Riemenspannungsmessgeräte sind Instrumente zur Prüfung der richtigen Spannung von Keilriemen, Zahnriemen (Timing Belts), Poly-V-Riemen und Flachriemen in industriellen mechanischen Antrieben. Die richtige Spannung ist für Leistung, Lebensdauer und Wirkungsgrad des Antriebs entscheidend: ein zu lockerer Riemen rutscht auf den Scheiben durch und verursacht Verschleiß und Leistungsverluste, während ein zu stark gespannter Riemen die Lager überlastet, die Lebensdauer der Bauteile verkürzt und zu vorzeitigem Bruch führen kann. Industrielle Spannungsmessgeräte erlauben die regelmäßige Kontrolle und das richtige Nachstellen im Rahmen der vorbeugenden Instandhaltung.
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Messverfahren
Die beiden wichtigsten Verfahren sind: die statische Messung über die Durchbiegung (Force-Deflection-Methode) — eine definierte Kraft wird senkrecht auf den Riementrum aufgebracht und die Durchbiegung gemessen; der Wert entspricht der Spannung nach herstellerspezifischen Kurven; und die dynamische Messung über die Schwingfrequenz (Sonic-Tension-Methode) — der Riemen wird mit einem leichten Schlag angeregt und die entstehende Schwingfrequenz mit einem optischen oder akustischen Sensor gemessen; die Frequenz ist über die Formel T = 4·m·L²·f² mit der Spannung verknüpft (wobei m die Längenmasse, L die freie Länge und f die Frequenz ist). Das Sonic-Verfahren ist schneller und weniger von der Handhabung des Bedieners abhängig.
Geräte für das Sonic-Verfahren
Tragbare Sonic Tension Meter verbinden einen optischen Sensor (Laserstrahl oder Fotodetektor) oder einen akustischen Sensor (Mikrofon) zur Frequenzmessung, ein Digitaldisplay für die Anzeige und eine Funktion zur Berechnung der Spannung, sobald die Riemenparameter bekannt sind (Längenmasse, freie Länge zwischen den Scheiben). Der Bediener gibt die Riemenparameter ein, schlägt den Riemen leicht mit dem Finger an, und das Gerät misst automatisch die Schwingfrequenz und berechnet die Spannung in N oder lbf. Die fortschrittlicheren Modelle verfügen über integrierte Datenbanken handelsüblicher Riemen, um die Eingabe der Parameter zu vereinfachen.
Geräte für das statische Verfahren
Die Geräte für die Messung über die Durchbiegung sind einfacher: ein Stab mit Kraftskala wird auf den Riemen gedrückt; erreicht die Durchbiegung den vom Riemenhersteller empfohlenen Wert (in mm), wird die aufgebrachte Kraft in N abgelesen. Durch Vergleich dieser Kraft mit dem vom Riemenhersteller gelieferten Spannungs-Durchbiegungs-Diagramm (spezifisch für Typ, Breite und freie Länge) ergibt sich die Spannung. Dieses Verfahren ist kostengünstig, jedoch langsamer und weniger genau als das Sonic-Verfahren und von der Handhabung des Bedieners abhängig.
Anwendungen
Typisch ist der Einsatz in der vorbeugenden Instandhaltung von Industriemaschinen mit Riemenantrieben: Ventilatoren, Pumpen, Kompressoren, Getriebemotoren, Werkzeugmaschinen und Bandfördersysteme. Ebenso im Automobilbereich (Zahnriemen der Steuerung, Poly-V-Riemen für Nebenaggregate, Riemen von Servoantrieben). Die Prüfung der Spannung ist besonders wichtig nach dem Einbau neuer Riemen (die sich beim ersten Einlaufen längen) sowie in regelmäßigen Abständen, um das verschleißbedingte Nachlassen zu erkennen. Die Einhaltung der Vorgaben des Riemenherstellers maximiert die Lebensdauer des Antriebs.
Bezugsnormen
Die Spannungsvorgaben der Riemen stammen von den Riemenherstellern selbst (Gates, Fenner, Optibelt, Continental und andere) und stehen in den technischen Datenblättern der einzelnen Produkte, mit Kurven in Abhängigkeit von Typ, Breite und freier Länge. Die Messverfahren sind in ISO 22152 (Zahnriemen) und DIN 7753 beschrieben. Die Kalibrierung von Sonic-Spannungsmessgeräten erfolgt mit Musterriemen bekannter Spannung (mit Kraftmessdosen überprüft) oder mit kalibrierten Frequenzgeneratoren.
Auswahlkriterien
Die Auswahl richtet sich nach dem typischen Spannungsbereich der zu prüfenden Riemen, nach der Riemenart (Keil-, Zahn-, Flachriemen), nach der geforderten Arbeitsgeschwindigkeit (für Kontrollen an vielen Maschinen ist das Sonic-Verfahren vorzuziehen), nach dem Vorhandensein einer integrierten Datenbank handelsüblicher Riemen, nach der Portabilität für den intensiven Instandhaltungseinsatz und nach den Datenschnittstellen zur Aufzeichnung der durchgeführten Kontrollen. Für große Anlagen mit vielen Antrieben ist die Investition in ein vollständiges Sonic Tension Meter mit Datenbank empfehlenswert.
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