Warum Zugträgerspannung so wichtig für die Qualität eines Zahnriemens ist

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Zwischen rechter und linker Riemenseite ungleichförmige Zugträgerspannungswerte in einem endlosen Zahnriemen äußern sich unter anderem in seitlichem Ablauf, also der Neigung des Riemens, sich beim Lauf axial zu einer Seite der Riemenscheibe zu versetzen. Hierbei entstehen Kontaktkräfte mit der Bordscheibe, die zu erhöhter Reibung und Verschleiß des Riemens führen. Im Extremfall klettert der Zahnriemen auf die Bordscheibe auf und wird durch Schnittbeschädigungen unbrauchbar. Aus produktionstechnischer Sicht besteht die Optimierungsaufgabe also darin, die Zugträgerspannung im Herstellprozess so zu beeinflussen, dass die seitlichen Ablaufkräfte im Riemen ein Minimum annehmen.

Zahnriemen-Anwendungsbeispiel: Der Schubert TLM-F4-Roboter

Besonders wichtig werden die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge von Zugträgerspannung und Präzision bei Zahnriementrieben, in denen der Achsabstand prinzipbedingt nicht zur Einstellung einer Riemenvorspannung verändert werden kann und in denen aufgrund des Bauraumes oder der Minimierung der bewegten Masse keine Möglichkeit zur Anordnung einer Riemenspannrolle besteht. Die Gerhard Schubert GmbH in Crailsheim, Anbieter von Lösungen im Verpackungsmaschinen-Marktsegment, entwickelte den 4-Achs-Roboter TLM-F4 für Pick-and-Place-Aufgaben, der in der Lage ist, das Transportgut mit 15 g zu beschleunigen.

Um dies zu erreichen, war es erforderlich, die Scherenkinematik am unteren Bildrand als CFK-Leichtbaukonstruktion mit starrem Achsabstand auszuführen. In den beiden CFK-Schwenkarmen laufen Brecoflex-Zahnriemen zur Übertragung der Antriebsbewegung. Ein Verlust der Vorspannkraft oder aber Schwankungen der Riemenlänge in einem Produktionslos würden die Funktion des kinematischen Prinzips in Frage stellen. Gerade in diesem Anwendungsbeispiel war es von großer Wichtigkeit, bei der Riemenherstellung die erforderliche Zugträgervorspannung in jedem Produktionslos reproduzierbar exakt zu treffen und über der Lebensdauer des Riemens konstant zu halten.

Über die Zahnriemen-Zugträgerspannung lassen sich Sondertoleranzen einstellen

Die Zugträgerspannung ist bei der Extrusion von Polyurethan-Zahnriemen ein zentraler Prozessparameter, den man als Riemenhersteller kennen und sehr genau führen muss, um dem Anwender ein Höchstmaß an Präzision und an Sicherheit gegen Überspringen und Verschleiß zu bieten. Ebenfalls lassen sich über die Zugträgerspannung Sondertoleranzen für Spezialanwendungen einstellen.

Individuelle Zahnriemen-Anwendungen mit Beltpilot berechnen

* Dr.-Ing. Thomas Steinert ist Geschäftsführer der Breco Antriebstechnik Breher GmbH & Co. KG in Porta Westfalica

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