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Gemeinsam sind wir stärker: RS und Distrelec haben sich zusammengeschlossen und können Ihnen nun ein breiteres Produktsortiment sowie Schweizer Support und Fachwissen vor Ort anbieten.
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Als wichtiges Bindeglied zwischen Maschinenteilen von Förderbändern oder Motoren stimmen Zahnriemen diese synchron aufeinander ab. Wann ein Wechsel fällig ist und alles über die verschiedenen Typen, Materialien und Profile erfahren Sie in diesem Ratgeber!
Zahnriemen sind Bauteile zur Kraftübertragung, normalerweise in der Drehmechanik von Maschinen. Sie sorgen beispielsweise für den reibungslosen Betrieb von Verbrennungsmotoren. Doch ihre Funktion beschränkt sich bei Weitem nicht nur auf das Verbinden von Kurbelwellen und Nockenwellen. Die Zähne ermöglichen vor allem eine präzise und kontinuierliche Taktung (Synchronisation) zwischen diesen wichtigen Komponenten, die sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen.
Mittlerweile werden Zahnriemen aus verschiedenen Hightech-Materialien hergestellt, die eine längere Lebensdauer versprechen. Diese sowie eine Reihe Zahnriementypen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Funktionen stellen wir Ihnen in diesem Leitfaden vor.
Alternativ werden Zahnriemen auch als Steuerriemen oder als Steuerketten bezeichnet. Bei letzteren handelt es sich strenggenommen jedoch nicht um Zahnriemen. Auf die genaueren Unterschiede gehen wir im nächsten Abschnitt ein.
Wie bereits erwähnt handelt es sich bei Zahnriemen und Steuerketten um zwei unterschiedliche Dinge:
Beide Konfigurationen haben spezifische Vor- und Nachteile, die wir uns näher anschauen wollen.
Der Hauptvorteil von Steuerketten besteht darin, dass ihre Metallkonstruktion wesentlich verschleißfester ist. Ein Austausch ist somit in viel größeren Zeitabständen nötig. Sie eignen sich vor allem für starke Motorisierungen, bedürfen allerdings starker Schmierung, um einwandfrei funktionieren zu können. Auch sind Sie im Betrieb wesentlich lauter als Gummi- oder Textilriemen. Bei einem Totalausfall können sie zudem erheblich schwerwiegendere und weitreichendere Schäden verursachen.
Darüber hinaus werden die Steuerkettenspanner über das Motoröl geschmiert, sodass es umso wichtiger wird, dieses stets auf dem richtigen Niveau zu halten. Zahnriemen treiben in der Regel auch die Wasserpupe an und müssen turnusmäßig relativ aufwändig ersetzt werden. Aus diesem Grund empfiehlt es sich häufig, die Wasserpumpe gemeinsam mit dem Zahnriemen auszutauschen.
Zahnriemen und Steuerketten finden neben Verbrennungsmotoren auch in verschiedenen anderen Kraftübertragungssystemen in einer Reihe ähnlicher Funktionen Einsatz. Dazu gehören etwa Transportbänder und lineare Positionierbänder im Fertigungsalltag und in industriellen Prozessen.
In zahlreichen Maschinen und Prozessen werden verschiedene Zahnriemenkonfigurationen eingesetzt. Dazu gehören unter anderem:
Nun wissen wir bereits, dass ein Zahnriemen ein wichtiger Bestandteil eines Verbrennungsmotors ist. Aber was genau macht ein Zahnriemen und welche wichtige Rolle spielen die verschiedenen Arten im Zusammenhang mit Systemen und Maschinen?
Zahnriemen sind normalerweise mit vorstehenden „Gummizähnen“ bestückt. In einem Motor treibt die Kurbelwelle mithilfe dieser Zähne die Nockenwelle an. Dabei drehen sich die verschiedenen Teile synchron zueinander. Gemeinsam öffnen und schließen diese Komponenten somit die Ein- und Auslassventile in einem Motor.
Optimalerweise öffnen und schließen sich diese Ventile in einem regelmäßigen Rhythmus, der punktgenau auf die Auf- und Abwärtsbewegungen der Kolben in den Zylindern abgestimmt ist. Dies gewährleistet einen reibungslosen und effizienten Ablauf der typischen Motorfunktionen, also Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen, über die verschiedenen Takte hinweg.
Bei einem gerissenen oder auf andere Weise defekten Zahnriemen können Motorventile in offener Stellung blockieren. Dies wird bei sogenannten Interferenzmotoren im ungünstigsten Fall dazu führen, dass die Kolben wiederholt auf die Ventile treffen, was schwere Schäden nach sich zieht. Bei Freiläufern wird diese Gefahr vermieden, da die betroffenen Teile voneinander getrennt arbeiten.
Um alle notwendigen Motorkomponenten nacheinander zu verbinden, läuft ein Zahnriemen um eine Reihe von Riemenscheiben. Dabei wird er in der Regel über die gesamte Länge von mehreren Spannern gehalten. Deren Lebensdauer ist ungefähr so lang wie die der Riemen selber, sodass beide Teile oftmals zur gleichen Zeit ausgetauscht werden müssen.
Durch die fortschreitende Forschung und Entwicklung von Zahnriemen sind im Laufe der Jahre immer robustere, effizientere und leisere Materialvarianten hinzugekommen. So bestanden die Zahnriemen fast aller Motoren bis ungefähr Mitte der 1990er-Jahre aus äußerst dickem und widerstandsfähigem Gummi. Diese Robustheit ist bis heute eine wichtige Eigenschaft des Gummis, um die Spannung zwischen wichtigen beweglichen Teilen kurz- bis mittelfristig aufrecht zu erhalten. Aufgrund der Motorhitze sowie durch den Kontakt mit aggressiven Substanzen wie Motoröl neigen Gummimischungen langfristig jedoch zu Verschleiß und verlieren dadurch ihre optimale Spannung. In Folge dessen werden die Öffnungs- und Schließzeiten der Motorventile mit der Zeit unpräzise. In diesem Falle ist ein Austausch des Zahnriemens notwendig, um die ursprüngliche Leistung wiederherzustellen. Je nach Motor ist dies nach 60.000 bis 150.000 Fahrkilometern der Fall.
Im Folgenden eine Auflistung der gängigsten Zahnriemenmaterialien:
Zahnriemen aus Gummi erweisen sich nach wie vor als probate Lösung für viele Bereiche und Anwendungen. Sie kamen bis vor zehn Jahren noch in fast allen Autos zum Einsatz und sind immer noch in vielen Verbrennungsmotoren vorzufinden, wobei modernere Varianten oft aus verschiedenen temperaturbeständigen Gummiverbindungen bestehen. Diese weisen eine längere Lebensdauer und Formbeständigkeit auf. Hochleistungszahnriemen aus Gummi verfügen über abschersichere Zähne und verstärkende Fasern für eine verbesserte Zugfestigkeit und Traktion.
Für zahlreiche Anwendungen verschiedener Sektoren und Branchen erweisen sich Zahnriemen aus Polyurethan als überaus langlebige und energieeffiziente Lösung zur Kraftübertragung. Im Vergleich zu Gummi ist dieses Material elastischer, für größere Temperaturbereiche ausgelegt und beständiger gegenüber Benzin, Öl sowie andere Chemikalien und Abrieb, einfach zu reinigen und zu warten. Diese Eigenschaften machen Polyurethan-Zahnriemen nicht nur ideal für den Einsatz in vielen verschiedenen Getriebearten, sondern auch in Rollentransportbandsystemen, z. B. bei Stabtransportbändern.
Zahnriemen aus Gewebe sind äußerst belastbar und somit für besonders anspruchsvolle Anwendungen ausgelegt, beispielsweise Bereiche, in denen Antriebe mit sehr hohen Beschleunigungskräften arbeiten. Auch die Übertragung von hohen Drehmomenten bei niedrigen Geschwindigkeiten stellt für diese Riemen kein Problem dar. Gewebesteuerriemen bestehen gewöhnlich aus verschiedenen Materialienkombinationen, die in puncto Zugfestigkeit und Reißfestigkeit kaum zu überbieten sind. Gewebeverbindungen mit besonders niedrigen Reibungskoeffizienten und hoher Beständigkeit gegen Temperaturschwankungen werden heutzutage immer häufiger verwendet.
Bei der Drehzahlsynchronisierung zweier Wellen unterschiedlicher Größe spielen Zahnriemen eine wichtige Rolle. Voraussetzung ist allerdings, dass bei der Wahl des Riemens die passende Größe berücksichtigt wurde. Und auch dies ist nur einer von vielen Faktoren.
Grundsätzlich unterscheidet man Breite, Material, Anzahl der Zähne sowie die „Zahnteilung“. Gängige Zahnteilungen bei Zahnriemen sind zum Beispiel 3 mm, 5 mm und 8 mm.
Beachten Sie auch, dass die Konfiguration des auszuwählenden Zahnriemens auch vom Einsatzweck und -bereich abhängt. Eine pauschale Antwort, welcher Zahnriemen der Richtige ist, kann aus diesem Grund nicht gegeben werden. Für weitere Informationen zu Zahnriemen, Diagnose, Spannungsmessgeräten, Ausrichtungswerkzeugen und allen anderen Bereichen von Kraftübertragungssystemen und Zubehör empfehlen wir daher, unseren Kundensupport zu kontaktieren.
Neben der Breite, Drehzahl und Teilung bestimmen noch weitere Eigenschaften über den passenden Anwendungsbereich von Produktserien. Ein besonders wichtiger ist das Zahnprofil, das die Anordnung und Konfiguration der Zähne auf dem Zahnriemen Auskunft gibt. Im Folgenden listen wir die häufigsten Konfigurationen auf:
Für den reibungslosen Betrieb vieler Motoren und anderer Kraftübertragungssysteme sind Zahnriemen unerlässlich. Und wie wir gesehen haben, entscheidet die richtige Wahl des Riementyps, des Materials, der Größe und des Zahnprofils über die optimale Funktionstüchtigkeit von Maschinen und Industrieanlagen. Eine Auswahl beliebter Marken finden Sie untenstehend.