DE102005047224B4

DE102005047224B4 - Antriebsriemen

Info

Publication number: DE102005047224B4
Application number: DE200510047224
Authority: DE
Inventors: Michael Kretzschmar; Dr. Kanzow Henning; Hermann Schulte
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2005-10-01
Filing date: 2005-10-01
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2025-10-02
Also published as: WO2007039568A1; DE102005047224A1

Abstract

Antriebsriemen (1) mit einer verstärkenden Rückenlage (2), wobei die Rückenlage (2) aus einem Gewebe oder einem Vlies hergestellt ist und die Enden (3) der Rückenlage (2) an einer Verbindungsstelle (4) aneinander stoßen und mit einer Naht (6) aus mindestens einem Faden (7, 8) vernäht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (4) der Rückenlage (2) des Antriebsriemens (1) mit mindestens einem Polytetrafluorethylen-Faden (7, 8) vernäht ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsriemen mit einer verstärkenden Rückenlage, wobei die Rückenlage aus einem Gewebe oder einem Vlies hergestellt ist und die Enden der Rückenlage an einer Verbindungsstelle aneinander stoßen und mit einer Naht aus mindestens einem Faden vernäht sind.
Derartige Antriebsriemen sind als Keilriemen, Keilrippenriemen oder Zahnriemen vielfältig im Einsatz, beispielsweise in Nebenantrieben von Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren. Die Riemen laufen dabei nicht nur mit ihrer Innenseite, sondern auch mit der Rückenseite über Antriebs- und Umlenkrollen. Dabei werden die Riemen hin- und hergebogen, was zu einer der Antriebslast überlagerten Wechselbeanspruchung führt. Dieser Wechselbeanspruchung muss auch eine Rückenlage, insbesondere aber auch die Nahtstelle der Rückenlage, standhalten.
In diesem Zusammenhang ist beispielsweise durch die DE 693 05 597 T2 bekannt, die Enden der Rücklage mit mindestens einem monofilen Faden aus Kunstfaser zu vernähen. Die dabei verwendeten Fäden sind aus hochfesten Materialien, beispielsweise Nylon, Vinylon, Polyester oder Polyamid, hergestellt.
Es zeigt sich jedoch, dass solche Nähte der Biegewechselbeanspruchung auf Motorenprüfständen nicht lange standhalten.
In Versuchen hat sich gezeigt, dass sich zwar die Festigkeit der Naht durch die Verwendung eines gezwirnten Fadens aus Kunstfasern dieser Materialgruppe erhöhen lässt, die Lebensdauer auf dem Prüfstand jedoch nicht entsprechend wächst. Die Reibung der Nahtfäden mit den Filamenten oder Garnen der Rückenverstärkungseinlage führt zur vorzeitigen Zerstörung der Naht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsriemen der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Naht der Rückenlagenfügestelle eine verbesserte Lebensdauer aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Verbindungsstelle der Rückenlage des Antriebsriemens mit mindestens einem Polytetrafluorethylen-Faden vernäht ist.
Der bisher nach dem Stand der Technik beschrittene Weg, als Faden derartiger Nähte möglichst hochfeste Fäden zu verwenden, wird hier verlassen, da Polytetrafluorethylen-Fäden eine gegenüber den im Stand der Technik genannten Materialien eine deutlich niedrigere Festigkeit aufweisen.
In einer Ausbildung der Erfindung ist die Naht mit einem aus Polytetrafluorethylen-Fäden aufgebautem Zwirn vernäht.
Überraschenderweise weist eine Naht aus Polytetrafluorethylen-Fäden, insbesondere bei aus Polytetrafluorethylenfäden aufgebautem Polytetrafluorethylen-Zwirn als Nähfaden eine ausgezeichnete Lebensdauer auf. Die Reibung der Polytetrafluorethylen-Einzelfäden untereinander, gegenüber der zu vernähenden Rückenlage und gegenüber den anzutreibenden oder umlenkenden Rollen eines Riementriebes ist aufgrund der günstigen Oberflächeneigenschaften des Polytetrafluorethylens derart niedrig, dass eine vorzeitige Zerstörung des Zwirnes nicht auftritt. Dadurch, dass sich die Fäden bei Kontakt mit der Umlenkrolle in die Verstärkungslage leicht eindrücken lassen, wird die Geräuschentwicklung verringert, die beim Kontakt der Umlenkrollen mit der Naht entsteht, die gewöhnlich eine Verdickungsstelle darstellt.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der Antriebsriemen eine auf der dem Rücken des Antriebsriemens abgewandten Seite der Rückenlage unter der Verbindungsstelle der Rückenlage unter die Enden der Rückenlage sich erstreckende Verstärkungslage auf, die mit den Enden der Rückenlage durch die Naht verbunden ist.
Diese Verstärkungslage hat den Vorteil, dass die Verbindungsstelle eine nochmals erhöhte Zugfestigkeit aufweist und außerdem eventuell von der Verbindungsstelle ausgehende Initialrisse sich nicht in das Innere des Antriebsriemens fortpflanzen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Verbindungsstelle mit einem Dreistich-Zickzackstich vernäht.
Dieser Stich ist für eine hohe Zugfestigkeit besonders vorteilhaft, da die Last auf mehrere Einstichstellen verteilt ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Verbindungsstelle mit einer Überstichbreite von maximal 0,6 mm und einer Stichlänge von maximal 0,8 mm vernäht.
Durch die genannten Maße ist gewährleistet, dass die Naht eine geringe Ausdehnung aufweist, was sich positiv auf eine geringe Schallemission des Riementriebes auswirkt.
Ein derartiger Nähfaden lässt sich vorteilhaft für alle Nahtformen zu Verbindung der Rückenlagen an Antriebsriemen einsetzen. Die positiven Eigenschaften sind nicht auf bestimmte Nahtformen beschränkt.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1: eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Antriebsriemens mit einer erfindungsgemäß vernähten Verbindungsstelle,
2: die Verbindungsstelle aus 1 in einem Längsschnitt und
3: Ergebnisse von Dauerfestigkeitsversuchen verschiedener Ausführungsformen der Verbindungsstelle von Rückenlagen an Antriebsriemen.
In 1 ist eine Draufsicht eines Ausschnittes aus einem Antriebsriemen 1 dargestellt.
Sichtbar ist hier die Rückenseite. Die Rückenseite des Antriebsriemens 1 weist eine Rückenlage 2 auf. Die Enden 3 der Rückenlage 2 stoßen an einer Verbindungsstelle 4 stumpf aneinander.
Unter der Verbindungsstelle 4 ist ein Vliesstreifen 5 unterlegt, der sich unter die jeweiligen Enden 3 der Rückenlage 2 erstreckt. Die Verbindungsstelle 4 ist mit einer Naht 6 aus Oberfaden 7 und Unterfaden 8 so vernäht, dass Rückenlage 2 und Vliesstreifen 5 miteinander verbunden sind. Der Oberfaden 7 besteht aus einem verzwirnten Polytetrafluorethylen-Material. Die Naht 6 ist als Dreistich-Zickzackstich ausgeführt, wobei die Überstichbreite 9 0,6 mm beträgt und die Stichlänge 10 0,8 mm beträgt.
In 2 ist derselbe Ausschnitt als Längsschnitt dargestellt. Die Rückenlage 2 ist auf eine Elastomerlage 12 aufvulkanisiert. Die Verbindungsstelle 4 ist mit dem Vliesstreifen 5 hinterlegt. Rückenlage 2 und Vliesstreifen 5 sind durch Oberfaden 7 und Unterfaden 8 miteinander vernäht.
Die Zuglast im Antriebsriemen 1 wird durch in die Elastomerlage 12 eingebettete Festigkeitsträger 13 aufgenommen. Auf der der Rückenlage 2 gegenüberliegenden Seite der Festigkeitsträger 13 sind Zähne 14 ausgebildet, die in ein hier nicht dargestelltes Zahnriemenrad eingreifen.
3 zeigt die Ergebnisse von Dauerfestigkeitsversuchen des in den 1 und 2 gezeigten erfindungsgemäßen Antriebsriemens im Vergleich mit weiteren Ausführungsformen einer Verbindungsstelle der Rückenlage. Die Balkenreihe 15 zeigt die Ergebnisse eines Antriebsriemens mit ultraschallverschweisster Naht ohne Vernähung, wie sie nach dem Stand der Technik häufig in Serienanwendungen anzutreffen ist. Die Ergebnisse des erfindungsgemäßen Antriebsriemens 1 sind in Balkenreihe 16 aufgezeigt. Die Riemen wurden bei –45°C unter Last angefahren. Während die ultraschallgeschweisste Naht und die mit einem PEEK-Faden vernähte Naht bereits nach jeweils 20 Anläufen versagte, hielt die mit einem Polytetrafluorethylenfaden vernähte Naht mehr als 20 Anläufe aus. Der Versuch wurde daraufhin abgebrochen.
Dies Verhalten ist deshalb überraschend, da die in Datenreihe 17 gezeigte Festigkeit des PEEK-Fadens mit 65 N deutlich über der des Polytetrafluorethylenfadens mit 45 N liegt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich also eine erhebliche Verbesserung der Dauerfestigkeit im Vergleich zum Stand der Technik.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsriemen
2: Rückenlage
3: Enden der Rückenlage 2
4: Verbindungsstelle der Enden 3
5: Vliesstreifen
6: Naht
7: Oberfaden
8: Unterfaden
9: Überstichbreite
10: Stichlänge
12: Elastomerlage
13: Festigkeitsträger
14: Zähne
15: Dauerfestigkeits-Messreihe eines Riemens nach Stand der Technik
16: Zugfestigkeits-Messreihe eines erfindungsgemäßen Riemens
17: Zugfestigkeits-Messreihe von Nähfäden für Rückengewebenähte

Claims

Antriebsriemen (1) mit einer verstärkenden Rückenlage (2), wobei die Rückenlage (2) aus einem Gewebe oder einem Vlies hergestellt ist und die Enden (3) der Rückenlage (2) an einer Verbindungsstelle (4) aneinander stoßen und mit einer Naht (6) aus mindestens einem Faden (7, 8) vernäht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (4) der Rückenlage (2) des Antriebsriemens (1) mit mindestens einem Polytetrafluorethylen-Faden (7, 8) vernäht ist.
Antriebsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Naht (6) mit einem aus Polytetrafluorethylen-Fäden (7, 8) aufgebautem Zwirn vernäht ist.
Antriebsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsriemen (1) eine auf der dem Rücken des Antriebsriemens (1) abgewandten Seite der Rückenlage (2) unter der Verbindungsstelle (4) der Rückenlage (2) unter die Enden (3) der Rückenlage (2) sich erstreckende Verstärkungslage (5) aufweist, die mit den Enden (3) der Rückenlage (2) durch die Naht (6) verbunden ist.
Antriebsriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (4) mit einem Dreistich-Zickzackstich vernäht ist.
Antriebsriemen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (4) mit einer Überstichbreite (9) von maximal 0,6 mm und einer Stichlänge (10) von maximal 0,8 mm vernäht ist.