Was ist das Ratschen bei Synchronriemenantrieben?

Die richtige Spannung von Synchronriemen ist die Spannung, bei der der Riemen die erforderliche Leistung ohne Ratschen übertragen wird, wenn das Antriebssystem unter Volllast steht.

Synchronriemen (auch als Zahnriemen, Zahnriemen, Zahnriemen oder Riemen mit hohem Drehmoment bezeichnet) verwenden profilierte Zähne, die mit einer Riemenscheibe oder einem Kettenrad in Eingriff stehen, um die Kraftübertragung zu gewährleisten - vor allem bei Anwendungen, die ein hohes Drehmoment erfordern. Während Keilriemen zur Kraftübertragung auf die Reibung zwischen den Seitenwänden des Riemens und den Seiten der Riemenscheibe angewiesen sind, sind Synchronriemen zur Kraftübertragung auf den Eingriff zwischen den Zähnen der Riemenscheibe und den Zähnen des Riemens angewiesen.

Während Synchronriemen bei richtiger Spannung ein hohes Drehmoment ohne Schlupf übertragen können, kann die Verwendung eines Riemens mit unzureichender Spannung für die erforderlichen Betriebsparameter dazu führen, dass der Riemen Zähne springen lässt - ein Zustand, der als Riemenratschen bekannt ist.

Wenn die Riemenspannung zu gering ist, kann der Riemen beginnen, sich "selbst zu spannen", wobei die Riemenzähne aus der Riemenscheibe herausrutschen und eine erhöhte Spannung des Riemens verursachen. Wenn diese Spannung zu hoch wird, zwingt sie den Riemen wieder nach unten in die Rillen der Riemenscheibe, was zu einer kurzen, aber ausgeprägten Biegung führt, die die Zugstränge des Riemens in einer Art und Weise beschädigen kann, die als Kräuselung bezeichnet wird. Wenn die Kraft der "Selbstspannung" jedoch nicht dazu führt, dass der Riemen in die Rillen der Riemenscheibe zurückrutscht, rastet der Riemen aus, was ebenfalls zu einer Quetschung der Riemenzugstränge und zu einem vorzeitigen Ausfall führen kann.

Synchronriemen haben drei allgemeine Zahnprofile: trapezförmig, kurvenförmig und modifiziert kurvenförmig. Trapezprofile sind wohl am häufigsten anzutreffen und bieten gute Kraftmöglichkeiten mit geringem Spiel. Gekrümmte (auch als "High Torque Drive" bezeichnete) Profile haben eine Geometrie, die runder und tiefer als trapezförmige Profile ist, mit einem höheren Flankenwinkel und einer größeren Kontaktfläche. Dies ermöglicht eine bessere Spannungsverteilung und eine höhere Gesamtbelastung des Riemens, allerdings auf Kosten eines höheren Flankenspiels.

Modifizierte kurvenförmige Zahnprofile haben eine geringere Zahntiefe und einen noch größeren Flankenwinkel, wodurch die höchsten Tragfähigkeiten der drei Zahnprofile erreicht werden. Einer der Hauptvorteile dieser Konstruktion ist jedoch, dass die Bereiche des Riemens zwischen den Zähnen die Last tragenden Aufgaben mit den Zähnen teilen, die in die Riemenscheibe eingreifen. Dadurch erhalten modifizierte kurvenförmige Riemen die besten Anti-Ratschen-Eigenschaften, auch bei extrem hohen Belastungen.