AW: Verluste Kettenumlenkung: Zwischengetriebe vs. Rolle vs. Ritzel
Mir ist schon klar, dass du weißt, wie eine Kette funktioniert
Trotzdem gut, dass das hier steht. So kommen auch andere mit, denen das nicht ganz so klar ist.
Wenn ich's richtig verstanden habe, müssten wir hier zwei Stellen unterscheiden, in denen im Moment des Auf- und Ablaufens der Kette Reibung im Spiel ist:
1) Drehen der Kettenglieder um ihre Gelenke.
Das passiert zwischen Bolzen und Lagerkragen auf einem relativ kleinen Radius. Wichtige Parameter hier sind die Kettenspannung (=Anpresskraft im Gelenk) und der Winkel, um den das Gelenk gedreht wird. Je kleiner die Umlenkrolle bzw. das Ritzel ist, um so größer ist der Winkel und damit die verlorene Energie. Wichtig ist hier glaube ich die Zugtrum-Seite, im Leertrum ist die Kraft ja gering. Bei einer Umlenkrolle haben wir zwei Drehungen im Gelenk unter voller Spannung, denn sowohl beim Auf- als auch beim Ablaufen ist dort ja Zug auf der Kette. Beim Zwischengetriebe haben wir auch zwei Drehungen unter voller Spannung (in jeder Kette eine) und zwei weitere Drehungen ohne Spannung (ebenfalls in jeder Kette eine). Hier wird es wohl keine großen Unterschiede zwischen Umlenkrolle und Zwischengetriebe geben, ein Zwischengetriebe müsste diesbezüglich genauso gut oder schlecht sein wie je eine Umlenkrolle in Zug- und Leertrum.
2) Auf- und Ablaufen der Kettenrollen an den Zahnflanken der Umlenkrolle bzw. der Ritzel.
Die Bewegung findet wahrscheinlich zwischen Kettenrolle und Lagerkragen statt, auf jeden Fall auf einem größeren Radius als der erste Punkt. Hier ist die Umlenkrolle meiner Meinung nach klar im Vorteil, denn die Anpresskraft in dieser Bewegung ist sehr klein (Lagerreibung der Rolle). Beim Zwischengetriebe findet diese Rollbewegung zweimal unter voller Spannung statt (einmal in jeder Kette), weil ja die Zugkraft über die Ritzel von einer Kette auf die andere übertragen werden muss. Ich frage mich nur, wie weit die Kettenrolle da wirklich unter Last rollt. Hängt das vom Verschleißzustand ab?
Dazu kommt noch Reibung zwischen Innenlaschen und seitlichen Zahnflanken, wenn die Umlenkrolle nicht exakt in der Flucht der Kette sitzt bzw. die Achse des Ritzels nicht exakt senkrecht zur Kette steht. Da diese Fluchtfehler immer recht klein sind, werden wohl auch die Kräfte und damit die Verluste vergleichsweise klein sein. Irgendwo hab ich auch aufgeschnappt, dass die Kettenglieder mit einem Drehimpuls aus dem Ritzel herauskommen und das Abbremsen dieser Drehbewegung auch wieder Energie frisst, da kenne ich aber auch keine Größenordnung. Beides hätten wir beim Zwischengetriebe doppelt und bei der Umlenkrolle nur einfach.
Viele Grüße,
Stefan
-Symbol im Anfangskommentar.
