Zahnriemen-Profile: HTD, STD und Trapez im Vergleich
Kurz gesagt
Zahnriemen übertragen die Leistung formschlüssig über den Zahneingriff, nicht über Reibung an den Flanken. Die Profilfamilie bestimmt dabei Tragfähigkeit und Laufruhe: Trapezprofile (metrisch T/AT, imperial MXL bis XXH) sind das klassische, positioniergenaue Grundsystem; HTD arbeitet mit Rundbogenzahn für hohe Drehmomente; STD ist die laufruhigere Weiterentwicklung; RPP nutzt eine parabolische Flanke. Bei vorhandenen Scheiben geben Profil und Teilung die Auswahl exakt vor.
Formschluss statt Reibschluss
Ein Keilriemen überträgt Umfangskraft über die Reibung der Flanken in der Rille und arbeitet deshalb mit Schlupf. Der Zahnriemen greift stattdessen mit gefrästen oder gespritzten Zähnen in die Zahnlücken der Scheibe — die Drehwinkelzuordnung zwischen An- und Abtrieb bleibt erhalten. Daraus folgt die zentrale Konsequenz für die Auswahl: Zahnform, Teilung und Scheibenverzahnung müssen zusammenpassen. Ein Riemen mit annähernd passender Teilung läuft nicht schlechter; er läuft gar nicht sauber — der Eingriff wandert, die Zahnflanken werden abgeschert.
Die Teilung (Zahnabstand von Mitte zu Mitte) ist deshalb die erste und härteste Auswahlgröße. Sie skaliert zugleich die Tragfähigkeit: größere Teilung bedeutet höheren Zahn, größeren Riemenquerschnitt und mehr übertragbares Moment — aber auch größere Mindestzähnezahl der Scheibe und geringere Feinheit der Positionierung.
Die Profilfamilien und ihre Maße
Die folgenden Werte sind Teilung, Zahnhöhe und Gesamtriemenhöhe je Profil in Millimetern.
Imperiale Trapezprofile (Zoll-Teilung)
| Profil | Teilung mm (Zoll) | Zahnhöhe mm | Riemenhöhe mm |
|---|---|---|---|
| MXL | 2,032 (0,080") | 0,51 | 1,14 |
| XL | 5,08 (0,200") | 1,27 | 2,39 |
| L | 9,525 (0,375") | 1,91 | 3,60 |
| H | 12,7 (0,500") | 2,29 | 4,30 |
| XH | 22,225 (0,875") | 6,35 | 11,20 |
| XXH | 31,75 (1,250") | 9,53 | 15,70 |
Metrische Trapezprofile T und AT
| Profil | Teilung mm | Zahnhöhe mm | Riemenhöhe mm |
|---|---|---|---|
| T2,5 | 2,5 | 0,70 | 1,30 |
| T5 | 5 | 1,20 | 2,10 |
| T10 | 10 | 2,00 | 4,50 |
| T20 | 20 | 3,00 | 5,00 |
| AT5 | 5 | 1,20 | 2,70 |
| AT10 | 10 | 2,50 | 4,50 |
| AT20 | 20 | 5,00 | 8,00 |
Rundbogen- und Parabelprofile HTD, STD, RPP
| Profil | Teilung mm | Zahnhöhe mm | Riemenhöhe mm |
|---|---|---|---|
| 2M / S2M / RPP2M | 2 | 0,75 / 0,84 / 0,76 | 1,30 / 1,36 / 1,36 |
| 3M / S3M / RPP3M | 3 | 1,10 / 1,14 / 1,15 | 2,30 / 1,94 / 2,40 |
| — / S4,5M / — | 4,5 | 1,71 | 2,81 |
| 5M / S5M / RPP5M | 5 | 1,90 / 1,91 / 2,00 | 3,40 / 3,40 / 3,80 |
| 8M / S8M / RPP8M | 8 | 3,20 | 5,40 |
| 14M / S14M / RPP14M | 14 | 6,00 / 5,60 / 6,00 | 9,70 / 9,50 / 9,70 |
| 20M | 20 | 8,40 | 13,20 |
Zwei Beobachtungen aus dieser Gegenüberstellung sind für die Praxis wichtig. Erstens: Bei 8 mm Teilung stimmen die Außenmaße von HTD, STD und RPP überein — der Unterschied liegt allein in der Flankenform des Zahns und damit im Eingriffsverhalten, nicht in der Bauhöhe. Zweitens: AT unterscheidet sich von T bei gleicher Teilung durch die größere Riemenhöhe über alle Größen und ab AT10 zusätzlich durch den höheren Zahn. Der kräftigere Zahnfuß ist der Grund, warum AT als das steifere, für Positionierantriebe bevorzugte Trapezprofil gilt.
Metrische Teilungsreihe am Beispiel HTD
Bezeichnungslogik lesen
Die Kennzeichnung eines Zahnriemens setzt sich aus Länge, Profil und Breite zusammen; die Reihenfolge der drei Angaben schreiben die Hersteller unterschiedlich. Das Profilkürzel enthält bei den metrischen Familien die Teilung direkt: 8M steht für 8 mm Teilung, S8M für dieselbe Teilung in der STD-Ausführung, T10 und AT10 für 10 mm Teilung im Trapezsystem. Die Länge ist ein Vielfaches der Teilung, denn sie ergibt sich aus Zähnezahl × Teilung.
Ein vorangestelltes D kennzeichnet doppelseitig verzahnte Ausführungen für Antriebe mit rückseitigen Spannrollen oder Drehrichtungswechsel.
Auswahllogik
Profil und Teilung bestimmen
- Sind Scheiben vorhanden?Profil und Teilung an der Scheibenverzahnung abnehmen und exakt übernehmen. Beim Formschluss gibt es kein Näherungsmaß.
- Neuauslegung: Drehmoment und Drehzahl bekannt?Teilung nach dem zu übertragenden Moment wählen, danach die Breite. Rundbogen- und Parabelprofile tragen bei gleicher Teilung höhere Momente als Trapez.
- Steht Positioniergenauigkeit im Vordergrund?Trapezprofil AT mit dehnungsarmem Zugstrang, für leichtere Aufgaben T; MXL/XL/L nur im Ersatzfall an vorhandenen Zoll-Scheiben.
- Welche Umgebung?Gummimischungen für hohe Temperaturen und Öleinfluss, Polyurethan für dehnungsarme, saubere Antriebe und Lineareinheiten.
Werkstoff: Gummi oder Polyurethan
Die Profilfamilie beantwortet die Frage nach dem Werkstoff nicht mit. Gummizahnriemen mit Glasfasercord decken die Rundbogen- und Parabelfamilien sowie die klassischen Zollprofile ab; Sondermischungen sind auf Wärme- und Öleinfluss oder auf Lüfterantriebe ausgelegt. Polyurethanriemen mit Stahl-, Hochflex-Stahl- oder Kohlefasercord sind bei den metrischen Trapezprofilen T und AT die übliche Wahl und kommen dort zum Einsatz, wo die Längung unter Last minimal bleiben muss — Servopositionierung, Lineartechnik, Handhabung. Offene Meterware, geschweißte oder gegossene Endlosringe gehören zu diesem Werkstoffzweig. Kohlefaserverstärkte Gussvarianten kommen infrage, wenn ein Gummiriemen zu klein ausgelegt wäre und der Antrieb nicht verbreitert werden kann.
Wer die Antriebsgrundlagen von der Reibschlussseite her aufarbeiten möchte, findet sie in der Übersicht zu Keilriemen und Antrieb. Wie die gewählte Kombination anschließend eingestellt wird, behandelt der Beitrag zur Zahnriemen-Vorspannung.
FAQ
Was bedeutet die Zahl im Profilkürzel 8M?
Die Zahl gibt die Teilung in Millimetern an: 8M bezeichnet einen Zahnriemen mit 8 mm Zahnabstand. Das vorangestellte S bei S8M kennzeichnet die STD-Zahnform, RPP8M die parabolische Flanke — alle drei bei gleicher Teilung von 8 mm.
Kann ein HTD-Riemen auf einer STD-Scheibe laufen?
Nein. Obwohl HTD 8M und STD S8M dieselbe Teilung und dieselbe Zahn- und Riemenhöhe aufweisen, unterscheidet sich die Zahnflankenform. Der Eingriff wäre unvollständig, die Flanken würden ungleichmäßig belastet. Riemen und Scheibe müssen derselben Profilfamilie angehören.
Worin unterscheiden sich T- und AT-Profil?
Beide sind metrische Trapezprofile. Bei gleicher Teilung hat AT über alle Größen die größere Riemenhöhe — AT5 misst 2,70 mm gegenüber 2,10 mm bei T5 — und ab AT10 zusätzlich den höheren Zahn: 2,50 mm gegenüber 2,00 mm bei T10, 5,00 mm gegenüber 3,00 mm bei T20. AT ist damit das steifere Profil für Positionierantriebe.
Wie ergibt sich die Riemenlänge aus der Zähnezahl?
Die Wirklänge ist das Produkt aus Zähnezahl und Teilung. Ein 8M-Riemen mit 200 Zähnen hat 1600 mm Wirklänge. Umgekehrt lässt sich aus einer gemessenen Länge die Zähnezahl nur dann bestätigen, wenn die Teilung sicher bekannt ist.
Welche Profile eignen sich nur noch für den Ersatzfall?
Die imperialen Trapezprofile MXL, XL, L, H, XH und XXH stammen aus dem älteren Zollsystem und werden vorwiegend beim Austausch an bestehenden Maschinen verwendet. Für Neuauslegungen sind die metrischen Familien die üblichere Wahl.
Kurz gefasst
- Zahnriemen arbeiten formschlüssig; Profil und Teilung müssen exakt zur Scheibenverzahnung passen.
- Trapez (T/AT metrisch, MXL–XXH imperial) ist das klassische, positioniergenaue System; AT ist die kräftigere Variante.
- HTD trägt über den Rundbogenzahn hohe Momente, STD läuft gleichmäßiger, RPP nutzt eine parabolische Flanke.
- Gleiche Teilung bedeutet nicht gleiche Zahnform — 8M, S8M und RPP8M sind nicht gegeneinander austauschbar.
- Werkstoff nach Umgebung und Genauigkeitsanspruch: Gummi für Wärme und Öl, Polyurethan für dehnungsarme Positionierantriebe.
- Zahnriemen führen wir nicht als Katalogartikel; Profil-, Teilungs- und Längenanfragen nehmen wir über das Kontaktformular auf.