DE102005059097B4 - Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb - Google Patents

Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb Download PDF

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Abstract

Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb, wobei die Keilrippenscheibe (1) an einem Scheibengrundkörper angeordnete, zueinander beabstandete, sich radial auswärts weitgehend keilförmig verjüngende erste Rippen (2, 3) besitzt, in deren ersten Zwischenraum (4) zweite beabstandete Rippen (5) eines Keilrippenriemens in Eingriff bringbar sind und zwischen den zweiten Rippen (5) ein einen Grund aufweisender zweiter Zwischenraum ausgebildet ist, in den die ersten Rippen (2, 3) in Eingriff bringbar sind, wobei die ersten Rippen (2, 3) an einem Kontaktbereich mit dem Grund des zweiten Zwischenraums in einem eine Längsmittelachse des Scheibengrundkörpers einschließenden Querschnitt einen Kopfradius (7) besitzen, der dem Radius eines eingeschriebenen Kreises (12) entspricht, dessen Tangenten an einem Berührungspunkt des eingeschriebenen Kreises (12) mit Keilflächen (13) der ersten Rippe (2, 3) in die Keilflächen (13) der ersten Rippe (2, 3) übergehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreis (12) ausgehend von einem im Stand der Technik üblicherweise mit einem Wert von 0,25mm angegebenen Kopfradius einen auf einen Wert von mehr als 0,35 mm und weniger als 0,575 mm und insbesondere 0,425 mm bis 0,575 mm vergrößerten Radius besitzt, sodass zwischen einem Kopf der zweiten Rippen (5) und einem Grund (8) des ersten Zwischenraums (4) ein freier Abstand bleibt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • 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.
  • Solche Keilrippenscheiben sind bereits bekannt geworden und zwar mit unterschiedlichen Scheibendurchmessern und unterschiedlichen Profilwinkeln. Unter dem Profilwinkel wird dabei der Winkel verstanden, den zwei einander gegenüberliegende Flanken zweier unterschiedlicher Rippen der Keilrippenscheibe zwischen sich einschließen. Die Rippen der Keilrippenscheibe weisen in einem eine Längsmittelachse oder Rotationsachse eines Scheibengrundkörpers einschließenden Querschnitt einen Kopfradius auf, der dazu beitragen soll, dass die Spitzen der Rippen nicht mit erhöhter Kerbwirkung in Eingriff mit dem Keilrippenriemen gelangen. Dieser Kopfradius wird dabei üblicherweise mit einem Wert von 0.25 mm angegeben und der Profilwinkel zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Flanken zweier unterschiedlicher Rippen wurde bisher in Abhängigkeit vom Durchmesser der Keilrippenscheibe ausgewählt. Diese Schilderung macht deutlich, dass der Profilwinkel eine Variable in Abhängigkeit vom Durchmesser der Keilrippenscheibe ist. Diese Abhängigkeit ist historisch bedingt und basiert auf der Überlegung, den Profilwinkel mit steigendem Durchmesser der Keilrippenscheibe ansteigen zu lassen.
  • Diese bekannte Keilrippenscheibe weist aber mehrere Nachteile auf. Es liegt in der Natur der Dinge, dass aufgrund der unterschiedlichen Profilwinkel bei der Herstellung dieser bekannten Keilrippenscheibe unterschiedliche Werkzeugtypen zum Einsatz kommen müssen. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, dass der Kopfradius oder Profilkopfradius von 0.25 mm zu einem erhöhten Werkzeugverschleiß führt und damit zu einer Abnahme der Werkzeugstandzeit. Keilrippenscheiben müssen beispielsweise in Abhängigkeit von der zu übertragenden Leistung dimensioniert werden und zwar unter Zuhilfenahme von Auslegungsverfahren, in die beispielsweise auch der variable Profilwinkel bei unterschiedlichen Durchmessern der Keilrippenscheibe eingehen.
  • Läuft der Keilrippenriemen über die Keilrippenscheibe, so wird damit zur Erzeugung eines Drehmoments an der Keilrippenscheibe im Keilrippenriemen Zugkraft übertragen, die im Kontaktbereich zwischen dem Keilrippenriemen und der Keilrippenscheibe zu Druckspannungen führt. Diese Druckspannungen sind nun dafür verantwortlich, dass der Keilrippenriemen beim Lauf über die Keilrippenscheibe elastisch verformt wird, es kommt also zu Deformationen des Keilrippenriemens. Die Rippen der Keilrippenscheibe weisen eine keilförmige Konfiguration auf mit von der Rotationsachse des Scheibengrundkörpers der Keilrippenscheibe aus betrachtet radial auswärts weitgehend keilförmig sich verjüngenden Rippen. Entsprechend form- und flächenkomplementär sind die Rippen des Keilrippenriemens ausgebildet mit sich in Richtung des Zwischenraumgrunds zwischen den Rippen der Keilrippenscheibe ebenfalls keilförmig verjüngenden Rippen.
  • Der Keilrippenriemen neigt dabei aufgrund seines Elastomerwerkstoffes zu einer Verformung, die sich dadurch ausdrückt, dass die keilförmig zulaufenden Spitzen der Rippen des Keilrippenriemens in den Zwischenraumgrund zwischen benachbarte Rippen der Keilrippenscheibe gedrückt wird. Bei dieser Bewegung wird das Volumen der Flankenspitzen der Rippen des Keilrippenriemens in Richtung zum Zwischenraumgrund oder Rillengrund zwischen den Rippen der Keilrippenscheibe gedrückt und dieses Verhalten nimmt mit Verkleinerung der Biegeradien der Keilrippenscheiben stetig zu.
  • Das Volumen des Keilrippenriemens wird also von der Spitze des Rippenriemens in Richtung zum Rillengrund der Keilrippenscheibe hin verdichtet und die Spitzen der Rippen des Keilrippenriemens stehen am Rillengrund der Keilrippenscheibe auf. Dieses Verhalten führt nun dazu, dass die im Rillengrund der Keilrippenscheibe überpressten Bereiche des Keilrippenriemens dort erhebliche Walkarbeit leisten und einem erhöhten Verschleiß unterliegen, dort abgeschliffen bzw. abgerieben werden. Dieser Abrieb lagert sich im Rillengrund der Keilrippenscheibe ab und verursacht an dieser Stelle eine erhöhte Schlupfneigung zwischen Keilrippenscheibe und Keilrippenriemen. Diese erhöhte Schlupfneigung wiederum führt zu einem Durchrutschen des Keilrippenriemens an der Keilrippenscheibe, was wiederum zu mehr Abrieb führt und damit zu einem weiteren Ansteigen der Schlupfneigung, es läuft also ein Prozess mit positiver Rückkopplung ab, der letztlich zu einem deutlich erhöhten Verschleiß des Keilrippenriemens führt und damit beispielsweise zu einer erhöhten Verschmutzung des Motorraums des Fahrzeugs.
  • 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. Dieser Effekt wird nun noch dadurch verstärkt, dass der Keilrippenriemen in den Rillengrund der Keilrippenscheibe gedrückt wird und einen dort möglichen Aufnahmeraum für Wasser gleichsam abdichtet. Zwischen Keilrippenriemen und Rillengrund der Keilrippenscheibe vorhandenes Wasser bildet den vorgenannten Tragfilm aus, der Keilrippenriemen rutscht noch mehr durch, der Verschleiß des Keilrippenriemens nimmt weiter zu und damit der Abrieb, der vorstehend genannte Prozess mit positiver Rückkopplung setzt ein oder nimmt in seiner negativen Auswirkung noch zu.
  • Diesem Phänomen ist bisher noch nicht Rechnung getragen worden. So sind zwar eine Zahl von Druckschriften bekannt geworden, die sich mit dem Problem der Steigerung der Lebensdauer des Keilrippenriemens auseinandersetzen, das Problem der Überpressung des Keilrippenriemens im Rillengrund der Keilrippenscheibe ist bisher aber vernachlässigt worden.
  • So ist anhand der japanischen Veröffentlichung JP 2002 - 39 291 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.
  • Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb zu schaffen, die das Problem der Überpressung des Keilrippenriemens im Rillengrund der Keilrippenscheibe und die damit verbundenen Probleme des erhöhten Verschleißes und des Anstiegs der Schlupfneigung des Keilrippenriemens vermeidet.
  • Die zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Erfindung weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon in den weiteren Ansprüchen beschrieben sind.
  • Die Erfindung schafft nun zur Lösung der vorstehend geschilderten Aufgabe eine Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb, wobei die Keilrippenscheibe an einem Scheibengrundkörper angeordnete, zueinander beabstandete, sich radial auswärts weitgehend keilförmig verjüngende erste Rippen besitzt, in deren ersten Zwischenraum zweite beabstandete Rippen eines Keilrippenriemens eingreifen und zwischen den zweiten Rippen ein einen Grund aufweisender zweiter Zwischenraum ausgebildet ist, in den die ersten Rippen eingreifen, wobei die ersten Rippen an einem Kontaktbereich mit dem Grund des zweiten Zwischenraums in einem eine Längsmittelachse des Scheibengrundkörpers einschließenden Querschnitt einen Kopfradius besitzen, der dem Radius eines eingeschriebenen Kreises entspricht, dessen Tangenten an einem Berührungspunkt des eingeschriebenen Kreises mit Keilflächen der ersten Rippen in die Keilflächen der ersten Rippe übergehen, wobei der Kreis einen solchen Radius besitzt, dass zwischen dem Kopf der zweiten Rippen und einem Grund des ersten Zwischenraums ein freier Abstand verbleibt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wurde der überraschenden Erkenntnis Rechnung getragen, dass das ursächliche Problem für die Überpressung des Keilrippenriemens im Rillengrund der Keilrippenscheibe der kleine Profilkopfradius der bekannten Keilrippenscheiben ist. Wenn der Keilrippenriemen auf die bekannte Keilrippenscheibe aufläuft, so kommt es am zweiten Zwischenraum der zweiten Rippen des Keilrippenriemens zu einer massiven Materialverdichtung des Elastomerwerkstoffes des Keilrippenriemens aufgrund der Druckspannungen zwischen dem Kopf der ersten Rippen der Keilrippenscheibe und dem Grund des Zwischenraums zwischen den zweiten Rippen des Keilrippenriemens. Das an dieser Stelle verdichtete Material des Keilrippenriemens weicht nun tiefer in Richtung des Grundes des ersten Zwischenraums zwischen den Rippen der Keilrippenscheibe aus und es kommt zum Aufstehen des solchermaßen ausweichenden Werkstoffs am Grund des ersten Zwischenraums zwischen den Rippen der Keilrippenscheibe. Die Erfindung macht nun von der überraschenden Erkenntnis Gebrauch, dass durch eine Veränderung des Kopfradius der ersten Rippen der Keilrippenscheibe hier Abhilfe geschaffen werden kann.
  • Der nach der Erfindung vorgesehene Kopfradius entspricht dem Radius eines in die Rippen der Keilrippenscheibe eingeschriebenen Kreises, dessen Tangenten an einem Berührungspunkt des eingeschriebenen Kreises mit den Keilflächen der Rippen der Keilrippenscheibe in die Keilflächen dieser Rippen übergehen und wird so modifiziert, dass zwischen dem Kopf der zweiten Rippen, also den Rippen des Keilrippenriemens und einem Grund des ersten Zwischenraums, also des Zwischenraumgrunds zwischen zwei benachbarten Rippen der Keilrippenscheibe ein freier Abstand verbleibt.
  • Durch diese Veränderung des Kopfradius werden mehrere Vorteile erreicht. Zum einen kommt es nicht mehr zum Aufstehen des Elastomerwerkstoffes des Keilrippenriemens am Rillengrund des ersten Zwischenraums zwischen benachbarten Rippen der Keilrippenscheibe und damit fällt das Problem der Überanpressung des Keilrippenriemens in diesem Bereich weg. Die von bekannten Keilrippenriemen an dieser Stelle erbrachte Walkarbeit fällt weg und der Verschleiß des Keilrippenriemens aufgrund abgeschliffener bzw. abgeriebener Elastomerpartikel am Rillengrund zwischen zwei benachbarten Rillen der Keilrippenscheibe kommt in Wegfall. Zum zweiten wird auch das Problem der erhöhten Schlupfneigung des Keilrippenriemens im Rillengrund zwischen zwei benachbarten Rippen der Keilrippenscheibe beseitigt und an dieser Stelle befindliches Wasser kann entlang des Hohlraumes zwischen dem Kopf der Rippen des Keilrippenriemens und dem Grund des ersten Zwischenraums der Rippen der Keilrippenscheibe abfließen.
  • Bei der Kombination des Keilrippenriemens mit der bekannten Keilrippenscheibe kommt es aufgrund der erhöhten Druckbelastungen zwischen dem Rippenkopf der Keilrippenscheibe und dem Rillengrund, also dem Bereich des zweiten Zwischenraums zwischen zwei benachbarten zweiten Rippen des Keilrippenriemens zu einer erhöhten Stützkraftwirkung in diesem Bereich, die zu erhöhtem Riemenverschleiß führt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Keilrippenscheibe wird der an diesem Bereich wirkende Normalkraftanteil zu Gunsten eines erhöhten Normalkraftanteils zwischen den keilförmigen Flanken der Rippen des Keilrippenriemens und den keilförmigen Flanken der Rippen der Keilrippenscheibe deutlich verringert.
  • Nachdem es auch nicht mehr zur Überpressung der Rippen des Keilrippenriemens im Rillengrund zwischen den Rippen der Keilrippenscheibe kommt, und damit die dort geleistete Walkarbeit reduziert wird, nimmt auch der Energieeintrag in das System aus Keilrippenscheibe und Keilrippenriemen ab und damit wird auch die Arbeitstemperatur des Keilrippenriementriebs insgesamt reduziert.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es dabei vorgesehen, dass der Radius des eingeschriebenen Kreises einen Wert von mehr als 0.35 mm und weniger als 0.575 mm besitzt und insbesondere einen Wert von 0.425 mm bis 0.575 mm aufweist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass durch eine Modifikation dieses Radius auf einen Bereich von 0.5 mm +/- 0.075 mm die vorstehend geschilderten Vorteile am deutlichsten in Erscheinung treten.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es darüber hinaus vorgesehen, dass die benachbarten Keilflächen benachbarter erster Rippen einen Winkel von weitegehend 40 Grad einschließen. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass die Keilflächen der ersten Rippen in dem Bereich, in den die Rippen des Keilrippenriemens einlaufen, einen Winkel von weitgehend 40 Grad einschießen. Die Erfindung hat nämlich auch zu der Erkenntnis geführt, dass die Modifikation dieses Profilwinkels bei bekannten Keilrippenscheiben in Abhängigkeit vom Durchmesser der Keilrippenscheiben nicht sinnvoll ist und keine Vorteile erbringt. Im Gegensatz hierzu wird durch die Vereinheitlichung des Profilwinkels auf 40 Grad eine Werkzeugvereinheitlichung bei der Herstellung der Keilrippenscheiben erreicht und flankenwinkelbedingte Probleme bei der Auslegung und der Herstellung der Keilrippenscheibe in Wegfall geraten.
  • Die erfindungsgemäße Keilrippenscheibe ermöglicht eine Werkzeugvereinheitlichung und damit Kostenreduzierung bei der Herstellung der Scheiben. Darüber hinaus wird der Normalkraftanteil zwischen dem Kopfradius der Rippen der Keilrippenscheibe und dem Rillengrund zwischen den Rippen des Keilrippenriemens reduziert. Gleichzeitig steigt der Normalkraftanteil an den einander gegenüberliegenden Keilflankenflächen zwischen den ersten Rippen der Keilrippenscheibe und den zweiten Rippen des Keilrippenriemens an. Der Verschleiß des Keilrippenriemens an der Keilrippenscheibe, der zu abgeschliffenen bzw. abgerubbelten E-lastomerteilchen im Rillengrund der Keilrippenscheibe führt, wird deutlich reduziert. Die in den Keilrippenriementrieb insgesamt eingebrachte Energie in Form von Wärmeeinwirkung wird reduziert. Die Schlupfneigung zwischen dem Keilrippenriemen und der Keilrippenscheibe nimmt ab und zwischen dem Keilrippenriemen und der Keilrippenscheibe befindliche Fremdstoffe in der Form von Ablagerungen, Sand, Staub und Wasser können aufgrund des Abstandes zwischen dem Kopf der zweiten Rippen und dem Grund des ersten Zwischenraums, dem Rillengrund zwischen ersten Rippen der Keilrippenscheibe abfließen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur eine vergleichende Darstellung eines Ausschnitts einer bekannten und einer erfindungsgemäßen Keilrippenscheibe.
  • Die Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine Keilrippenscheibe 1 mit zwei Rippen 2, 3 und einen dazwischen ausgebildeten ersten Zwischenraum 4. In den ersten Zwischenraum 4 greift eine Rippe 5 eines Keilrippenriemens ein. Die gestrichelte Darstellung in der Zeichnung entspricht dabei einem Ausschnitt eines Profils, das sich bei einer bekannten Keilrippenscheibe mit einem Kopfradius von 0.25 mm (siehe Bezugszeichen 6) einstellt, während die durchgezogene Darstellung einen Ausschnitt des Profils der erfindungsgemäßen Keilrippenscheibe mit einem Kopfradius von 0.5 mm (siehe Bezugszeichen 7) zeigt.
  • Darüber hinaus zeigt die Zeichnung auch mit 36 Grad einen Profilwinkel der bekannten Keilrippenscheibe, während der Profilwinkel von 40 Grad dem Profilwinkel der erfindungsgemäßen Keilrippenscheibe entspricht.
  • Wie es ohne weiteres anhand der Zeichnung ersichtlich ist, zeigt das Profil mit einem Kopfradius von 0.25 mm (siehe Bezugszeichen 6) der bekannten Keilrippenscheibe eine deutlich spitzere Kontur, während sich das Profil mit dem Kopfradius von 0.5 mm (siehe Bezugszeichen 7) von dem bekannten Profil mit dem Kopfradius von 0.25 mm durch eine deutliche Kopfrücknahme und weniger spitzen Kontur unterscheidet.
  • Läuft nun die Rippe 5 des Keilrippenriemens in den ersten Zwischenraum 4 zwischen den Rippen 2, 3 ein, so führt der bekannte kleine Kopfradius von 0.25 mm dazu, dass der mit diesem Profilkopf in Kontakt tretende Elastomerwerkstoff des Keilrippenriemens, von dem in der Figur aus Gründen der besseren Darstellung lediglich die Rippe 5 dargestellt ist, unter eine hohe Normalkraftbelastung kommt, die dazu führt, dass der so verdichtete Elastomerwerkstoff in Richtung des Grundes 8 des ersten Zwischenraums 4 verschoben wird, sodass der Elastomerwerkstoff am Grund 8 aufsteht und dort abgerieben wird, was zu abgeriebenen Elastomerpartikeln, sogenanntem Rubbelgut führt, das dann weiter Verschleiß verstärkend wirkt.
  • Durch die Vergrößerung des Kopfradius auf einen Wert von beispielsweise 0.5 mm wird gegenüber dem bekannten Profil der Keilrippenscheibe eine Kopfrücknahme erzielt, sodass der Normalkraftanteil zwischen dem Kopf der Rippe 2, 3 und dem darauf auflaufenden Keilrippenriemen sinkt. Dies führt nun dazu, dass weniger Elastomerwerkstoff in Richtung des Grundes 8 zwischen den Rippen 2, 3 aufgrund der niedrigeren durch den abnehmenden Normalkraftanteil bedingten Druckspannungen verschoben wird, sodass die Rippe 5 im Grund 8 nicht mehr aufsteht, sondern zwischen der Unterkante 11 des Rippe 5 und dem Grund des ersten Zwischenraumes 4 ein Abstand verbleibt und es damit nicht mehr zu der vorbezeichneten Bildung von Rubbelgut kommt. Der Kopfradius (siehe Bezugszeichen 7) entspricht dabei dem Radius eines eingeschriebenen Kreises 12, dessen Tangenten an dem Berührungspunkt mit den Keilflächen 13 in die Keilflächen oder Flanken der Rippe 3 übergehen.
  • Die Verringerung des Normalkraftanteils zwischen dem Kopf der Rippen 2, 3 und dem Keilrippenriemen geht einher mit einer Vergrößerung des Normalkraftanteils zwischen der Rippe 5 und den Flanken 9, 10 der Rippen 2, 3. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass der Normalkraftanteil zwischen den Flanken 9, 10 und den komplementären Flanken der Rippe 5 des Keilrippenriemens ansteigt, während der Normalkraftanteil zwischen dem jeweiligen Kopf der Rippe 2, 3 und dem Keilrippenriemen sinkt. Damit wird der Bildung von Rubbelgut im Grund 8 des ersten Zwischenraums 4 vorgebeugt, der Energieeintrag in das System aus Keilrippenscheibe 1 und Keilrippenriemen wird verringert und damit sinkt die Temperaturbelastung des Keilrippenriementriebs insgesamt. Durch die Vergrößerung des Profilwinkels von 36 Grad auf 40 Grad wird eine Vereinfachung der Herstellung der erfindungsgemäßen Keilrippenscheibe erreicht.
  • Hinsichtlich vorstehend nicht näher erläuterter Merkmale wird im übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Keilrippenscheibe
    2
    Rippe
    3
    Rippe
    4
    Erster Zwischenraum
    5
    Rippe des Keilrippenriemens
    6
    Kopfradius
    7
    Kopfradius
    8
    Grund des ersten Zwischenraums
    9
    Flanke
    10
    Flanke
    11
    Unterkante
    12
    eingeschriebener Kreis
    13
    Keilfläche

Claims (2)

  1. Keilrippenscheibe für einen Keilrippenriementrieb, wobei die Keilrippenscheibe (1) an einem Scheibengrundkörper angeordnete, zueinander beabstandete, sich radial auswärts weitgehend keilförmig verjüngende erste Rippen (2, 3) besitzt, in deren ersten Zwischenraum (4) zweite beabstandete Rippen (5) eines Keilrippenriemens in Eingriff bringbar sind und zwischen den zweiten Rippen (5) ein einen Grund aufweisender zweiter Zwischenraum ausgebildet ist, in den die ersten Rippen (2, 3) in Eingriff bringbar sind, wobei die ersten Rippen (2, 3) an einem Kontaktbereich mit dem Grund des zweiten Zwischenraums in einem eine Längsmittelachse des Scheibengrundkörpers einschließenden Querschnitt einen Kopfradius (7) besitzen, der dem Radius eines eingeschriebenen Kreises (12) entspricht, dessen Tangenten an einem Berührungspunkt des eingeschriebenen Kreises (12) mit Keilflächen (13) der ersten Rippe (2, 3) in die Keilflächen (13) der ersten Rippe (2, 3) übergehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreis (12) ausgehend von einem im Stand der Technik üblicherweise mit einem Wert von 0,25mm angegebenen Kopfradius einen auf einen Wert von mehr als 0,35 mm und weniger als 0,575 mm und insbesondere 0,425 mm bis 0,575 mm vergrößerten Radius besitzt, sodass zwischen einem Kopf der zweiten Rippen (5) und einem Grund (8) des ersten Zwischenraums (4) ein freier Abstand bleibt.
  2. Keilrippenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Keilflächen (9, 10) benachbarter erster Rippen (2, 3) einen Winkel von weitgehend 40 Grad einschließen.
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