Das Zahnriemenrad

Das Zahnriemenrad, oder auch Synchronscheibe genannt, besteht aus einem zylindrischen Körper, der auf der Mantelfläche (1) verzahnt ist. Zur Führung des Zahnriemens sind seitlich an beiden Seiten der Verzahnung sogenannte Bordscheiben (2). Zentrisch ist eine Bohrung zur Befestigung einer Welle. Meist ist auf einer Seite des Zylinders noch eine Nabe (3). Sie dient meist zur Aufnahme von Befestigungselementen, die die Verbindung mit der Welle herstellen. Bei Zahnriemenrädern, bei denen die Nabe fehlt, spricht man von einer Zahnriemenscheibe.
Beim Einsatz von Zahnriemenrädern aus Aluminium entsteht während des Betriebes auf Dauer ein schmieriger Film durch den Abrieb des Metalls. In der Food-Industrie ist so eine Verschmutzung zu vermeiden. Daher wird die Oberfläche der Zahnriemenräder dort Hartanodisiert.

Zahnriemenräder werden spanend oder nicht spannend hergestellt. Bei den spanenden Herstellverfahren ist eines das Teilungsfräsen. In eine fertig gedrehte Mantelfläche eines Zylinders werden die Zahnlücken gefräst. Der Kopfkreisdurchmesser ist die Auflage des Zahnriemens und bestimmt die Lage des Zugstranges auf dem Zahnriemenrad. Der Zugstrang muss mit seiner Mitte genau im Teilkreis des Zahnriemenrades laufen. Da die Zahnlücken bei einigen Fertigungsverfahren in einem anderen Arbeitsschritt gefräst werden, kann es hier zu Qualitätseinbußen kommen. Besser ist das Walzfräsen. Bei diesem Verfahren, das ähnlich dem Fräsen eines Zahnrades ist, werden die Zahnlücken zusammen mit dem Kopfkreisdurchmesser (d_K) fertig gefräst.
Bei den nicht spanenden Herstellverfahren wird beim Einsatz von Kunststoff das Spritzgießen angewandt. Zahnriemenräder aus Metall werden im Druckgussverfahren (Zinklegierungen) und Gießverfahren (Stahl) nicht spanend hergestellt.
Für die Einzel- und Sonderfertigung von Zahnriemenrädern bieten einige Hersteller auch verzahnte Rohlinge mit einer Länge von 150 - 180 mm an. Je nach gewünschter Breite werden Abschnitte von dem Rohling abgestochen und in die gewünschte Form gebracht.

Seitlich neben der Verzahnung sind zur Führung des Zahnriemens Bordscheiben angebracht. Um ein Ausfransen des Zahnriemens beim Auflaufen auf die Zahnriemenräder zu verhindern, besitzen die Bordscheiben Einlaufschrägen. Die Einlaufschrägen müssen oberhalb vom Wirkkreisdurchmesser enden. Die Führung des Zahnriemens wird von dem kleineren der beiden Zahnriemenräder einer Untersetzungsstufe übernommen. Daher muss dieses Zahnriemenrad mit Bordscheiben ausgerüstet werden.

Sind Bordscheiben aus konstruktiven Gründen nicht möglich, stehen andere Zahnriemenführungen wie die Verwendung eines Keiles auf der Verzahnungsseite und einer entsprechenden Nut in der Verzahnung des Zahnriemenrades zur Verfügung.
Eine weitere Möglichkeit sind selbst führende Verzahnungen wie die Bogenverzahnung (BAT), Pfeilverzahnung (Eagle Pd) und die versetzte Verzahnung (SFAT).