Bei Zahnriemen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Profilformen. Diese wurden zusammengefasst und genormt in der ISO 17396 (T und AT Profil, 2017) und ISO 13050 (Profil G, H, R, S) von 2014. Zuvor hatte jeder Riemenhersteller seine eigenen Standards und Bezeichnungen. Leider wurden nur die Abmessungen genormt. Für die Berechnung von Last und Festigkeit verwendet weiterhin jeder Anbieter seine eigenen Standards. Da gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren, Tabellen, Diagramme und Schaubilder. Für Synchronriemen aus Gummi, Polyurethan oder Neopren, mit Zugsträngen aus Stahl, Glasfaser, Carbon, Kevlar.

In ZM3 wird deshalb die Festigkeit nur näherungsweise berechnet, anhand folgender Daten:

1. Zugkraft und Zugspannung des Zahnriemens
2. Flächenpressung an den Zahnflanken
3. Scherspannung am Zahn

In ZM3 verwenden wir ähnlich wie bei Kettentrieben eine Bruchkraft FB. Bei Zahnriemen hängt diese von den eingearbeiteten Zugsträngen (aus Stahl, Glasfaser, Carbon) ab. Als Vorgabe für FB verwenden wir FB = 50*(hs-ht)*b, das entspricht einer mittleren Spannung von 50 MPa im Riemenquerschnitt. Wenn der Anteil der Zugstränge am Querschnitt 20% beträgt, entspricht das einer Zugspannung von 250 MPa.

Den Traganteil des restlichen Riemenquerschnitts aus PU oder Neopren kann man vernachlässigen, schon wegen der unterschiedlichen Dehnung. Die Dehnung von Stahl = Sigma / E-Modul ist 0,12% bei 250 MPa (bei Zugstrang aus Glasfaser oder Carbon ca. 0.35% bei 250 MPa)

Dann eine Überprüfung der zulässigen Flächenpressung an den Zahnflanken. Die Flächenpressung ist abhängig von Last (Drehmoment), Anwendungsfaktor, Höhe und Breite der Zähne sowie Anzahl der Zähne im Eingriff. Die zulässige Flächenpressung der Zahnflanken ist abhängig von Werkstoff und Form des Synchronriemens.

Und schließlich eine Scherspannung für das Abscheren der Zähne am Zahnriemen. Gleich wie die Flächenpressung ist diese abhängig von Last, Anwendungsfaktor, Anzahl der Zähne im Eingriff, Zahnbreite, sowie von der Zahnweite.

In ZM3 werden alle Zahnprofile in ein Trapezprofil mit Übergangsradien umgerechnet.

Für Zollprofile X,L,H und metrische Profile T und AT passt das genau.

Auch ein H-Profil nach ISO 13050 kann so recht genau konstruiert werden, wenn auch wegen der großen Radien ein Trapezprofil nicht mehr zu erkennen ist.

Die Profile G, R und S nach ISO 13050 haben Evolventenflanken, die Konstruktion ist aufwendig.

In ZM3 werden diese Profile nur ungenau als Trapezprofil dargestellt.

ZM3 generiert auch ein Bild vom Zahneingriff Zahnriemen mit Riemenscheibe. Beim T-Profil fällt auf, dass das Flankenspiel sehr groß ist. Für Antriebe mit Drehrichtungsumkehr ist das T-Profil so nicht zu gebrauchen, außer man verändert das Zahnprofil der Riemenscheiben.

Beim AT-Profil dagegen werden die Zähne des Zahnriemens dagegen regelrecht in die Zahnlücke der Riemenscheibe gepresst. Breite Zähne beim Zahnriemen und dünne Zähne der Riemenscheibe verringern die Scherspannung am Zahnriemen.

In ZM3 können Sie das Zahnprofil von Riemenscheiben mit Trapezprofil maßstäblich als DXF-Datei generieren. Oder gleich eine STL-Datei generieren und ein 3D-Modell der Riemenscheibe auf 3D-Drucker herstellen. Dafür können Sie die wichtigsten Parameter für das Zahnprofil verändern.

Bei Profilen nach ISO 5296, ISO 17396 Profil T und ISO 13050 Profil S ist die äußere Zahnweite "br" angegeben. Bei Profilen nach ISO 17396 Profil AT und ISO 13050 Profil H ist die innere Zahnweite "bh" angegeben. Bei Profilen nach ISO 13050 Profil G und R sind sowohl Zahnweite "bh" als auch Zahnweite "bh" angegeben (heißen dort aber anders), der Zahnwinkel wird berechnet.

ZM3 rechnet br und bh um, die Bezeichnung "bre" ist die Zahnweite an der Tangente zum Außendurchmesser d0.

ZM3 ist lieferbar ab sofort zum Preis von 224 Euro für eine Einzelplatzlizenz.

In FED5, FED6 und FED7 kann man den Verlauf der Spannung entlang des Federkörpers als Diagramm anzeigen, und das für jede Federlänge zwischen L0 und Lc. Die x-Achse ist dann der Federkörper von 0 bis angegebene Federlänge. Was welcher Seite entspricht wurde nicht angezeigt, weshalb eine mit FED7 näherungsweise berechnete Kegelfeder seitenverkehrt dargestellt wurde im Vergleich zu der mit FED5 berechneten Feder. Deshalb wurde das tau-x Diagramm in FED5 umgedreht, außerdem wird in Klammern der mittlere Windungsdurchmesser der Federenden angegeben.

Neu in WN5 V5.1 war eine Quick4-Ansicht im A3-Zeichnungsrahmen. Unglücklicherweise war seit dieser Änderung in der Fertigungszeichnung die Tabelle nach ANSI B92.2M angezeigt worden, obwohl ISO 4156 gewählt war. Und dabei wurde auch noch das Größtmaß der Zahndicke "Max effective" der Zahnwelle immer für H/h angezeigt, auch wenn H/d, H/e, H/f gewählt war. In der Quick3 und Quick4-Ansicht wurde dagegen die richtige Tabelle angezeigt. Betroffene Kunden mit WN5 V5.1 erhalten ein kostenloses Update, sie wurden bereits informiert.

In der neuesten ISO 4156:2021 (auch schon in ISO 4156:2005) gibt es außer den Spielpassungen H/d, H/e, H/f und H/h zusätzlich die Übergangspassungen H7/js und H/k für festen Sitz, in WN5 seit V4.9. Dabei gelten bei der Berechnung der Abmaße von "js" und "k" für esv (fundamental deviation) nicht die ISO-Abmaße nach Passungstabelle, sondern die Klauseln "esv = (T+lambda)/2" für "js" und "esv = (T+lambda)" für "k". In der letzten Version 5.1 von WN5 waren die Abmaße nach ISO 286 verwendet worden. Damit werden die Paarungen H/js und H/k jetzt deutlich straffer.

Nominalwert von Zahnweite und Lückenweite Snom und Enom ist die Teilung P = m*pi/2. Außerdem wurde das Größtspiel eines Einzelzahns cmax ergänzt.

cmax = Emax-Smin = cvmax+2*lambda = cvmin+2*Ttot

Eine Ellipse 2.Ordnung kann ganz einfach beschrieben werden:

r = 2*a*b/((a-b)-(a-b)*cos(2*phi))

Bei Verwendung als unrundes Zahnrad hat die Ellipse 2.Ordnung den Vorteil, dass Zahnrad und Gegenrad dieselbe Kontur haben können. Dafür muss die Zähnezahl durch 4 teilbar sein, weil der Zahneingriff 90° versetzt ist. Bei einer "richtigen" Ellipse muss die Kontur des Gegenrades berechnet werden, die Teilkurven von elliptischem Unrundrad und Gegenrad sind unterschiedlich.

In ZAR4 und GEO4 kann man jetzt statt einer Ellipse auch eine Ellipse 2.Ordnung als Teilkurve (ZAR4) oder als Nockenform (GEO4) wählen.

Mit den Pfeiltasten wird das Unrundgetriebe um den vorgegebenen Winkel weiterbewegt. Den Schrittwinkel delta phi kann man jetzt eingeben. Bisher war er festgelegt auf 180°/z1.

Als neue Option für die Teilkurve kann man jetzt auch die Winkel von Antriebsrad und Abtriebsrad eingeben. Dafür die Winkel phi1 in 1°-Schritten oder kleiner und die gewünschten Winkel phi2 vom Gegenrad phi2 eingeben. ZAR4 berechnet dann die Teilkurven von Rad1 und Rad2:

r1 = a0 / (1 + dphi1 / dphi2) oder r2 = a0 / (1 + dphi2 / dphi1)

Dabei ist dphi die Winkeldifferenz dphi1 = phi1(i+1) – phi1(i)

In der Tabelle DIN5480:1991 war die zulässige Rundlaufabweichung der Nabe unter "Ergänzende Angaben Fr" nicht korrekt. Rundlaufabweichnug von Innen- und Außenverzahnung sind gleich groß, aber die Rundlaufabweichung der Nabe war zu klein angegeben.. Fr wurde korrigiert. In der neuen Tabelle nach DIN5480:2006 ist keine Rundlaufabweichung angegeben.

Wem die 3 Textzeilen nicht ausreichen, der kann jetzt eine vierte Zeile schreiben (max.100 Zeichen) Ausgegeben wird die 4.Zeile in der Tabellenzeichnung und den Quick-Ansichten, aber nicht im Textausdruck.

Mit dem Button "<+" werden für die nächste Klemmplatte die Daten der Vorgängerplatte übernommen. Nur den Werkstoff musste man nochmal von Datenbank wählen, um die Werkstoffdaten zu übernehmen. Künftig werden auch die Werkstoffdaten mit übernommen.

Wenn man Schraube und Mutter vertauscht, muss man die Anordnung der Klemmplatten auch umkehren. Dafür gibt es nun in der Quick-Eingabe einen neuen Button "<^>".

In den Ansichten wird das Klemmlängenverhältnis Lk/d ergänzt.

Gewinde M1.4 wurde in der Datenbank ergänzt, dazu Innensechskantschraube M1.4 nach DIN 912 und Mutter 1.4 DIN 934.

Des öfteren wird gefragt, wie man einen eingeschraubten Gewindebolzen mit Mutter berechnen kann. Wenn das zuerst eingeschraubte Gewinde nicht berechnet werden muss, ist das einfach: Der eingeschraubte Bolzen wird als Schraube definiert mit einem großen Sonderkopf.

Wenn die Abstreifsicherheit beider Gewindeseiten berechnet werden soll, muss man 2 Berechnungen durchführen:

1. Schraube als eingeschraubter Gewindebolzen mit großem Sonderkopf als DSV
2. Schraube mit Mutter-Schraubenkopf als ESV

Die Mutter wird dann als Schraubenkopf definiert und die Anordnung der Klemmplatten muss dafür umgedreht werden. Um das zu automatisieren, gibt es einen neuen Button "<^>". Die Montagevorspannkraft FM,max (FMzul nach VDI 2230) muss von der ersten Berechnung übernommen werden.

Wenn die Bohrung einer Klemmplatte größer ist als der Lagerdurchmesser dw von Schraubenkopf oder Mutter, dann kann die Schraubenverbindung nach VDI 2230 nicht berechnet werden. Fatal Error, Berechnung nicht möglich. Da nützen auch dicke Unterlegscheiben oder Hülsen nichts. Nach VDI 2230 wird nur die Längenänderung der Klemmplatten durch Zug und Druck berechnet, nicht jedoch die Biegung und Wölbung von Scheiben und Hülsen. Da hilft nur, den Kopf von Schraube und Mutter zu vergrößeren: also Flanschschrauben und Flanschmuttern verwenden.

Die Textgröße auf dem Grafikbildschirm ändert sich nicht kontinuierlich nach Fenstergröße und Auflösung, sondern in Stufen. Deshalb kann es vorkommen, dass Text in Tabellen zu groß oder zu klein dargestellt wird. Das kann man anpassen unter Datei\Einstellungen\Grafik: Texthöhenfaktor oder Textbreitenfaktor ändern, Standardeinstellung ist 1 für den Texthöhenfaktor und 0,8 für den Textbreitenfaktor.

Manche Kunden verwenden noch 20 Jahre alte Versionen mit neuer Hardware und neuem PC. Meist laufen diese auch problemlos, obwohl die aktuellen Betriebssysteme damals Windows 95, Windows 98, Windows 2000 hießen. Und eine Festplattenpartition durfte nicht größer als 2 GB sein. Beim Datenbankzugriff machen ältere Versionen manchmal Probleme, wenn der Speicherplatz größer als 2 TB (2000 GB) ist. 2006 und 2015 wurden die Datenbankprobleme beim altem und neuem Datenbankmodul behoben.

Wenn man heute zurückblickt auf die erste Corona-Welle im 1 Halbjahr 2020, sehen die Zahlen für Deutschland verglichen mit heute eher harmlos aus: weniger als 200.000 Infizierte, 9000 Tote, und die größte 7-Tage-Inzidenz lag bei 45. Bei Schließung von Läden, Schulen und Flughäfen im März 2020 lag die 7-Tage-Inzidenz gerade mal bei 10. Bei der zweiten Welle von September 2020 bis Februar 2021 dann 2 Millionen Infizierte, 60.000 Tote, größte Inzidenz über 200. Die 2.Welle wurde durch Urlaubsheimkehrer ausgelöst. Das wird sich vermutlich 2021 wiederholen, das gibt dann die vierte Welle. Die dritte Welle begann schon im März 2021, ausgelöst durch internationale Mutationen des Virus. Corona wird uns vermutlich noch lange begleiten. Die Impfstoffhersteller setzen darauf, dass ihre Produkte wegen nachlassender Wirkung und neuer Mutationen noch lange benötigt werden.

Von der Leyen verhandelt mit Biontech-Pfizer über die Lieferung von weiteren 1,8 Milliarden Impfdosen für die Zeit von 2021 bis 2023. Dafür erhält sie 50 Millionen der bereits bestellten Impfdosen früher als erwartet. 1,8 Milliarden Impfdosen für 450 Millionen EU-Bürger? Nochmal 4 Spritzen für jeden für 2022 und 2023? Wenn sich 33% der Bevölkerung nicht impfen lassen, erhält jeder impfwillige EU-Bürger sogar 6 Spritzen allein von Biontech.

Frühling lässt sein blaues Band

Wieder flattern durch die Lüfte;

Süße, wohlbekannte Düfte

Streifen ahnungsvoll das Land.

Corona-Blüten träumen schon,

Wollen balde kommen.

Horch, von fern ein lauter Auspuffton!

Frühling, ja du bist's!

Dich hab‘ ich vernommen!

Nach Eduard Mörike, Ochsenwang 1829