Gestaltung von Riemengetrieben

Zur Erleichterung der Auswahl eines geeigneten Zugmittels für einen konkreten Bedarfsfall sind in der Tabelle die wichtigsten Betriebseigenschaften von Antriebsriemen zusammengefasst. Zahn- und Keilriemen sind für die am häufigsten vorkommenden mittleren Drehzahlen üblicher Elektro- und Kobenmotoren einsetzbar, während Flachriemen auch für höchste Drehzahlen verwendet werden können.

Gestaltungskriterien sind u.a.

Kinematische Funktion
Riemenscheiben
Wellenanordnung
Riemenmontage/-vorspannung
Übersetzung (fest/veränderbar)
Spann-/Führungsrollen
Schmierung/Schmierstoffgegenwart
Geräuschentwicklung
Lagerung

Sofern eine winkelgenaue, gegen Verstellung sichere Übertragung der Drehbewegung erfolgen soll, ist der Einsatz eines Zahnriemens aufgrund des Formschlusses notwendig. Wird dagegen eine gleichförmige Übertragung der Drehbewegung gewünscht, sollte der Antrieb mit Flach- oder Keilriemen versehen werden, da hier der Polygoneffekt nicht auftritt.

Tabelle: Eigenschaften von Riemengetrieben [nach VDI 2758]

Anforderung	Zahn- riemen	Flach- riemen	Keil- riemen	Keil- rippenriemen	Breit- keilriemen
Kraftübertragung	formschl.	kraftschl.	kraftschl.	kraftschl.	kraftschl.
max. Drehzahl [min^-1]	20000	130000	10000	12500	10000
Leistungsgrenze [kW]	1000	5000	3000	1000	70
max. Umfangsgeschwindigkeit [m/s]	80	200	50	60	25
max. Biegefrequenz [Hz]	200	>200	100	200	40
Kriterium für Überlast	Übersprin- gen	Durch- rutschen	Durch- rutschen	Durchrutschen	Durch- rutschen
Wellenbelastung	F_u	1,5..1,8 F_u	1,3 F_u	1,3 F_u
Wirkungsgrad [%]	98	98	96	96	96
Übersetzung	bis 1:10	bis 1:12	bis 1:12	bis 1:35	bis 1:10
Synchronlauf	ja	nein	nein	nein	nein
Temperaturbereich [°C]	-35..+100	-50..+100	-35..+80	-35..+80	-35..+80

Bild 1: Erzeugung der Vorspannung an Riemengetrieben

Bild 1 zeigt verschiedene konstruktive Beispiele mit unterschiedlichen Möglichkeiten zum Einstellen der Riemen-vorspannung. Die primäre Aufgabe der Vorspannung bei Riemen-getrieben besteht darin, unabhängig von der Art der Vorspannungserzeugung, im Betrieb eine Mindestspannung im Leertrum zu garantieren, damit die Umfangskraft mit einer ausreichenden Sicherheit übertragen werden kann.

Beim Einsatz von Spann- und Führungsrollen sind folgende Hinweise zu beachten:

Anordnung der Spannrollen mit Leertrum in der Nähe des Abtriebs
Zur Vermeidung von Wechselbiegung sind innenliegende Spannrollen gegenüber außenliegenden zu bevorzugen. Sie verringern allerdings den Umschlingungswinkel.
Außenrollen müssen grundsätzlich als Flachrollen ausgeführt werden, da sie auf dem Riemenrücken laufen. Wegen des entgegengesetzten Biegewechsels ist mit einer geminderten Lebensdauer zu rechnen.
Der Durchmesser der Spannrollen sollte nicht kleiner sein, als der kleinste Durchmesser der Riemenscheiben.

Bei Riemengetrieben mit reibschlüssiger Kraftübertragung bewirkt die Anwesenheit von Schmierstoffen eine Herabsetzung des Reibbeiwertes und damit die Verringerung der übertragbare Leistung. Eine Ausnahme bildet der Lederflachriemen, der zur Erhaltung der Geschmeidigkeit mit Spezialfetten geschmiert wird und dabei seinen Reibbeiwert weitestgehend beibehält.