Allgemeines
Mit Synchronriementrieben wird eine laufruhige, synchrone Kraftübertragung erreicht. Hierbei greift der Synchronriemen mit seinen in gleichmäßigen Abständen (Teilung p) hervorstehenden Zähnen, formschlüssig in die jeweilige Zahnlücke der Synchronriemenscheibe.
Synchronriementriebe finden Verwendung in z.B.:
Feinwerkantrieben, Haushaltsmaschinen, Werkzeugmaschinen (Haupt- und Nebenantrieb), Textilmaschinen oder schweren Baumaschinen.
Synchronriementriebe sind nahezu wartungsfrei und dadurch sehr wirtschaftlich. Aufgrund verschiedener Anforderungen wird eine Vielzahl von Synchronriemen mit unterschiedlichen Profilen und Synchronriemenrädern angeboten.
Für die Synchronriemendimensionierung stehen bei einigen Anbietern Auswahltabellen zur Verfügung.
z.B. "hier"
Wirkprinzip und Funktion von Synchronriementrieben
Synchronriementriebe sind Zugmitteltriebe, bei denen das Zugmittel (Synchronriemen) elastisch und biegeweich ist. Die Kraftübertragung wird durch Formschluss erreicht, wobei die Umfangskraft als Zugkraft von der Antriebswelle zu der (den) Abtriebswelle(n) übertragen wird.
Vergleich zu Flach- und Keilriemen (kraftschlüssig)
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| synchroner Lauf (i = konstant) | relativ teure Fertigung (besonders der Scheiben) |
| hoher Wirkungsgrad (bis η = 0,99) | empfindlich gegen Fremdkörper |
| geringe Riemenvorspannung (kleinere Lagerbelastung) | stärkeres Laufgeräusch (durch Verzahnung) |
| kritisch bei Überlastung (Gleitschlupf nicht möglich) |
Vergleich zu Zahnrad- und Kettentrieben
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| stoß-und schwingungsdämpfender Lauf | begrenzter Temperaturbereich |
| geräuscharmer Lauf | größerer Platzbedarf |
| einfacher, preiswerter Aufbau | |
| größere Wellenabstände möglich | |
| geringes Leistungsgewicht |
Bauformen von Synchronriementrieben
- a) einfacher Synchronriementrieb Übersetzungsverhältnis i = 1
- b) einfacher Synchronriementrieb i<>1
- c) Synchronriementrieb mit innen liegendem verzahntem Spannrad
- d) Synchronriementrieb mit außen liegender glatter Spannrolle
- e) Synchronriementrieb mit einer gegenläufigen Achse
- f) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb mit gegenläufigen Achsen
- g) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb
- h) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb
- i) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb
- k) Synchronriementrieb als Mehrfachantrieb
- l) Synchronriementrieb als Förderband
- m) Synchronriementrieb mit gekreuzten Achsen
- n) Synchronriementrieb mit gekreuzten Achsen und außen liegenden glatten Spannrollen
Synchronriemenprofile
Synchronriemenwerkstoffe
- Zugelemente aus Stahl oder Glasfaser
- Riemenkörper aus Gummi-(z.B. Neopren) oder Elastomeren
- Zähne in Riemenkörper eingebunden
- Zähne zum dauerhaften Schutz von Polyamidgewebe umschlossen
Aufbau der Synchronriemenscheibe
Werkstoffe, aus denen Synchronriemenräder gefertigt werden, sind z.B.: Gusseisen, Stahlguss, Stahl, Aluminiumlegierungen oder Kunststoff.
Die Bordscheiben sind in der Regel aus verzinktem Stahl .
Die Auswahl des Werkstoffes ist abhängig von den Einsatzbedingungen.
- Darstellung a: Synchronriemenrad mit innen liegender Bordscheibe, zur Führung des Synchronriemens
- Darstellung b: Synchronriemenrad mit zwei Bordscheiben, zur Führung des Synchronriemens
- Darstellung c: Synchronriemenrad mit Ansatz, und Gewindebohrung zur Befestigung
- Darstellung d: Synchronriemenrad als Gussteil, mit Bordscheibe
Riemenwahl
- Kostenaufwand, Kostenumfeld:
- hier wäre zu berücksichtigen, ob ein Synchronriemen nur einen geringen Kostenanteil an einer Konstruktion hat, oder ob sein Kostenanteil gleichwertig ist? Gegebenenfalls umkonstruieren.
- Einsatzbedingungen:
-sind durch die Abnutzung (Abrieb) des Synchronriemens Verschmutzungen zu erwarten? (z.B. Lebensmittelindustrie, Medizintechnik)
- Leistungsanforderungen:
-welche Kräfte müssen übertragen werden, oder ist ein Durchrutschen bei Überlastung notwendig? (kraftschlüssigen Riementrieb auswählen)
- Umwelteinflüsse:
-welchen äußeren Bedingungen ist der Synchronriemen ausgesetzt? (Bauindustrie, Förderanlagen, evtl. Kettentriebe vorziehen)
- Montage- Demontagevoraussetzungen:
-endlos oder endlich (Zahnriemenverbinder)
Riemenspannung
Ein Synchronriemen erfordert eine gewisse Vorspannung, die abhängig von Synchronriementyp, Synchronriemenraddurchmesser, Achsabstand und zu übertragender Umfangskraft ist.
Die Vorspannkraft und die Umfangskraft dürfen zusammen nicht größer als die zulässige Riemenzugkraft sein.
Die Synchronriemenspannung kann über die Verstellung des Achsabstandes eingestellt werden. Ist dieses konstruktiv nicht möglich, kann man auch eine außen liegende glatte Spannrolle (Bauformen Bild D) oder ein innen liegendes verzahntes Spannrad (Bauformen Bild C) verwenden.
Ablaufplan
Der hier abgebildete Ablaufplan (RM Bild 16-18) zur Berechnung von Riementrieben hilft, eine Reihenfolge der benötigten Berechnungen einzuhalten.
Berechnungen zum Synchronriementrieb
Geometrische Beziehungen am Riementrieb:
Formeln zur Berechnung:
Hier findet ihr die benötigten Formeln und Formelzeichen zur Berechnung von den folgenden Aufgaben zum Synchronriementrieb:
Formeln
Formelzeichen
Berechnungsaufgaben zum Synchronriementrieb
Zweischeiben-Riementrieb
Für einen offenen Zweischeiben-Riementrieb mit dem Synchroflex-Zahnriemen T5/630 (Riementyp T5, Riemenlänge 630 mm), der Übersetzung i = 5 und der Zähnezahl zk = 14 sind zu ermitteln:
- a) die Zähnezahl zg der Gegenscheibe und zR des Zahnriemens;
- b) die Wirkdurchmesser ddk und ddg der Zahnriemenscheiben;
- c) der Wellenabstand e;
- d) der Umschlingungswinkel ß1 an der antreibenden Scheibe;
- e) die Anzahl der sich im Eingriff befindlichen Zähne ze an der antreibenden Scheibe.
Weitere Berechnungsaufgaben findest Du im Artikel über Riementriebe.
Quellenangaben
- Roloff/ Matek: Maschinenelemente, 18. Auflage, Vieweg Verlag, ISBN 978-3-8348-0262-0
- Roloff/ Matek: Maschinenelemente/ Formelsammlung, 8. Auflage, Vieweg Verlag, ISBN 978-3-8348-0119-7
--J.Peplau 17:25, 11. Okt. 2008 (CEST)