Hochgeschwindigkeits- und Präzisions-Systemdesign mit Riemenantrieb.

Beim Entwurf eines Riemenantriebssystems besteht der erste Schritt darin, den für die Anwendung am besten geeigneten Riemen auszuwählen. Aber auch die Riemenscheiben spielen eine wichtige Rolle für die Leistung des Riemens – insbesondere bei Synchronriemenantriebssystemen, bei denen der richtige Eingriff der Riemenzähne in die Riemenscheibenrillen alles beeinflussen kann, von der Menge des übertragbaren Drehmoments bis hin zur Geschwindigkeit des Riemens Verschleiß und mögliche Fehlerarten.

Synchronriemenscheiben werden typischerweise durch die Anzahl der Rillen (analog zur Anzahl der Zähne des Riemens), die Rillenteilung (analog zur Zahnteilung des Riemens) und die Riemenscheibenbreite bezeichnet.

Die erforderliche Zahnteilung (und damit die Rillenteilung) wird bei der Riemenauswahl auf der Grundlage des Auslegungsdrehmoments und der Auslegungsgeschwindigkeit bestimmt. Drehmoment und Geschwindigkeit sind auch die Hauptfaktoren bei der Bestimmung der Riemenbreite und damit der Riemenscheibenbreite. (Die empfohlene Riemenscheibenbreite ist normalerweise etwas größer als die Riemenbreite und berücksichtigt den Platzbedarf für die Riemenscheibenflansche.) Die Anzahl der Riemenscheibennuten wird durch das erforderliche Geschwindigkeitsverhältnis bestimmt.

Zu den Maßangaben gehören auch die Art und Größe der Nabe zur Befestigung der Riemenscheibe an der Antriebswelle. Zu den gängigen Optionen für die Riemenscheibenmontage gehören Taper-Lock-Buchsen, Split-Taper-Buchsen, QD-Buchsen (Quick Disconnect) oder glatte Bohrungen mit oder ohne Keilnuten.

Einige Hersteller bieten Riemenscheiben in Form von Stangenmaterial an, das vom Benutzer geschnitten und bearbeitet werden kann. Während dies eine wirtschaftliche Lösung für die Prototypenfertigung kleiner Stückzahlen sein kann, ist die Genauigkeit der Riemenscheibe entscheidend, um die richtige Bandführung, das richtige Geschwindigkeitsverhältnis und die Effizienz sicherzustellen.

Akzeptable Riemenscheibentoleranzen werden von Fachverbänden (z. B. der Mechanical Power Transmission Association, MPTA) und der International Standards Organization (ISO) festgelegt. Teilweise geben große Riemenhersteller auch Toleranzen für bestimmte Zahnprofile vor.

Zu den wichtigsten Fertigungstoleranzen für Synchronriemenscheiben gehören:

1. Außendurchmesser der Riemenscheibe

2. Exzentrizität zwischen Riemenscheibenbohrung und Riemenscheibenaußendurchmesser

3. Parallelität zwischen Riemenscheibenbohrung und vertikalen Flächen der Riemenscheibe

4. Pitchgenauigkeit der Rillen

5. Parallelität zwischen Nuten und Bohrung.

Es ist wichtig zu beachten, dass Riemenscheiben nach der Herstellung möglicherweise auch einer statischen oder dynamischen Auswuchtung unterzogen werden müssen.

Synchronriemenscheiben können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, darunter Aluminium, Stahl, Gusseisen und verschiedene Kunststoffe. Das Material der Riemenscheibe bestimmt deren Gewicht und Trägheit und beeinflusst somit die dynamische Leistung des Riemenantriebssystems. Auch die Materialauswahl hat Einfluss auf die Geräuschentwicklung des Systems, wobei Polycarbonat-Riemenscheiben (thermoplastisches Polymer) während des Betriebs mehr Geräusche erzeugen als Metall-Riemenscheiben.