3D Riementrieb  (Transmission)

3D Riementrieb Animation

Riementriebe (auch Riemengetriebe, Transmission) dienen zur Übertragung von Drehbewegungen und Drehmomenten, um größere Achsabstände zu überbrücken.

 

Zu Beginn der Industrialisierung waren Riemengetriebe die wesentliche antriebstechnische Grundlage für den Ausbau und die Weiterentwicklung der industriellen Produktion. Die Antriebsleistung wurde zentral (z.B. Dampfmaschine) erzeugt und über lange, unterhalb der Decke der Fabrikationshallen laufende Transmissions-wellen an die einzelnen Produktionsmaschinen abgegeben. Die Verbindung zwischen der Transmissionswelle und der Arbeitsmaschine erfolgte durch Flachriemen s. Grafik rechts).

 

Durch die Einführung elektrischer Antriebsmaschinen (Direktantrieb von Werkzeug- und Produktionsmaschinen) und bedingt durch mehrere Nachteile, die den Lederriemen anhafteten, wurde der Riementrieb seltener eingesetzt.

 

Moderne Anwendungen des Riementriebs finden sich z.B. im KFZ zum Antrieb der Lichtmaschine, als Verbindung von Kurbel- und Nockenwelle, in Waschmaschinen oder auch als Ersatz einer Kette beim Fahrrad.


Ein Riementrieb mit Flachriemen soll als Animation dargestellt werden (s.o.). Außerdem soll die erforderliche Länge L des Treibriemens berechnet werden.

Riementrieb-Geometrie

Der Riementrieb besteht aus zwei Scheiben mit den Radien r1 und r2 sowie einem Flachriemen. Die Radien sowie der Abstand D ihrer Mittelpunkte können frei gewählt werden. Die nebenstehende Abbildung zeigt eine typische Konstellation mit den zu bestimmenden Größen. Ohne Bechränkung der Allgemeinheit liegt der Mittelpunkt einer der Scheiben im Ursprung eines Koordinatensystems.

 

Bei der Animation wird etwas geschummelt, denn die Scheiben drehen sich, der Treibriemen steht jedoch still. Dieser besteht aus zwei gleich langen Strecken der Länge b sowie zwei Kreisbögen b1 und b2 entlang der Scheiben; mithin gilt für seine Länge L der Zusammenhang

 

L = 2 b + + = 2 b + b1 + b2     

An den Punkten A und B (bzw. A' und B') geht die Strecke b in die Kreisbögen über. Es sind die Punkte, an denen die Tangente t die beiden Scheiben berührt und die es zu bestimmen gilt. Der Grafik entnimmt die folgenden Zusammenhänge für die Animation.

Für die Berechnung der Riemenlänge gelten die folgenden Zusammenhänge:

Auch wenn der in der Animation dargestellte Riementrieb eher historischer Art ist, so gelten die obigen Berechnungen, insbesondere die für die Länge, auch für moderne Riemenantriebe, sei es z.B. bei Keilriemen oder Zahnriemen von Kraftfahrzeugen oder für eine Fahrradkette.

 

Hier noch ein paar Varianten und Kombinationen mit Zahnrädern (s. auch 3D Zahnrad) der obigen Animation: