Was ist eine Tragrolle?
Eine Tragrolle (englisch: idler) ist ein zylindrisches, rotierendes Element, das bei der Kraftübertragung durch eine Kette oder einen Riemen verwendet wird.
Sie gehört zu den Maschinenelementen und bedeutet im Englischen „etwas im Spiel“. Sie dient dazu, die Kette oder den Riemen zu führen, die Dehnung aufzufangen, sowie die richtige Spannung zu halten usw.
Tragrollen sind gelagert und können sich in Übereinstimmung mit der Kette oder dem Riemen drehen. Sie werden in den folgenden äußeren Formen hergestellt: Zahnräder für Ketten, Keilrillenscheiben für Keilriemen, zahnradförmige Scheiben für Zahnriemen, rollenförmige Scheiben für Flachriemen und Rundrillenscheiben für Rundriemen.
Wenn die Tragrollen auf der Zahnseite des Riemens montiert sind, spricht man von der Innenseite, wenn sie auf der gegenüberliegenden Seite montiert sind, von der Außenseite. Es können Kunstharz-, Stahl- und Edelstahlmaterialien verwendet werden.
Anwendungen von Tragrollen
Tragrollen werden verwendet, um einen kontinuierlichen Ketten- oder Riemenantrieb aufrechtzuerhalten oder um die Position des Ketten- oder Riemenverlaufs zu ändern. Die Aufrechterhaltung der Ketten- oder Riemenspannung ist von entscheidender Bedeutung. Die Tragrollen halten den Weg der Kette oder des Riemens frei von störenden Gegenständen. Sie können auch bei Anwendungen eingesetzt werden, bei denen der Wickelwinkel der Kette oder des Riemens vergrößert wird, um die Antriebskraft zu erhöhen.
Der Einsatz von flachen, riemengetriebenen Rollentypen an den Verbindungsstellen zwischen Werkstückförderern gewährleistet einen reibungslosen Durchlauf der geförderten Werkstücke.
Tragrollen werden häufig in Industriemaschinen wie Verpackungsmaschinen, Nahrungsmittelmaschinen, Werkzeugmaschinen und Förderanlagen sowie in den Antriebseinheiten von Automobilen, Industriemotoren und Landmaschinen eingesetzt.
Funktionsweise der Tragrollen
Tragrollen haben die Aufgabe, die Ketten- und Riemenspannung aufrechtzuerhalten, die Laufwege zu verändern, die Antriebsleistung zu erhöhen, Vibrationen und Flattern zu verhindern, den Riemenschlupf zu unterbinden und die Riemenführung zu verdichten. Tragrollen werden daher in der richtigen Position und variabel eingebaut.
Die Spannung kann entweder durch manuelles Verschieben der Tragrollen oder durch automatische Spannungskonstanthaltung aufrechterhalten werden. Ersteres ist relativ einfach zu bewerkstelligen, da auf dem Markt Spannkomponenten erhältlich sind, die die Position der Tragrollen mit Schrauben verändern. Bei der zweiten Variante wird die Spannung durch Federkraft oder Hydraulik konstant gehalten und muss über lange Zeiträume nicht eingestellt werden.
Um die richtige Riemenspannung zu erreichen, wird die Riemenlänge (Trum) zunächst geometrisch aus dem Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden Wellen und den Teilkreisdurchmessern der beiden Scheiben berechnet. Anschließend wird aus der Trumlänge anhand der Versuchsdaten des Riemenherstellers die richtige Durchbiegung in der Mitte des Trums ermittelt. Die Durchbiegungslast in der Mitte des Trums wird dann aus der Trumlänge, der gesamten Riemenlänge und der Vorspannung bestimmt. Die Spannung kann so eingestellt werden, dass der Riemen in der Mitte des Trums die richtige Durchbiegung aufweist.
Konstruktion der Tragrollen
Die Tragrolle kann sich frei um eine feste Welle drehen, da sie im Inneren ein Wälzlager enthält. Der Außendurchmesser der Tragrolle ist entsprechend der Form des Riemens geformt, sodass die Tragrolle eine ebene Oberfläche aufweist, wenn der Außendurchmesser der Tragrolle über den Rücken des Riemens geschoben wird.
Tragrollen können innerhalb oder außerhalb der Kette oder des Riemens angeordnet sein. An der Außenseite ist die Tragrolle bei Riemen als flache Rolle und bei Ketten als Kettenrad ausgeführt.
Auswahl einer Tragrolle
Die Art der Befestigung der Tragrollen hängt davon ab, ob die Kraftübertragungskomponenten des Riemens um die Funktion der Spannungseinstellung erweitert werden sollen. Ist eine Spannungseinstellfunktion erforderlich, muss die Tragrolle mit Hilfe einer Schraube oder eines anderen Antriebsmechanismus von außen bewegt werden, während, wenn keine Spannungseinstellfunktion erforderlich ist, die Befestigungsfunktion allein ausreichend ist. Die Befestigung der Tragrolle erfolgt über eine Lagerbohrung.
Die Tragrolle benötigt ein Lager, wobei die radiale Belastung des Lagers aus der Spannung und dem Wickelwinkel der Kette oder des Riemens ermittelt und ein Lager mit entsprechender Lebensdauer ausgewählt wird. Die Lagerdichtungen und das Schmierfett werden unter Berücksichtigung der Betriebsumgebung ausgewählt. Auch die Ausrichtungstoleranzen müssen berücksichtigt werden.
Doppelt abgedichtete Tragrollen haben Dichtungen auf beiden Seiten, um das Eindringen von Staub zu verhindern und können in ungünstigen Umgebungen mit Staub, wie z. B. bei Holzbearbeitungsmaschinen, eingesetzt werden. Tragrollen mit Flachriemenantrieb eignen sich auch für Verbindungen in Werkstückförderern, bei denen die Flanschhöhe geringer ist als die Riemendicke, sodass das geförderte Werkstück über die Rollen laufen kann.