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{|== Einsatz von Riementrieben ==|-Mit Hilfe eines Riementriebes kann ein [[Drehmoment]]! __TOC__* einfach|* erschütterungsfrei|* wartungsarm* auch bei großen Achsabständen zwischen zwei oder mehreren [[Bild:Achtung.jpgWelle]]|||- |}n übertragen werden.
Diese Funktionen lassen sich durch kraftschlüssige oder formschlüssige Riementriebe realisieren.
== Aufgabe ==Mit Hilfe von Riementrieben können Drehmomente einfach und erschütterungsfrei auch bei großen Achsabständen zwischen zwei oder mehreren Wellen übertragen werden. Man unterscheidet kraftschlüssige und formschlüssige Riementriebe. == Allgemeine Vor- und Nachteile gegenüber Kettentrieben ==
'''Vorteile:'''
* Aufgrund der Einfachheit in Konstruktion und Herstellungsind Riementriebe kostengünstiger.* Elastische Durch die elastische Kraftübertragungwirken Riementriebe stoß- und schwingungsdämpfend.* Stoß und schwingungsdämpfend Gekreuzter Wellenantrieb durch flexible Eigenschaften des Zugmittels möglich.* Kein SchmierstoffbedarfSchmierstoffeinsatz wird aufgrund der stofflichen Zusammensetzung der Wirkpartner nicht benötigt.* Geringeres Gewichtdurch Leichtbauweise* Überlastungsschutz durch ReibschlussReibungskraft bei kraftschlüssigen Riementrieben.* Ruhiger und geräuscharmer Lauf resultiert aus der stofflichen Zusammensetzung der Wirkpartner.
'''Nachteile:'''
* Dehnung Gleichlauf (Synchronisierung) betroffener Wellen aufgrund des Riemens (Dehnschlupf Dehnschlupfes bei kraftschlüssigen Riementrieben)nicht möglich* Um eine größtmögliche Reibungskraft zwischen Riemenscheibe und Zugmittel zu ermöglichen, wird eine hohe Vorspannkraft des Riemens (auf den Riemen ausgeübt, wodurch eine zusätzliche Lagerbelastung)entsteht.* Riemenwerkstoff begrenzt Temperaturbereichdurch seine Zusammensetzung den Einsatz in höheren Temperaturbereichen und ist reagiert empfindlich gegenüber Öl, Benzin, Wasser, Schmutz und Staub. * Großer Platzbedarfresultiert aus der [[Dimensionierung]].* Durch die elastische Eigenschaft des Riemens ist dieser einer fortlaufenden Dehnung unterlegen, was ein Nachspannen bis zum Ende der Lebenslaufzeit erforderlich macht.* Für Montagezwecke lassen sich Riemen gegenüber der Kette überwiegend nicht durch ein Schloss öffnen.* Aufgrund der stofflichen Zusammensetzung geringere Lebensdauer
== '''Kraftschlüssige Riementriebe''' ==
Kraftschlüssige Riementriebe übertragen das [[Drehmoment]] durch die in der Kontaktfläche zwischen Riemen und [[Riemenscheibe]] wirkenden Reibungskraft. Dies ist bei Flach-, Keil- oder Rundriemen der Fall. Die Größe der auftretenden Reibungskräfte hängt von der Riemenvorspannung ab, die von der richtigen Riemenlänge, der Möglichkeit zum Verstellen des Achsabstandes oder der Verwendung von Spannrollen abhängig ist. Die Spannrolle muss jeweils auf der unbelasteten Riemenseite (Leertrum), in der Nähe der kleineren Riemenscheibe vorgesehen werden, um einen größtmöglichen Umschlingungswinkel zu gewährleisten.
Frage 1: Welche Gründe sprechen für Zu beachten sind auch durch Riemenvorspannung auftretenden Spannkräfte, die bei den Einsatz einer Riementriebkonstruktion gegenüber einem Lagerungen der Wellen zu berücksichtigen sind. Kraftschlüssige Riementriebe eignen sich nicht zur positionsgenauen Übertragung von [[Drehmoment]]en ([[Kettentriebe|KettentriebSynchronisation]]? ), da hierbei zwangsläufig durch die Dehnung des Riemens und der Umfangskraft ein ca. 2%-er Schlupf zwischen Riemen und [[Riementriebe:_Antworten#_Frage 1| AntwortenRiemenscheibe]]auftritt.
== '''Kraftschlüssige Riementriebe''' ==
Kraftschlüssige Riementriebe übertragen das Drehmoment durch die in der Kontaktfläche zwischen Riemen und [[Riemenscheibe]] wirkenden Reibkraft. Dies ist bei Flachriemen, Keilriemen oder Rundriemen der Fall. Die Größe der auftretenden Reibkräfte hängt von der Riemenvorspannung ab, die durch Vergrößern des Achsabstandes erreicht wird.
Zu beachten sind auch durch Riemenvorspannung auftretenden Spannkräfte die bei den Lagerungen der Wellen zu berücksichtigen sind. Kraftschlüssige Riementriebe eignen sich nicht zur positionsgenauen Übertragung von Drehmomenten (Synchronisation), da hierbei zwangsläufig durch die Dehnung des Riemens und der Umfangskraft ein ca. 2%´er Schlupf zwischen Riemen und Riemenscheibe auftritt.
=== Riemenvorspannung ===
[[Bild:Riemenvorspannung.jpg]]
Frage 2: In welcher Weise findet bei kraftschlüssigen Riementrieben die Kraftübertragung statt?=== Flachriemen ===
=== Flachriemen === werden meist aus Textilien hergestellt und an den Enden entweder verklebt, verschweißt oder vernäht. Die Flachriemen nutzen die Reibungskraft auf den [[Riemenscheibe]]n aus. Zudem können Flachriemen auch bei gekreuzten oder halbgekreuzten [[Riemenführungen]] eingesetzt werden, wobei aber bei diesen beiden Varianten der Riemenverschleiß größer als bei offenen Riementrieben ist.
Flachriemen haben gegenüber anderen Riemenarten außerdem den Vorteil, dass sie auf flachen [[Bild:FlachriemenRiemenscheibe]]n seitlich verschoben werden können.jpg|left|So können sie von einer auf der Welle befestigten Scheibe auf eine daneben befindliche durchdrehende Scheibe verschoben werden und stellen dadurch eine einfache [[Kupplung]]dar. Durch die kleine Materialstärke sind sie biegsamer und der Scheibendurchmesser kann kleiner als bei Keilriemen sein.
Flachriemen werden meist aus Textilien hergestellt und an den Enden entweder verklebt, verschweißt oder vernäht. Die Flachriemen nutzen die [[Haftreibung]] auf den Riemenscheiben aus. Zudem können Flachriemen auch bei gekreuzten oder halbgekreuzten Riementrieben eingesetzt werden wobei aber bei diesen beiden Varianten der Riemenverschleiß größer als bei offenen Riementrieben ist.
Flachriemen haben außerdem den Vorteil gegenüber anderen Riemenarten, dass sie auf flachen Riemenscheiben seitlich verschoben werden können. So können sie von einer auf der Welle befestigten Scheibe auf eine daneben befindliche durchdrehende Scheibe verschoben werden und stellen dadurch eine einfache Kupplung dar. Durch die kleine Materialstärke sind sie biegsamer und der Scheibendurchmesser kann kleiner als bei Keilriemen sein.
Um zu verhindern, dass der Riemen von den Scheiben läuft, sind diese ballig ausgeführt: der Riemen zentriert sich automatisch.
[[Bild:Flachriemenaufbau.jpg]]
Frage 3=== Keilriemen === [[Bild: Welchen Vorteil weisen Flachriemen gegenüber allen anderen Riemenarten auf? Normalkeilriemen.jpg|left]]
Fast alle [[Riementriebe:_Antworten#_Frage 3| AntwortenKeilriemenarten]]sind meist endlos gefertigte Gummiriemen mit trapezförmigem Querschnitt, die einvulkanisierte Polyesterfäden zur Erhöhung der [[Zugfestigkeit]] enthalten. Im Gegensatz zum Flachriemen wird die Umfangskraft nicht durch Reibung auf der Innenseite des Riemens übertragen, sondern durch die Reibungskräfte als Folge der hohen Anpresskräfte an den schrägen Flanken des Keilriemens.
=== Keilriemen ===Sie können bei gleichem Platzbedarf wesentlich größere [[Drehmoment]]e als Flachriemen übertragen. Durch die höhere Reibung sind die Kräfte auf die Lager wesentlich geringer.
[[Bild:NormalkeilriemenMan kann auch mehrere Keilriemen nebeneinander anordnen. Bei Antrieben mit mehreren parallelen Keilriemen ist aufgrund der Ausdehnung jedoch wichtig, dass alle Riemen zugleich getauscht werden.jpg|left]]
Keilriemen sind meist endlos gefertigte Gummiriemen mit trapezförmigen Querschnitt, die einvulkanisierten Polyesterfäden zur Erhöhung der Zugfestigkeit enthalten. Im Gegensatz zum Flachriemen wird die Umfangskraft nicht durch Reibung auf der Innenseite des Riemens übertragen, sondern durch die Reibkräfte als Folge Trotz aller Vorteile gegenüber anderen Riemenarten bei der hohen Anpresskräfte an den schrägen Flanken des Keilriemens.Sie können bei gleichem Platzbedarf wesentlich größere Drehmomente als Flachriemen übertragen. Durch die höhere Reibung Kraftübertragung sind die Kräfte auf die Lager wesentlich geringer.Man kann auch mehrere Keilriemen nebeneinander anordnen. Bei Antrieben mit mehreren parallelen Keilriemen ist aufgrund der Ausdehnung jedoch wichtig, dass alle Riemen zugleich getauscht werden sollenihrer [[Dimensionierung]] bei den [[Riemenführungen]] nur eingeschränkt einsetzbar.Während Flachriemen nicht genormt sind, sind die Keilriemen weitgehend standardisiert, sodass sie herstellerneutral verwendet und getauscht werden können. Da der Keilriemen relativ hoch. ist, kommt es bei der Umlenkung innen zu einer Stauchung innen und somit zur Erwärmung. Man kann den Keilriemen auch zahnen, um kleine Scheibendurchmesser zu erlauben oder die Verluste zu verringern. Jedoch ist auch ein gezahnter Keilriemen immer noch ein Keilriemen, da er kraftschlüssig durch die Keilwirkung an den Flanken arbeitet.Der Keilrippenriemen ist eine Mischform aus Flachriemen und Keilriemen. Der Riemen besitzt Rippen, die in Längsrichtung verlaufen. Die Riemenscheibe weist entsprechende Rillen auf.
Frage 4: Wodurch unterscheiden sich der Man kann den Keilriemen von dem Flachriemen im Bezug zur Kraftübertragung?auch zahnen, um kleine Scheibendurchmesser zu erlauben oder die Verluste zu verringern. Jedoch ist auch ein gezahnter Keilriemen immer noch ein Keilriemen, da er kraftschlüssig durch die Keilwirkung an den Flanken arbeitet.
Der Keilrippenriemen ist eine Mischform aus Flachriemen und Keilriemen. Der Riemen besitzt Rippen, die in Längsrichtung verlaufen. Die [[Riementriebe:_Antworten#_Frage 4| AntwortenRiemenscheibe]]weist entsprechende Rillen auf.
=== Rundriemen ===
[[Bild:Rundriemen.jpg|left|]]
Für kleine Kräfte werden häufig auch Rundriemen verwendet. Diese kommen heute als Vollkunststoffriemen oder aus geflochtenen Kunststofffaserriemen zur Anwendung. Sie haben den Vorteil, dass sie sehr flexibel anwendbar sind. Sie werden beispielsweise bei Textilmaschinen Textil- oder Büromaschinen verwendet. Sie vertragen hohe Geschwindigkeiten, haben eine ähnlich hohe Reibung wie Keilriemen, sind aber leichter zu kreuzen. Die Riemenscheiben müssen nicht unbedingt fluchten([[Riemenführungen]]).
== '''Formschlüssige Riementriebe''' ==
[[Bild:einseitige Bordscheibe.jpg|left]]
Bei formschlüssigen Riementrieben (Zahnriementriebe) wird das [[Drehmoment]] durch Ineinandergreifen der Zähne des Riemens und der [[Synchronriemenscheibe]] (z.B. Zahnrad mit seitlichen Bordscheiben, welche das Abspringen des Riemens verhindern) von der Antriebswelle auf das Zugmittel bzw. dem Zugmittel auf die Abtriebswelle übertragen.
Zahnriemen verbinden die Vorteile der Flach- und Keilriemen mit der Schlupffreiheit der [[Kettentriebe]], wobei der Umschlingungswinkel des Riemens auf dem Zahnrad nicht so groß sein muss wie bei den Keil- oder Flachriemen.
== '''Formschlüssige Riementriebe''' == ([[Zahnriemen]])zeichnen sich aus durch Laufruhe, geringere Riemenvorspannung und der daraus geringeren Lagerbelastung, die durch profillosen Spannrollen auf der Riemenaussenseite eingestellt wird. Darüber hinaus ist eine Riementriebkonstruktion meist eine kostengünstigere Alternative zu Antriebsketten.
Da kein Durchrutschen zwischen den eingreifenden Partnern möglich ist, können formschlüssige Riementriebe auch für Steueraufgaben eingesetzt werden, z.B. in [[Verbrennungsmotor]]en zur [[BildSynchronisation]] der Kurbelwellen- mit der Nockenwellenbewegung (siehe:einseitige Bordscheibe.jpg|left|[[Zahnriemen]]).
Bei Formschlüssigen Riementrieben (Zahnriementriebe) wird das Drehmoment durch Ineinandergreifen der Zähne des Riemens und der Riemenscheibe (z.B. Zahnrad mit seitlichen Bordscheiben, welche das Abspringen des Riemens verhindern) von der Antriebswelle auf das Zugmittel bzw. dem Zugmittel auf die Abtriebswelle übertragen.
Zahnriemen verbinden die Vorteile der Flach- und Keilriemen mit der Schlupffreiheit der [[Kettentriebe]].
Wo der Umschlingungswinkel des Riemens auf dem Zahnrad nicht so groß sein muss wie bei den Keil- oder Flachriemen, und dass diese Form der Kraftübertragung änlich des Kettentriebes keinen Schlupf aufweist. Zahnriemen zeichnen sich durch seine Laufruhe, geringere Riemenvorspannung und der daraus geringeren Lagerbelastung, die durch profillosen Spannrollen auf der Riemenaussenseite eingestellt wird aus. Sowie das eine Riementriebkonstruktion nicht zuletzt durch den Preis eine kostengünstigere Alternative zu Antriebsketten ist.
Da kein Durchrutschen zwischen den eingreifenden Partnern möglich ist, können formschlüssige Riementriebe für Steueraufgaben eingesetzt werden, z.B. in Verbrennungsmotoren zur Synchronisation der Kurbelwellen- mit der Nockenwellenbewegung (siehe: [[Zahnriemen]])oder in Druckmaschinen.
Als Nachteile gegenüber Ketten sind die schlechtere Temperaturbeständigkeit und die geringere Lebensdauer zu nennen.
Zu den Auslegungskriterium zählen hier vom Hersteller ermittelte Tabellen, die die maximale zu übertragende Leistung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Zähnezahlen darstellen.
Frage 5: In welcher Art und Weise findet bei formschlüssigen Riementrieben die Kraftübertragung statt?
[[Riementriebe:_Antworten#_Frage 5| Antworten]]
Zu den Auslegungskriterien zählen u.a. vom Hersteller ermittelte Tabellen, die die maximale zu übertragende Leistung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit und der Zähnezahlen darstellen.
* Die [http://mulco.gwj.de/de/staticpages/berechnung.htm?lang=de&comp=all Fa. Mulco] bietet die Möglichkeit, einen Riementrieb online zu berechnen. Login als bbswl, pw ist fsm03.* Ein Anwendungsbeispiel für das [[:Kategorie:Entwicklung und Konstruktion|Fach Entwicklung & Konstruktion]] zeigt die [[Projektarbeit Riementrieb]].
==== Aufbau von Zahnriemen ====
[[Bild:Aufbau von Zahnriemen.jpg]]
Frage 6: Wodurch =Normungen=Im folgenden sind die Nachteile des Zahnriementriebes gegenüber des Kettenantriebes begründet?wichtigsten Normen für Riementriebe und deren Bauteile aufgelistet die im Maschinenbau ihre Anwendungen finden.
==[[Riementriebe:_Antworten#_Frage 6| AntwortenDIN]]- Deutsche Industrienorm==
<div align=== Synchronriemenscheiben ==="center"><u>Kleine Übersicht der [[DIN]] Normung Riementriebe. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.</u></div>
==[[ISO]] – International Organization for Standardization==
<div align="center"><u>Kleine Übersicht der [[ISO]] Normung Riementriebe. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.</u></div>
[[Media:ISO.pdf]]
Durch die Formgebung der Synchronriemenscheiben kann durch die größere Auflagefläche der Zähne eine höhere Leistung durch den Zahnriemen übertragen werden. Außerdem läuft er verschleiß- und geräuschärmer. Seitliche Bordscheiben an den Synchronriemenscheiben verhindern das Abspringen des Zahnriemens.=Dimensionierung=
==Auslegung eines Riementriebes==
[[Bild:Riementriebauslegung.jpg]]
==Kräfte am Riementrieb==
[[Bild:Kräfte am Riementrieb.jpg]]
==Übersetzungen am Riementrieb==
[[Bild:Übersetzungen am Riementrieb.jpg]]
==Berechnungsaufgaben==
* '''[[Riementriebe: Berechnungsaufgaben]]'''
=Wiederholungsfragen=
Frage 1: Welche Gründe sprechen für den Einsatz einer Riementriebkonstruktion gegenüber einem [[Kettentriebe|Kettentrieb]]?
* [[Riementriebe:_Antworten#_Frage 1|Antwort]]
Frage 2: In welcher Weise findet bei kraftschlüssigen Riementrieben die Kraftübertragung statt?
* [[Riementriebe:_Antworten#_Frage 2|Antworten]]
Frage 3: Welchen Vorteil weisen Flachriemen gegenüber allen anderen Riemenarten auf?
* [[Riementriebe:_Antworten#_Frage 3|Antworten]]
=Auftretende Kräfte am Riementrieb=Frage 4: Wodurch unterscheiden sich hinsichtlich der Kraftübertragung Keil- von Flachriemen ?* [[BildRiementriebe:Auftretende Kräfte am Riementrieb..jpg_Antworten#_Frage 4|Antworten]]
=BerechnungsbeispielFrage 5:=In welcher Art und Weise findet bei formschlüssigen Riementrieben die Kraftübertragung statt?* [[Riementriebe:_Antworten#_Frage 5|Antworten]]
AufgabeFrage 6:Wodurch sind die Nachteile des Zahnriementriebes gegenüber dem Kettenantrieb begründet?* [[Riementriebe:_Antworten#_Frage 6|Antworten]]
Ein Motor (n<sub>1</sub>=1250 1/min, d<sub>dk</sub>Händler= 115mm) treibt eine Welle an, die 250 1/min machen soll. Berechne den Scheibendurchmesser der anzutreibenden Welle und das daraus resultierende Übersetzungsverhältnis, sowie die entstehende Riemengeschwindigkeit basierend auf den bekannten Daten.geg* Eine Übersichtsliste: n<sub>1</sub>=1250 1/min, [http: n<sub>1</sub>=250 1/min, d<sub>dk</sub>=115mmges: d<sub>dg<www.wlw.de/sub>, i und v in msse/s.Berechnung:i Produkt?land= n<sub>1</sub> / n<sub>2</sub> (Roloff/Matek Kap. 16.10)i DE&sprache= 1250 1/min / 250 1/mini de&suchbegriff= 5 : 1 riemen Wer liefert was?]d<sub>dg</sub> = i * d<sub>dk<Anbieter mit Berechnungsbeispielen: [http:/sub> (Roloff/Matek Kapwww. 16wieland-antriebstechnik.19) d<sub>dg</sub> = 5 * 115mm d<sub>dg<de/sub> = 575mmv = d<sub>dk<site/sub> * π * n<sub>1<data/sub> (Roloffhtml/Matek Kap. 16index.29) html Wieland Antriebstechnik]v = 0,115m * π * 1250 1/minv = 451 m/minv = 7,5 m/sAntwort[[Kategorie: Die Riementriebkonstruktion verfügt über ein Übersetzungsverhältnis von 5:1, einem Scheibendurchmesser der anzutreibenden Welle von 575mm sowie einer Riemengeschwindigkeit von 7,5 m/s'''Berechnungsaufgabe'''Berechne die theoretische Riemenlänge zur Beispielaufgabe, bei einem Achsabstand von 1150mm, die notwendig ist um eine Übertragung der Antriebskraft durch einen Keilriemen zu ermöglichen..Entwicklung und Konstruktion]]
[[Riementriebe:_Antworten#_Lösung| Antworten]]
=NormungenQuellen=Im folgenden sind die wichtigsten Normen für Riementriebe und deren Bauteile aufgelistet die im Maschinenbau ihre Anwendungen finden.
==[[DIN]] Roloff/Matek: Maschinenelemente, Normung- Deutsche Industrienorm==Berechnung-Gestaltung, Vieweg Verlag, 17. Aufl. 2005, ISBN 3-528-17028-X
<div align="center"><u>Kleine Übersicht der [[DIN]] Normung RiementriebeRoloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung, Vieweg Verlag, 7. Aufl. Zum Vergrößern auf das Bild klicken2003.</u></div>ISBN 3-528-64482-6,
[[BildVerlag Europa Lehrmittel:DIN RiementriebeTabellenbuch Metall, 43.jpg|thumb|center|]]Aufl. 2005. ISBN 3-8085-1673-9
==[[ISO]] – International Organization for Standardization==Verlag Europa Lehrmittel: Fachkunde Metall, 48. Aufl. 1987. ISBN 3-8085-1028-5<br /><br /><br /><br />
<div align="center"><u>Kleine Übersicht der [[ISO]] Normung Riementriebe. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.</u></div>---------------------------
[[Bild:ISO =Unterrichtseinheit kraftschlüssige RiementriebeFSM2-2007 am 13.jpg|thumb|center|]]11.2010=
=Händler=# [[Media:Riementriebe_97-03.ppt]]* Eine Übersichtsliste# [[Media: Aufgabenstellung.doc]]# [[httpMedia://wwwLösungen.wlw.dedoc|Lösungen]]<br /sse/Produkt?land=DE&sprache=de&suchbegriff=riemen Wer liefert was?]>* Anbieter mit Berechnungsbeispielen: [http://www.wieland-antriebstechnikyoutube.decom/site/data/htmlwatch?v=HbrSsYojsms]Keilriemenwechsel beim Käfer in 5 sek.<br /index.html Wieland Antriebstechnik]>[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]'''Daniel Ehebercht'''
