Überprüfung der Geschwindigkeit bei TB-Geräten

[MTG20]

Hallo Willi,

bei geschränkter und gekreuzter Riemenführung läuft trotzdem die Innenseite des Riemens über die Räder. Lediglich die Richtung der Kraftübertragung oder die Drehrichtung ändern sich. Ich habe es extra nochmal mit einem Band überprüft. Ich denke, das Tonbandgetriebe ist eine Ausnahme, die in keiner Fundstelle beschrieben ist. Wenn Andy seine Formel dafür entwickelt hat und auch zu meinem Ergebnis kommt, sollte es stimmen. Nur das mit dem Stauchen und Strecken gefällt mir nicht. Man könnte auch einen unelastischen Riemen, der entsprechend gespannt wird, verwenden (z.B. MTG 25). Das Stauchen und Strecken gleicht sich ja auch aus.
Meine Theorie ist auch ohne Formel, daß sich Außen- und Innenlänge des Riemens entsprechend der Riemendicke unterscheiden. Bei einem außen liegenden Rad muß das seine Auswirkungen haben.
Gibt es noch andere Tonbandgeräte mit diesem Antrieb?

Viele Grüße

Winfried

[MTG20]

Hallo PL504,

wenn der Motor mehr Kraft benötigt läuft er höchstens langsamer. Ein Gummiriemen wird sich immer dehnen. Er wird ja schon unter Spannung aufgezogen. Entscheidend ist, was Willi mit seinem Tonbandgerät machen kann.

Viele Grüße

Winfried

[MTG20]

Hallo PL504,

das mag ja in der Theorie alles richtig sein. Praktisch dürfte dann kaum ein Tonbandgerät mit der richtigen Geschwindigkeit laufen, bzw. die Abweichungen liegen immer noch im zulässigen Bereich.

Viele Grüße

Winfried

[Andy]

Hallo,
in den Formeln von Wikipedia steht zwar nichts von der Riemendicke, wohl aber etwas vomwirksamen Raddurchmesser. Und der enthält auch die Riemendicke. Bei ideal dünnen und unstreckbaren Riemen ist die Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben überall gleich, das ergibt dann die Formeln aus der Wikipedia, so wie wir sie auch kennen. Bei einem realen Riemen hat die neutrale Mitte, also die zwischen den äußeren Seiten, die gestaucht und gestreckt werden, überall konstante Umfangsgeschwindigkeit. Das gilt auch für Riemen, die sich etwas dehnen. Nach dem Anlaufen ist die Dehnung ja konstant, so daß die Umfangsgeschwindigkeit wieder überall gleich ist. Lediglich beim Anfahren und Abbremsen ist der Antrieb "elastischer" und bei Belastung hinkt die Abtriebswelle um einen konstanten Winkel hinter dem unbelasteten Fall hinterher, die Drehzahl bleibt aber. Sonst würde der Riemen ja auf einer Seite immer länger bis er reißt...

Es gibt auch Riemen mit Stahleinlage, bei denen ist die neutrale Mittellinie dort, wo die dünnen Stahlseile eingelassen sind, meistens ist das aber auch in der Mitte.

Gruß

[MTG20]

Hallo zusammen,

das sind alles gute Überlegungen. Bei einem "normalen" Riemengetriebe mit innen liegenden Rädern spielt es alles keine Rolle. Eine Antriebscheibe mit dem Umfang x wird bei einer Umdrehung die angetriebene Scheibe mit dem Umfang 0,5 x zweimal drehen. Gleiches wäre auch bei einem Getriebe mit Zwischenrad. Das Zwischenrad hat auch keinen Einfluß auf das Übersetzungsverhältnis. Beim Tonbandgerät benutzt man zusätzlich die Massenträgheit der Schwungmasse um geringe Unregelmäßigkeiten durch Schlupf und Belastung des Motors auszugleichen.
Ein Riemen mag sich dehnen oder stauchen, die Riemenlänge bleibt insgesamt gleich. Die Riemenlänge ansich hat auch keinen Einfluß auf das Übersetzungsverhältnis.
Beim vorliegenden Fall mit einem außen liegenden Rad denke ich, daß wir uns einig sind. Die größere Dicke des Riemens bewirkt eine höhere Drehzahl des angetriebenen Rades.

Viele Grüße

Winfried

[Andy]

Hallo,
kein zusätzlicher Schlupf, d.h. das angetrieben Rad wird nicht langsamer. Es hinkt nur um einen konstanten Winkel hinterher, aber mit gleicher Drehzahl. Es sei denn, der Riemen rutscht auf mindestens einem der Räder oder der Riemen wird auf einer Seite immer mehr gedehnt, bis er reißt. Bei Gleichlaufschwankungen sorgt die Schwungmasse dafür, daß diese sich mit nahezu gleicher Drehzahl weiterdreht, dabei wrden die Ungleichmäßigkeiten durch den elastischen Riemen ausgeglichen, dessen Dehnung und "Erschlaffung" vor und hinter der Schwungmasse sich dann entsprechend ändert. Ein dehnungsarmer Riemen mit Stahleinlage wäre da sogar kontraproduktiv, die findet man eher in Rimengetrieben, es sind auch meistens Zahnriemen. In Tonbandgeräten und Plattenspielern habe ich bisher nur elastische Gummiriemen gesehen, das ist auch sinnvoll.

Gruß

[Dirk508]

Natürlich gibts einen Schlupf.
Der gezogene Teil des Riemens dehnt sich durch die übertragene Zugkraft, dadurch läuft das angetrieben Rad etwas langsamer, und nicht nur um Winkelgrade versetzt. Der Riementeil, welcher die Kraft überträgt, läuft immer schneller als der unbelastete Teil. Der Ausgleich findet dann auf dem Wirkbogen der Scheiben statt, daher kann der Riemen auch nicht reißen.

Gruß Dirk

[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