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Steuerkette

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  • Die Steuerkette ist ein Bauteil des Nockenwellen-Antriebs von Viertaktmotoren. Sie verbindet die Kurbelwelle mit der/den Nockenwelle(n).
    Verwendung
    Die Nockenwelle(n) von Viertaktmotoren muss/müssen mit der halben Kurbelwellendrehzahl angetrieben werden - anders liegen die Verhältnisse beim Antrieb der Nockentrommel von Sternmotoren. Eine Steuerkette (alternativ Zahnriemen) wird überall dort benötigt, wo die Nockenwelle(n) nicht mittels anderer Maschinenelemente, wie Schubstangen (NSU Max), Königswelle oder Stirnradgetriebe angetrieben wird.



    Geschichte
    Königswellen sind wegen der aufwendigen Fertigung meist dem Motorsport vorbehalten. Die Rollenkette als Steuerkette war ab ca. 1910 ein Standard-Bauteil in Motoren. Seit Beginn der 1970er-Jahre ist der Zahnriemen das meist eingesetzte Antriebselement. Sollte ein grob nachlässig montierter Zahnriemen überspringen, entstehen häufig kapitale Motorschäden, da es infolge der zeitlich verschobenen Bewegungsabläufe zwischen Kolben und Ventilen zu Kollisionen kommen kann (nicht bei „Freiläufern"). Einzelne Hersteller halten aus traditionellen Gründen an der Steuerkette fest. Mercedes-Benz z. B. lehnt grundsätzlich den Zahnriemen ab und benutzt seit den 1950er-Jahren ausschließlich Steuerketten, davor auch Stirnradantriebe und Königswellen, ebenso Porsche bei den Boxermotoren.

    Als Steuerkette werden vorwiegend Rollenketten, früher auch Hülsenketten und bei Flugmotoren und US-amerikanischen OHV-Motoren Zahnketten verwendet.

    Steuerketten müssen straff laufen. Hierzu werden Kettenspanner (Spannschienen) eingesetzt, die federbelastet oder druckölbetrieben für die richtige Spannung sorgen und auf den freien Lauflängen – „Leertrum“ genannt (das Trum, der die Kräfte überträgt, ist das „Lasttrum“) – das Schwingen der Kette in Biegerichtung („Peitschen“) verhindern.

    Die Spannschienen sind Verschleißteile – nach ca. 150.000 bis 300.000 km sollten diese ersetzt werden. Beim Versagen des Spannmechanismus kann die Kette überspringen – bei vielen Motoren kollidieren dann die Kolben mit den Ventilen, und ein schwerer Motorschaden ist die Folge.

    Die Lebensdauer einer Steuerkette hängt stark von den Betriebsbedingungen und der Wartung ihrer Spann- und Führungselemente ab. Die hochbelasteten Einfachrollenketten sind zum Teil schon nach 80.000 bis 100.000 km verschlissen. Duplexketten sind langlebiger und können Laufleistungen von über 500.000 km erreichen. Der Verschleiß einer Steuerkette kann durch die selbsttätige Veränderung der Motorsteuerzeiten innerhalb einer gewissen Laufleistung bestimmt werden. Die Steuerkette wird länger, wenn sich Rollen und Kettenglieder abnutzen. Allerdings verdreht sich das Nockenwellenrad durch die Nachspannung in Relation zum Kurbelwellenrad. Der Winkel-Versatz ist dabei von der Längenänderung der Steuerkette abhängig. Der Motor läuft deshalb mit stark verschlissener Steuerkette unruhiger, da der Ladungswechsel zeitlich versetzt ist. Bei einer sehr stark abgenutzten Kette stimmt auch die Teilung nicht mehr mit den Zahnrädern überein. Die Rollen laufen dann im Betrieb auf die Zähne auf und verursachen neben einem lauterem Geräusch auch einen starken Verschleiß an den Zahnrädern.

    Die Steuerketten beim Ford Explorer SOHC:

    explorer-board.de/attachment/1…0a5cd737623cc261d2e38237a

    Positionen und Zusatzteile im Motor:

    explorer-board.de/attachment/1…0a5cd737623cc261d2e38237a
    Dateien

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