So funktioniert ein Keilriemen im Auto

Ein Keilriemen überträgt die Kraft zwischen zwei Achsen, indem er auf die Riemenscheiben gespannt wird. Damit überträgt er die Drehbewegung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle.

Das Riementriebprinzip ist schon sehr alt, das Besondere am Keilriemen ist seine keilförmige (trapezförmige) Gestaltung. Diese bewirkt eine wesentlich höhere Reibung zwischen Riemen und Riemenscheibe als bei einem flachen Riemen.

Der Keilriemen hat also einen geringeren Schlupf (rutscht nicht so stark) und kann damit ein größeres Drehmoment übertragen. Im Kraftfahrzeug werden durch Keilriemen die Lichtmaschine, der Lüfter und weitere Nebenaggregate angetrieben.

Material und Herstellung des Keilriemens

Die in Kraftfahrzeugen eingesetzten Keilriemen bestehen aus Gummi, in den Textil und Metall, meist Stahl, eingebracht wird. Sie werden als endlose Bänder gefertigt und erst beim Einbau in das Kraftfahrzeug auf die passende Länge geschnitten und an den Enden verschweißt.

Keilriemen in einem Motor - (Foto: iStockphoto/Aphinan Surasit)
Keilriemen in einem Motor – (Foto: iStockphoto/Aphinan Surasit)

Im Laufe der Zeit dehnen sich Keilriemen zwangsläufig etwas aus und müssen dann gewechselt werden. In früheren Jahren des Automobilbaus war der plötzliche Riss eines Keilriemens eine gefürchtete Panne, beim ostdeutschen Trabant war dieser Schaden legendär.

Die Besitzer hatten oft einen Ersatzriemen dabei, die Folklore berichtet auch, wie gerissene Keilriemen, welche beim ausschließlich luftgekühlten Trabanten die Weiterfahrt verhinderten, durch einen Nylonstrumpf der Beifahrerin ersetzt wurden.

Moderne Keilriemen werden in vier Hauptarten hergestellt, der klassischen Bauart mit der ummantelten Gewebelage in verschiedensten Profilen, dem Schmalkeilriemen, dem flankenoffenen Keilriemen mit verbessertem Verschleißverhalten und dem formgezahnten Keilriemen, der immer häufiger zum Einsatz kommt.

Letzterer hat auf der Innenseite Zähne und daher einen nochmals verringerten Schlupf. Auch diese Idee ist nicht neu, die Herstellung ist aber erst durch Technologien der letzten Jahre preiswert möglich. Die Laufzeiten dieses Keilriemens verlängern sich, es wird mehr Leistung übertragen und weniger Energie verbraucht.

Einsatz im Auto

Beinahe alle Nebenaggregate werden, je nach Fahrzeug unterschiedlich, mit Keilriemen angetrieben. Dazu gehören

  • die Lichtmaschine, die mit dem Anlaufen des Motors den an Bord benötigten elektrischen Strom liefert
  • der Ventilator für die Luftkühlung
  • die Wasserpumpe für die Wasserkühlung
  • die Hydraulikpumpe für das Hydrauliköl der Servolenkung
  • der Kompressor für das Kühlmittel der Klimaanlage

Bisweilen sind diese Aggregate auf einer Welle angeordnet, es genügen also ein oder nur wenige Keilriemen im Auto, um sie anzutreiben.

Entscheidend ist, dass sie mit dem Start des Motors laufen müssen.

Ohne Lichtmaschine gäbe es keine fortlaufende Zündung, auch das Licht und sonstige elektrische Verbraucher würden ausfallen, ohne Luft- und Wasserkühlung würde der Motor in Sekunden bis Minuten überhitzen, ohne Servolenkung wäre das Lenken sehr schwer.Einzig die Klimaanlage ist verzichtbar.

Der Keilriemen ist also unverzichtbar und muss daher sehr zuverlässig sein. Man fragt sich, warum nicht die Kraftübertragung durch Zahnräder vorgenommen wird, die mechanisch stabiler sind, aber der Keilriemen ist erstens preiswert und zweitens flexibel, er schont mit seinem natürlichen Schlupf die mechanischen Teile beim plötzlichen Start von null auf eine relativ hohe Umdrehung, und er nimmt wenig Raum ein.

Daher hat sich die Anwendung bis heute gehalten, und moderne Keilriemen sind sehr zuverlässig. Die Geschichten wie vom ostdeutschen Trabanten hört man gar nicht mehr.

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