MKL1888:Riemenräderwerke

Riemenräderwerke (Riementriebe, Riemenscheibentriebe), Verbindungen von Rädern durch umgelegte endlose Riemen derart, daß von der Welle eines Rades (Scheibe, Riemenscheibe) auf diejenige eines andern eine Drehbewegung übertragen werden kann. Die R. gehören zu den indirekt wirkenden Reibungsräderwerken, da sowohl der Riemen von der treibenden Scheibe als auch die getriebene Scheibe vom Riemen durch Reibung mit herumgenommen wird. Zur Erzeugung dieser Reibung ist eine gewisse Spannung des Riemens erforderlich, welche dadurch erzielt wird, daß man den Riemen ein wenig zu kurz macht, so daß er sich nur unter einiger Dehnung auf die Scheiben legen läßt. In manchen Fällen wendet man zu gleichem Zweck auch besondere Spannrollen an, welche an Hebelarmen befestigt sind und durch Gegengewichte oder Federn derart an den Riemen gedrückt werden, daß er die nötige Spannung erhält. Sind beide Scheiben gleich groß, so werden sie in gleicher Zeit gleich viele Umläufe machen; sind sie ungleich groß, so muß sich die kleinere schneller drehen als die große, und zwar stehen die Umlaufszahlen immer im umgekehrten Verhältnis zum Durch- oder Halbmesser der Scheiben oder Räder. Um richtige Resultate zu erhalten, muß man bei Anwendung starker Riemen den Halbmesser der Räder um die halbe Dicke des Riemens verlängert berechnen. Die Riemenscheiben

Fig. 1. Offe­ner Riemen­trieb.	Fig. 2. Ge­kreuzter Riemen­trieb.

können entweder in derselben oder in parallelen oder in sich schneidenden Ebenen liegen. Im erstern Fall sind die Achsen parallel und heißt der Riementrieb ein offener (Fig. 1), wenn der Riemen einfach ringförmig umgelegt wird, ein gekreuzter (Fig. 2), wenn der Riemen in Form einer 8, also sich zwischen den Rollen kreuzend, umgelegt wird. Bei offenen Riemenräderwerken bewegen sich beide Scheiben in gleichem Sinn, bei gekreuzten im umgekehrten Sinn. Schneiden sich die Ebenen der Riemenscheiben, während die Wellen sich überschneiden (windschief sind),

Fig. 3. Geschränkter Riementrieb.	Fig. 4. Riementrieb mit Leitrollen.

so erhält man den geschränkten Riementrieb (Fig. 3). Bei diesem hält sich der Riemen nur dann auf den Riemenscheiben, wenn bei jeder Scheibe das auflaufende Ende (Trum) des Riemens in der Scheibenebene liegt. Das ist in jedem bestimmten Fall aber nur bei Einer Drehungsrichtung möglich, so daß der geschränkte Riementrieb nicht wie die vorigen eine Drehrichtungsänderung gestattet. Offene, gekreuzte und geschränkte R. heißen selbstleitende im Gegensatz zu allen andern Riemenräderwerken, auf welchen der Riemen sich nur mit Hilfe von Leitrollen halten kann (R. mit Leitrollen). Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines solchen Riemenräderwerkes mit sich schneidenden Wellen. Bei weitem am häufigsten von allen Riemenräderwerken wird der offene und der gekreuzte Riementrieb verwendet, sei es zur Kraftübertragung von Motoren auf Transmissionswellen oder zur Verbindung von parallelen Transmissionswellen oder zum Antrieb von Arbeitsmaschinen direkt von Motoren und besonders von Transmissionen aus. Hierbei bringt man sehr oft eine Ausrückvorrichtung in der Weise an, daß man auf der getriebenen Welle neben einer zur Kraftübertragung bestimmten, mit der Welle fest verbundenen Riemenscheibe (festen Scheibe) eine lose drehbare Scheibe (Losscheibe, lose Scheibe, Leerscheibe) anordnet und der Scheibe der treibenden Welle eine entsprechende (doppelte) Breite gibt, so daß man durch Überleiten des Riemens mittels einer Gabel (Riemenführer) von der festen auf die lose Scheibe oder umgekehrt die getriebene Welle und die damit eventuell verbundene Maschine nach Belieben zum Stillstand bringen oder in Bewegung versetzen kann. Wendet man hier zwei feste Scheiben mit dazwischenliegender Losscheibe an, deren eine der Maschine eine rechts gehende Bewegung und deren andre ihr eine links gehende Bewegung erteilt, so hat man ein einfaches Wendegetriebe (s. d.), wie es z. B. bei Hobelmaschinen Verwendung findet, um das Arbeitsstück unter dem Meißel hin- und hergehen zu lassen. Soll die Umdrehungszahl der getriebenen Welle nicht immer eine und dieselbe sein, so besetzt man beide Wellen mit aneinander gegossenen Riemenscheiben von verschiedenem Durchmesser (Stufenscheiben) in solcher Anordnung, daß die größern Scheiben der einen Welle den kleinern Scheiben der andern Welle gegenüberliegen, wobei die Durchmesser so zu bemessen sind, daß für sämtliche Scheibenpaare ein und derselbe Riemen von konstanter Länge benutzt werden kann. Indem man hier den Riemen von einem Scheibenpaar auf ein beliebiges andres rückt, kann man innerhalb gewisser Intervalle mit der Geschwindigkeitsübertragung variieren. Eine viel größere Veränderlichkeit der letztern erhält man bei Anwendung von konoidischen Trommeln (Riemenkonusse, Riemenkonoide, s. Wechselgetriebe). Das Material der Riemenscheiben ist Gußeisen oder Schmiedeeisen, selten Holz. Die hölzernen Riemenscheiben sind aus einzelnen mehrteiligen Scheiben zusammengeleimt und -geschraubt, die eisernen bestehen aus einem dünnen Kranz, der durch leichte Arme oder Speichen mit der Nabe verbunden ist, und zwar sind Kranz, Arme und Nabe bei gußeisernen Scheiben zusammengegossen, während bei schmiedeeisernen die aus Stabeisen gefertigten Arme einerseits in die Nabe eingegossen, anderseits mit dem aus Blech hergestellten Kranz verschraubt oder vernietet sind. Schmiedeeiserne Scheiben zeichnen sich vor gußeisernen durch ihre Leichtigkeit aus. Den Umfang der Riemenscheiben, der entweder cylindrisch oder meist schwach gewölbt (ballig) ist, macht man etwas breiter als den Riemen. Breite und Dicke des letztern ist von der zu übertragenden Kraft und von der Festigkeit des Riemenmaterials abhängig. Die Riemen werden entweder aus Leder, Kautschuk, Baumwollgewebe, Hanfgurten oder Drahtgeflecht hergestellt, und zwar haben Lederriemen bei weitem die größte Verbreitung, weil sie bis jetzt die allgemeinste Anwendung gestatten und am dauerhaftesten sind. (Über gedrehte Lederriemen s. Schnurtrieb.) Die Verbindung der Riemenenden wird entweder durch Zusammennähen oder Zusammenleimen oder vermittelst sogen. Riemenschlösser hergestellt. Letztere sind niet-, schrauben-, klammer- oder schnallenförmige Verbindungsstücke, deren sehr mannigfaltige Konstruktionen zwar die Riemenverbindung erleichtern, jedoch die Verbindungsstellen entweder steifer oder dicker als den Riemen machen. Vgl. Reuleaux, Konstrukteur (4. Aufl., Braunschw. 1882 ff.); Reiche, Maschinenfabrikation (Leipz. 1876); Pinzger, Maschinenelemente (2. Aufl., das. 1883); Redtenbacher, Resultate für den Maschinenbau (6. Aufl., Münch. 1875).

Riemenräderwerke. Die Evans Friction Cone Company in Boston hat in jüngster Zeit eine neue Art von Kraftübertragung mittels Riemens mit Erfolg zur Anwendung gebracht. Der Riemen ist nur wenig größer als die zu treibende Scheibe, wird lose über dieselbe gehängt und überträgt die Bewegung von der Antriebsscheibe durch Reibung, wozu natürlich erforderlich ist, daß die Scheiben so nahe aneinander gerückt werden, daß zwischen ihnen und dem Riemen die zur Hervorbringung der Reibung erforderliche Pressung erzeugt wird. Diese Art der R. gewährt die Vorteile, daß an Grundfläche gegenüber dem gewöhnlichen Betrieb eine erhebliche Ersparnis eintritt und die Anschaffungskosten für den viel kürzern Riemen bedeutend verringert werden. Außerdem soll unter sonst gleichen Bedingungen der neue Riementrieb eine größere Kraft, ohne zu gleiten, übertragen können als der gewöhnliche. Die Ein- und Ausrückung geschieht durch entsprechende Verstellung der Lager. Sie soll ohne jeden Ruck vor sich gehen. Das neue Riemenräderwerk soll hauptsächlich zum Antrieb von Dynamomaschinen Verwendung finden.

Um das Anhaften der Riemen an den Riemenscheiben zu verstärken, so daß bei gleicher Riemenbreite und Spannung eine größere Kraft übertragen werden kann, ohne daß ein Gleiten des Riemens eintritt, überzieht man entweder gewöhnliche gußeiserne Riemenscheiben mit Reibung vermehrenden Stoffen oder macht die Scheiben überhaupt aus anderm Material. Bei einem amerikanischen Lederüberzug für eiserne Riemenscheiben ist das Überzugleder etwa 50 mm breiter als der Kranz der Scheibe und wird so aufgelegt, daß beiderseits 25 mm überstehen. Der Überstand wird dann auf jeder Seite ins Innere umgebogen und an eisernen Ringstücken befestigt, die auf jeder Seite des Scheibenkranzes von innen gegen den Scheibenkranz anliegen und je mit einem aufgebogenen, gelochten Lappen versehen sind. Durch die Lappen je zweier einander gegenüberstehender Ringstücke ist eine Schraube mit Mutter gesteckt, durch deren Anziehen die umgebogenen Lederkanten einander genähert werden, so daß das Leder stramm über den Kranz gespannt wird. Sollte der Überzug mit der Zeit locker werden, so kann er durch weiteres Anziehen der Muttern leicht wieder festgemacht werden. Eine derartig überzogene Scheibe soll 11/2mal so viel Kraft übertragen können als eine gewöhnliche eiserne. Gleichfalls amerikanischen Ursprungs ist eine hölzerne Riemenscheibe, welche aus einer Reihe von dünnen Holzlagen zusammengeleimt ist und zwar so, daß zwei Scheibenhälften entstehen, deren jede aus einem halbkreisförmigen Kranzstück und einem die Enden des Halbkreises verbindenden Armpaar besteht. Die Kranzstücke sind an ihren Endflächen verzahnt, so daß nach dem Zusammenpassen der beiden Hälften ein seitliches Verschieben ausgeschlossen ist. Die Befestigung auf eine Welle geschieht durch Zusammenschrauben der beiden Armpaare. Hierzu muß in der Mitte jedes Armes eine halbkreisförmige Aussparung für die Welle vorgesehen sein. Diese ist so groß, daß zwischen Welle und Scheibenarm eine metallene zweiteilige Büchse gelegt werden kann, welche beim Zusammenschrauben der Arme auf der Welle so fest geklemmt wird, daß der sonst nötige Längskeil fortfallen kann. Die Holzriemenscheibe von E. Germain in Laginaw, Michigan (Vereinigte Staaten von Nordamerika) hat keine Arme, sondern ist aus zusammengeleimten Holzlagen als volle Scheibe mit Nabe und Kranz gebildet. Zum Aufbringen der Scheibe auf die Welle kann auf einer Seite ein von zwei parallelen Ebenen begrenztes Stück von der Breite der Nabe herausgezogen werden. Nachdem der so entstandene Schlitz der Scheibe bis zur Nabe über die Welle geschoben ist, wird das Schlußstück wieder eingesetzt und mittels Schrauben angezogen. Für schwerere Beanspruchung genügt diese Befestigungsweise nicht, vielmehr muß dann die Holznabe durch eine eiserne Nabe ersetzt werden, welche mittels breiter Flantschen angeschraubt und ebenso wie die Scheibe zum Aufbringen auf die Welle nach einer Seite geöffnet werden kann. Das Schlußstück der Nabe schmiegt sich nicht der Welle an, sondern ist im Winkel ausgeschnitten, so daß zwischen Verschlußstück und Welle ein doppelt keilförmiger, nach beiden Seiten spitz zulaufender Raum bleibt, an dessen breitester Stelle ein gerippter Cylinder eingelegt wird, der durch Anziehen des Verschlußstücks zwischen diesem und der Welle festgedrückt wird. Dieser Cylinder ersetzt den Längskeil. Wenn sich nämlich die Riemenscheibe gegen die Welle drehen will, so wälzt sich der Cylinder in eine der keilförmigen Verengerungen hinein und klemmt sich dabei zwischen Scheibe und Welle derart fest, daß eine Verdrehung nicht möglich ist. Riemenscheiben aus gepreßter Papiermasse werden von Gebrüder Adt in Forbach ausgeführt. Die Arme oder Speichen sind durch eine aus drei Teilen bestehende Scheibe ersetzt, in deren Mitte die gußeiserne Nabe, aus zwei Stücken bestehend, mittels Flantschen zu beiden Seiten aufgenietet ist. Die mittlere der drei den Kranz tragenden Scheiben ist eben, die beiden äußern sind am Umfang derart aufgebogen, daß sie sich strebenartig an den Kranz anschließen. Der ebenfalls aus Papiermasse bestehende Kranz und die drei Scheiben werden in weichem Zustand unter hohem Druck aneinander gepreßt und so verbunden. Die Scheiben werden in Größen von 100–500 mm Durchmesser (von 25 zu 25 mm steigend) angefertigt, bis 275 mm einteilig, darüber zweiteilig. Im letztern Fall werden die Kranzenden durch Papier- und Eisenwinkel verstärkt und wie die Nabe durch Schrauben verbunden. Die einteiligen Scheiben sollen halb, die zweiteiligen zwei Drittel so schwer wie gußeiserne sein. Der Preis soll dem gußeiserner gleich sein.

Häufig ist zu bemerken, daß die Riemen schief, d. h. nicht in der Mitte der Scheiben laufen. Wenn der Riemen hierbei bald nach der einen, bald nach der andern Scheibenseite läuft, so liegt der Fehler offenbar im Riemen selbst. Läuft der Riemen dagegen gleichmäßig einseitig, so kann der Grund hierfür eine ungenaue Lagerung der beiden durch den Riemen zu verbindenden Wellen sein, viel häufiger aber trägt auch hier der Riemen selbst die Schuld. So wird ein Riemen, dessen Material sich bei der Beanspruchung auf der einen Seite mehr dehnt als auf der andern, einseitig laufen. Dasselbe tritt ein, wenn bei gutem Material der Riemen nicht richtig zusammengefügt wurde, so daß die eine Seite um ein geringes kürzer als die andre ist. Es gibt aber außerdem noch zwei Ursachen des Schieflaufens. Die eine ist eine unsymmetrische Form der Riemenscheibe, derart, daß der größte Durchmesser des konkav („ballig“) gedrehten Scheibenkranzes nicht in der Mittelebene der Scheibe liegt. Liegt dieser Ausführungsfehler vor, so läuft die Mittellinie des Riemens auf dem größten Durchmesser, daher gleichfalls außerhalb der Mittelebene. Als andre Ursache sind die Rillen zu betrachten, die der Drehstahl bei der Bearbeitung auf der Scheibe hinterlassen hat. Beim Abdrehen großer Riemenscheiben pflegt man nur mit grobem Drehstahl zu arbeiten und die Oberfläche hinterher nicht besonders fein zu schlichten. Die dabei verbleibenden Rillen bilden nun eine Schraubenlinie, welche den Riemen bei der Drehung immer nach einer Seite drängt, so daß er einseitig, schief läuft. Dem kann man dadurch vorbeugen, daß man, anstatt wie üblich mit dem Drehstahl von einer Kante der Scheibe zur andern vorzugehen, von der Mitte anfängt und nacheinander nach beiden Seiten vorgeht, so daß durch die Rillen zwei entgegengesetzt ansteigende Schrauben entstehen, deren Wirkung sich gegenseitig aufhebt, so daß der Riemen in der Mitte läuft. Fehlerhaft gedrehte Scheiben sind durch Glattfeilen oder Glattschleifen zu verbessern.

Riemenräderwerke. Wenn Riementriebe häufig aus- und eingerückt werden müssen, wie das z. B. überall da der Fall ist, wo Arbeitsmaschinen von einer Transmissionswelle aus mit Riemenräderwerken angetrieben werden, so wird die Ausrückvorrichtung gewöhnlich so eingerichtet, daß die treibende Scheibe auf der Transmissionswelle die doppelte Riemenbreite erhält, während neben der angetriebenen Scheibe, die auf der Antriebswelle festgekeilt ist, eine auf deren Welle lose drehbare Scheibe (Losscheibe) angebracht wird. Soll die Maschine laufen, so wird der Riemen auf die feste Scheibe geschoben; soll die Maschine stillstehen, so wird der Riemen auf die Losscheibe gebracht. Dabei bleibt der Riemen, von der breiten Antriebsscheibe auch jetzt mitgenommen, samt der Losscheibe fortwährend in Bewegung, ohne nutzbare Arbeit zu übertragen, verursacht dabei jedoch Reibung und Abnutzung. Von Dreyer ist nun eine Ein- und Ausrückvorrichtung mit stillstehendem Treibriemen angegeben (D. R.-P. Nr. 41,791), welche von A. Weerth in Leipzig gebaut wird. Bei ihr fällt die Losscheibe weg, dafür ist neben der treibenden Scheibe ein Scheibenstück festgelagert und die getriebene Scheibe doppelt breit ausgeführt. Die treibende Scheibe erhält an der dem Scheibenstück zugekehrten Seite eine konische Verjüngung, deren kleinstem Radius derjenige des feststehenden Scheibenstückes entspricht. Das Scheibenstück schließt sich also mit seinem Umfang an die Peripherie des Konus an. Der Riemen wird nun beim Ausrücken von der treibenden Scheibe auf das feststehende Scheibenstück, beim Einrücken von diesem auf jene übergeschoben. Hierzu dient eine Riemengabel, die auf der dem Scheibenstück zugewendeten Seite mit einem nach dem Scheibenstück gelegenen und auf diesem geführten Arm verbunden ist. Beim Auflegen des Riemens führen die Gabelzinken den Riemen bis an den Konus der rotierenden Scheibe, gleichzeitig drückt auch der gebogene Arm den Riemen gegen diesen Konus, so daß er, unterstützt durch sein Bestreben, nach der höchsten Stelle der Scheibe zu laufen, leicht auf die Scheibe ausläuft. Beim Ausrücken gleitet der Riemen, durch die Ausrückgabel geführt, leicht über den Konus ab, verliert so die Spannung und hängt lose über der angetriebenen Scheibe, bleibt also, da seine Spannung plötzlich aufhört, sofort auf dem festen Scheibenstück still liegen. Die Verbindungen der Riemenenden durch Nähen, Nieten, Schrauben etc. wird vorgenommen, während der Riemen auf dem festen Scheibenstück liegt. Er erhält dann die nötige Spannung durch Vermittelung des Konus beim Überschieben auf die treibende Scheibe.