Formschlüssige Riementriebe

Präsentation zum Thema: "Formschlüssige Riementriebe"—  Präsentation transkript:

1 Formschlüssige Riementriebe
Entwicklung und Konstruktion Alexander Boldt

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung Funktion und Wirkung
Gestaltungsgrundsätze Bauarten Vergleich zu anderen Antrieben Berechnung A. Boldt

3 Einleitung Formschlüssige Riementriebe, besser bekannt als Zahn- bzw. Synchronriementriebe, begegnet man häufig im Beruf und im Alltag bei Werkzeugmaschinen, Autos, Fahrrädern (siehe dazu Red Alert usw.) es gibt unterschiedliche Bauarten und Größen Überbeanspruchung kann zu schwerwiegenden Folgen führen Bsp.: Zahnriemenriss beim Verbrennungsmotor Red Alert Abstände müssen berücksichtigt werden, Gefedert / nicht Gefedert Spannrolle Feder belastet Ja / Nein Sandra Ansprechen wegen Ihrem Zahnriemenriss beim Auto A. Boldt

4 Ziele: Was versteht man unter formschlüssigen Riementriebe?
Vorteile / Nachteile Anwendung / Einsatzgebiet für den Synchronriemen Wahl des richtigen Synchronriemens - Auswahl - Berechnungen Spannungsverteilung im Synchronriemen Dimensionierung des Synchronriemens A. Boldt

5 Besonderheiten Eine Synchrone Übersetzung Nahezu wartungsfrei
Formschlüssige Drehmomentübertragung Synchronriementriebe finden Verwendung: - Feinwerkantrieben, Haushaltsmaschinen, Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen oder schweren Baumaschinen. A. Boldt

6 Synchronriemenwerkstoffe
Zugelemente aus Stahl oder Glasfaser Riemenkörper aus Gummi z.B. Neopren oder Elastomeren Zähne in Riemenkörper eingebunden Zähne zum dauerhaften Schutz von Polyamidgewebe umschlossen A. Boldt

7 Synchronriemenprofile
A. Boldt

8 Spannungsverteilung im Synchronriemen
a) Trapezzahn b) Halbrundprofil- (HTD) Zahn a) b) Die kurvenförmige HTD® (High Torque Drive) Verzahnung verbessert die innere Spannungsverteilung erheblich und ermöglicht eine höhere Übertragungsleistung und eine längere Lebensdauer verglichen mit den klassischen Trapezsynchronriemen. A. Boldt

9 Synchronriemenprofile Metrische T-Zahnriemen
Teilung T5 / T10 5mm / 10mm Bsp.: 10-T5-550 Länge: 550mm Teilung: 5mm Breite: 10mm A. Boldt

10 Bauformen von Synchronriementrieben
a) einfacher Synchronriementrieb i = 1 b) einfacher Synchronriementrieb i≠1 A. Boldt

11 Aufbau der Synchronriemenscheibe
Werkstoffe: Gusseisen, Stahlguss, Stahl, Aluminiumlegierungen oder Kunststoff. Die Bordscheiben sind in der Regel aus verzinktem Stahl. Die Auswahl des Werkstoffes ist abhängig von den Einsatzbedingungen. A. Boldt

12 Riemenspannung Ein Synchronriemen benötigt keine hohe Vorspannung
- Vorspannung kann über die Verstellung des Achsabstandes eingestellt werden - über eine Spannrolle - mit dem Handmessgerät TRUMMETER Synchronriemen arbeiten nach dem Prinzip der formschlüssigen Kraftübertragung und benötigen daher keine große Vorspannung. Eine unnötig hohe Vorspannung vermindert die Lebensdauer des Antriebes, erhöht die Lagerbelastung, den Verschleiß der Zähne und begünstigt Laufgeräusche. Eine zu geringe Straffung kann dazu führen, daß die Riemenzähne nicht einwandfrei in die Scheibenverzahnung eingreifen und bei hoher Belastung sogar überspringen. Synchronriemen muss gespannt sein, damit er nicht überspringt sobald er sich Ausdehnt durch Wärme u.ä. Passiert dieses besteht nicht mehr die Möglichkeit einer Synchronität Andere Riemen würden anfangen zu gleiten bei Überbeanspruchung Prüflastmethode Riemenspann- Handmeßgerät TRUMMETER A. Boldt

13 Vergleich zu Flach- und Keilriemen (kraftschlüssig)
X X X X X Wer ist im Vorteil ??? X X A. Boldt

14 Vergleich zu Zahnrad- und Kettentrieben
X X X X Wer ist im Vorteil ??? X X X A. Boldt

15 Antriebs Wahl Ablaufplan RMM S.598 FS S.214 A. Boldt

16 Festlegung des Riemenprofils
RMM S.598 RMM TB 16-18 S.181 10kW / 3.000U/min T10 A. Boldt

17 Festlegen der Scheibenzähnezahl
RMM S.599 A. Boldt

18 Ermittlung des vorläufigen Wellenabstandes e´
RMM –2 S.600 Wellenabstand ist in vielen Fällen vorgegeben - Sinnvolle Grenzwerte sind einzuhalten - bei Synchronscheiben sind die Bordscheiben maßgebend Bei zu große Abstände können Schwingungen entstehen A. Boldt

19 Ermittlung der Riemenzähnezahl, Riemenlänge
ddk; ddg; Ld´; zr´; Ld; i RMM – 2 S.598 RMM FS S RMM TB 16-19d zr Riemenzähnezahlen nach Hersteller Angaben TB 16-19d A. Boldt

20 Festlegen des endgültigen Wellenabstandes e
e; x; y RMM S.600 RMM FS S X= Spannweg Y= Auflegeweg A. Boldt

21 Ermittlung der erforderlichen Riemenbreite b
ze; Pspez ( TB b ) RMM –3 S RMM FS S.212 Ze sich im eingriff befindlichen Zähne Aufgrund unvermeidlicher Teilungsfehler können max. nur 12 Zähne als tragend angesehen werden !!! Daher wird ze auf ganze Zahlen abrunden Pspez. Nach TB b b= Riemenbreite A. Boldt

22 Kontrolle von: v, fB, Ft, Fw0
RMM S.605 RMM FS S v= Riemengeschwindigkeit fB= Biegefrequenz Ft= Umfangskraft Fw0= Überschlägige Wellenbelastung Übertragende Kraft ist abhängig von Umwelteinflüsse, Ölig, Warm, Kalt usw. Riemenspannung + Fliehkräfte im Betrieb = weniger Belastung auf den Wellen bzw. Lagern Die exakte Berechnung der Wellenbelastung ist für den praktischen Anwendungsfall somit kaum möglich A. Boldt

23 Bsp.: Synchronriemen 10-T5-550
Werte zulässig? Bsp.: Synchronriemen 10-T5-550 Synchronriemen 10-T5-550 (b=10 mm Breite, T5 Riemenprofil mit p = 5 mm Teilung, 990 mm Richtlänge Ld = Bestelllänge) Antriebsscheibe Abtriebsscheibe Passen die Errechneten Werte Antrieb im allg. oder über Dimensioniert (Keil oder Synchronriemen) Übersteigt die Errechnete Riemenzugkraft Ft die max. Ftzul. Passen die Werte nicht, so muss wieder von Vorne des Ablaufplans begonnen A. Boldt

24 Quellen Roloff/ Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch; Vieweg Verlag, 19. Auflage, 2009, ISBN Roloff/ Matek: Maschinenelemente, Formelsammlung; Vieweg Verlag, 9. Auflage, 2008, ISBN Tabellenbuch Metall; Europa Lehrmittel Verlag, 44. Auflage, 2008, ISBN A. Boldt