Reibungsräder

Reibungsräder (Reibräder, Reibungsscheiben, Friktionsräder), Räder, die zur Bewegungs- und Kraftübertragung durch Reibung dienen, und zwar seien hier solche verstanden, die sich unmittelbar berühren (direkt wirkende R.). Bei der einfachsten Form eines Reibungsräderpaares für parallele Achsen sind die sich berührenden Radumfänge zylindrisch gestaltet (Fig. 1, S. 724). Damit das eine (treibende) Rad a das andre (getriebene) Rad b mitnimmt unter Übertragung einer gewissen Tangentialkraft am Radumfange (Umfangskraft), muß der Reibungswiderstand zwischen den Radumfängen gleich oder größer sein als die zu übertragende Umfangskraft, andernfalls tritt Gleiten ein. Der nötige Reibungswiderstand wird erzeugt durch Aneinanderpressen der beiden Räder.

Fig. 1. Reibungsräder mit zylindrischem Radumfang.

Die Welle des einen Rades a dreht sich in verschiebbaren Lagern, auf die man eine Gewichtsbelastung, eine Federkraft etc. in geeigneter Weise wirken läßt. Durch den Anpressungsdruck zwischen den Rädern wird ein ebenso großer Druck der Wellenzapfen gegen die Lager hervorgerufen. Es entsteht dadurch eine verhältnismäßig große Lagerreibung, die sowohl Kraftverluste als auch starke Abnutzungen zur Folge hat. Zur Minderung dieser Übelstände soll der nötige Reibungswiderstand durch möglichst kleinen Anpressungsdruck erzielt werden, was einen hohen Reibungskoeffizienten (s. Reibung, S. 722) zwischen den Radumfängen bedingt. Rauhe Umfangsflächen werden hiernach günstiger sein als glatte. Von zwei zusammen arbeitenden Rädern sind entweder beide aus Gußeisen oder nur eins (am besten das getriebene Rad), und das andre hat einen Kranz aus Papier, Leder oder Holz. Der Reibungskoeffizient ist für Gußeisen auf Papier, Leder oder Holz größer als für Gußeisen auf Gußeisen.

Fig. 2. Kranzquerschnitt von Keilrädern.

Zur Erhöhung der mitnehmenden Kraft zwischen den Rädern wird auch häufig von der Keilwirkung Gebrauch gemacht bei den Keilrädern. Deren mit einer oder mehreren ringsum laufenden keilförmigen Rillen, bez. Erhöhungen versehene Radkränze greifen ineinander. Fig. 2 zeigt den Kranzquerschnitt von Keilrädern, die meist aus Gußeisen hergestellt werden. Der zur Übertragung einer bestimmten Umfangskraft erforderliche Anpressungsdruck fällt bei den Keilrädern wesentlich geringer aus als bei Rädern mit zylindrischer Berührungsfläche, dagegen kann nur an einer einzigen Stelle der Berührungsflächen reines Rollen stattfinden. An allen übrigen Stellen tritt Schleifen der Berührungsflächen auseinander ein, was bei dauerndem Betriebe zu starker Abnutzung und Erwärmung Anlaß gibt. Eine besondere Art von Keilrädern bilden Brauers Lamellenräder.

Fig. 3. Kegelförmige Reibungsröder.

Diese bestehen im wesentlichen aus einer Anzahl nebeneinander, in achsialer Richtung beweglich angeordneter Ringe (Lamellen), die mit ihren schwach keilförmig profilierten Rändern zwischeneinander greifen. Eine elastische Pressung der Lamellen in achsialer Richtung erzeugt die zur Mitnahme nötige Reibung. Für sich schneidende Achsen ergeben sich kegelförmige (konische) R. (Fig. 3). Das Anpressen erfolgt hier, indem auf das eine Rad in achsialer Richtung ein Druck ausgeübt wird. Bei sich schneidenden Achsen kann man auch, besonders wenn es sich nur um Übertragung geringer Kräfte handelt, ein Rad mit gewölbter (balliger) Umfangsfläche a (Fig. 4) mit einem sogen. Planrad b zusammenarbeiten lassen. Hierbei läßt sich durch Verschieben des Rades a in seiner Achsenrichtung das Übersetzungsverhältnis (s. Rädergetriebe) leicht ändern (Wechselgetriebe, s. d.). Für zusammenfallende Achsen gehen die R. in die Reibungskuppelungen über. R. gewähren (vorausgesetzt, daß sie genau rund sind) eine sanfte, geräuschlose und nachgiebige Bewegungsübertragung und ermöglichen ein leichtes Ein- und Ausrücken während des Betriebes.

Fig. 4. Planrad und Rad mit balliger Umfangsfläche.

Sie finden Anwendung bei Aufzugswinden, Zentrifugen, Ventilatoren etc. Auch die Triebräder einer Lokomotive sind als R. zu betrachten. Die Fortbewegung wird hier durch die Reibung zwischen Rad und Schienenstrang ermöglicht, welch letzterer das eine der beiden Räder im Paare vertritt. Reibungs- oder Friktionsrollen, korrekter jedoch Antifriktionsrollen oder -Räder, heißen auch Rollen oder Räder, die zwischen übereinander sich bewegenden Körpern angebracht werden, um die gleitende Reibung durch die rollende zu ersetzen. Jedes Rad eines Wagens ist in diesem Sinn im Vergleich zu den Läufen eines Schlittens als Antifriktionsrad anzusehen. Man versieht zuweilen mit Antifriktionsrollen die Lager von Achsen oder Wellen, um diese recht leicht beweglich zu machen (s. Lager, S. 47).