Wirkungsgrad Keilriemen

Vorstellung der Maschinenbauelemente - Bernd Künne

Neben einer Einleitung in die Grundprinzipien des Designs wird zunächst ein systematischer Gestaltungsansatz vorgestellt, gefolgt von den Grundprinzipien für die Konstruktion von Guss- und Schweisskonstruktionen. Nachfolgend werden die verschiedenen Elemente der Maschine detailliert beschrieben. Rechenbeispiele mit Beispiellösungen geben dem Nutzer die notwendigen praktischen Erfahrungen für die Konstruktion der eingesetzten Komponenten in Abhängigkeit von den Beanspruchungen, denen sie ausgesetzt sind.

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Die Siegling Extremultus - Flachbänder mit Hoheffizienz

Die extremultus Zahnriemen wurden in engem Kontakt mit Nutzern und Originalherstellern von Extremultus hergestellt und sind bis zu einer Gesamtleistung von ca. 2000 Kilowatt durchgängig verwendbar. Flache Bänder haben neben anderen Pluspunkten einen deutlich höheren Wirkungsgrad als Keilriemen. Bei Keilriemen treten neben der Durchbiegung des Materials auch energetische Verluste durch Flankendynamik und andere konstruktive Merkmale auf.

Siegling Extremultus Hochleistungs-Flachriemen werden daher besonders oft in (Klein-)Wasserkraftwerken eingesetzt und sorgen dort für eine möglichst verlustarme Übertragung der Energie vom Trinkwasser auf den Endverbraucher.

Die Umrüstung von Keilriemen- auf Zahnriemenantrieb erlaubt Energieeinsparung Geringer Kraftaufwand, große Leistung

Mit dem Systemwechsel von einem kraftschlüssigen auf einen formschlüssigen Antriebsstrang lassen sich kostbare Energien sparen - Treibriemen sind heute unverzichtbar. Kraftverstärkende Antriebe mit Keilriemen werden verwendet, wenn keine Synchronbewegungen gefordert sind und der Trieb bei Überbeanspruchung rutschfest sein soll - z.B. in Shreddermaschinen, wo zu viel Materialvorschub ein Durchrutschen des Riemens im Falle einer Verstopfung verhindert. In der Regel ist es wichtig, dass der Keilriemen nicht verrutscht.

Überall dort, wo ein Durchrutschen als solche Sicherheitsfunktion nicht explizit gefordert ist, sollte der Bediener jedoch die Umschaltung auf einen Zahnriementrieb in Betracht ziehen. Sie haben einen um 6 Prozent höheren Wirkungsgrad als Keilriemen und leisten damit einen Beitrag zu einer höheren Energieausbeute der Systeme. Die Effizienz h bezeichnet das Mischungsverhältnis von Ausgangsleistung zu Eingangsleistung.

Klemm-, Biege- und Dehnungsverluste sowie Biegearbeiten bei Keilriemen verursachen Effizienzverluste. Dabei hat der Steuerriemen seine entscheidenden Vorteile: Seine formschlüssige Verriegelung, die eine Synchronbewegung erlaubt, vermeidet ein Verrutschen. Der Reibungsverlust in den Zahnlücken ist nur geringfügig und auch die Biegeverluste sind bei Steuerriemen wesentlich geringer als bei Keilriemen. Zur Vermeidung weiterer Leistungsverluste ist es notwendig, die Federvorspannung sowohl für Keilriemen als auch für Steuerriemen exakt einzustellen.

Unzureichende Federvorspannung in Fahrantrieben hat unter anderem eine unzureichende Leistungsübertragung, hohen Verschleiss, Lärm und mögliche Riemenschläge zur Folge. Übermäßige Vorspannungen können zu noch höheren Biegearbeiten und damit zu Rissen in der Bandunterkonstruktion sowie zur Lärmentwicklung anregen. Bei formschlüssigen Antrieben greift der Gurt bei unzureichender Spannung nicht richtig ein, er trifft, kann hüpfen oder gar einreißen und verursacht Lärm.

Übermäßige Vorspannungen führen zu erhöhtem Abrieb, Geräuschentwicklung, erhöhter Durchbiegung, und auch hier greift der Gurt nicht richtig ein. Dies alles steigert die Effizienzverluste und hat damit negative Auswirkungen auf die Energieeffektivität und die Ressourcen. Zusätzlich ist es jedoch empfehlenswert, den Umrichter sofort weiter zu verbessern, um einen maximalen Wirkungsgrad zu erreichen.

Mit einer erforderlichen Leistung von 500 kW, 4992 Stunden pro Jahr und einem geschätzten Stromverbrauch von 0,216 Mio. Euro pro Kilowattstunde ergibt sich bei Keilriemen (Wirkungsgrad h = 0,97) ein Energieverbrauch von 124 800 Kilowattstunden. Nachforschungen haben gezeigt, dass allein der Frequenzumrichter einen Rutschgefahr von 3 vH hat. Beim Zahnriementrieb (Wirkungsgrad h = 0,99) dagegen beläuft sich der Wärmeverlust nur auf 24.960 Kilowattstunden.