Daniel Ehebrecht 20.11.10

Definition & Aufgabe . Reib- oder formschlüssige Momentenübertragung über ein biegeweiches, elastisches Zugmittel (Riemen), zwischen zwei oder mehreren Wellen neben Lastübertragung werden Flachriemen als Transportgurt eingesetzt . Riementriebe sind Zugmittelgetriebe, bei denen das biegeweiche elastische Zugmittel „Riemen“ rein reibschlüssig (kraftschlüssig) oder mit zusätzlichen Formschluß die Umfangskraft als Zugkraft von der Antriebs- zur Abtriebswelle überträgt. Außer zur Leistungsübertragung werden die Flachriemen auch als Transportgurte zum Weiterleiten von Schütt- & Stückgütern eingesetzt. Daniel Ehebrecht 20.11.10

Wie wird das Drehmoment übertagen? kraftschlüssig z.B.: - Flachriemen - Keilriemen formschlüssig z.B.: - Synchronriemen (Zahnriemen) Daniel Ehebrecht 20.11.10

Vorteile elastische Kraftübertragung geräuscharmer, stoß- & schwingungsdämpfender Lauf einfacher, preiswerter Aufbau Überbrückung größerer Wellenabstände keine Schmierung keine bzw. geringe Wartung hohe Umfangsgeschwindigkeit Daniel Ehebrecht 20.11.10

Nachteile Schlupf bei Flachriemen keine konst. Übersetzung bei Keil- & Keilrippenriemen größere Wellenabstand & Platzbedarf begrenzter Temperaturbereich Umwelteinflüsse haben Einfluss auf Reibungsverhalten Daniel Ehebrecht 20.11.10

Flachriemen Lederriemen Kunststoffriemen Mehrschicht- oder Verbundriemen Textilriemen (nicht in der Antriebstechnik) Lederriemen Aus reinem Leder dadurch höhere Reibungswerte in der Antriebstechnik von Mehrschicht & Verbundriemen verdrängt Textilriemen Riemen aus organischen Stoffen (Baumwolle, Tierhaare, Naturseide u.a.) bzw. synthetischen Stoffen (Kunstseide, Nylon u.a.) Höhere Kantenempfindlichkeit (Rissgefahr) in Antriebstechnik ohne Bedeutung Kunststoffriemen Aus (Nylon, Perlon u.a.) hohe Festigkeit bei konst. Temp. fast dehnungslos schlechtes Reibungsverhalten, in der Antriebstechnik nur selten verwendet Mehrschicht- od. Verbundriemen Flachriemen abgelöst Polyamid-Zugelement kombiniert mit adhäsiven Laufflächen besitzen hohe Zugfestigkeitswerte (Rm=450…600N/mm2), geringe Dehnung In Längsrichtung sehr flexibel & unempfindlich gegen Schmiermittel sowie atmosphärischen Einflüssen kleiner Schlupf, guter η=98%, lange Lebensdauer große Übersetzungen bei kleinem Wellenabstand (1:20) können auch bei hohen Geschwindigkeiten eingesetzt werden, verdrängen in manchen Fällen auch die Keilriemen Daniel Ehebrecht 20.11.10

Keilriemen Daniel Ehebrecht 20.11.10 trapezförmige Querschnittsform eine Zugschicht (endlosgewickelte Kordfäden aus Polyesterfasern) Kern (hochwertige Kautschukmischung) Umhüllung aus gummierten Baumwollgewebe od. Synthetikgewebe durch technischen Fortschritt mehrere Bauformen s. Bild um größere Flexibilität zu erreichen sind Keilriemen gezahnt, dadurch kleinere ScheibenØ bei Belastung wird Keilriemen in trapezförmige Rille der Scheibe gezogen, erzeugt an den beiden Flanken des Riemens den erforderlichen Reibschluss Anwendungsbereiche + Eigenschaften TB 16-2 S. 167 Daniel Ehebrecht 20.11.10

Keilrippenriemen Keilrippenantrieb im Auto Nebenaggregateantrieb vereinte Vorteile des Flachriemens mit Keilriemens sehr biegsam hohe Geschwindigkeiten leise & vibrationsfrei wird in ganzer breite gleichmäßig beansprucht Rillen verhindern verdrehen, dadurch abspringen verhindert hohe Übersetzungen bis zu 80°beständig elektr. Leitfähig, bedingt ölresistent Anwendungsbereiche + Eigenschaften TB 16-2 S. 167 Keilrippenantrieb im Auto Nebenaggregateantrieb Daniel Ehebrecht 20.11.10

Keilrippenriemen Fn Fn 2 2 Fw Kräfte am Keilriemen Kräfteverteilung am Keilriemen - Keilwinkel α ist genormt und liegt bei 32°-40° für Normalkeilriemen Kräfte am Keilriemen Daniel Ehebrecht 20.11.10

Gestalten & EntwerfenÜ 1. Wahl der Riemenart Keilrippenriemen großer Wellenabstand große Übersetzung (i<40) große Geschwindigkeit Flachriemen - große Vorspannung (<2 Ft) - mittlere Übersetzung (i<15) - große Geschwindigkeit - geringe Laufgeräusche - großer Wellenabstand Flachriemen Einfache Bauart, bes. geeignet für große Wellenabstände, hohe Geschw. (bis 100m/s), Mehrscheibenbertrieb, große Umfangskräfte möglich Keilriemen Große Übersetzungen bei kleinen Wellenabständen, eingesetzt bei mittleren Leistungen im allg. Maschinenbau Keilrippenriemen Große Übersetzungen bei kleinen Wellenabständen, hohe Riemengeschwindigkeit (v=60m/s), kleiner ScheibenØ, hohe Flexibilität erlaubt kompakte Bauweise Synchronriemen Alex Boldt Genaue Abgrenzung des Einsatzgebietes zw. Flach-, Keil- und Keilrippenriemen gibt es für den normalen Anwendungsbereich in der Antriebstechnik nicht Synchronriemen geringe Vorspannung (<1.1 Ft) konstante Übersetzung (i<10) winkelgenaue Übertragung kein Schlupf keine Überlastsicherheit Keilriemen kleine Vorspannung(<1.5Ft) große Übersetzung (i<20) kleiner Abstand Drehmomtentstöße Daniel Ehebrecht 20.11.10

Gestalten & Entwerfen Wahl der Riemenart Flachriemen Keilriemen Keilrippenriemen Synchronriemen Flachriemen Einfache Bauart, bes. geeignet für große Wellenabstände, hohe Geschw. (bis 100m/s), Mehrscheibenbertrieb, große Umfangskräfte möglich Keilriemen Große Übersetzungen bei kleinen Wellenabständen, eingesetzt bei mittleren Leistungen im allg. Maschinenbau Keilrippenriemen Große Übersetzungen bei kleinen Wellenabständen, hohe Riemengeschwindigkeit (v=60m/s), kleiner ScheibenØ, hohe Flexibilität erlaubt kompakte Bauweise Synchronriemen Alex Boldt Genaue Abgrenzung des Einsatzgebietes zw. Flach-, Keil- und Keilrippenriemen gibt es für den normalen Anwendungsbereich in der Antriebstechnik nicht Daniel Ehebrecht 20.11.10

Einsatzbereiche Daniel Ehebrecht 20.11.10 RM S. 586 Alle Antriebe haben die gleiche Leistung aber mit Hochleistungsflachriemen kann man höhere Umfangsgeschwindigkeiten erreichen Daniel Ehebrecht 20.11.10 RM S. 586

Gestalten & Entwerfen 2. Riemenführung offene Riemengetriebe Reibungserhöhung Materialwahl Vorspannung Umschlingungswinkel (beta) RM S. 587 Bild 16-7 Einfachste Bauform ohne Spannvorrichtung gleiche Drehbewegung der Riemenscheiben waagerechter, schräger und senkrechter Anordnung Daniel Ehebrecht 20.11.10

Gestalten & Entwerfen 2. Riemenführung b) gekreuzt Scheiben drehen entgegengesetzt Berührung des Riemens vermeiden nur für Flachriemen geeignet b) gekreuzt c) halbgekreuzt - gekreuzte Wellen c) halbgekreuzt (geschränkt) d) Winkeltrieb Wellenachsen mit Schnittpunkt Umlenkrolle notwendig d) Winkeltrieb Daniel Ehebrecht 20.11.10

Gestalten & Entwerfen 2. Riemenführung e) & f) Mehrfachantrieb Leistungsverteilung in Antrieb, mehrere Abtriebe Ober- und Unterseite des Riemens als Lauffläche Mehrfachbiegung Zahnriemen für winkelgetreue Übersetzung e) f) Daniel Ehebrecht 20.11.10

Gestalten & Entwerfen 3. Vorspannmöglichkeiten b) c) a) Spannrolle Dehnspannung Spannrolle Spannschiene f) Dehnspannung Riemenlänge kleiner als Wellenabstand, beim Auflegen muss Riemen gedehnt werden anwendbar bei Wellenabstand < 5m Spannrolle Spannrolle drückt nähe der kleinsten Scheibe von außen auf den Leertrum, dadurch vergrößert sich Umschlingungswinkel beta anwendbar bei großen Trieben mit festen Wellenabstand Drehrichtungswechsel ausgeschlossen Spannschiene durch verstellen des Antriebsmotors wird Riemen gespannt Spannschlitten selbsttätiges Spannen durch Gewichtsstücke od. Federn Spannwippe Motor sitzt auf Wippe durch das Rückdrehmoment des Motors wird Riemen selbsttätig gespannt dadurch passen sich schwankende Drehmomente an und ein rutschfreies Arbeiten ist gewährleistet neigt zu Schwingungen, bei Neukonstruktion vermeiden Schwenkscheibe feststehender Antriebsmotor (M) mit Schwenkriemenscheibe (S) in S ist ein Zahnradpaar eingebaut, sodass große Übersetzungen ins Langsame erzielen lassen e) d) Daniel Ehebrecht 20.11.10 Spannschlitten Spannwippe Schwenkscheibe

Gestalten & Entwerfen 4. Verstell- bzw. Schaltgetriebe Stufenscheiben Stufenscheibengetriebe Änderung der Übersetzung i durch umlegen des Riemens auf andere Scheibenpaar da Wellenabstand unverändert bleibt, muss Scheiben Ø so gewählt sein, das sich immer die gleiche Riemenlänge ergibt Schaltvorgang im Stillstand Kegelscheibengetriebe stufenlose Änderung der Übersetzung verschieben des Riemens während Betrieb mit Gabel Scheiben gleiches Kegelverhältnis, wegen festen Wellenabstand und Riemenlänge Keilscheibenverstellgetriebe stufenlose Veränderung der Übersetzung, durch Veränderung der RichtØ beider Scheiben Ausrückgetriebe umlegen während des Betriebes Kraftfluss wird kurzzeitig unterbrochen Stufenscheiben Kegelscheiben Keilscheiben Ausrückgetriebe Daniel Ehebrecht 20.11.10

Gestalten & Entwerfen 4. Riemenscheiben Bodenscheibe - Werkstoff: Gusseisen, Stahlguss oder Stahl - Durchmesser: d < 355 mm - Lauffläche geschliffen - gewölbte Lauffläche sollen Riemen zentrieren und ablaufen verhindern Bodenscheibe Geringe Beanspruchung Scheibe aus Leichtmetallen, Holz oder Kunststoff aus Kostengründen werden Scheiben aus dem Vollen gedreht oder gegossen Flachriemenscheiben sind nach DIN 111 genormt, siehe RM TB S. 171 Tabelle 16-9 Daniel Ehebrecht 20.11.10

Gestalten & Entwerfen 4. Riemenscheiben Armscheibe wird bei Scheiben mit Ø größer 355mm angewandt Scheiben mit Armen versehen Anzahl der Arme kann man berechnen (z≈0,15∙√d(mm)≥4 Lauffläche möglichst geschliffen, um Laufzeit des Riemens zu erhöhen es gibt geteilte Scheiben, lassen sich nachträglich zwischen Lagerstellen setzen und einfache Montage Wölbung das selbe wie bei Bodenscheiben Daniel Ehebrecht 20.11.10

geschweißte Flachriemenscheibe Gestalten & Entwerfen 4. Riemenscheiben Keilriemenscheiben geschweißte Flachriemenscheibe Vollscheibe Normalkeil- & Schmalkeilriemenscheiben sind nach DIN 2217 genormt. RM TB S. 174 Tabelle 16-13 Keilrippenriemenscheiben sind nach DIN 7867 genormt, RM TB S. 175 Tabelle 16-4 Bei geringeren Stückzahlen oder Einzelfertigungen werden die Schweißkonstruktionen bevorzugt gegossene Bodenscheibe gelötet geschweißt Daniel Ehebrecht 20.11.10

Vorteile elastische Kraftübertragung geräuscharmer, stoß- & schwingungsdämpfender Lauf einfacher, preiswerter Aufbau Überbrückung größerer Wellenabstände keine Schmierung keine bzw. geringe Wartung hohe Umfangsgeschwindigkeit Daniel Ehebrecht 20.11.10