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antriebstechnik 3/2015

antriebstechnik 3/2015

GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 03 Das Zweiachsportal kann durch die stationären Antriebe eine höhere Dynamik erreichen 04 Um Stückgüter transportieren zu können, werden die Zahnriemen mit Nocken ausgestattet n Lineartisch mit omega-förmiger Riemenführung und kurzem Zahnriemen (einfache Länge) bei stationärem Antrieb insbesondere bei größeren Verfahrwegen und für Vertikalachsen vorteilhaft n Linearlaufkatze mit ebenfalls omega-förmiger Riemenführung und kurzem Zahnriemen (einfache Länge), jedoch mitfahrendem Antrieb Insbesondere für zweiachsige Handhabungssysteme haben sich neben der klassischen Lösung mit einem ortsfesten und einem mitbewegten Antrieb auch alter native Lösungen mit zwei ortsfesten Antrieben als vorteilhaft erwiesen, da hiermit schließlich eine höhere Dynamik erreicht werden kann. Die Belastbarkeit sowie die erreichbare Positioniergenauigkeit können weitgehend durch Auswahl eines geeigneten Zahnriemens (Zahnprofil, Werkstoff) festgelegt werden. 3.3 Transportmittel In der Anwendung von Zahnriemen für den unmittelbaren Transport von Werkstücken (Stückgut) oder von Schüttgut wird die im Allgemeinen rotatorische Antriebsbewegung in eine translatorische Transport bewegung gewandelt. Hierfür eignen sich insbesondere endlose Zahnriemen, deren Gesamtlänge an die jeweiligen Transportwege angepasst ist. Für den Transport von Stückgütern sind die Zahnriemen häufig mit rückseitigen Transportnocken bzw. -nestern versehen. Diese Nocken können angegossen, angeschweißt oder einzeln montiert werden. Bei größeren Abmessungen der zu transportierenden Werkstücke werden solche Zahnriemenförderer gerne mehrspurig, d. h. mit zwei oder mehr parallel und synchron laufenden Zahnriemen geringer Breite ausgeführt. In aktuellen Forschungsprojekten befinden sich Zahnriemen als Transportmittel in der Entwicklung, in welchen rückseitig Versorgungskanäle für Elektrik, Druckluft, Saugluft usw. eingelassen sind, wobei deren Einspeisung jeweils an den Umlenkungen durch die Zahnscheiben hindurch geschieht. Aus einem einfachen Zugmittel erwächst damit ein „aktiver Zahnriemen“ mit völlig neuen Anwendungsmöglichkeiten. 4 Zuverlässigkeit, Lebensdauer Wie bei allen Getrieben mit einer mehr oder weniger großen Anzahl von bewegten Elementen kann es auch bei Zahnriementrieben trotz der ausgesprochen geringen Anzahl von Bauteilen zu Beeinträchtigungen der Zuverlässigkeit kommen. Erhebliche Funktionsstörungen können dabei auch das Ende der Lebensdauer insbesondere des Zahnriemens herbeiführen. Anlass für eine begrenzte Zuverlässigkeit sind häufig zahnriemen-typische Funktionsstörungen, welche meist in unzulässigen Anwendungsparametern begründet und damit grundsätzlich auch vermeidbar sind. Solche Funktionsstörungen können bspw. sein: n Schwingen bzw. Flattern des Zahnriemens durch zu geringe Vorspannung n Auflaufen bzw. Überspringen der Riemenzähne über die Zähne der Zahnscheiben durch zu geringe oder zu hohe Vorspannung n Bruch des Zahnriemens durch zu hohe Belastung, zu hohe Vorspannung oder durch Überdehnung bei vollständigem Aufklettern der Zähne n Ablaufen des Zahnriemens von Zahnscheiben ohne Bordscheiben bei mangelnder Achsparallelität n Verschleiß der Zahnriemenkanten durch permanente Berührung mit einer Bordscheibe bei ungenügender Achsparallelität n ungünstige Umgebungsbedingungen (Temperatur, Schmutz, aggressive Medien) 30 antriebstechnik 3/2015

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN n falsche Paarung von Zahnriemen und Zahnscheiben n Verschleiß der Zahnflanken durch zu hohe Belastung und/oder falsche Vorspannung Bei richtiger Auswahl des Zahnriemens (Aufbau, Werkstoffe, Profil, Abmes sungen) sowie der Anwendungsparameter (Belastung, Vorspannung, Eingriffszähnezahlen, Umfangsgeschwindigkeit) werden mit Zahnriementrieben durchaus Lebens dauern erreicht, die den Vergleich mit Räder ­ getrieben nicht zu scheuen brauchen – und dies ohne jegliche Wartung! Allgemeingültige Aussagen über die Lebensdauer von Zahnriementrieben in Industrieanwendungen sind jedoch bisher noch nicht möglich, da die jeweiligen Einsatzbedingungen sehr unterschiedlich sind und die zahlreichen Einflussfaktoren eine Lebensdauer-Prognose nur in ausgewählten sowie ausreichend geprüften Anwendungsfällen erlauben. 5 Zusammenfassung Wir haben die vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten von Zahnriementrieben, insbesondere im Maschinenbau und in der Automatisierungstechnik, aufgezeigt. Dabei wird deutlich, dass sich der Zahnriemen gerade bei den beschriebenen Anwendungen bereits seit vielen Jahren bewährt hat, zumal bei richtiger Dimensionierung auch seine Zuverlässigkeit in der Praxis schon vielfach unter Beweis gestellt worden ist. Der Zahnriemen ist daher als universelles Maschinenelement schon heute für den Maschinenbau unentbehrlich geworden. Mit der absehbar zunehmenden Leistungsfähigkeit zukünftiger Entwicklungen werden schließlich weitere innovative Antriebs lösungen entstehen. www.tu-dresden.de Fotos: Aufmacherbild: Breco in Porta Westfalica, 01: Nagel, T. [4]; 02: Mulco in Garbsen; 03: Perneder, R. [6]; 04: Hesse, S. [7] Literaturverzeichnis: [1] DIN ISO 5288: Synchronriementriebe – Vokabular. 2001. [2] DIN ISO 5296: Synchronriementriebe – Riemen. 1991. [3] DIN 7721: Synchronriemengetriebe – metrische Teilung. 1989. [4] Nagel, T.: Zahnriemengetriebe. Carl Hanser Verlag München-Wien, 2008, ISBN 978-3-446-41380-1. [5] Perneder, R.: Flotte Zähne sind flexibel - die Anwendung der Zahnriementechnik in Linearachsen. Der Konstrukteur 10/2011, Seite 26-28. [6] Perneder, R.: Perfekt verzahnt. antriebstechnik 9/2009, Seite 58-61. [7] Hesse, S.: Zähne zeigen – Synchronriemen in der Handhabungstechnik. handling April 2011, Seite 20. MobiliTec. Wie kommen alternative Mobilitätslösungen auf die Überholspur? Antworten finden Sie zuerst auf der MobiliTec: ■ Mobile Energiespeicher, Ladeinfrastrukturen ■ Hybride und elektrische Antriebstechnik ■ Abrechnungssysteme für Elektromobilität Partner Country India 2015 13.–17. April 2015 ▪ Hannover ▪ Germany hannovermesse.de

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