„Bitte geben Sie Ihre Antriebsbedingungen mit Drehzahl, Leistung und gewünschter Übersetzung in das PC-Programm ein. Die Antriebsaufgabe wird umgehend bearbeitet. Bitte warten ...“. Per Mausklick könnte das Ergebnis dann heißen: „... und hierfür ist ein Zahnriemen genau die richtige Lösung!“ Das ist die Zukunft am Arbeitsplatz der Konstrukteure! In dieser oder ähnlicher Weise von Experten prognostiziert, könnten Maschinenelemente und Bausteine einer jeden technischen Konstruktion künftig durch rechnerunterstützte Auswahl- und Entscheidungsprozesse gelöst werden. Das sieht plausibel aus. Ein Angebot wäre auch wünschenswert. Solch ein Programm ist vorstellbar, doch realisierbar ist es nicht. Die Thematik der Antriebstechnik ist zu vielfältig. Wäre eine Antriebsauswahl durch Mausklick möglich, brauchte es ein Handbuch der Zahnriementechnik nicht zu geben.
Eine sichere Grundlage der gewählten Komponenten für Konstruktionen mit Bewegungsabläufen erfordert umfangreiche Kenntnisse über die Funktionsmerkmale von Antriebselementen. Im vorliegenden Kapitel findet der Leser Maßtabellen zu den handelsüblichen Zahnriemenprofilen. Sie bestehen aus unterschiedlichen Elastomeren und Zugsträngen. Durch die Beschreibung der Herstellung lassen sich die Eigenschaften sowie Haupteinsatzbereiche der einzelnen Ausführungsarten ableiten. Die marktführenden Produzenten sind namentlich genannt. Das Betriebsverhalten aller Zahnriemenprofile ist jedoch im Kraftwirkmechanismus grundsätzlich gleich. Hier findet der Anwender vielfältige Hinweise auf die erforderliche Vorspannkraft, erreichbare Übertragungsgenauigkeit, mögliche Geräusche sowie Gestaltung von Konstruktionsdetails. Die Einzelthemen bieten Berechnungen der technischen Parameter sowie Maßnahmen zur Optimierung an.
Das vorliegende Kapitel hält für den Anwender selbsterklärende Bilddokumentationen über Zahnriemenanwendungen in der Antriebstechnik bereit. Sie stellen eine Vielzahl von Lösungsansätzen mit ganzheitlichen Raum-Riemen-Anordnungen dar. Oft bieten bewährte Ausführungen die grundlegenden Elemente zu neuen Konzepten. Sie sind auf die aktuelle Aufgabe zu übertragen und angepasst durchzubilden. Damit sollen insbesondere die technisch-kreativen Potentiale der Konstrukteure angesprochen werden. Sie denken in Bildern und räumlichen Gebilden. Die Konstruktion setzt sie in logisch-rationale Funktionen um. Durch die Kombination von zwei oder mehreren bekannten Lösungen entwickelt sich eine neue innovative Variante. Vorhandene Beispiele, aus anderen Quellen entliehen, setzen den Arbeitsaufwand erheblich herab.
Die Lineartechnik ist eine Teildisziplin der Antriebstechnik. Sie befasst sich mit mechanischen Systemen für translatorische Bewegungen. Die häufigste Ausgangsgröße elektromechanischer Antriebe sind rotatorische Drehungen. Der Zahnriemen koppelt in idealer Weise drehende und lineare Bewegungen. Zur Umrechnung von Rotations- in Translationsgrößen findet der Anwender alle relevanten kinematischen Gleichungen. Das Drehmoment und die Winkelbewegung im Umschlingungsbogen der Antriebsscheibe finden sich als Kraftgröße und zurückgelegte Wegstrecke im linearen Teil wieder. Durch konkrete Berechnungsschritte sind Aussagen zur Positioniergenauigkeit möglich. Ein wesentlicher Inhalt des vorliegenden Kapitels bezieht sich auf bildlich dokumentierte Anwendungen mit Erläuterungen über die Zahnriemen-Lineartechnik. In praxisnahen Beispielen finden sich zahlreiche Hinweise zu innovativen Lösungen.
Der Weg zum automatisierten Fabrikbetrieb beinhaltet logistische Herausforderungen. Die Aufgaben bestehen zum überwiegenden Teil aus den Bereichen der Transport-, Handhabungs- und Zuführtechnik. Im vorliegenden Kapitel wird der Zahnriemen sowohl in seiner Anwendungsbreite und -vielfalt, als auch im Detail spezieller Transportaufgaben beschrieben. Die angebotene Auslegung geht detailliert auf die unterschiedlichen Reibbedingungen sowohl auf der Transport- als auch auf der Laufseite des Riemens ein. Selbsterklärende Bilddokumentationen aus beispielhaften Anwendungen zeigen erprobte Lösungswege auf.
Unter Zahnriemenschaden ist der Funktionsverlust vor dem Ende der Nutzungsdauer zu verstehen. Das Maschinenelement verliert teilweise oder vollständig seine Eigenschaften und kann in der vorbestimmten Weise nicht mehr betrieben werden. Die angebotene Analyse geht vom Zerstörungsbild aus und klärt die schadensauslösende Ursache vom Beanspruchungsverlauf bis zum Versagen. Es werden Maßnahmen zur Fehlerbehebung und Schadensvermeidung empfohlen, um Verbesserungen von Qualität, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit zu erreichen.
Ein Konstruktionsprozess setzt sich aus schöpferisch wiederholenden Arbeitsschritten des Entwerfens, Berechnens und Prüfens der technischen Machbarkeit sowie der räumlichen Verträglichkeit zusammen [47]. Lösungsansätze mit Maschinenelementen setzen eventuelle Unsicherheiten und den Arbeitsaufwand erheblich herab. Beim Einsatz des Zahnriemens sind Bauvolumen und Aufgabenstellung zur angestrebten Struktur iterativ anzupassen. Um die Konstruktionsaufgabe rationell vollziehen zu können, sind im vorliegen Kapitel die Vorgehensschritte zur Antriebsauslegung in Kurzform zusammengefasst. Es werden vereinfachte Möglichkeiten zur Abschätzung der Antriebsauslegung und Leistungsbestimmung angeboten.
Backmatter
Metadaten
Titel
Handbuch Zahnriementechnik
verfasst von
Raimund Perneder
Copyright-Jahr
2009
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-540-89322-6
Print ISBN
978-3-540-89321-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-540-89322-6
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