Titel: Riemen und Riemenscheiben.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 309 (S. 124–128)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj309/ar309035

Maschinenelemente.
Riemen und Riemenscheiben.

Mit Abbildungen.

J. Flather's Bestimmung der Riemenbreite.

Allgemein gelten als Bestimmungsgrössen für Ermittelung der Riemenbreite Reibungszahl, Umspannungsbogen, Riemengeschwindigkeit, Materialfestigkeit und Dauerhaftigkeit. Nach Versuchen ist

f = 0,12 bis 0,165

als Reibungszahl ermittelt worden, wobei verschiedene Umstände, als Beschaffenheit des Lederriemens, Gleiten, Temperatur, Feuchtigkeitszustand und muthmaassliche Pressung für die Wahl des Werthes der Reibungszahl mitbestimmend sind. Das Gleiten ist proportional der Riemengeschwindigkeit und beträgt 2 Proc. für ein Scheibenpaar; soll der wagerecht laufende Riemen nicht abfallen, so darf der maximale Gleitverlust 20 Proc. nicht übersteigen.

Einem Gleitverlust von 1,5 1,7 2,0 Proc.
entspricht eine Reibungszahl f = 0,2 0,38 0,45.

Bei einer Reibungszahl von f = 0,27 ist für einen mit v = 7,5 m/Sec. laufenden Riemen ein Gleitverlust von 0,015 m/Sec. von Lanza nachgewiesen.

Die Inanspruchnahme des Riemenquerschnittes kann ferner nicht grösser als jene von der Verbindung gegebene sein.

Bei genähten Riemenenden ist k = 0,66 k/qmm
Bei vernieteten Enden k = 1,20 „
Bei verleimten Enden gleich
der Festigkeit des vollen
Riemenquerschnittes


k = 1,3 bis 4,0 k/qmm,
während die eigentliche Inan-
spruchnahme von

S = 0,02 „ 0,83 „
wechselt.

Ebenso wird bei einer Riemengeschwindigkeit v = 4 bis 5 m/Sec. und 2,5 cm Breite des einfachen Riemens eine übertragene Leistung von 1 als Grundlage angegeben.

J. Flather stellt nun eine Beziehung für die Riemenbreite b auf, in welcher die Factoren

  • C1 für die Verbindungsart, geleimt oder genäht,
  • C2 für die Vervielfältigung einfach, doppelt Riemen,
  • C3 Umspannungsbogen,
  • K Factor für die Fliehkraft,
  • N Effect in und
  • v Riemengeschwindigkeit m/Sec.

enthalten sind, wobei f = 0,27 als Reibungszahl gilt. Als einfache Riemendicke sind δ = 5 mm und als Inanspruchnahme des geleimten Riemens S == 0,24 k/qmm der Rechnung zu Grunde gelegt, während S1 = 0,18 k/qmm für genähte Endverbindung angenommen ist. Die allgemeine Beziehung lautet

Wird vorerst der Einfluss des Umspannungsbogens, des Scheibendurchmessers und der Fliehkraft vernachlässigt, so folgt für den einfachen geleimten Riemen die Breite:

bezw.

für genähte Riemenenden.

Hiernach ist der Werth für die Constante

C1 = 9 bezw. 12 für einfache und
C1 = 4,5 6 für doppelte Riemen.

Der Einfluss des Scheibenhalbmessers wird erst bei doppelten Riemen berücksichtigt, indem der Werth für C2 gemacht wird bei

D = 200 mm C 2 = 1,40
D = 300 = 1,25
D = 500 = 1,10.

Der Umspannungswinkel bestimmt den Werth für die Constante C3 wie folgt:

für α0 C 3
120 2,10 1,33
140 2,45 1,21
160 2,80 1,10
180 3,14 1,0
|125|

Endlich ist der Einfluss der Fliehkraft durch die Constante K bei der Riemengeschwindigkeit für geleimten und genähten Riemen ausgedrückt, wie folgt:

Riemen geleimt genäht
vm/Sec. K K
12,5 1,06 1,10
15,0 1,10 1,14
15,5 1,14 1,20
20,0 1,19 1,27
22,5 1,26 1,37
25,0 1,34 1,50
27,5 1,44 1,65
30,0 1,58 1,87

Sollen beispielsweise N = 175 mit v = 15 m/Sec. mittels Riemenscheiben 90 : 60, also α ∾ 140° durch einen geleimten Doppelriemen 2 δ = 10 mm übertragen werden, so folgt, weil die kleine Scheibe 1,5 m Durchmesser besitzt, also C2 = 1 wird, die Riemenbreite

Zum Beispiel: Ein Effect von N = 12 soll mit r = 15 m/Sec. und einem einfachen geleimten Riemen bei 7,5 : 48 Uebersetzung bezw. α = 140° Umspannungswinkel an der D = 190 mm grossen Scheibe übertragen werden, so ergibt sich die Riemenbreite, wenn C2= 1,4 angenommen wird

Welchen Effect überträgt ein geleimter Doppelriemen von b = 50 cm Breite, der mit v = 18,5 m/Sec. auf D = 400 mm grosser Scheibe mit α = 155° Umspannungswinkel aufläuft.

bezw. N = 142 .

Aus verschiedenen Maschinenanlagen sind nun bei. Vernachlässigung der Werthe für C2 C3 bezw. K die Constante C1 aus den übertragenen Effecten bestimmt worden.

Ausführung I II III
HPe N C1 N C1 N C1
50 5,9 50 8,5 80 6,1
100 5,6 130 5,9 150 4,5
200 5,5 300 4,8 265 4,5
325 4,2 380 4,5 350 4,5

(American Machinist, 1897 Bd. 20 Nr. 43 S. 814.)

Fr. W. Parker's Riemenverbindungsnaht.

Eine Näheriemenverbindung mit stumpfem Riemenschluss ist in Fig. 1 und 2 nach American Machinist, 1897 Bd. 20 Nr. 8 * S. 159, dargestellt, welche für Riemenbreiten über 350 mm angewendet worden ist und sich bei Spannrollenbetrieb besonders gut eignet. Parallel zum normalen Riemenschnitt sind zwei Reihen gleichabständiger Löcher gestanzt, durch welche der Näheriemen, der nur auf dem Riemenrücken gekreuzt ist, geschlungen wird. Bei einer nothwendig werdenden Riemenverkürzung wird das Riemenende bis zur ersten oder zweiten Lochreihe abgeschnitten und eine neue Lochreihe eingeschlagen. In Bezug auf die Festigkeit dieser Riemenverbindung kann nur die höhere Festigkeit des Näheriemens maassgebend sein, weil jede Zwischenreibung mangelt.

Fr. P. Miller's Riemenverbindungsnaht.

Bei dieser Verbindungsnaht für stumpfen Riemenschluss ist bloss je eine Lochreihe mit drei gleichabständigen gestanzten Rundlöchern vorgesehen, während in der Mittelreihe noch zwei Löcher (Fig. 3 und 4) zugeschlagen werden, welche in die Mittellinie des Riemens fallen. Die Bindeschlingung des Näheriemens erfolgt in der Weise, dass die Enden desselben in jedem letzten Loch der Mittelreihe auslaufen und durch den Riemenzug zugezogen werden. Auch bei dieser Verbindungsnaht findet eine Kreuzung des Näheriemens am Riemenrücken statt. Doch leidet diese Riemenverbindung gegenüber der vorbeschriebenen an der Beschrankung der Dreitheilung in der Breitenrichtung des Riemens. (American Machinist, 1896 Bd. 19 Nr. 42 * S. 976.)

Textabbildung Bd. 309, S. 125
Textabbildung Bd. 309, S. 125

Gehlofen's Doppelriemen.

Als Ersatz für ältere schmale genähte Doppelriemen an Werkzeugmaschinen mit Bewegungsumkehrung durch Riemenverschiebung, wie Tischhobelmaschinen, wo grössere Riemenbreiten nicht gut anwendbar sind, namentlich aber bei geschränkten Riemen und kurzem Abstande der Transmissionswellen, wo breitere Riemen überhaupt schlecht laufen und von geringer Dauer sind, bietet Gehlofen's Doppelriemen nach den in der Chemnitzer Werkzeugmaschinenfabrik vorm. Joh. Zimmermann in Chemnitz gemachten Erfahrungen ganz vorzügliche Dienste und es hat sich derselbe seit Jahr und Tag sehr gut bewährt.

Dieser Doppelriemen, welcher von Max Nelde Nachf. in Chemnitz verfertigt wird, besitzt folgende Einrichtung. Zwei einfache geleimte Riemen a und b (Fig. 5 bis 7) von gleicher Breite werden über einander frei aufgelegt und nicht durch Leimen oder durch feste Randnähte, sondern durch eine einfache Mittelnaht c in |126| der Weise elastisch verbunden, dass der Näheriemen über gleichmässig abständige Gummiklötzchen d geschlungen wird, wodurch eine gewisse gegenseitige Beweglichkeit der einzelnen Riemen bei grosser Schmiegsamkeit der Gesammtverbindung erreicht wird, was im Gegensatz zum älteren Doppelriemen als nicht hoch genug zu schätzender Vortheil anzusehen ist. Hiermit werden die Vorzüge des schwachen biegsamen einfachen Riemens für den Doppelriemen nutzbar gemacht.

Textabbildung Bd. 309, S. 126

Th. Corscaden's Stahlblechriemenscheibe.

Von der American Pulley Co. in Philadelphia, Pa., wird die in Fig. 8 und 9 abgebildete Riemenscheibe, mit Benutzung kräftiger Pressen und geeigneter Sondermaschinen zum Bohren, Vernieten und Abschleifen, gebaut. Dazu gelangt ausschliesslich mildes Stahlblech in Verwendung, und wird ein so ausserordentlich günstiges Verhältniss zwischen Rohmaterial und fertigem Product durch ein technisch überaus vollkommenes und sparsames Arbeitsverfahren erzielt, dass mit Einschluss von vier Nabenklemm- und zwei Kranzverbindungsschrauben, sowie der 24 Verbindungsnieten, die fertige Riemenscheibe dem Gewichte nach schwerer ist, als das zur Anwendung gekommene Rohblechmaterial, ein Ergebniss, welches von hoher Vollendung und unerreichter constructiver Geschicklichkeit zeugt. In Folge einer günstigen Materialvertheilung im Werke und der hohen Festigkeit des gebrauchten Materials, wird bei geringstem Eigengewicht eine so bedeutende Widerstandskraft der Riemenscheibe erzielt, dass diese Umfangsgeschwindigkeiten gestattet, welche mit den best ausgeführten gusseisernen Riemenscheiben kaum zu erreichen sind. Dabei beträgt das Eigengewicht der Stahlblechriemenscheibe ein Drittel einer gut ausgeführten gusseisernen Scheibe und gleicht kaum dem Gewichte einer hölzernen Scheibe.

Textabbildung Bd. 309, S. 126

Um diese zweitheilige Riemenscheibe für verschiedene Wellenstärken passend zu machen, werden getheilte Einlagebüchsen verwendet, welche durch Klemmdruck ihre Verkuppelung mit der normalen 87,3 mm (37/16 Zoll engl.) weiten Riemenscheibennabe und der betreffenden Welle erhalten.

Die in Fig. 8 und 9 nach Iron Age, 1898 Bd. 61 Nr. 1. * S. 5, dargestellte Stahlblechriemenscheibe besteht aus vier Kranztheilen a, welche, mit dem scharf abgebogenen Rand zusammenstossend, eine gemeinschaftliche Mittelrippe b bilden, während der äussere Rand zu einer Wulstrinne c abgebogen ist, in der die Verbindungsstifte sitzen. Ausserdem sind an der Verbindungsstelle der Mittelrippe Oesen d angenietet, durch welche die Verbindungsschrauben f gezogen sind. An jeder Scheibenkranzhälfte sind ferner drei nach der Nabe zu ausgespreizte Speichenhälften g angenietet, welche je aus zwei Blechstreifen geschnitten, gebogen, ausgespreizt und hohlgepresst sind, und die Nabenbüchse h aussen umfassen. Endlich sind über die Speichennaben gepresste Sattelstücke i aufgelegt, welche durch Schraubenbolzen k die endgültige Verbindung der Scheibenhälften herstellen.

Corscaden's Herstellung der Einzeltheile und ihre Verbindung zu einer Stahlblechriemenscheibe.

Bemerkenswerth ist das Herstellungsverfahren der aus Stahlblech bestehenden Riemenscheibentheile, welche sich in der Hauptsache auf Schnittstanzen und Biegungsanstrengung über die Streckgrenze bezw. in einem Einzelfalle auf das Stauchen gründet. Da sämmtliche Arbeiten im kalten Zustande durchgeführt werden, so muss das dazu gebrauchte Stahlblechmaterial von grosser Biegsamkeit und Zähigkeit sein, und da mit diesen Materialeigenschaften auch Zug- und Biegungsfestigkeit verknüpft sind, so folgt zur dauernden Formgebung eine bedeutende Kraftäusserung der gebrauchten Arbeitsmaschinen. So kommt zum gleichzeitigen Biegen der zwei, eine Kranzhälfte bildenden vorgebogenen Blechstreifen ein Arbeitsdruck von 500 t, und zum Biegen und Bördeln der Scheibenränder wieder ein solcher von 500 t Kraftstärke zur Anwendung; diese Arbeiten gelangen in einem besonderen, später zu beschreibenden hydraulischen Pressenwerke von der Watson und Stillman Company in New York zur Ausführung.

Textabbildung Bd. 309, S. 126

Aus zwei flachen Stahlblechstreifen werden zwei Kranztheile nach genau kreisförmig bleibender Umfangsform gebildet, deren Winkelrand mit 12 nach Lehre gestanzten Löchern versehen wird, welche zur Nietverbindung der drei Speichen, der zwei |127| Schraubenösen und der Kranztheile dienen, wozu bloss zwei einzelne Löcher vorgesehen sind.

Eigenartig ist die Bildung der Speichensterne. In einem rechteckigen Blechstreifen a (Fig. 10) werden zwei Längsschnitte b geführt, welche bis zum Nabenfeld c reichen; dieses wird unter einer Biegepresse rechtwinklig in d (Fig. 11) abgebogen. Hierauf wird dieser Blechwinkel in einem Ambossgesenk mit abwärts gerichtetem Schnittflügel eingebracht, und durch den liegenden cylindrischen Stempelkolben die Nabe f hohlgebogen (Fig. 12), womit das Spreizen der Speichenfelder g verbunden ist. Endlich werden unter einer Ziehpresse zwei, einen vollständigen Stern bildende Speichentheile in wagerechter Lage eingelegt, worauf die Längshohlrillen eingepresst und die Seitenränder abgerichtet werden. Auch kann dabei die Abschrägung der Speichen gegen die Nabenachse verbunden sein. Alsdann werden in die flachen Speichenenden je ein Löcherpaar gestanzt, und in den Nabenantheil je zwei Löcher unter besonderer Maschine gebohrt.

Neu ist das Verfahren, um die genaue Form der Nabenhülse zu erhalten. Mittels einfachem Biegen der rechteckigen Platte im kalten Zustande würde es nicht möglich sein, die genaue Kreisform zu erhalten. Wenn aber die vorgebogene Blechhülse zwischen zwei Gesenke eingelegt, deren innerer Abstand der Wände genau der Blechstärke entspricht, und wenn ferner durch ein auf die freien Stirnflächen ausgeübter Druck eine Compression des Büchsenmaterials und in Folge dessen ein strenges Anliegen an die Gesenkwände erzielt wird, so wird die Federkraft des Büchsenmaterials überwunden und gleichsam ein Fliessen im kalten Zustande hervorgerufen werden.

Das Ausstanzen, Anbiegen, Rundbiegen und Lochen der Sattelstücke verursacht weiter keine besondere Schwierigkeit, und bedarf die Herstellung keiner besonderen Erwähnung. Das Annieten der Speichensterne im geschlossenen Scheibenkranz erfolgt in einer hydraulisch bethätigten Hebelnietmaschine* Endlich wird dem Riemenlauf der Scheibe auf einer doppelt wirkenden Schmirg!lbandmaschine die erforderliche Politur gegeben, während alle inneren Flächen mit Lackfarbe überzogen werden. (Iron Age, 1898 Bd. 61 Nr. 1 * S. 1.)

Stahlblechriemenscheibe Ariel.

Von G. Diechmann und Sohn in Berlin C. werden neue amerikanische Theilriemenscheiben, welche ganz aus gestanztem Stahlblech verfertigt und nach dem vorbeschriebenen System Corscaden ausgeführt sind, in den Handel gebracht. Diese überaus leichten, betriebssicheren, ausbalancirten Riemenscheiben vereinigen alle Vorzüge der Holzriemenscheiben ohne deren Nachtheile, besitzen namentlich eine gefällige constructive äussere Form und gewähren durch Verwendung von Einlegebüchsen die Möglichkeit, Riemenscheiben von 50, 60, 75 und 90 normaler Nabenbohrung für Wellen von beliebigen Zwischendurchmessern ohne weitere Umstände anzubringen. Für kleinere Durchmesserunterschiede werden diese Einlegebüchsen aus gepresstem Stahlblech, für grössere Abweichungen aus Stahlguss oder Gusseisen geliefert, die behufs Gewichtserleichterung entsprechende Aussparungen erhalten. Nabenkeile sind wegen des genauen Passens der Zwischenbüchsen und der Riemenscheibennabe nur in seltenen Fällen nothwendig. Auch ist Anstrich nicht erforderlich, weil durch das Stanzpressen die Oberfläche plattirt wird. Die den Festigkeitsbedingungen entsprechende Ausbildung des Riemenscheibenkörpers, ferner die durch das Stanzpressverfahren erhöhte Festigkeit des ohnedem zähen Stahlwalzbleches und die zweitheilige Form mit den Einlagebüchsen, welche die Anwendung dieser Riemenscheibe für bestehende Kraftwellenleitungen ermöglichen, sind unzweifelhafte Vorzüge dieser stanzgepressten Stahlblechriemenscheiben. Ausnahmsweise dürfte eine kürze Angabe über Abmessung, Gewicht und Preis dieser Riemenscheiben behufs Vergleichung mit maschinengeformten, gusseisernen Scheiben bester Ausführung hier am Platze sein.

Textabbildung Bd. 309, S. 127

Stahlblechriemenscheibe „Ariel“ bezw. Gusseisenriemenscheibe.

Textabbildung Bd. 309, S. 127

Hölzerne Riemenscheiben.

Bemerkenswerth ist die Entscheidung in einem Patentstreite, welcher zu Gunsten der die Gilbert-Riemenscheibe |128| (Fig. 14) herstellenden Saginaw Company ausgefallen ist. Die Patentfähigkeit dieser Scheibe wurde von den Besitzern der im J. 1882 und 1883 patentirten Riemenscheibe (Fig. 14) Dodge und Philion als unter ihrem Patente stehend bekämpft. Beide Scheiben besitzen Kränze, welche aus versetzten Holzbogenleisten verleimt sind. Die ältere zweitheilige, mit cylindrischer Nabenbüchse versehene Scheibe besitzt bloss zwei flache parallele breite Armspeichen an der Verbindungsstelle, während die Gilbert-Riemenscheibe sechs Speichen erhält, wobei die Nabenbüchsen eine versetzte, excentrische Lage gegen die Wellenbohrung erhalten.

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