Keilriemen | MDESIGN

Keilriemengetriebe sind wie Flachriemengetriebe kraftschlüssige Hülltriebe zur Kraft- und Bewegungsübertragung zwischen zwei oder mehreren Wellen und unterscheiden sich von den Flachriemen durch ihre trapezförmige Querschnittsform. Sie bestehen beim konventionellen, ummantelten Keilriemen aus einer Zugschicht, die zwischen Gummikern und Gummiauflage liegt (Bild 1). Die Riemenflanken werden durch abriebbe-ständige Gewebeummantelung geschützt. Gegenüber den Flachriementrieben besitzen Keilriemen bei gleicher Anpresskraft eine etwa dreifache Übertragungsfähigkeit von Kräften.

Bild 1: Aufbau endloser Keilriemen

Keilriemengetriebe können bis maximal 70 kW Leistung übertragen. Die maximale Drehzahl beträgt 6000 1/min, ist aber von der Leistung und vom Riemenprofil abhängig. Die Übersetzung kann bis 1:10 realisiert werden. Besondere Eigenschaften von Keilriemen sind:

Durch Normung der Profile international austauschbar
unempfindlich gegen Drehmomentstöße
kleine Fluchtungsfehler zulässig
Möglichkeit der Drehzahlverstellung
Kupplungsfunktion möglich
sicher gegen Überlast

Gerade beim Keilriemen haben sich durch die Forderungen nach spezifischen Eigenschaften zahlreiche Bauformen durchsetzen können. Bild 2 gibt einen Überblick über verschiedene Keilriemenbauarten.

Bild 2: Keilriemen-Bauarten

a) Normal-Kabelkordriemen
b) Normal-Paketkordriemen
c) endlicher Keilriemen
d) Doppelkeilriemen
e) Verbundkeilriemen
f) gerippter Riemen
g) Weitwinkelriemen
h) Breitkeilriemen
i) gezahnter Breitkeilriemen
j) Rundriemen

Im Profilschnitt der unterschiedlichen Bauformen erkennt man fast überall die gleichen Bauelemente wie die Zugschicht (eine oder mehrere Lagen von endlos gewickelten Kordfäden), den Kern, der meist aus hochwertigen Kautschukmischungen besteht sowie eine Umhüllung aus gummierten Baumwoll- oder synthetischen Gewebe. Es wird noch zwischen Einstrang- und Mehrstranggetrieben unterschieden. Bei einem Mehrstrang-getriebe sind parallel laufende Normal- oder Schmalkeilriemen nebeneinander angeordnet und ermöglichen somit eine höhere Leistungsübertragung. Im Maschinenbau sind bis zu z = 5 und im Schwermaschinenbau bis zu z = 25…35 Stränge üblich. Die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Mehrstranggetriebe mehrere Riemen gleichzeitig ausfallen ist gering und somit führt ein Schaden nicht unbedingt zur Betriebsunterbrechung.

Die Bauformen von Keilriemen sind in der DIN 2215 (Normalkeilriemen) und der DIN 7753 (Schmalkeilriemen) festgelegt. Der Unterschied zwischen Normal- und Schmalkeilriemen besteht im Breiten-Höhen-Verhältnis (Tabelle 1). Normalkeilriemen besitzen ein Verhältnis von b/h ≈ 1,6 während Schmalkeilriemen im Bereich b/h ≈ 1,25 liegen. Schmalkeilriemen können bei gleicher Wirkbreite weitaus höhere Leistungen als Normalkeilriemen übertragen.

Tabelle 1: Gegenüberstellung der Keilriemenprofile

	DIN 7753 ISO-R459 ISO-R460	DIN 2215 ISO-R52 ISO-R253	USA Standard MPTA / RMA British Standard BS 3790
1
2			-
3
4			-
5	-	-
6	-		-

Die Tragfähigkeitsberechnung sowie Leistungswerte von Keilriemenantrieben sind in der DIN 2218 bzw. DIN 7753, Teil 2 aufgeführt. Statt der DIN-Berechnung wird in Kapitel die Auslegung mit Entwurfsdiagrammen durchgeführt. Es stehen inzwischen verbesserte Materialen für Keilriemen zur Verfügung und die Leistungsdaten aus Unterlagen der Fa. Flender (BLAURI-normal-, und Schmalkeilriemen) sind entsprechend aktueller und auch höher wie die der entsprechenden Normen. Scheibendurchmesser für Keilriemengetriebe sind in der DIN 2211 und DIN 2217 genormt. Hier sind Richtdurchmesser für Riemenscheiben bei unterschiedlichen Riemenprofilen aufgeführt.

Tabelle 2: Eigenschaften und Anwendung von Keilriemen

Keilriemen- Bauart	Leistung [kW]	max. Geschwin- digkeit [m/s]	Max. Über- setzung	Eigenschaften/Anwendungen
Endlose Normalriemen DIN 2215	.. 65	30	10	einfach herstellbar, geringe Belastung, hohe Geschwindigkeiten, ruhiger Lauf
Endliche Normalriemen DIN 2216	.. 18	30	10	Meterware, daher jede gewünschte Länge herstellbar, sonst wie Normalriemen DIN 2215
Endlose Schmalriemen DIN 7753	.. 70	40	10	bei gleicher Baubreite wie Normalriemen etwa doppelt so hohe Leistung, raumsparender als Normalriemen
Doppelriemen	.. 20	30	5	Antrieb von Scheiben, die in einer Ebene liegen mit entgegengesetzten Drehrichtungen, Leistung etwa 10% niedriger gegenüber Normalkeilriemen
Verbundriemen	.. 70	40	10	bis zu 5 nebeneinander angeordneten Keil-/Schmalkeil-riemen mit einem gemeinsamen Geweberücken, Anwendung für stark stoßbehaftete, schwingende und Reversierantriebe sowie große Traumlängen und Schaltgetriebe
Geripptriemen	.. 11	50	10	hohe Reibungszahl, große Übersetzungen
Weitwinkelriemen	0,1 .. 20	50		geringe Reibungsverluste durch Keilwirkung, kleine Baugröße, biegeweich
Breitriemen	.. 70	30	3	speziell für stufenlos verstellbare Getriebe entwickelt
Rundriemen	.. 12	20	5	Antriebe mit räumlicher Umlenkung