Lebenszyklusanalysen bieten Ansätze zur Weiterentwicklung von Zahnriemen

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Auch die Temperatur, der Druck und die Mischdauer beim Erstellen der Rohmischung spielen eine wichtige Rolle; sie alle beeinflussen die physikalisch-mechanischen Riemeneigenschaften. Es ist wie beim Backen eines Kuchens: Backzeit, Backform und Temperatur sind genauso wichtig wie die Teigmischung selbst.

Weiterentwicklungsansätze über Lebenszyklenanalysen

Während Antriebe früher mit Leistungswerttabellen und empirischen Näherungswerten dimensioniert wurden, nutzen Konstrukteure heute physikalisch-mathematische Formeln, Computersimulationen, CAD-Programme und aufwändige Berechnungsprogramme, die möglichst viele physikalische Antriebsparameter berücksichtigen. Dabei sind nicht nur rein werkstofftechnische Problematiken zu lösen, auch Sekundärparameter wie Laufleistung, Schwingungsarmut und Medienbeständigkeit sind von zunehmender Bedeutung.

Zudem ist die Tribologie eine tragende Säule der Entwicklung. Die Riemen verschleißen immer weniger und halten dadurch immer länger. Darüber hinaus muss das Antriebselement als Maschinenteil wirtschaftlich bleiben. Daher ist es von Interesse, die Riemenstandzeit möglichst exakt an die Maschinenwartungsintervalle anzupassen und so ein Optimum an Wirtschaftlichkeit zu erzielen (Bild).

Ein Entwicklungsziel ist die weitere Verbesserung hinsichtlich der Umweltverträglichkeit. Das gilt nicht nur für die Produktion, sondern auch für den Betrieb und das Recycling des Riemens. Mit umfangreichen Lebenszyklusanalysen lässt sich eine Menge Energie einsparen (Bild).

Denn Lifecycle- und TCO-Betrachtungen betreffen schon lange nicht mehr nur die komplette Anlage, sondern auch die einzelnen Komponenten, wie eben einen Zahnriemen. Und das hat Sinn, wenn man sich zum Beispiel die Menge der Energie vor Augen führt, die durch einen modernen Riemen im Vergleich zu einem Uralt-Modell oder einem schlecht dimensionierten Antrieb eingespart werden kann.

Höhere Lebensdauer fordert Entwickler heraus

Die Lebensdauersteigerung ist ein weiteres Entwicklungsfeld. So werden immer mehr Produkte für den Lifetime-Einsatz konzipiert. Damit wird auch die Wirtschaftlichkeit weiter gesteigert. Eine große Rolle spielt ferner die Kompaktheit der Antriebe.

Welche Potenziale das Thema Kompaktheit erschließt, zeigt sich zum Beispiel anhand von Aufzugsanlagen: Flachriemen aus Polyurethan haben eine ähnliche oder sogar höhere Zugkraft als Stahlseile und beanspruchen deutlich weniger Einbauraum – vor allem an den Umlenkrollen und dem Riemenantrieb. So können Architekten, wenn sie einen Aufzug mit einem Hochleistungsriemen planen, auf einen eigenen Maschinenraum für den Riemenantrieb verzichten.

Zahnriemen sind schmier- und wartungsfreie Verbundelemente zur Übertragung von Translations- und Rotationsbewegungen und finden überall dort Anwendung, wo Leistungen und Bewegungen übertragen werden müssen. Schon heute sind sie mehr als nur ein bloßes Substitutionselement, um konventionelle mechanische Antriebe ersetzen zu können. Dreht man an den richtigen Stellschrauben, erhält man eine perfekt auf die spezifischen Anforderungen zugeschnittene Lösung. Die Bedeutung eines perfekt dimensionierten Zahnriemens wird daher weiter steigen – hin zu einem kreativen Impulsgeber für konstruktiven Fortschritt.

Dirk Bartsch-Kuszewski ist Branchenmanager Industrie bei der Contitech Power Transmission Group in 30165 Hannover, Holger D. Menssen ist dort als Produktmanager im Produktmarketing Industrie für Zahnriemen zuständig.

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