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Gummikeilriemen Die Erfindung bezieht sich auf Gummikejiriemen zur
Kraftübertragung, insbesondere auf solche Riemen, die in der Lage sind, einerseits
über Keilriemenscheiben, welche V-förmige Rillen haben, zu laufen und gleichzeitig
andererseits eine gegenläufige Drehbewegung auf eine oder mehrere Riemenscheiben
mit ebener Außenfläche zu übertragen, sowie auf Verfahren und Vorrichtungen zur
Herstellung solcher Riemen.
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Bei der Anwendung solcher Riemen, insbesondere für Leistungsübertragungen
von weniger als 1 PS, wird wegen des begrenzten zur Verfügung stehenden Raumes oftmals
eine gedrungene Bauweise verlangt, die außerdem wohlfeil sein soll; auch wird in
vielen Fällen ein schwingungsfreier Lauf zur Bedingung gemacht.
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Es sind bereits Gummikeilriemen mit Hüllgewei)e und abgesetzten Kanten
an der Keilbreitseite sowie gewölbtem Rücken bekannt, die in der Weise hergestellt
werden, daß der Stoffausgleich zwecks maßgerechter Formgebung der Seitenflächen
von den oberen Kanten aus nach dem mittleren Teil des Riemenrückens erfolgt.
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Ferner sind Gummikeilriemen mit einer mittleren undehnbaren Zugschicht
aus in Gummi gebetteten Schnüren, dessen an der Keilschmalseite liegende Druckschicht
mit Fasern durchsetzt ist, bekannt, die gebrochene Riemenflanken mit je einem im
Bereich der Schnurschicht liegenden Grat aufweisen, der vorzugsweise im oberen Teil
des Riemens unterhalb der Gummidruckschicht entlangläuft.
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Die bisher benutzten Keilriemen zeigen die Neigung, in Schwingungen
zu geraten, wenn sie mit ihren Außenflächen über Flachscheiben laufen. Die Ursache
solcher Schwingungen wurde darin gefunden, daß die Berührung zwischen der Außenfläche
des Riemens und der Flachscheiben nicht gleichförmig ist, weil die über Keilriemenscheiben
geführten Riemen keine ebene Außenfläche bilden, dadurch ungleichmäßig verschleißen
und ein gewisser Schlupf eintritt, der überdies die Wirksamkeit der Kraftübertragnng
mindert.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Gummikeilriemen, dessen größere
Grundfläche an beiden Flanken winklig angeschnitten ist. Gemäß einem wesentlichen
Merkmal ist die größere Grundfläche parallel zur Biegeachse des Riemens plan geschliffen.
Die Flanken und die kleinere Grundfläche des Riemens sind mit einem Belag versehen,
der gemäß der weiteren Erfindung nur bis zu den angewinkelten Flächen reicht.
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Die Herstellung eines derartigen Riemens vollzieht sich erfindungsgemäß
so, daß das Schleifen im gereckten Zustand des Riemens erfolgt.
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Die Einrichtungen zur Fertigung eines solchen Riemens sollen naher
erläutert werden an Hand der Zeichnungen, in denen
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht
einen Keilriemen gemäß der Erfindung darstellt, und zwar vor der Behandlung der
Außenfläche, Fig. 2 den gleichen Keilriemen in einem Zwischenzustand der Bearbeitung,
Fig. 3 den Keilriemen in fertigem Zustand; Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Maschine
zur Herstellung des neuen Keilriemens; Fig. 5 stellt im senkrechten Schnitt eine
Einzelheit der in Fig. 4 dargestellten Maschine dar, und zwar eine Trommel mit aufgezogenem
Ringmantel und aufgewickelten Riemen; Fig. 6 zeigt die in Fig. 5 dargestellten Teile
in auseinandergenommenem Zustand; Fig. 7 stellt in perspektivischer Ansicht eine
andere Ausführungsform einer Maschine zur Riemenherstellung dar.
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Der neue Riemen hat die übliche V-Form mit einer neutralen Zone 11
aus nicht dehnbaren Litzen zwischen einer Druckzone 10 und einer Zugzone 12 gummiartiger
Zusammensetzung. Der äußere Teil der Zugzone 12 ist nicht mit einem imprägnierten
Gewebe oder einem Belag versehen, wie es sonst bei diesen Riementypen üblich ist,
sondern besteht ausschließlich aus gummiartiger Masse, vorzugsweise Neopren. Mit
dem Fehlen eines Belages entfällt auch die Gefahr, daß sich beim Spleißen des Belages
Unebenheiten auf der Oberfläche bilden.
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Beim Aufbringen der Gewebedecke 13 in der üblichen Weise bleibt die
gummiartige äußere Oberfläche 14 frei, der Belag wird nur an der inneren und an
den seitlichen Flächen des Riemens angebracht.
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Beim Formen des bereits mit dem Belag versehenen Riemens kann der
Gummi, der den oberen Teil des Riemens bildet, über die oberen Kanten des Belages
quellen, wie dieses Fig. 1 zeigt. Bei der normalen Riemenfertigung ist ein solches
Überfließen und erwünscht. Bei der Erfindung dagegen stört es nicht, weil die obere
Fläche später glattgeschliffen wird.
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Auch sonstige Ungleichmäßigkeiten, die dadurch entstehen, daß die
Form oder der Preßkolben mit einer Hülle, einem Nilantel oder einem Futter bedeckt
ist, stören nicht. Man kann bei diesen ersten Fertigungsabschnitten des Riemens
größere Toleranzen zulassen und gelangt durch die Erfindung dennoch zu einer größeren
Gleichmäßigkeit der äußeren Oberfläche.
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Nach Aufbringen des Belages und nach dem Formen wird die äußere,
größere Grundfläche 14 bei umlaufendem Riemen durch eine entsprechende Vorrichtung
abgeschliffen. Der Riemen wird dabei gereckt, so daß er ähnlichen Bedingungen unterliegt,
wie sie später bei Benutzung des Riemens auftreten. Dile Abschleifen vorrichtung
selbst rotiert dabei, vorzugsweise um eine zur Drehachse des Riemens parallelen
Achse. Form und Anordnung der Abschleifvorrichtung sollen so gewählt werden, daß
während des ganzen Atorganges eine gleichmäßige tangentiale Berührung zwischen Riemenoberfläche
und Abschleifvorrichtung eingehalten wird. Die Drehbewegungen des Abschleifrades
und des Riemens können gleichlaufend oder gegenläufig zueinander sein, wobei im
zweiten Fall eine größere Relativgeschwindigkeit zwischen Oberfläche des Riemens
und schleifender Oberfläche und eine Beschleunigung des Schleifprozesses die Folge
ist. Der Zweck dieses Schleifens ist, die äußere, größere Grundfläche 14a des Riemens,
wie in Fig. 2 gezeigt, zu einer praktisch mit der Biegeachse des Riemens parallelen
Ebene glattzuschleifen, so daß sie, wenn der Riemen gleichzeitig über Keilnemenscheiben
und über Flachscheiben läuft, die Oberfläche der flachen Scheiben gleichmäßig berührt,
und auch die Unregelmäßigkeiten, welche die Vibrationen hervorrufen, ausgeschaltet
werden.
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Beim Schleifen der Zugzone kann man so vorgehen, daß, wie Fig. 2
zeigt, die Oberfläche 14a in der Ebene der oberen Ränder 15 des Bielages 13 liegt.
Danach kann man die Kanten der Zugzone derart anschneiden daß längs der über flache
Scheiben laufenden, größeren Grundfläche die Anschnittflächen 15a entstehen, die
in Fig. 3 erkennbar sind Es entsteht so eine durch die Fläche 14a und die Anschnittflächen
15a begrenzte, dehnbare Schicht aus gummiartigem Stoff, welche als dämpfendes Lager
wirkt und drie Geräusche und das Vibrieren des gesamten Antriebes sowie das Schlüpfen
des Riemens auf den flachen Scheiben vermeidet. Je nach der besonderen Beschaffenheit
des Riemens und der gewünschten Riemenstärke ist es manchmal wünschenswert, die
größere Grundfläche 14a zu einer Ebene zu schleifen, die unterhalb der ursprünglichen
oberen Kanten 15 des seitlichen Belages liegt. In diesem Fall besteht beim Schleifen
die Gefahr, daß die oberen Ränder des Belages abgescheuert werden. Diese Erscheinung
ist jedoch bedeutungslos, da die Kanten der Grundfläche durch die vertikalen Ebenen
15a angeschnitten werden.
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Das Beschneiden der oberen Riemenkanten ist jedoch nicht allein eine
Maßnahme zur zweckmäßigen Herstellung des Riemens. Es ergibt sich daraus auch hainsichtlich
der Wirkungsweise des Riemens ein Vorteil, der als wesentliches Merkmal des Riemens
nach der Erfindung angesehen werden kann. Wenn Keilriemen über Keilriemenscheiben
laufen, verschleißen
sie normalerweise an ihren schrägen Seitenflächen und keilen
sich infolgedessen tiefer in die Rillen ein. Wenn der obere Teil des Riemens aber
außerhalb der Rillen läuft, haben die schrägen Seitenflächen dort keinen Kontakt
mit der Scheibe und verschleißen daher nicht.
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Wenn der Riemen versucht, sich in die Rillen einzukeilen, wird er
durch den nicht verschlissenen oberen Teil des Riemens, der infolgedessen breiter
als die Rillen ist, daran gehindert, und es entsteht eine vertikale Verwölbung an
der größeren Grundfläche des Riemens. Dies hat die bereits bekannte, ungleichmäßige
Berührung mit einer flachen Scheibe zur Folge.
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Durch das beschriebene Anschneiden der oberen Kanten wird jener sich
normalerweise dem Einkeilen widersetzende Riemenoberteil entfernt, so daß das Einkeilen
ungehindert vor sich gehen kann und keine Verwölbung der Oberfläche entsteht.
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Bei der in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellten Vorrichtung werden die
Riemen 48, nachdem sie mit einem Belag versehen und getrocknet sind, auf einen Ringmantel
16 aus dehnbarem Material, z. B. Gummi, aufgebracht. Zur Erleichterung des Aufbringens
ist der äußere Durchmesser des Ringmantels 16 um ein weniges kleiner als der innere
Wickeldurchmesser der Riemen 48. Die innere Fläche des Ringmantels ist kegelmantelförmig.
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Die Außenfläche der starren Trommel 17 hat denselben llegelwinkel
wie die Innenfläche des Ringmantels, so daß sich der Ringmantel 16 beim gewaltsamen
Aufziehen auf die Trommel 17 radial ausdehnt, sich gegen die innere Wickelfläche
der Riemen 48 preßt und diese in einer Weise spannt, wie es später beim Betrieb
der Riemen ebenfalls der Fall ist.
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Die Trommel wird mit dem aufgezogenen Ringmantel und den darauf aufgespannten
Riemen auf eine Welle 32 aufgesletzt, die in den Lagern 36 und 37 drehbar ist. Diese
Lager sind auf den Böcken 33 und 34 montiert. Die Welle wird durch den Elektromotor
28 über die Riemenscheiben 29 und 30 und den Transmissionsriemen 31 angetrieben.
Dabei werden die Riemen durch das Schleifrad 18 abgeschliffen. Zum Antrieb des Schleifrades
dienen gemäß Abbildung der Elektromotor 19, der Transmbssionsriemen 20 und die Riemenscheiben
21 und 22. Das Schleifrad 18 ist mitsamt seinem Antriebsmechanismus auf einem Schlitten
angeordnet. Derselbe weist eine Spindelmutter auf, welche die rotierende, durch
Motor 24, Riemen 27 und Scheiben 25 und 26 angetriebene Spindel 23 aufnimmt.
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Die Spindel 23 und die Welle 32 sind parallel, so daß, wenn das Schleifrad
beim Abschleifen an den Außenflächen der gleichfalls rotierenden Riemen 48 entlang
läuft, eine gleichmäßige tangentiale Berührung zwischen Riemen und Schleifrad eingehalten
wird.
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In Fig. 7 ist eine andere Vorrichtung zur Fertigung der Riemen gezeigt.
Sie ist auf einer Grundplatte 38 angeordnet. Die Riemen 49 laufen über die Riemensoheiben
40 und 39. Diese wird durch den Motor 42 angetrieben. Die Riemenscheibe 40 ist fliegend
am Hebel arm 41 angeordnet, welcher derart gelenkig auf der Grundplatte befestigt
ist, daß er in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene geschwenkt werden kann.
Durch die schwenkbare Anordnung des Hebelarmes 41 kann derAchsabstand der beiden
die Riemen aufnehmenden Scheiben verstellt werden, d. h. wenn man den Hebelarm 41
auf die Achse zu bewegt, vermindert sich derAchsabstand, und man kann leicht die
zu schleifenden Riemen über die Scheiben legen. Wenn man den Hebelarm 41 dagegen
zurücklegt, werden die Riemen selbsttätig durch eine am Hebelarm angreifende Feder
gespannt.
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Das Abschleifrad 43 wird durch einen Antrieb, z. B. einen Elektromotor
44, angetrieben. Motor und Schleifrad zusammen sind so auf einer Führungsplatte
45 aufgesetzt, daß sie senkrecht zur Achsrichtung verschoben werden können. Durch
eine Schubstange 46 sind Motor und Schleifrad gelenkig mit einem weiteren Hebelarm
47 verbunden, welcher in der gleichen Weise wie Hebelarm 41 schwenkbar auf der Grundplatte
angeordnet ist. Durch Betätigung des Hebelarmes 47 werden Motor und Abschleifrad
in Richtung der aufgespamiten Riemen verschoben, wodurch das Schleifrad mit den
abzuschleifenden Riemenoberflächen in Kontakt gebracht werden kann.
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Dadurch, daß bei dieser Vorrichtung die keilförmigen Rillen der Scheiben
den Riemen beim Umlaufen als festes Widerlager dienen, wird durch das Schleifrad
beim Abschleifen ein gewisser Druck auf die äußeren Oberflächen der Riemen ausgeübt.
Er kommt etwa dem Druck gleich, dem die größeren Grundflächen der Riemen beim Umlaufen
über flache Scheiben ausgesetzt sind. Auf diese Weise gewährleistet auch diese Vorrichtung
eine gleichmäßige Berührung zwischen der rotierenden Abschleifvorricbtung und den
umlaufenden Riemen, wobei diese weitgehend den Bedingungen ausgesetzt sind, denen
sie auch während des Betriebes unterliegen.
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PATENTANSPROCHE: 1. Gummikeilriemen, dessen größere Grundfläche an
beiden Flanken winklig angeschnitten ist, dadurch gekennzeichnet daß die größere
Grundfläche (14) parallel zur Biegeachse des Riemens plan geschliffen ist.