Überprüfung der Geschwindigkeit bei TB-Geräten

[MTG20]

Hallo Dirk,

wenn es ein elastischer Riemen ist, wird er sich an der ziehenden Seite dehnen. Diese Dehnung ist aber immer gleich. Genau diese Seite des Riemens übernimmt die Arbeit. Darum denke ich, die Drehzahl wird dadurch nicht beeinflußt. Je nach Alter kann der Riemen reißen oder überdehnt werden. In beiden Fällen wird er unbrauchbar und muß ersetzt werden. Solange der Riemen nicht rutscht, folgt die Drehzahl des angetriebenen Rades dem Übersetzungverhältnis.

Viele Grüße

Winfried

[MTG20]

Hallo Willi,

da wir hier so nicht weiterkommen, würde ich folgendes vorschlagen:
1. Du nennst mal die Durchmesser der entscheidenden Räder, damit man ausrechnen kann inwieweit das Antriebsrad verkleinert werden müßte.
2. Falls Du hast, lege mal 2 Riemen (gleich ein dickerer Riemen) auf. Dadurch wäre nachzuweisen, ob sich die Bandgeschwindigkeit verringert.

Viele Grüße

Winfried

[Dirk508]

wenn es ein elastischer Riemen ist, wird er sich an der ziehenden Seite dehnen. Diese Dehnung ist aber immer gleich. Genau diese Seite des Riemens übernimmt die Arbeit.

Richtig, und der unbelastete Teil des Riemens zieht sich entsprechend zusammen. Weil aber der Riemen weiter läuft, wird immer ungedehnter Riemenanteil nachgeliefert und dieser muss wieder gedehnt werden. Daher transportiert der Motor mehr Riemenlänge als bei der Schwungscheibe ankommt und diese läuft deshalb im Verhältnis langsamer.

Solange der Riemen nicht rutscht, folgt die Drehzahl des angetriebenen Rades dem Übersetzungverhältnis.

Der Riemen rutsch dabei nicht, nur verschiebt sich etwas Riemenmasse auf den unbelasteten Riementeil. Das ganze nennt sich Dehnschlupf.

Gruß Dirk

[MTG20]

Hallo Dirk,

der Riemenantrieb ist demzufolge für Tonbandgeräte völlig ungeeignet. Schon Abweichungen der Gummiqualität wirken sich ungünstig aus und lassen sich nicht vorherberechnen. Leider wurden sogar Studiobandmaschinen hergestellt, wo eine Schwungmasse mittels Riemen angetrieben wird. Da bleibe ich lieber bei der A77 mit Direktantrieb, sofern da nicht auch noch Geschindigkeitsabweichungen auftreten.

Viele Grüße

Winfried

[Andy]

Hallo,
MTG20 hat es schon geschrieben, die Dehnung ist immer gleich. Das Abtriebsrad liefert den Riemen nicht langsamer, sondern später, dadurch entsteht die erhöhte Spannung. Diese Spannung ist aber konstant, wie einem auseinandergezogenen Gummiband. Hält man es auseinander, bewegt es jedoch nicht weiter, bleibt die Spannung erhalten, sie wird weder kleiner noch größer. Überlegt doch einmal: letzendlich muß im Mittel an jeder Stelle die gleiche "Menge Riemen" pro Zeit vorbeilaufen, sonst könnte der Riemen nicht beliebig lange umlaufen. Kurze zeitliche Schwankungen kann es geben, so werden Gleichlaufschwankungen durch die Schwungscheibe ausgeglichen, aber im zeitlichen Mittel muß es exakt das gleiche sein. Würd an einer Stelle, z.B. am Antriebsrad mehr Riemen pro Zeit durchlaufen als ab Abtriebsrad, ist irgendwann am Antriebsrad soviel Gummi mehr virbeigelaufen, wie der ganze Riemen hat. Vom Abtriebsrad bis zum Antriebsrad wäre dann gar kein Gummi mehr vorhanden, der Riemen wäre vorher schon gerissen.

Änderungen des mittleren Übersetzungsverhältnisses kann man nur bekommen, wenn der Riemen rutscht. Genau so war es bei meinem Uher 724 Stereo mit der Rutschkupplung für den Aufwickelteller: die eigentliche Rutschkupplung war viel zu fest eingestellt und rutschte gar nicht - also tat es der Riemen, weil durch den Bandantrieb und den Aufwickelteller ein Übersetzungsverhältnis erzwungen wurde, das nicht dem der Antriebs- und Abtriebsscheibe entspricht. Normalerweise dreht der Aufwickelteller ja schneller, wenn kein Band auf der Maschine ist, nur so kann die Rutschkupplung schließlich funktionieren.

[MTG20]

Hallo zusammen,

bei der Berechnung von Riemengetrieben soll man immer von der mittleren Riemenlänge ausgehen. Diese verändert sich nicht. Der Riemen sitzt immer straff auf den Rädern. Wenn er sich dehnen würde springt er ab oder reißt. Immer auf die mittlere Länge bezogen. Grob gesehen liegt an den Rädern ein Teil gedehnter und ein Teil ungedehnter Riemen an. In der Mitte dieser Auflagefläche herrschen immer gleiche Bedingungen beim treibenden und angetriebenen Rad. Genau dieser Punkt ist entscheidend.
Beim Studium wurde mir dazu leider nichts beigebracht. Sicher weil es nicht notwendig ist.
Das Fach nannte sich Theorie technischer Systeme. Solche Überlegungen wie hier hat da niemand angestellt. Ein Antrieb wie beim vorliegenden Tonbandgerät stand da auch nicht auf dem Lehrplan.

Viele Grüße

Winfried

[Dirk508]

bei der Berechnung von Riemengetrieben soll man immer von der mittleren Riemenlänge ausgehen. Diese verändert sich nicht. Der Riemen sitzt immer straff auf den Rädern. Wenn er sich dehnen würde springt er ab oder reißt. Immer auf die mittlere Länge bezogen. Grob gesehen liegt an den Rädern ein Teil gedehnter und ein Teil ungedehnter Riemen an. In der Mitte dieser Auflagefläche herrschen immer gleiche Bedingungen beim treibenden und angetriebenen Rad. Genau dieser Punkt ist entscheidend.

Nein, die Übertragung von Kraft und Geschwindigkeit findet beim Einlauf des Riemens auf die Scheiben statt, auf dem "Ruhebogen".Der Längenausgleich dann danach auf dem "Wirkbogen".
Macht wohl keinen Sinn die ganzen Grundlagen nochmal durchzukauen, das haben schon andere getan und das Ergebnis in Formeln festgehalten.
Hier ein Zitat aus "Maschinenelemente von Gustav Niemann, Hans Winter"

Dehnschlup.JPG

Ist im Prinzip das, was PL504 und ich zu erklären versuchten.


Gruß Dirk

[MTG20]

Hallo Dirk,

leider bin ich kein Maschinenbauer und kann z.Z. nicht auf Literatur zurückgreifen. Der gezeigte
Ausschnitt sagt aber nichts über eine Drehzahländerung aus. Als Laie würde ich erstmal sagen, daß der rutschende und gedehnte Riemen dann auch nicht die gedehnte Länge auf die Scheibe überträgt.
Ich hatte schon mehrmals darauf hingewiesen, daß diese Diskussion hier nichts bringt. Mir liegt es in keiner Weise daran, unbedingt Recht zu bekommen. Das vorliegende Tonbandgerät hat ohnehin einen anderen Antrieb. Willi, der das Problem hat, läßt schon nichts mehr von sich hören.

Viele Grüße

Winfried

[Willi H 411]

Die Frage danach, ob die Riemendicke nun einen Einfluß auf die Geschwindigkeit hat, dürfte nun wohl geklärt sein. Ich hatte im Internet bei der Firma elektro-ersatzteile.eu bei Herrn Dipl.-Ing. Eberhard Hewicker nachgefragt und folgende Antwort erhalten:

das ist ja eine interessante Frage!

Wenn ein Riemen zwischen zwei Rädern eine kraftschlüssige Verbindung herstellt (kein Schlupf), dann wirkt er so, als wenn die beiden Umfänge der Räder aufeinander abgerollt werden. Die Drehzahl des getriebenen Rades (Dg) ist dann gleich der "Drehzahl des treibenden Rades (Dt) mal Verhältnis der Umfänge":

Dg = Dt * U1/U2

Die Dicke des Riemens kommt in dieser Gleichung nicht vor. Sie hat also keinen Einfluß auf die Drehzahl. Ob die treibende Rolle innen oder außen vom Riemen liegt, ist gleichgültig, denn auch diese Bedingung kommt in der Gleichung nicht vor.

VG Willi

[Willi H 411]

Soll die Formel generell für Riemengetriebe gelten oder lediglich dann, wenn sich die antreibende Welle außerhalb des Riemens, also auf "der anderen Seite" der angetriebenen Wellen befindet, wie es beim Magnetophon 85 der Fall ist?

VG Willi

[MTG20]

Hallo Willi,

die Maschinenbauer sind sich scheinbar in dieser Angelegenheit auch nicht ganz einig. Einer sagt die Dicke kommt in der Formel nicht vor, dann ist die mittlere Riemenlänge maßgeblich und jetzt eine Formel mit Einbeziehung der Riemendicke. Meine Meinung ist ja, daß bei einem außenliegenden Rad die Dicke eine Rolle spielt. Ich hätte aber jeweils die halbe Dicke addiert. Das entspricht dann auch der mittleren Riemenlänge. Auf jeden Fall kann man sagen, daß sich der wirksame Scheibendurchmesser verändert. Dementsprechend die Drehzahl. Die Durchmesseränderung der Scheiben erfolgt dabei nicht im gleichen Verhältnis. Das wird noch deutlicher wenn man bedenkt, daß der Scheibenumfang auch entscheidend ist. Dieser wird mit der Zahl Pie berechnet. Ganz einfach ist es, wenn man den Riemen einfach als eine Vergrößerung der Antriebsscheibe betrachtet. In diesem Fall wird ganz klar, daß sich die zweite Scheibe, die außen liegt, schneller dreht. Das ist dann die Betrachtung als wäre es kein Riemengetriebe.

Viele Grüße

Winfried

[edi]

Interessante Frage- ich hab' auch eine Weile gegrübelt...
Dröseln wir doch mal einen Riemenantrieb auf... Motorwelle, Schwungscheibe, einmal mit einem dünnen Riemen, einmal mit einem übertrieben superdicken Ding.
Und weitere Rollen an verschiedenen Stellen. Alle Rollen sollen mal den Durchmesser der Motorwelle haben.
Welche Rolle dreht sich schneller ?



Die (außenliegende) Rolle links dürfte schneller drehen. Da ist jetzt durch den dicken Riemen der Rollenmittelpunktabstand größer... scheinbar ist die Motorwelle dicker geworden- nämlich um die Riemendicke.
Die Riemenlänge ist innen ja auch geringer, als außen- Dehnung.

Die beiden Rollen in der Mitte drehen gleich schnell, mit der Drehzahl der Motorwelle. An denen geht immer dieselbe Meterzahl Riemen vorbei, außen wie innen. Gibt's aber an den Rollen evtl. eine Umlenkung, und damit Dehnung, so daß eine Rolle auf der gedehnten "Außenseite" (auch wenn die eigentlich die Innenseite ist), läuft, ändert sich das !

Kann man sich sonst auch gut mit einem Kettengetriebe vorstellen, wenn man versuchen würde, 2 Ketten mit gleicher Gliedzahl "übereinander" laufen zu lassen- klar, das klappt nicht. Die Kettenglieder laufen brav zusammen, bis... zu den Kettenrädern, da ist der Durchmesser durch die innen laufende Kette ja größer geworden- eine Kette geht da nicht mit, ein Riemen tut's.

Darum verrecken Riemen, besonders, wenn der kleinere Durchmesser besonders klein ist, und der Umschlingungswinkel sehr groß, da ermüdet das Material, klar.
Riementriebe mit sehr großen Durchmessern halten dafür extrem lange.

Ich kann mir aber nicht vorstellen, daß Riemendicken für Geschwindigkeitsabweichungen in Tonbandgeräten eine Rolle spielen, solch extreme Dickenabweichungen wären nur durch falsche Ersatzteile denkbar.

Edi

[MTG20]

Hallo Edi,

die Zeichnungen machen es deutlich. Wenn man im 1. Fall einen unendlich dünnen Riemen annimmt drehen sich alle kleinen Räder gleich. Beim dicken Riemen ändert sich für die innenliegenden Räder nichts. Die außenliegenden Räder drehen sich aber schneller, weil der Durchmesser des Treibrades größer geworden ist bzw. weil der Riemen außen länger ist als innen. Wenn der Riemen außen angenommen 1cm länger ist als innen werden sich die äußeren Räder bei jedem Riemenumlauf 1cm mehr drehen und somit eine höhere Drehzahl haben.

Viele Grüße

Winfried

[Willi H 411]

Hallo Edi!

Wenn ich mir deine Zeichnung anschaue und nehme die Stelle, wo sich antreibende und angetriebene Welle direkt gegenüber stehen, dann ist es eindeutig logisch, daß sich beide Wellen gleich schnell drehen müssen.

Wenn aber nun, wie von einigen hier geschrieben wurde, die Dicke des Riemens eine Rolle spielt, dann müßte sich die Geschwindigkeit ja zumindest dann ändern, wenn man beide Wellen verschiebt. In der Art, daß man einmal nach außen und einmal nach inner verschiebt. Wenn man beide nach außen verschiebt, müßte sich der Durchmesser der inneren Welle vergrößern und beim anderen Male der Durchmesser der äußeren Welle. Dann müßte sich wiederum bei der kleinsten Verschiebung sofort eine ziemliche Geschwindigkeitsänderung bemerkbar machen.

Bei dem Antrieb des Telefunken Magnetophons 85, wodurch ja diese Diskussion ausgelöst worden ist, sieht der Antrieb so aus:



In der unteren "Etage" sieht man die Motorwelle (schwarze Gummiwelle), die die beiden Antriebsteller links und rechts antreibt. In der Etage darüber befindet sich der "Umschalter" für die Geschwindigkeit. Wird der obere Riemen an die linke Antriebswelle gedrückt, läuft das Gerät mit 9,5 cm/sec, wird er an die rechte Antriebswelle gedrückt, mit 19 cm/sec.

In beiden Fällen - untere und obere "Etage" - befindet sich der Antrieb des Riemens außerhalb desselbigen.

Da es in der Tat, selbst in Fachbüchern, offenbar unterschiedliche Formeln gibt, wäre es wahrscheinlich das Beste, man könnte das Ganze mit einem doppelt so dicken Riemen einmal ausprobieren. Es reicht ja achon, wenn man hierbei lediglich einen Riemen ändert.

Da es allerdings unmöglich sein dürfte, an einen passenden Riemen mit doppelter Dicke zu kommen, müßte es aber auch reichen, wenn man einen Riemen zusätzlich zum vorhandenen Riemen aufzieht. Da die Riemen des Gerätes aber noch funktionieren, wird es wohl noch etwas dauern, bis ich mir einen neuen Riemensatz kaufen werde, um dieses einmal ausprobieren zu können.

VG Willi

[Dirk508]

Warum machst nicht einfach einen Praxistest?
Den Durchmesser der Motorwelle und der Antriebsteller sowie die Riemenstärke kannst ja messen.
Auf den Scheiben eine Markierung anzeichnen und die Motorachse z.B. 100 x drehen. Dabei zählst dann, wie oft sich die Antriebsteller drehen.
Wenn der Riemen keine Rolle spielen würde, entspräche die Untersetzung dem Verhältnis der Scheibendurchmesser.
Vielleicht überzeugt dich ja eigene Erfahrung?

Gruß Dirk