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Die Erfindung betrifft einen doppeltgezahnten Keilriemen, bestehend aus einer quer zum Längsverlauf des Riemens eingebetteten Kurzfasern aufweisenden Gummidruckschicht, einer darauf aufkaschierten Gummihaftschicht und einer aus schnurförmigen Zugteilen gebildeten Schicht, wobei sowohl die Druck- als auch die Haftschicht an der Ober- bzw. Unterfläche des Riemens vorspringende Zähne aufweist.
Umhüllte Verbindungsriemen, wie z. B. Flachriemen, Keilriemen und Mehrfachkeilriemen werden im allgemeinen zur Kraftübertragung mittels Reibungskraft verwendet. Der Riemen benötigt daher eine Spannung, die entsprechend den Antriebsbedingungen festgesetzt wird. Wird der Riemen während des Betriebes gedehnt und die Spannung vermindert, so vermindert sich auch die Angriffskraft des Riemens auf der Riemenscheibe. Als Folge davon rutscht der Riemen durch. In diesem Fall wird im Riemen Hitze erzeugt und unter grösser werdendem Schlupf wird der Riemen weiter gedehnt. In der Folge wird der Riemen durch die in ihm erzeugte Hitze vorzeitig unbrauchbar. Um die Haltbarkeit zu verbessern, ist es daher nötig, einen Riemen zu schaffen, der nicht wesentlich gedehnt wird und der einem Zug standhält, der den Schwellenwert, bei dem ein Schlupf gebildet wird, übersteigt.
Es ist ein technisches Konzept bekannt, welches als Zugschicht des Riemens strang- oder
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bei gedehnt, reagiert die Zugschicht sofort und zieht den Riemen zusammen. Dadurch wird die Dehnung des Riemens verhindert. Bei einer Reihe von Riemenherstellungsverfahren erfolgt vor dem Formvorgang eine gründliche thermische Dehnungsbehandlung des Seiles oder Fadens, welcher die Zugschicht bildet, um deren Dehnung zu vermindern. Da jedoch die Intensität der thermischen Dehnungsbehandlung für das Seil aus synthetischer Faser erhöht wird, wird auch die thermische Kontraktionsspannung während der Vulkanisierung vergrössert.
Während der Vulkanisierung wird die aus einem Seil od. dgl. aus synthetischer Faser bestehende Zugschicht, welche in einer nichtvulkanisierten Gummischicht um eine zylindrische Trommel oder einen Formteil aus Metall gewunden ist, durch die Kontraktionsspannung zusammengezogen. In der Folge sinkt sie in die Gummischicht ein, und die Kontraktionsspannung nimmt ab. Der entstehende Riemen weist also hohe Dehnung auf. Schlimmstenfalls wird die aus dem Seil bestehende Zugschicht in der Gummischicht beeinträchtigt, und es wird schwierig, einen gleichmässigen Umkreis der Zugschicht beizubehalten.
Die US-PS Nr. 2, 699, 685 beschreibt einen doppeltgezahnten Keilriemen, in dem längsverlaufende Korde in einer zentralen neutralen Zone angeordnet sind. Auf den freien Oberflächen der oben liegenden Zug- bzw. der unten liegenden Druckschicht sind Zähne angeordnet, deren Breite auf der Zugschicht kleiner ist als auf der Druckschicht. In beiden dieser Schichten sind querverlaufende Fasern eingebettet. Durch die vorgesehenen zwei Zahngruppen ist die Flexibilität dieses Riemens, der vorzugsweise für Transmissions- und Förderzwecke bestimmt ist, so vergrössert, dass er auch über Rillenscheiben mit geringem Durchmesser geführt werden kann, wobei seine Festigkeit gegen quer verlaufende Kräfte verstärkt ist.
Der bekannte Keilriemen weist gewöhnliche Zugteile auf, die sich durch die beim Lauf über die Rillenscheiben auftretende Erhitzung ausdehnen, so dass der Riemen, um einen gleichmässigen Lauf und richtiges Einliegen in den Rillenscheiben zu gewährleisten, laufend überwacht werden muss. Bei diesem Riemen ist das streckbare Deckgewebe nicht in direktem Kontakt mit den Zugteilen zwischen den eingebettete Kurzfasern aufweisenden Zähnen, sondern enthält dort lediglich Gummi zwischen den Zahnlücken und den Zugteilen. Der bekannte Keilriemen weist damit in Querrichtung und in seinem oberen Bereich zwar ausreichende Festigkeit auf, hat aber eine verhältnismässig geringe Flexibilität und Krümmungsfähigkeit.
Da die Zähne an der Unterseite des bekannten Riemens einen gleichmässigen Abstand voneinander aufweisen, lässt sich der Lärm beim Lauf des Riemens nicht vermindern, was bei unregelmässigem Abstand der Zähne möglich ist.
Die oben beschriebenen Nachteile bei herkömmlichen Herstellungsmethoden von Gummikeilriemen oder Zahnriemen und sekundäre Schwierigkeiten, die bei Gegenmassnahmen zur Beseitigung dieser Nachteile auftreten, werden noch später an Hand der Zeichnungen erläutert.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen, bei herkömmlichen Gummikeil-
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riemen auftretenden Schwierigkeiten zu beseitigen. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Keilriemen zu schaffen, das die Nachteile herkömmlicher Verfahren ausschaltet.
Erfindungsgemäss ist hiezu an einem Keilriemen der eingangs genannten Gattung vorgesehen, dass die Zähne der Haftschicht und die zwischen diesen verlaufenden Lücken mit einem Deckgewebe überzogen sind und die schnurförmigen, in der Haftschicht eingebetteten, eine thermische Kontraktionsspannung von 3,5 g/denier oder mehr, entsprechend der Differenz der thermischen Kontraktionsspannung zwischen 100 C und der Raumtemperatur, aufweisenden Zugteile in regelmässigem Abstand voneinander auf dem Mantel eines gedacht verlaufenden Zylinders liegen, wobei auf die aus hitzebeständigem Gummi bestehende Druckschicht und die von dieser wegweisenden Zähne sowie die zwischenliegenden Zahnlücken ein gummiertes, verstreckbares Diagonalgewebe aufkaschiert ist.
Das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein in Längsrichtung verstreckbares Deckgewebe um einen Formteil aus Metall gewickelt wird, an dessen Aussenseite abwechselnd streifenförmige Erhebungen und Vertiefungen angeordnet sind, schnurförmige, thermischer Streckung unterworfene Zugteile um das Deckgewebe gewickelt werden, wobei die Zugteile eine thermische Kontraktionsspannung von 3, 5 g/denier oder grösser entsprechend der Differenz der thermischen Kontraktionsspannung zwischen 100 C und Raumtemperatur aufweisen, anschliessend eine Gummihaftschicht auf die Zugteile und eine Gummidruckschicht, die quer zum Längsverlauf des Riemens eingebettete Kurzfasern enthält, um die Haftschicht gewickelt wird, eine oder mehrere Lage (n) Diagonalgewebe oder verstreckbares Gewebe um die Druckschicht gewickelt,
wobei der Riemenrohling gebildet wird und dieser anschliessend von einem zylindrischen Formteil, an dessen Innenseite eine Gruppe von Zähnen angeordnet ist, umschlossen wird, wobei vom geformten Riemenrohling unter Hitze- und Druckbehandlung ein Teil der Gummihaftschicht in die Vertiefungen des benachbarten Formteiles und ein Teil der Gummidruckschicht durch Druckeinwirkung des zugehörigen zylindrischen Formteiles in dessen Vertiefungen fliesst, wobei sich eine Gruppe von mit einem Deckgewebe überzogenen Zähnen an der Oberseite des Riemenrohlings bildet.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Beispielen bekannter Keilriemen und von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemässen Keilriemens unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eingehend beschrieben. Fig. l zeigt im Schnitt einen herkömmlichen Keilriemen während der Herstel-
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einen Schnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles eines herkömmlichen Keilriemens, Fig. 4 zeigt im Schnitt einen weiteren herkömmlichen Keilriemen während der Herstellung, Fig. 5 zeigt einen Schnitt eines Keilriemens, der gemäss Fig. 4 hergestellt wurde, Fig. 6 zeigt die Draufsicht eines Teiles eines aus Nylon bestehenden Deckgewebes, das im erfindungsgemässen Keilriemen Verwendung findet, die Fig. 7 und 8 sind perspektivische Ansichten der Teile von zwei Ausführungsbeispielen eines erfindungsgemässen, nachstellungsfreien Keilriemens, die Fig.
9 zeigt die Seitenansicht eines Teiles des in der Fig. 7 dargestellten Keilriemens, bei dem die Zähne in beliebigen Abständen angeordnet sind, Fig. 10 zeigt die Seitenansicht eines Teiles des in Fig. 8 dargestellten Keilriemens, bei dem die Zähne in beliebigen Abständen angeordnet sind, die Fig. 11 und 12 zeigen im Schnitt die Herstellungsschritte eines selbst nachstellenden, erfindungsgemässen Keilriemens, Fig. 13 zeigt die Seitenansicht eines Keilriementeiles, dessen Zähne in gleichbleibenden Abständen angeordnet sind, Fig. 14 zeigt den Querschnitt eines Formteiles aus Metall, wobei die Höhe und der Abstand der zahnartigen Erhebungen dargestellt ist und Fig. 15 zeigt den Querschnitt eines Formteiles, wobei die Höhe und der Abstand der Erhebungen dargestellt ist.
An Hand der Fig. 1 bis 5 werden nochmals die Nachteile bekannter Keilriemen detailliert erläutert. Nach einem ersten, bekannten Herstellungsverfahren werden, wie in Fig. l dargestellt, einige Lagen gummiertes Gewebe --24-- um einen zylindrischen Formteil --21-- aus Metall oder um einen Formteil aus Metall (nicht dargestellt), an dessen Aussenseite Erhebungen vorgesehen sind, gewickelt.
Eine Druckschicht --22-- aus Gummi und eine Haftschicht --23a-- aus Gummi, die noch nicht vulkanisiert wurden, werden auf die gummierte Gewebeschicht aufkaschiert.
Dann wird eine Zugschicht --26--, die aus einem Seil aus Polyesterfasern mit hoher thermi-
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scher Kontraktionsspannung besteht, schraubenförmig auf die Haftschicht --23a-- gewickelt. In der Folge wird eine Haftschicht --23b-- aus Gummi, die noch nicht vulkanisiert wurde, und einige Lagen gummiertes Gewebe -25-- um die aus dem Seil bestehende Zugschicht --26-- gewickelt, wodurch eine Einheit gebildet wird. Durch äusserliche Anwendung von Druck und Hitze erhält man aus dieser Einheit einen geformten Riemenrohling. Weiters wird der geformte Riemenrohling in eine Vielzahl von Ringen geschnitten, wodurch man Keilriemen erhält.
Bei diesem Herstellungsverfahren für Keilriemen wird die aus dem Seil bestehende Zugschicht --26-- in die aus Gummi bestehenden, fliessenden Haftschichten --23b und 23a-- einge- bettet. Die Gummimenge, die zwischen die Teile der schraubenförmig gewickelten Zugschicht fliesst, ist jedoch sehr klein, und die durch den Gummifluss entstehende Reibung ist daher gering. Es ist daher schwierig, die Oberfläche der Zugschicht --26-- zu aktivieren. Da verschiedene, sich vermischende Chemikalien und Weichmacher in die aus Gummi bestehenden Haftschichten --23b und 23a--, die noch nicht vulkanisiert wurden, gemischt werden, werden Chemikalien, die die Hafteigenschaften vermindern, aktiviert. Folglich weisen die Oberflächen der Haftschichten --23b und 23a-- unzureichende Hafteigenschaften auf.
Auf Grund der inaktiven Oberfläche der Zugschicht --26-- wird es schwierig, diese Zugschicht mit den Haftschichten --23a und 23b-- zu verbinden. Da die Zugschicht --26-- mit thermischer Kontraktionsfähigkeit auf die flexible Gummischicht, die noch nicht vulkanisiert wurde, aufgewickelt wird, wird die Zugschicht während der Vulkanisierung zusammengezogen. Folglich sinkt sie, wie durch die Pfeile angegeben (Fig. 1), in die aus Gummi bestehende Haftschicht --23a-und Druckschicht --22--.
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2Riemens.
Um die oben beschriebene Schwierigkeit, nämlich das durch thermische Kontraktion verursachte Absinken der Zugschicht in die Gummischicht, zu vermeiden, wird in einem, wie in Fig. 3 dargestellt, herkömmlichen Verfahren unter der Zugschicht --26-- ein Verstärkungsgewe- be --26-- angeordnet, wodurch das Absinken der Zugschicht in die Gummischicht verhindert wird.
Die Zugschicht --26--, die in die Haftschicht --23-- aus Gummi eingebettet ist, sinkt dabei in die unteren Teile der Haftschicht --23--, wobei sie mit dem Verstärkungsgewebe --26-- in Berührung kommt. Folglich kann das Verstärkungsgewebe den Riemen in Schichten teilen.
Die Fig. 4 zeigt ein umgekehrtes Verfahren. Ein oberes gummiertes Gewebe --25--, eine Haft- schicht -23-- aus Gummi, eine aus einem Seil bestehende Zugschicht --26--, eine Druckschicht - aus Gummi und ein unteres gummiertes Gewebe-24-werden nacheinander auf einen Formteil --21-- aus Metall gewunden, wodurch eine Einheit entsteht. Durch Einwirkung von Druck und Hitze entsteht aus dieser Einheit ein geformter Riemenrohling. Der geformte Riemenrohling wird dann in eine Vielzahl von Ringen geschnitten, deren Innenseite nach aussen gedreht wird, wodurch man die gewünschten Riemen erhält. Es ist bei diesem herkömmlichen Verfahren schwierig, das Einsinken der Zugschicht in die Gummischicht zu verhindern. Wie durch die Pfeile angegeben, sinkt die aus dem Seil bestehende Zugschicht --26-- in die aus Gummi bestehende Haftschicht --23--.
Wie in der Fig. 5 dargestellt, kommt die Zugschicht --26-- mit dem oberen gummierten Gewebe --25-- in Berührung. Es entstehen also auch in diesem Fall die oben beschriebenen Schwierigkeiten in bezug auf die Oberfläche, auf der die Zugschicht angeordnet ist.
Bei dem oben beschriebenen, herkömmlichen Verfahren ist zwischen der Zugschicht und dem Verstärkungsgewebe oder dem oberen gummierten Gewebe keine Gummischicht vorgesehen, d. h. die Zugschicht ist in direkter Berührung mit dem Gewebe.
Der erfindungsgemässe Keilriemen und das Herstellungsverfahren sind nun in Fig. 6 bis 15 beschrieben.
Nach Fig. 7 umfasst der Keilriemenkörper-l'-eine Druokschicht-2'-, die aus hitzebeständigem, synthetischem Gummi hergestellt wird, der entweder aus einem einzelnen Material oder aus CR-Gummi oder NBR-Gummi oder aus einer Mischung dieser Gummis besteht. Die Schicht kann jedoch auch aus kältebeständigem Gummi bestehen, den man durch Mischen von NR-Gummi und
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SBR-Gummi oder CR-Gummi und BR-Gummi erhält. In beiden Fällen wird eine Haftschicht --3'-- aus Gummi von 60 bis 80 (Shorehärte), die aus demselben Material wie die Druckschicht --2'-- be- steht, über die Druckschicht gelegt, um dem Keilriemenkörper mehr Steifigkeit zu verleihen.
Eine Gruppe von Zähnen --4'-- ist auf der Oberfläche der Haftschicht --3'-- so angeordnet, dass sich diese über die Breite des Riemens erstrecken und von der Oberfläche der Haftschicht --3-- in bestimmten Abständen und mit bestimmter Tiefe vorstehen. Der Abstand (p) der Zähne --4'-- und
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<tb> --4'-- <SEP> sind1, <SEP> 5 <SEP> < <SEP> p < <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> t
<tb> 0, <SEP> 21 <SEP> < <SEP> t <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> t
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jedes Zahnes länglich, und dadurch wird die Quersteifigkeit des Riemens vermindert. Bei laufendem Riemen brechen die Zähne daher leicht.
Ist der Abstand (p) grösser als 3, 5 t, und wird bei der Herstellung des Riemens eine aus einem Seil bestehende Zugschicht um die Erhebungen eines Metallformteiles gewunden, so ist der Schnitt des Seiles polygonal.
Dies kann bei laufendem Riemen zu Schwingungen des Riemens und zur Hitzeerzeugung im Riemen führen. Der Abstand (p) sollte daher im oben angeführten Bereich liegen (1, 5 < p < 3, 5 t).
Ist jedoch die Tiefe (t) des Zahnes kleiner als 0, 12 d, so wird in gleicher Weise die Dicke des Zahnes --4'-- vermindert und der Verstärkungseffekt des Zahnbereiches in bezug auf die aus Seil bestehende Zugschicht wird auch vermindert. Dies beeinflusst die Lebensdauer des Riemens.
Genauer gesagt, der Riemen wird in Querrichtung verbogen oder deformiert. In der Folge fällt der Riemen in die Rille der Riemenscheibe und die Spannung konzentriert sich nur mehr auf die Zugschichten im Randbereich des Riemens. Dadurch wird die Lebensdauer des Riemens vermindert.
Wird jedoch die Tiefe (t) des Zahnes --4'-- vergrössert, so dass sie grösser als 0, 4 d ist, so wird der Umkreis der aus Seil bestehenden Zugschichten niedriger, die Anzahl der effektiven Zugschichten und der effektive Obertragungsbereich wird vergrössert, so dass die Übertragungskraft des Riemens verringert wird. Deshalb sollte die Tiefe (t) des Zahnes --4'-- im oben angeführten Bereich liegen (0, 12 d < t < 0, 4 d).
Die Zähne und die Zahnlücken zwischen den Zähnen werden mit einer Schicht aus Deckgewebe --5-- bedeckt, dem durch hitzebeständigen synthetischen oder kältebeständigen Gummi, der dem Material der oben beschriebenen Gummischichten --2'und 3'-- ähnlich ist, Reibung verliehen wird. Das Deckgewebe --5-- ist nur in Längsrichtung dehnbar. (Sich ausdehnend und zusammenziehend.) Das Deckgewebe --5-- wird durch Verweben von gekräuselten Nylonkettfäden --5a--, die einer Wollbehandlung unterzogen werden, und gewöhnlichen Nylonschussfäden --5b--, wie in Fig. 6 dargestellt, hergestellt.
Die verstreckbaren Kettfäden --5a-- werden in Längsrichtung des Riemens angeordnet, so dass der Riemen in Längsrichtung ausreichend gebogen werden kann, während die gewöhnlichen Nylonschussfäden --5b-- den Riemen in Querrichtung versteifen.
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vorher erwähnten Deckgewebe --5-- in Berührung stehen. Das heisst, der Riemen ist so konstruiert, dass in Hinblick auf die Tatsache, dass die thermische Kontraktionseigenschaft der aus Seil bestehenden Zugelemente mindestens A 100-20 C = 3,5 g/denier beträgt, wird eine thermische
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Kontraktionsspannung gegen die bei laufendem Riemen entstehende Hitze geschaffen.
In der Fig. 7 stellt --2'-- eine Druckschicht dar, die aus hitzebeständigem oder kältebeständigem Gummi hergestellt wird, der ähnlich dem Material der oben beschriebenen Gummi-
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geordnet, wobei die Zähne --9-- nicht mit dem Deckgewebe bedeckt sind. Der Abstand (p') und die Tiefe (f) der Zähne --9-- sind in bezug auf die Dicke (d') des Riemens wie folgt : (s. Fig. 13)
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<tb>
<tb> 1, <SEP> 5' <SEP> < <SEP> p' < <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> t'
<tb> 0, <SEP> 25 <SEP> d' < <SEP> t' < <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> d'
<tb>
Ist der Zahnabstand (pi) auf der unteren Fläche des Riemens kleiner als 1, 5 t', so ist die Form des Zahnes --9-- gezwungenermassen klein.
Daraus folgt, dass die Seitendruckstabilität bei Betrieb des Riemens vermindert ist. Ist der Zahn abstand (pi) grösser als 3, 5 t', so wird der Schnitt des Riemens polygonal, wenn dieser über die Riemenscheibe gebogen wird. Dies verursacht häufig ein Brechen der Zähne, deshalb sollte der Zahnabstand (p') den oben beschriebenen Bedingungen genügen (1, 5 t' < p' < 3, 5 t').
Die Zahntiefe (f) sollte grösser als 2, 5 d'sein, um die Biegefestigkeit zu vergrössern. Ist die Zahntiefe (f) grösser als 0, 5 d', so wird die Biegefestigkeit in bezug auf die Riemenscheibe verringert.
Folglich sollte die Zahntiefe (f) den oben beschriebenen Bedingungen entsprechen (0, 25 d' < t' < 0, 5 d').
Die oben beschriebene erfindungsgemässe Herstellungsart eines Keilriemens löst eine Reihe von Problemen, wie z. B. die Kontraktionsspannung zum Zeitpunkt der Hitzeerzeugung, Elastizität der oberen und unteren Riemenfläche, Biegefestigkeit, Seitendruckbeständigkeit und Verschleissfestigkeit.
Ein Keilriemen, dessen Unterseite Zähne aufweist, ist biegsam im Vergleich zu einem Keilriemen, dessen Unterseite keine Zähne aufweist. Die zuerst genannte Art von Keilriemen kann mit einer Riemenscheibe mit kleinem Durchmesser verwendet werden, wodurch sich eine kompakte Ausführung ergibt. Ein solcher Keilriemen weist jedoch noch folgende Nachteile auf.
Wird der auf der Riemenscheibe befindliche Riemen von dieser entfernt, so ist es schwierig, die Zähne aus der Riemenscheibe herauszuziehen. Die Zähne müssen mit Gewalt herausgezogen werden, wobei der Riemen ein quietschendes Geräusch erzeugt. Wird der Reibungskoeffizient der Zähne grösser, so wird es immer schwieriger, die Zähne aus der Riemenscheibe herauszuziehen, wobei das quietschende Geräusch des Riemens noch intensiver wird.
Folglich entstehen bei laufenden Riemen zyklische Störgeräusche. Bei einem Autokeilriemen kann eine Riemenscheibe mit kleinem Durchmesser verwendet werden, dies ist jedoch nicht der Fall bei Keilriemen, die für Lastwägen oder Busse verwendet werden.
Um dieses Geräuschproblem zu beseitigen, wird bei dem erfindungsgemässen Keilriemen die gesamte Fläche der Zähne --9-- auf der unteren Riemenfläche mit einer oder mehreren Lagen (vorzugsweise zwischen 2 und 5 Lagen) gummiertem Diagonalgewebe --7'-- aus Baumwollfäden bedeckt, oder sie wird mit gummiertem Schichtgewebe bedeckt, das man durch Verweben von gekräuselten Nylonkettfäden --5a-- und gewöhnlichen Nylonschussfäden --5b--, wie in Fig. 6 dargestellt, erhält, so dass sie nur in Längsrichtung des Riemens gedehnt werden kann. Ein solcher Keilriemen kann leicht aus der Riemenscheibe herausgezogen werden.
Da der Schlupf zwischen dem Gewebe und der Riemenscheibe gross ist, kann eine Druckkonzentration in den Vertiefungen des unteren Riementeiles verhindert werden, und so ist es möglich, ein Reissen des Riemens zu verhindern.
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Im oben beschriebenen Beispiel eines erfindungsgemässen Keilriemens ist der Abstand der Zähne --9-- auf der unteren Riemenfläche konstant, und Geräusche können bei laufendem Riemen bis zu einem gewissen Grad verhindert werden.
Da die Zähne in gleichmässigen Abständen angeordnet sind, quietscht der Riemen in gleichbleibenden Abständen, wenn er aus der Riemenscheibe herausgezogen wird. Folglich ist die Lösung des Geräuschproblems nicht zufriedenstellend.
Um den entstehenden Lärm weiter zu vermindern, wird der erfindungsgemässe Keilriemen so ausgeführt, dass der Abstand der Zähne auf der unteren Riemenfläche beliebig ist, wie in Fig. 9 und 10 dargestellt.
Die Fig. 9 und 10 zeigen Seitenansichten von Keilriementeilen, wobei die Zahnabstände beliebig sind. In dem in der Fig. 9 dargestellten Keilriemen sind die Zähne nicht mit Gewebe bedeckt, und die Abstände p,, 2 und p unterscheiden sich voneinander. In dem in der Fig. 10 dargestellten Keilriemen sind die Abstände p I, P 2 und p 3 der Zähne verschieden, so wie in der Fig. 9 dargestellt, jedoch sind die Zähne mit einer oder mehreren Lagen gummierten Diagonal- geweben --7'-- bedeckt, das aus Baumwollfäden hergestellt wird, die ähnlich dem Gewebe sind, mit dem die in der Fig. 8 dargestellten, in regelmässigen Abständen angeordneten Zähne bedeckt sind.
Sie können auch mit einem oder mehreren Lagen gummiertem Gewebe bedeckt sein, das durch Verweben von gekräuselten Nylonkettfäden --5a--, die einer Wollbehandlung unterzogen wurden, und gewöhnlichen Nylonschussfäden --5b-- hergestellt wird, welche nur in Längsrichtung des Riemens gedehnt werden können.
Da sich die Abstände der Zähne auf der Riemenunterfläche voneinander unterscheiden (beliebig) wie oben beschrieben, werden die Zähne bei laufenden Riemen unregelmässig in die Riemenscheibe gepresst. Die Geräusche treten nur mehr intermittierend auf, was eine Verminderung der Geräusche bedeutet.
Der Reibungskoeffizient wird dadurch vermindert, dass das Schichtgewebe über die in beliebigen Abständen angeordneten Zähne gelegt wird. Das bedeutet, dass der Schlupf zwischen dem Riemen und der Riemenscheibe verbessert wird, wodurch das quietschende Geräusch, das beim Herausziehen des Riemens aus der Riemenscheibe entsteht, weiter verringert wird.
Die Abstände (p') der Zähne sollten beliebig sein, wie oben beschrieben (1, 5 t' < p' < 3, 5 t') in bezug auf die Seitendruckstabilität und Biegeeigenschaften des Riemens. Sie sollten im Bereich zwischen 5 und 10 mm liegen.
Wie aus dem oben beschriebenen hervorgeht, ist der erfindungsgemässe Keilriemen nicht nur an seiner Oberseite, sondern auch an seiner Unterseite mit Zähnen versehen. Die Druck- schicht --2'-- und die Haftschicht --3'--, die den Riemenkörper bilden, bestehen aus CR-Gummi oder NBR-Gummi, die eine hohe Hitzebeständigkeit aufweisen, oder aus einem Mischgummi, wie z. B. NBR-Gummi oder CR-BR-Gummi, um ein Verhärten oder eine Qualitätsverschlechterung des Riemens in kalter Umgebung zu verhindern. Der erfindungsgemässe Keilriemen eignet sich daher besonders für Autos, wobei Hitze erzeugt wird, wenn der Riemen mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird. Die aus Seil bestehenden Zugteile sind aus Polyesterfasern oder Polyamidfasern hergestellt, die ausgezeichnete thermische Kontraktionseigenschaft aufweisen.
Diese Zugteile ziehen sich ausreichend zusammen, wenn durch den schnellaufenden Riemen, durch wiederholtes Biegen des Riemens oder durch den Schlupf des Riemens Hitze erzeugt wird. Im Unterschied zu herkömmlichen Keilriemen, muss die Spannung des erfindungsgemässen Keilriemens nicht nachgestellt werden. Der erfindungsgemässe Keilriemen wird automatisch angezogen.
Die Zähne, die einen bestimmten, gleichbleibenden Abstand und eine konstante Tiefe aufweisen, sind auf der Riemenoberfläche angeordnet. Dadurch wird die Biegeeigenschaft des Riemens verbessert. Weiters sind die Zähne mit dem Gewebe bedeckt, das nur in Längsrichtung des Riemens dehnbar ist, wodurch die Biegeeigenschaft des Riemens noch weiter verbessert wird. Das Gewebe besteht aus gewöhnlichen Nylonfäden, die in Querrichtung hohe Steifigkeit aufweisen. Die Haftschicht aus Gummi weist eine grössere Härte auf als eine gewöhnliche Haftschicht aus Gummi, und eine Anzahl von Kurzfasern sind in Querrichtung in der Druckschicht aus Gummi eingebettet. Die Steifigkeit des Riemens in Querrichtung wird dadurch vergrössert, so dass der Riemen beim Einführen in die Riemenscheibe nicht verformt wird.
Die Zähne auf der Riemenoberseite sind
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mit einer Lage aus dehnbarem Gewebe bedeckt, wodurch eine Deformierung des Riemens in Querrichtung verhindert wird. Die fadenförmigen Zugelemente sind in die Haftschicht aus Gummi so eingebettet, dass Teile der Zugelemente mit dem Deckgewebe in Berührung stehen. Dadurch wird ein örtliches Ermüden des Riemens verhindert. Dem Deckgewebe wird mit Hilfe jenes Gummis Reibung verliehen, der auch für den Riemenkörper verwendet wird. Das Haftvermögen des Deckgewebes wird dadurch verbessert. Einige Teile der Zugelemente werden von dem Deckgewebe bedeckt, andere Teile der Zugelemente wieder sind völlig unter den Zähnen eingebettet, wodurch ein Ablösen der Zugelemente von dem Riemenkörper vollständig verhindert wird.
Die Zähne sind an der Riemenunterseite in regelmässigen oder unregelmässigen Abständen angeordnet. Dadurch wird die Biegeeigenschaft der Riemenunterseite verbessert und der Riemen kann mit einer Riemenscheibe mit kleinem Durchmesser verwendet werden. Eine Lage oder mehrere Lagen aus gummiertem Diagonalgewebe oder aus gummiertem Gewebe, das in Längsrichtung dehnbar ist, werden auf die Gruppe von Zähnen aufkaschiert, so dass der Riemen leicht aus der Riemenscheibe gezogen werden kann, und der Lärm bei hohen Riemengeschwindigkeiten vermindert wird.
Der erfindungsgemässe Keilriemen weist also eine Anzahl von Vorteilen auf.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 wird nun gemäss einem umgekehrten Formverfahren ein Verfahren zur Herstellung eines selbstnachstellenden Keilriemens beschrieben, der an der Unter- und Oberseite Gruppen von Zähnen aufweist, und in dem Zugelemente aus Seil regelmässig angeordnet sind.
Wie in der Fig. 11 dargestellt, sind streifenförmige Erhebungen --15-- und zwischen diesen Vertiefungen --13-- an der Aussenseite einer zylindrischen Metallwand --11-- geformt. Diese werden von einem Deckgewebe --5-- bedeckt, das man durch Verweben von gekräuselten Nylonkettfäden --5a--, die einer Wollbehandlung unterzogen werden, und gewöhnlichen Nylonschussfäden --5b--, wie in Fig. 6 dargestellt, erhält. Nach einer Klebebehandlung wird dem Deckgewebe Reibung verliehen. Dies erfolgt mit Hilfe von CR-Gummi oder NBR-Gummi, oder mit Hilfe eines hitzebeständigen, synthetischen Gummis, der durch Vermischen dieser Gummis entsteht, oder mit Hilfe eines Mischgummis, wie z. B. NR-SBR-Gummi oder CR-BR-Gummi.
Das Gewebe wird so um den Metallformteil gewunden, dass die Kettfäden --5a-- im wesentlichen senkrecht zur Achse des Metallformteiles --11-- verlaufen. Wird das oben beschriebene Gewebe, das eine hohe Verstrek- barkeit aufweist, verwendet, so kann es über die Länge des Metallformteiles --11--, der dem äusseren Umfang entspricht, gewickelt werden, ohne dass es den Vertiefungen des Metallformstückes folgt.
Die Erhebungen des Metallformteiles --11-- entsprechen dem Abstand und der Tiefe der Zähne --4'-- des Riemens. Der Abstand (w) und die Höhe (h) der Erhebungen --15-- sind wie folgt : (s. Fig. 14)
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<tb> 1, <SEP> 5 <SEP> h <SEP> < <SEP> w <SEP> < <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> h <SEP>
<tb> 0, <SEP> 12d < h < 0, <SEP> 4d <SEP>
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dass die Zugelemente eine thermische Kontraktionsfähigkeit von mindestens AE 100-200C = 3, 5 g/denier aufweist, was der Differenz zwischen der thermischen Kontraktionsspannung bei 100 C und bei 20 C entspricht. Diese Zugelemente werden mit einer Spannung, die 1, 5- bis 3, 5mal grösser ist als die gewöhnliche Spannung von 0,2 bis 0,6 g/denier, schraubenförmig auf das Deckgewebe gewunden.
Wird also im Riemen Hitze erzeugt, so ist die thermische Kontraktionsspannung ausreichend.
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Gummis verwendet wird. Dann wird eine Druckschicht --2a-- aus hitzebeständigem synthetischem Gummi oder aus einem kältebeständigen Gummi, der dem der Schicht --3a-- ähnlich ist, auf die Haftschicht aus Gummi gewunden. Die Druckschicht bildet den wesentlichen Gummiteil des Riemens.
Um die Seitendruckstabilität und die Verschleissfestigkeit zu verbessern, wird als Druck-
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landers zu einer dünnen Gummischicht geformt wird. Schliesslich wird die Gummischicht mit 2 bis 5 Lagen diagonalem Baumwollgewebe bedeckt, dem mit Hilfe von Gummi Reibung verliehen wird,
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den, das, wie in Fig. 6 dargestellt, aus gekräuselten Nylonkettfäden besteht, die einer Wollbehandlung unterzogen wurden. Das Umhüllen mit dem gummierten Gewebe --7'-- ist bei einem Keilriemen, wie in Fig. 7 dargestellt, nicht nötig, da dieser auf der Unterseite kein gummiertes Gewebe aufweist.
Der so geformte Riemenrohling wird sodann vulkanisiert. Bei dem in der Fig. 11 dargestellten Riemen wird das Deckgewebe --5-- so um den Metallformteil --11-- gewunden, dass es in den Ver- tiefungen --13-- des Metallformteiles --11-- verläuft. Dadurch entstehen zwischen dem Zug- teil --6'-- und dem Gewebe --5-- dreieckige Räume (wird ein Gewebe mit hoher Verstreckbarkeit als Deckgewebe --5-- verwendet, so sind diese dreieckigen Räume nicht nötig). Dann wird ein zylindrischer Formteil --12-- aus Hartgummi über den geformten Riemen gegeben. Der zylindrische Formteil --12-- weist an seiner Innenseite eine Anzahl halbkreisförmiger oder wellenförmiger Erhebungen --14-- auf, durch die auf der Riemenunterseite die Zähne --9-- gebildet werden.
Da die Erhebungen --14-- den Zähnen --9-- entsprechen, sollte der Abstand (w') und die Höhe (h') der
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--14-- <SEP> in1, <SEP> 5 <SEP> h <SEP> < <SEP> w' < <SEP> 3, <SEP> 5 <SEP> h' <SEP>
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Der Abstand (w') der Erhebungen --14-- kann innerhalb des oben angegebenen Bereiches gleichbleibend oder unterschiedlich (beliebig) sein. Der geformte Riemenrohling wird mit dem Formteil --12-- in einen Vulkanisierungsofen gegeben, in den zur Vulkanisierung Dampf unter einem Druck von 7 bis 8 kg/cm"eingeführt wird. Bei diesem Vorgang, bei dem der Dampf unter hoher Temperatur und unter hohem Druck steht, wird der Formteil --12-- mit den Erhebungen mit Hitze und Druck behandelt. Wie in der Fig. 12 dargestellt, werden die inneren Gummischichten - 3a'und 2a'-dabei flüssig.
Die Haftschicht --3a-- aus Gummi, die den Zugteil --6'-- direkt berührt, fliesst durch den äusseren Druck in Richtung der Pfeile in die Vertiefungen --13--, wobei das Deckgewebe --5-- gedehnt wird, und sich so auf der Riemenoberseite die Zähne --4-- bilden.
Die Druckschicht --2a'-- aus Gummi fliesst in Richtung der Pfeile und füllt die Vertiefungen --15-- des Formteiles --12--, wobei das gummierte Gewebe --7'-- niedergedrückt wird, und es bilden sich die Zähne --9-- auf der Riemenoberseite. Damit wird der geformte Riemenrohling mit
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bildet, ist grösser als bei dem in Fig. l usw. dargestellten gewöhnlichen Formvorgang. Der Gummi, der zwischen die Zugteile fliesst, ist turbulent. Folglich werden die Oberflächen der Haftschicht - -3a'-- und der Zugteile --6'-- aktiviert und die Haftfestigkeit zwischen den Zugteilen --6'--, der Haftschicht --3'-- und den Zähnen --4'--, die den Riemenkörper-l'-bilden, deutlich erhöht.
Bei dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren eines Keilriemens werden die Zugtei-
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weisen, auf das um den Formteil --11-- gewundene Deckgewebe --5-- aus Nylon gewunden, u. zw. mit einer Spannung, die 1, 5- bis 3, 5mal grösser als die übliche Spannung ist. Da jedoch die Zug- teile --6 t -- durch die oben beschriebenen Erhebungen --15-- festgehalten werden, sinken die Zugteile bei der durch die Vulkanisation erzeugten thermischen Kontraktion niemals ab. So sind die Zugteile --6, -- auf ein und derselben zylindrischen Fläche regelmässig angeordnet.
Nach beendeter Vulkanisierung wird der Formteil --12-- entfernt und der geformte Riemenrohling aus dem Formteil --12-- herausgenommen. Der geformte Riemenrohling wird senkrecht zur Achse des Zylinders, der von dem geformten Riemen gebildet wird, in bekannter Weise in eine Vielzahl von Ringen mit bestimmter Weite geschnitten. Die Innenseite der Ringe wird nach aussen gedreht, wodurch man einen sogenannten, "doppelzahnigen", selbstnachstellenden Keilriemen erhält, dessen Ober- und Unterseite, wie in Fig. 8 dargestellt, Zähne aufweisen.
Bei dem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren eines Keilriemens mit umgekehrtem Formvorgang werden die fadenförmigen Zugelemente, die eine thermische Kontraktionseigenschaft von
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den, das hohe Verstreckbarkeit aufweist, und auf die Aussenwand des harten Metallformteiles mit den streifenförmigen Erhebungen aufgewunden wurde. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren sinken bei dem erfindungsgemässen Verfahren die Zugelemente bei der durch die Vulkanisierung verursachten thermischen Kontraktion niemals ab und sind auf einem regelmässigen Umkreis angeordnet. Wird also bei laufenden Riemen durch Schlupf Wärme erzeugt, so erfolgt in allen Zugteilen thermische Kontraktion, wodurch der Riemen selbst zusammengezogen wird.
Beim erfindungsgemässen Keilriemen ist daher im Gegensatz zu herkömmlichen Keilriemen eine Spannrolle nicht nötig, um die Spannung des Riemens oder den Abstand zwischen den Achsen der Riemenscheiben einzustellen. Dadurch wird die Lebensdauer des Riemens verlängert.
Beim Formen des Riemenrohlings fliesst Gummi, der noch nicht vulkanisiert ist und hohe Viskosität aufweist, zwischen die Zugteile, und so wird die Oberfläche der Zugteile aktiviert. Weiters liegt die Gummischicht mit Zähnen zwischen dem oberen Deckgewebe aus Nylon und den Zugteilen, wodurch ein Ablösen der Zähne, wie es bei herkömmlichen Verfahren auftritt, verhindert wird. Weiters wird die Haftfestigkeit deutlich erhöht.
Eine Gruppe von Zähnen ist auf der Riemenunterseite in regelmässigen oder beliebigen Abständen angeordnet. Dadurch wird die Biegeeigenschaft verbessert, und der Riemen kann mit einer Riemenscheibe mit kleinem Durchmesser verwendet werden. Das gummierte Diagonalgewebe oder das verstreckbare Gewebe werden auf die Oberfläche der Gruppe von Zähnen aufkaschiert, wodurch die Biegeeigenschaft der Riemenunterseite und des Schlupfs zwischen dem Riemen und der Riemenscheibe deutlich verbessert wird. Der Riemen kann also auf einfache Weise aus der Riemenscheibe gezogen werden, und der Lärm, der bei hohen Laufgeschwindigkeiten des Riemens erzeugt wird, wird vermindert.
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