Kompressor-Riemenscheibe und Kupplung: Geräusch, Verschleiß und Riemenlebensdauer

An einem riemengetriebenen Druckluftkompressor versagen Riemenscheibe, Nabe und Kupplung lange bevor die Pumpe selbst ausfällt. Geräusche, Riemenzirpen und kurze Riemenlebensdauer lassen sich fast immer auf eines von vier Dingen zurückführen: Fluchtungsfehler der Riemenscheibe, falsche Riemenspannung, ein ausgefallenes Lager in Nabe oder Kupplungsrotor, oder eine lose Kegel-Passfeder-Verbindung an der Kompressorkurbelwellennase. Diese vier zuerst durchgehen, bevor der Kompressor verurteilt wird – eine Pumpe zu ersetzen, die nie das Problem war, stoppt das Riemenverbrennen nicht.

Was die Antriebsbaugruppe umfasst

Nur riemengetriebene Installationen haben diese Hardware. Ein zahnradgetriebener Kompressor bezieht seinen Antrieb vom Motorsteuerzahnradtrieb und hat überhaupt keine Riemenscheibe – der erste Schritt ist also zu wissen, welche Bauart am vorliegenden Motor verbaut ist. Bei Unsicherheit die beiden Anordnungen im Leitfaden zahnrad- versus riemengetriebene Kompressoren vergleichen.

• Antriebsriemenscheibe am Kurbelwellendämpfer oder Nebenaggregatetrieb.
• Kompressor-Riemenscheibe und -Nabe, an der Kompressorkurbelwellennase montiert – entweder auf einer geraden Welle mit Passfeder und Sicherungsmutter, oder auf einem bearbeiteten Kegel mit Passfeder und einer großen Mutter, die die Nabe aufzieht.
• Riemen: ein einzelner Keilriemen, ein abgestimmter Keilriemensatz oder ein Rippenriemen (Poly-V), der mit anderen Nebenaggregaten geteilt wird.
• Spanner oder Umlenkrolle: ein automatischer Federspanner, oder ein manueller Versteller an einer geschlitzten Konsole.
• Kupplung, wo verbaut: eine Elektromagnetspule, ein auf einem Lager laufender Rotor und eine mit der Kompressorwelle formschlüssig verbundene Ankerplatte. Verbreitet bei Bus-, Reisebus- und Baustellenfahrzeugen mit hohem Nebenluftbedarf.

Warum riemengetriebene Kompressoren Riemen stark belasten

Die Last ist nicht konstant. Der Kompressor fördert, bis der Regler den Abschaltpunkt erreicht, etwa 120 bis 135 psi, dann entlastet der Regler ihn und die Drehmomentanforderung bricht fast auf null ein. Er bleibt entlastet, bis der Behälterdruck auf den Einschaltpunkt fällt, etwa 100 bis 110 psi, und dann kommt die volle Last sofort zurück. Ein System, das voll geladen bei rund 120 psi steht, macht das mehrmals pro Stunde, und jeder Zyklus ist eine Stoßbelastung für Riemen und Nabengelenk.

Einzylinderkompressoren sind schlimmer als Zweizylinder, weil ein Verdichtungshub pro Umdrehung einen groben Drehmomentimpuls statt eines gleichmäßigen Zugs erzeugt. Alles, was die Einschaltdauer erhöht – ein Leck, Luftsitze, Luftfederungsabsenkung, Reifendruck-Regelanlage an Bord – vervielfacht die Zahl dieser Zyklen und verkürzt die Riemenlebensdauer entsprechend.

Geräusche deuten

Den Riemen deuten

Der alte Riemen ist Beweismaterial. Vor dem Einbau eines neuen erst abnehmen und begutachten.

• Verschleiß nur an einer Flanke: Fluchtungsfehler. Ausrichtung beheben, sonst geht dem neuen Riemen der gleiche Weg.
• Glasierte, harte, glänzende Flanken: Schlupf. Spannung, Verschmutzung oder verschlissene Nuten, die nicht mehr greifen.
• Riemen aus der Nut gelaufen oder umgeklappt: schwerer Fluchtungsfehler, beschädigte Nut, oder verschlissene Spannerbuchsen, die die Riemenscheibe unter Last verkanten lassen.
• Aufgequollener, weicher, öliger Riemen: Verschmutzung. Quelle finden; eine nasse Kompressor-Frontdichtung ist eine häufige Ursache und zeigt, dass die Pumpe ebenfalls Aufmerksamkeit braucht.
• Rissige Rippen bei noch geraden Flanken: normale Alterung und Hitze. Nach Plan ersetzen, keine weitere Diagnose nötig.

Eine Kompressorkupplung prüfen

Eine Kupplung soll den Kompressor vollständig abtrennen, statt ihn unbelastet mitdrehen zu lassen, und so parasitäre Reibung und Wärme reduzieren. Sie wird elektrisch geschaltet, meist vom selben Reglersignal, das sonst die Pumpe entlasten würde. Zwei Ausfallrichtungen sind relevant, und sie sehen sich überhaupt nicht ähnlich.

Eine Kupplung, die ausgekuppelt ausfällt, liefert überhaupt keinen Druckaufbau, mit einem stillen Kompressor und einem Riemen, der keine Auffälligkeiten zeigt. Auf Spannung und sauberen Massekontakt am Steckverbinder prüfen, wenn die Kupplung einrücken sollte, dann den Spulenwiderstand messen; eine offene oder kurzgeschlossene Spule hält den Anker nicht. Eine Kupplung, die eingekuppelt ausfällt oder rutscht, ist das lautere Problem: Anker- und Rotorflächen laufen blau an und riefen ein, die Einschaltdauer steigt, und der Kompressor läuft heißer und trägt mehr Öl mit. Den Luftspalt mit einer Fühlerlehre messen und mit Shims auf den Herstellerwert einstellen, typischerweise wenige Hundertstel Zoll, bei gängigen Bauformen etwa 0,3 bis 0,8 mm. Nicht schätzen; den vom Kompressor- oder Kupplungshersteller für diese Teilenummer angegebenen Wert verwenden.

Riemenscheibe oder Nabe korrekt einbauen

1. Räder unterlegen und die Behälter entleeren, bevor am Antrieb gearbeitet wird. Federspeicherbremsen legen sich an, wenn der Druck durch etwa 20 bis 45 psi fällt, das Fahrzeug legt also beim Entleeren der Tanks selbst die Feststellbremse ein; trotzdem unterlegen.
2. Eine Nabe niemals mit dem Hammer aufschlagen. Mit einem geeigneten Abzieher entfernen, und wo die Konstruktion es vorsieht, mit der Sicherungsmutter oder dem spezifizierten Montagewerkzeug aufziehen.
3. Kegel und Bohrung sauber und trocken halten. Einen Kegelsitz nicht ölen oder mit Anti-Seize behandeln, sofern das Handbuch es nicht vorschreibt; ein geschmierter Kegel setzt sich beim gleichen Anzugsmoment zu weit und sprengt Naben.
4. Immer eine neue Passfeder einsetzen und die Passfedernut prüfen. Eine ausgerundete oder verhämmerte Passfedernut bedeutet, dass die Verbindung locker gelaufen ist, und die Wellennase ist möglicherweise nicht mehr verwendbar.
5. Die Sicherungsmutter mit einem kalibrierten Drehmomentschlüssel auf den OE-Wert anziehen und, wo verwendet, eine neue Sicherungsscheibe oder -blechlasche einsetzen.
6. Die Riemenscheiben vor jeder Spannung mit einem Richtlineal oder Laser-Ausrichtwerkzeug über die bearbeiteten Flächen ausrichten.
7. Die Spannung mit einem Messgerät auf Sollwert einstellen, oder bestätigen, dass ein automatischer Spanner innerhalb seiner Bereichsmarkierungen steht, dann den Motor kurz laufen lassen und erneut prüfen. Neue Riemen setzen sich beim ersten Wärmezyklus.

Wenn der Antrieb in Ordnung ist und der Kompressor nicht

Dreht sich die Welle bei entferntem Riemen rau oder mit radialem Spiel, oder ist das Antriebsende ölnass, ist die Pumpe das Problem, und keine Ausrichtungsarbeit rettet sie. Ist umgekehrt der Riemen korrekt gespannt und ausgerichtet und das System lädt trotzdem langsam, liegt der Fehler stromabwärts des Antriebs: Regler, Entlastungsventil, verengte Druckleitung oder Leckage. Diesen Pfad im Leitfaden zu Kompressor baut keinen Druck auf durcharbeiten, statt einen weiteren Riemen einzubauen.