Motor als Spannelement reduziert Ausfälle bei Kraftübertragung mit Riementrieben

Die korrekte Vorspannung ist ein unbedingtes Muss für die einwandfreie Funktion eines Riementriebs. Sie reduziert das Risiko eines ungeplanten Maschinenstillstandes, der auf der Kostenseite empfindlich zu Buche schlagen kann. Ist die Vorspannung zu gering gewählt, kommt es insbesondere bei Keilriemen zum Durchrutschen des Riemens. Dadurch erhöht sich nicht nur der Energieaufwand des Antriebs, sondern vor allem sinkt der Wirkungsgrad der Kraftübertragung.

Durch Überhitzung, hervorgerufen durch den Riemenschlupf, kommt es außerdem zu Verschleißerscheinungen an den Riemenflanken und die Riemenscheiben können durch einen höheren Grad der Abnutzung in Mitleidenschaft gezogen werden. Bei überhöhter Vorspannung dagegen führt die größere Belastung, die auf den Riemen einwirkt, zu einer Verringerung der Riemengebrauchsdauer. Unangenehme Nebeneffekte der zu großen Vorspannung zeigen sich am gesamten Antriebssystem, in der Regel weniger an den Antriebswellen als vielmehr an den Lagern, die über kurz oder lang ersetzt werden müssen.

Gleitschiene nimmt den Antriebsmotor auf

Anstelle der üblicherweise verwendeten Motorspannschlitten nimmt das SKF Belt Tension System, bestehend aus Gleitschiene und Hydraulikzylindern, den Elektromotor auf. Bei der Erstmontage wird das System mit dem Motor und der Antriebseinheit ausgerichtet. Nach dem Ausrichten werden die Riemen montiert und vorgespannt. Diese Vorspannung erfolgt über eine Hydraulikpumpe, die über eine Kupplung mit dem System verbunden wird.

Mit Zunahme des Hydraulikdrucks bewegen die Zylinder des SKF Belt Tension System den Elektromotor so lange in die erforderliche Position, bis die korrekte Riemenvorspannung erreicht ist. Der entsprechende Hydraulikdruck wird protokolliert und dient dazu, zukünftige Anpassungen schnell und sicher durchführen zu können. Sind die Riemen korrekt vorgespannt, werden die Zylinder mechanisch fixiert und die Hydraulikpumpe kann entfernt werden.

Der bei der Erstmontage ermittelte Hydraulikdruck dient als Referenzgröße, wenn defekte Riemen ausgetauscht oder Wartungsarbeiten am Riementrieb durchgeführt werden müssen. In beiden Fällen stellt die Anpassung der neuerlichen Vorspannung der Antriebsriemen kein Problem dar, denn die Vorgehensweise erfolgt analog zur oben beschriebenen Erstmontage.

Die Vorteile des SKF Belt Tension System: Die mit dem System leicht durchzuführende Montage von Antriebsriemen schlägt sich auf der Kostenseite nieder, weil die Maschinenstillstandszeiten beim Riemenwechsel deutlich reduziert werden. Noch wichtiger ist die Tatsache, dass die mit dem System exakt vorgespannten Antriebsriemen eine optimierte Kraftübertragungsleistung sicherstellen.

Das Riemenspannsystem kann in vielen Branchen eingesetzt werden, so auch in den Industriezweigen, in denen Riemenantriebe kritischen Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind. Es ist für Motoren von 11 bis 710 kW erhältlich und es kann zwischen zwei Ausführungen gewählt werden: entweder mit einem oder zwei Hydraulikzylindern. Das System eignet sich daher für Motoren der IEC-Motorklassen 160 bis 400 (entsprechend IEC 60072). Zusätzlich können einige Nema-(National-Electrical-Manufacturers-Association-)Standardmotoren auf das SKF Belt Tension System montiert werden.

Laserunterstützung erleichtert die Ausrichtung

Um eine exakte Positionierung zu erreichen, können laserunterstützte Ausrichtsysteme wie das Belt Align TMEB 2 eingesetzt werden. Das A und O ist dabei zunächst einmal die exakte Anordnung der Riemenscheiben. Fluchtungsfehler, sei es horizontaler, vertikaler Winkelversatz oder Parallelversatz, führen zu einer erhöhten Belastung des Riemenantriebs, die sich auf die Gebrauchsdauer der Riemen auswirkt. In Extremfällen kommt es zum plötzlichen Ausfall des Antriebsriemens. Die Folgen sind ungeplante Maschinen- und Anlagenstillstände mit einhergehenden Kosten.

Dabei können Ausrichtfehler bei der Montage relativ einfach durch die Verwendung von Riemenausrichtsystemen vermieden werden. Belt Align TMEB 2 ist ein System, bei dem die Ausrichtung der Riemenscheiben über deren Kontaktflächen erfolgt. Das System, bestehend aus Sender- und Empfängereinheit, nutzt dreidimensional arbeitende Sensoren sowie die Vorteile der Lasertechnik, um Ausrichtfehler zu verhindern.

Das Riemenausrichtsystem liefert sehr exakte Ergebnisse, weil es mit seinen v-förmigen Zentrierspitzen in das für die Funktion entscheidende Rillenprofil eingreift. Diese Methode hat sich als genauer erwiesen als die Ausrichtung über die Stirnseiten der Riemenscheibe mit nicht planen oder unterschiedlich breiten oder verdeckten Stirnseiten.

Mit dem Messgerät Belt Frequency Meter können Keilriemen, Rippenbänder und Zahnriemen überprüft werden. Es besteht aus einem tragbaren Vorspann-Messgerät und dem zugehörigen Sensor, der eine berührungslose Kontrolle der Riemenspannung zulässt.

Franz Rinner ist Produktmanager Power Transmission Produkte bei der SKF GmbH in 97421 Schweinfurt.