Eine Untersuchung des Kettenversagens an einem Gabelstaplermast in einem Logistikterminal in Incheon im Jahr 2024 ergab, dass die AL1022-Blattkette am Mast bei einer Dehnung von 3% ausgetauscht worden war – demselben Grenzwert, den das Wartungsteam auch für die Antriebsrollenketten derselben Fahrzeuge anwandte. Dies war fehlerhaft. Gemäß ASME B29.8 ist für Blattketten im Hebebetrieb eine Dehnung von 2% im Normalbetrieb und 1,5% bei Anwendungen, bei denen die Kette Korrosion oder Stoßbelastungen ausgesetzt ist, vorgeschrieben. Die defekte Kette wies eine Dehnung von 2,1% auf und wurde wieder in Betrieb genommen. Der Ausfall war auf einen Ermüdungsriss in einer Gliedplatte zurückzuführen – nicht auf eine einmalige Überlastung, sondern auf die kumulative Belastung durch mehrere hundert zusätzliche Zyklen oberhalb der Ermüdungsgrenze, nachdem der Schwellenwert für den Kettenwechsel bereits überschritten war.
Ausfälle von Blattketten in Hebezeugen sind nicht auf Materialfehler oder Abweichungen von den Herstellervorgaben zurückzuführen. Sie sind fast immer auf Mängel im Inspektions- und Ausmusterungsprogramm zurückzuführen. Das Verständnis dafür, warum für Blattketten andere Ausmusterungskriterien gelten als für Rollenketten – und warum diese Kriterien überhaupt existieren – ist die Grundlage für ein sicheres Wartungsprogramm für Hebezeugketten.
Was ist eine Blattkette – Aufbau und warum es keine Rollen gibt
Blattketten bestehen aus abwechselnden Reihen von Gliederplatten, die durch gehärtete Stahlbolzen verbunden sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rollenketten gibt es keine Buchsen, Rollen oder äußeren Gliederplatten – jede Platte einer Blattkette ist eine innere Platte, die direkt auf der Bolzenoberfläche aufliegt. Die Festigkeit der Blattkette ergibt sich aus der Gesamtquerschnittsfläche der Gliederplatten am Bolzenloch, multipliziert mit der Anzahl der Plattenstränge in der Kette.
Das Fehlen von Rollen ist beabsichtigt. Blattketten sind ausschließlich für die lineare Hin- und Herbewegung über eine Riemenscheibe ausgelegt und nicht für den Eingriff mit einem Kettenrad bei hoher Geschwindigkeit. Bei einem Gabelstapler-Mastantrieb läuft die Kette um eine feste oder bewegliche Riemenscheibe am oberen Ende des inneren Mastes und verbindet den Gabelträger mit der Maststruktur. Die Funktion der Kette besteht darin, die Kraft des Hydraulikzylinders in eine Hubkraft für den Gabelträger umzuwandeln – eine reine Zugkraft ohne Winkelgeschwindigkeitskomponente an der Kontaktfläche. Rollen würden Gewicht, Kosten und Ausfallwahrscheinlichkeit erhöhen, ohne in dieser Anwendung einen funktionalen Vorteil zu bieten.
AL vs. BL-Serie: Das Namenssystem und wofür die einzelnen Serien stehen
ASME B29.8 definiert zwei Blattkettenreihen – AL (gleichmäßige Blattverzahnung) und BL (ausgewogene Blattverzahnung). Der Buchstabe vor dem Buchstaben kodiert das Verzahnungsmuster, welches die Plattenverteilung über den Bolzen bestimmt. Die nachfolgende Zahl kodiert zunächst die Teilungsgruppe und dann die Anzahl der Blattverzahnungen.
Bei Ketten der AL-Serie sind die Lamellen beidseitig der Mittellinie in gleich großen Gruppen angeordnet – 2×2, 3×3, 4×4 usw. Bei Ketten der BL-Serie verfügt die mittlere Gruppe über zusätzliche Lamellen, die nicht spiegelbildlich angeordnet sind – die Kettengliederung ist im Querschnitt asymmetrisch. BL-Ketten sind im Allgemeinen schwerer und fester pro Teilung als AL-Ketten gleicher Bezeichnung und stellen die Standardspezifikation für Hubmastketten in mittleren und großen Flurförderzeugen dar. AL-Ketten werden häufiger in leichteren Hebezeugen und Ausgleichssystemen eingesetzt.
| Kettennummer | Serie | Steigung (mm) | Plattenbreite (mm) | Mindestbruchlast (kN) | ASME-Sicherheitslast (kN) | Typische Gabelstaplerkapazität |
|---|---|---|---|---|---|---|
| AL622 | AL (gerade) | 19.05 | 8.9 | 69.0 | 17.2 | Leichte Hebevorrichtung, Ausgleichsvorrichtung ≤1,5 t |
| AL844 | AL (gerade) | 25.40 | 11.2 | 133.0 | 33.2 | Leichter Schubmaststapler 1,5–2,5 t |
| BL634 | BL (ausgewogen) | 19.05 | 9.4 | 133.0 | 33.2 | Gegengewichtsstapler 1,5–3 t |
| BL846 | BL (ausgewogen) | 25.40 | 11.2 | 182.0 | 45.5 | Standard-Gegengewicht 2–3,5 t |
| BL1022 | BL (ausgewogen) | 31.75 | 12.7 | 222.0 | 55.5 | Am häufigsten verwendet man ein Gegengewicht von 3–5 t. |
| BL1034 | BL (ausgewogen) | 31.75 | 14.3 | 311.0 | 77.8 | Hochleistungs-Gegengewicht 4–7 t |
| BL1246 | BL (ausgewogen) | 38.10 | 15.8 | 400.0 | 100.0 | Sehr schwerer 6–10 t Gabelstapler |
| BL1666 | BL (ausgewogen) | 50.80 | 19.0 | 756.0 | 189.0 | Schwerlaststapler/Reachstacker ≥10 t |
Wie Blattketten versagen: Ermüdungsbruch vs. Überlastung – und warum dies die Inspektion grundlegend verändert.
Überlastversagen – bei dem eine Kette in einem einzigen Ereignis bis zu ihrer minimalen Bruchlast beansprucht wird – ist nicht die häufigste Ausfallursache bei Gabelstapler- und Hebezeugketten. Statistische Analysen von Ausfällen im praktischen Einsatz zeigen übereinstimmend, dass mehr als 851.000 Ausfälle in ordnungsgemäß dimensionierten Hebesystemen auf Ermüdungsbrüche zurückzuführen sind – Rissbildung und -ausbreitung unter wiederholten zyklischen Belastungen, die einzeln betrachtet deutlich unter der Tragfähigkeit der Kette liegen.
Die praktischen Auswirkungen sind gravierend. Eine überlastete Kette gibt sichtbare Warnsignale vor ihrem Versagen – die Kettenglieder verformen sich plastisch, und die Dehnung wird vor dem Bruch sichtbar. Ein Ermüdungsriss in einer Blattketten-Gliederplatte ist typischerweise 0,2–0,5 mm breit an der Plattenoberfläche, verläuft senkrecht zur Kettenachse und ist nahezu unsichtbar, bis er sich auf etwa 501 TP3T des Plattenquerschnitts ausgebreitet hat. An diesem Punkt kann die verbleibende statische Festigkeit auf nahezu die Betriebslast reduziert sein, und ein Bruch ist unmittelbar bevorstehend. Bis der Riss von einem Prüfer bei einer routinemäßigen Sichtprüfung entdeckt wird, kann er sich bereits über mehrere hundert Hubzyklen ausgebreitet haben.
Aus diesem Grund ist die Dehnungsgrenze für Blattketten (2% für Standardbetrieb) niedriger als für Rollenketten (3%), und deshalb ist neben der Dehnungsmessung eine Sichtprüfung auf Risse, Korrosion und Verformung der Lamellen zwingend erforderlich. Die Dehnung allein gibt keinen Aufschluss über den Ermüdungszustand der Lamellen – eine Kette kann innerhalb der Dehnungsgrenze liegen und dennoch Ermüdungsrisse in den Lamellenbereichen nahe den Bolzenlöchern aufweisen.
Anforderungen an die Inspektion von Laubketten: Vorgeschriebene Prüfungen gemäß ASME B29.8 und EN 14659
Sowohl ASME B29.8 (nordamerikanischer Standard) als auch EN 14659 (europäischer Standard, übernommen in der Dokumentation koreanischer Gerätehersteller) legen Mindestinspektionsinhalte für im Betrieb befindliche Blattketten fest. Das Inspektionsintervall wird üblicherweise vom Gabelstaplerhersteller im Wartungshandbuch definiert – die meisten Servicedokumentationen koreanischer und japanischer Gabelstaplerhersteller schreiben eine jährliche Inspektion als Minimum vor, bei hohem Betriebszyklus (Ketten mit mehr als 200 Hubzyklen pro Tag sollten alle 6 Monate geprüft werden).
Messen Sie die Spannweite von 12 Kettengliedern an drei Stellen der Kette. Die Kette muss ausgetauscht werden, sobald die gemessene Dehnung 2,01 TP3T (Standard), 1,51 TP3T (korrosive oder stoßbelastete Umgebung) oder den vom Hersteller vorgegebenen unteren Grenzwert überschreitet. Die Dehnung in Blattketten wird durch Verschleiß der Bolzenlöcher verursacht – derselbe Mechanismus wie bei Rollenketten, jedoch ohne die Buchse als Zwischenverschleißfläche.
Reinigen Sie die Kette vor der Inspektion gründlich. Untersuchen Sie die Oberfläche jeder Lasche unter ausreichender Beleuchtung – eine 10-fache Vergrößerung oder eine Eindringprüfung ist mindestens in regelmäßigen Abständen erforderlich. Risse verlaufen typischerweise quer zur Kettenachse und entstehen am Rand des Bolzenlochs. Jeder sichtbare Riss ist ein sofortiges Ausmusterungskriterium – eine Dehnungsprüfung ist nicht erforderlich.
Leichter Oberflächenrost auf den Plattenoberflächen ist tolerierbar, sofern er auf die Oberfläche beschränkt ist und sich mit einem sauberen Tuch entfernen lässt. Tiefe Lochfraßkorrosion, abblätternder Rost oder Korrosion an der Bolzen-Platten-Verbindung, die sich nicht entfernen lässt, erfordert die Ausmusterung. Platten mit Lochfraß weisen einen deutlich höheren Spannungskonzentrationsfaktor auf als glatte Platten – selbst flache Lochfraßkorrosion von 0,2 mm Tiefe am Bolzenlochrand kann die Dauerfestigkeit um 40–601 TP3T reduzieren.
Prüfen Sie, ob sich alle Bolzen in den Plattenlöchern frei drehen lassen – festsitzende Bolzen deuten auf Korrosion an der Lagerstelle und mögliche Ermüdungsrisse hin. Biegen Sie die Kette an jedem Glied seitlich: Widerstand oder Rückfederung weisen auf ein schwergängiges Glied hin, das genauer untersucht werden muss. Schwergängige Glieder in einer Blattkette sind nicht nur ein Problem der Kettenlängung, sondern deuten auch auf Überlastung oder Korrosion an dieser Stelle hin, die möglicherweise einen Plattenriss verursacht hat.
Das Ankerglied (Endverbindung zum Wagen oder Mastankerbolzen) trägt jederzeit die volle statische Last der Nennkapazität. Die Geometrie von Ankerbolzen und -glied muss bei jeder Inspektion auf Verschleiß geprüft werden – sichtbarer Verschleiß am Ankerbolzen oder Verformungen des Ankerglieds um den Bolzen herum sind sofortige Ausmusterungskriterien. Der Verschleiß des Ankerglieds wird häufig übersehen, da er in der Montagehalterung verborgen ist.
Dehnungsgrenzen für den Ausstieg: Referenzwerte für die Messung an 12-Gliedern
Die für Rollenketten verwendete 12-gliedrige Messschiebermethode gilt auch für Blattketten. Messen Sie den Abstand zwischen den Bolzenmitten über 12 Glieder und vergleichen Sie ihn mit dem Nennwert. Die Kette ist außer Dienst zu stellen, sobald der gemessene Abstand die Werte in der untenstehenden Tabelle erreicht oder überschreitet.
| Kettenreihe | Nennsteigung (mm) | 12-gliedriger Nennwert (mm) | Ausscheiden bei 2% (mm) | Ausscheiden bei 1,5% (mm) | Den Schwellenwert von 1,5% anwenden, wenn: |
|---|---|---|---|---|---|
| AL622 / BL634 | 19.05 | 228.6 | 233.2 | 231.0 | Verwendung im Freien/Kühlhaus, Säure-/Laugenkontakt, sichtbare Oberflächenkorrosion, Stoßbelastungen |
| AL844 / BL846 | 25.40 | 304.8 | 310.9 | 309.4 | Gleiches wie oben |
| BL1022 / BL1034 | 31.75 | 381.0 | 388.6 | 386.7 | Gleiches wie oben |
| BL1246 | 38.10 | 457.2 | 466.3 | 464.1 | Gleiches wie oben |
| BL1666 | 50.80 | 609.6 | 621.8 | 618.7 | Gleiches wie oben |
Schmierung von Blattketten: Warum dies wichtiger ist als bei Rollenketten
Blattketten besitzen keine Buchse – die Bolzenfläche liegt direkt auf der inneren Laschenbohrung auf. Dadurch gibt es an der Bolzenbohrung keine Zwischenkomponente, die Schäden absorbieren könnte, bevor das Strukturelement (die Lasche) betroffen ist. Bei Rollenketten verschleißt die Buchse, bevor sich die Laschenbohrung vergrößert. Bei Blattketten ist die Laschenbohrung die direkte Auflagefläche. Wenn diese Fläche trocken läuft, vergrößert sich die Bohrung durch abrasiven Verschleiß rasch, was die Längung beschleunigt und – noch kritischer – zu Spannungskonzentrationen am Bohrungsrand führt, die Ermüdungsrisse auslösen.
Die korrekte Schmierung von Gabelstapler-Hubketten erfolgt mit einem kettenspezifischen Öl, das bei jedem Schmiervorgang auf die Innenlaschen aufgetragen wird – nicht mit Fett. Fett ist zu zähflüssig, um durch Kapillarwirkung in die Zapfen-Laschen-Verbindung einzudringen, und sammelt sich stattdessen auf den Außenflächen der Laschen an, wo es Verunreinigungen aufnimmt und am eigentlichen Lagerpunkt keine Wirkung zeigt. SAE 30–40 Mineralkettenöl oder ein gleichwertiges synthetisches PAO-Öl für Kühlhausanwendungen, das bei jeder wöchentlichen Wartung mit Pinsel oder Spray auf die Innenlaschen aufgetragen wird, ist die richtige Methode. ASME B29.8 empfiehlt Schmierintervalle von maximal 250 Betriebsstunden unter normalen Bedingungen und 50 Betriebsstunden in Umgebungen, in denen die Kette Verunreinigungen ausgesetzt ist.
Für den Einsatz von Gabelstaplern in Kühlhäusern (−20 °C bis −10 °C) dickt herkömmliches Mineralöl so stark ein, dass es an der Bolzen-Platten-Verbindung keine Schmierwirkung mehr erzielt. Für die Hubketten von Gabelstaplern in Kühlhäusern muss daher ein synthetisches Kettenöl auf PAO-Basis verwendet werden, das für den Betrieb bei Minustemperaturen geeignet ist (typischerweise bis zu einem Stockpunkt von −40 °C). Die Lebensdauer von Blattketten in Kühlhausanwendungen ohne korrekte Tieftemperaturschmierung beträgt typischerweise nur 40–60¹³T der Lebensdauer bei Umgebungstemperatur. Die Längungsrate steigt stark an, wenn sich die Kette in den ersten 30 Minuten jeder Schicht von −20 °C auf Betriebstemperatur erwärmt (die Temperaturwechsel selbst verursachen eine unterschiedliche Wärmeausdehnung an der Bolzen-Platten-Verbindung, die zu abrasivem Reibverschleiß führt).
Austausch der Hubketten am Gabelstapler: Was immer paarweise erfolgen muss
Bei Gabelstaplern mit zwei Hubketten – was praktisch alle Gegengewichtsstapler mit Tragfähigkeiten von 1 t bis 10 t betrifft – müssen die beiden Ketten stets gleichzeitig und niemals einzeln ausgetauscht werden. Diese Vorgabe findet sich in jedem Servicehandbuch der führenden Gabelstaplerhersteller und ist gemäß EN 14659 für die Neuinstallation von Ketten zwingend vorgeschrieben.
Der Grund dafür ist die unterschiedliche Kettenlängung. Eine neue Kette, die auf einer Seite des Mastes montiert ist, dehnt sich allmählich, während sich die ältere Kette auf der anderen Seite (sofern sie noch nicht ausgetauscht wurde) aufgrund ihres Verschleißes unterschiedlich stark dehnt. Diese unterschiedliche Längung führt zu einer ungleichen Lastverteilung auf die beiden Ketten – die kürzere (neuere) Kette trägt einen unverhältnismäßig großen Anteil der Hublast, da sich die Neigungsgeometrie des Gabelträgers verändert. Im schlimmsten Fall kann ein Gabelstapler mit einer neuen und einer verschlissenen Kette die neuere Kette mit 110–130 TP3T der Nennlast belasten, während die verschlissene Kette 70–90 TP3T trägt, was die Ermüdung der neuen Kette erheblich beschleunigt.
Prüfen und ersetzen Sie gleichzeitig mit dem Kettenwechsel die Mastscheiben, falls Verschleißspuren an der Scheibenlauffläche sichtbar sind. Dies gilt insbesondere für Antriebskettenräder von Elektrogabelstaplern. abgestimmte Kettenräder für Gabelstaplerantriebs- und Traktionssysteme Sie sind in Standard- und kundenspezifischen Bohrungskonfigurationen erhältlich. Eine verschlissene Riemenscheibennut konzentriert die Kettenlast auf einen engeren Kontaktbogen als in der Konstruktion vorgesehen, wodurch die Spannung pro Lasche an den Umschlingungspunkten zunimmt und die Ermüdung der neuen Kette beschleunigt wird. Der Zustand der Riemenscheibe steht in direktem Zusammenhang mit der Lebensdauer der Kette – der Austausch von Ketten ohne Überprüfung der Riemenscheiben ist nach mangelhafter Schmierung die zweithäufigste Ursache für vorzeitigen Ausfall von Blattketten.
Häufig gestellte Fragen
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Herausgeber: Cxm
