umgebung eine wichtige Rolle bei der Wahl des Schmierstoffes. Enthält die Umgebungsluft viel Staub, wie z. B. Kalk, Talkum oder Mehl, sollte eine Erstschmierung mit einem wachsartigen Fett bevorzugt werden. Dieses hat allerdings den Nachteil, dass eine Nachschmierung häufig nicht das Kettengelenk erreicht. Wachsartige Schmierungen sind daher speziell dort vorzusehen, wo eine Nachschmierung schwierig bis unmöglich ist und die Umgebung die Gefahr birgt, dass der Schmierstoff durch Stäube aus dem Gelenk gezogen wird. Auch die Betriebstemperatur spielt eine wichtige Rolle. Tabelle 1 zeigt die optimale Schmierviskosität für den jeweiligen Temperaturbereich. Für die meisten Anwendungen sind dabei Mineralöle geeignet. Sollte jedoch eine Fettschmierung erforderlich sein, ist es besonders wichtig das Fett bis zur Flüssigkeit zu erhitzen und die Kette darin einzutauchen bis keine Luftblasen mehr zu sehen sind. Die durch diese Methode geschmierten Ketten müssen regelmäßig gereinigt und nachgeschmiert werden. Allgemein sollten Kettentemperaturen von über 100 Grad Celsius aufgrund von Schmierstoffeinschränkungen vermieden werden.