Welches sind die beiden am häufigsten verwendeten Riemenmaterialien für industrielle Zahnriemen?

Industrielle Zahnriemen sind zentrale Komponenten in mechanischen Präzisionsantriebssystemen, und die Wahl des Gehäusematerials bestimmt im Wesentlichen die Effizienz, Haltbarkeit und Umweltbeständigkeit des Riemens. Derzeit sind die beiden am häufigsten verwendeten Körpermaterialien im Industriesektor Hochleistungs-Chloroprenkautschuk (Neopren) und thermoplastisches Polyurethan (PU). Jedes Material bietet eine unterschiedliche Kombination aus chemischer Struktur und physikalischen Eigenschaften, was es in seinen jeweiligen Anwendungsnischen unverzichtbar macht.

Riemen aus Chloroprenkautschuk: Die Grundlage für Tradition und Zuverlässigkeit

Chloroprenkautschuk oder Polychloropren ist aufgrund seiner hervorragenden Allround-Leistung seit langem das dominierende Material bei der Herstellung von Zahnriemen. Als eine Art synthetischer Kautschuk wird er durch einen Vulkanisationsprozess gebildet, der dem fertigen Zahnriemen außergewöhnliche Flexibilität und Haltbarkeit verleiht.

Überlegene Flexibilität und Ermüdungsbeständigkeit

Der wichtigste Vorteil des Riemenkörpers aus Chloropren-Gummi ist seine herausragende Flexibilität und Biegeermüdungsbeständigkeit. Bei Antriebssystemen mit hohen Geschwindigkeiten, mehreren Achsen oder kleinen Riemenscheibendurchmessern muss der Riemen häufigen und intensiven Biegungen und Gegenbiegungen ausgesetzt sein. Chloroprenkautschuk verteilt diese Biegespannungen effektiv und verlängert so die Lebensdauer des Riemens unter dynamischen Betriebsbedingungen erheblich. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für Maschinen, die eine kompakte Bauweise und einen Hochfrequenzbetrieb erfordern.

Breite Temperatur- und Umgebungstoleranz

Stundard-Zahnriemen aus Chloroprenkautschuk halten einen relativ weiten Betriebstemperaturbereich aufrecht, typischerweise zwischen −20∘C and 100∘C . Hochleistungs-Gummibänder, die durch spezielle Compoundierung entwickelt wurden, können diesen thermischen Bereich noch weiter erweitern. Darüber hinaus weist Chloroprenkautschuk eine gewisse Beständigkeit gegenüber den meisten nichtaromatischen Ölen, schwachen Säuren und schwachen Basen auf. Das Material bietet außerdem eine angemessene Flammhemmung und bietet so einen Sicherheitsvorteil in Industrieumgebungen mit besonderen Brandschutzanforderungen.

Fertigungsreife und Kosteneffizienz

Die Herstellungsverfahren für Zahnriemen aus Chloroprenkautschuk sind ausgereift, was eine hocheffiziente Massenproduktion ermöglicht und deren Kosteneffizienz gewährleistet. Dies macht sie zur bevorzugten wirtschaftlichen Lösung für allgemeine Maschinen, HVAC-Systeme und Übertragungsanwendungen mit mittlerer bis niedriger Last. Seine Haftungseigenschaften mit Zugträgern wie Glasfaser-, Polyester- oder Stahlseilen wurden im Laufe der Zeit optimiert und garantieren eine stabile Einbettung und hohe Zugfestigkeit.

Polyurethan-Riemen: Der Maßstab für Präzision und Verschleißfestigkeit

Zahnriemen aus Polyurethan (PU) stellen einen höheren Standard in der modernen Getriebetechnik dar. Im Gegensatz zu Gummi, der durch chemische Vulkanisation entsteht, wird thermoplastisches Polyurethan durch Schmelzextrusion oder Gießverfahren hergestellt. Abhängig von der Herstellungsmethode werden PU-Riemen hauptsächlich in endlose Bänder (extrudiert) und endlose Bänder (gegossen oder geformt) eingeteilt.

Außergewöhnliche Abrieb- und Scherfestigkeit

Das hervorstechendste Merkmal des Polyurethan-Materials ist seine extrem hohe Abrieb- und Verschleißfestigkeit. In Umgebungen, in denen abrasive Partikel oder Staub vorhanden sind, oder bei Anwendungen mit hoher dynamischer Belastung, die häufige Stopps und Starts erfordern, ist der Oberflächenverschleiß von PU-Riemen deutlich geringer als der von Gummi. Darüber hinaus ist die Scherfestigkeit der PU-Riemenzähne überragend, wodurch sie der Gefahr des Abscherens der Zähne bei der Übertragung hoher Drehmomente oder bei hohen Stoßbelastungen wirksam widerstehen können.

Ideal für hochpräzise Positionierung und saubere Umgebungen

Aufgrund der Möglichkeit, während der Produktion eine engere Toleranzkontrolle und Maßhaltigkeit zu erreichen, sind Polyurethan-Zahnriemen das Material der Wahl für hochpräzise Positionierantriebe. In Anwendungen wie CNC-Maschinen, automatisierten Anlagen, Robotik und Linearmodulen, die höchste Synchronisierungsgenauigkeit erfordern, bieten PU-Riemen einen geringeren Teilungsfehler. Darüber hinaus enthält PU-Material keine Zusatzstoffe wie Sulfide, die flüchtige Substanzen freisetzen können, wodurch es den strengen Reinraumanforderungen der Lebensmittelverarbeitungs-, Medizingeräte- und Halbleiterindustrie entspricht.

Hervorragende Beständigkeit gegen Öl und Chemikalien

Polyurethan zeichnet sich durch eine hervorragende Beständigkeit gegenüber Mineralölen, Fetten und verschiedenen chemischen Lösungsmitteln aus. In Umgebungen wie der maschinellen Bearbeitung und der Automobilherstellung, in denen der Kontakt mit Schmiermitteln und Schneidflüssigkeiten häufig ist, behalten PU-Zahnriemen eine stabile Leistung bei und widerstehen dem Quellen oder Aushärten. Bei Anwendungen, die Beständigkeit gegen Hydrolyse und Ozonalterung erfordern, weisen PU-Zahnriemen im Vergleich zu herkömmlichem Chloroprenkautschuk auch eine überlegene Langlebigkeit auf.

Professionelle Überlegungen zur Materialauswahl

In praktischen industriellen Anwendungen ist die Auswahl des richtigen Zahnriemenmaterials ein Prozess, bei dem mehrere Faktoren berücksichtigt werden müssen. Konstrukteure müssen ihre Entscheidung auf einer sorgfältigen Bewertung der spezifischen Betriebsumgebung, Lasteigenschaften, Geschwindigkeitsanforderungen und Budgetbeschränkungen stützen.