DE102005059083A1 - Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb - Google Patents

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Thomas Spiess
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    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32Friction members
    • F16H55/36Pulleys
    • F16H55/49Features essential to V-belts pulleys

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

Die Erfindung schafft eine Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb, wobei die Keilrippenscheibe (1) an einem Scheibengrundkörper (2) angeordnete, zueinander beabstandete, sich radial auswärts weitgehend keilförmig verjüngende erste Rippen (3) mit ersten Rippenflanken (5) besitzt, die zum Kontakt mit zweiten Rippenflanken (6) zweiter Rippen (7) eines Keilrippenriemens ausgebildet sind, wobei an den ersten Rippenflanken (5) Erhebungen (9) vorgesehen sind, die sich in einen Raum (10) zwischen den ersten Rippenflanken (5) erstrecken, derart, dass im Kontaktbereich der Erhebungen (9) und der zweiten Rippenflanken (7) eine lokal höhere Normalkraft vorliegt als im erhebungsfreien Kontaktbereich der ersten (5) und zweiten (7) Rippenflanken, wobei die Erhebungen (9) entlang der Umfangsrichtung der ersten Rippen (3) in Achrichtung der Rotationsachse (4) zunächst ansteigend und nach einem Wendepunkt (11) abfallend ausgebildet sind und von der Rotationsachse (4) des Scheibengrundkörpers (2) radial auswärts gerichtet in Achsrichtung der Rotationsachse (4) zunächst ansteigend und dann abfallend ausgebildet sind und die Erhebungen (9) in einer Aufrissprojektion jeweils ähnlich einem Dreieck ausgebildet sind, dessen Hypotenuse einen vom geradlinigen Verlauf abweichenden, insbesondere parabelbogenförmigen (12) Verlauf besitzt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren der Herstellung einer solchen Keilrippenscheibe nach dem Anspruch 7.
  • Nebenaggregate von Brennkraftmaschinen wurden in der Vergangenheit mit einem V-förmig ausgebildeten Keilriemen angetrieben. Aufgrund gestiegener Komfortansprüche nimmt die Zahl der Nebenaggregate ständig zu, sodass neben dem Generator und der Kühlmittelpumpe auch die Integration von beispielsweise Lenkhilfepumpe und Klimakompressor in den Nebenaggregatetrieb erforderlich wurde.
  • Wenn diese Nebenaggregate mechanisch angetrieben werden, so wird ein über die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebener Riementrieb zur Leistungsübertragung verwendet. Oftmals werden durch den Riementrieb auch weitere Aggregate, wie beispielsweise Lüfter, mechanische Lader oder Pumpen angetrieben, sodass die zum Antrieb der genannte Aggregate notwendige Leistung mit einem einfachen V-förmigen Keilriemen nicht mehr übertragen werden kann.
  • Um nun hier Abhilfe zu schaffen, werden sogenannte Keilrippenriemen eingesetzt, die einen Unterbau aus mehreren V-förmigen Rippen aufweisen, die in einem Verbund aus einem Brückengewebe und darin eingelagerten Zugsträngen stehen, sodass durch die außen liegenden Flächen der V-förmigen mehreren nebeneinander liegenden Rippen eine größere zur reibungsbasierten Kraftübertragung erforderliche Kontaktfläche zur Verfügung steht.
  • Die Keilrippenriemen laufen dabei auf Keilrippenscheiben, die beispielsweise an den vorstehend genannten Aggregaten angeordnet sind. Wenn mit einem, einen solchen Keilrippenriementrieb aufweisenden Fahrzeug eine Wasserdurchfahrt vorgenommen wird oder auch das Fahrzeug auf einer asphaltierten Strasse durch eine mit Wasser gefüllte Straßenvertiefung fährt, so kann das in den Einlaufbereich zwischen dem Keilrippenriemen und der Keilrippenscheibe geschleuderte oder strömende Wasser dafür sorgen, dass der Keilrippenriemen kurzzeitig seinen Reibschlusskontakt mit der Keilrippenscheibe verliert, die Kraftübertragung zwischen dem Riemen und der Scheibe wird kurzzeitig unterbrochen, sodass es beispielsweise im Falle einer über den Keilrippenriemen angetriebenen Lenkhilfepumpe zu einer kurzzeitigen Unterbrechung der Servowirkung durch die Lenkhilfepumpe kommen kann. Das in den Einlaufbereich zwischen der Keilrippenscheibe und dem Keilrippenriemen gelangende Wasser führt zur Bildung eines hydrodynamischen Tragfilms, sodass der Keilrippenriemen an der Keilrippenscheibe aufschwimmt und durchrutscht. Dieses Phänomen kann auch akustisch als Pfeifen des Keilrippenriementriebs wahrgenommen werden. Auch führt ein solches Durchrutschen zu einem erhöhten Verschleiß des Keilrippenriemens.
  • Die Aufgabe, erhöhtem Verschleiß des Keilrippenriemens entgegenzuwirken ist bereits in einer Zahl von Druckschriften bekannt geworden, die sich mit dem Problem der Steigerung der Lebensdauer des Keilrippenriemens auseinandersetzen.
  • So ist anhand der japanischen Veröffentlichung JP-2002039291 A ein Keilrippenriemen mit V-förmigen Rippen bekannt geworden, bei dem mittels unterschiedlicher Teilungen des Keilrippenriemens und der Keilrippenscheibe der Schlupf verringert werden soll und die Übertragungskraft vergrößert werden soll.
  • Anhand der US-5,492,507 A ist ein Keilrippenriemen bekannt geworden, bei dem das Problem des Brechens der Rippen beseitigt werden soll, indem der der Rippenscheibe zugewandte Bereich des Riemens nicht bearbeitet wird, sodass keine aufgrund der Bearbeitung mit einer Schleifscheibe entstehenden Mikrorisse auftreten, die sich im Betrieb des Keilrippenriemens vergrößern können.
  • Anhand der US-4,330,287 A ist ein Keilrippenriemen bekannt geworden, der zur Verlängerung der Standzeit des Keilrippenriemens im Kontaktbereich mit der Keilrippenscheibe seitlich angeordnete konvexe Kontaktzonen aufweist, die beim Einlaufvorgang des Keilrippenriemens abgetragen werden, sodass sich möglichst spielfreier Kontakt zwischen dem Keilrippenriemen und der Keilrippenscheibe einstellt und damit aufgrund der so aufeinander eingelaufenen Kontaktzone sich ein gutes Tragbild zwischen dem Keilrippenriemen und der Keilrippenscheibe einstellt.
  • Auch die Druckschrift US-4,047,446 A befasst sich mit dem Problem der Verlängerung der Lebensdauer des Keilrippenriemens. Zu diesem Zweck ist es hieraus bekannt geworden, den Keilrippenriemen auf der Keilrippenscheibe mit einem Kopfspiel zu betreiben, es also sowohl im Bereich unterhalb des Rippenkopfes des Keilrippenriemens als auch oberhalb des Rippenkopfes der Rippen der Keilrippenscheibe nicht zu einem körperlichen Kontakt mit dem jeweils anderen Reibungspartner kommt.
  • Schließlich befasst sich die US-5,803,855 A zwar mit dem Problem der Ansammlung von Wasser oder Schmutz im Kontaktbereich zwischen der Keilrippenscheibe und dem Keilrippenriemen, wobei hieraus aber ebenfalls wie aus der vorstehend genannten US-4,047,446 A nur das Vorsehen von Leerräumen zwischen dem Rippenkopf und dem Rippengrund der beiden Reibpartner vorgesehen ist.
  • Auch wurde bereits versucht, die mit dem Keilrippenriementrieb übertragbare Leistung dadurch zu erhöhen, dass die Keilrippenscheibe so modifiziert wird, dass im Kontaktbereich zwischen Rippenflanken der Keilrippenscheibe und Rippenflanken des Keilrippenriemens an der Keilrippenscheibe Erhebungen vorgesehen sind, die in diesem Kontaktbereich zu lokal höheren Normalkräften führen als im erhebungsfreien Kontaktbereich der Rippenflanken.
  • So ist anhand der EP 0 947 735 A1 eine Keilrippenscheibe bekannt geworden, die an den Flanken der Rippen der Keilrippenscheibe kugelsegmentförmige Vorsprünge oder Sphäroide besitzt, die sich in Richtung der gegenüberliegenden Rippenflanken der Keilrippenscheibe erstrecken und dazu führen, dass der in die Zwischenräume zwischen die Rippenflanken der Keilrippenscheibe einlaufende Keilrippenriemen in dem Bereich zwischen den Sphäroiden mit höherer Druckbelastung beaufschlagt wird als in dem sphäroidfreien Kontaktbereich und somit die mit der so modifizierten Keilrippenscheibe übertragbare Leistung ansteigt, da der Reibungskoeffizient aufgrund den Sphäroiden verglichen mit glatt ausgebildeten Rippenflanken ansteigt.
  • Wenn nun der so geklemmte Keilrippenriemen im Auslaufbereich der Keilrippenscheibe diese wieder verlassen soll, so führt dies aufgrund der erhöhten Druckspannungen im Kontaktbereich zwischen den Sphäroiden und dem Keilrippenriemen aber zu einem „Mitnahmeeffekt" der Sphäroide, sodass der Auslauf des Keilrippenriemens aus dieser so modifizierten Keilrippenscheibe nicht weich, sondern ruckartig erfolgt und dies zu einerseits einer erhöhten Belastung des Keilrippenriemens führt und andererseits auch eine Schwingungsanregung in den Keilrippenriementrieb bringt, da der den Zwischenraumbereich der einzelnen Rippen der Keilrippenscheibe verlassende Keilrippenriemen von den Sphäroiden noch mitgenommen wird und somit der Auslauf ruckartig erfolgt und der Keilrippenriemen in seine eine geradlinige Konfiguration zwischen zwei benachbarten Keilrippenscheiben einnehmende Lage zurückschwingt. Auch ist anhand der genannten Druckschrift auch eine sinusschwingungsförmige Modifikation der Rippen der Keilrippenscheibe bekannt geworden, was zu Scherbelastung am Keilrippenriemen führt und damit zu einer Belastung, für die der Keilrippenriemen auslegungstechnisch nicht vorgesehen ist.
  • Schließlich ist anhand der US-PS 4,905,361 eine Keilrippenscheibe bekannt geworden, bei der der Bereich zwischen den einzelnen Rippen aufgeraut wird, beispielsweise mittels einer Sandstrahlbehandlung oder einer chemischen Oberflächenbehandlung. Eine solchermaßen aufgeraute Oberfläche führt aber zu einer erhöhten Abrasionswirkung am Keilrippenriemen.
  • Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb zu schaffen, die einerseits ein weiches Einlaufen des Keilrippenriemens in den Kontaktbereich zwi schen den einander gegenüberliegenden Rippen der Keilrippenscheibe ermöglicht, dort, verglichen mit glatt ausgebildeten Rippenflanken der Keilrippenscheibe höhere Normalkräfte zwischen den Rippenflanken der Keilrippenscheibe und des Keilrippenriemens entstehen und dann andererseits auch trotz der höheren Normalkräfte ein sanftes und weiches Auslaufen des Keilrippenriemens aus dem Kontaktbereich ermöglicht wird, ohne dass es zu ungewünschten Schwingungen im Keilrippenriementrieb kommt.
  • Auch soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Keilrippenscheibe angegeben werden.
  • Die Erfindung schafft nun zur Lösung dieser Aufgabe eine Keilrippenscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Keilrippenscheibe nach dem Anspruch 7 bereit.
  • Die Erfindung sieht nun zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe hinsichtlich eine Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb vor, wobei die Keilrippenscheibe an einem Scheibengrundkörper angeordnete, zueinander beabstandete, sich radial auswärts weitgehend keilförmig verjüngende erste Rippen mit ersten Rippenflanken besitzt, die zum Kontakt mit zweiten Rippenflanken zweiter Rippen eines Keilrippenriemens ausgebildet sind, wobei an den ersten Rippenflanken Erhebungen vorgesehen sind, die sich in einen Raum zwischen den ersten Rippenflanken erstrecken derart, dass im Kontaktbereich der Erhebungen und der zweiten Rippenflanken eine lokal höhere Normalkraft vorliegt als im erhebungsfreien Kontaktbereich der ersten und zweiten Rippenflanken und wobei die Erhebungen entlang der Umfangsrichtung der ersten Rippen in Achsrichtung der Rotationsachse betrachtet zunächst ansteigend und nach einem Wendepunkt abfallend ausgebildet sind und von der Rotationsachse des Scheibenkörpers radial auswärts gerichtet in Achsrichtung der Rotationsachse betrachtet zunächst ansteigend ausgebildet und dann abfallend ausgebildet sind und die Erhebungen in einer Aufrissprojektion jeweils ähnlich einem rechtwinkligem Dreieck ausgebildet sind, dessen Hypotenuse eine vom geradlinigen Verlauf abweichenden, insbesondere parabelbogenförmigen Verlauf besitzt.
  • Durch die Ausbildung der Erhebungen derart, dass diese entlang der Umfangsrichtung der ersten Rippen in Achsrichtung der Rotationsachse zunächst ansteigend ausgebildet sind, wird ein sanftes Einlaufen des Keilrippenriemens auf die Erhebungen an den ersten Rippen der Keilrippenscheibe erreicht, wobei hierzu die Ausbildung der Erhebungen von der Rotationsachse des Scheibengrundkörpers radial auswärts gerichtet in Achsrichtung der Rotationsachse betrachtet als zunächst ansteigend und dann nach einem Wendepunkt abfallend beiträgt. Damit weisen die Erhebungen Einlaufflächen oder Auflaufflächen auf, die ein sanftes und stoßbelastungsfreies Einlaufen des Keilrippenriemens auf die ersten Rippenflanken ermöglichen.
  • Wenn nun die Erhebungen entlang der Umfangsrichtung der ersten Rippen in Achsrichtung der Rotationsachse betrachtet werden, so fallen diese nach einem Wendepunkt ab. Diese Konfiguration in Verbindung mit der radial auswärts von der Rotationsachse des Scheibegrundkörpers weg abfallenden Ausbildung der Erhebungen nach also einem jeweils höchsten Punkt trägt dazu bei, dass beim Einlaufen des Keilrippenriemens auf die Erhebungen zunächst Normalkräfte zwischen den Rippenflanken des Keilrippenriemens und den Erhebungen den ersten Rippen der Keilrippenscheibe ansteigen und diese nach einem jeweiligen Normalkraftmaximum beim Auslaufen des Keilrippenriemens, d. h. also aus dem Kontaktbereich des Keilrippenriemens mit den Erhebungen heraus, zwischen den zweiten Rippenflanken des Keilrippenriemens und den Erhebungen an den Rippen des Scheibengrundkörpers langsam wieder abnehmen und es somit nicht zu einem Mitnahmeeffekt auf den Keilrippenriemen kommt, wenn dieser aus seinem Eingriff mit der Keilrippenscheibe ausspurt. Es hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Erhebungen in einer Aufrissprojektion jeweils ähnlich einem rechtwinkligem Dreieck ausgebildet sind, dessen Hypotenuse einem vom geradlinigen Verlauf abweichenden, insbesondere parabelbogenförmigen Verlauf besitzt. Mit dieser erfindungsgemäß vorgesehenen Konfiguration der Keilrippenscheibe wird also das Problem des Durchrutschens des Keilrippenriemens auf der Keilrippenscheibe beseitigt, da sich zwischen den Rippenflanken des Keilrippenriemens und den Rippenflanken der Rippen der Keilrippenscheibe im Bereich der Erhebungen lokal höhere Normalkräfte ausbilden als im erhebungsfreien Kontaktbereich der ersten und zweiten Rippenflanken und aber dort trotz dieser Ausbildung der höheren Normalkräfte der Keilrippenriementrieb nicht einer erhöhten Schwingungsanregung ausgesetzt ist, wie dies beim Stand der Technik mit dem kugelsegmentförmigen Erhebungen an den Rippenflanken der Rippen des Scheibengrundkörpers der Fall ist.
  • Auch wird mit dieser erfindungsgemäßen Konfiguration der Keilrippenscheibe das Problem übermäßigen Verschleißes des Keilrippenriemen beseitigt, wie dies bei aufgerauten Rippenflanken des Scheibengrundkörpers der Fall ist. Eine aufgeraute Oberfläche an den ersten Rippenflanken sorgt nämlich dafür, dass am Keilrippenriemen eine erhöhte Abrasionswirkung zu beobachten ist und damit ein übermäßiger Verschleiß des Keilrippenriemens eintritt, der bei der erfindungsgemäßen Rippenscheibe nicht vorliegt.
  • Die Erfindung kann dadurch weitergebildet werden, dass der Steigungswinkel einer Tangentialfläche jeder Erhebung, bezogen auf eine die Rotationsachse rechtwinklig schneidende Mittenebene der ersten Rippen in ansteigendem Bereich der Erhebungen größer ist als im abfallenden Bereich. Diese Weiterbildung sorgt dafür, dass ein rascher Anstieg der Normalkräfte zwischen den Erhebungen des Keilrippenriemens möglich ist und die Normalkräfte nach dem Normalkraftmaximum mit einem niedrigeren Gradienten abfallen als der Gradient beim Aufbau der Normalkräfte. Somit wird ein weiches und sanftes Ausspuren des Keilrippenriemens an den Erhebungen ermöglicht.
  • Es hat sich darüber hinaus als vorteilhaft dargestellt, dass die ersten Rippen eine in einer Aufrissprojektion sägezahnähnliche Ausbildung aufweisen. Dadurch wird eine einstückige Ausbildung der Erhebungen und der ersten Rippen erreicht, sodass die Rippen nach dem jeweiligen Bereich der Erhebungen eine solche Konfiguration besitzen, wie dies bei bekannten Keilrippenscheiben der Fall ist, was das sanfte Ausspuren des Keilrippenriemens aus dem Eingriff mit den Erhebungen weiter unterstützt.
  • Es ist dabei nach der Erfindung vorgesehen, dass entlang der Umfangsrichtung der ersten Rippen im gleichen Winkelabstand verteilt Erhebungen vorgesehen sind, sodass über den gesamten Außenumfang der Keilrippenscheibe ein zunächst sanftes Einspuren des darüber laufenden Keilrippenriemens stattfindet mit einem darauf folgenden Anstieg der Normalkraft im Bereich zwischen den Rippenflanken des Keilrippenriemens und den Erhebungen an den ersten Rippenflanken und nach dem jeweils lokalen Normalkraftmaximum ein sanftes Ausspuren des Keilrippenriemens von dem Rippenflanken des Scheibengrundkörpers ermöglicht wird.
  • Die Erfindung zeichnet darüber hinaus dadurch aus, dass die Erhebungen an allen dem Keilrippenriemen zugewandten Flächen verrundet ausgebildet sind. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass Kanten oder der gleichen an den Erhebungen außerhalb des Kontaktbereichs der Erhebungen mit dem Keilrippenriemen liegen und an keiner Stelle des Kontaktbereichs der Erhebungen und des Keilrippenriemens Kerbwirkung erzeugende oder Verschleiß erzeugende scharfkantige Vorsprünge oder der gleichen vorgesehen sind. Die vorstehend genannte Keilrippenscheibe kann aus einem metallischen Werkstoff und/oder einem Kunststoffwerkstoff gefertigt werden.
  • Wenn eine Fertigung der Keilrippenscheibe aus metallischem Werkstoff bevorzugt wird, dann ist es möglich, die Erhebungen am Scheibengrundkörper mittels eines Rollvorgangs mit einem Rollwerkzeug zu erzeugen. Zur Herstellung der rotationssymmetrischen Keilrippenscheibe kann ein rotationssymmetrisches Rollwerkzeug vorgesehen werden, mit dem die Erhebungen am Scheibengrundkörper mittels eines, einem Einkämmvorgang ähnlichem Rollvorgang geschaffen werden.
  • Bei einem mit einem Kunststoffwerkstoff gefertigten Scheibengrundkörper können die Erhebungen mittels eines Formschiebewerkzeugs in der Form beispielsweise eines Sichelschiebers gefertigt werden. Mit beiden Fertigungsverfahren wird er reicht, dass die Erhebungen an ihren dem Keilrippenriemen zugewandten Flächen verrundet ausgebildet sind und keine scharfen Kanten, Trennkanten, Hinterschneidungen und dergleichen besitzen und somit eine Beschädigung des Keilrippenriemens ausgeschlossen ist und darüber hinaus kein Mitnahmeeffekt am Keilrippenriemen beim Auslaufen des Keilrippenriemens aus dem Eingriff mit der erfindungsgemäßen Keilrippenscheibe auftritt.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Keilrippenscheibe nach der vorliegenden Erfindung in einer Seitenansicht und einer Schnittdarstellung; und
  • 2 eine vergrößerte Darstellung der Schnittansicht nach 1 sowie eine Schnittverlaufsansicht, die zur Schnittansicht führt.
  • 1 der Zeichnung zeigt eine Seitenansicht auf eine Keilrippenscheibe nach der vorliegenden Erfindung in einer schematischen und geschnittenen Darstellung. Die Keilrippenscheibe 1 weist an einem Scheibengrundkörper 2 erste Rippen 3 auf, die sich von der Rotationsachse 4 der Keilrippenscheibe 1 nach radial auswärts gerichtet keilförmig verjüngen.
  • Die ersten Rippen 3 besitzen dabei erste Rippenflanken 5, die zum Kontakt mit zweiten Rippenflanken 6 zweiter Rippen 7 eines Keilrippenriemens 8 ausgebildet sind.
  • An den ersten Rippen 3 sind Erhebungen 9 mit den Rippen 3 einstückig ausgebildet, die so verlaufen, dass die damit ausgebildeten Rippen 3 in einer Aufrissprojektion oder Seitenansicht sägezahnähnlich erscheinen. 1 der Zeichnung zeigt mit dem Pfeil F die Drehrichtung der Keilrippenscheibe 1 und den darauf im Bereich A einlaufenden Keilrippenriemen 8. Der Keilrippenriemen 8 kommt dabei mit den Erhebungen 9 im Einlaufbereich A in Kontakt, liegt im Bereich B an den Erhe bungen 9 an und verlässt den Eingriffsbereich mit den Erhebungen im Bereich C ohne von der Keilrippenscheibe 1 mit einem Mitnahmeeffekt beaufschlagt zu werden, der dazu führen würde, dass der Keilrippenriemen 8 im Bereich C seine geradlinig verlaufende Konfiguration verlassen würde.
  • 2 der Zeichnung zeigt in der oberen Zeichnungshälfte eine vergrößerte Darstellung der Schnittansicht der rechten Zeichnungshälfte aus 1 und in der unteren Zeichnungshälfte eine Schnittverlaufsansicht, die zu der Schnittansicht in der oberen Zeichnungshälfte der 2 führt.
  • 2 zeigt in der unteren Zeichnungshälfte auch die mit dem Pfeil F bezeichnete Drehrichtung der Keilrippenscheibe.
  • Wie es ohne weiteres anhand von der unteren Zeichnungshälfte der 2 ersichtlich ist, weisen die Rippen 3 in gleichem Winkelabständen am Außenumfang verteilt angeordnete Erhebungen 9 auf, die sich jeweils in den Raum 10 zwischen den Rippenflanken 9 erstrecken.
  • Die Ausbildung der Erhebungen ist dabei derart, dass sie entlang der Umfangsrichtung D der Rippen 3 in Achsrichtung E der Rotationsachse 4 zunächst ansteigend ausgebildet sind und nach einem Wendepunkt 11 abfallend ausgebildet sind.
  • Auch verlaufen die Erhebungen 9 derart, dass sie von der Rotationsachse 4 des Scheibengrundkörpers 2 radial auswärts gerichtet betrachtet zunächst in Achsrichtung E der Rotationsachse ansteigend und dann abfallend ausgebildet sind. Somit ergeben sich Erhebungen 9 die in der in 1 der Zeichnung dargestellten Aufrissprojektion ähnlich einem rechtwinkligem Dreieck ausgebildet sind, dessen Hypotenuse eine vom geradlinigen Verlauf abweichenden, insbesondere parabelbogenförmigen Verlauf 12 besitzt.
  • 2 der Zeichnung zeigt nun in der rechten Hälfte der unteren Zeichnungshälfte zweite Rippen 7 des Keilrippenriemens 8 sowie in den mit den Bezugszeichen 13 bezeichneten Bereichen den Druckspannungsverlauf zwischen den zweiten Rip pen 7 und den Erhebungen 9 an den ersten Rippen 3. Wie es ohne weiteres anhand des Druckspannungsverlaufs 13, der zu einem komplementären Normalkraftverlauf führt, ersichtlich ist, steigt in Drehrichtung F die Druckspannung zwischen den zweiten Rippen 7 und den Erhebungen zunächst sanft an, es folgt dann ein Druckspannungsmaximum und daraufhin fällt die Druckspannung mit einem kleineren Gradienten, als dies beim Aufbau der Druckspannungen der Fall ist, ab. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass sich zwischen den zweiten Rippen 7 des Keilrippenriemens 8 und den Erhebungen 9 an den Rippen beim Einlaufen des Keilrippenriemens 8 an der Keilrippenscheibe 1 zunächst ein sanfter und gleichmäßiger Anstieg der Normalkräfte zwischen den Erhebungen 9 und den zweiten Rippen 7 einstellt und diese Normalkräfte dann nach einem Normalkraftmaximum in Drehrichtung der Keilrippenscheibe 1 langsam und sanft ohne Kraftspitzen abfallen und somit ein sanfter Auslauf des Keilrippenriemens aus dem Eingriff mit den Erhebungen erreicht wird, ohne dass es beim Auslaufen des Keilrippenriemens 8 aus der Keilrippenscheibe 1 zu einem Mitnahmeeffekt kommen würde, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Keilrippenscheibe wird daher erreicht, dass zwischen dem Keilrippenriemen und der Keilrippenscheibe aufgrund der höheren Normalkräfte im Bereich der Erhebungen mehr Leistung übertragen werden kann, als dies bei glatt ausgebildeten Keilrippenscheiben der Fall ist. Zudem führt die erfindungsgemäße Konfiguration der Erhebungen dazu, dass die Normalkraft zwischen den Erhebungen und dem Keilrippenriemen beim Einlaufen des Keilrippenriemens auf die Keilrippenscheibe langsam ansteigt und mit einem niedrigeren Gradienten beim Auslaufen den Keilrippenriemens aus dem Eingriff mit den Erhebungen abfällt, sodass der Keilrippenriemen beim Auslauf von der Keilrippenscheibe nicht mitgenommen wird. Zudem kann ein bekannter Keilrippenriemen verwendet werden, der aufgrund der außerhalb des Eingriffs mit dem Keilrippenriemen evtl. vorhandener Kanten an den Erhebungen keinem erhöhten Verschleiß unterworfen wird.
  • Hinsichtlich vorstehend nicht näher erläuterter Merkmale wird im übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.
  • 1
    Keilrippenscheibe
    2
    Scheibengrundkörper
    3
    erste Rippen
    4
    Rotationsachse
    5
    erste Rippenflanken
    6
    zweite Rippenflanken
    7
    zweite Rippen
    8
    Keilrippenriemen
    9
    Erhebungen
    10
    Raum
    11
    Wendepunkt
    12
    parabelförmiger Verlauf
    13
    Druckspannungsverlauf

Claims (8)

  1. Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb, wobei die Keilrippenscheibe (1) an einem Scheibengrundkörper (2) angeordnete, zueinander beabstandete, sich radial auswärts weitgehend keilförmig verjüngende erste Rippen (3) mit ersten Rippenflanken (5) besitzt, die zum Kontakt mit zweiten Rippenflanken (6) zweiter Rippen (7) eines Keilrippenriemens ausgebildet sind, wobei an den ersten Rippenflanken (5) Erhebungen (9) vorgesehen sind, die sich in einen Raum (10) zwischen den ersten Rippenflanken (5) erstrecken derart, dass im Kontaktbereich der Erhebungen (9) und der zweiten Rippenflanken (7) eine lokal höhere Normalkraft vorliegt als im erhebungsfreien Kontaktbereich der ersten (5) und zweiten (7) Rippenflanken, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (9) entlang der Umfangsrichtung der ersten Rippen (3) in Achsrichtung der Rotationsachse (4) zunächst ansteigend und nach einem Wendepunkt (11) abfallend ausgebildet sind und von der Rotationsachse (4) des Scheibengrundkörpers (2) radial auswärts gerichtet in Achsrichtung der Rotationsachse (4) zunächst ansteigend und dann abfallend ausgebildet sind und die Erhebungen (9) in einer Aufrissprojektion jeweils ähnlich einem Dreieck ausgebildet sind, dessen Hypotenuse einen vom geradlinigen Verlauf abweichenden, insbesondere parabelbogenförmigen (12) Verlauf besitzt.
  2. Keilrippenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigungswinkel einer Tangentialfläche jeder Erhebung (9), bezogen auf eine die Rotationsachse (4) rechtwinklig schneidende Mittenebene der ersten Rippen (3), im ansteigenden Bereich der Erhebung (9) größer ist als im abfallenden Bereich.
  3. Keilrippenscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Rippen (3) in einer Aufrissprojektion eine sägezahnähnliche Ausbildung aufweisen.
  4. Keilrippenscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Erhebungen (9) entlang der Umfangsrichtung der ersten Rippen (3) im gleichen Winkelabstand verteilt angeordnet sind.
  5. Keilrippenscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (9) dem Keilrippenriemen (8) zugewandte verrundete Flächen besitzen.
  6. Keilrippenscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilrippenscheibe (1) aus einem metallischen Werkstoff und/oder einem Kunstoffwerkstoff gefertigt ist.
  7. Verfahren der Herstellung einer Keilrippenscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (9) am Scheibengrundkörper (1) mittels eines Rollvorgangs mit einem Rollwerkzeug gefertigt werden.
  8. Verfahren der Herstellung einer Keilrippenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (9) am Scheibengrundkörper (1) mittels eines Formschiebewerkzeugs gefertigt werden.
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