Keilriemenspannung und Riemenscheibenausrichtung

Warum Keilriemenspannung und Riemenscheibenausrichtung die lohnendste halbe Stunde der Wartung sind

Der Antriebsstrang eines Brechers überträgt die gesamte Motorleistung über eine Handvoll Riemen, und das unter Stoßlast. Keilriemenspannung und Riemenscheibenausrichtung bestimmen daher sowohl den Wirkungsgrad dieser Übertragung als auch die Belastung der Lager, was sie zum kürzesten und dennoch ertragreichsten Punkt eines Wartungsprogramms macht. Ein zu lockerer Riemen rutscht, erwärmt sich, hinterlässt Brandgeruch und anhaftenden Staub und senkt die Leistung. Ein überspannter Riemen sieht nach einem gesunden Antrieb aus, belastet aber die Wellenlager dauerhaft radial und hebt die Lagertemperatur unbemerkt an.

Beide Fehler können sich mit demselben Symptom zeigen: steigender Schwingung. Deshalb prüft ein Wartungsteam bei einer Schwingungsmeldung zuerst Riemenspannung und Scheibenausrichtung und nicht das Lager. Keine der beiden Prüfungen verlangt Sonderwerkzeug, und beide erfolgen bei stehender Maschine.

Wie die Spannung gemessen wird: die Eindrückmethode

Am weitesten verbreitet ist die Eindrückmethode. Gemessen wird die freie Trumlänge zwischen den Punkten, an denen der Riemen die beiden Scheiben verlässt; diese Länge ist die Grundlage des Eindrückmaßes. In der gängigen Praxis werden etwa 1,6 mm Eindrückung je 100 mm Trumlänge angestrebt, also ein Vierundsechzigstel der Länge. Die Eindrückung wird mit einer senkrecht zum Riemen in der Trummitte aufgebrachten Kraft erzeugt, und diese Kraft richtet sich nach dem Riemenquerschnitt. Das Eindrückmaß ist also ein Ausgangspunkt; die Zielkraft stammt aus der Tabelle des Riementyps.

Die Werte lassen sich unmittelbar berechnen: Trumlänge in Millimeter messen und durch vierundsechzig teilen. Mit dem Fingergefühl ist das nicht messbar; ein dünnes Lineal und ein Haarwinkel genügen. Gemessen wird stets am gleichen Riemen und an der gleichen Stelle, denn vergleichbar ist allein die Veränderung einer Stelle über die Zeit.

Wo die Spannung verschwindet: die Einlaufphase

Neu montierte Riemen längen sich beim Einsitzen in die Rillen und verlieren in den ersten Betriebsstunden einen merklichen Teil ihrer Spannung. Deshalb folgt nach der Montage ein kurzer Einlauf, danach wird die Spannung erneut gemessen und eingestellt. Bleibt diese zweite Einstellung aus, rutscht der Riemen innerhalb weniger Tage in den Schlupfbereich; was vor Ort als "der Riemen hat nicht gehalten" beschrieben wird, ist meist eine nie ausgeführte zweite Einstellung.

Ausrichtung: zwei verschiedene Fehler, zwei verschiedene Korrekturen

Scheibenausrichtung ist keine einzige Größe. Winkelversatz bedeutet, dass die beiden Wellen nicht parallel zueinander stehen; Parallelversatz bedeutet, dass die Scheiben nicht in einer Ebene liegen. Weithin anerkannt ist eine Grenze von einem halben Grad Winkelversatz, und näher an Null zu bleiben ist immer besser, wenn die Aufnahme es zulässt. Ein so kleiner Winkel lässt sich nicht mit dem Auge beurteilen, denn ein halbes Grad entspricht auf einem Meter nur wenigen Millimetern.

Für die Messung dienen ein Haarlineal, eine Schnur oder ein Linienlaser: berührt ein an die Seitenflächen beider Scheiben angelegtes Lineal an vier Punkten, ist die Ausrichtung annehmbar. Ein Spalt an einem Punkt bedeutet Winkelfehler, gleiche Spalte an zwei Punkten bedeuten Parallelfehler. Die Unterscheidung zählt, weil die Korrekturen verschieden sind: Parallelversatz wird durch Verschieben der Scheibe auf der Welle beseitigt, Winkelversatz durch Neuausrichten der Motorfüße.

Rillenverschleiß ist die dritte, übersehene Größe

Wird beim Riemenwechsel die Rille nicht gemessen, hält der neue Riemen nicht lange. Eine verschlissene Rille hat blanke, geweitete Flanken; der Riemen berührt den Grund statt die Flanken und die Reibkraft bricht ein. Die Spannung in diesem Zustand zu erhöhen, steigert nur die Lagerlast und behebt den Schlupf nicht. Praktisch prüft man das Profil mit einer Rillenschablone: tritt zwischen Schablone und Rillenflanke Licht durch, ist die Scheibe zu erneuern.

Reihenfolge der Einstellung

Die richtige Reihenfolge erledigt die Arbeit in einem Durchgang. Maschine stillsetzen und Energie freischalten. Schutzhaube abnehmen, Riemen vollständig entspannen. Rillen und Riemenflanken prüfen; verschlissene Riemen als Satz tauschen, nie einen einzelnen, denn alte und neue Riemen längen sich unterschiedlich. Zuerst ausrichten, dann spannen; die umgekehrte Reihenfolge zerstört die eben eingestellte Spannung. Freie Trumlänge messen und Ziel-Eindrückung berechnen. Nach dem Spannen den Antrieb von Hand drehen, damit die Riemen in die Rillen einsitzen. Schutzhaube montieren, kurzen Einlauf fahren und die Spannung erneut messen. Lagertemperaturen über die erste Schicht beobachten; ein unerwarteter Anstieg nach dem Spannen ist das Kennzeichen von Überspannung. Bei stoßbelasteten Maschinen wie einem Primär-Prallbrecher wird dieses Vorgehen bei jedem Verschleißteilwechsel wiederholt.

Aufzeichnung und Intervall

Bei jeder Einstellung werden drei Angaben notiert: freie Trumlänge, gemessene Eindrückung und Datum. Diese Aufzeichnung macht die Riemenlebensdauer vorhersagbar; beschleunigt sich der Spannungsverlust zwischen zwei Einstellungen, beginnen Rille oder Wellenausrichtung zu verfallen. Die Prüfung wird einmal in der ersten Woche und danach monatlich geplant und gehört in den Plan für Wartung und Verschleiß der Anlage.

Wenn die Spannwerte für die Scheibengrößen und den Riemensatz Ihres Antriebs bestimmt werden sollen, leiten wir freie Trumlänge und Ziel-Eindrückung je Maschinentyp gemeinsam ab.