Wat is een tandriemaandrijving?

Een tandriemaandrijving is een aandrijfsysteem die op verschillende manieren in de techniek wordt gebruikt. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van een aandrijfriem die is voorzien van speciale riemtanden. De getande riem loopt over in ieder geval twee riemschijven of poelies met buitenvertanding. Over deze riemschijven loopt een getande riem die is voorzien van binnenvertanding. Door deze vertanding slipt de riem niet meer over de riemschijven. Het slippen van aandrijfriemen komt bijvoorbeeld wel vaak voor bij gladde aandrijfriemen. Getande aandrijfriemen worden zowel in motoren gebruikt als voor de eindaandrijving.

Distributieriemen voor auto’s
In verbrandingsmotoren wordt een getande aandrijfriem gebruikt voor een zogenaamde synchrone aandrijving. Een synchrone aandrijving is een aandrijving met een vaste verhouding. Deze vaste verhouding mag nooit worden gewijzigd omdat anders de tanden van de aandrijfriem niet meer goed vallen binnen de tanden van de riemschijven. Een goed voorbeeld hiervan is de aandrijving van de nokkenas. Als de riem van een nokkenasaandrijving niet meer goed zou lopen over de riemschrijven of zou slippen dan gaan de kleppen van de motor niet meer op het gewenste moment open en dicht.

Daardoor wijzigt ook het tijdstip van de ontsteking. Een tandriemaandrijving wordt hierbij gebruikt als een effectieve overbrenging in plaats van een tandwielaandrijving of een kettingaandrijving. Deze laatste twee systemen hebben smering nodig om een vastloper te voorkomen. Als men gebruik maakt van een kettingaandrijving of een tandwielaandrijving zal men deze in een afgesloten deel van de motor moeten plaatsen, namelijk het distributiecarter. Dit hoeft bij een distributieriem niet.  Men dient echter distributieriemen tijdig vervangen. Als men dit niet doet kan de riem breken en zorgt dit er voor dat de inlaatkleppen of uitlaatkleppen stil komen te staan. De krukas blijft dan echter nog draaien. Daardoor blijven de zuigers, die doormiddel van de zuigerstangen aan de krukas verbonden zijn, ook op en neer gaan. Deze zuigers kunnen in die beweging de kleppen raken waardoor er zeer veel schade aan de motor kan worden veroorzaakt. Distributieriemen zijn echter maar een voorbeeld van een tandriemaandrijving.

Aandrijfriem voor motoren
Men kan ook een tandriemaandrijving gebruiken in de vorm van een eindaandrijving. In dit geval vind de tandriemaandrijving plaats van versnellingsbak naar achterwiel. Zo wordt bijvoorbeeld bij motorfietsen bijvoorbeeld soms een tandriem toegepast. Bij motorfietsen wordt echter vaker een metalen ketting toegepast of een zogenaamde cardanaandrijving. Ondanks dat wordt het gebruikt van een aandrijfriem populairder bij motoren omdat deze aandrijfriem veel minder onderhoud vereist dan bijvoorbeeld een aandrijfketting. Er worden bijvoorbeeld aandrijfriemen gebruikt bij een aantal modellen van Harley-Davidson, BMW, Kawasaki en Suzuki. Er zijn ook motormerken die gebruik maken van een getande riem om de nokkenas aan te drijven. Dit zijn bijvoorbeeld de motormerken Rotax en Ducata.

Wat is een aandrijfriem?

Aandrijfriemen worden gebruikt om kracht over te brengen, deze riemen worden dus gebruikt als vermogensoverbrenging. Het voordeel van aandrijfriemen is dat ze weinig geluid produceren. Daarnaast is er weinig smering nodig en kunnen deze riemen worden gebruikt om krachten over grotere afstanden tussen assen over te brengen.  Aandrijfriemen zijn niet geschikt voor synchrone aandrijvingen. Als men ze hiervoor wil gebruiken zal men getande riemen moeten toepassen omdat de riemen anders onvoldoende houvast hebben

Industriële revolutie
Aandrijfriemen worden sinds de industriële revolutie gebruikt. Ze werden gebruikt om krachten van stoommachines over te brengen. In de beginjaren werden vooral leren riemen gebruikt in de stoomaandrijving. Leer is een goede grondstof voor aandrijfriemen vanwege het hoge wrijvingscoëfficiënt. Hierbij werd gebruikt gemaakt van een lange reep leer van een bepaalde breedte. De reep werd echter O-vormig gemaakt door deze aan het uiteinde te voorzien van speciale kammen. Met een riemverbinder werden de uiteinden van deze riemen aan elkaar vast gemaakt. Hierbij werden de kammen van de uiteinden in elkaar geschoven. Vervolgens werd daar een pees doorheen geschoven. Hierdoor werden de uiteinden aan elkaar bevestigd en ontstond een O-vormige rondgaande riem. De riem moest echter wel voldoende grip hebben op de assen waar de riem de krachten van moest overbrengen.

Risico’s van aandrijfriemen
Als de riem doorslipte werd deze behandeld met een blok speciale hars. Deze hars werd al draaiende aan de binnenkant van de riem aangebracht zodat de riem weer stroef genoeg werd om de overbrenging zo goed mogelijk uit te voeren. In het tijdperk van de stoommachine werden meerdere machines aangesloten op één enkele stoommachine met meerdere aandrijfriemen. Er werd door de machine vaak veel kracht uitgeoefend op de aandrijfriem. Deze riemen werden in het beginstadium van industriële revolutie niet afgeschermd. Als er dan te veel kracht op de aandrijfriem werd uitgeoefend of als de riem erg versleten was kon de riem losscheuren of kleine delen verliezen. Deze delen werden dan met grote kracht rondgeslingerd in de fabriekshal waar de machine stond opgesteld. Hierdoor konden mensen gewond raken of kon er schade ontstaan aan andere machines.

Toepassing aandrijfriemen tegenwoordig
Aandrijfriemen kregen door de jaren heen verschillende toepassingen. In eerste instantie dienden ze voor het overbrengen van vermogens in machines en apparaten. ze werden ook gebruik in decentraal opgestelde krachtbronnen zoals elektromotoren. Ook in auto’s werden aandrijfriemen toegepast zoals de getande aandrijfriem die ook wel distributieriem wordt genoemd. Deze riem is echter niet van leer gemaakt maar van speciaal verstevigd rubber. Er worden tegenwoordig eigenlijk geen leren aandrijfriemen meer toegepast. Meestal wordt er gebruik gemaakt van een rubber of kunststof die verstevigd is met een bepaalde vezel.

Kunststofriemen van nylon of perlon worden ook wel gebruikt. Omdat er steeds meer materialen zijn ontwikkeld kan men de kwaliteiten van materialen ook beter combineren. Zo maakt men ook gebruik van samengestelde riemen. Hierbij is de buitenste laag bijvoorbeeld gemaakt van leer vanwege de goede wrijvingseigenschappen en wordt er bijvoorbeeld ook een laag kunststof toegepast vanwege de hoge treksterkte of wordt er gebruik gemaakt van textiel zoals canvas als afdekking. Aandrijfriemen worden tegenwoordig nog steeds gebruikt in zowel een getande variant als in een gladde variant voor uiteenlopende machines en motoren.