CN110462255B

CN110462255B - 带齿的v型皮带

Info

Publication number: CN110462255B
Application number: CN201880020638.8A
Authority: CN
Inventors: P·施密特; H·格拉韦
Original assignee: Az Hezhong Ltd And Lianghe Co
Current assignee: Az Hezhong Ltd And Lianghe Co
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2038-04-11
Also published as: WO2018192620A1; EP3612750A1; CN110462255A; DE102017108425B4; EP3612750B1; DE102017108425A1

Abstract

本发明涉及一种带齿的V型皮带(18)，所述V型皮带具有拉力束(20)、皮带背部(22)和芯(24)，所述芯具有齿部(32)，该齿部具有多个齿，其中，每个齿(34)具有齿顶(36)、齿根(38)、第一齿侧面(40)、第二齿侧面(42)和在齿底(33)中的齿根曲率半径RG。根据本发明设置，对于拉力束(20)的中性纤维(44)和齿根(38)之间的腹板高度h以及齿顶和皮带背部(22)的皮带背面(46)之间的皮带总高度H适用关系0.40≤h/H≤0.45，并且对于腹板高度h和齿根曲率半径R_G适用关系2≤h/R_G≤2.16。

Description

带齿的V型皮带

技术领域

本发明涉及一种尤其侧面敞开的、带齿的V型皮带。

背景技术

这种带齿的V型皮带例如由WO 2010/002433 A1已知并且在具有V型皮带盘的V型皮带传动装置中使用。为了V型皮带传动装置可以具有尽可能大的传动比，皮带盘必须具有小的有效直径。这又意味着，V型皮带应该适用于以具有尽可能小的直径的皮带盘运行。为此，使用侧面敞开的V型皮带，因为侧面敞开的V型皮带与被包罩的V型皮带相比易于弯曲。对V型皮带的另一要求是，其应该具有尽可能高的使用寿命。此外应该可以传递尽可能大的力。这三个要求彼此对立。换句话说，同时优化三种要求是不可能的。

该已知的侧面敞开的V型皮带上的缺点尤其是，其不允许带有所谓背面滚轮地运行。背面滚轮的优点是，可以施加预紧力并且可以增加V型皮带围绕皮带盘的包容角。

由DE 11 2009 002 092已知具有高磨损强度的V型肋皮带。

EP 2 811 202 A1中描述了一种具有V形肋侧面的V型肋皮带。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种改善的V型皮带。

本发明通过一种V型皮带解决上述问题，在所述V型皮带中，对于一方面拉力束的中性纤维和齿根之间的腹板高度h与齿顶和皮带背部的皮带背面之间的皮带总高度H适用关系0.40≤h/H≤0.45。

此外，优选对于腹板高度和齿根曲率半径R_G适用关系2≤h/R_G≤2.16、尤其2≤h/R_G≤2.15。

这种V型皮带有利的是，其不仅沿横向方向具有高强度并且因此可以传递大的转矩，并且另一方面，在使用背面滚轮时齿根中的弯曲应力小并且由此预防齿根中的裂纹形成。这提高了V型皮带的使用寿命。

在本发明的范畴内，拉力束被理解为V型皮带的被构造用于接收所作用的拉力的那个部分。例如拉力束包括一根或多跟线，所述线例如可以由聚酯和/或芳族聚氨酯组成。

这些线例如埋入到基体中。例如基体由乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)和/或氯丁橡胶组成。

皮带背部例如可以具有覆盖织物。

芯是V型皮带的在使用时朝向径向内部指向的那个区段。换句话说，齿顶相对于拉力束具有最大距离，齿根是齿部的相对于拉力束具有最小距离的那个区域。

齿根曲率半径被理解为通过至少60°的适配角度具有与齿部的轮廓的最佳近似度的那个补偿圆的半径。

皮带总高度尤其被理解为齿顶和皮带背部的皮带背面之间的距离。

一般来说，本发明通过具有根据权利要求1的特征(a)至(e)的V型皮带解决所述问题。对于该V型皮带有利但非必须的是，满足特征(f)。

优选地，V型皮带是窄V型皮带或标准V型皮带。窄V型皮带具有B/H＝1.1至1.4的宽高比。标准V型皮带具有B/H＝1.4至1.8的宽高比。

根据有利的实施方式，对于齿顶和第一齿侧面之间的齿顶曲率半径R_S以及对于腹板高度h适用1.55≤h/R_S≤2.15。已经发现，该数值范围尤其与h/H的数值范围一起在带有背面滚轮地运行时导致齿根中的特别小的裂纹倾向，而不对这种V型皮带上的最大可传递的转矩产生过多负面影响。

有利地，对于齿距t、齿顶曲率半径R_S和齿根曲率半径R_G适用关系2.1≤t/(R_G+R_S)≤2.15。满足该要求的V型皮带的特点在于高的耐久性，而可传递的转矩不受到显著限制。齿距尤其被理解为两个相邻的齿相对彼此错开的错位量。换句话说，齿距尤其是(切开的)V型皮带的长度作为分子并且齿数作为分母得到的商。

根据本发明，还提出一种V型皮带传动装置，其具有根据本发明的V型皮带以及主动皮带盘和从动皮带盘，其中，V型皮带将两个皮带盘彼此连接。

优选V型皮带传动装置具有背面滚轮，其被布置为用于张紧V型皮带。这种构造不可能通过根据现有技术的V型皮带实现，因为裂纹形成的风险太大。

优选V型皮带是窄V型皮带。

本发明通过在具有主动皮带盘和从动皮带盘以及背面滚轮的V型皮带传动装置中使用上述V型皮带来解决所述问题。

V型皮带的各个特征尺寸的上述关系基于在FEM-Modell基础上对齿根处的应力状态的分析。

附图说明

在下面借助附图详细阐明本发明。附图示出了：

图1a具有本发明的V型皮带的本发明V型皮带传动装置，

图1b V型皮带的一般性构造的立体局部视图和，

图1c穿过根据图1b的非本发明V型皮带的齿的横截面和，

图2在局部视图2a和2b中示出穿过非本发明V型皮带的齿的横截面并且在局部视图2c和2d中示出穿过本发明V型皮带的齿的横截面。

具体实施方式

图1a示出了根据本发明的V型皮带传动装置10，其具有主动皮带盘12、从动皮带盘14、背面滚轮16和根据本发明的V型皮带18。主动皮带盘12被未示出的马达驱动。

图1b示出了V型皮带18的剖切的部分视图，其具有拉力束20、由覆盖织物组成的皮带背部22、以及芯24。拉力束20包括至少一个例如由聚酯组成的线26，所述线埋入到也可以被称作埋嵌混合物的基体28中。V型皮带18具有未覆层的侧向侧面，所述侧向侧面彼此形成侧面角γ。

芯24包括皮带基部30和齿部32。齿部32通过多个齿34.1、34.2形成。

图1c示出一个齿34(无数字后缀的附图标记总是指所有相应的对象)，该齿具有齿顶36。

此外，图1c示出中性纤维44，所述中性纤维是一个假想面，该假想面在V型皮带18的曲率变化时(参见图1a)既不拉伸也不压缩。中性纤维44在拉力束20中在单根线26或者多跟线26中延伸。

齿根曲率半径R_G是补偿圆K1的与齿部32在齿底33中的轮廓最近似的那个半径。在此，通过适配角度(Anpasswinkel)α1来计算近似度，所述适配角度至少为60°并且优选最高为90°。齿底是齿根和齿侧面之间的区域。

以这种方式借助第二补偿圆K2计算齿顶曲率半径R_S，所述第二补偿圆经过同样至少为60°并且优选最高为90°的第二适配角度α2延伸。齿34相对于对称平面S对称。

皮带总高度H，也可以简称为高度，是皮带背面46和齿顶36之间的距离。腹板高度h是中性纤维44和拉力束38之间的距离。宽度B在皮带背部上测得。

图2在部分图2a中示出了本发明的齿34的横截面。

图2b示出了非本发明的实施方式。如下面的表格所示，在该实施方式中得出相对高的横向变形，这在没有背面滚轮的情况下使用时导致使用寿命降低。

	图2a	图2b	图2c	图2d
					h‘/H	0.45	0.32	0.44	0.42
h‘/R<sub>G</sub>	5.85	2.07	2.07	2.07
					h‘/R<sub>S</sub>	4.18	0.92	2.27	1.57
t/(R<sub>G</sub>+R<sub>S</sub>)	4.00	2.09	2.19	2.11
					主应力σ	7.47	6.89	7.48	7.04
横向变形(mm)	-0.492	-0.534	-0.503	-0.508
					每个齿贴靠在皮带盘上的面积(mm<sup>2</sup>)	11523	10965	11003	11016

图2c示出了本发明的实施方式，这种实施方式具有有利的横向变形。

图2d示出了优选的横截面，在该横截面中满足所有上述关系。不仅主应力而且横向变形都在优选范围内。

附图标记

10 V型皮带传动装置

12 主动皮带盘

14 从动皮带盘

16 背面滚轮

18 V型皮带

20 拉力束

22 皮带背部

24 芯

26 线

28 基体

30 皮带基部

32 齿部

33 齿底

34 齿

36 齿顶

38 齿根

40 第一齿侧面

42 第二齿侧面

44 中性纤维

46 皮带背面

α 适配角度

γ 侧面角

B 宽度

h 腹板高度

H 皮带总高度、高度

K 补偿圆

R_G 齿根曲率半径

R_S 齿顶曲率半径

S 对称平面

Claims

1.带齿的V型皮带(18)，具有：

(a)拉力束(20)，

(b)皮带背部(22)和

(c)芯(24)，所述芯具有齿部(32)，所述齿部具有多个齿，

(d)其中，每个齿(34)具有：

(i)齿顶(36)，

(ii)齿根(38)，

(iii)第一齿侧面(40)，

(iv)第二齿侧面(42)和

(v)在齿底(33)中具有齿根曲率半径R_G，

其特征在于，

(e)对于所述拉力束(20)的中性纤维(44)和所述齿根(38)之间的腹板高度h与所述齿顶和所述皮带背部(22)的皮带背面(46)之间的皮带总高度H适用关系0.40≤h/H≤0.45。

2.根据权利要求1所述的带齿的V型皮带(18)，其特征在于，对于所述齿顶(36)和所述第一齿侧面(40)之间的齿顶曲率半径R_S以及腹板高度h适用关系1.55≤h/R_S≤2.15。

3.根据权利要求2所述的带齿的V型皮带(18)，其特征在于，对于齿距t、所述齿顶曲率半径R_S和所述齿根曲率半径R_G适用关系2.1≤t/(R_G+R_S)≤2.15。

4.根据权利要求1至3之一所述的带齿的V型皮带(18)，其特征在于，所述V型皮带是侧面敞开的。

5.根据权利要求1至3之一所述的带齿的V型皮带(18)，其特征在于，所述V型皮带是窄V型皮带。

6.根据权利要求1至3之一所述的带齿的V型皮带(18)，其特征在于，对于腹板高度h和齿根曲率半径R_G适用关系2≤h/R_G≤2.16。

7.V型皮带传动装置，具有：

(a)主动皮带盘(12)，

(b)从动皮带盘(14)和

(c)根据上述权利要求1至6之一所述的V型皮带(18)。

8.根据权利要求7所述的V型皮带传动装置，其特征在于，设置有背面滚轮(16)，所述背面滚轮被布置成用于使所述V型皮带(18)张紧。