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REINHARD HECKMANN  ·  Fachhandel für 2Rad- / Forst- / Gartentechnik

• wie man ein Zweirad mit Hilfe einer anderen Übersetzung schneller macht / wie die Beschleunigung verbessert werden kann
• welche Kettenlänge nach einer Änderung der Zähnezahl benötigt wird
• ob das Fahrzeug dann besser oder schlechter zieht
• wie sich die Geschwindigkeit ändert
• warum es billige und teure Ketten gibt und deren Unterschiede

Generell gilt:
Eine längere Übersetzung (größeres Ritzel, kleineres Kettenrad oder beides zusammen) bedeutet eine höhere Endgeschwindigkeit und schlechtere Beschleunigung, eine kürzere Übersetzung (kleineres Ritzel, größeres Kettenrad) verringert die Höchstgeschwindigkeit, sorgt aber für bessere Beschleunigung.

Es sind also in beiden Fällen Kompromisse einzugehen. Beides zusammen (höhere Geschwindigkeit + bessere Beschleunigung) geht nur über eine höhere Motorleistung, aber nie allein durch eine andere Übersetzung!

Ich beantworte übrigens alle mir gestellten Fragen auch nur mit Hilfe dieser Formeln.
Viel Spaß beim Rechnen! Ist doch ganz einfach, oder ?

p	Teilung der Kette (in mm)
	1/2" - Kettenteilung = 12,7 mm
	5/8" - Kettenteilung = 15,875 mm
	3/4" - Kettenteilung = 19,05 mm
dr	Rollendurchmesser der Kette  (in mm)
Z1	Zähnezahl Ritzel original
Z2	Zähnezahl Kettenrad original
Z3	Zähnezahl Ritzel neu
Z4	Zähnezahl Kettenrad neu
a	Achsabstand Ritzel / Kettenrad (in mm)
A	Ausgleichsfaktor
x	errechnete neue Kettenlänge (Anzahl der Rollen)
GL	Anzahl der Kettenrollen

Berechnung von Kettenlängen und Übersetzungen

x = 2 * a / p + (Z1 + Z2) / 2 + A * p / a

Ausgleichsfaktor A:

A = (Z2 - Z1) / (2 * Pi)

Abstand zwischen Ritzelachse und Kettenradachse berechnen :

Wurzel aus ((((p * Z1 + p * Z2 - 2 * p * GL) / 8) * ((p * Z1 + p * Z2 - 2 * p * GL) / 8)) - (Z2 - Z1) / (4 * PI)) * 2 - dr

Geschwindigkeitsänderung durch eine geänderte Übersetzung berechnen :

Originalgeschwindigkeit (in km/h) * (Z2 / Z1) * (Z3 / Z4)

Wichtige Kriterien für die Auswahl der richtigen Kette und Kettenräder

1. Bruchkraft

Die aufzuwendende Kraft, die eine Kette zum Zerreißen benötigt
2. Lebensdauer

Sie wird auf einem Schwingungsprüfstand ermittelt durch die Anzahl der Schwingungszyklen, bis eine vordefinierte Längung der Kette erreicht ist.
3. Verschleißfestigkeit

Der Verschleiß in den Kettengelenken und die daraus entstehende Längung bestimmt die zulässige Belastung der Kette.
Wesentliche Einflussgrößen der Längung sind die Gelenkflächenpressung, der Reibweg und die Güte der Schmierung.
4. Ketten-Bauarten (Hülsenkette / Rollenkette)

Hülsenketten haben eine Rolle aus Blech mit einer Naht, Rollenketten verwenden tiefgezogene Rollen.
5. Polygoneffekt
   Jedes Kettenrad ist ein Vieleck (Polygon).
   Bei konstanter Winkelgeschwindigkeit unterliegt daher die Kettengeschwindigkeit periodischen Schwankungen zwischen den Grenzwerten Vmax und Vmin.
   Dadurch wird die Kette im Wechsel beschleunigt und verzögert, erhöhte Belastungen treten auf.
   Der Ungleichheitsgrad ist nur von der Zähnezahl abhängig. Er steigt bei Zähnezahlen <19 stark an, weshalb kleinere Zähnezahlen besonders bei größeren Drehzahlen vermieden werden sollen.
   Bei Z>19 nähert sich der Ungleichförmigkeitsgrad asymtomisch der Nulllinie, d. h. der Polygoneffekt wird ab einer Zähnezahl z=19 ohne Bedeutung.
   Je geringer die Zähnezahl, um so geringer die zulässige Gelenkflächenpressung und um so größer der Polygoneffekt.

6. normale Rollenketten / O-Ring-Ketten

Die Gummiringe in der Kette verhindern das Eindringen von Schmutz und Wasser, sorgen aber andererseits für den Erhalt des Kettenfetts in der Kette.
7. offen, mit Kettenschloss (Steckglied, mit Federverschluß) / endlos (mit Nietglied vernietet)

Die Bruchkraft einer Kette wird bis zu 20% herabgesetzt, wenn sie nicht endlos vernietet wird.
Ein Kettenschloss ist immer das schwächste Glied in einer Kette

Wichtiger Hinweis:

Eine neue Kette sollte immer in Verbindung mit neuen Kettenrädern verwendet werden.
Bereits benutzte Ritzel bzw. Kettenräder sorgen für einen vorzeitigen Verschleiß der Kette.

Wichtige Kriterien für die Auswahl der richtigen Kettenschlösser

Außen- bzw. Nietglied

Kettenglieder zur endlosen Vernietung der Kette werden fachgerecht als Außenglieder bezeichnet.

Ihre Montage erfolgt normalerweise mit Hilfe von Laschendrückern und Nietern. Bei der Vernietung ohne diese Werkzeuge sollte man den Nietbolzen seitlich mit einem Hammer vergraten, wobei man beachten muss, dass die Schläge nicht senkrecht erfolgen dürfen, um den Nietbolzen nicht zu stauchen.

Steckglied (auch Clipschloss genannt)

Verschlusslasche mit Schiebesitz (Mofas, Leichtkrafträder etc.)
Korrekt auch als Steckglied mit Federverschluss genannt. Die Lasche ist leichtgängig aufzuschieben, wird aber für schneller laufende Ketten nur als Notbehelf empfohlen.
Bei der Feder ist darauf zu achten, dass sie offene Seite gegen die Laufrichtung der Kette zeigt und in beiden Nuten eingerastet ist.

Verschlusslasche mit Presssitz (schnell laufende Ketten / O-Ring-Ketten / Verwendung im Enduro-Motorsport)
Um die Bruchlast der Kette nicht zu verringern, besitzt die Lasche eine sehr enge Toleranz und wird wie bei dem Außenglied aufgepresst und mit der Feder gesichert.
Bei wechselnden Übersetzungen, wie es im Enduro- und Motocross-Sport üblich ist, mag eine offene Kette vorteilhaft sein.
Zum dauerhaften Gebrauch auf schnell laufenden Kettentrieben ist diese Bauart nicht geeignet (unbedingt die Vorgaben des Fahrzeugherstellers beachten!)
Hier sollte immer eine endlose Kette verbaut werden.

Gekröpfte Glieder
Ein gekröpftes Glied schwächt die Kette und sollte vermieden werden, weil sich sonst die Bruchkraft der Kette um etwa 20% reduziert.

Keine Kettenschlösser einer anderen Ausführung verwenden
Die verschiedenen Toleranzen der Kettenteile können Schwingungen im Kettentrieb auslösen und zum Bruch führen, allerdings nicht unbedingt am Fremdteil, sondern bis zu 40 Glieder später!

Wie hängt die Lebensdauer einer Kette von der Schmierung ab ?

Die Lebensdauer einer Kette hängt entscheidend von der richtigen und ausreichenden Nachschmierung ab. Durch die oszillierenden Bewegungen des Kettengelenkes verbraucht sich der Erstschmierstoff je nach Betriebsbedingungen im Laufe der Zeit. Bei regelmäßiger Nachschmierung befindet sich das Kettengelenk überwiegend im Bereich der Flüssigkeits- und Mischreibung. Fehlende Schmierung oder unsachgemäß gewählte Nachschmierstoffe verursachen Grenzreibung, was zu Passungsrostbildung und erhöhtem Kettenverschleiß führt.

Trockenlauf: Kette ohne Erst- und Nachschmierung
Erstschmierung ohne Nachschmierung
Nachschmierintervall zu lang: zeitweiliger Trockenlauf
unsachgemäße Nachschmierung
optimale Nachschmierung

Für eine wirkungsvolle Nachschmierung ist die Auswahl des Schmierstoffes und die richtige Schmiertechnik entscheidend.
Geeignete Schmierstoffe und regelmäßige Wartungsintervalle sind wichtige Voraussetzungen für eine lange Lebensdauer der Kette.
Zu jeder Zeit und bei allen Belastungszuständen muss eine ausreichende Schmierung im Kettengelenk vorhanden sein. Nur dann kann der Schmierstoff die Funktionen Dämpfung, Korrosionsschutz und Verschleißminderung erfüllen.
Durch die oszillierenden Bewegungen im Gelenk verbraucht sich der Schmierstoff und muss in bestimmten Zeitabständen (entsprechend den Einsatzbedingungen) ergänzt werden. Der Nachschmierung der Kette sollte eine sorgfältige Reinigung vorausgehen.
Bei O-Ring-Ketten wird durch die Gummidichtringe das Austreten des Fettes verhindert, die Rollen müssen jedoch nach wie vor geschmiert werden, um ein Trockenlaufen zu verhindern.

Wie bestimmt man Länge und Breite einer Kette ?

Die Kettenlänge wird durch die Anzahl der Rollen definiert (hier rot dargestellt).
Man zählt einfach die in der Kette vorhandenen Rollen.

Eine andere Methode ist das Zählen der Laschen (die blauen nierenförmigen Außenteile der Kette).
Ihre Anzahl wird mit 2 multipliziert und ergibt ebenfalls die Anzahl der Rollen (eventuelles Kettenschloß nicht vergessen beim Zählen !).

Die Kettenbreite ist weder a noch a₁, sondern die Breite der Rollen (rot) zwischen den Innenlaschen.
Die gleiche Breite müssen Ritzel bzw. Kettenrad auch haben.

Draufsicht

Seitenansicht

Kettenspur

Die Exaktheit der Kettenspur hat wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer von Kette und Zahnrädern.
Auf Parallelität der Wellen und Fluchtung der Kettenräder ist zu achten.
Als Richtwert für langsam laufende Kettentriebe gilt für die Fluchtabweichung 0,2 mm je 100 mm Achsabständen.
Bei den schneller laufenden Trieben (Zweiräder) und bei kurzen Achsabständen sollen die Kettenräder mit einer Toleranz von 0,1 mm spuren.
Weicht die Kettenspur über das zulässige Maß ab, laufen die Innenglieder der Kette seitlich an den Kettenradzähnen an.
Durch die andauernden Schläge werden die Innenlaschen nach außen gedrückt, bis sie an den Außenlaschen anliegen und die Gelenkbewegungen einschränken.
Zusätzlich werden seitliche Schwingungen erzeugt, die den Verschleiß beschleunigen.

Kettenspannung

Schwingungen wirken sich verschleiß- und geräuscherhöhend auf den Kettentrieb aus. Sie werden hervorgerufen durch
- Polygoneffekt
- Spurungenauigkeit
- Höhen- und Seitenschlag der Kettenräder
- lange, lose Kettenstränge
- mangelhafte Kettenschmierung

Unterschieden wird zwischen Längs- und Querschwingung der Kette.
Bei Längsschwingungen ergibt sich eine andauernde Änderung der Kettenspannung die umso größer wird, je kleiner die Zähnezahl ist.
Querschwingungen entstehen bei langen, losen Kettensträngen durch die Überlagerung von Impuls- und Eigenfrequenz des Triebes.
Durch richtiges Spannen und Führen der Kette können die genannten Schwingungen reduziert oder verhindert werden.

Drehzahl-Kettengeschwindigkeit

Erhöht sich die Drehzahl des Antriebsritzels, so erhöht sich entsprechend auch die Anzahl der Kettenumläufe.
Jedes Kettenglied wird häufiger abgewinkelt, dadurch wird der Reibweg und somit der Verschleiß größer.
Um eine höhere Lebensdauer zu erzielen, muss die Gelenkflächenpressung reduziert werden.
Als maximale Kettengeschwindigkeit sind 20 m/s anzusehen, bei entsprechenden Voraussetzungen bis zu 30 m/s, wobei diese Werte mit steigender Teilung stark abfallen.
Die Drehzahl ist eine ausschlaggebende Größe für die Aufschlaggeschwindigkeit der Kettenrolle im Kettenrad.
Hohe Aufschlaggeschwindigkeit erzeugt hohe Aufschlagenergie mit entsprechender Belastung der Kettenrollen.
Bei gegebener Geschwindigkeit ist mit einer großen Zähnezahl die Aufschlaggeschwindigkeit gering zu halten.
Beim Auflaufen auf das Kettenrad schlagen die Kettenglieder mit einem Stoß auf die Zähne auf. Dabei muss die kinetische Energie der aufschlagenden Masse als Verformungsarbeit aufgenommen werden.
Die Aufschlagkraft wird von Rolle und Zahnflanke als Flächenpressung aufgenommen.
Sie erfordert bei größerer Geschwindigkeit (Drehzahl) und besonders bei kleiner Zähnezahl eine hohe Flankenfestigkeit (= hohe Härte der Oberfläche).

Kettenkästen sind eine tolle Sache, lassen jedoch keine Montage von O-Ring-Ketten zu.
In den Teilungen 5/8 x 1/4, 5/8 x 3/8, 3/4 x 3/8 habe ich noch einen Restbestand an herkömmlichen Ketten am Lager, die sich dafür verwenden lassen.

Ritzel + Kettenrad erneuern

Es handelt sich dabei um Verschleißteile, die zusammen mit der Kette ausgetauscht werden müssen.
Wird eine neue Kette auf abgenutzten Antriebsteilen montiert, ist diese in kurzer Zeit wieder gelängt und somit unbrauchbar.
Sie können den Verschleiß erkennen, indem Sie sich die Zähne genauer betrachten. Diese werden mit einem runden Werkzeug gestanzt oder gefräst, daher muß der untere Teil (der im Bild markierte Bereich) einen Kreis darstellen. Sieht er oval aus, klettert die Kette an der Zahnflanke hoch und längt sich dadurch.

Es gibt häufig den Wunsch nach dem Umbau auf andere Kettenteilungen, -breiten, neue Übersetzungen usw.
Man kann mehr Wünsche erfüllen, als Sie vielleicht glauben.

Umbau auf eine andere Kettenbreite
Oftmals gibt es Ritzel mit dem gleichen Innenmaß, aber verschiedenen Breiten. Wenn der Durchmesser der Kettenrolle identisch ist, kann so auf eine schmalere oder breitere Kette umgebaut werden.
Auch auf Kettenräder trifft dies zu. Wenn der Innendurchmesser paßt, können Befestigungslöcher neu gebohrt oder ggf. auf größere Durchmesser erweitert werden.
Allerdings sollte man dabei auf die Erleichterungslöcher achten, denn da läßt sich nun mal keine Bohrung platzieren.
Die Abbildungen der Kettenräder sind nicht immer mit den gelieferten identisch. Sie haben meist unterschiedliche Erleichterungsbohrungen oder Ausstanzungen, je nach Lieferung vom Hersteller.

Sie können Kettenräder auch abdrehen im Bereich des Zahnkranzes (z. B. von 3/8" auf 5/16" oder 1/4" Breite). Die Breitenmaße finden Sie in einer Tabelle oben auf dieser Seite.
Ritzel lassen sich schlechter bearbeiten oder abdrehen, denn sie sind gehärtet.

Ich hörte auch schon von Kunden, daß sie Ritzel abgedreht (auf der Drehbank abschleifen) und ein neues aufgeschweißt haben.
Es gibt nun mal Oldtimer, für die absolut nichts mehr auf dem Markt zu beschaffen ist.

Welche Maße sind wichtig bei einem Kettenrad ?

Innendurchmesser (= Durchmesser des mittleren bzw. inneren Lochs)
Lochkreisdurchmesser (= wird von Mitte zu Mitte von 2 gegenüberliegenden Befestigungslöchern gemessen)
Anzahl und Durchmesser der Befestigungslöcher

Schwierig wird es bei einer ungeraden Anzahl von Befestigungsbohrungen. Dann wird oft geschätzt, was selten zu präzisen Ergebnissen führt.
In diesem Fall nehme ich den Innendurchmesser des mittleren Lochs, addiere das Mass zwischen Befestigungslochmitte und dem Rand des inneren Lochs 2 x dazu.