Keilriemengetriebe sind wie Flachriemengetriebe kraftschlüssige Hülltriebe zur Kraft- und Bewegungsübertragung zwischen zwei oder mehreren Wellen und unterscheiden sich von den Flachriemen durch ihre trapezförmige Querschnittsform. Sie bestehen beim konventionellen, ummantelten Keilriemen aus einer Zugschicht, die zwischen Gummikern und Gummiauflage liegt (Bild 1). Die Riemenflanken werden durch abriebbe-ständige Gewebeummantelung geschützt. Gegenüber den Flachriementrieben besitzen Keilriemen bei gleicher Anpresskraft eine etwa dreifache Übertragungsfähigkeit von Kräften.
- Bild 1: Aufbau endloser Keilriemen
Keilriemengetriebe können bis maximal 70 kW Leistung übertragen. Die maximale Drehzahl beträgt 6000 1/min, ist aber von der Leistung und vom Riemenprofil abhängig. Die Übersetzung kann bis 1:10 realisiert werden. Besondere Eigenschaften von Keilriemen sind:
- Durch Normung der Profile international austauschbar
- unempfindlich gegen Drehmomentstöße
- kleine Fluchtungsfehler zulässig
- Möglichkeit der Drehzahlverstellung
- Kupplungsfunktion möglich
- sicher gegen Überlast
Gerade beim Keilriemen haben sich durch die Forderungen nach spezifischen Eigenschaften zahlreiche Bauformen durchsetzen können. Bild 2 gibt einen Überblick über verschiedene Keilriemenbauarten.
- Bild 2: Keilriemen-Bauarten
a) Normal-Kabelkordriemen
b) Normal-Paketkordriemen
c) endlicher Keilriemen
d) Doppelkeilriemen
e) Verbundkeilriemen
f) gerippter Riemen
g) Weitwinkelriemen
h) Breitkeilriemen
i) gezahnter Breitkeilriemen
j) Rundriemen
Im Profilschnitt der unterschiedlichen Bauformen erkennt man fast überall die gleichen Bauelemente wie die Zugschicht (eine oder mehrere Lagen von endlos gewickelten Kordfäden), den Kern, der meist aus hochwertigen Kautschukmischungen besteht sowie eine Umhüllung aus gummierten Baumwoll- oder synthetischen Gewebe. Es wird noch zwischen Einstrang- und Mehrstranggetrieben unterschieden. Bei einem Mehrstrang-getriebe sind parallel laufende Normal- oder Schmalkeilriemen nebeneinander angeordnet und ermöglichen somit eine höhere Leistungsübertragung. Im Maschinenbau sind bis zu z = 5 und im Schwermaschinenbau bis zu z = 25…35 Stränge üblich. Die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Mehrstranggetriebe mehrere Riemen gleichzeitig ausfallen ist gering und somit führt ein Schaden nicht unbedingt zur Betriebsunterbrechung.
Die Bauformen von Keilriemen sind in der DIN 2215 (Normalkeilriemen) und der DIN 7753 (Schmalkeilriemen) festgelegt. Der Unterschied zwischen Normal- und Schmalkeilriemen besteht im Breiten-Höhen-Verhältnis (Tabelle 1). Normalkeilriemen besitzen ein Verhältnis von b/h ≈ 1,6 während Schmalkeilriemen im Bereich b/h ≈ 1,25 liegen. Schmalkeilriemen können bei gleicher Wirkbreite weitaus höhere Leistungen als Normalkeilriemen übertragen.
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Die Tragfähigkeitsberechnung sowie Leistungswerte von Keilriemenantrieben sind in der DIN 2218 bzw. DIN 7753, Teil 2 aufgeführt. Statt der DIN-Berechnung wird in Kapitel die Auslegung mit Entwurfsdiagrammen durchgeführt. Es stehen inzwischen verbesserte Materialen für Keilriemen zur Verfügung und die Leistungsdaten aus Unterlagen der Fa. Flender (BLAURI-normal-, und Schmalkeilriemen) sind entsprechend aktueller und auch höher wie die der entsprechenden Normen. Scheibendurchmesser für Keilriemengetriebe sind in der DIN 2211 und DIN 2217 genormt. Hier sind Richtdurchmesser für Riemenscheiben bei unterschiedlichen Riemenprofilen aufgeführt.
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