Übersicht über Größen, Typen und Eigenschaften von Keilriemen

Keilriemen übertragen mechanische Leistung effizient zwischen verschiedenen Teilen einer Maschine. Sie werden üblicherweise in Automotoren eingesetzt, um Zubehörteile wie den Klimakompressor, die Servolenkungspumpe, die Lichtmaschine und den Ventilator anzutreiben. Ein Keilriemen hat einen trapezförmigen Querschnitt und ist je nach Abmessung in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Dieser Artikel befasst sich mit den Konstruktionsmerkmalen, Typen und Hauptanwendungen von Keilriemen.

Inhaltsübersicht

• Was ist ein Keilriemen?
• Konstruktive Merkmale eines Keilriemens
• Keilriementypen auf Basis der Abmessungen
• Keilrippenriemen
• Keilriementypen je nach Konstruktion
• Keilriemen-Größe
• Vorteile eines Keilriemenantriebs
• Nachteile eines Keilriemenscheibensystems
• Keilriemen-Anwendungen
• FAQs

Was ist ein Keilriemen?

Ein Keilriemen ist flexibel und überträgt die Kraft von einer Welle auf eine andere. Wie in Abbildung 2 zu sehen ist, hat ein Keilriemen einen trapezförmigen Querschnitt. Der keilförmige Riemen passt perfekt in die keilförmige Rille einer Riemenscheibe. Aufgrund dieser guten Passform übertragen Keilriemen mehr Kraft als Flachriemen. Außerdem liegen bei Keilriemensystemen die Riemenscheiben in der Regel nahe beieinander. Daher ist das System kompakt.

Konstruktive Merkmale eines Keilriemens

Ein Keilriemen besteht aus den folgenden Teilen:

• Stahldrähte: Stahldrähte (Abbildung 2, Kennzeichnung A) haben keine Verbindungsstellen und sind endlos. Diese Drähte verleihen dem Keilriemen die notwendige Festigkeit und Verstärkung für die Drehmomentübertragung.
• Basis-Gummimischung: Eine Gummimischung (Abbildung 2, Kennzeichnung B) dient als Kern, der den Stahldraht umgibt und dem Keilriemen seine Form verleiht. Die Gummimischung (ein Elastomer) dient auch als Druckmittel, um Stöße bei der Kraftübertragung zu dämpfen.
• Schutzhülle: Die Schutzabdeckung (Abbildung 2, Bezeichnung C) besteht aus einer Kunststoffschicht, die den Gummi vor den hohen Temperaturen schützt, die bei der Bewegung des Keilriemens entstehen.

Keilriementypen auf Basis der Abmessungen

Es gibt verschiedene Industrienormen für die Arten und Größen von Keilriemen. Jeder Typ hat die gleiche trapezförmige Grundform, aber unterschiedliche Abmessungen.

Standard-Keilriemen

Standardkeilriemen sind in der Kraftübertragung weit verbreitet. Diese Keilriemen gibt es in verschiedenen Ausführungen, wie in Tabelle 1 dargestellt. Die einzelnen Typen unterscheiden sich in ihren Abmessungen voneinander. Standardkeilriemen werden mit A, B, C, D, E und Z bezeichnet. Lesen Sie unseren Artikel über die Suche nach einem Ersatzkeilriemen, um mehr darüber zu erfahren, wie Sie einen Keilriemen messen und benennen können. Alle Größen haben ein Verhältnis von Oberkante Breite zu Höhe von etwa 1,6:1.

Tabelle 1: Standard-Keilriemenabmessungen

Bezeichnung (ISO, BS, IS, JIS)	Bezeichnung (DIN)	Breite oben (mm)	Höhe (mm)	Empfohlener Mindestdurchmesser der Riemenscheibe (mm)
Z	10	10	6	50
A	13	13	8	71
B	17	17	11	125
C	22	22	14	200
D	32	32	9	355
E	38	38	23	500

Keilrippenriemen

Keilriemen sind für Anwendungen mit begrenztem Raum geeignet. Durch die höhere Leistung werden weniger Riemen benötigt, um die Last zu übertragen. Diese Riemen arbeiten mit der 1,5- bis 2-fachen Belastung von Standard-Keilriemen mit der gleichen oberen Breite. Keilkeilriemen haben einen eingeschlossenen Winkel von 40 Grad (siehe Abbildung 2) und ein Verhältnis von Oberseite zu Breite von etwa 1,2:1. Sie haben eine bessere Platzierung und Konstruktion der Stahlseile und bieten dadurch die höchste Festigkeit während der Bewegung. Die gebräuchlichen Bezeichnungen für Keilrippenriemen sind SPZ, SPA, SPC und SPB, wie in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2: Abmessungen Keilriemen

Bezeichnung	Breite oben (mm)	Höhe (mm)	Empfohlener Mindestdurchmesser der Riemenscheibe (mm)
SPZ	9.7.	8	63
SPA	12.7	10	90
SPB	17	13	140
SPC	22	18	224

Schmalkeilriemen

Schmalkeilriemen sind ideal für die Übertragung großer Lasten. Die üblichen Bezeichnungen für diese Bänder sind 3V, 5V und 8V. Diese Gurte sind genormt und werden in Nordamerika häufig verwendet. Ein Schmalkeilriemen hat einen eingeschlossenen Winkel von 40 Grad und entspricht teilweise dem Profil eines Keilkeilriemens:

• 5V SPB
• 3V: SPZ

Daher ist es eine sichere Praxis, 5 V und 3 V für SPB- bzw. SPZ-Riemenscheiben zu verwenden. Es wird jedoch nicht empfohlen, SPB- und SPZ-Riemenscheiben auf amerikanischen Standard-Riemenscheiben zu verwenden.

Tisch 3: Abmessungen des Schmalkeilriemens

Bezeichnung	Breite oben (mm)	Höhe (mm)	Empfohlener Mindestdurchmesser der Riemenscheibe (mm)
3V	9.7.	8	63
5V	15.8.	14	140
8V	25.4	23	335

Doppel- oder Sechskant-Keilriemen

Sechseckige Keilriemen oder Doppelkeilriemen, Sechseckige Keilriemen oder Doppelkeilriemen sind vielseitig einsetzbar. Die Stahldrähte in diesen Gurten verlaufen durch die Mitte des Querschnitts, wie in Abbildung 4 zu sehen ist. Daher können sich diese Riemen in beide Richtungen biegen und eignen sich für Systeme, bei denen sich die Riemenscheiben in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Die typischen Bezeichnungen für sechseckige Keilriemen sind AA, BB und CC.

Tabelle 4: Abmessungen der Sechskant-Keilriemen

Bezeichnung	Breite oben (mm)	Höhe (mm)	Empfohlener Mindestdurchmesser der Riemenscheibe (mm)
AA	13	10	80
BB	17	14	125
CC	22	17	224

Keilriemen mit Band

Wie in Abbildung 5 zu sehen ist, verbindet eine Abdeckung auf der Oberseite eines Keilriemens mehrere Keilriemen miteinander. Jeder der einzelnen Keilriemen kann Standard-, Keil- oder Schmalmaße haben. Keilrippenriemen sind ideal für Hochleistungsanwendungen wie Kupplungen und vertikale Wellenantriebe. Die Bezeichnung eines Keilriemenbandes beginnt mit einem H, gefolgt von der Bezeichnung der einzelnen Keilriemen. Beispiele sind HA, HB, HSPA, HSPB, H3V und H5V.

Keilriemen mit gebrochener Motorleistung

Keilriemen mit geringer Leistung eignen sich für Anwendungen mit geringer Beanspruchung. Zum Beispiel Geräte in einer Maschinenwerkstatt oder gewöhnliche Haushaltsgeräte, deren Leistungsbedarf bei einem PS oder weniger liegt. Die gebräuchlichen Bezeichnungen für Keilriemen mit geringer Leistung sind 2L, 3L, 4L und 5L. Die Zahl vor dem L gibt die obere Breite des Gurtes multipliziert mit 1/8 Zoll (3,2 mm) an.

Tabelle 5: Keilriemenbezeichnungen für gebrochene Pferdestärken

Bezeichnung	Breite oben (mm)	Höhe (mm)
2L	6.4.	3.2
3L	9.5.	5.6.
4L	12.7	7.9.
5L	16.7.	9.5.

Gezahnte Keilriemen

Keilriemen mit Verzahnung haben an der Unterseite Kerben, die kleinere Biegeradien ermöglichen. Zahnriemen können Querschnittsabmessungen von Standard-, Schmal-, Keil-, Band- und Teilkeilriemen haben. Außer bei Keilriemen hat die übliche Bezeichnung für Zahnriemen ein X nach der Nummer des Keilriemenabschnitts. Beispielhafte Bezeichnungen sind AX, 5VX, 3VX, HAX, H3VX, usw. Die Bezeichnungen für Zahnkeilriemen sind XPA und XPB.

Doppelt gezahnte Keilriemen

Ein doppelt gezahnter Keilriemen kombiniert einen gezahnten und einen sechskantigen Keilriemen. Diese Riemen eignen sich für Anwendungen, die eine hohe Riemenflexibilität und einen kleinen Biegeradius erfordern. Die gezahnte Konstruktion am oberen Ende des Riemens ermöglicht es, dass er sich zickzackförmig biegt. Diese Funktion ist für den Antrieb mehrerer Riemenscheiben von Vorteil. Die Abmessungen von doppelt verzahnten Keilriemen hängen von den Herstellernormen ab.

Keilriemen mit Verzahnung vs. Standard-Keilriemen

Zahnriemen haben an der Unterseite Einkerbungen, die senkrecht zur Riemenlänge verlaufen (siehe Abbildung 5). Dadurch kann der Gurt in kleineren Radien gebogen werden. Zahnriemen eignen sich für Anwendungen mit demselben Scheibensystem wie gleichwertige Keilriemen. Aber Zahnriemen sind haltbarer, erzeugen weniger Wärme und haben einen höheren Wirkungsgrad als herkömmliche Keilriemen.

Poly-V-Riemen

Ein Keilrippenriemen ist einem Keilrippenriemen ähnlich. Im Gegensatz zu Keilriemen mit Bändern haben Poly-V-Riemen jedoch nicht die Querschnittsabmessungen von Standard-, Keil- und Schmalkeilriemen. Stattdessen haben Poly-V-Riemen eine kompaktere Konstruktion. Außerdem sind sie dünner, was ihnen eine höhere Flexibilität verleiht und sie für den Antrieb von Mehrscheibensystemen geeignet macht. Poly-V-Riemen können mit Hilfe von Umlenkrollen einen Zick-Zack-Kurs fahren. Gängige Bezeichnungen für Poly-V-Riemen sind PJ, PH, PK, PL und PM.

Keilriementypen je nach Konstruktion

Je nach Konstruktion werden Keilriemen unterteilt in:

• Gewickelte Keilriemen: Die Oberfläche eines umwickelten Keilriemens ist vollständig mit Kunststoff oder Gewebe bedeckt.
• Rohe Kante Keilriemen: Keilriemen mit roher Kante haben keine äußere Abdeckung.

Gewickelte Keilriemen sind am weitesten verbreitet. Sie haben eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse und arbeiten leise. Diese Riemen haben jedoch einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten, was bedeutet, dass sie eher durchrutschen, was zu einem Leistungsverlust führt. Ummantelte Keilriemen eignen sich für Anwendungen, bei denen ein gewisses Maß an Schlupf ohne Beschädigung des Riemens zulässig ist.

Das blanke Material von Keilriemen mit roher Kante ist physisch mit der Oberfläche einer Riemenscheibe verbunden. Daher ist der Reibungskoeffizient des Riemens höher, was den Schlupf verringert. Der Gummikern dieses Keilriemens hat eine höhere Abriebtoleranz als der von ummantelten Keilriemen. Keilriemen mit roher Kante werden wiederum unterteilt in:

• Rohe Kante glatt (REP): Mehrere Kunststoff- oder Gewebeschichten bedecken die Oberseite eines glatten Keilriemens mit Rohkante. Die Unterseite kann je nach Design eine Abdeckung haben oder nicht.
• Rohkante laminiert (REL): Rohkantenlaminierte Keilriemen sind ähnlich wie REP, haben aber zusätzliche Lagen von Laminatgewebe im Kern. Der Zusatz dieser laminierten Stoffe trägt zur Geräuschreduzierung bei.
• Rohkante gezahnt (REC): Ungezahnte Keilriemen haben Kerben (Zacken) auf der Unterseite des Riemens; daher werden diese Riemen auch als ungezahnte Keilriemen bezeichnet. Diese Zahnräder verbessern die Flexibilität des Riemens und sind daher für Riemenscheiben mit kleinem Durchmesser geeignet. Außerdem wird durch die große Oberfläche an der Unterseite eine bessere Wärmeableitung erreicht. Daher sind diese Keilriemen für Anwendungen mit hohen Temperaturen geeignet.

Keilriemen-Größe

Länge, Tiefe und obere Breite geben die Abmessungen eines Keilriemens an. Keilriemenbezeichnungen verwenden diese Parameter. Lesen Sie unseren Artikel zur Berechnung der Keilriemengröße, um mehr über ein Keilriemenscheibensystem zu erfahren und zu erfahren, wie Sie die Riemenlänge berechnen können.

Vorteile eines Keilriemenantriebs

• Der Schlupf zwischen Keilriemen und Riemenscheibe ist vernachlässigbar.
• Ein mit einem Keilriemen betriebenes Riemenscheibensystem hat einen leisen Betrieb.
• Kompakte Struktur aufgrund des geringen Abstands zwischen den Mittelpunkten der Riemenscheiben.
• Ein Keilriemenscheibensystem dämpft die Vibrationen.
• V-Rillen sorgen für eine hervorragende Griffigkeit, so dass die Übertragung hoher Leistungen möglich ist.

Nachteile eines Keilriemenscheibensystems

• Die Konstruktion von Keilriemenscheiben ist im Vergleich zu Flachriemenscheiben komplizierter.
• Die Zentrifugalspannung verhindert den Einsatz von Keilriemen bei Geschwindigkeiten unter 5 m/s und über 50 m/s.
• Keilriemenantriebe haben ein relativ hohes Gewicht pro Längeneinheit und können daher nicht über lange Strecken eingesetzt werden.

Keilriemen-Anwendungen

Einige der beliebtesten Anwendungen von Keilriemen sind:

• Bohrer
• Motorisch betriebene Werkzeuge
• Landwirtschaftliche Maschinen
• Leichte Fräsmaschinen

FAQs

Wozu wird ein Keilriemen verwendet?

Keilriemen werden zur effizienten Übertragung mechanischer Leistung zwischen verschiedenen Teilen einer Maschine eingesetzt. Sie werden üblicherweise in Automotoren eingesetzt, um Zubehörteile wie den Klimakompressor, die Servolenkungspumpe, die Lichtmaschine und den Ventilator anzutreiben.

Wofür steht das V in Keilriemen?

Ein Keilriemen hat einen trapezförmigen Querschnitt, der an ein "V" erinnert.