Welche zwei Arten von Riemen gibt es?

Die beiden Haupttypen von Riemen, die in mechanischen Anwendungen verwendet werden, sind Keilriemen und Flachriemen. Keilriemen eignen sich für Antriebe mit hohem Drehmoment und kurzer Distanz. Flachriemen bewältigen die Kraftübertragung über lange Distanzen und hohe Geschwindigkeiten, bei denen die Effizienz am wichtigsten ist.

Was ist ein Riemen in mechanischen Anwendungen?

Ein mechanischer Riemen ist eine flexible Schlaufe aus Material, die um zwei oder mehr rotierende Riemenscheiben gelegt wird, um Rotationsenergie von einer Antriebsquelle auf eine angetriebene Last zu übertragen. Diese Quelle kann ein Elektromotor, ein Verbrennungsmotor oder jede rotierende Welle sein, die Leistung über eine Distanz ohne starre Verbindung übertragen muss.

Riemen bieten praktische Vorteile gegenüber starren Übertragungssystemen:

• Sie absorbieren plötzliche Drehmomentspitzen und dämpfen Vibrationen
• Sie tolerieren Wellenfehlausrichtungen, die ein Zahnrad- oder Kettenantrieb zerstören würden
• Wenn die angetriebene Maschine blockiert, rutscht der Riemen über die Riemenscheiben, anstatt den Motor ausbrennen zu lassen

Zwei gängige Riementypen

Sowohl Keilriemen als auch Flachriemen übertragen Leistung durch Reibung zwischen dem Riemen und der Oberfläche der Riemenscheibe. Die Geometrie dieses Kontakts unterscheidet sie.

Keilriemen

Ein Keilriemen hat einen trapezförmigen Querschnitt, der oben breiter und zur Basis hin schmaler wird. Diese Form verkeilt sich in eine passende V-Nut, die in die Riemenscheibe geschnitten ist. Der Riemen berührt die Riemenscheibe an seinen beiden geneigten Seitenwänden, nicht an der Bodenfläche.

Wenn die Spannung zunimmt, wird der Riemen tiefer in die Nut gezogen. Dies erhöht die Reibung an den Seitenwänden, ohne übermäßige Einbauspannung zu erfordern. Das Ergebnis ist ein Griff, der hohes Drehmoment und plötzliche Stoßbelastungen bewältigt, die einen Flachriemen zum Rutschen bringen würden.

Keilriemen eignen sich für kompakte mechanische Layouts, bei denen die Wellen weniger als einen Meter voneinander entfernt sind und die Übertragung von hohem Drehmoment Priorität hat.

Flachriemen

Flachriemen haben einen rechteckigen Querschnitt und übertragen Leistung durch Oberflächenreibung zwischen der Unterseite des Riemens und einer leicht gewölbten zylindrischen Riemenscheibe. Die gewölbte Riemenscheibe hält den Riemen zentriert. Er wandert während des Betriebs natürlich zum dicksten Punkt der Riemenscheibe.

Ohne den Keilverlust, den Keilriemen erfahren, erreicht ein gut gespannter Flachriemen einen Wirkungsgrad von über 98%. Ihr dünnes Profil wickelt sich bei hohen Geschwindigkeiten um kleinere Riemenscheibendurchmesser und eignet sich daher gut für Hochgeschwindigkeitsanwendungen über Mittenabstände von bis zu 15 Metern.

Flachriemen werden von großen Rollen geschnitten und vor Ort zu kundenspezifischen Längen verbunden. In schweren Fertigungsumgebungen verleiht eine Schweißriemenkonfiguration dem Profil thermische Beständigkeit und Führungsleisten, sodass der Riemen Materialien durch Hochwärmezonen tragen kann, ohne seitlich zu verrutschen. Die Abmessungen von Flachriemen und die Toleranzen von Riemenscheiben werden durch die ISO 22 Spezifikation für Flachriemenantriebe bestimmt.

HoloBelt’s Band-Spleißmaschinen produzieren die flachen, gleichmäßigen Verbindungen, die diese Anwendungen erfordern, und halten die PlattenাGenauigkeit auf ±2°C, um Schwankungen der Verbindungsdicke zu vermeiden, die zu Laufproblemen führen.

Hauptunterschiede zwischen Riemenarten

Hier ist ein Vergleich der beiden Riemenarten anhand wichtiger Ingenieurkriterien.

Ingenieurattribut	Keilriemen	Flachriemen
Querschnitt	Trapezförmiger Keil	Flaches Rechteck
Primäre Reibungszone	Zwei geneigte Seitenwände	Breite Bodenfläche
Optimale Wellenabstand	Kurze Mitte, unter 1 Meter	Lange Mitte, bis zu 15 Meter
Energieeffizienz	Niedriger, aufgrund von Keilaustrittsreibung	Höher, über 98%
Rutschgefahr	Gering, Keilwirkung widersteht Schlupf	Mittel bis hoch bei plötzlicher Überlastung
Biegeflexibilität	Begrenzt, benötigt größere Riemenscheiben	Hoch, wickelt sich eng bei kleinen Durchmessern
Hochgeschwindigkeitsfähigkeit	Moderat	Hoch

Wie Verschleiß sich ansammelt

V-Riemen-Seitenwände erzeugen durch kontinuierlichen Kontakt mit der Metallnut Wärme, was im Laufe der Zeit zu Trockenheit und Kantenrissen führt. Flachriemen laufen über die breitere Kontaktfläche kühler, aber ein Spannungsabfall, der zum Durchrutschen über die Riemenscheibenfläche führt, erzeugt einen sofortigen Reibungsspitzenwert, der die Riemenrückseite delaminieren kann.

Warum die Nahtqualität wichtig ist

Keilriemen werden als Endlosschleifen hergestellt, sodass die Naht nie eine Variable ist. Flachriemen werden auf Länge geschnitten und verbunden, was bedeutet, dass die Qualität der Verbindung die Antriebsleistung direkt beeinflusst. Eine schlecht hergestellte Naht erzeugt Dickenvariationen, die dazu führen, dass der Riemen bei jeder Umdrehung hüpft und den Verschleiß von Riemen und Riemenscheibenlagern beschleunigt.

So wählen Sie den richtigen Riemen für eine Anwendung aus

Vier Faktoren bestimmen, welcher Riementyp für eine bestimmte Anwendung geeignet ist.

Wellenmittenabstand

Kurze Mittenabstände unter einem Meter begünstigen Keilriemen. Der Keileffekt baut über kurze Spannweiten schnell Grip auf. Flachriemen eignen sich für lange Spannweiten, wo Keilriemen durchhängen und unvorhersehbar laufen würden.

Drehmoment und Geschwindigkeit

Hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen deutet auf Keilriemen hin, wo die Keilwirkung ein Durchrutschen unter schwerer Last verhindert. Für extreme Lastanwendungen vervielfachen mehrrillige Riemenscheiben, die parallele Keilriemen laufen, die gesamte Tragfähigkeit. Hohe Geschwindigkeit bei geringem Drehmoment deutet auf Flachriemen hin, wo dünne, flexible Profile die Zentrifugalkraft bei hoher Rotationsgeschwindigkeit minimieren.

Umgebungsbedingungen

Öl- und chemische Exposition erfordert synthetische Verbindungen wie Nitril oder Polyurethan anstelle von Standardgummi. Hochtemperatur-Transportbänder benötigen ein wärmebehandeltes Schweißriemenprofil, das thermischer Zersetzung widersteht. In diesen Umgebungen verhindern auf die Riemenoberfläche geschweißte Führungen ein seitliches Durchrutschen. HoloBelt’s Riemenschweißsysteme bietet Keilführungen und Profilschweißungen auf flachen PVC- und PU-Riemen für diese Bedingungen.

Synchronisationsanforderungen

Weder Keilriemen noch Flachriemen eignen sich für Anwendungen, bei denen absolute Zeitpräzision erforderlich ist. Beide bergen ein inhärentes Durchrutschrisiko unter Last. Die Synchronisation von Motorkurbelwellen und ähnliche Präzisionsanwendungen erfordern einen Zahnriemen mit geformten Zähnen, die mit der Riemenscheibe ineinandergreifen und ein Durchrutschen vollständig eliminieren.

Auswahl der richtigen Fertigungsausrüstung

Sobald der Riementyp bestätigt ist, bestimmen die Qualität der Fertigung und Verbindung, wie lange er funktioniert.

Das volle HoloBelt-Produktprogramm umfasst Spleiß-, Schweiß- und Verarbeitungsgeräte für PVC-, PU-, Gummi- und Zahnriemen von einem einzigen Hersteller. Kontaktieren Sie uns für ein Angebot basierend auf Ihrem Riementyp, Produktionsvolumen und Ihren Anwendungsanforderungen.