DE102020106251A1

DE102020106251A1 - Zahnriemen und Riementrieb diesen aufweisend

Info

Publication number: DE102020106251A1
Application number: DE102020106251.6A
Authority: DE
Inventors: Detlef MOHRMANN; Daniel Diederichs
Original assignee: Arntz Beteiligungs GmbH and Co KG
Current assignee: Arntz Beteiligungs GmbH and Co KG
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-09-09
Also published as: WO2021180678A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemen mit einer Vielzahl von Zähnen zur Kraftübertragung über Riemenscheiben, wobei sich zwischen zwei benachbarten Zähnen ein Zahngrundbereich befindet und im Wesentlichen in jedem Zahngrundbereich zwischen zwei benachbarten Zähnen mindestens ein Vorsprung angeordnet ist, diese jeweiligen Vorsprünge sind auf den Zahnriemen bevorzugt fluchtend in Laufrichtung angeordnet. Darüber hinaus wird ein Riementrieb bereitgestellt mit einem erfindungsgemäßen Zahnriemen sowie mindestens einer ersten und einer zweiten Riemenscheibe mit einem Zahnkranz, wobei die Riemenscheiben mindestens eine Nut aufweisen, in die die Vorsprünge des Zahnriemens eingreifen können. Schließlich wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad ausgestattet mit diesem Riementrieb bereitgestellt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemen mit einer Vielzahl von Zähnen zur Kraftübertragung über Riemenscheiben, wobei sich zwischen zwei benachbarten Zähnen ein Zahngrundbereich befindet und im Wesentlichen in jedem Zahngrundbereich zwischen zwei benachbarten Zähnen mindestens ein Vorsprung angeordnet ist, diese jeweiligen Vorsprünge sind auf den Zahnriemen bevorzugt fluchtend in Laufrichtung angeordnet. Darüber hinaus wird ein Riementrieb bereitgestellt mit einem erfindungsgemäßen Zahnriemen sowie mindestens einer ersten und einer zweiten Riemenscheibe mit einem Zahnkranz, wobei die Riemenscheiben mindestens eine Nut aufweisen, in die die Vorsprünge des Zahnriemens eingreifen können. Schließlich wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, ausgestattet mit diesem Riementrieb bereitgestellt.
Stand der Technik
Zahnriemen mit einer Vielfalt von Zähnen zur Kraftübertragung mittels Riemenscheiben sind seit langem bekannt und werden beispielsweise in Fahrzeugen, wie Fahrrädern, eingesetzt, um die Tretbewegung von der Tretkurbel auf das angetriebene Hinterrad zu übertragen. Diese übliche Art des Antriebes findet sich sowohl bei Motorrädern als auch bei Fahrrädern, die mit Muskelkraft und/oder mit Elektromotorunterstützung betrieben werden.
Wünschenswert ist dabei grundsätzlich, dass der Riementrieb so schmal und leicht wie möglich ist. Neben den konventionellen Ketten, wie sie in Krafträdern und Fahrrädern zu finden sind, setzt sich ein Riemenantrieb immer mehr durch. Solche Riementriebsysteme überwinden eine Vielzahl von Problemen, wie sie sich mit Kettenantrieben zeigten. Allerdings benötigen diese Systeme selbst eine relativ genaue Führung des Riemens und insbesondere das seitliche Verschieben des Riemens auf den Riemenscheiben ist zu vermeiden. Es gibt bereits verschiedene Vorschläge, ein Wandern des Riemens von der Riemenscheibe zu verhindern. So beschreibt die EP 1 724 495 A2 einen Zahnriemenantrieb mit Riemenscheiben mit einer umlaufenden Führungswulst. Der Zahnriemen in diesem Dokument weist eine in Umlaufrichtung verlaufende Führungsnut auf, die den Zahnriemen in mindestens zwei Zahnreihen teilt und wobei Vorsprünge in der Riemenscheibe in die Längsnut des Zahnriemens ragen, um ein Verschieben in axialer Richtung zu sichern. Weitere Möglichkeiten zur Vermeidung der axialen Verschiebung sind in der EP 2 289 792 A1 genannt. Hier sind die Riemenscheiben des Riementriebs zur Verwendung mit einem Antriebsriemen derart ausgebildet, dass sie eine Ausrichtungsflansch, die zwischen den Umfangszähnen angrenzend verläuft aufweist, um in eine entsprechende Nut der Zähne des Antriebsriemens einzugreifen. D. h., sowohl Antriebsscheibe als auch Abtriebsscheibe des Riementriebs benötigen ein aufwendiges Herstellungsverfahren, um die in dieser Schrift genannten Ausrichtungsflansche aufzuweisen. Die Herstellung solcher Riemenscheiben ist kostenintensiv und erfordert einen hohen technischen Aufwand. Eine Riemenführung, die in Form von ein- oder zweiseitigen seitlich zum Zahnriemen angeordneten Bordscheiben auf den Riemenscheiben angeordnet sind, sind insofern nachteilig, als dass die Zahnkränze des Riemenantriebs dadurch breiter ausgeführt werden müssen, als der Riemen selbst.
Beschreibung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung neuer Zahnriemen und Riementriebe, die die oben genannten Nachteile des Standes der Technik vermindern und verringern.
Die vorliegende Erfindung löst das Problem durch einen gattungsgemäßen Zahnriemen mit einer Vielzahl von Zähnen zur Kraftübertragung mittels Riemenscheiben. Zwischen zwei benachbarten Zähnen befindet sich ein Zahngrundbereich und im Wesentlichen in jedem Zahngrundbereich zwischen zwei benachbarten Zähnen ist mindestens ein Vorsprung angeordnet. Der Vorsprung erhebt sich aus dem Zahngrundbereich oder ist im Zahngrundbereich und kann direkt an den Zähnen angelagert sein. Alternativ können sich die Vorsprünge auch vom Zahngrund erheben und die Zähne nicht berühren. Weiterhin können die Vorsprünge auch derart angeordnet sein, dass sie den Zahngrund selbst nicht berühren, wie weiter unten beschrieben. Die jeweiligen Vorsprünge sind im Zahngrundbereich bevorzugt fluchtend in Laufrichtung angeordnet. Und der jeweilige Vorsprung ist derart ausgebildet, dass er eine Ebene, gebildet aus den Zahnköpfen von benachbarten Zähnen bei geradlinigem Verlauf des Riemens nicht schneidet.
Mit anderen Worten: die Höhe des mindestens einen Vorsprunges angeordnet im Zahngrundbereich zwischen zwei benachbarten Zähnen ist kleiner als die Höhe der benachbarten Zähne, soweit der Riemen geradlinig verläuft. Die Vorsprünge springen somit nicht über die Ebene, ausgebildet durch die Zahnköpfe der benachbarten Zähne hervor.
In einer Ausführungsform sind die Vorsprünge dabei im Wesentlichen in Laufrichtung des Zahnriemens mittig angeordnet.
Vorteilhaft an diesem Zahnriemen ist die verbesserte Führung des Riemens in Verbindung mit einer entsprechend ausgestalteten Riemenscheibe. Vorteilhaft an diesem Zahnriemen bei Verwendung im Riemenantrieb ist, dass der Zahnriemen durch die Vorsprünge in axialer Richtung beidseitig geführt ist. Die Vorsprünge greifen in die Nut der Riemenscheiben ein, so dass Bordscheiben an den Riemenscheiben grundsätzlich entbehrlich sind. So sind ein Antriebszahnkranz und/oder der Abtriebszahnkranz grundsätzlich bordscheibenfrei ausgebildet. Dies bedeutet, dass axial außerhalb der Auflageflächen für den Zahnriemen in den Riemenscheiben keine Stützstruktur zur axialen Führung des Zahnriemens vorhanden ist. Dadurch kann die axiale Breite des Gesamtsystems verringert werden, was insbesondere für die Anwendung bei Zweirädern oder anderen riemengetriebenen Fahrzeugen vorteilhaft ist. Das gilt insbesondere auch dann, wenn der Zahnriemen breiter ausgeführt ist als die Riemenscheiben selbst.
Dies ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn ein Fremdkörper auf dem Zahnriemen oder zwischen Zahnriemen und den Zahnkränzen der Riemenscheiben gelangt. Hier kann ein Fremdkörper seitlich durch die Vorsprünge herausgedrängt werden.
Unter einer Riemenscheibe wird ein im Betrieb rotierendes Bauteil des Riementriebs verstanden, an dem der Zahnriemen entlang läuft oder das der Zahnriemen umschlingt. Die Riemenscheibe kann entweder ein angetriebener Zahnkranz oder ein abgetriebener Zahnkranz sein, oder eine nicht angetriebene Rolle. Der Begriff der Riemenscheibe wird damit als Oberbegriff für diese beschriebenen Ausführungsformen verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Fahrrad, insbesondere ein zweirädriges Fahrzeug, das per Muskelkraft bewegbar ist, verstanden. Ein Fahrrad hat zwei Räder, nämlich ein Vorderrad und ein Hinterrad. Unter einem Fahrrad werden insbesondere auch ein Pedelec und ein E-Bike verstanden. Ein Pedelec ist ein Fahrrad, das einen Elektromotor besitzt, der das Fahrrad nur dann unterstützt, wenn er gleichzeitig selbst in die Pedale tritt. Unter einem E-Bike wird insbesondere ein Fahrrad verstanden, das einen Elektromotor aufweist, der auch dann ein Drehmoment liefert, wenn der Fahrer nicht in die Pedale tritt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zahnriemen mit einer Vielzahl von Zähnen zur Kraftübertragung über Riemenscheiben einer, wo der mindestens eine Vorsprung in seiner Haupt-/Längserstreckung in Laufrichtung erstreckend ausgebildet ist. D. h., der mindestens eine Vorsprung ist in seiner Haupt-/Längserstreckung größer dimensioniert als in Querausdehnung, d. h. in der Breite.
In einer Ausführungsform kann dabei der mindestens eine Vorsprung derart ausgebildet sein, dass er eine sich in Laufrichtung erstreckende Wange des Zahnes ausbildet. Diese Wange am Zahn kann dabei einstückig mit dem Zahn ausgebildet sein. D. h., die Wange ist an der Zahnflanke eines Zahnes angeordnet. In einer Ausführungsform ist dabei an beiden Seitenflanken des jeweiligen Zahnes eine Wange angeordnet, so dass sich jetzt zwei gegenüberliegende Wangen im Zwischenraum zwischen den Zähnen gegenüberstehen. In einer Ausführungsform berühren sich diese beiden gegenüberliegenden Wangen nicht, in einer anderen Ausführungsform können sich diese Wangen berühren bzw. überlappen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zahnriemen mit einer Vielzahl von Zähnen zur Kraftübertragung über Riemenscheiben einer, wobei der mindestens eine Vorsprung zwischen den Zähnen in Form einer durchgängigen Rippe, eines durchgängigen Stranges oder durchgängigen Führungsbandes ausgebildet ist. In dieser Ausführungsform verläuft der Vorsprung durchgängig zwischen den Zähnen, d. h. diese Rippe, der Strang bzw. das Führungsband, sind im Wesentlichen rechtwinkelig zum Zahn angeordnet und deren Kontur senkrecht zur Zug-Strang-Ebene in Richtung der Zahnköpfe keilförmig, trapezförmig, kreisförmig oder bogenförmig ausgebildet sein kann.
In einer Ausführungsform ist dabei die Rippe, der Strang oder das Führungsband derart ausgebildet, dass sie Ausnehmungen auf der dem Zahngrundbereich gegenüber liegenden Seite aufweisen. Die Ausnehmungen können verschiedene Formen aufweisen, wie eine keilförmige in Richtung des Zahngrundbereiches laufende Form.
Die Zähne des Zahnriemens weisen mindestens in einem Zahn eine bevorzugt fluchtende Nut auf. In einer Ausführungsform hiervon ist dabei mindestens eine Nut derart ausgebildet, dass sie die Zähne durchläuft, aber nicht bis zum Zahngrund reicht, d. h., es würde zwischen Zahngrund und der Rippe, dem Strang oder dem Führungsband ein Freiraum entstehen. Dieses kann verschiedene Vorteile haben, so kann hierdurch die Biegewilligkeit des Zahnriemens nicht weiter beschränkt sein. Grundsätzlich vermindert eine durchgängige Rippe, ein durchgängiger Strang oder ein durchgängiges Führungsband die Biegewilligkeit des Zahnriemens, wenn ein Radius durch Umschlingung um die Scheibe angelegt wird. Wenn die mindestens eine zahnseitige Nut nicht bis zum Zahngrund reicht, sondern vor dem Zahngrund endet, können die Umfangs- und Zahnkräfte seitlich in die Restverzahnung und von dort in die Cordebene eingeleitet werden bzw. umgekehrt von der Cordebene abgeleitet werden. Diese Variante hat dadurch Vorteile gegenüber anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zahnriemens, wie im Folgenden beschrieben.
Bei Vorliegen mindestens einer fluchtenden Nut in den Zähnen des Zahnriemens, wobei diese fluchtende Nut ggf. bis zum Zahngrund reicht, ist diese Nut in einer Ausführungsform im Wesentlichen mittig im Zahn angeordnet.
Unter mittig wird vorliegend verstanden, dass das Verhältnis der randseitigen Bereiche in ihrer Breite bevorzugt 60 % bis 40 % beträgt.
Dieses gilt sowohl für die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorsprünge in dem erfindungsgemäßen Zahnriemen als auch für die Nut in den Riemenscheiben.
Die Ausdehnung der Vorsprünge in der Breite entspricht erfindungsgemäß dabei höchstens der Nutbreite der in der Riemenscheibe vorliegenden Nut. Günstig ist es zudem, wenn die Vorsprungbreite zumindest 1/3, besonders bevorzugt zumindest der Hälfte, wie mindestens 70 %, der Nutbreite entspricht. Die Nutbreite beträgt bevorzugt höchstens die Hälfte der Riemenscheibenbreite, vorzugsweise höchstens 1/5 der Riemenscheibenbreite.
In einer weiteren Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Zahnriemen einer, wobei der Riemenrücken mindestens eine in Laufrichtung verlaufende Nut aufweist. Die Nut geht dabei über den Zahngrund hinaus, in die Zähne erstreckend. In dieser rückseitigen Nut liegt eine Rippe, ein Strang oder ein Führungsband vor zur Ausbildung der Vorsprünge in dem erfindungsgemäßen Zahnriemen, wobei die Rippe, der Strang oder das Führungsband in den Zahngrundbereich hineinragt. Des Weiteren kann in der rückenseitigen Nut ein identischer, um eine halbe Teilung versetzter Zahnriemen eingelegt werden. Alternativ kann auch ein Zahnriemen mit identischer Teilung, aber anderer Zahnform eingesetzt werden. Dadurch kann, nahezu unabhängig von der Nuttiefe, der Zahngrundbereich nahezu vollständig in Richtung der Zahnköpfe ausgebildet werden, wodurch eine große seitliche Anlagefläche für die Führungsaufgabe entsteht.
In einer Ausführungsform hat der Riemenrücken mit vorliegender Nut dabei einen ersten Laststrang und einen zweiten Laststrang, wobei die Laststränge durch die rückenseitige Nut voneinander getrennt sind. Das heißt, es existiert keine durchgängige Verbindung zwischen dem ersten Laststrang und dem zweiten Laststrang. In anderen Worten besitzt der Riemenrücken eine erste Zugstranglage und eine zweite Zugstranglage, die durch die Nut voneinander getrennt sind. Die Nut erstreckt sich zwischen den beiden Zugstranglagen. Die Zugstranglagen können auch als Lastträgerlagen bezeichnet werden. Die Nuttiefe ist dabei mindestens eine, die über die Rückendicke in die Zähne erstreckend ist. Die Lastenträgerlagen bleiben durch die Zähne miteinander verbunden. In axialer Richtung sind zumindest Teile der Zähne außerhalb des Zahngrundes durchgängig von einer Seite zur anderen.
Die mindestens eine Nut sollte bevorzugt im Verhältnis zur Riemenbreite klein gewählt sein. So sollte die bevorzugt mittig angeordnete Nut maximal 25 % der Riemenbreite, bevorzugt 15 % der Riemenbreite, besonders bevorzugt maximal 10 % der Riemenbreite ausmachen. Die Nut darf nicht zu stark ausgebildet sein, da ansonsten eine Schwächung des Riemens und seines tragenden Cords durch die Nut im Riemenrücken erfolgt. Diesem entgegenwirkend kann der Strang, das Führungsband oder die Rippe einen in Längsrichtung verlaufenden Cord aufweisen. Dieser hätte auch den Vorteil, dass bei Reißen des Riemens selbst der Cord des Stranges, der Rippe oder des Führungsbandes ein vollständiges Reißen verhindert und z. B. im Bereich von Fahrzeugen einen Tritt ins Leere abmildert. Allerdings kann es zu einer Relativbewegung aller Bauteile kommen sowie einer verminderten Seitenführung.
Zur Überwindung dieser Schwächung kann in den Ausführungsformen mit einer Rippe, einem Strang oder einem Führungsband dieses nach Einbringen in die Nut des Zahnriemens eine Verklebung oder anderweitige Verbindung erfolgen. Dadurch kann die Schwächung durch die Ausbildung der Nut vermindert werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnriemens mit einer Vielzahl von Zähnen zur Kraftübertragung über Riemenscheiben ist der Vorsprung einer, der als Wange an einem Zahn des Zahnriemens ausgebildet ist, wobei die Wange und der Zahn bevorzugt einstückig ausgebildet sind. Vorteil dieser Lösung mit einer in Laufrichtung erstreckenden Wange ausgebildet am Zahn ist die Stabilität und die gute Verbindung zwischen der sich in Laufrichtung erstreckenden Wange und dem Zahn an der Zahnflanke. Darüber hinaus erlaubt diese Ausführungsform ein einfaches Herstellungsverfahren, wie weiter unten ausgeführt. Die Stabilität dieser Ausführungsform ist gegenüber solchen Ausführungsformen mit einer Nut einerseits auf der Rückseite, andererseits in den Zähnen des Zahnriemens ausgebildet, bevorzugt, da in die Struktur des Zahnriemens nicht eingegriffen wird. In einer Ausführungsform, wobei die sich in Laufrichtung erstreckenden Wangen sich nicht oder nur gering im Bereich des Zahngrundes berühren, erlaubt eine gute Biegewilligkeit bei Anlegen eines Radius um eine Scheibe. Insbesondere wenn die beiden sich gegenüber stehenden Wangen zwischen zwei Zähnen in einem Zahngrund unverbunden sind, kann die Biegewilligkeit verbessert werden.
Die erfindungsgemäßen Zahnriemen können dabei gemäß bekanntem Verfahren hergestellt werden. Insbesondere kann hier eine Formgebung in Gießverfahren, oder durch ein Extrusionsverfahren erfolgen. Dies erlaubt eine einfache und kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Zahnriemen.
Das heißt wird vorliegend z.B. ein thermoplastisches Polymer verwendet, wie thermoplastisches Polyurethan, kann dieses gegebenenfalls zahn- und/oder rückseitig mit einem Gewebe versehen werden. Alternativ ist auch ein Gießen der Zahnriemen möglich, wenn duroplastische Kunststoffe, wie duroplastisches Polyurethan, eingesetzt werden. Optional kann weiterhin ein zahnseitiges Gewebe verbaut sein. Bei Herstellung von Zahnriemen auf Gummibasis erfolgt die Herstellung durch übliche Vulkanisierungsverfahren mit zahnseitigem Gewebe.
In einem weiteren Aspekt richtet sich die vorliegende Anmeldung auf einen Riementrieb mit einem erfindungsgemäßen Zahnriemen, einer ersten Riemenscheibe mit einem Zahnkranz, und einer zweiten Riemenscheibe mit einem Zahnkranz, wobei die erste Riemenscheibe und die zweite Riemenscheibe mindestens eine Nut aufweisen, in die die Vorsprünge des Zahnriemens eingreifen können.
Eine Riemenscheibe, eingesetzt als Rolle, besitzt mindestens einen Zahn mit Nut. Dieser Zahn, nur zur seitlichen Führung, kann gegebenenfalls je nach Ausführung des Riemens und der Vorsprünge axial schmaler, radial kleiner und in Umfangsrichtung kürzer ausgeführt werden, als ein Zahn einer Zahnscheibe zur Kraftübertragung zwischen Riemen und Scheibe.
Weiterhin kann die Kontur des Führungsbandes, der Rippe oder des Stranges und der weiteren ggf. vorliegenden Ausnehmungen beliebig ausgeprägt sein. Es ist z. B. möglich, dass verschiedene Arten von Ausnehmungen in dem Führungsband, der Rippe oder dem Strang vorliegen.
In einer weiteren Ausführungsform können auch die Vorsprünge in verschiedenen Ausführungen in einem Zahnriemen vorliegen. D. h., während zwischen zwei Zähnen sich nicht berührende Vorsprünge vorliegen, können in einem anderen Bereich zwischen den Zähnen sich berührende Vorsprünge oder ein Band, eine Rippe oder Strang vorliegen.
Darüber hinaus kann ein erfindungsgemäßer Zahnriemen auch mehrere Reihen von Vorsprüngen aufweisen. Sollten mehrere nebeneinander vorliegende Reihen von Vorsprüngen im Zahnriemen vorliegen, weist die Riemenscheibe eine entsprechende Anzahl von Nuten auf.
Die Vorsprünge, wie sie erfindungsgemäß im Zahnriemen vorliegen, dienen primär zum Führen des Zahnriemens in axialer Richtung. Entsprechend wird teilweise synonym der Ausdruck „Führungselement“ vorliegend verwendet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Zahnriemens mit einer Riemenscheibe;
2 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Zahnriemens in einer Ausführungsform mit einem Strang, einer Rippe oder Führungsband;
3a eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zahnriemens mit einer Ausführungsform der Vorsprünge;
3b eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zahnriemens mit einer weiteren Ausführungsform der Vorsprünge;
3c eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnriemens mit Ausnehmungen;
3d eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Zahnriemens mit einer weiteren Ausführungsform der Vorsprünge;
4 die Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform, bei der die Vorsprünge nicht direkt an den Zähnen sondern auf dem Zahngrund angeordnet sind.
5: zeigt eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zahnriemens mit einem rückseitig eingelegten Zahnriemen mit einer Riemenscheibe.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zahnriemen 1 mit den Zähnen 2a, 2b, ... sowie einen Teil einer Riemenscheibe 3. Die Riemenscheibe 3 weist die Zähne 4a, 4b auf. Darüber hinaus weist die Riemenscheibe 3 eine mittig angeordnete Nut 12 auf. Die Zähne 2a, 2b, ... weisen die Zahnköpfe 7a, 7b auf. Zwischen den Zähnen befindet sich der Zahngrund 5 und der Zahngrundbereich 15. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist der Vorsprung in Form einer Rippe, eines Strangs bzw. Führungsbandes 9 dargestellt. Dieses Führungsband 9 ist dabei rückseitig über den Riemenrücken in den Zahnriemen eingelegt. Dazu wird in den Riemenrücken eine in Laufrichtung verlaufende Nut ausgebildet. Die Nut ist dabei eine, die über den Zahngrund 5 hinausgeht und sich in die Zähne 2a, 2b, ... erstreckt. Das Führungsband 9 ist in diese Nut eingelegt und bildet eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorsprünge aus. Die in Form eines Führungsbandes 9 vorliegenden Vorsprünge des erfindungsgemäßen Zahnriemens greifen nun in die Nut 12 der Riemenscheibe 3 ein. Dadurch ist es erfindungsgemäß möglich, die Führung des Zahnriemens zu ermöglichen.
2 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnriemens. Im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 1 wurde in der 2 zahnseitig eine Nut 11 in den Zähnen des Zahnriemens ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform ist die Nut 11 in Form einer in Laufrichtung fluchtenden Nut ausgebildet, wobei die Nut 11 nicht bis zum Zahngrund 5 reicht sondern bei Einlegen des Führungsbandes 9 sich ein Freiraum 10 ausbildet. Das heißt, dieser Freiraum 10 erlaubt eine bessere Biegsamkeit bei Anlegen eines Radius um eine Scheibe.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform besitzt eine Nut, die durch Abtragen der entsprechenden Zahnbereiche 15, z.B. durch Ausfräsen hergestellt wird. Hier wird ein entsprechender Strang, eine entsprechende Rippe oder ein entsprechendes Führungsband 9 eingelegt. Das Material dieses eingelegten Führungsbandes kann identisch mit dem Material des Zahnriemens sein. Es können auch unterschiedliche Materialien eingesetzt werden.
In der 3a ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Der Zahnriemen 1 weist dabei eine Vielzahl von Zähnen 2a, 2b auf. Diese Zähne bilden die Zahnköpfe 7a, 7b aus. Durch die Zahnköpfe 7a, 7b wird eine Ebene 13 aufgespannt. Erfindungsgemäß schneiden die Vorsprünge 8a, 8b nicht in die Ebene 13 der durch die Zahnköpfe 7a, 7b ausgebildeten Ebene.
In der Ausführungsform gemäß 3a sind die Vorsprünge derartig ausgebildet, dass die Ausnehmungen 14 nicht bis zum Zahngrund 5 herunterreichen. Dadurch ist eine verbesserte Biegsamkeit beim Anlegen eines Radius des Zahnriemens möglich.
In der 3b wird in einer Seitenansicht eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnriemens dargestellt. Hier liegen die Vorsprünge 6a und 6b sich in Laufrichtung erstreckend mittig zwischen den Zähnen 2a, 2b, 2c vor. Durch die Zahnköpfe 7a und 7b wird die Ebene 13 zwischen den beiden Zahnköpfen aufgespannt. Die Vorsprünge 6a, 6b sind dabei derart ausgebildet, dass die äußere Kontur gegenüberliegender Vorsprünge bis zum Zahngrund 5 herunterreichen. Das heißt die gegenüberliegenden Vorsprünge 6a und 6b berühren sich nicht. Durch das Vorliegen dieses Freiraums zwischen den Vorsprüngen 6a und 6b gemäß der in 3b beschriebenen Ausführungsform ist eine verbesserte Biegsamkeit beim Anlegen eines Radius des Zahnriemens möglich als bei den Ausführungsformen 3a oder 3c.
3c zeigt eine weitere Ausführungsform mit Ausnehmungen 14 im Führungsband 9. Das Führungsband 9 ist derart fluchtend in Laufrichtung angeordnet, dass seine Höhe nicht die Ebene 13 ausgebildet durch die Zähne 7a, 7b und 7c schneidet.
In der 3d ist in einer perspektivischen Teilansicht eine Ausführungsform der Vorsprünge ähnlich 3b derart ausgebildet, dass sie bis in den Zahnkopf der Zähne 7a, 7b und 7c und zum Zahngrund 5 reichen.
Die Ausführungsform der Vorsprünge gemäß 3a, 3b, 3c und 3d kann dabei nur an den Zähnen 2a, 2b, 2c, 2d, nur an den Zahngründen 5 zwischen den Zähnen 2a, 2b, 2c, 2d, oder an beiden angeordnet sein.
In der 4 wird in der Seitenansicht eine weitere Ausführungsform dargestellt. Dort sind die Vorsprünge 6a, 6b, 6c und 6d auf dem Zahngrund 5 ausgebildet zwischen den Zähnen 2a, 2b, 2c, 2d angeordnet. Die Höhe dieser Vorsprünge ist dabei derart, dass die Vorsprünge nicht die Ebene 13 ausgebildet durch die Zahnköpfe 7a, 7b, 7c schneidet. Dabei kann ein Vorsprung, siehe 6c oder 6d, oder eine Vielzahl von Vorsprüngen, 6a, 6b auf dem Zahngrund angeordnet sein. Die Anordnung ist dabei vorteilhafterweise mittig zwischen den Zähnen in Laufrichtung des Zahnriemens. Diese Ausführungsform erlaubt eine gute Biegsamkeit des Zahnriemens bei Anlegen eines Radius.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zahnriemens ist in der 5 dargestellt. Wie in der 1 ist ein erfindungsgemäßer Zahnriemen 1 mit den entsprechenden Elementen dargestellt. In der 5 ist allerdings kein Führungsband gezeigt, sondern ein schmaler, im wesentlicher identischer, um eine halbe Teilung versetzter Zahnriemen eingelegt. Zu erkennen sind die Zähne 22a, 22b, 22c und 22d dieses Zahnriemens. Der Zahnriemen ist über eine rückseitige Nut eingelegt. Die Zähne 22 sind dabei vorliegend derart ausgebildet, dass der Zahngrundbereich 15 nahezu vollständig in Richtung der Zahnköpfe ausgebildet wird. Dadurch wird die seitliche Anlagefläche vergrößert und die Führung in der Nut 12 der Riemenscheibe 3 verbessert. Alternativ können die Zähne 22 auch eine andere Zahnform als die Zähne 2 aufweisen. Die Zähne 22 ragen dabei im Wesentlichen nicht über die Ebene heraus gebildet aus den Zahnköpfen 7 heraus.
Bezugszeichenliste

1: Zahnriemen
2: Zähne (Zahnriemen)
3: Riemenscheibe
4: Zähne (Riemenscheibe)
5: Zahngrund
6: Vorsprünge
7: Zahnköpfe
8: Wangen
9: Rippe, Strang, Führungsband
10: Freiraum zwischen Vorsprung und Zahngrund
11: Nut im Zahnriemen
12: Nut in der Riemenscheibe
13: zwischen den Zahnköpfen ausgebildete Ebene
14: Ausnehmungen
15.: Zahngrundbereich
22.: Zähne einer als Zahnriemen ausgebildeten Rippe oder Strang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1724495 A2 [0003]
EP 2289792 A1 [0003]

Claims

Zahnriemen (1) mit einer Vielzahl von Zähnen (2) zur Kraftübertragung über Riemenscheiben (3), wobei sich zwischen zwei benachbarten Zähnen (2a, 2b) ein Zahngrundbereich (15) befindet und im Wesentlichen in jedem Zahngrundbereich (15) zwischen zwei benachbarten Zähnen (2a, 2b) mindestens ein Vorsprung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Vorsprünge angeordnet im Zahngrundbereich (15) bevorzugt fluchtend in Laufrichtung angeordnet sind und der jeweilige Vorsprung eine Ebene (13) gebildet aus den Zahnköpfen (7a, 7b) von benachbarten Zähnen (2a, 2b) bei geradlinigem Verlauf des Riemens nicht schneidet, bevorzugt, wobei die Vorsprünge im Wesentlichen in Laufrichtung mittig im Zahnriemen (1) angeordnet sind
Zahnriemen (1) mit einer Vielzahl von Zähnen (2) zur Kraftübertragung über Riemenscheiben (3) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Vorsprung (6) in seiner Hauptlängserstreckung in Laufrichtung erstreckend ausgebildet ist.
Zahnriemen (1) zur Kraftübertragung über Riemenscheiben (3) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Vorsprung (6) als eine sich in Laufrichtung erstreckende Wange (8) des Zahnes (2) ausgebildet ist.
Zahnriemen (1) zur Kraftübertragung über Riemenscheiben (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine Vorsprung (6) in Form einer Rippe, eines Stranges oder Führungsbandes (9) ausgebildet ist.
Zahnriemen (1) mit einer Vielzahl von Zähnen (2) zur Kraftübertragung über Riemenscheiben (3) nach Anspruch 4, wobei die Rippe, der Strang oder das Führungsband (9) Ausnehmungen (14) gegebenenfalls bis auf den Zahngrund (5) aufweisen.
Zahnriemen (1) mit einer Vielzahl von Zähnen (2) zur Kraftübertragung über Riemenscheiben (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Zahn oder mehrere Zähne (2a, 2b) des Zahnriemens (1) mindestens eine bevorzugt fluchtende Nut (11) aufweisen, wobei die im Wesentlichen mindestens eine Nut (11) im Wesentlichen bevorzugt mittig am Zahn (2) angeordnet ist.
Zahnriemen (1) zur Kraftübertragung über Riemenscheiben (3) mit einer Vielzahl von Zähnen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Riemenrücken mindestens eine, in Laufrichtung verlaufende Nut (11) aufweist, die mindestens eine Nut (11) über den Zahngrund (5) hinausgehend in die Zähne (2) erstreckend ausgebildet ist und wobei eine Rippe, ein Strang oder ein Führungsband (9) in diese mindestens eine rückseitige Nut (11) zur Ausbildung der Vorsprünge eingelegt ist.
Zahnriemen (1) mit einer Vielzahl von Zähnen (2) zur Kraftübertragung über Riemenscheiben (3), wobei der Vorsprung (6) insbesondere die mindestens eine Wange (8) und ein Zahn (2) einstückig ausgebildet sind.
Riementrieb mit a) einem Zahnriemen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, b) einer ersten Riemenscheibe (3) mit einem Zahnkranz, c) einer zweiten Riemenscheibe (3) mit einem Zahnkranz, wobei der Zahn oder die Zähne (4) der ersten Riemenscheibe und der Zahn oder die Zähne der zweiten Riemenscheibe mindestens eine Nut (12) aufweisen, wobei die Vorsprünge des Zahnriemens (1) in die mindestens eine Nut (12) der Riemenscheiben (3) eingreifen.
Riementrieb nach Anspruch 9, wobei mindestens eine der Riemenscheiben (3) einen Antriebszahnkranz mit Antriebszähnen (4) aufweist und/oder wobei eine Riemenscheibe (3) in Form eines Abtriebszahnkranzes vorliegt.
Riementrieb nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Zahnkränze der Riemenscheibe (3) ein erstes Zahnkranzelement, ein zweites Zahnkranzelement und mindestens ein Führungselement, das in axialer Richtung zwischen dem ersten Zahnkranzelement und dem zweiten Zahnkranzelement angeordnet ist, aufweist, wobei das Führungselement eine Nut (12) ist.
Riementrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorsprünge des Zahnriemens (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in die mindestens eine Nut (12) der Riemenscheiben (3) eingreifen.
Riementrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die mindestens eine Nut (12) in den Riemenscheiben (3) in axialer Richtung verlaufend im Wesentlichen mittig im Zahnkranz angeordnet ist.
Fahrzeug, insbesondere Fahrrad, a) mit einem Riementrieb nach einem der Ansprüche 9 bis 13, b) einer Tretkurbel, die mit einer ersten Riemenscheibe (3) hiervon ausgebildet als Antriebszahnkranz verbunden ist und c) einem Hinterrad, das mit einer zweiten Riemenscheibe, die als Abtriebszahnkranz ausgebildet ist, verbunden ist.