Der passende Treib-Stoff

Sonderteil Schweiz innovativ

Treibriemen – Zugmittel wie Treibriemen eignen sich für zahlreiche Anwendungen. Entscheidend für ihren optimalen Einsatz ist die frühzeitige Kooperation mit Spezialisten.

17. Juni 2011

Eine vielfältig einsetzbare Lösung zur Übertragung von Drehmomenten sind Zugmittel wie Ketten, Riemen und Bänder. Sie können mechanische Leistung über weite Strecken übertragen und ermöglichen es, mit einem Antrieb mehrere Wellen zugleich zu betreiben. Zugmittel sind deshalb in vielen Fällen die beste Lösung für eine Drehmomentübertragung. Entscheidend für die Leistungsfähigkeit ist jedoch die Auswahl des richtigen Zugmittels für einen Antrieb: Lediglich sicherzustellen, dass das Zugmittel genügend dimensioniert ist, reicht hier nicht mehr aus. Als Lieferant von technischen Komponenten und Anbieter von hochwertigen, kundenspezifischen Engineering-Lösungen raten wir deshalb, bei der Auslegung der Antriebselemente unter anderem auch den Energieverbrauch, den Wartungsaufwand oder die Geräuschentwicklung zu berücksichtigen.

Ein erster Schritt zur Wahl des optimalen Zugmittels ist die Entscheidung über die Form der Kraftübertragung, die wahlweise formschlüssig oder reibschlüssig geschehen kann. So gewährleisten formschlüssige Antriebe wie Ketten oder Zahnriemen einen synchronen Lauf, während reibschlüssige Zugmittel, wie zum Beispiel Flach- und Keilriemen, zwar einen schlechteren Wirkungsgrad aufweisen, dafür jedoch zusätzlich die Funktion einer Überlast- oder Rutschkupplung erfüllen können. Zudem zeichnen sie sich durch höhere Laufruhe aus.

Vielseitig verwendbar

Zugmittel sind zwar vorwiegend in der Antriebstechnik zu finden, werden aber auch in der Lineartechnik und in der Transporttechnik häufig eingesetzt. Bei reinen Kraftübertragungen werden vorwiegend Keil- und Zahnriemen aus Gummi verwendet. Ketten kommen dagegen zum Einsatz, wenn es darum geht, große Momente zu übertragen. Bei hohen Drehzahlen hingegen sind Ketten wegen der großen Fliehkräfte zu vermeiden.

Im niedrigen bis mittleren Drehmomentbereich werden hauptsächlich Polyurethanzahnriemen mit T-Profilen eingesetzt. Sie sind außerdem dort üblich, wo ein sehr genauer Synchronlauf gefordert ist. Polychloropren- und Polyurethanzahnriemen mit T-Profilen werden vorwiegend in der Lineartechnik eingesetzt, wo es besonders auf Präzision sowie auf Positionier- und Wiederholgenauigkeit ankommt. Mit solchen Riemen, in denen Zugstränge aus Stahl integriert sind, lassen sich heute Wiederholgenauigkeiten von 0,05 Millimeter pro Meter erreichen. Eine geeignete Abstimmung von Zahnscheiben und Vorspannung ermöglicht sogar noch bessere Werte.

Eines der ältesten Zugmittel sind Ketten. Zusammen mit Zahnrädern boten sie bis zur Mitte des letzten Jahrhunderts die einzige Möglichkeit, synchrone Antriebe mit konstanten Übersetzungsverhältnissen zu realisieren. Ein großer Vorteil liegt auch darin, dass sie in beliebigen Längen sehr schnell verfügbar sind und sich auch vom Anwender selbst auf die gewünschte Länge zusammenbauen lassen. Für bestimmte Anwendungen sind Ketten deshalb bis heute nicht wegzudenken. In vielen Fällen haben sich jedoch inzwischen Zahnriemen als Standard durchgesetzt, die einen sauberen, wartungsfreien Synchronantrieb mit hohen Geschwindigkeiten ermöglichen.

Anfang des letzten Jahrhunderts kamen die ersten Keilriemen auf den Markt und ersetzten die Flachriemen als Standard-Antriebselemente. Dank der Keilform konnte die übertragbare (Reib-)Leistung bei geringerer Vorspannung erhöht werden. Zudem ließ sich mit Keilriemen der Bauraum minimieren, obwohl ein größerer Scheibendurchmesser als bei Flachriemen erforderlich wurde.

Die Grundstruktur aller Riemen ist einheitlich: Den Hauptanteil bildet das Trägermaterial, das meistens aus Polyurethan, Polychloropren oder Naturgummi mit verschiedenen Faserzusätzen besteht und die Zugstränge umschließt. Für die Faserzusätze wird in der Regel Stahl, Glasfaser, Polyamid (Aramid), Kohlenstofffaser, Polyester oder Nylon eingesetzt. Eine zusätzliche Ummantelung, häufig bestehend aus Polyamid, Nylongeweben oder einer Polyethylenfolie, beeinflusst die Reibung und den Verschleiß zwar maßgebend, muss aber nicht zwingend vorhanden sein.

Kompetenz zahlt sich aus

Die rechnerische Dimensionierung des ausgesuchten Zugmittels gestaltet sich anschließend relativ einfach. Das Zugmittel nur anhand der Kosten auszuwählen kann jedoch problematisch sein. So kann ein preiswerter Keilriemen die Lagerung stärker belasten als ein teurer Zahnriemen, der weniger Vorspannung benötigt und deshalb eine geringe Lagerbelastung verursacht. Auch führen Unterhaltsarbeiten wie das Nachspannen von Flachriemen, das Schmieren von Ketten oder der Ersatz von Billigprodukten oft zu Maschinenstillständen, welche hohe Kosten verursachen können. Um sicherzustellen, dass das richtige Produkt in der angemessenen Dimension eingesetzt wird, empfiehlt es sich deshalb, bereits in der Entwicklungsphase Spezialisten mit einzubeziehen.

Auf einen Blick

- Die Angst +Pfister AG in Zürich ist ein führender Lieferant von technischen Komponenten und Dienstleistungen aus den Berei-chen Kunststoff, Dichtungs, Klebe-, Filter-, Fluid, Antriebs und Schwingungstechnik.

- Die Engineering-Dienstleistungen reichen von der Bewertung über die Herstellung von Prototypen bis zur Serienproduktion.

Erschienen in Ausgabe: 05/2011