Welche Arten von Riemenantrieben gibt es?

Riemenantriebesind mechanische Getriebe, die einen flexiblen Riemen, der auf einer Riemenscheibe gespannt ist, zur Bewegung oder Kraftübertragung nutzen. Je nach Übertragungsprinzip gibt es Reibriemengetriebe, die auf der Reibung zwischen Riemen und Riemenscheibe basieren, und Synchronriemengetriebe, bei denen die Zähne von Riemen und Riemenscheibe ineinander greifen.

Riemenantriebzeichnet sich durch eine einfache Struktur, stabile Übertragung, Pufferung und Schwingungsdämpfung aus, kann Kraft zwischen großen Wellenabständen und mehreren Wellen übertragen und ist kostengünstig, benötigt keine Schmierung und ist leicht zu warten. Daher wird es häufig in modernen mechanischen Getrieben eingesetzt. Reibriemenantriebe können überlastet werden und rutschen, und die Betriebsgeräusche sind gering, das Übersetzungsverhältnis ist jedoch ungenau (die Gleitrate liegt unter 2 %). Synchronriemenantriebe können zwar die Synchronisation des Getriebes gewährleisten, haben jedoch eine etwas geringere Absorptionskapazität bei Lastwechseln und verursachen bei hohen Drehzahlen Geräusche. Neben der Kraftübertragung werden Riemenantriebe manchmal auch zum Transport von Materialien und zur Anordnung von Teilen eingesetzt.

Je nach Verwendungszweck können Riemenantriebe in allgemeine Industrieantriebsriemen, Automobilantriebsriemen, Antriebsriemen für Landmaschinen und Antriebsriemen für Haushaltsgeräte unterteilt werden. Reibungsantriebsriemen werden in Flachriemen, Keilriemen und Spezialriemen unterteilt (Poly-V-Rollenriemen, Rundriemen) entsprechend ihrer unterschiedlichen Querschnittsformen.

Die Art des Riemenantriebs wird üblicherweise nach Art, Verwendung, Einsatzumgebung und Eigenschaften der verschiedenen Riemen der Arbeitsmaschine ausgewählt. Wenn es für die Übertragung verschiedene Antriebsriemen gibt, kann die optimale Lösung je nach Kompaktheit der Übertragungsstruktur, Produktions- und Betriebskosten sowie Marktangebot und anderen Faktoren ausgewählt werden. Flachriemenantriebe Bei einem Flachriemenantrieb wird der Riemen auf die glatte Radoberfläche geschoben, und die Reibung zwischen Riemen und Radoberfläche dient zur Übertragung. Zu den Übertragungsarten gehören offene Übertragungen, Kreuzübertragungen, Halbkreuzübertragungen usw., die jeweils an die Anforderungen unterschiedlicher relativer Positionen von Antriebs- und Abtriebswelle und unterschiedlicher Drehrichtungen angepasst sind. Die Struktur eines Flachriemenantriebs ist einfach, aber er rutscht leicht und wird üblicherweise für Übertragungen mit einem Übersetzungsverhältnis von etwa 3 verwendet.

 Flachriemenantrieb

Flachriemen mit Band, geflochtener Riemen, robuster Nylonriemen, Hochgeschwindigkeits-Ringriemen usw. Klebeband ist die am häufigsten verwendete Flachriemenart. Es verfügt über eine hohe Festigkeit und einen großen Übertragungsbereich. Der geflochtene Riemen ist flexibel, lässt sich aber leicht lösen. Ein robuster Nylonriemen ist hochfest und lässt sich nicht so leicht entspannen. Flachriemen sind in Standardquerschnitten und beliebiger Länge erhältlich und können durch Kleben, Nähen oder Metallverbindungen zu Ringen verbunden werden. Der Hochgeschwindigkeits-Ringriemen ist dünn und weich, weist eine gute Flexibilität und Verschleißfestigkeit auf und kann zu einem Endlosring mit stabiler Übertragung verarbeitet werden. Er ist für Hochgeschwindigkeitsübertragungen vorgesehen.

Keilriemenantrieb

Beim Keilriemenantrieb wird der Riemen in die entsprechende Nut der Riemenscheibe eingelegt. Die Kraftübertragung erfolgt durch die Reibung zwischen Riemen und Nutwand. Keilriemen werden üblicherweise vielseitig eingesetzt, und die Riemenscheiben weisen eine entsprechende Anzahl von Nuten auf. Bei Verwendung des Keilriemens liegt dieser gut am Rad an, der Schlupf ist gering, das Übersetzungsverhältnis relativ stabil und der Betrieb stabil. Keilriemenantriebe eignen sich für Anwendungen mit kleinem Achsabstand und großem Übersetzungsverhältnis (ca. 7) und funktionieren auch bei vertikalen und geneigten Antrieben gut. Da mehrere Keilriemen gleichzeitig verwendet werden, kann zudem ein Riemen nicht versehentlich beschädigt werden. Dreiecksband ist die am häufigsten verwendete Art von Dreiecksband. Es handelt sich um ein endloses Ringband, das aus einer starken Schicht, einer Zugschicht, einer Druckschicht und einer Wickelschicht besteht. Die starke Schicht dient hauptsächlich dazu, der Zugkraft standzuhalten, die Dehnungsschicht und die Kompressionsschicht spielen die Rolle der Dehnung und Kompression beim Biegen und die Funktion der Stoffschicht besteht hauptsächlich darin, die Festigkeit des Riemens zu erhöhen.

Keilriemen sind in Standardquerschnitten und -längen erhältlich. Darüber hinaus gibt es auch aktive Keilriemen. Deren Querschnittsgröße entspricht der des VB-Bandes und die Längenspezifikation ist nicht begrenzt. Sie sind einfach zu installieren und festzuziehen und können bei Beschädigung teilweise ausgetauscht werden. Festigkeit und Stabilität sind jedoch nicht so gut wie beim VB-Band. Keilriemen werden häufig parallel verwendet. Modell, Anzahl und Strukturgröße des Riemens können anhand der übertragenen Leistung und der Geschwindigkeit des kleinen Rades bestimmt werden.

1) Standardkeilriemen werden für Haushaltsgeräte, Landmaschinen und Schwermaschinen verwendet. Das Verhältnis von Breite zu Höhe beträgt 1,6:1. Eine Riemenstruktur mit Kord- und Faserbündeln als Zugelemente überträgt deutlich weniger Kraft als ein schmaler Keilriemen gleicher Breite. Dank ihrer hohen Zugfestigkeit und Quersteifigkeit eignen sich diese Riemen für raue Arbeitsbedingungen mit plötzlichen Lastwechseln. Die Riemengeschwindigkeit beträgt bis zu 30 m/s und die Biegefrequenz bis zu 40 Hz.

2) Schmalkeilriemen wurden in den 60er und 70er Jahren des 20. Jahrhunderts im Automobil- und Maschinenbau eingesetzt. Das Verhältnis von oberer Breite zu Höhe beträgt 1,2:1. Das Schmalkeilband ist eine verbesserte Variante des Standardkeilbands, bei der der mittlere, wenig zur Kraftübertragung beitragende Teil entfällt. Es überträgt mehr Kraft als ein Standardkeilriemen gleicher Breite. Eine Zahnriemenvariante, die bei Verwendung auf kleinen Riemenscheiben selten rutscht. Riemengeschwindigkeiten von bis zu 42 m/s und Biegesteifigkeit

Frequenzen bis 100 Hz sind möglich.

3) Keilriemen mit rauer Kante und dicker Kante, schmaler Keilriemen für Automobile, Press DIN7753 Teil 3. Die Fasern unter der Oberfläche verlaufen senkrecht zur Laufrichtung des Riemens, wodurch der Riemen hochflexibel, seitlich steif und verschleißfest ist. Diese Fasern bieten zudem guten Halt für speziell behandelte Zugelemente. Insbesondere bei Riemenscheiben mit kleinem Durchmesser kann diese Struktur die Riemenübertragungsleistung verbessern und eine längere Lebensdauer als der schmale Keilriemen mit Kante erreichen.

4) Weiterentwicklung Die neueste Entwicklung des Keilriemens ist das Faserträgerelement aus Kevlar. Kevlar hat eine hohe Zugfestigkeit, geringe Dehnung und hält hohen Temperaturen stand.

RiemenantriebZahnriemen

Zahnriemen

Dies ist ein spezieller Riemenantrieb. Die Lauffläche des Riemens hat eine Zahnform, und die Randfläche der Riemenscheibe hat ebenfalls eine entsprechende Zahnform. Der Antrieb von Riemen und Scheibe erfolgt hauptsächlich durch Ineinandergreifen. Synchronzahnriemen bestehen in der Regel aus einer dünnen Stahldrahtseil-Strangpressprofilschicht, deren Außenschicht mit Polychlorid oder Neopren überzogen ist. Die Mittellinie der Strangpressprofilschicht entspricht der Schnittlinie des Riemens, und der Umfang dieser Riemenlinie entspricht der Nennlänge. Die Grundparameter des Riemens sind der Umfangsquerschnitt p und der Modul m. Der Umfangsknoten p entspricht der Größe entlang der Verbindungslinie zwischen den entsprechenden Punkten zweier benachbarter Zähne, und der Modul m = p/π. Chinesische Synchronzahnriemen verwenden ein Modulsystem, und ihre Spezifikationen werden durch Modul × Bandbreite × Anzahl der Zähne ausgedrückt. Im Vergleich zu herkömmlichen Riemengetrieben weist ein Synchronzahnriemengetriebe folgende Eigenschaften auf: Die Verformung der Drahtseilschicht ist nach der Belastung sehr gering, der Umfang des Zahnriemens bleibt im Wesentlichen unverändert, es gibt kein relatives Gleiten zwischen Riemen und Riemenscheibe und das Übersetzungsverhältnis ist konstant und genau. Der Zahnriemen ist dünn und leicht und eignet sich für Anwendungen mit hohen Geschwindigkeiten. Die Lineargeschwindigkeit kann 40 m/s erreichen, das Übersetzungsverhältnis kann 10 erreichen und der Übertragungswirkungsgrad kann 98 % erreichen. Die Bauweise ist kompakt und verschleißfest. Aufgrund der geringen Vorspannung ist auch die Tragfähigkeit gering. Die Anforderungen an die Fertigungs- und Montagegenauigkeit sind sehr hoch, und der Achsabstand ist streng, was die Kosten hoch macht. Synchronzahnriemenantriebe werden hauptsächlich in Anwendungen eingesetzt, die genaue Übersetzungsverhältnisse erfordern, wie z. B. Peripheriegeräte in Computern, Filmprojektoren, Videorekordern und Textilmaschinen.