Kettenspanner

Kettenspanner an der Kettenschaltung eines Mountainbikes

Kettenspanner an einem Rad ohne Schaltung (Singlespeed)

Ventilsteuerung durch zwei obenliegende Nockenwellen, angetrieben durch eine Steuerkette.

Ein Kettenspanner ist eine Vorrichtung zum Spannen einer Kette. Sie werden bei einer Vielzahl von Maschinen und Antrieben eingesetzt. Je nach Einsatzzweck kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Besonders bekannt sind wohl die Kettenspanner bei der Kettenschaltung eines Fahrrades und für die Steuerkette eines Verbrennungsmotors.

Kettenantrieb beim Fahrrad

Eine Fahrradkette muss beim Einsatz einer Kettenschaltung auf Zahnkränzen verschiedener Größe mit der gleichen Spannung laufen, um korrekte Schaltvorgänge zu gewährleisten. Dazu besitzt das Schaltwerk einer Kettenschaltung eine Feder (üblicherweise im Gehäuse der Montageschraube am Rahmen/Schaltauge angebracht) und einen Käfig mit zwei Schaltröllchen, durch den die Kette läuft. Die Umlenkung über den Käfig ist in der Stellung und im Winkel variabel. Die Ausgangsstellung ist über eine spezielle Stellschraube justierbar.

Auch Räder ohne Kettenschaltung (Singlespeed-Rad, Fixie) können über einen Kettenspanner verfügen. Dieser erlaubt den wechselnden Einsatz verschieden großer Zahnkränze (vorn oder hinten) für verschiedene Einsatzgebiete, ohne dass die Kette jedesmal gekürzt oder verlängert werden müsste (was ihre Stabilität und Lebensdauer auf Dauer einschränkt).

Steuerkette beim Verbrennungsmotor

Der Kettenspanner dient dazu, die Steuerkette eines Nockenwellenantriebes zu spannen. Die Kette muss dauernd leicht gespannt sein, weil eine lose Kette Spiel aufweist und somit die Ventilsteuerzeiten nicht exakt stimmen. Zudem würde sie Geräusche verursachen (rasseln) und übermäßiger Verschleiß von Kette und Kettenrädern wäre die Folge.

Der Kettenspanner drückt dabei nicht direkt auf die Kette, sondern in der Regel auf eine Spannschiene, an der die Kette entlang gleitet. Diese Spannschiene ist auf einer Seite schwenkbar am Motorblock befestigt und auf der anderen Seite wird sie vom Kettenspanner gegen die Kette gedrückt.

Weil sich die Kette bei Erwärmung ausdehnt und bei Abkühlung wieder zusammenzieht, ist ein Kettenspanner nötig, der diese Längenänderung laufend ausgleichen kann. Eine feste Spannvorrichtung, z.B. mit einem Exzenter, kann somit nicht verwendet werden. Ebenso eignen sich rein federbetätigte Spanner nicht, weil diese mit einer zu großen Spannkraft auf die Kette drücken müssten, um Kettenschwingungen zuverlässig zu verhindern.

Deshalb werden oft hydraulische Kettenspanner verwendet, welche ähnlich wie Hydrostößel von Ventiltrieben arbeiten. Bei diesen erzeugt eine verhältnismäßig schwache Feder genügend Anpresskraft, um die Kette mit einer Mindestkraft vorgespannt spielfrei zu halten. Diese Feder ist in einem Zylinder eingebaut und drückt auf einen Kolben. Zusätzlich wird bei laufenden Motor der Zylinder von der in Verbrennungsmotoren üblichen Öldruck-Umlaufschmierung über ein Rückschlagventil mit Schmieröl gefüllt. Wirkt Druck auf den Kolben (z.B. wenn sich die Kette abkühlt), so wird das Öl durch eine kleine Bohrung oder Ringspalt aus dem Zylinder hinaus gedrückt. Wirkt die Kraft nur sehr kurz, wie das durch die Kettenschwingungen periodisch auftritt, so bleibt der Spanner fast starr, weil das Öl nicht so schnell durch die vorgesehene Öffnung heraus gedrückt werden kann. Wird die Kette länger, so drückt die Feder den Kolben gegen die Kette. Dies geschieht in einer Phase, in der die Kette aufgrund der Kettenschwingung gerade etwas locker ist. Durch ein Kugelventil strömt sofort Öl in den Zylinder nach. Somit wird die Kette sofort nachgespannt.