DE102015225753A1

DE102015225753A1 - Zahnriemen

Info

Publication number: DE102015225753A1
Application number: DE102015225753.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Obert
Original assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Antriebssysteme GmbH
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2035-12-18
Also published as: DE102015225753B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemen (1) aus Gummi- oder gummiähnlichem Werkstoff mit einem Riemenkörper (2) und Zähnen (5) mit einer Zahnteilung, der mindestens zahnseitig ein Gewebe (6) aufweist, wobei das Gewebe (6) mit dem Riemenkörper (2) fest und unlösbar verbunden ist. Aufgabenstellung ist, einen Zahnriemen (1) der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, dass er eine dauerhaft geringe Schallemission aufweist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das mindestens zahnseitige Gewebe (6) eine Oberfläche aufweist, deren Struktur (9, 10, 11) sich in Laufrichtung des Riemens (1) verändert, wobei die Abstände der Veränderungen in Laufrichtung des Riemens (1) von der Zahnteilung des Zahnriemens (1) abweichen. Dabei kann das Gewebe (6) im Durchmesser (9, 10) unregelmäßige Kettfäden, im Durchmesser (9, 10) unregelmäßige Schussfäden oder sowohl im Durchmesser (9, 10) unregelmäßige Kettfäden (7) als auch im Durchmesser (9, 10) unregelmäßige Schussfäden (8) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemen aus Gummi- oder gummiähnlichem Werkstoff mit einem Riemenkörper und Zähnen mit einer Zahnteilung, der mindestens zahnseitig ein Gewebe aufweist, wobei das Gewebe mit dem Riemenkörper fest und unlösbar verbunden ist.
Derartige Zahnriemen sind in großer Vielfalt seit langem bekannt und im Einsatz. Bedingt durch das Vorhandensein der Zähne kommt es beim Einsatz des Zahnriemens zu einer häufig unerwünschten Geräuschentwicklung, die dadurch bedingt ist, dass beim Eingriff der Zähne in die korrespondierende Topografie der Zahnriemenräder einerseits zwischen dem Riemen und dem Zahnriemenrad Luft eingeschlossen wird, die dann schlagartig entweicht und andererseits durch das Auftreffen der Zähne auf das Rad ein Schlag auftritt. Dadurch wird das System aus Zahnriemenrad und Zahnriemen zu Schwingungen angeregt, die eine unerwünschte Schallemission verursachen.
Um diesem Effekt zu begegnen, ist aus der DE 692 133 61 D2 bekannt, den Zahnriemen auf der gezahnten Seite mit unregelmäßig verlaufenden, die Zähne kreuzenden Riefen zu versehen, durch die die eingeschlossene Luft besser entweichen kann. Ähnliches ist in der DE 330 55 04 C2 offenbart. Hier verlaufen die Riefen oder Nuten in Längsrichtung des Zahnriemens.
In der IT 1 20 117 3 B ist ein Riemen offenbart, der zur Schalldämmung zahnseitig eine Beflockung aufweist. Es handelt sich hier um einen Keilriemen. Eine derartige Beflockung zeigt auch für Zahnriemen einen geräuschdämpfenden Effekt. Allerdings weist die Beflockung nur eine begrenzte Dauerfestigkeit auf.
In einem Artikel der Zeitschrift „Industrie-Anzeiger, Ausgabe 3/4/1989" wird unter dem Titel „Ermittlung der Geräuschursache von Zahnriementrieben" auf Seite 26, Spalte 1, Absatz 3 vorgeschlagen, riemenzahnseitig textilartige Dämpfungsbeläge aufzubringen.
Im Zuge steigender Ansprüche an den Komfort reichen diese Maßnahmen jedoch häufig nicht aus, die geforderten Senkungen der Schallemissionen zu erreichen.
In der DE 10 2006 027 892 A1 ist ein Zahnriemen offenbart, der zahnseitig eine veloursartige Textiloberfläche aufweist. Diese Oberfläche dämpft zwar den Schall, die Dämpfungswirkung nimmt jedoch im Dauereinsatz recht schnell ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zahnriemen der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, dass er eine dauerhaft geringe Schallemission aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das mindestens zahnseitige Gewebe eine Oberfläche aufweist, deren Struktur sich in Laufrichtung des Riemens verändert, wobei die Abstände der Veränderungen in Laufrichtung des Riemens von der Zahnteilung des Zahnriemens abweichen.
Schallemissionen sind insbesondere dann unangenehm, wenn sie mit regelmäßigen Frequenzen als „Singen“ wahrgenommen werden. Dies lässt sich beispielsweise bei Reifen dadurch reduzieren, dass das Reifenprofil über den Umfang des Reifens unregelmäßig ausgeführt ist, d.h. die Abstände der Profilblöcke und Rillen sind über den Umfang des Reifens nicht konstant, was ein „Singen“ verhindert. Stattdessen sind die Schallemissionen dann eher ein weniger unangenehmes Rauschen.
Dies lässt sich bei Zahnriemen nicht realisieren, da die Zahnteilung stets über die Umfanglänge des Riemens konstant ist und sonst ein Eingreifen in die Zahnriemenscheiben nicht möglich wäre.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht, die Zähne eines Zahnriemens mit einer sich über die Länge des Riemens ständig ändernden textilen Oberfläche auszustatten, die, ähnlich zu dem unregelmäßigen Profil bei Reifen, die Schallemissionen in Richtung auf ein weniger aufdringliches Rauschen verändert.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gewebe ein sich über die Länge des Zahnriemens ständig änderndes Webmuster auf, wobei die Änderungen des Webmusters in Abständen auftreten, die von der Zahnteilung abweichen.
Unterschiedliche Webmuster lassen sich auf geeigneten Maschinen herstellen, so dass bei der Beschichtung der Riemen mit einem derartigen Gewebe kein Augenmerk auf die Abstände der Gewebestruktur zu den Zähnen gerichtet werden muss.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gewebe eine unregelmäßige Abfolge von Schusshebungen und Schusssenkungen auf.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gewebe eine unregelmäßige Abfolge von Ketthebungen und Kettsenkungen auf.
Dadurch, dass die als Hebungen und/oder Senkungen ausgebildeten Kreuzungspunkte des Kettfäden mit den Schussfäden unregelmäßig aufeinander folgen, entstehen unregelmäßige Flottungen. An diesen Flottungen liegen mehrere Kettfäden nebeneinander unter den Schussfäden oder mehrere Schussfäden unter den Kettfäden. Durch die Unregelmäßigkeit in der Abfolge diese Flottungen ist das Gewebe derart eingestellt, dass die Abfolge der Erhöhungen und/oder Vertiefungen der Gewebeoberfläche von der Zahnriementeilung abweicht. In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gewebe im Durchmesser unregelmäßige Kettfäden auf.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gewebe im Durchmesser unregelmäßige Schussfäden auf.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gewebe sowohl im Durchmesser unregelmäßige Kettfäden als auch im Durchmesser unregelmäßige Schussfäden auf.
Durch die Verwendung von Fäden, die im Durchmesser unregelmäßig sind, ergibt sich beim Weben eine statistisch verteilte Oberflächenstruktur, die eine besonders effektive und dauerhafte Veränderung der Schallemissionen bewirkt.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Teilabschnitt eines Zahnriemens in perspektivischer Ansicht und
2 einen Ausschnitt aus einem Beschichtungsgewebe für Zahnriemen.
Der in 1 dargestellte Zahnriemen 1 weist einen Grundkörper 2 mit eingebetteten Festigkeitsträgern 3 und einem Zahnprofil 4 auf. Das Zahnprofil weist Zähne 5 auf, die mit einem Gewebe 6 beschichtet sind. In dieser Darstellung ist das Gewebe 6 teilweise als fertig beschichtet, teilweise noch nicht auf die Zähne 5 aufgebracht dargestellt.
Bei einer Vulkanisation des Zahnriemens 1 in einer korrespondierenden Form ist das Gewebe 6 auf die Zähne 5 fest aufvulkanisierbar.
In 2 ist das Gewebe 6 in einem vergrößerten Ausschnitt gezeigt. Es weist Kettfäden 7 und Schussfäden 8 auf, die in einer Leinenbindung miteinander verwoben sind. Kettfäden 7 und Schussfäden 8 weisen einen unregelmäßigen Querschnitt mit Verdickungen 9 und Verjüngungen 10 auf.
Verdickungen 9 und Verjüngungen 10 wechseln in unregelmäßigen Abständen miteinander ab. Insbesondere an Kreuzungsstellungen 11 kommt es dabei zu Unterschieden in den Gewebedicken, die statistisch über das gesamte Gewebe 6 verteilt sind. Die Oberflächenstruktur des Zahnriemens 1 nach der Vulkanisation ist zahnseitig daher nicht regelmäßig. Bei Kontakt der beschichteten Zähne 5 mit einer hier nicht gezeigten Zahnriemenscheibe wird einer Schallemission, die durch die regelmäßig beabstandeten Zähne 5 beim Eingriff in die Zahnriemenscheibe entsteht, ein akustisches Rauschen überlagert, was den akustisch Eindruck der Schallemission weniger unangenehm erscheinen lässt.
Bezugszeichenliste

1: Zahnriemen
2: Grundkörper des Zahnriemens 1
3: Festigkeitsträger
4: Zahnprofil
5: Zähne des Zahnprofils 4
6: Gewebe
7: Kettfäden des Gewebes 6
8: Schussfäden des Gewebes 6
9: Verdickungen der Fäden 7, 8
10: Verjüngungen der Fäden 7, 8
11: Kreuzungsstellen der Fäden 7, 8

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 69213361 D2 [0003]
DE 3305504 C2 [0003]
IT 1201173 B [0004]
DE 102006027892 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Zeitschrift „Industrie-Anzeiger, Ausgabe 3/4/1989“ wird unter dem Titel „Ermittlung der Geräuschursache von Zahnriementrieben“ auf Seite 26, Spalte 1, Absatz 3 [0005]

Claims

Zahnriemen (1) aus Gummi- oder gummiähnlichem Werkstoff (2) mit einem Riemenkörper (2) und Zähnen (5) mit einer Zahnteilung, der mindestens zahnseitig ein Gewebe (6) aufweist, wobei das Gewebe (6) mit dem Riemenkörper (2) fest und unlösbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens zahnseitige Gewebe (6) eine Oberfläche aufweist, deren Struktur (9, 10, 11) sich in Laufrichtung des Riemens (1) verändert, wobei die Abstände der Veränderungen in Laufrichtung des Riemens (1) von der Zahnteilung des Zahnriemens (1) abweichen.
Zahnriemen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) ein sich über die Länge des Zahnriemens (1) ständig änderndes Webmuster (9, 10, 11) aufweist, wobei die Änderungen des Webmusters (9, 10, 11) in Abständen auftreten, die von der Zahnteilung abweichen.
Zahnriemen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine unregelmäßige Abfolge von Schusshebungen und Schusssenkungen aufweist.
Zahnriemen (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine unregelmäßige Abfolge von Ketthebungen und Kettsenkungen aufweist.
Zahnriemen nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe im Durchmesser (9, 10) unregelmäßige Schussfäden (8) aufweist.
Zahnriemen nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe im Durchmesser (9, 10) unregelmäßige Kettfäden (7) aufweist.
Zahnriemen mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe (6) sowohl im Durchmesser (9, 10) unregelmäßige Kettfäden (7) als auch im Durchmesser (9, 10) unregelmäßige Schussfäden (8) aufweist.