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Zahnriemen

Polyurethan-Zahnriemen in Anwendungen außerhalb des Standards

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Passfähigkeit zur Zahnscheibe von großer Bedeutung

Die wichtigsten Ausstattungsmerkmale der in den Typen T10 PRO, AT10 PRO und AT15 PRO zur Verfügung stehenden Produktreihe sind:

- Zahnriemenkörper aus TPUAU1 entsprechend allen Richtlinien und für den Kontakt mit trockenen Lebensmitteln geeignet,

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- Zahnriemenkörper ohne Wickelnasen und somit komplett eingeschlossenen Zugträgern bei absoluter Genauigkeit der Zugstranglage im Riemen und

- Zahnriemenkörper in blauer Farbe für Lebensmittelanwendungen, ebenfalls komplett den Richtlinien entsprechend.

Polyurethan TPUAU1 wird gewählt wegen der Konformität mit den Richtlinien für Lebensmittelanwendungen sowie der sehr hohen Resistenz des Werkstoffs gegenüber Reinigungsflüssigkeiten und Wasser zum Spülen nach dem eigentlichen Reinigungsprozess. Diese Kombination ist besonders wichtig, weil in den meisten Anwendungen für Lebensmittel neben den Transport- oder Antriebsaufgaben auch Reinigungsprozesse erforderlich sind.

Die absolute Lagetreue der Zugträger in einem Zahnriemen ist für die Passfähigkeit zur Zahnscheibe von sehr großer Bedeutung. Dies gilt insbesondere bei größeren Eingriffszähnezahlen auf dem Umschlingungsbogen zwischen Riemen und Scheibe und dem Anwenden einer se-Lücke (eingeschränkte Lückenweite) oder einer Null-Lücke der Zahnscheibe. Üblicherweise wird diese Lagetreue durch die Wickelnase realisiert. Für die Typenreihe Breco protect hat man eine Technologie entwickelt, die beide Anforderungen erfüllt, die absolute Lagetreue und das komplette Einschließen der Zugträger.

Die für Produkte, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, obligatorische Konformitätserklärung steht für alle Zahnriemen des Herstellers in der geeigneten Materialkombination zur Verfügung. In dieser Konformitätserklärung wird das notwendige Einhalten der Richtlinien (EU) 1935/2004, (EU) 2024/2006 und (EU) 10/2011 bestätigt. Mit den zugehörigen Materialdatenblättern wird außerdem die Konformität der eingesetzten Polyurethane mit den Vorschriften der FDA bestätigt. Beide Dokumente stellt man auf Anfrage zur Verfügung bzw. können über den zugehörigen Vertriebspartner bezogen werden.

Auch die Themen Ökologie und Nachhaltigkeit hat der Zahnriemen-Hersteller im Produktprogramm umgesetzt. Im Zuge dessen ist eine weitere Produktreihe in zwei Ausführungen, den Breco green- und Brecoflex green – Zahnriemen hinzugekommen. Das für diese Riemen verwendete Polyurethan besteht bis zu 37 % aus nachwachsenden Rohstoffen. Trotz des Rohstoffaustausches bieten diese Zahnriemen 100 % der Leistungsfähigkeit des vergleichbaren Standardproduktes.

Aus einem ähnlichen Gedanken heraus, wertvolle Ressourcen und Kosten sparen zu können, erhöhte man die Leistungsfähigkeit der Zahnriemen. Infolge der ständigen Verbesserung der Leistungsfähigkeiten und der Qualitäten der Ausgangsmaterialien Polyurethan und Zugträger, der kontinuierlich optimierten Fertigungstechnologie, der Verkleinerung der Fertigungstoleranzen für die Zahnscheiben und verschiedener theoretischer und praktischer Analysen an den Produkten wurde die Zahntragfähigkeit, für die gesamte AT-Reihe um 20 % erhöht. Dies gestattet den Konstrukteuren in vielen Fällen, die Riemenbreiten zu verringern und so wertvollen Bauraum zu sparen.

Im Getriebeverbund nicht wegzudenkende Komponenten sind Zahnscheiben, Umlenkrollen, Spannrollen und Einspannelemente wie Spannplatten. Beim Gestalten setzt man auf absolute Verschleißfestigkeit und Sicherheit. Die Verschleißfestigkeit lässt sich für Zahnscheiben vor allem durch die richtige Werkstoffauswahl, geometrische Genauigkeit infolge fein gestuftem Werkzeugprogramm und kleiner Toleranzen sowie geeignete Beschichtungen erhöhen. Für den optimalen Eingriff der Zahnriemenzähne in die Lücken der Zahnscheiben sind neben dem richtigen Fuß- oder Kopfkreisdurchmesser der Zahnscheibe auch die Kopfradien an den Zahnscheibenzähnen verantwortlich. Diese lassen sich nur bei feiner Stufung des von der Scheibenzähnezahl abhängigen Fräserprogrammes optimal ausführen.

In den Anwendungen für lineare Bewegungsabläufe werden Zahnriemen nahezu immer in Spannelementen geklemmt oder befestigt. Insbesondere bei Hubanwendungen ist dabei das Thema Sicherheit von großer Bedeutung. Deshalb hat man das auf die Einspannsicherheit fokussierte Produktprogramm Breco-Fix entwickelt. Es bietet Klemm- und Spannplatten mit entsprechenden Einbau- und Montagehinweisen für nahezu alle Riementypen.

Letztlich ist für die Funktion aller Zahnriemenantriebe die im Antrieb eingestellte Vorspannkraft funktionsentscheidend. Sicher Einstellen lässt sich die vorgegebene Vorspannkraft mit einem Trumspannungs-Messgerät, wie dem TSM alpha 1. Zum Messen wird ein bestimmtes Riemenstück, das Trum, zum Schwingen angeregt und mit dem Messgerät lässt sich dessen Schwingfrequenz messen. Mit einer definierten Formel kann man aus dieser Schwingfrequenz die im Trum vorhandene Vorspannkraft errechnen. (bm)

* Dr.-Ing. Jürgen Vollbarth ist Geschäftsführer Zahnscheiben bei Breco in Porta Westfalica

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