Spannsysteme

Die Notwendigkeit der Riemenspannung zur Kraftübertragung wurde im Kapitel Grundlagen der Kraftübertragung ausführlich erläutert. Trotz Vorspannkraft wird sich die Riemenspannung im Betrieb jedoch durch plastische Dehnvorgänge oder durch Temperatureinflüsse verändern. Deshalb müssen Riementriebe häufig durch bestimmte Vorrichtungen auf Spannung gehalten werden. Außerdem muss bedacht werden, dass ein Riemen mit der Zeit auch gewartet und von der Riemenscheibe genommen werden muss sowie wieder hierauf aufgezogen wird. Unter Spannung ist dies kaum möglich, sodass bereits aus Montagegründen dem Riemen beim Riemenwechsel die Spannung genommen werden muss und nach dem erneuten Aufziehen wieder durch Spannvorrichtungen ("Riemenspanner") gespannt werden muss.

Das Aufrechterhalten der Riemenspannung im Betrieb kann bspw. durch Spannrollen erfolgen. Spannrollen dienen auch dazu starke Lastwechsel abzufedern. Zudem können durch Spannrollen die Umschlingungswinkel vergrößert werden, was dann ebenfalls positive Effekte bzgl. der Reibungskraft zur Folge hat. Darüber hinaus werden Spannrollen bei langen Trumlängen eingesetzt, um eine zu starke Vibration des Riemens zu unterbinden [fahre hierzu mit der Maus über die Abbildung].

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Interaktive Animation: Funktionsprinzip einer Spannrolle

Dienen solche Rollen lediglich der Umlenkung des Riemens, dann werden diese Rollen auch Allgemein als Umlenkrollen bezeichnet. Auch Umlenkrollen können bei langen Trumlängen zur Verringerung von Riemenschwingungen eingesetzt werden. Solche Rollen können auch gleichzeitig die Funktion einer Führung übernehmen, damit der Riemen nicht von der Scheibe springt. Man spricht dann von Führungsrollen, die links und rechts Überstände aufweisen (Bordscheiben genannt) zwischen denen der Riemen dann in der Spur gehalten wird. Umlenkrollen werden bspw. bei Mehrfachantrieben eingesetzt, bei denen eine Antriebsscheibe mehrere Abtriebsscheiben antreibt.

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Animation: Mehrfachantrieb mittels Umlenkrollen

Spannrollen übernehmen an sich noch keine Spannfunktion; hierfür sind bestimmte Vorrichtungen erforderlich (auch Spannsysteme genannt). Spannvorrichtungen gibt es in den verschiedensten Ausführungen. Die oberen Spannsysteme wurden jeweils mit einem einfachen Federmechanismus ausgeführt. Die Federn bieten den Vorteil, dass sich die Riemenspannung dynamisch den Gegebenheiten anpassen kann, z.B. bei starken Lastwechseln wenn die Riemenkraft sich hierdurch ändert. 

Eine weitere Möglichkeit der Erzeugung der Riemenspannung besteht durch eine extentrische Befestigung der Spannrolle. Durch Drehung kann dann die gewünschte Riemenspannung eingestellt und die Exzenterrolle festgezogen werden [fahre hierzu mit der Maus über die Abbildung]. Zusätzlich können Torsionsfedern in der Rolle eingebaut sein, die dann eine dynamische Anpassung der Riemenspannung bei Lastwechsel erlauben.

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Interaktive Abbildung: Exzenterrolle

Eine weitere Möglichkeit der Spannung besteht über einen Hebelarm an dessen einen Ende die Spannrolle befestigt wird und mit einer Feder auf Spannung gehalten wird. Treten im Betrieb häufige Lastwechsel auf, dann kann das oben beschriebene Spannsystem zu starken Schwingungen/Vibrationen angeregt werden. Hydraulische Dämpfungsysteme, wie sie bspw. auch in Türschließern wiederzufinden sind, schaffen an dieser Stelle Abhilfe. Dabei befindet sich der Kolben in einem Ölbad, welches aufgrund seiner Viskosität für die nötige Dämpfung sorgt [fahre hierzu mit der Maus über die Animation].

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Interaktive Animation: Spannzange

Neben der Verwendung von zusätzlichen Spannrollen, kann die Riemenspannung auch durch ein Verstellen der Riemenscheibe aufgebracht bzw. angepasst werden. Bei der Verwendung von sogenannten Motorspannschlitten (auch Spannschlitten oder Motorschlitten genannt) befindet sich der gesamte Motorantrieb auf einem beweglichen Schlitten der in einer fest montierten Führung läuft. Durch angebrachte Verstellschrauben kann die Position des Schlittens auf der Führung verändert und somit die Riemenspannung eingestellt werden [fahre hierzu mit der Maus über die Abbildung]. Bei Nachlassen der Riemenspannung oder bei starken Lastwechsel passt sich der Motorschlitten jedoch nicht den geänderten Kräfteverhältnissen an sondern muss von Hand nachgestellt werden.

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Interaktive Abbildung: Funktion eines Motorspannschlittens

Eine dynamische Anpassung der Riemenspannung an die vorhandenen Lastverhältnisse bzw. bei plastischen Ausdehnungsvorgängen kann durch die Verwendung einer selbstspannenden Motorwippe erreicht werden. Der Motor ist dabei auf einer drehbar gelagerten Platten aufgeschraubt, wobei der Schwerpunkt des Systems so ausgelegt wird, dass die Platte mit Motor tendenziell nach hinten kippt. In einer Schräglage von etwa 15° bis 20° sorgt die Motorwippe mit seiner Gewichtskraft somit für eine permanente und nahezu konstante Riemenspannung.

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Interaktive Abbildung: Motorwippe

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