Riemengetriebe
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Riemengetriebe, auch Riementrieb, Hülltrieb oder Riemenantrieb, zeichnen sich durch ihr prägendes Lastübertragungsmittel, dem Riemen aus. Sie gehören zur Gruppe der Zugmittelgetriebe und finden vielfältige Anwendung im Maschinenbau.
Die einzelnen freien Riemenabschnitte bezeichnet man als Trum. Je nach Belastung spricht man vom ziehenden Trum (Lasttrum) oder gezogenem Trum (Leertrum).
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[Bearbeiten] Einsatz
Früher wurden Riemengetriebe unter der Bezeichnung Transmission geführt. Im Zuge der Industrialisierung wurden in vielen Firmen zentrale Dampfmaschinen oder Lokomobile zum Antrieb vieler einzelner Maschinen eingesetzt. Zur Übertragung der zentral erzeugten Kraft dienten Wellen aus Eisen und Riemenscheiben aus Holz, die über Flachriemen den sog. Transmissionsriemen aus Leder verbunden waren. Die Transmissionswellen wurden meist an der Decke befestigt und durch die gesamte Halle, teilweise sogar in andere Gebäude geführt. An den Stellen, an denen eine Maschine anzutreiben war, wurde mit einer Riemenscheibe ein Riemen zu dieser Maschine heruntergeführt.
Gegenüber dem in Mühlen oft eingesetzten Zahnradantrieb konnte dieser die erforderlichen Kräfte über längere Wege, mit vergleichsweise geringem Materialeinsatz weiterleiten.
Der Einsatz von kaskadierten (gestuften) Riemenscheiben (Scheiben verschiedener Durchmesser direkt nebeneinander) erlaubte die Einstellung verschiedener Drehzahlen an der angetriebenen Maschine. Ein Nachteil war und ist jedoch der Schlupf, der zu Übertragungsverlusten führt und bei Zahnrädern ausgeschlossen ist.
Durch eine Anordnung von zwei gleichen Riemenscheiben nebeneinander, wovon eine auf der Welle durchdreht, der so genannten Leerscheibe, wurde eine einfache Art einer Kupplung geschaffen. Der Riemen wurde zum Einkuppeln auf die an der Welle befestigte Festscheibe geschoben, zum Auskuppeln auf die Leerscheibe.
Wenn der Wellenabstand groß genug war, konnte man mit einer Kreuzung des Riemens eine Drehrichtungsänderung erreichen. Auch Schrägstellungen der Wellen zueinander konnten von verdrehten Riemen ohne Probleme ausgeglichen werden.
Bei modernen Riemengetrieben wurde der Flachriemen weitestgehend durch den Keilriemen ersetzt, da dieser große Kräfte bei kleiner Vorspannung übertragen kann. Er übernimmt bei seinem Einsatz gleichzeitig auch die Funktion einer Sicherheitskupplung. Einsatz finden Riemengetriebe z.B.: im KFZ zum Antrieb der Lichtmaschine, aber auch in Waschmaschinen oder Werkzeugmaschinen. Er wird jedoch nicht mehr für die Überwindung großer Wege eingesetzt. Bei einfachen Anwendungen wird er auch als Kupplung verwendet. Dabei wird eine Spannrolle gelockert und der sonst gespannte Riemen rutscht durch. (Anwendung beispielsweise bei Rasenmähern.)
Die klassische Transmission ist heute nur noch äußerst selten anzutreffen. Die Entwicklung vor allem kleiner und leistungsstarker Elektromotoren und Sicherheitsaspekte (Gefahr bei Riemenriss) haben die klassische Transmission aus den Industriebetrieben verdrängt.
Um gleichmäßige Abnutzung zu erreichen, wurden Flachriemen oft als Möbiusband hergestellt.
Die Vorteile des Riementriebes, wie z.B.
- ruhiger und geräuscharmer Lauf,
- Stoßdämpfung,
- geringe Wartung (keine Schmierung),
- geringen Kosten (besonders bei großen Wellenabständen),
- kurzzeitige Überlastfähigkeit (Riemenschlupf — außer Zahnriemen),
- geringes Gewicht/Leistung und
- hohe Umlaufgeschwindigkeiten (Drehzahlen),
sowie die Entwicklung neuer Riemenarten haben sich jedoch in diversen Bauformen erhalten, die die Nachteile wie z. B.:
- begrenzter Temperaturbereich,
- Riemendehnung (Nachspannen)
- Empfindlichkeit gegen äußere Einflüsse (Öl, Benzin, Temperatur, Schmutz, Wasser, Staub)
- ständiger Dehnschlupf (ca.2% — nicht bei Zahnriemen)
- große Wellenbelastungen (1,2–2,5fach mal Umfangskraft) je nach Riemenart.
wieder aufwiegen oder im speziellen Fall nicht relevant sind.
[Bearbeiten] Einteilung
Riemengetriebe können unterschiedlich eingeteilt werden:
[Bearbeiten] Nach Riemenart
- Flachriemen
- Keilriemen
- Zahnriemen
- Keilflach-/Zahnflachriemen
(siehe Riemenarten)
[Bearbeiten] Nach Riemenführung
[Bearbeiten] Offen
Offene Riemengetriebe sind die einfachste Bauart ohne Spannvorrichtung. Bei ihnen läuft der Riemen über zwei Riemenscheiben, deren Achsen parallel und deren Drehrichtung gleich ist.
Die Drehrichtung ist ohne weiteres umkehrbar. Es können sehr große Riemengeschwindigkeiten gefahren werden.
[Bearbeiten] Gekreuzt
Gekreuzte Riemengetriebe werden eingesetzt, wenn sich die Riemenscheiben in entgegengesetzen Drehrichtungen bewegen sollen. Sie benötigen einen relativ großen Abstand zwischen den Scheiben und müssen so konstruiert sein, dass sich die Riemen nicht berühren.
[Bearbeiten] Halbgekreuzt (geschränkt)
[Bearbeiten] Winkelgetriebe
[Bearbeiten] Mehrfachantriebe
Der Riemen läuft meist über eine Antriebsriemenscheibe und mehrere Abtriebswellen und/oder -scheiben
[Bearbeiten] Einteilung durch Nachspannmöglichkeit
[Bearbeiten] Dehnungsgetriebe
Der Riemen ist kürzer als eigentlich notwendig und wird elastisch gedehnt
[Bearbeiten] Spannrollengetriebe
Es befindet sich eine oder mehrere zusätzliche Spannrollen am Leertrum. Die Spannrollen können entweder fest oder federnd angebracht werden.
[Bearbeiten] Spannwellengetriebe
Beim Spannwellengetriebe kann die An- oder Abtriebswelle bzw. der Motors bzw. die Arbeitsmaschine in seiner Halterung bewegt werden, um den Riemen zu spannen. Eine bekannte Anwendung ist der Lichtmaschinenantrieb beim Automobil.
[Bearbeiten] Selbsttätiges Spannen
- Motor auf Wippe befestigt-Spannung durch Masse des Motors
- Antriebsscheibe mit Zahnrad zur Motorwelle verbunden. Die Antriebswelle ist um die Motorwelle schwenkbar. Die Drehbewegung des Motors schwenkt die Antriebsscheibe und spannt so den Riemen.
[Bearbeiten] Nach Verstell-/Schaltbarkeit
[Bearbeiten] Ausrückgetriebe
Das Ausrückgetriebe entspricht der oben bei der klassischen Transmission erklärten Kupplung für Flachriemen.
[Bearbeiten] Stufenscheibe
Sie wird verwendet, um mit Riemengetrieben Schaltgetriebe aufzubeuen. Siehe ebenfalls klassische Transmission (Flachriemen)-Anwendung bei Werkzeugmaschinen. Die Schaltung erfolgt jedoch oft im Stillstand.
[Bearbeiten] Kegelscheibe
Zwei entgegengesetzte konische Rotationskörper auf denen ein etwas breiterer Keilriemen in Achsrichtung verschoben wird. Es ist das Grundprinzip aller CVT-Riemengetriebe.
[Bearbeiten] Keilriemenverstellgetriebe
Stufenlos stellbares Getriebe, Sammelbegriff CVT-Getriebe, bei dem ein breiter Keilriemen zwischen axial verstellbaren Kegelrädern läuft. Anwendung im Kleinkrafträdern und Ständerbohrmaschinen. Siehe auch Variomatic und Kettengetriebe
