DE102007024940A1 - Hybridkeilriemen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybridkeilriemen (1) aus mindestens einem Zugträger (4) mit in elastomerem Material (3) eingebetteten Zugsträngen (2) mit einer Vielzahl daran angeordneter Stützelemente (5). Um die Stützelemente (5) und die zugeordneten Riemenscheiben bezüglich der gestaltlichen Formbildung insbesondere bezüglich der Nachgiebigkeit ihrer Flanken optimaler aufeinander abzustimmen, sind auch massive Stützelemente aus elastomerem Material im Einsatz. Diese unterliegen allerdings einem hohen Verschleiß. Die Verschleißfestigkeit der Stützelemente lässt sich dadurch verbessern, dass die Stützelemente (5) des Hybridkeilriemens (1) aus mindestens einem elastomerem Werkstoff ausgebildet sind, wobei die Stützelemente (5) gegenüber ihrem Grundzustand nach der Formgebung durch eine Strahlenvernetzung mittels Bestrahlung, insbesondere durch Elektronen- oder Gammastrahlen, einen erhöhten Vernetzungsgrad aufweisen.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Hybridkeilriemen aus mindestens einem Zugträger mit in elastomerem Material eingebetteten Zugsträngen mit einer Vielzahl an den Zugträgern angeordneter Stützelemente.
• Derartige Hybridkeilriemen sind an sich bekannt und werden in stufenlos verstellbaren Getrieben (continuous variable transmission, CVT) eingesetzt. Die Zugträger sind dabei meist aus Zugsträngen gebildet, die typischerweise aus Glasfasern, Aramid- oder Stahlcorden bestehen. Die Zugstränge sind in elastomerem Material, beispielsweise Gummi, meist vollständig eingebettet. Die Stützelemente sind auf diesen Zugträgern kraft- oder formschlüssig angeordnet und leiten die Kräfte, die von Kegelscheiben der CVT übertragen werden, in den Zugträger ein.
• Hybridkeilriemen dieser Art sind beispielsweise in der DE 100 57 381 A1 , der DE 10 2004 039 145 A1 oder der WO 2005/090 823 A1 offenbart.
• Die Leistungsübertragung in CVT wird maßgeblich durch die Qualität der Reibkraftübertragung zwischen den Stützelementen des Hybridkeilriemens und den zugehörigen Keilriemenscheiben (Kegelscheiben, Variatorscheiben), die in der Regel aus Aluminiumlegierungen oder Stahl bestehen, bestimmt.
• Um die tribologische Beanspruchung auf den an der reibschlüssigen Kraftübertragung beteiligten Kontaktflächen durch Pressung und Gleitgeschwindigkeit möglichst gleichmäßig zu verteilen, ist eine gute Einstellung der beteiligten Elemente Hybridkeilriemen und Kegelscheiben aufeinander hinsichtlich des Keilwinkels wünschenswert. Dies erfordert zum einen eine genaue Fertigung als Voraussetzung, zum anderen aber sind Spiele und elastische Verformungen im Getriebe unvermeidlich.
• Die auf dem mindestens einen Zugträger aufgereihten Stützelemente werden typischerweise aus Harzkunststoffen hergestellt und sind häufig mit je einem metallischen Verstärkungskörper versehen. Durch die metallische Verstärkungseinlage wird die Steifigkeit der Stützelemente erhöht.
• Um die Stützelemente und die zugeordneten Riemenscheiben bezüglich der gestaltlichen Formbildung insbesondere bezüglich der Nachgiebigkeit ihrer Flanken optimaler aufeinander abzustimmen, sind auch massive Stützelemente aus elastomerem Material im Einsatz. Derartige Ausführungsformen von Stützelementen aus Kunststoff sind beispielsweise aus der B. EP 0 135 710 B1 und EP 0 257 646 B1 vorbekannt. Dabei sind die Stützelemente derartig konstruiert, dass die Neigung ihrer Flanken zu der Flanken-Neigung der zugehörigen Riemenscheiben korrespondiert.
• In der bisher unveröffentlichen Patentanmeldung DE 10 2005 06 2260.7 wird ein Hybridkeilriemen vorgeschlagen, bei dem die Stützelemente massiv aus elastomerem Material ausgebildet sind und ein vorbestimmtes Elastizitätsverhalten aufweisen, so dass sich die Stützelemente elastisch an die ggf. auftretenden Verformungen und das verändeliche Spiel der Flanken der Keilscheiben anpassen können.
• Der Einsatz derartiger Stützelemente ist jedoch durch die Temperatur- und Verschleißbeständigkeit unter Flächenpressung vor allem an den Oberflächen begrenzt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hybridkeilriemen der eingangs geschilderten Art mit verformungsnachgiebigen Stützelementen zu schaffen, der gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Temperatur- und Verschleißbeständigkeit aufweist.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Stützelemente des Hybridkeilriemens aus mindestens einem elastomerem Werkstoff ausgebildet sind, wobei die Stützelemente gegenüber ihrem Grundzustand nach der Formgebung durch eine Strahlenvernetzung mittels Bestrahlung, insbesondere durch Elektronen- oder Gammastrahlen, einen erhöhten Vernetzungsgrad aufweisen.
• Durch die Erhöhung des Vernetzungsgrades der elastomeren Werkstoffe nach der Formgebung ist ein erhöhter Widerstand gegen Verschleiß und eine verbesserte Temperaturbeständigkeit der Bauteile ohne Änderung der Geometrie erreichbar.
• In einer Weiterbildung der Erfindung ist durch die Beimengung von Vernetzungsverstärkern zum Rohmaterial vor der Formgebung ein durch Strahlenvernetzung weiter erhöhter Vernetzungsgrad der Stützelemente erreichbar.
• Die Beimengung von Vernetzungsverstärkern erfolgt vor der Formgebung. Die Verarbeitungseigenschaften des Rohmaterials werden dadurch nicht nennenswert beeinflusst, so dass die nach dem Stand der Technik bekannte Formgebungsverfahren, insbesondere Spritzgießverfahren, problemlos anwendbar sind.
• In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Stützelemente aus einem strahlenvernetzten Kautschukmaterial ausgebildet.
• In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Stützelemente aus einem strahlenvernetzten thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildet.
• In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Stützelemente aus einem Polyamid ausgebildet.
• Die Strahlenvernetzung bewirkt bei allen genannten Werkstoffen eine Erhöhung des Vernetzungsgrades. Damit ist eine große Vielfalt von Werkstoffeneinsetzbar, ohne dass die Fertigungstechnologien besonders angepasst werden müssen.
• Mit einem erfindungsgemäßen Hybridkeilriemen mit Stützelementen aus Polyamid 6.6 V-PTS-Creamid-A3H2G5 mit 25% Glasfaser der Fa. Plastic Technologie Service Adelshofen wurde in Versuchen nachgewiesen, dass der Verschleißwiderstand von bisher bekannten 4,75 MJ/mm³ durch den Einsatz der Strahlenvernetzung auf 7,95 MJ/mm³ steigerbar ist.
• Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert.
• Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hybridkeilriemen 1. Zugstränge 2 und ein elastomeres Material 3 bilden einen Zugträger 4, wobei die Zugstränge 2 von dem elastomeren Material 3 umschlossen sind.
• Auf den Zugträger sind Stützkörper 5 aufgeschoben. Die Stützkörper 5 liegen in Laufrichtung der Zugträger hintereinander, so dass hier nur ein Stützkörper 5 sichtbar ist. Die Stützkörper 5 weisen einen quer zur Laufrichtung des Zugträgers 4 verlaufenden Schlitz 6 auf, wobei die Stützkörper 5 so ausgebildet sind, dass der Zugträger 4 annähernd mittig zu den Stützkörpern 5 im Schlitz 6 angeordnet ist. Die Stützkörper 5 greifen mit zwei zahnartigen, in das Innere des Schlitzes 6 ragenden Vorsprüngen 7 in korrespondierende, quer zur Längsrichtung des Zugträgers 4 verlaufende und hier nicht sichtbare Nuten des Zugträgers 4 ein. Antriebs- bzw. Abtriebskräfte, die durch hier nicht gezeigte Keilscheiben auf die Stützkörper 5 wirken, sind über die Vorsprünge 7 und die Nuten auf den Zugträger 4 übertragbar.
• Die Stützelemente 5 sind aus einem Polyamid 6.6 V-PTS-Creamid-A3H2G5 mit 25% Glasfaser der Fa. Plastic Technologie Service Adelshofen ausgebildet und wurden nach der Formgebung einer Bestrahlung mit Gammastrahlung unterworfen. Daraus resultiert ein erhöhter Vernetzungsgrad, durch den die Verschleißbeständigkeit und Temperaturfestigkeit der Stützelemente wesentlich verbessert ist.

1

Hybridkeilriemen

2

Zugstränge

3

elastomeres Material

4

Zugträger

5

Stützkörper

6

Schlitz der Stützkörper 5

7

Vorsprünge im Schlitz 6

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - DE 10057381 A1 [0003]
• - DE 102004039145 A1 [0003]
• - WO 2005/090823 A1 [0003]
• - EP 0135710 B1 [0007]
• - EP 0257646 B1 [0007]
• - DE 102005062260 [0008]

Claims (5)

1. Hybridkeilriemen (1) aus mindestens einem Zugträger (4) mit in elastomerem Material (3) eingebetteten Zugsträngen (2) mit einer Vielzahl daran angeordneter Stützelemente (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (5) des Hybridkeilriemens (1) aus mindestens einem elastomerem Werkstoff ausgebildet sind, wobei die Stützelemente (5) gegenüber ihrem Grundzustand nach der Formgebung durch eine Strahlenvernetzung mittels Bestrahlung, insbesondere durch Elektronen- oder Gammastrahlen, einen erhöhten Vernetzungsgrad aufweisen.
2. Hybridkeilriemen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Beimengung von Vernetzungsverstärkern zum Rohmaterial vor der Formgebung ein durch Strahlenvernetzung weiter erhöhter Vernetzungsgrad der Stützelemente (5) erreichbar ist.
3. Hybridkeilriemen (1) nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (5) aus einem strahlenvernetzten Kautschukmaterial ausgebildet sind.
4. Hybridkeilriemen (1) nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (5) aus einem strahlenvernetzten thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildet sind.
5. Hybridkeilriemen (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (5) aus einem strahlenvernetzten Polyamid ausgebildet sind.