Wissenswertes zu Keil-/Zahnriemenscheiben E R I K S Know-how macht den Unterschied
Einleitung Mit unserem aktuellen Katalog Keil- und Zahnriemenscheiben möchten wir nicht nur eine strukturierte Auflistung und Darstellung der unterschiedlichen Scheibenprofile inkl. Maßtabellen bieten, sondern auch eine nützliche Arbeitsunterlage. Der Katalog ist ein Nachschlagewerk in vielen Fragen rund um den Riemenantrieb und soll helfen, einen möglichst langlebigen und störungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Maschinenstillstände und kostspielige Ausfallzeiten werden verhindert bzw. reduziert. Darüber hinaus erhalten Sie bei uns auch Sonderanfertigungen und Zeichnungsteile! Unsere Ingenieure und Techniker der Antriebstechnik stehen Ihnen für alle Fragen rund um die Antriebstechnik zur Verfügung. Gerne beraten wir Sie vor Ort und legen für Sie oder mit Ihnen den geeigneten Riemenantrieb aus. 1. Ursachen von Antriebsstörungen b. Kontrolle der Schutzvorrichtung Die Schutzvorrichtung auf gute Befestigung und etwaige Beschädigungen prüfen. Von Abfall und Schmutz freihalten. Jeder Fremdkörper auf der Schutzvorrichtung wirkt auch isolierend und kann zu unzulässiger Erwärmung führen. Temperaturen: Über 60ºC kann ein weiterer Temperaturanstieg des Antriebs von 10ºC (oder ein Anstieg der Raumtemperatur von etwa 20ºC) die Lebensdauer des Riemens um die Hälfte verringern. Die Höchsttemperatur sollte im Standardbereich 60 C nicht überschreiten. c. Öl und Fett Achten Sie auf tropfendes Öl- oder Fett aus der Schutzvorrichtung. Mögliche Ursache, zu stark geschmierte Lager. Öl und Fett können die Gummimischung zersetzen (der Antriebsriemen quillt auf und verformt sich). Das führt zu einem vorzeitigem Riemenausfall. d. Halterungen, Motorschienen Motorschienen auf richtige Befestigung, Sauberkeit, Leichtgängigkeit bzw. leichte Schmierung überprüfen. 2.2. Sorgfältige Kontrolle bei Antriebsstillstand a. Kontrolle der Scheiben Fehlerhafter Antriebsentwurf Nachteilige Umgebungseinflüsse Falsche Riemen- o. Scheibenmontage Wartungsfehler Falsche Handhabung oder Lagerung Defekte Antriebskomponenten 2. Vorbeugende Routinewartung Wartung beinhaltet zwei Aspekte: - Kürzere, regelmäßige, vorbeugende Inspektionen - Sorgfältige Kontrolle mit geplanter Stillstandzeit der Maschine. 2.1. Einfache Antriebskontrolle a. Beobachten und Hören Bei der Beobachtung des laufenden, geschützten Antriebs auf alle ungewöhnlichen Vibrationen bzw. Geräusche achten. Ein gut gewarteter Antrieb läuft ruhig und geräuscharm. Nach der Demontage der Riemen sind die Keilriemen- oder Zahnriemenscheiben auf ungewöhnlichen Verschleiß oder deutliche Beschädigungen zu prüfen. Verschleiß ist nicht immer sofort mit bloßem Auge zu erkennen. Verwenden Sie Rillenlehren, um den Verschleiß der Rillen zu prüfen. Durch den Kraftschluss ist der Verschleiß bei Keilriemenscheiben größer als der bei Zahnriemenscheiben. Der Zustand einer Zahnriemenscheibe kann häufig durch Auflegen eines neuwertigen Riemens hinreichend genau bestimmt werden. Im Zweifel muss die Scheibe ausgetauscht oder mit den zulässigen Toleranzen verglichen werden. Scheiben und Zahnscheiben immer auf korrekte Fluchtung und Befestigung kontrollieren. Fluchtungsfehler können die Lebensdauer deutlich verringern. Hauptursachen für Fluchtungsfehler: Scheiben sind nicht richtig auf der Welle befestigt Motorwellen und getriebene Antriebswellen sind nicht parallel zueinander angeordnet Scheiben sind aufgrund falscher Befestigung verkantet
Mechanische Spannungsprüfer (Federprüfer) Die mechanischen Spannungsprüfer bestehen aus einer Feder mit zwei Skalen: Eine zur Messung der Durchbiegekraft, die andere zur Messung der aufgewandten Kraft. Für eine einfache Prüfung der Fluchtung benötigt man ein Lineal oder für Antriebe mit größeren Achsabständen einen dicken Bindfaden. Legen Sie das Lineal oder den Bindfaden über die Außenflächen der Scheiben. Schlechte Fluchtung zeigt sich in Form eines Spalts zwischen Scheibenoberfläche und Lineal, Band bzw. Bindfaden. Bei dieser Methode muß gewährleistet werden, dass die Distanz zwischen der äußeren Rillenkante und dem Außenrand bei beiden Scheiben gleich ist. Scheiben können ebenfalls mit einer Nivellierwaage auf Verkanten kontrolliert werden. Moderne Laserausrichtgeräte erleichtern das Ausrichten der Scheiben und gewährleisten bei korrekter Anwendung geringere Fluchtungsfehler als bei der oben beschriebenen Methode. Das gilt vor allem bei Antrieben mit großen Achsabständen oder bei beengten Einbauverhältnissen. b. Fluchtungstoleranzen, Winkelfehler prüfen Als allgemeine Regel sollte der Winkelfehler bei Keilriemenscheiben 0,5º bzw. 5 mm pro 500 mm Achsabstand nicht überschreiten. Die Anforderung an die Fluchtung für Synchronriemen, Polyflex- Keilriemen und Keilrippenriemen ist höher. Sie liegt bei 0,25 bzw. bei 2,5 mm pro 500 mm Achsabstand. Je größer der Fluchtungsfehler, desto höher die Riemeninstabilität, der Riemenverschleiß und die Gefahr des Verdrehens des Keilriemens. c. Andere Antriebskomponenten prüfen Wälzlager auf korrekte Fluchtung und Schmierung, Motorschienen auf richtige Befestigung prüfen. Spannschienen müssen frei von Fremdkörpern, Hindernissen, Schmutz oder Rost sein. Sonic Spannungsprüfer Im Gegensatz zu konventionellen Spannungsprüfern, die die Durchbiegekraft anzeigen, analysiert der Sonic Spannungsprüfer Schallwellen, die ein Antriebsriemen durch leichtes Antippen erzeugt. Die Eigenfrequenz eines Antriebsriemens basiert auf Spannung, Masse und Trumlänge des Riemens. Der Sonic Spannungsprüfer rechnet diese Eigenfrequenz in einen Spannungswert um. Der Sonic Spannungsprüfer ist für Batterie-, Akkuoder Netzbetrieb (Adapter mitgeliefert) geeignet und wird mit zwei schnell montierbaren Sensor-Typen geliefert. Das Gerät verfügt über drei einstellbare Frequenzbereiche (10 Hz 600 Hz). Bei entsprechender Wahl des Frequenzbereichs wirken sich Nebengeräusche aus der Umgebung nicht nachteilig auf die Messung aus. Nach Eingabe des Riemengewichts, -breite und Trumlänge kann die Messung beginnen. Durch Positionieren des Sensors in unmittelbarer Riemennähe und Antippen des Riemens verarbeitet der Computer die Schallwellen, die vom Riementrum erzeugt werden. Die berechneten Spannungswerte werden in Newton angezeigt. d. Riemenspannung prüfen Der einfache mechanische Spannungsprüfer misst die Durchbiegekraft bis zu 12 kg, der Doppelspannungsprüfer bis zu 30 kg und der Sonic-Spannungsprüfer berechnet die Spannungswerte durch die Analyse von Schallwellen.
3. Keilriemen- und Scheibenmontage 3.1. Riemenmontage a. Nachdem der Strom am Motor abgestellt und die Schutzvorrichtung demontiert wurde, müssen die Motorbefestigungsschrauben gelöst werden. Motor soweit verschieben, bis der Riemen durchhängt und ohne Hebeln von der Riemenscheibe entnommen werden kann. Antriebsriemen niemals über die Scheibe hebeln! b. Alte Riemen entfernen. Auf ungewöhnlichen Verschleiß prüfen. Ein übermäßiger Verschleiß kann auf Fehler beim Antriebsentwurf oder fehlerhafte Wartung hinweisen. c. Korrekten Austauschriemen auswählen. d. Riemen und Scheiben können mit einem nichtflüchtigen Lösungsmittel (Toluol) gereinigt werden. Toluol sollte mit einem leicht getränkten Lappen auf den Riemen aufgetragen und der Schmutz entfernt werden. Es wird davon abgeraten, das Lösungsmittel direkt auf den Riemen aufzutragen oder durch Einlegen des Riemens in Toluol einziehen zu lassen. Der Riemen darf nicht mit einem scharfen Gegenstand bearbeitet werden, um Verunreinigungen zu entfernen. Nur trockene Riemen und Riemenscheiben dürfen in Betrieb genommen werden! e. Scheiben bzw. Rillen auf Verschleiß und Beschädigungen prüfen. Mit Rillenlehren lässt sich der Zustand der Rillen leicht überprüfen. Bei sichtbarem Verschleiß von mehr als 0,8 mm müssen die Scheiben ersetzt werden. Sicherstellen, dass die neuen Scheiben richtig fluchten. f. Weitere Antriebskomponenten, wie Lager und Wellen, auf Fluchtung, Verschleiß, Schmierung usw. kontrollieren. g. Bei mehrrilligen Riemenantrieben sämtliche Riemen ersetzen. Alte und neue Riemen nicht vermischen. Ältere Riemen verlieren die Elastizität und halten die Spannung nicht so gut wie neue Riemen. Bei qualitativ unterschiedlichen Riemen kann die Kraft von den Riemen nicht gleichmäßig übertragen werden. Das kann zu vorzeitigem Ausfall führen. Niemals Riemen verschiedener Hersteller vermischen. Riemen unterschiedlicher Hersteller können verschiedene Charakteristiken aufweisen. Unterschiedliche Beanspruchung und kurze Lebensdauer sind die Folge! h. Achsabstand des Antriebs näherungsweise einstellen. Antrieb einige Umdrehungen von Hand drehen, bis sich der Riemen gesetzt hat. Durch Nachspannen des Riemens korrekte Spannung mit dem Spannungsprüfer ermitteln. Relativ lange Antriebsriemen können bei der Montage ungleich in den Riemenscheiben hängen. Es kann vorkommen, dass bei der Durchbiegung wahrnehmbare Unterschiede zwischen längengleichen Riemen (Satzgleichheit) zu erkennen sind. Dieser Durchbiegeunterschied verschwindet, sobald der Antriebsriemen korrekt einläuft und nachgespannt wird. i. Motorenbefestigungsschrauben mit korrektem Drehmoment sichern. j. Schutzvorrichtungen anbringen. k. Riemen einige Zeit einlaufen lassen. Das bedeutet, den Antrieb unter voller Last laufen lassen, anhalten und entsprechend der empfohlenen Werte nachstellen. Wenn möglich, den Antrieb ca. 24 Stunden in Betrieb lassen. Eine ausreichende Einlaufphase senkt den späteren Nachstellbedarf. l. Während des Hochlaufens des Motors auf ungewöhnliche Geräusche oder Vibrationen achten. Es ist empfehlenswert, den Motor nach einiger Zeit abzustellen und sämtliche Antriebskomponenten zu überprüfen. Ursache hoher Lagertemperatur kann zu hohe Riemenspannung, mangelhafte Fluchtung oder falsche Lagerschmierung sein. 3.2 Scheibenmontage Es ist sehr wichtig, die Scheiben korrekt zu montieren und auszurichten (s.o.). Bolzen und Schrauben müssen mit dem richtigen Drehmoment angezogen werden. Die meisten Scheiben werden mit einer Taper- Spannbuchse auf der Welle montiert. Spannbuchsen sind für die gängigen Wellendurchmesser erhältlich. Da eine Spannbuchse für eine Reihe von Scheiben verschiedener Größe verwendet werden kann, wird eine Reduzierung des Teilelagers in der Materialwirtschaft erreicht.
3.3 Buchsenmontage 3.3.1 Taper-Spannbuchsenmontage Die blanken Oberflächen wie Bohrungen, konische Bohrung der Scheibe und Kegelmantel der Taper- Spannbuchse säubern und entfetten. Taper-Spannbuchse in die Nabe der Riemenscheibe einsetzen und alle Anschlussbohrungen zur Deckung bringen (halbe Gewindebohrungen müssen jeweils halben glatten Bohrungen gegenüberstehen). Gewindestifte/Gewindeschrauben leicht einölen und (in die Bohrungen mit der Gewindehälfte in der Nabe) einschrauben, noch nicht festziehen. Welle säubern und entfetten. Scheibe mit der Taper- Spannbuchse bis zur gewünschten Position auf die Welle schieben. Bei Verwendung einer Paßfeder ist diese zuerst einzulegen (zwischen Paßfeder und Bohrungsnut muß ein Rückenspiel vorhanden sein). Gewindestifte / Gewindeschrauben mit Schraubendrehmoment gem. Tabelle anziehen. Nach kurzer Betriebszeit ca. ½ Stunde Anzugsmoment der Stifte überprüfen und gegebenenfalls korrigieren. Um das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern, können die leeren Bohrungen mit entsprechendem Fett befüllt werden. 3.3.2 Spann-Buchsendemontage Sämtliche Gewindestifte lösen. Je nach Buchsengröße ein oder zwei Schrauben ganz herausschrauben und in die Abdrückbohrung (Bohrungen mit der Gewindehälfte in der Taperspannbuchse) einschrauben. Schraube/Schrauben gleichmäßig anziehen bis sich die Buchse aus der Nabe löst und die Scheibe sich frei auf der Welle bewegen lässt. Scheibe mit Buchse von der Welle entfernen. 4. Zahnscheiben mit Bordscheiben Bordscheiben verhindern das Ablaufen des Zahnriemens von den Zahnscheiben. Aufgrund des Ablaufverhaltens, das auch bei den sorgfältigst ausgerichteten Antrieben auftritt, sind Bordscheiben notwendig, um den Kantenläufer zu vermeiden. Bei allen Antrieben, bei denen Standard- oder auch Nichtstandardzahnscheiben mit Bordscheiben verwendet werden, ist folgendes zu beachten: 1. Zweischeibenantriebe: Zwei Bordscheiben an einer Zahnscheibe, oder eine Bordscheibe je Zahnscheibe. 2. Bei Achsabständen achtmal größer als der Durchmesser der kleinen Scheibe sind zwei Bordscheiben an jeder Zahnscheibe vorzusehen. 3. Bei Antrieben mit mehr als zwei Zahnscheiben ist die minimal notwendige Bordscheibenzahl: zwei an jeder weiteren Zahnscheibe versetzt angeordnet. Lagerscheiben bis 64 Zähne (8 mm) und 56 Zähne (14 mm) werden mit beidseitigen Bordscheiben geliefert. Bei Nichtstandardzahnscheiben ist auf sorgfältige Befestigung zu achten (z.b. Verschraubung, Klebung oder Schrumpfsitz).
5. Spannrollen Spannrollen werden in der Regel benutzt, um eine korrekte Riemenvorspannung zu erreichen, wenn keine der Wellen des Antriebes justierbar ist. Spannrollen sollten am Leertrum des Riemens vorgesehen werden. Für innen liegende Spannrollen sind verzahnte Scheiben bis zu einer Größe von 40 Zähnen erforderlich. Für größere Durchmesser können glatte Spannrollen benutzt werden. Da jede Spannrolle eine zusätzliche Umlenkung bewirkt und deshalb zur Zahnriemenermüdung beiträgt, sollte der Durchmesser der Spannrollen nicht kleiner sein, als der Durchmesser der kleinsten Zahnscheibe im System. Alle Spannrollen müssen sicher an ihrem Platz befestigt werden. Spannrollen erhöhen die Spannung im Zahnriemen zusätzlich. Federbelastete, automatische Spannrollen sollten deshalb nicht im ziehenden Trum eingesetzt werden Die Lebensdauer des Zahnriemens würde dadurch unnötig verkürzt werden. Federbelastete Spannrollen sollen im Leertrum angeordnet werden, sofern sichergestellt ist, dass keine Resonanzschwingungen bzw. Lastschwankungen entstehen können. 6. Lagerung und Handhabung von Antriebsriemen Während der Lagerung sollten die Riemen vor Feuchtigkeit, Einfluss von Lösungsmitteln, extremen Temperaturen sowie vor direkter Sonneneinstrahlung und Ozon geschützt werden. Die Qualität von Antriebsriemen bleibt bei einer Lagerung von < 30 C und einer rel. Feuchtigkeit von < 70 % über viele Jahre unverändert. Werden Antriebsriemen zur Lagerung innenseitig aufgerollt, darf der Biegeradius nicht kleiner sein, als der kleinste empfohlene Mindestdurchmesser der entsprechenden Scheibe bzw. Profils. Beim Aufstapeln von Antriebsriemen muss das Zerquetschen der unteren Lagen durch geeignete Maßnahmen ausgeschlossen werden. Riemen dürfen sich an Haken hängend nicht verformen, weder unter dem Eigengewicht noch durch mangelhafte Auflagefläche bzw. Krümmung der Haken. Synchronriemen werden mit der Flanke auf eine glatte Fläche gelegt und genestet. Bei der Nestbildung darauf achten, dass keine bleibenden Verformungen durch zu kleine Biegeradien entstehen!
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