Ein Wartungsteam in einem Verpackungsbetrieb tauschte alle zehn bis zwölf Wochen den gleichen umwickelten Keilriemen an einem Rollenantrieb aus. Die Riemenscheibe war klein, der Riemen lief heiß und der Stoffbezug riss an der Innenkante, lange bevor die Schnüre Abnutzungserscheinungen zeigten. Durch die Umstellung auf einen gezahnten Keilriemen mit gleichem Querschnitt verlängerte sich das Austauschintervall auf ein Jahr.
Dieses Beispiel ist die kurze Antwort auf Zahnriemen vs. Keilriemen. Wenn es sich bei dem betreffenden Riemen um einen Keilriemen handelt, handelt es sich bei einer gezahnten Version um die gleiche Antriebskategorie mit einer Form, die enge Kurven und Hitze besser verkraftet. Wenn der Riemen Zähne hat, die in eine gerillte Riemenscheibe eingreifen, handelt es sich um einen Synchronriemen, der nicht durch einen Keilriemen ersetzt werden kann. In den folgenden Abschnitten wird erklärt, wie Sie erkennen, in welcher Situation Sie sich befinden, und wie Sie mit Zuversicht eine Entscheidung treffen.
„Zahnriemen“ ist ein mehrdeutiger Begriff, der die meisten Fehler verursacht
In Europa und weiten Teilen Asiens bezeichnet der Begriff „Zahnriemen“ üblicherweise einen Keilriemen mit unbearbeiteter Kante und in die Unterseite eingearbeiteten Kerben. In Nordamerika wird derselbe Ausdruck oft für einen Zahnriemen mit Zähnen verwendet. Beides sind legitime Verwendungen des Wortes, aber sie beschreiben Antriebe, die fast nichts gemeinsam haben. Die Bestellung einer falschen Interpretation am Schalter ist eine der häufigsten Ursachen dafür, dass ein Riemen innerhalb weniger Tage nach der Installation ausfällt.
Fall eins: ein Keilriemen mit Kerben
Der Riemen sitzt immer noch in einer V-förmigen Nut und überträgt die Kraft weiterhin durch Reibung. Die Kerben verändern lediglich das Verhalten des Riemens beim Biegen. Hierbei handelt es sich um eine direkte Entscheidung zum Austausch, und der Vergleich „gezahnt“ oder „verpackt“ ist fair.
Fall zwei: ein Riemen mit ineinandergreifenden Zähnen
Der Riemen verfügt über ein Zahnprofil, das in passende Rillen in der Riemenscheibe eingreift. Die Kraftübertragung erfolgt durch Zahneingriff, nicht durch Reibung. Hier ist der eigentliche Vergleich zwischen Synchronriemen und Keilriemen, und die beiden sind bei demselben Antrieb nicht austauschbar, ohne dass die Riemenscheiben ausgetauscht werden müssen.
Was sich ändert, wenn Sie einen Keilriemen einkerben
Ein umwickelter Keilriemen trägt auf seiner gesamten Oberfläche einen Stoffmantel. Diese Ummantelung ist öl-, sand- und abriebfest, versteift aber auch den Riemen. Wenn der Riemen eine kleine Riemenscheibe umschlingt, muss die Innenseite komprimiert und die Außenseite gedehnt werden. Bei kleinem Durchmesser ist die innere Kompression stark, weshalb gewickelte Riemen bei Kompaktantrieben an der Basis reißen und heiß laufen.
Kerben entfernen Material genau dort, wo die Kompression stattfindet. Der Riemen faltet sich leichter, die Biegespannung sinkt und Luft strömt durch die Lücken, um die Wärme abzuleiten. Die praktischen Ergebnisse sind ein kleinerer minimaler Riemenscheibendurchmesser bei gleichem Querschnitt, eine höhere zulässige Riemengeschwindigkeit, ein besseres Verhalten bei Antrieben mit rückseitiger Umlenkrolle und ein bescheidener Effizienzvorteil, der üblicherweise im Bereich von zwei bis drei Prozent im Vergleich zu einem umwickelten Riemen mit demselben Profil angegeben wird.
Auch die Kompromisse sind real. Die rohen Kanten, die einen Zahnriemen flexibel machen, liegen ebenfalls frei, sodass Ölnebel, Metallfeinteile und nasser Schlamm ihn schneller angreifen als einen mit Stoff umwickelten Riemen. Zahnriemen können auch etwas lauter sein. In einem sauberen, trockenen Maschinengehäuse spielt keiner der beiden Unterschiede eine große Rolle, und beide sind in einer Gießerei oder einem Waschbereich von großer Bedeutung.
Umwickelter Keilriemen, gezahnter Keilriemen und Synchronriemen nebeneinander
Verwenden Sie diese Tabelle als Schnellbildschirm. Bei den ersten beiden Säulen handelt es sich um den gleichen Antriebstyp mit unterschiedlicher Riemenkonstruktion. Die dritte Säule ist ein völlig anderes Antriebsprinzip.
Vergleich eines umwickelten Keilriemens, eines Zahnkeilriemens und eines Synchronzahnriemens hinsichtlich der Punkte, die in der Regel über einen Austausch entscheiden. | Attribut | Umwickelter Keilriemen | Zahnkeilriemen | Synchronriemen |
| Kraftübertragung | Reibung in der V-Nut | Reibung in der V-Nut | Zahneingriff |
| Unter Überlastung ausrutschen | Möglich | Möglich | Bei richtiger Spannung praktisch keine |
| Kapazität für kleine Riemenscheiben | Begrenzt durch Biegesteifigkeit | Beste der drei V-Nut-Optionen | Hängt von der Zähnezahl und der Riemenscheibengröße ab |
| Hitzestau | Höchste | Die unteren Kerben helfen dabei, die Wärme abzuleiten | Niedrig |
| Ausrichtungstoleranz | Sehr verzeihend | Verzeihend | Am wenigsten verzeihend |
| Stoßbelastungsverhalten | Absorbiert Stöße | Absorbiert Stöße | Leitet Stöße an Wellen und Lager weiter |
| Genauigkeit der Antriebsübersetzung | Ungefähr | Ungefähr | Genau |
| Typische beste Passform | Schmutzige, nasse oder billige Laufwerke | Schnelle, kompakte und saubere V-Nut-Antriebe | Indizierte, zeitgesteuerte oder High-Ratio-Antriebe |
Wo ein gezahnter Keilriemen seinen Preis verdient
Ein Zahnriemen kostet in der Regel mehr als ein umwickelter Riemen desselben Querschnitts. In einigen erkennbaren Situationen zahlt es sich aus.
- Kleine Riemenscheibendurchmesser, bei denen ein umwickelter Riemen aufgrund von Rissen und nicht aufgrund von Verschleiß ausfällt. Ein Kerbmuster kann dazu führen, dass der Antrieb seinen Mantel abstreift, ohne dass der Riemen an der Basis reißt.
- Hohe Bandgeschwindigkeiten, bei denen Wärme der begrenzende Faktor und nicht die Belastung ist. Die Kerben dienen als Kühlkanäle und lassen das Band in einem kleinen Querschnitt kühler laufen.
- Antriebe mit rückseitiger Spannrolle, bei der sich der Riemen in beide Richtungen biegen muss. Ein umwickelter Riemen widersteht einer Biegung nach hinten wesentlich mehr als ein Zahnriemen.
- Maschinen mit festem Achsabstand und keinem Platz für eine größere Riemenscheibe. Die zusätzliche Flexibilität eines Zahnriemens kann den Unterschied zwischen einem funktionierenden Antrieb und einer Neukonstruktion ausmachen.
- Energiesensible Anlagen mit langen Betriebsstunden, bei denen sich über ein Produktionsjahr hinweg ein Effizienzgewinn von zwei bis drei Prozent summiert.
Wenn ein standardmäßig umwickelter Keilriemen immer noch die richtige Entscheidung ist
Der umwickelte Gürtel hat nicht zufällig ein Jahrhundert überlebt. Es bleibt die bessere Wahl, wenn der Antrieb Stöße absorbieren muss, wenn ein kontrollierter Schlupf einen Motor vor einem Blockieren schützt oder wenn die Maschine in der Nähe von Ölnebel, Kühlmittelspritzern, Staub oder Abwaschwasser betrieben wird. Außerdem verzeiht es kleinere Fehlausrichtungen zwischen den Rollenmitten besser und ist in der Regel der günstigste und schnellste Austausch, wenn die Leitung um drei Uhr morgens ausfällt.
Als wissenswerte Variante gehören zu dieser Familie die Weitwinkelkeilriemen. Ihr flacherer Rillenwinkel eignet sich für kompakte Antriebe mit hoher Übersetzung, bei denen ein gewöhnlicher Keilriemen durchrutschen oder überhitzen würde. Wenn ein Standard-Keilriemen im zur Verfügung stehenden Raum keine Last aufnehmen kann, ist ein Weitwinkelprofil oft die praktische Lösung und nicht der Umstieg auf eine andere Antriebsart.
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Sobald der Riemen Zähne hat, die in eine gerillte Riemenscheibe eingreifen, ist der Vergleich nicht mehr gezahnt oder umwickelt. Es handelt sich um Synchronität versus Reibung, und Reibungsantriebe verlieren immer in den Punkten, die für das Timing wichtig sind: Übersetzungsgenauigkeit, Indexierung und Wiederholbarkeit. Ein Keilriemen rutscht konstruktionsbedingt bei einer plötzlichen Lastspitze durch. Bei einem Synchronriemen ist dies nicht der Fall, weshalb er genau deshalb in Druckregisterabschnitten, Verpackungsindexierern und allen Antrieben verwendet wird, bei denen eine Welle in einem festen Winkel ankommen muss.
Der Preis dieser Genauigkeit ist in den Installationsanforderungen ersichtlich. Synchronantriebe erfordern eine korrekte Ausrichtung der Riemenscheibe, ein zur Riemenscheibe passendes Zahnprofil und die richtige Spannung, da ein lockerer Zahnriemen rattert und ein festsitzender Riemen die Zähne der Riemenscheibe und die Lager abnutzt. Wenn Sie einen durchrutschenden Keilriemen an einem getakteten Antrieb austauschen, besteht die richtige Lösung darin, den Synchronriemenantrieb wiederherzustellen, anstatt einen Keilriemen mit höherer Reibung einzubauen.
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Gehen Sie diese Punkte vor der Bestellung der Reihe nach durch. Die meisten falschen Entscheidungen sind das Ergebnis des Überspringens einer davon.
- Bestätigen Sie den Laufwerkstyp. Prüfen Sie, ob die Riemenscheibe eine V-Nut oder ein Zahnprofil hat. Diese Einzelprüfung klärt die Frage zwischen Zahnriemen und Keilriemen.
- Messen Sie den Außendurchmesser und die Nutbreite der Riemenscheibe. Kleine Durchmesser deuten auf einen Zahn- oder Zahnriemen oder einen Wechsel der Antriebsart hin.
- Zeichnen Sie die Bandgeschwindigkeit und die Betriebsstunden auf. Lange Stunden bei hoher Geschwindigkeit machen Wärme und Effizienz zu den entscheidenden Faktoren.
- Untersuchen Sie die Umgebung. Öl, Kühlmittel, Wasser, Staub und Schmutz begünstigen eine gewickelte Konstruktion oder ein völlig anderes Material.
- Charakterisieren Sie die Last. Häufige Starts, Staus und Stoßbelastungen begünstigen einen Reibantrieb, der diese auffangen kann.
- Überprüfen Sie die getriebene Anforderung. Wenn die Maschine Taktung, Indexierung oder eine exakte Übersetzung benötigt, muss der Antrieb synchron sein und die Riemenscheibe muss zum Zahnprofil passen, was auch bedeutet, den Zustand der Paarung zu überprüfen Synchronriemenscheiben .
Passender Gürtelstil zur Anwendung
Druck- und Verpackungsmaschinen belohnen Synchronantriebe, da Register und Schnittlänge exakt übereinstimmen müssen und Hochgeschwindigkeitsverpackungslinien häufig Endlosbänder verwenden, um eine Verbindung zu vermeiden. Textilmaschinen sind gemischter, da auf derselben Maschine sowohl Reibungs- als auch Synchronantriebe vorhanden sind. Bei der Lebensmittelverarbeitung kommen Abwasch- und Hygienebeschränkungen hinzu, die dazu führen, dass Materialien und Konstruktionen bevorzugt werden, die Feuchtigkeit und Reinigungschemikalien vertragen.
In Logistik- und Sortiersystemen werden häufig Rippen- oder Keilrippenriemen eingesetzt, da sie eine große Kontaktfläche mit der Möglichkeit kombinieren, mehrere Rollen oder Zubehörteile von einem einzigen Riemen aus anzutreiben. Bei diesen Laufwerken ist die Wahl weniger gezahnt als V, sondern vielmehr gerippt oder einfach. V, und das gerippte Profil ist in der Regel hinsichtlich der Belastbarkeit pro Breiteneinheit und der Wärmeableitung besser.
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Der Riementyp ändert, was Sie während der Routinewartung überprüfen. Achten Sie bei einem V-Nut-Antrieb auf Risse an der Basis, Verglasungen an den Seitenwänden und eine in eine Stufe abgenutzte Riemenscheibennut, da eine abgenutzte Nut dazu führt, dass selbst ein neuer Riemen auf den Boden fällt und durchrutscht. Überprüfen Sie bei einem Synchronantrieb den Zahnverschleiß, die Freilegung des Seils und die Spannung, da ein verschlissenes Zahnprofil der Riemenscheibe einen neuen Riemen unabhängig von der Riemenqualität in kurzer Zeit zerstört.
Welchen Weg Sie auch wählen, Spannung und Ausrichtung sind die beiden Variablen, die darüber entscheiden, ob ein Riemen seine vorgesehene Lebensdauer erreicht. Praktische Hinweise zu Spannzyklen, Lagerung und Inspektionsintervallen finden Sie in diesem Hinweis auf Wartung und Verwendung von industriellen Synchronriemen , und die gleiche Disziplin gilt für Reibungsantriebe.
Den Anruf tätigen
Wenn Ihr Antrieb über eine V-Nut verfügt und der aktuelle Riemen an einer kleinen Riemenscheibe immer wieder reißt, heiß läuft oder sich über eine Spannrolle beugen muss, wechseln Sie zu einem gezahnten Keilriemen desselben Abschnitts und rechnen Sie mit einer längeren, kühleren Lebensdauer. Wenn der Antrieb verschmutzt, nass, stoßbelastet oder absichtlich durchrutscht, bleiben Sie bei einem umwickelten Keilriemen und nehmen Sie bei Kompaktscheiben das kürzere Intervall in Kauf.
Wenn Ihr Riemen Zähne hat, gilt nichts davon. Es handelt sich um einen Synchronantrieb, und der Vergleich erfolgt zwischen Zahnriemenkonstruktionen und Zahnprofilen, nicht zwischen Zahnriemen und Keilriemen. Identifizieren Sie zuerst den Antriebstyp, dann das Riemenmaterial und dann die Umgebung. In dieser Reihenfolge fällt die Entscheidung normalerweise von selbst.
