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Treibriemen und ihre Versionen im Kraftfahrzeug
Heutige Motoren in gewöhnlichen Fahrzeugen sind mit mehreren zusätzlichen Aggregaten gekoppelt. Bauartbedingt werden diese Zusatzaggregate mechanisch durch sogenannte Keilriemen oder Zahnriemen angetrieben. Diese spielen daher für die Funktionsfähigkeit des Fahrzeugs eine wesentliche Rolle.
Die Kraftübertragung erfolgt mittels fest installierter Riemenscheiben in unterschiedlichen Positionen um den Motor herum. Als zentrale Antriebseinheit für diese Aggregate dient bei der traditionellen Anordnung eine mit der Nockenwelle des Fahrzeuges verbundene Riemenscheibe aussen am Motor. Diese rotiert beim Laufen des Motors mit der Nenndrehzahl der Nockenwelle, beim Gasgeben beschleunigt sich folglich diese Rotationsbewegung.
Das konventionelle Motorendesign kann nicht auf diese Zusatzaggregate verzichten. Bei innovativeren Konzepten von Fahrzeugmotoren kann auch ein Antrieb dieser Aggregate durch beispielsweise Elektromotoren übernommen werden. Gänzlich auf Treibriemenantrieb verzichten zu können ist zwar ein Wunschtraum vieler Kfz-Ingenieure und Motorenbauer. Zur Serienfertigung in Grossauflagen ist eine vollkommen treibriemenfreie Bauweise aber noch nicht gereift.
Weiterentwicklungen von den Keilriemen an Fahrzeugen sind die Zahnriemen und die Keilrippenriemen. Die hier verwendete Antriebsenergie aus den Verbrennungsmotoren sorgt nämlich für einen zusätzlichen Laufwiderstand und folglich auch einen höheren Verbrauch an Brennstoff. Das beschleunigte die Entwicklung besserer und effizienterer Systeme für den Markt.
Warum werden überhaupt Treibriemen an Automotoren verwendet?
Das Drehmoment des Motors wird durch Treibriemen auf mehrere Aggregate übertragbar gemacht. Ein Treibriemen benutzt die Kraft der Drehbewegung (das Drehmoment) der Kurbelwelle und die Nebenaggregate erhalten dank dieser mechanischen Kraftübertragung die Antriebsenergie zur Verrichtung der vorbestimmten Aufgaben am Fahrzeug. Der Verbrennungsvorgang des Luft-Kraftstoffgemisches treibt die Kolben an, deren kontrollierte Bewegung über die Pleuel in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Hier befindet sich die antreibende Keilriemenscheibe. Die Nebenaggregate können auch über Umlenkrollen oder Riemenscheibenübersetzungen erreicht werden. Sie bleiben durch die Energieversorgung per Treibriemen (Keilriemen, Zahnriemen, Keilrippenriemen) auch autark austauschbar.
Welche Nebenaggregate können diese Treibriemen antreiben?
Zu den häufig angetriebenen Nebenaggregaten gehören zweifelsohne: der Generator (die „Lichtmaschine“), die Wasserpumpe für den Kühlkreislauf, die Hydraulikpumpe der Servolenkung, der Klimaanlagenkompressor (sofern vorhanden) und der primäre Lüfter an manchen Kühlerbauweisen. Während frühere Anordnungen im Fahrzeugbau den einzelnen Aggregaten eigene Keilriemen zuwiesen, verwenden modernere Motorkonzepte eine reduzierte Anzahl von Keilriemen. Fortschrittlichere Systeme treiben mehrere oder sogar alle vorhandenen Aggregate mit nur einem Treibriemen an.
Was unterscheidet diese Treibriemenversionen voneinander?
Der Keilriemen ist ein umlaufender Treibriemen, der seinen Kraftschluss auch einer gewissen Spannung zwischen den Riemen verdankt (Keilriemenspannung). Der Querschnitt herkömmlicher Keilriemen ist trapezförmig, er korrespondiert mit den keilförmig offenen Riemenscheibenaufnahmen.
Zahnriemen haben eine sogenannte Verzahnung auf der Innenseite, der Aussenseite oder manchmal sogar beidseitig. Der Zahnriemen hat ein Zahnprofil, welches mit den Zahnriemenscheiben kompatibel ist, über das Profil erfolgt auch der Kraftschluss. Er verbindet die Charakteristiken und Eigenschaften einer Kette mit denen eines Treibriemens und kann daher auch zu Zwecken der gezielten Steuerung von Vorgängen im Kfz-Bereich eingesetzt werden.
Der Keilrippenriemen ist eine Weiterentwicklung des gewöhnlichen Keilriemens und funktioniert auch nach dem gleichen Prinzip. Keilrippenriemen haben den Vorteil, dass sie das Drehmoment des Motors synchron auf mehrere Aggregate transferieren können. Keilrippenriemen haben in der Regel mehrere Rippen, welche in Längsrichtung verlaufen. Die entsprechenden Riemenscheiben weisen damit korrespondierende Rillen auf. Keilrippensysteme benötigen zur einwandfreien Funktion eine automatisierte Spannvorrichtung im System.
Sind verzahnte Keilriemen denn Zahnriemen?
Nein, die moderneren Keilriemen haben ein verzahnt aussehendes Innenprofil. Das dient aber nicht dem Kraftschluss, sondern reduziert Materialermüdungen und erhöht die leichte Gängigkeit. Der Kraftschluss erfolgt weiterhin über die Flanken der Keilriemen. Sogenannte „flankenoffene Keilriemen“ im Handel sind auch nur eine Weiterentwicklung mit verbesserter Effizienz.
Hilfe, mir ist ein Keilriemen gerissen!
Keine Panik, denn in der Regel kann Ihnen sehr schnell geholfen werden. Wenn Sie einen passenden Ersatzriemen im Fahrzeug mitführen und sich diese Pannenbehebung selbst zutrauen, dann können Sie bereits wieder in Minuten auf dem Weg ans Ziel sein. In der Schweiz bieten ansonsten beispielsweise drei Verkehrsclubs ihren Mitgliedern eine kantonal übergreifende Pannenhilfe an. Der Pannendienst durch die Mitgliedschaft im TCS (Touring Club Schweiz), VCS (Verkehrs-Club der Schweiz) oder dem ACS (Automobil Club der Schweiz) ist kostenfrei (abgesehen vom Jahresbeitrag). Pannenassistenz kann aber auch über Ihre Autohaftpflicht-, Kasko- oder Teilkaskoversicherung inkludiert sein. Die Autoclubs geben gerissene Keilriemen als eine der hauptsächlichen Ursachen für Autopannen an.
Wie lange hält solch ein Treibriemen?
Dafür gibt es keinen festen Wert. Eine gelegentliche Überprüfung Ihrer Treibriemen erfordert auch ausserhalb der Serviceintervalle nur ein wenig Zeit und Aufmerksamkeit. Treibriemen gehören generell zu der Gruppe von Autoteilen mit begrenzter Lebensdauer, sie sind also ein Verschleissteil. Auch ein nur stellenweise defekter Treibriemen sollte sofort replaziert werden. Brüchige Stellen signalisieren ein baldiges Komplettversagen. Die richtige Keilriemenspannung ist bei den Keilriementypen lebensdauerverlängernd. Zu straff gespannte oder zu lockere Keilriemen erhöhen dagegen den Verschleiss beträchtlich.
Mein Keilriemen verursacht Geräusche im Betrieb, was kann das sein?
Quietschen oder ungewöhnliche Geräuschentwicklungen im Motorraum weisen auf Probleme hin. Das können festsitzende Aggregate sein, aber auch zu lockere Riemenspannungen. Ein Aggregatdefekt ist ebenfalls eine mögliche Ursache, wenn die Funktionalität des Riemensystems augenscheinlich einwandfrei ist. Suchen Sie eine Werkstatt auf oder befragen Sie einen Fachmann dazu.
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