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Zahnriemen – Darauf sollten Sie achten 

Ihre Werkzeugmaschinen sind auf höchste Präzision angewiesen. Für den Antrieb einer Werkzeugspindel benötigt Ihre CNC-Werkzeugmaschine einen Spindelantrieb, der selbst unter anspruchsvollsten Bedingungen immer 100 Prozent Leistung bringt. Große Kräfte, hohe Geschwindigkeiten, extreme Temperaturen, andauernder Kontakt zu Kühlschmierstoffen – qualitativ hochwertige Zahnriemen halten diesen Bedingungen stand und übertragen die Kraft vom Zahnriemenrad verlässlich und direkt auf die Spindel.  

Wenn Sie einen Zahnriemen für Ihre CNC-Werkzeugmaschine kaufen, achten Sie vor allem auf den Verwendungszweck, die richtige Beschichtung der Zähne, das ideale Material für den Riemenkörper und die passenden Maße, also Länge und Zahnteilung. Dasselbe gilt auch für Zahnriemen, die zur exakten Positionierung von Werkzeug und Werkstück in der Maschine dienen. 

Zahnriemen - was ist das eigentlich? 

Zahnriemen sind widerstandsfähige, dehnungsfreie Antriebsriemen, die zumeist aus Neopren oder Polyeurethan (PU) hergestellt werden. Sie sind speziell beschichtet, können eine Lochung oder Fräsung aufweisen und besitzen Elastomer-Zähne an der Innenseite. In ihren Ausführungen als Förderbänder sind Zahnriemen vielfach von außen mit Nocken versehen. In der Regel ergänzt ein robuster Zugstrang aus Aramid, Polyester, Carbon oder Stahl den Riemen. Zahnriemen laufen passgenau in einer Zahnriemenscheibe, deren Zahnung formschlüssig zu der des Riemens passt.  

Vorteile von Zahnriemen 

Der Vorteil von Zahnriemen im Vergleich zu Flachriemen besteht in ihren präzisen Stelleigenschaften einerseits und der schlupffreien Übertragung des Drehmoments andererseits. Somit können Zahnriemen in Linearantrieben wie beispielsweise Positioniersystemen Anwendung finden, aber auch als Treibriemen eingesetzt werden. 

Anwendung – Wozu benötigt man Zahnriemen? 

Zahnriemen erfüllen verschiedene Funktionen in Werkzeugmaschinen. Sie kommen dort zum Einsatz, wo es auf eine spielfreie Übertragung von Kraft ankommt. Einige Beispiele für Anwendungsbereiche in CNC-Werkzeugmaschinen sehen Sie hier im Überblick:  

• Positionierantriebe: Sowohl bei spanenden als auch bei umformenden Werkzeugmaschinen muss der Zahnriemen des Positioniergetriebes bei hoher Geschwindigkeit absolute Genauigkeit sicherstellen. Er muss also zu 100 Prozent dehnungsbeständig und spielarm sein.  
• Handlingmodule: Transportsysteme wie Handlingmodule sorgen per Linearführung für den präzisen Transport von Material an die Bearbeitungsstelle der CNC-Werkzeugmaschine und dessen Abtransport nach der Bearbeitung. Handlingmodule verschieben, schwenken, fördern, drehen und/oder ordnen Materialien, wobei Zahnriemen für die Genauigkeit der Positionierung sorgen. 
• Linearantriebe in Robotern: Zahnriemen dienen bei Industrie-Robotern der multidirektionalen Bewegung. Dabei kommt es vor allem auf Schnelligkeit, Positionsgenauigkeit und Leichtgängigkeit an. Es gilt: Je kleiner das Zahnriemenprofil, desto genauer ist der Antrieb. 
• Treibriemen: Übertragen die Kraft des Getriebemotors bzw. der Zahnriemenscheibe auf den Zahnriemen. Dabei gilt: Je größer das Profil, desto höher die Zugkraft. Ideal für leistungsstarke Fördersysteme. 

Welche Unterschiede bei Zahnriemen gibt es? 

Zahnriemenlösungen sind so individuell wie ihre Einsatzbereiche. Sollen sie ein Maximum an Kraft übertragen? Oder sollen sie möglichst präzise bestimmte Positionen ansteuern? Die wichtigsten Unterschiede bei Zahnriemen für CNC-Werkzeugmaschinen sehen Sie hier in einer Übersicht: 

• Material: Die meisten Zahnriemen bestehen aus Neopren oder PU, weil diese Materialien für extreme Temperaturbereiche von etwa -30 Grad bis +100 Grad geeignet sind. Weitere Unterschiede bestehen beim Lauflächenschutzgewebe (z.B. Nylon), dem Material des Zugträgers und der Beschaffenheit der Zähne selbst. 
• Beschichtung: Bei CNC-Werkzeugmaschinen sind für eingesetzte Zahnriemen die verschiedensten Beschichtungen erhältlich. Diese werden, je nach Grundmaterial, entweder aufgeschweißt, aufgeklebt oder vulkanisiert. Je nach Härtegrad und Material bekommen die Riemen so neue Charakteristika wie Temperatur- oder chemische Beständigkeit. 
• Zahnung: Die Beschaffenheit eines Zahnriemens hängt sowohl vom Material als auch von der Feinheit der Zahnung ab. Beides wirkt sich auf das Laufverhalten, die Kraftübertragung und die Präzision aus. Die Spindelantriebe der Werkzeuge und die Linearantriebe zur Positionierung von Werkzeug und Werkstück setzen oft auf Zahnriemen, die exakt zu einem Zahnriemenrad als antreibendes Gegenstück passen müssen.  

Zahnriemen warten und wechseln 

Eine regelmäßige Wartung ist bei einer CNC-Werkzeugmaschine Pflicht. Schließlich läuft diese mehr als 2000 Stunden pro Jahr. Dazu gehört die Überprüfung der Zahnriemen an der x-, y- und z-Achse. Der Wartungsaufwand beim Zahnriemen ist geringer als bei einer Kette. Das liegt daran, dass keine Schmierung notwendig ist. Das minimiert die Instandhaltungskosten und die investierte Wartungszeit. 

Dennoch passiert es, dass Zahnriemen unter der Belastung im Laufe der Zeit abnutzen und spröde werden, verschmutzen und sich dehnen. Spätestens dann ist es an der Zeit, den entsprechenden Riemen von der Zahnriemenscheibe zu nehmen und auszutauschen. Den passenden Ersatz bekommen Sie schnell und unkompliziert bei SPAREPARTSNOW. 

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