DD244606A1

DD244606A1 - BELT

Info

Publication number: DD244606A1
Application number: DD28469585A
Authority: DD
Inventors: Herbert Pasker; Gunter Siebdrath
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1987-04-08

Abstract

Ziel der Erfindung ist ein einfach herzustellender Zahnriemen mit hoher Flexibilitaet bei grossem E-Modul sowie hoher Uebertragungsgenauigkeit bei grossen Antriebskraeften. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Zahnriemens, der einen Form- und Stoffschluss zwischen der Zugeinlage und dem elastischen Material aufweist und eine gute Bindung der Zugeinlage mit dem elastischen Material ohne Verwendung eines Haftvermittlers gewaehrleistet. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass die Zugeinlage aus Metalldraehten oder Glasfaser- oder Kohlefaserstraengen und Kunststoffdraehten besteht, die miteinander verdrillt sind. Fig. 2The aim of the invention is a simple to produce timing belt with high flexibility at high modulus and high transmission accuracy in large propulsion systems. The object of the invention is to provide a toothed belt which has a form and material connection between the tension pad and the elastic material and ensures a good binding of the tension pad with the elastic material without the use of a bonding agent. According to the invention this is achieved in that the tensile insert consists of Metalldraehten or glass fiber or Kohlenstofffaserstraengen and Kunststoffdraehten, which are twisted together. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemen aus elastischem Material mit einer in Längsrichtung des Zahnriemens verlaufenden Zugeinlage.The invention relates to a toothed belt made of elastic material with a running in the longitudinal direction of the toothed belt insert.

Characteristic of the known technical solutions

Nach der DE-OS 3206160; B 29 D, 29/02 ist ein Zahnriemen aus Polyurethan mit einer darin eingebetteten Zugeinlage bekannt.According to DE-OS 3206160; B 29 D, 29/02 is known a polyurethane timing belt with an embedded therein liner.

Die Zugeinlage besteht aus verdrillten Stahl- oder Kunststoffdrähten oder Glasfasersträngen.The tensile insert consists of twisted steel or plastic wires or fiberglass strands.

Um bei der Übertragung der Antriebskräfte durch den Zahnriemen einen synchronen Lauf der miteinander verbundenen Zahnräder zu gewährleisten, ist neben einer festen Zugeinlage auch eine gute Bindung der Zugeinlage mit dem Polyurethan erforderlich. Fehlt eine gute Bindung, dann tritt ein Wandern der Zugeinlage in dem Zahnriemen ein.In order to ensure a synchronous running of the interconnected gears in the transmission of driving forces through the timing belt, in addition to a fixed tensile insert and a good binding of the tensile liner with the polyurethane is required. If there is no good binding, the tension in the timing belt will wander.

Bei Verwendung von Stahldrähten als Zugeinlage wird eine hohe Festigkeit erreicht. Stahldrähte weisen aber eine relativ große Steifigkeit und eine geringe Flexibilität auf. Außerdem entsteht eine geringe Bindung zwischen den Stahldrähten und dem Polyurethan. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist das Benetzen der Oberfläche der Stahldrähte mit einem Haftvermittler notwendig (DE-OS 3200063; B 29 D, 29/02). Das erfordert bei der Herstellung von Zahnriemen zusätzlichen Aufwand für das Benetzen und die Bereitstellung einer Benetzungsvorrichtung.When using steel wires as a tensile insert high strength is achieved. However, steel wires have a relatively high rigidity and low flexibility. In addition, a slight bond between the steel wires and the polyurethane. To eliminate this disadvantage, the wetting of the surface of the steel wires with a bonding agent is necessary (DE-OS 3200063, B 29 D, 29/02). This requires in the production of timing belt additional effort for wetting and the provision of a wetting device.

Kunststoffdrähte als Zugeinlage haben zwar eine hohe Flexibilität und gute Bindung zum umgebenden Polyurethan, sie weisen aber eine geringe Festigkeit und einen sehr geringen Ε-Modul auf. Aus diesem Grund sind Kunststoffdrähte als Zugeinlage ungeeignet. Zahnriemen mit einer solchen Zugeinlage können nur gering belastet werden und führen bei hohen Antriebskräften zu Verformungen und Übertragungsungenauigkeiten.Although plastic wires as a tensile insert have high flexibility and good bonding to the surrounding polyurethane, they have low strength and a very low Ε-modulus. For this reason, plastic wires are unsuitable as a tensile insert. Timing belts with such a tensile insert can only be subjected to low loads and lead to deformations and transmission inaccuracies at high driving forces.

Bei der Verwendung von Glasfasersträngen für Zugeinlagen wird eine hohe Festigkeit erreicht. Glasfaserstränge weisen aber einen relativ geringen Ε-Modul auf, erfordern zum Erzielen einer guten Bindung mit dem umgebenden Polyurethan die Anwendung spezifischer Haftvermittler.When using fiberglass strands for tensile layers high strength is achieved. Glass fiber strands, however, have a relatively low modulus of elasticity, requiring the use of specific adhesion promoters to achieve good bonding with the surrounding polyurethane.

Object of the invention

Als Ziel der Erfindung soll für einen einfach herzustellenden Zahnriemen eine hohe Flexibilität bei großem Ε-Modul sowie eine hohe Übertragungsgenauigkeit bei großen Antriebskräften erreicht werden.The aim of the invention is to achieve a high flexibility with a large Ε-module and a high transmission accuracy at high driving forces for a simple to produce timing belt.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zahnriemen aus elastischem Material mit einer in Längsrichtung des Zahnriemens verlaufenden Zugeinlage zu schaffen, der einen Form- und Stoffschluß zwischen der Zugeinlage und dem .The invention has for its object to provide a toothed belt made of elastic material with a running in the longitudinal direction of the toothed belt inlay, which is a form and material connection between the Zuginlage and the.

elastischem Material aufweist und eine gute Bindung der Zugeinlage mit dem elastischen Material ohne Verwendung eines Haftvermittlers gewährleistet.having elastic material and ensures a good binding of the tensile liner with the elastic material without the use of a bonding agent.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Zugeinlage aus Metalldrähten oder Glasfaser- oder Kohlefasersträngen und Kunststoffdrähten besteht, die miteinander verdrillt sind.According to the invention this is achieved in that the tensile insert consists of metal wires or glass fiber or carbon fiber strands and plastic wires that are twisted together.

Nach einer vorteilhaften Ausführung sind die Metalldrähte oder Glasfaser-oder Kohlefaserstränge und die Kunststoffdrähte zueinander abwechselnd angeordnet.According to an advantageous embodiment, the metal wires or glass fiber or carbon fiber strands and the plastic wires are arranged alternately to each other.

Zur Verbesserung der Bindung zwischen den Kunststoffdrähten und dem elastischen Material sind die Kunststoffdrähte gereckt.To improve the bond between the plastic wires and the elastic material, the plastic wires are stretched.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: einen Längsschnitt eines Teiles eines Zahnriemens mit Zugeinlage,1 shows a longitudinal section of a part of a toothed belt with tension,

Fig. 2: eine Schnittdarstellung nach Linie A-A gemäß Fig. 1 undFig. 2 is a sectional view taken along line A-A of FIG. 1 and

Fig.3: eine Ausführungsvariante einer Litze der Zugeinlage mit rechteckigem Querschnitt.3 shows an embodiment variant of a strand of the tensile liner with a rectangular cross section.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Zahnriemen für einen Vorschubantrieb einer Werkzeugmaschine. Der Zahnriemen 1 besteht aus thermoplastischem Polyurethan-Elastomer 2 als Formgebungsmaterial mit einer darin eingebetteten Zugeinlage 3. Die Zugeinlage 3 weist verdrillte Drähte auf, nachfolgend Litze genannt, die in Längsrichtung des Zahnriemens 1 verlaufen, parallel zueinander angeordnet sind und in der neutralen Zone des Zahnriemens 1 liegen. Die Litze besteht aus miteinander verdrillten Stahl- und Kunststoffdrähten 4,5, die zueinander abwechselnd angeordnet sind (Fig. 2). Im Querschnitt bildet die Litze eine kreisförmige Form. Nach einer anderen Ausführungsvariante kann die Litze im Querschnitt eine rechteckige (Fig. 3), quadratische oder andere Form bilden.The exemplary embodiment relates to a toothed belt for a feed drive of a machine tool. The toothed belt 1 is made of thermoplastic polyurethane elastomer 2 as a shaping material with a traction embedded therein 3. The Zuginlage 3 has twisted wires, hereinafter referred to strand, which extend in the longitudinal direction of the belt 1, are arranged parallel to each other and in the neutral zone of the toothed belt 1 lie. The strand consists of mutually twisted steel and plastic wires 4, 5, which are arranged alternately to one another (FIG. 2). In cross-section, the strand forms a circular shape. According to another embodiment variant, the strand can form a rectangular (FIG. 3), square or other shape in cross section.

Beim Herstellen des Zahnriemens, beispielsweise im Spritzgießverfahren, wird die in die Spritzgießform eingebrachte Zugeinlage 3 von dem einfließenden thermoplastischen Polyurethan-Elastomer 2 umhüllt. Dabei erfolgt ein thermoplastisches Verschweißen der nach außen zeigenden Oberflächen der Kunststoffdrähte 5 mit dem thermoplastischen Polyurethan-Elastomer 2 und ein Einfließen des thermoplastischen Polyurethan-Elastomers 2 in die nach außen zeigenden Oberflächenkonturen der Stahldrähte 4. Gleichzeitig drücken sich die nach innen zeigenden Oberflächenkonturen der erwärmten Stahldrähte 4 in die Oberflächen der anliegenden Kunststoffdrähte 5 ein. Um ein sicheres Verschweißen der Kunststoff drähte 5 mit dem thermoplastischen Polyurethan 2 zu erreichen, sind die Schmelzpunkte der Kunststoff drähte 5 und des Polyurethans-2 annähernd gleich.When manufacturing the toothed belt, for example by injection molding, the tensile insert 3 introduced into the injection mold is enveloped by the inflowing thermoplastic polyurethane elastomer 2. In this case, a thermoplastic welding of the outwardly facing surfaces of the plastic wires 5 with the thermoplastic polyurethane elastomer 2 and an inflow of the thermoplastic polyurethane elastomer 2 in the outwardly facing surface contours of the steel wires 4. At the same time, the inwardly facing surface contours of the heated steel wires pressed 4 in the surfaces of the adjacent plastic wires 5 a. In order to achieve a secure welding of the plastic wires 5 with the thermoplastic polyurethane 2, the melting points of the plastic wires 5 and the polyurethane-2 are approximately equal.

Durch diese Vorgänge entsteht einerseits ein Formschluß der Stahldrähte 4 mit den Kunststoffdrähten 5 im Innern der Litze und andererseits ein Stoffschluß der Kunststoff drähte 5 sowie ein Formschluß der Stahldrähte 4 mit dem thermoplastischen Polyurathan-Elastomer 2 entlang der Oberfläche der Litze. Damit ist ein sicherer Verbund der Zugeinlage 3 mit dem thermoplastischen Polyurethan-Elastomer 2 ohne Verwendung eines Haftvermittlers entstanden. Innerhalb dieses Verbundes übernehmen die Stahldrähte 4 die Funktion als Zugelement.By these operations, on the one hand, a positive connection of the steel wires 4 with the plastic wires 5 inside the strand and on the other hand, a material connection of the plastic wires 5 and a positive connection of the steel wires 4 with the thermoplastic polyurethane elastomer 2 along the surface of the strand. In order for a secure composite of the tensile insert 3 with the thermoplastic polyurethane elastomer 2 is formed without the use of a primer. Within this composite, the steel wires 4 take over the function as a tension element.

Ein solcher Zahnriemen weist eine hohe Flexibilität bei großem Ε-Modul auf und gewährleistet eine hohe Übertragungsgenauigkeit bei großen Antriebskräften.Such a timing belt has a high flexibility with a large Ε-module and ensures a high transmission accuracy for large driving forces.

Claims

Invention claim:

1. Toothed belt made of elastic material with a running in the longitudinal direction of the toothed belt insert, characterized in that the Zuginlage (3) of metal wires or glass fiber or carbon fiber strands (4) and plastic wires (5), which are twisted together.

2. toothed belt according to point !, characterized by,

that the metal wires or glass fiber or carbon fiber strands (4) and plastic wires (5) are arranged alternately to each other.

3. toothed belt according to item 1 and 2, characterized by,
that the plastic wires (5) are stretched.