Schubkette

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:

1. „Normale“ Ketten können nur ziehen und brauchen für die Hin- und Herbewegung zwei Antriebe.
2. 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.

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 300mm/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

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:

1. Im allgemeinen Maschinenbau, der Medizintechnik, in der Fahrzeugtechnik
2. Industrieöfen
3. Blech-Kaltbearbeitung
4. Gießereien
5. Walzwerke, Stahlwerke
6. Automobilindustrie
7. Der Antrieb in einem Hubtisch
8. Bühnenplattformen
9. Beim Werkzeug- und Materialhandling
10. In der Lagerlogistik
11. Beim Beschicken von Härteöfen
12. In Kühlanlagen
13. In der modernen Gebäudetechnik
14. In Fördersystemen
15. Beim Werkzeugwechsel an metallverarbeitenden Pressen
16. Bei führerlosen Transportsystemen
17. 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:

1. SK03
2. SK04
3. SK08
4. SK12
5. SK18
6. SK25
7. SK35
8. TC60

Dabei beschreibt die Zahl die maximale nominale Belastung dieses Kettentyps (Bspw.: SK08 = 8kN). 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