Verbindungstechnik

Riementrieb

Pros

Pros
  • Elastische Kraftübertragung
  • Geräuscharm
  • Große Wellenabstände möglich
  • Keine Schmierung erforderlich
  • Geringer Wartungsaufwand

Cons

Cons
  • Schlupf durch Dehnung der Riemen
  • Dadurch ungenaues Übersetzungsverhältnis
  • Begrenzte Anwendungstemperatur
  • Zusätzliche Lagerbelastung durch Spannen der Riemen

Spannen der Riemen

Riemen müssen gespannt werden, damit diese Kraft übertragen können. Das Spannen der Riemen ruft dabei eine erhöhte Lagerbelastung hervor. Das Spannen kann durch ein Verschieben oder Schwenken vom Motor oder mit einer Spannrolle geschehen.

Bauarten

Es wird im wesentlichen zwischen unverzahnten (Kraftschluss) und verzahnten Riemen (Formschluss) unterschieden.

Unverzahnte Riemen (Kraftschluss)

Unverzahnte Riemen übertragen die Kraft durch Reibung zwischen Riemen und Scheibe.

Flachriemen

Flachriemen sind von ihrer Form her flach und laufen auf einer zylindrischen Scheibe. Das übertragbare Drehmoment hängt maßgeblich von der Spannkraft und dem Umschlingungswinkel des Riemens ab. Flachriemen bestehen aus mehreren Schichten. Die oberste Schicht besteht meist aus Chromleder, welches einen guten Reibwerte auf Stahl oder Guss hat. Der Kern besteht meist aus elastischem Kunststoff mit hoher Zugfestigkeit und kleiner Dehnung.

Es können durch die hohe Flexibilität hohe Übersetzungsverhältnisse von bis zu 20:1, kleine Wellenabstände und hohe Riemengeschwindigkeiten (bis 100 m/s) erreicht werden. Dadurch ergeben sich große übertragbare Leistungen.

Keilriemen

Durch die großen Normelkräfte, die entstehen wenn sich die Flanken des Keilriemens in die Flanken der Scheibenrille pressen (Keilwirkung), können große Drehmomente übertragen werden und es sind geringere Vorspannungen nötig, was wiederum die Lager schont. Es gibt unterschiedliche Arten von Keilriemen:

  • Schmalkeilriemen
  • Flankenoffene Keilriemen
  • Verbundkeilriemen
  • Keilrippenriemen
  • Breitkeilriemen

Berechnungen

Umfangsgeschwindigkeit

Die Umfangsgeschwindigkeit v ist bei einfachen Riementrieben im gesamten System gleich. Sie hängt vom Durchmesser d und der Drehzahl n ab.

v=v1=v2v=d·π·n

Unter Berücksichtigung der gängigen Einheitenangaben min-1  für Drehzahlen und mm für den Durchmesser ergibt sich die Formel:

v=d·π·n1000

Übersetzungsverhältnis

Das Übersetzungsverhältnis i kann entweder aus den Drehzahlen oder den Durchmessern, der Riemenscheiben berechnet werden.

i=n1n2 i=d2d1

Dabei gilt ist das Übersetzungsverhältnis > 1, dann erfolgt eine Übersetzung ins Langsame. Ist das Verhältnis < 1 erfolgt eine Übersetzung ins schnelle und ist es genau 1 findet eine direkte Übersetzung statt.

Produktverhältnis (Einfacher Riementrieb)

 Umdrehungsfrequenz n (Drehzahl) und Durchmesser d der treibenden Riemenscheibe ist gleich dem Produkt der getriebenen Riemenscheibe.

d1·n1=d2·n2

Produktverhältnis (Mehrfacher Riementrieb)

Das Produkt aus der Start Umdrehungsfrequenz n (Drehzahl) und den Durchmessern d der treibenden Riemenscheiben ist gleich dem Produkt der getriebenen Riemenscheiben.

d1·d3·n1=d2·d4·n4

Synchronriemen – Zahnriemen (Formschluss)

Zahnriementriebe übertragen formschlüssig. Dadurch weisen diese ebenso wie Ketten oder Zahnräder keinen Schlupf auf. Außerdem sind auch bei Zahnriemen nur geringe Vorspannkräfte nötig, da die Kraftübertragung nicht durch die Reibung stattfindet.

Zahnriemen gibt es als Einfach- oder Doppelflachriemen mit verschiedenen Zahnformen.

Auch Zahnriemen benötigen nur geringe Vorspannungen.

Hinweis: Ich schreibe diesen Artikel als Lernender. Daher ist mein Verfahren vielleicht nicht immer das sauberste. Obwohl dieser Artikel sorgfältig recherchiert und erarbeitet ist übernehme ich keinerlei Haftung für die Richtigkeit der Inhalte. Solltet ihr einen Fehler finden, oder eine bessere Möglichkeit sehen, dann würde ich mich über einen Kommentar sehr freuen.

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