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Erscheinungsjahr
- 1971 (1)
Dokumenttyp
- Dissertation (1) (entfernen)
Sprache
- Deutsch (1)
Referierte Publikation
- nein (1)
Schlagworte
- Betriebsverhalten (1)
- Keilriemen (1)
- Profilverformung (1)
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Profilverformung von Keilriemen bei verschiedenen Beanspruchungen zu untersuchen und die Auswirkungen dieser Profilverformung auf das Betriebsverhalten der Riemen zu erforschen. Die Untersuchungen wurden an Normal- und Schmalkeilriemen handelsüblicher Ausführung, vorwiegend Profil 17 und SPB, durchgeführt. Nur in Ausnahmefällen wurde für Vergleichszwecke zur Charakterisierung eventueller besonderer Verhaltensweisen auf Sonderanfertigungen entsprechender Profilgrößen zurückgegriffen.
Sowohl auf theoretischem als auch auf experimentellem Wege wurden zunächst Untersuchungen zur Kennzeichnung des Verformungsverhaltens von Keilriemen bei verschiedenen Beanspruchungszuständen durchgeführt und der Einfluß der Profilverformung auf die Lage des Riemens in der Rille sowie daraus folgend eine Normalspannungsverteilung ermittelt.
Als Ergebnis zeigte sich, daß jeder Riemen unabhängig von seinem Aufbau eine lediglich in ihrer Lage vom Riemenaufbau abhängige Breite besitzt, die bei allen Beanspruchungszuständen unverändert bleibt. Diese sog. Wirkbreite ist gewissermaßen die Drehebene bei der im Wesentlichen von der Biegung (Krümmung) abhängigen Profilverformung. Eine rein rechnerische Bestimmung der Lage der Wirkebene ist unter bestimmten Voraussetzungen mit ausreichender Genauigkeit möglich.
Gegenstand weiterer intensiver Untersuchungen war das Elastizitätsverhalten der Proben bei allen praktisch vorkommenden Beanspruchungszuständen. Mit Rücksicht auf den inhomogenen Aufbau des Keilriemens aus verschiedenen Werkstoffen wurde u.a. die Querelastizität des Profils durch schichtweises Vermessen bestimmt und diese Ergebnisse mit solchen aus Versuchen am Querschnitt verglichen. Für die Berechnungen wurden z.T. entsprechend abgewandelte Modellvorstellungen aus der Theorie der Berechnung von glasfaserverstärkten Kunststoffen herangezogen. Die Elastizitätsmodulwerte bei Zugbeanspruchung wurden mit Hilfe geeigneter Proben ebenfalls für die einzelnen Aufbauelemente getrennt und auch für den Gesamtriemen berechnet. Damit wurden Angaben über die Anteile der von den Aufbauelementen übernommenen Spannungen an der Gesamtspannung und über das relative Dehnungsverhalten der Werkstoffe möglich.
Angaben zur Biegeelastizität wurden im Hinblick auf diesbezügliche Elastizitätsmodulwerte nur auf eine Literaturrecherche beschränkt, jedoch wurden die durch Biegung auf die Scheibenflanken wirkenden Zusatzkräfte mit Hilfe einer eigens hierfür geschaffenen Vorrichtung ermittelt.
Umfangreiche Untersuchungen sowohl theoretischer als auch experimenteller Art waren dem Verhalten des elastischen Umschlingungsmittels in der Keilrille gewidmet. Dabei wurde auf der linearen Zugkraft-Einwanderungstheorie nach 0. LUTZ und den Erweiterungen von K.D. SCHLUMS aufbauend eine modifizierte, nichtlineare Einwanderungstheorie gefunden. Die Nichtlinearität zwischen Zugkraft und Einwanderung wurde auch in der inzwischen erschienenen Habilitation von SCHLUMS bestätigt. Beide nichtlinearen Ansätze unterscheiden sich prinzipiell voneinander. In einer Diskussion wird dargelegt, daß beide Ansätze jedoch ähnliche Aussagen ermöglichen. Ferner werden die von der Theorie nicht oder nur unvollständig erfaßten Einflußgrößen, wie Längsdehnung und Winkelverformung, erörtert.
Die Ermittlung der Keilriemenlänge wurde lediglich im Hinblick auf ihre Bedeutung beim Zusammenstellen von Riemensätzen für Mehrstrangantriebe behandelt.
Schließlich mußten Leistungs- und Lebensdauerversuche zeigen, welche Auswirkungen Profilverformungen auf diese beiden, das Betriebsverhalten kennzeichnenden, Größen haben werden. Dabei ergaben sich infolge unterschiedlicher Keilwinkel von Riemen und Rille eindeutige Einbußen in der übertragbaren Leistung. Die wegen der gleichen Ursachen vermutete Verminderung der Lebensdauer trat nicht in dem erwarteten Umfang auf. Die Abweichungen in den geometrischen Maßen bewirkten vornehmlich eine Vergrößerung des Streubereiches und verschlechterten damit die Aussagesicherheit.
In Bezug auf das Verhalten von Mehrstrangantrieben wurde versucht, eine Abschätzung der Auswirkung geometrischer Riemen- und Scheibenfehler sowie elastischer Unvollkommenheiten der Riemen auf Leistungsübertragung und Lebensdauer vorzunehmen. Im Gegensatz zu den sehr umfangreichen Versuchen mit Einstrangantrieben mußten Versuche hier mit Rücksicht auf die mengen- und leistungsmäßig begrenzte Maschinenkapazität auf Stichproben beschränkt bleiben.