DE10201343A1 - Aus Zahnriemen und Zahnscheibe bestehende Anordnung - Google Patents

Abstract

Es wird eine selbstführende Zahnriemen (2)/Riemenscheiben (14)-Anordnung vorgeschlagen mit innerhalb des Zahnriemens (2) in Längsrichtung angeordneten Festigkeitsträgern (12) und mit einem bei der Riemenherstellung mittig angespritzten bzw. online mitextrudierten Längskeil (8), der zu einer in der Riemenscheibe (14) mittig eingelassenen Keilnut (18) korrespondiert. DOLLAR A Im Bereich des Längskeils (8) wird auf implementierte Festigkeitsträger (12) verzichtet, woraus sich eine verbesserte Biegewilligkeit ergibt. Der Längskeil (8) ist in Längsrichtung ungeteilt, d. h. durchgängig. Beim Betrieb des Riemens (2) treten deshalb keine schlagenden Geräusche auf. DOLLAR A Auf dem Kopf des Längskeils (8) verläuft vorzugsweise mindestens eine längsausgerichtete Rille (10) keilförmigen Querschnitts, die mit einem erhabenen Keil (Führungssteg 20), der sich auf dem Boden der Riemenscheiben-Keilnut (18) befindet, in Eingriff steht. DOLLAR A Insbesondere zum Fördern von Gepäckstücken.

Description

• Die Erfindung geht aus von einer aus Zahnriemen und Zahnscheibe bestehenden selbstführenden Anordnung für Antriebs- und insbesondere für Förderaufgaben nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Stand der Technik
• Eine vergleichbarer Zahnriemen/Zahnscheiben-Anordnung ist aus der DE-PS 21 23 902 bekannt, wobei der Zahnriemen (ebenfalls) eine strangförmige Führungsrippe besitzt, die in eine dazu passende Ringnut in der Umfangsfläche der zugehörigen Zahnscheibe eingreift, wodurch eine Führung auch ohne seitlich an der Zahnscheibe befindliche Bordscheiben ermöglicht wird.
• Um bei der Herstellung des Zahnriemens eine zu implementierende Armierungseinlage auch im Bereich des Führungsstrangs abstützen zu können, wird der Zahnriemen zunächst ohne Führungsstrang hergestellt. Der Führungsstrang wird separat vorgefertigt und anschließend in eine ausgefräste Rille eingeschweißt oder sonstwie befestigt. Dies bedeutet einen zusätzlichen Fertigungsaufwand.
• Bei diesem Riemen liegt die Schweißebene außerhalb der Biegeebene der Zugträger. Somit besteht hier die Gefahr, dass die Schweißung sich wieder öffnet. Ferner entstehen beim Einsatz dieses Riemens schlagende Geräusche. Diese werden durch ein ungenügendes Dämpfungsvermögen hervorgerufen. (Breiter Keilkopf und Zugträger in der Keilspur.)
• Weiterhin ist ein aus einem Zahnriemen und einer Zahnscheibe bestehender Riementrieb bekannt (DE 39 09 949 A1), bei dem der Riemen nebst Führungsrippe sogleich einteilig durch Spritzgießen hergestellt wird. Für die Abstützung der Armierungseinlage während des Herstellungsprozesses sind in der Längsrippe querliegende Einkerbungen vorgesehen, in die ein Stützwerkzeug bis zur Erstarrung des Riemenmaterials eingreift.
• Mit den Einkerbungen sind zahlreiche Nachteile verbunden:
  Die gewünschte Längsführung ist nicht so optimal wie bei einer durchgehenden Führungsrippe.
• Die Zugfestigkeit des Riemens ist drastisch reduziert.
• Durch die Quereinkerbungen entstehen auf der Führungsrippe Blöcke, die bei der Umschlingung einer Riemenscheibe ein Polygon bilden. Es ergibt sich eine stoßweise Ineingriffnahme mit der Riemenscheibe, was mit einer Geräuschentwicklung verbunden ist. Darüber hinaus entstehen Geräusche, wenn der Riemen im linearen Bereich von Transport-Rollen unterstützt wird.
• Vorteile der Erfindung
• Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber der gattungsgemäßen Anordnung den Vorteil, dass seitens des Längskeiles ein schlagendes Geräusch grundsätzlich nicht auftreten kann. Außerdem führt eine zugstrangfreie Zone im Bereich des Längskeiles zu einem verbesserten Dämpfungsverhalten.
• Dadurch, dass der Riemen-Längskeil zusätzlich mit einer Längsrille versehen ist, ergibt sich in Verbindung mit einem in der Scheiben-Keilnut umlaufenden Steg eine stufenweise Führung mit Geräuschreduktion. Bei geringen Seitenkräften: Führung durch den kleinen Keil, dann Deformation dieses Systems bis die Hauptflanken zur Führung eingreifen. D. h.: Bei nur geringen Seitenkräften wird der Riemen ausschließlich durch den in der Scheiben-Keilnut umlaufenden Keil geführt. Dabei bleibt zwischen Riemen-Längskeil und Scheiben-Keilnut ein Luftspalt bestehen, so dass in diesem Bereich kein Körperschall übertragen werden kann.
• Durch die erfindungsgemäße Konstruktion werden schlagende Geräusche vermieden. Der Riemen nebst Keil werden in einem einzigen Fertigungsschritt hergestellt. Dadurch konnte ein einfaches und günstiges Herstellverfahren realisiert werden. Durch die Einsparung separater Arbeitsgänge ergeben sich Kostenvorteile.
• Zudem wird mit der einstückigen Herstellung vermieden, dass sich der Keil vom Grundriemen löst. Im Vergleich zu einem Zahnriemen mit nachträglich aufgeklebter Längsrippe führt eine Online-Extrusion des Gesamtriemens zu höherer dynamischer Festigkeit. Es gibt keine Bindungsschwäche.
• In praktischen Vorversuchen haben sich die in den Unteransprüchen angegebenen Dimensionierungen als besonders geeignet erwiesen.
Zeichnung
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
• Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Zahnriemen in perspektivischer Ansicht;
• Fig. 2a einen Querschnitt durch den Mittelteil des mit Längskeil versehenen Zahnriemens;
• Fig. 2b einen Querschnitt durch den Mittelteil der mit Keilnut versehenen Zahnscheibe;
• Fig. 3a einen Querschnitt durch eine Riemen/Scheiben-Anordnung, Führung kleiner Keil; und
• Fig. 3b einen Querschnitt durch eine Riemen/Scheiben-Anordnung, Führung nach Deformation durch großen Keil.
Beschreibung der Erfindung
• Der in der Fig. 1 perspektivisch dargestellte Zahnriemen 2, dessen Riemenkörper 4 aus elastomerem Material besteht, enthält an seiner mit Zähnen 6 versehenen Seite mittig einen sich über die gesamte Riemenlänge erstreckenden, durchgehenden Längskeil 8. Dieser Längskeil 8 weist einen leicht konischen Querschnitt auf. Die Stirnseite des Längskeils 8 ist mit einer durchgehenden Rille 10 keilförmigen Querschnitts versehen.
• Zu beiden Seiten des Längskeils 8 sind Festigkeitsträger 12 in den Riemenkörper 4 eingebettet.
• Die Zahnriemen-Zähne 6 treten mit hierzu kongruenten Aussparungen, die sich zwischen den Zähnen 16 einer zugeordneten Bordscheibe 14 befinden, in Eingriff. Statt mit seitlich an der Scheibe 14 angebrachten Bordscheiben wird die Seitenführung des Zahnriemens 2 dadurch erreicht, dass der Längskeil 8 in einer auf dem Umfang der Scheibe 14 befindlichen Keilnut 18 vergleichbaren Querschnitts abläuft (Fig. 3a/b).
• Die in Fig. 2a und 2b dargestellten Querschnitte von Zahnriemen 2 und Riemenscheibe 14 zeigen konstruktive Details von Zahnriemen-Keil 8 (Fig. 2a) und Zahnscheiben-Keilnut 18 (Fig. 2b).
• Der Zahnriemen-Keil 8 weist einen trapezförmigen Querschnitt auf. Dieses Trapez überragt die Zahnriemen-Zähne 6 um die Höhe H. Die Seitenflächen des Zahnriemen-Keils 8 sind leicht konisch geneigt und zwar im vorliegenden Ausführungsbeispiel um insgesamt 39°. An seiner Basis ist der Keil (8) 12 mm breit, während das Kopfende eine Breite B von 8 mm aufweist.
• Darüber hinaus ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Zahnriemen-Keil 8 mittig mit einer längs durchlaufenden Rille 10 keilförmigen Querschnitts versehen. Diese Rille 10 hat eine Tiefe h. Die maximale Breite b beträgt 1, 5 mm. Der Öffnungswinkel β ist 15° mit einem Krümmungsradius an seiner Wurzel von 0,5 mm.
• Die zu dem Zahnriemen-Keil 8 korrespondierende Zahnscheiben-Keilnut 18 weist ebenfalls einen konischen (trapezförmigen) Querschnitt auf. Die Keilnut 18 verjüngt sich von 13,5 mm am oberen Rand bis auf 8,9 mm an ihrem Boden. Die Seitenflächen der Keilnut 18 sind wie bei dem Zahnriemen-Keil 8 um insgesamt 39° geneigt. Der Boden der Keilnut 18 weist einen durchgehenden erhabenen Keil 20 mit einem Öffnungswinkel von 15° auf. Die Spitze des Keils 20 ist mit einem Radius von 0,1 mm abgerundet.
• Die Fig. 3a und 3b zeigen das Zusammenspiel von Zahnriemen 2 und Riemenscheibe (Zahnscheibe) 14. Bei geringen oder normalen Seitenkräften übernimmt der kleine Keil 20 die Führung des Riemens 2. Bei größeren Seitenkräften ergibt sich eine gewisse Deformation im Bereich des kleinen Keils 20 und die größeren Seitenflächen von Zahnriemen-Keil 8 und Zahnscheiben-Keilnut 18 übernehmen die Führung. Bezugszeichenliste 2 Zahnriemen, Riemen
  4 Riemenkörper
  6 Zähne des Zahnriemens, Zahnriemen-Zähne
  8 Längskeil, Zahnriemen-Keil
  10 keilförmige Rille (in dem Längs-Keil)
  12 Festigkeitsträger
  14 Riemenscheibe, Zahnscheibe, Scheibe
  16 Zähne der Riemenscheibe
  18 Keilnut, Zahnscheiben-Keilnut
  20 erhabener Keil in der Keilnut, Führungssteg, kleiner Keil
  H Höhe des Zahnriemen-Keils (8)
  B Kopfbreite der Zahnriemen-Keils (8)
  h Höhe der keilförmigen Rille (10)
  b maximale Breite der keilförmigen Rille (10)
  

Claims (5)

1. Aus Zahnriemen (2) und Riemenscheibe (14) bestehende Anordnung, insbesondere für Förderaufgaben, mit innerhalb des Zahnriemens (2) in Längsrichtung angeordneten Festigkeitsträgern (12) und mit einem bei der Riemenherstellung mittig angespritzten oder mitextrudierten Längskeil (8), der zu einer in der Riemenscheibe (14) mittig eingelassenen Keilnut (18) korrespondiert, dadurch gekennzeichnet,
dass der Zahnriemen (2) mittig, d. h. im Bereich des Längskeils (8), eine zugstrangfreie Zone aufweist,
dass der Längskeil (8) in seiner Längsrichtung ungeteilt, d. h. durchgängig ist, und
dass auf dem Kopf des Längskeils (8) in Längsrichtung mindestens eine Rille (10) mit keilförmigen Querschnitt verläuft.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, mindestens einen erhabenen Keil (Führungssteg, 20) auf dem Boden der Riemenscheiben- Keilnut (18), wobei die Anzahl höchstens der Anzahl der auf dem Längskeil (8) befindlichen Rillen (10) entspricht.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Zahnriemen-Keils (8) H/h = 2/1 und B/b = 3/1 ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel Scheibennut (18) ≥ Flankenwinkel Riemenkeil (8) ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flankenwinkel Führungssteg (20) ≤ Flankenwinkel Riemenrille (10) ist.