Formschlüssige Formschlüssige RiementriebeRiementriebe

Entwicklung und KonstruktionEntwicklung und Konstruktion

Alexander BoldtAlexander Boldt

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 22

InhaltsverzeichnisInhaltsverzeichnis

EinleitungEinleitung

Funktion und WirkungFunktion und Wirkung

GestaltungsgrundsätzeGestaltungsgrundsätze

BauartenBauarten

Vergleich zu anderen Antrieben Vergleich zu anderen Antrieben BerechnungBerechnung

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 33

EinleitungEinleitung

Formschlüssige Riementriebe, besser bekannt als Formschlüssige Riementriebe, besser bekannt als Zahn- Zahn- bzw. Synchronriementriebebzw. Synchronriementriebe, begegnet man häufig im , begegnet man häufig im Beruf und im Alltag bei Werkzeugmaschinen, Autos, Beruf und im Alltag bei Werkzeugmaschinen, Autos, Fahrrädern Fahrrädern (siehe dazu (siehe dazu Red AlertRed Alert usw.) usw.)

es gibt unterschiedliche Bauarten und Größen es gibt unterschiedliche Bauarten und Größen

Überbeanspruchung kann zu schwerwiegenden Folgen führen Überbeanspruchung kann zu schwerwiegenden Folgen führen Bsp.: Zahnriemenriss beim VerbrennungsmotorBsp.: Zahnriemenriss beim Verbrennungsmotor

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 44

Ziele:Ziele:

Was versteht man unter formschlüssigen Was versteht man unter formschlüssigen Riementriebe?Riementriebe?

Vorteile / NachteileVorteile / Nachteile

Anwendung / Einsatzgebiet für den Synchronriemen Anwendung / Einsatzgebiet für den Synchronriemen

Wahl des richtigen SynchronriemensWahl des richtigen Synchronriemens- Auswahl- Auswahl- Berechnungen- Berechnungen

Spannungsverteilung im SynchronriemenSpannungsverteilung im Synchronriemen

Dimensionierung des SynchronriemensDimensionierung des Synchronriemens

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BesonderheitenBesonderheiten

Eine Synchrone ÜbersetzungEine Synchrone Übersetzung

Nahezu wartungsfrei Nahezu wartungsfrei

Formschlüssige DrehmomentübertragungFormschlüssige Drehmomentübertragung

Synchronriementriebe finden Verwendung:Synchronriementriebe finden Verwendung:- Feinwerkantrieben, Haushaltsmaschinen, - Feinwerkantrieben, Haushaltsmaschinen, Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen oder Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen oder schwerenschweren Baumaschinen.Baumaschinen.

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SynchronriemenwerkstofSynchronriemenwerkstoffefe

Zugelemente aus Stahl oder Zugelemente aus Stahl oder Glasfaser Glasfaser

Riemenkörper aus Gummi Riemenkörper aus Gummi z.B. Neopren oder z.B. Neopren oder Elastomeren Elastomeren

Zähne in Riemenkörper Zähne in Riemenkörper eingebunden eingebunden

Zähne zum dauerhaften Zähne zum dauerhaften Schutz von Polyamidgewebe Schutz von Polyamidgewebe umschlossenumschlossen

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SynchronriemenprofileSynchronriemenprofile

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Spannungsverteilung im Spannungsverteilung im SynchronriemenSynchronriemen

Spannungsverteilung im Spannungsverteilung im SynchronriemenSynchronriemen

a) Trapezzahna) Trapezzahnb) Halbrundprofil- (HTD) Zahnb) Halbrundprofil- (HTD) Zahn

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SynchronriemenprofileSynchronriemenprofileMetrische T-ZahnriemenMetrische T-Zahnriemen

T- ZahnriemenT- Zahnriemen Teilung T5 / T10Teilung T5 / T10 5mm / 10mm5mm / 10mm

Bsp.: 10-T5-550Bsp.: 10-T5-550 Länge: 550mmLänge: 550mm Teilung: 5mmTeilung: 5mm Breite: 10mmBreite: 10mm

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 1010

Bauformen von Bauformen von SynchronriementriebenSynchronriementrieben

a) einfacher Synchronriementrieb a) einfacher Synchronriementrieb i = 1 i = 1

b) einfacher Synchronriementriebb) einfacher Synchronriementrieb i≠1i≠1

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 1111

Aufbau der Aufbau der SynchronriemenscheibeSynchronriemenscheibe

Werkstoffe:Werkstoffe:Gusseisen, Stahlguss, Gusseisen, Stahlguss, Stahl, Stahl, Aluminiumlegierungen Aluminiumlegierungen oder Kunststoff.oder Kunststoff.

Die Bordscheiben sind in Die Bordscheiben sind in der Regel aus der Regel aus verzinktem Stahl.verzinktem Stahl.

Die Auswahl des Die Auswahl des Werkstoffes ist abhängig Werkstoffes ist abhängig von den von den Einsatzbedingungen. Einsatzbedingungen.

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 1212

RiemenspannungRiemenspannung

Ein Synchronriemen benötigt keine hohe VorspannungEin Synchronriemen benötigt keine hohe Vorspannung

- Vorspannung kann über die Verstellung des Achsabstandes eingestellt- Vorspannung kann über die Verstellung des Achsabstandes eingestellt werdenwerden

- über eine Spannrolle- über eine Spannrolle

- mit dem - mit dem Handmessgerät TRUMMETERHandmessgerät TRUMMETER

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 1313

Vergleich zu Flach- und Vergleich zu Flach- und Keilriemen (kraftschlüssig)Keilriemen (kraftschlüssig)

X

X

X

X

X

X

X

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Vergleich zu Zahnrad- und Vergleich zu Zahnrad- und KettentriebenKettentrieben

X

X

X

X

X

X

X

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Antriebs Antriebs WahlWahl

AblaufplanAblaufplan

RMM 16.3.2 S.598RMM 16.3.2 S.598

FS S.214FS S.214

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 1616

Festlegung des Festlegung des RiemenprofilsRiemenprofils

RMM 16.3.2-1 RMM 16.3.2-1

S.598 S.598

RMM TB 16-18 RMM TB 16-18

S.181S.181

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 1717

Festlegen der Festlegen der ScheibenzähnezahlScheibenzähnezahl

RMM 16.3.2-2RMM 16.3.2-2

S.599S.599

ab

ankg n

nzz

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 1818

Ermittlung des vorläufigen Ermittlung des vorläufigen WellenabstandesWellenabstandes e´e´

RMM 16.3.2–2 RMM 16.3.2–2

S.600S.600

)(2´15)(5,0´ dkdgdkdg ddemmdde

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 1919

Ermittlung der Ermittlung der Riemenzähnezahl, Riemenzähnezahl,

RiemenlängeRiemenlänge ddk; ddg; Ld´; zr´; Ld; iddk; ddg; Ld´; zr´; Ld; i

RMM 16.3.2 – 2 RMM 16.3.2 – 2 S.598 S.598

RMM FS RMM FS S.209-210S.209-210

RMM TB 16-19d RMM TB 16-19d

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 2020

Festlegen des endgültigen Festlegen des endgültigen WellenabstandesWellenabstandes ee

e; x; y e; x; y

RMM 16.3.2-2 RMM 16.3.2-2

S.600S.600

RMM FS RMM FS

S.210-211S.210-211

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 2121

Ermittlung der Ermittlung der erforderlichen erforderlichen

Riemenbreite Riemenbreite bb ze; Pspezze; Pspez

( TB 16-20-b ) ( TB 16-20-b )

RMM 16.3.2–3 RMM 16.3.2–3 S.601-603 S.601-603

RMM FS RMM FS S.212 S.212

b= Riemenbreite

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 2222

Kontrolle von: v, fB, Ft, Kontrolle von: v, fB, Ft, Fw0Fw0

RMM 16.3.2-5 RMM 16.3.2-5

S.605S.605

RMM FS RMM FS

S.211-213S.211-213v= Riemengeschwindigkeit

fB= Biegefrequenz

Ft= Umfangskraft

Fw0= Überschlägige Wellenbelastung

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 2323

Werte zulässig?Werte zulässig?

Bsp.:Bsp.: Synchronriemen 10-T5-550 Synchronriemen 10-T5-550

Synchronriemen 10-T5-550 Synchronriemen 10-T5-550

(b=10 mm Breite, T5 Riemenprofil mit p = 5 mm Teilung,(b=10 mm Breite, T5 Riemenprofil mit p = 5 mm Teilung,

990 mm Richtlänge Ld = Bestelllänge) 990 mm Richtlänge Ld = Bestelllänge)

AntriebsscheibeAntriebsscheibe

AbtriebsscheibeAbtriebsscheibe

27.11.2010 27.11.2010 A. BoldtA. Boldt 2424

QuellenQuellen

Roloff/ Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch; Vieweg Verlag, 19. Roloff/ Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch; Vieweg Verlag, 19. Auflage, 2009, ISBN 978-3-8348-0689-5Auflage, 2009, ISBN 978-3-8348-0689-5

Roloff/ Matek: Maschinenelemente, Formelsammlung; Vieweg Verlag, 9. Auflage, Roloff/ Matek: Maschinenelemente, Formelsammlung; Vieweg Verlag, 9. Auflage, 2008, ISBN 978-3-8348-0534-82008, ISBN 978-3-8348-0534-8

Tabellenbuch Metall; Europa Lehrmittel Verlag, 44. Auflage, 2008, ISBN 978-3-8085-Tabellenbuch Metall; Europa Lehrmittel Verlag, 44. Auflage, 2008, ISBN 978-3-8085-1724-61724-6

http://www.atlantadrives.com/http://www.atlantadrives.com/ http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Riementriebe_formschl%C3%BCssighttp://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Riementriebe_formschl%C3%BCssig http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Riementriebehttp://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Riementriebe http://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Zahnriemenhttp://www.bs-wiki.de/mediawiki/index.php/Zahnriemen