DE102010037089A1

DE102010037089A1 - Flachriemen, insbesondere für eine Aufzugsanlage

Info

Publication number: DE102010037089A1
Application number: DE102010037089A
Authority: DE
Inventors: Hubert Göser
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-02-23
Also published as: EP2605993A1; EP2605993B1; WO2012022517A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flachriemen (1), insbesondere für eine Aufzugsanlage, wobei der Flachriemen (1) in Elastomermaterial (6) eingebettete, in Längsrichtung des Flachriemens (1) verlaufende Zugträger (5) aufweist, welche beabstandet voneinander in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Flachriemen (1) auf seiner auf die Traktionsscheibe auflegbaren Kontaktfläche (3a) zumindest eine in etwa in Längsrichtung des Flachriemens verlaufende Nut (2) aufweist, durch welche der Flachriemen (1) in Einzelspuren (7) gegliedert ist und dass die Kontaktfläche (8) jeder Einzelspur – im Querschnitt der Einzelspur (7) betrachtet – durch eine konvex, konkav oder dachförmig ausgeführte Überhöhung (11) überhöht ausgeführt ist, derart, dass die Kontaktfläche (8) jeder Einzelspur (7) im unbelasteten Zustand 20%–70% derjenigen Fläche einnimmt, auf die diese Fläche unter maximaler Nutzlast durch eine Verformung der Überhöhung (11) vergrößerbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachriemen, insbesondere für eine Aufzugsanlage, sowie einen Flachriementrieb aus diesem Flachriemen mit wenigstens einer ballig ausgebildeten Traktionsscheibe.
Flachriemen für Aufzugsanlagen sind bekannt. Flachriemen sind kraftschlüssige Antriebsriemen und zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen in etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen, also breiter als hoch sind. Sie liegen mit ihrer ebenen Breitseite auf der ballig ausgeführten Riemenscheibe auf, um einen stabilen Lauf zu gewährleisten. Flachriemen weisen mehrere in einer Ebene nebeneinander liegende Zugträger auf, welche beabstandet zueinander in dem Riemenkörper aus Elastomermaterial eingebettet und vollständig von dem Elastomermaterial umhüllt sind. Die Ebene der Zugträger – im Querschnitt des Flachriemens betrachtet – liegt mittig im Riemenkörper und ist somit beabstandet zur Kontaktfläche, die der Flachriemen mit der ebenen Oberfläche seiner Breitseite bei Auflage auf der ebenen Oberfläche der Traktionsscheibe ausbildet. Über diese Kontaktfläche werden die Traktionskräfte übertragen.
Nachteilig ist jedoch, dass sich während des Betriebes des Flachriemens durch Verdrängung von Luft aus dem Einlaufkeil, welcher im Einlauf des Flachriemens zwischen der ebenen Kontaktoberfläche des Flachriemens und der Traktionsscheibe entsteht, unerwünschte Geräusche entwickeln, wie beispielsweise ein als sehr unangenehm empfundenes Pfeifgeräusch. Nachteilig ist weiterhin, dass bei Verschmutzung während des Betriebes des Flachriemens die Traktionseigenschaften nachlassen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flachriemen der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der geräuscharm arbeitet und auch bei längerem Betrieb hervorragende Traktionseigenschaften aufweist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Flachriemen auf seiner auf die Traktionsscheibe auflegbaren Kontaktfläche zumindest eine in etwa in Längsrichtung des Flachriemens verlaufende Nut aufweist, durch welche der Flachriemen in Einzelspuren gegliedert ist und dass die Kontaktfläche jeder Einzelspur – im Querschnitt der Einzelspur betrachtet – durch eine konvex, konkav oder dachförmig ausgeführte Überhöhung überhöht ausgeführt ist, derart, dass die Kontaktfläche jeder Einzelspur im unbelasteten Zustand 20%–70% derjenigen Fläche einnimmt, auf die diese Fläche unter maximaler Nutzlast durch eine Verformung der Überhöhung vergrößerbar ist.
Die Begriffe „Kontaktfläche” und „Traktionsfläche” sind Synonyme.
Der Begriff „maximale Nutzlast” meint die laut Herstellerangabe angegebene maximale Nutzlast des Flachriemens.
Der Begriff „unbelasteter Zustand” meint die Last des Eigengewichtes ohne Nutzlast.
Durch die Anordnung der Nut ist erreicht, dass die sonst verdrängte Luft zum Teil in dieser Nut komprimierbar ist und nicht geräuschentwickelnd verdrängt wird. Die als unangenehm empfundenen Geräusche, wie beispielsweise das Pfeifgeräusch, sind vermindert. Zudem kann sich Dreck in der Nut sammeln und anlagern, welcher bei Flachriemen des Standes der Technik auf der Traktionsfläche angelagert wäre, so dass die der Traktion dienende Kontaktoberfläche des erfindungsgemäßen Flachriemens weitgehend frei von Schmutz ist und über die Lebensdauer des Riemens gute Traktionseigenschaften aufweist. Als dritter kombinatorischer Effekt ist eine lastabhängige Traktionsfläche durch die Anordnung der unter Last verformbaren Überhöhungen geschaffen, durch die eine an die Last anpassbare Größe der Kontaktfläche für eine zuverlässige Traktion zur Verfügung gestellt ist. Denn in unbelastetem Zustand des Riemens ist die Kontaktfläche durch die Anordnung der Überhöhungen klein, während das Leervolumen des Flachriemens groß ist. Die Kontaktfläche des Riemens weist im unbelasteten Zustand eine Größe zwischen 20% und 70% der Größe der Kontaktfläche unter maximaler Nutzlast auf. Unter Last verformen sich die Überhöhungen derart, dass die Kontaktfläche vergrößert, das Leervolumen aber verringert wird. Unter maximaler Nutzlast sind die Überhöhungen derart verformt, dass die Größe der Kontaktfläche 100% beträgt und sich über die gesamte Breite einer Einzelspur(traktionsfläche) erstreckt. So steht unter geringer Last eine kleinere Kontaktfläche und ein großes Leervolumen zur Verfügung, während unter größerer Last eine größere Kontaktfläche und ein geringeres Leervolumen zur Verfügung steht. Es ist eine lastabhängige Flachriemenoberfläche geschaffen, mit der zuverlässig Geräuschbildung verminderbar ist und mit der eine variable Kontaktflächengröße für eine zuverlässige Traktion zur Verfügung gestellt ist.
Vorteilhaft ist es, wenn die Überhöhung eine Höhe von 1% bis 30%, vorzugsweise 2% bis 10% der Breite der Einzelspurkontaktfläche aufweist. Insbesondere bei Verwendung von Polyurethan als Elastomer des Flachriemens im Härtebereich zwischen 85 und 95 ShoreA ist die gewünschte Verformung unter maximaler Nutzlast zu erhalten.
Zweckmäßig ist es, wenn die Nut eine Höhe aufweist, die 0,05 bis 0,5 × der Höhe des Flachriemens, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 × der Höhe des Flachriemens entspricht. Die Kombination aus Höhe und Breite der Nut soll einen genügend großen Querschnitt für die Abführung der Luft, des Schmutzes und/oder der Feuchtigkeit bereitstellen. Die Höhen der Nuten innerhalb eines Riemens können variieren.
Die Nut kann verschiedenste Querschnittskonturen aufweisen. Wesentlich ist, dass die Querschnittskontur der Nut derart gestaltet ist, dass einerseits Luftgeräusche zuverlässig vermieden sind und dass andererseits sich Schmutz in den Nuten ansammeln kann. Beispielsweise kann die Nut eine Querschnittkontur aufweisen, die einer Teilkreisform entspricht. Ebenfalls kann die Nut eine Querschnittkontur aufweisen, die einer V-Form oder einer U-Form entspricht, wobei sich das V oder U in Richtung Flachriemenmitte verjüngt. So kann die Nut auch eine Querschnittkontur aufweisen, die einem Viereck, vorzugsweise einem Trapez oder einem Rechteck entspricht, wobei sich das Trapez in Richtung Flachriemenmitte verjüngt. Die Nut kann ebenfalls beispielsweise wellenförmige oder zickzackförmige Amplituden (senkrecht zur Längserstreckung der Nut verlaufende Ausschläge) aufweisen und derart ein größeres Leer-Nut-Volumen zur Verfügung stellen.
Erfindungsgemäß ist die Kontaktfläche je nach Ausführung um 0,5% bis 50%, bevorzugt um 5% bis 10% kleiner als bei Flachriemen mit ebener Kontaktoberfläche ohne Nut.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zusätzlich zu den Längsnuten Quernuten angeordnet sind. Durch die Quernuten kann Luft, Schmutzes und/oder Feuchtigkeitsfilme wie Kondensat seitlich abtransportiert werden. Die Tiefe der Quernuten ist dadurch begrenzt, dass die Nutzen nicht in die Zugträgerebene reichen dürfen.
Besonders laufgeräuschoptimiert ist der Flachriemen dann, wenn die Quernuten in unregelmäßig Abständen und/oder Winkeln über die Längserstreckung des Flachriemens angeordnet sind. Hierdurch ist die zu Schwingungen und Geräuschen führende Resonanzanregung vermieden.
Wesentlich ist, dass der Riemen durch die Nutenanordnung nicht merklich in seiner Quersteifigkeit reduziert werden darf. Denn der Riemen soll auf einer Scheibe mit nur einer Balligkeit laufen.
Die vorbeschriebenen Nuten können ebenfalls auf der Rückenseite des Riemens angeordnet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn die Breite einer Einzelspur geringer als die Höhe des Zugmittels ist. Der Riemen sollte möglichst schmal und kompakt ausgeführt sein, d. h. die Korde sollten möglichst dicht beieinander liegen, wodurch die Breite der Einzelspur geringer als die Höhe des Zugmittels ist.
Zweckmäßig ist es, wenn das Elastomer des Flachriemens ein Polyurethan ist. Polyurethan weist sowohl gute Reib- als auch gute Hafteigenschaften auf und ist relativ unempfindlich gegen Scherung. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Festigkeitsträger Stahlkorde sind. Stahl vereint eine hohe Zugfestigkeit und Biegewechselfestigkeit mit einer, bei entsprechender Vorbehandlung, guten Haftfähigkeit an Elastomer.
Der erfindungsgemäße Flachriementrieb, welcher insbesondere in einer Aufzugsanlage einsetzbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass dieser aus einem vorbeschriebenen Flachriemen und einer eine Balligkeit aufweisenden Traktionsscheibe besteht, durch welche der Flachriemen antreibbar ist.
„Einzelspur” bedeutet eine Spur in Längsrichtung des Flachriemens, welche von Nutmitte bis zu Nutmitte der benachbarten Nut bzw. zur Längskante des Riemens gebildet wird. „Einzelspurtraktionsfläche” ist die Fläche der Einzelspur, die Kontakt auf der Traktionsscheibe hat.
Anhand der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele darstellen, wird nachstehend die Erfindung näher erläutert. Es zeigten die:
1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Flachriemens mit Längsnuten und dachförmigen Überhöhungen;
2 einen Querschnitt durch den Flachriemen der 1;
3a–3d verschiedene Nutquerschnittsformen.
Die 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Flachriemens 1 mit Längsnuten 2. Der Flachriemen 1 ist insbesondere in einer Aufzugsanlage einsetzbar, wobei der Flachriemen 1 durch eine ballig ausgebildete Traktionsscheibe (nicht dargestellt) antreibbar ist. Der Flachriemen weist zwei Breitseiten 3a, 3b und zwei Hochseiten 4a, 4b auf. Sechs Stahlkorde 5 sind als Zugträger in Längsrichtung (Pfeil) und beabstandet zueinander in dem Flachriemen 1 angeordnet, dessen Körper 6 aus Polyurethan besteht. Der Flachriemen 1 weist auf seiner der Traktionsscheibe (nicht dargestellt) zuwendtbaren Riemenoberfläche 3a in Längsrichtung des Flachriemens (Pfeil) verlaufende Nuten 2 auf, welche in lotrechter Projektion der Stahlkorde 5 auf diese Riemenoberfläche 3a zwischen den Stahlkorden 5 angeordnet sind. Der Flachriemen 1 ist durch diese Nuten 2 in Einzelspuren 7 gegliedert, deren summierte Einzelspurtraktionsoberflächen 8 eine geringere Fläche als die Traktionsoberfläche ergibt, die über die gesamte Breite einer ebenen Flachriemenoberfläche erhaltbar wäre. Die Kontaktfläche 8 jeder Einzelspur 7 – im Riemenquerschnitt betrachtet – ist durch eine dachförmig ausgeführte Überhöhung 11 überhöht ausgeführt, derart, dass die Kontaktfläche 8 jeder Einzelspur 7 im unbelasteten Zustand 20%–70% derjenigen Fläche einnimmt, auf die diese Fläche unter maximaler Nutzlast durch eine Verformung der Überhöhung 11 vergrößerbar ist. Der First 12 der dachförmigen Überhöhung 11 verläuft parallel zur Erstreckung einer Längsnut 2.
Die 2 zeigt einen Querschnitt durch den Flachriemen der 1. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Breite der Einzelspurtraktionsfläche 8 ist 0,9 × der Breite der Einzelspur 7. Die Nut 2 weist eine Höhe h auf, die 0,1 × der Höhe H des Flachriemens 1 entspricht. Die Überhöhung ist eine dachförmige Überhöhung 11, wobei der First 12 der dachartigen Überhöhung 11 in Längsrichtung des Flachriemens 1 verläuft. Die Überhöhung weist vom Nutende 9 bis zum First 12 eine Höhe Ü von 10% der Breite der Einzelspurtraktionsfläche 8 auf. Die Höhe Ü der Überhöhung wird anhand eines Lotes beschrieben, welches ausgehend vom First 12 auf derjenigen gedachten Fläche endet, die durch eine durch die Nutenden 12 gelegte Fläche gebildet ist. Das Nutende 9 befindet sich an dem dem Nutgrund 10 gegenüberliegenden Ende der Nut 2 dort, wo eine Konturänderung vom Verlauf der Nut 2 zur Kontur der Überhöhung 12 erfolgt.
In der 3a–3d sind einige der möglichen Querschnittsformen von Nuten 2 dargestellt. In der 3a ist eine V-förmige Nut dargestellt, die in den Flachriemenkörper 6 hineinreicht. Die 3b zeigt eine trapezförmige Nut 2, die 3c eine U-förmige Nut 2 und die 3d eine viereckige Nut 2.
Bezugszeichenliste

1: Flachriemen
2: Längsnut
3a: Breitseite
3b: Breitseite
4a: Hochseite
4b: Hochseite
5: Stahlkord
6: Flachriemenkörper
7: Einzelspur
8: Einzelspurtraktionsfläche
9: Nutende
10: Nutgrund
11: dachförmige Überhöhung
12: First
h: Höhe Nut
H: Höhe Flachriemen
Ü: Höhe Überhöhung

Claims

Flachriemen (1), insbesondere für eine Aufzugsanlage, wobei der Flachriemen (1) in Elastomermaterial (6) eingebettete, in Längsrichtung des Flachriemens (1) verlaufende Zugträger (5) aufweist, welche beabstandet voneinander in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachriemen (1) auf seiner auf die Traktionsscheibe auflegbaren Kontaktfläche (3a) zumindest eine in etwa in Längsrichtung des Flachriemens verlaufende Nut (2) aufweist, durch welche der Flachriemen (1) in Einzelspuren (7) gegliedert ist und dass die Kontaktfläche (8) jeder Einzelspur – im Querschnitt der Einzelspur (7) betrachtet – durch eine konvex, konkav oder dachförmig ausgeführte Überhöhung (11) überhöht ausgeführt ist, derart, dass die Kontaktfläche (8) jeder Einzelspur (7) im unbelasteten Zustand 20%–70% derjenigen Fläche einnimmt, auf die diese Fläche unter maximaler Nutzlast durch eine Verformung der Überhöhung (11) vergrößerbar ist.
Flachriemen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überhöhung (11) eine Höhe von 1% bis 30%, vorzugsweise 2% bis 10% der Breite der Einzelspurkontaktfläche aufweist.
Flachriemen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (2) eine Höhe (h) aufweist, die 0,05 bis 0,5 × der Höhe des Flachriemens (H), vorzugsweise 0,1 bis 0,3 × der Höhe des Flachriemens (H) entspricht.
Flachriemen (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (2) eine Querschnittkontur aufweist, die einer Teilkreisform oder einer V-Form oder einer U-Form entspricht, wobei sich die Nut (2) zur Flachriemenmitte hin verjüngt.
Flachriemen (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (2) eine Querschnittkontur aufweist, die einem Viereck, vorzugsweise einem Trapez oder einem Rechteck entspricht, wobei sich das Trapez in Richtung Flachriemenmitte verjüngt.
Flachriemen (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (2) wellenförmige oder zickzackförmige Amplituden aufweist.
Flachriemen (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Quernuten angeordnet sind und dass vorzugsweise die Quernuten einen Winkel zwischen > 1° und < 89°, vorzugsweise zwischen 10° und 60° mit der Querrichtung einschließen und dass vorzugsweise die Quernuten in unregelmäßig Abständen über die Längserstreckung des Flachriemens (1) angeordnet sind.
Flachriemen (1) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer (3, 4) ein Polyurethan ist.
Flachriemen (1) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Breite der Kontaktfläche (8) der Einzelspur 0,995 bis 0,5 × der Breite der Einzelspur (7), vorzugsweise 0,98 bis 0,8 × der Breite der Einzelspur (7), besonders bevorzugt 0,95 bis 0,9 × der Breite der Einzelspur (7) ist.
Flachriemen (1) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite einer Einzelspur (7) geringer als die Höhe des Flachriemens (H) ist.
Flachriementrieb, insbesondere für eine Aufzugsanlage, mit einem Flachriemen (1) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1–10 und wenigstens einer eine Balligkeit aufweisenden Traktionsscheibe, durch welche der Flachriemen (1) antreibbar ist.