12_Riemen und Ketten

Reib- oder formschlüssige Wandlung von Drehmomenten und Drehzahlen über ein biegeweiches, elastisches Zugmittel (Riemen), zwischen zwei oder mehreren Wellen

• einfacher Aufbau

• einfache Montage

• geräuscharmer Lauf (Zahnriemen ausgenommen)

• elastische Stoßaufnahme und Stoßdämpfung

• unempfindlich gegen kurzzeitiges Überlasten

• hohe Gleichlaufgenauigkeit bei konstanten Betriebsbedingungen (Belastung, Reibungszahl)

• kostengünstig, besonders bei großen Achsabständen

• geringer Wartungsaufwand

• größerer Bauraum bei gefordertem kleinstmöglichen Achsabstand gegenüber anderen Antriebsarten

• größere Wellenbelastung (bis zu 2,5 mal der Umfangskraft) in der Reihenfolge Zahnriemen < Keilriemen < Flachriemen

• ungeeignet für periodische Drehrichtungsumkehr (Totgang zum Aufholen des Durchhanges des Riemens)

• ständiger Schlupf bis zu etwa 2% (Dehnschlupf) bei kraftschlüssigen Riementrieben

• relativ enge thermische Einsatzgrenzen (zwischen -50°C und 80°C)

• mit zeitlicher Belastung bleibende Riemendehnung (Nachspannen!)

• zusätzliche Wellenbelastung durch notwendige Riemenspannung (bei Kraftschluss)

• Kraftübertragung

• max. Drehzahl

• Leistungsgrenzen

• Kriterium für Überlast

• Wellenbelastung

• Wirkungsgrad

• Übersetzung

• Zahnriemen

• Flachriemen

• Keilriemen

• Keilrippenriemen

• Breitkeilriemen

• Antriebsmoment wird durch Reibung zu Zugkraft im Lasttrum

• geringste Last im gezogenen Leertrum

• Gleitschlupf bei Überlast (Zugkraft > Reibkraft)

• Dehnschlupf durch Belastungsänderung

• Reibungserhöhung durch Materialwahl, Vorspannung und Umschlingungswinkel

• große Vorspannung (<1,8 Fu)

• mittlere Übersetzung (i<15)

• große Geschwindigkeit

• geringe Laufgeräusche

• großer Wellenabstand

• geringe Vorspannung (<1,0 Fu)

• konstante Übersetzung (i<10)

• winkelgenaue Übertragung

• kein Schlupf

• keine Überlastsicherheit

• kleine Vorspannung(<1,3Fu)

• große Übersetzung (i<20)

• kleiner Abstand

• Drehmomentstöße

• kleine Vorspannung(<1,3Fu)

• großer Wellenabstand

• große Übersetzung (i<40)

• große Geschwindigkeit

• Riemenriss durch zu hohe Zugbelastung

• Ermüdung (Dauerbruch) durch die permanente Schwellbeanspruchung

• Durchrutschen des Riemens

• ebene Riementriebanordnung

• räumliche Riementriebanordnung

• Mehrfachantriebe mit Riemen

Eigenschaften:

• Formschluss, d. h. kein Schlupf

• konstante Übersetzung

• hoher Wirkungsgrad

Aufbau:

• Zugelemente (Stahlseil, Glasfaser)

• Riemenkörper (Gummi, Elastomer)

• Deckschicht (Polyamidgewebe)

• stossdämpfende Kraftübertragung ohne Schlupf

• Mehrfachantrieb durch eine Kette (auch Drehrichtungsumkehr möglich)

• größere Achsabstände überbrückbar

• geringe Belastung der Wellen und Lager aufgrund der geringen Vorspannung gegenüber Riemengetrieben und Reibrädern

• Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen möglich

• Betrieb in Schmierölatmosphäre möglich (wie Zahnräder, d.h. der Antrieb wird durch Öle und Fette nicht geschädigt)

• Übersetzung bei gegebenen Achsabstand durch Einsetzen anderer Kettenräder leicht veränderbar

• Kettengeschwindigkeit und Kettenkraft durch Polygoneffekt nicht gleichmäßig

• Verschleiß in den Gelenken der Kette führt zu größerer Kettenteilung mit der Gefahr des Überspringens sowie zu Änderungen des Übersetzungsverhältnisses

• Ungeeignet für periodische Drehrichtungsumkehr (Kompensation des Kettendurchhangs)

• Nur für parallele, möglichst waagerechte Achsen geeignet

• Bei übereinander liegenden Achsen ist ein Kettenspanner erforderlich

• Bei senkrechten Achsen sind Gleitschienen zur seitlichen Führung erforderlich

• Es treten Kettenschwingungen, insbesondere bei stark periodischen Stößen und hohen Umfangsgeschwindigkeiten, auf

• Genaue Achsparallelität, insbesondere bei breiten Ketten erforderlich

• Rollenketten

• Zahnketten

• Bolzenketten (Gallkette, Fleyerkette)

  
  

Der Polygoneffekt zwischen einer Fahrradkette und einem Zahnrad tritt aufgrund der polygonalen Formen beider Komponenten auf. Wenn die Kettenglieder auf die Zähne des Zahnrads treffen, entsteht eine intermittierende Kraftübertragung. An den Übergangspunkten zwischen den Kettengliedern und den Zähnen entstehen unregelmäßige Belastungen und Kräfte.

Ungleichförmigkeit in der Kettengeschwindigkeit

• unruhiger Lauf

• Längs- und Querschwingungen

• höherer Verschleiß -> Längung der Kette durch Verschleiß an den Buchsen

• Kettenspanner mit hydraulischer Dämpfung

• federnde Kettenspanner (Spannband, Spannschuh)

• Ölzufuhr durch Ölkanne oder Pinsel

• Tropfschmierung

• Tauchschmierung

• Druckumlaufschmierung

• Kette: große Masse, schlupffrei

• Keilriemen: geringe Vorspannung

• Synchronriemen: formschlüssig

• Flachriemen: geringste Masse

Wie?

• Einbringung einer Spannrolle (am Leertrum)

• Wellenfederlagerung

Warum?

• um die Spannung auf dem Riemen trotz äußere Einflussfaktoren gleich zu halten