DE112008001999T5

DE112008001999T5 - Keilrippenriemen

Info

Publication number: DE112008001999T5
Application number: DE112008001999T
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Kobe-shi Matsukawa; Hiroyuki Kobe-shi Shiriike
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2010-06-24
Also published as: KR20100048960A; KR101411455B1; CN101802443A; CN101802443B; US20100203993A1; WO2009013911A1; JP2009030717A

Abstract

Ein Keilrippenriemen, der eine gerippte Oberfläche mit Mehrfachreihen von darin ausgebildeten und sich in einer Riemenlängsrichtung erstreckenden Rippen aufweist, um zu ermöglichen, dass die gerippte Oberfläche im Betrieb mit Riemenscheiben in Kontakt bringbar ist, wobei der Keilrippenriemen Wiedereintrittsteilbereiche an der gerippten Oberfläche aufweist, um einen berührungsfreien Bereich zu bilden, der außer Kontakt mit den Riemenscheiben gehalten wird, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird, so dass Wasser in den berührungsfreien Bereich fließen kann, wenn der Keilrippenriemen mit Wasser bespritzt wird.

Description

FACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Keilrippenriemen, der eine gerippte Oberfläche aufweist, auf der sich Mehrfachreihen von Rippen in einer Riemenlängsrichtung erstrecken.
Ein Keilrippenriemen ist im Allgemeinen zwischen mehreren Riemenscheiben gewunden, wenn er im Einsatz ist. Der Keilrippenriemen weist gewöhnlich eine gerippte Oberfläche auf, auf der sich Mehrfachreihen von Rippen in einer Riemenlängsrichtung erstrecken, und führt während des Antriebs des Riemens mit den mit der gerippten Oberfläche in Kontakt gehaltenen Riemenscheiben eine reibschlüssige Kraftübertragung aus.
Bei der reibschlüssigen Kraftübertragung unter Verwendung dieses Keilrippenriemens ist es beispielsweise bekannt, dass an einer Berührungsfläche zwischen der gerippten Oberfläche und den Riemenscheiben Schlupf auftritt, wenn der Keilrippenriemen oder die Riemenscheiben mit Wasser bespritzt werden, und daher aufgrund der Erzeugung des Schlupfes abnorme Geräusche erzeugt werden.
Um den Schlupf zu umgehen, wenn der Riemen mit Wasser bespritzt wird, wurden Untersuchungen durchgeführt, beispielsweise bei einem Verfahren, welches das Ausbilden einer die gerippte Oberfläche bildenden Kompressionsgummischicht aus einer Gummimischung beinhaltet, die Fasern enthält und bei der diese Fasern fibrilliert sind, damit sie aus der Rippenoberfläche vorstehen (vgl. Patent Dokument 1).
Jedoch kann sogar das obige Verfahren das Auftreten von Schlupf nicht zufriedenstellend unterbinden, wenn mit Wasser gespritzt wird, und so kann der herkömmliche Keilrippenriemen das Auftreten von abnormen Geräuschen nicht zufriedenstellend unterdrücken.

Patent Dokument 1: Offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. Hei-07-151191

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
In Anbetracht des obigen Problems ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Keilrippenriemen zu schaffen, der das Auftreten von Schlupf und demzufolge abnormen Geräuschen unterbindet, wenn er mit Wasser bespritzt wird.
MTTEL ZUM LÖSEN VON PROBLEMEN
Um das obige Problem zu lösen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Keilrippenriemen vorgesehen, der eine gerippte Oberfläche mit Mehrfachreihen von Rippen aufweist, die darin ausgebildet sind und sich in einer Riemenlängsrichtung erstrecken, um zu ermöglichen, dass die gerippte Oberfläche im Betrieb mit Riemenscheiben in Kontakt bringbar ist, wobei der Keilrippenriemen an der gerippten Oberfläche Wiedereintrittsteilbereiche zur Bildung eines berührungsfreien Bereichs aufweist, der außer Kontakt mit den Riemenscheiben gehalten wird, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird, so dass Wasser in den berührungsfreien Bereich fließen kann, wenn der Keilrippenriemen mit Wasser bespritzt wird.
Die Wiedereintrittsteilbereiche sind vorzugsweise Mehrfachreihen von Nuten, die in Seitenwänden der Rippen ausgebildet sind.
Die Wiedereintrittsteilbereiche sind vorzugsweise Löcher, die in Bodenwänden der Rippen ausgebildet sind.
Die Mehrfachreihen der Nuten schließen vorzugsweise eine Nut ein, die sich in einer Querrichtung des Riemens erstreckt, um einen Zulauf von durch einen Seitenteil des Riemens abzulassendem Wasser zu ermöglichen, und die Mehrfachreihen der Nuten sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie einander kreuzen.
Die Löcher sind vorzugsweise Durchgangslöcher, die durch die Dicke des Riemens hindurchgehen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Keilrippenriemen an der gerippten Oberfläche Wiedereintrittsteilbereiche zur Bildung eines berührungsfreien Bereichs auf, der außer Kontakt mit den Riemenscheiben gehalten wird, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird, so dass Wasser in den berührungsfreien Bereich fließen kann, wenn der Keilrippenriemen mit Wasser bespritzt wird. Demzufolge ist es möglich, zu unterbinden, dass Wasser zwischen Berührungsflächen zwischen der gerippten Oberfläche und den Riemenscheiben eintritt, und unterdrückt eine Veränderung der Reibkraft zwischen der gerippten Oberfläche und den Riemenscheiben, wenn sie mit Wasser bespritzt werden.
So ist es möglich, das Auftreten von Schlupf am Keilrippenriemen zu unterbinden, wenn er mit Wasser bespritzt wird, sowie ein schlupfbedingtes Auftreten abnormer Geräusche zu unterdrücken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer Ausführungsform darstellt,
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer anderen Ausführungsform darstellt,
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer anderen Ausführungsform darstellt,
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer anderen Ausführungsform darstellt,
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer anderen Ausführungsform darstellt,
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer anderen Ausführungsform darstellt,
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer anderen Ausführungsform darstellt,
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer anderen Ausführungsform darstellt,
9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Keilrippenriemen einer anderen Ausführungsform darstellt,
10 ist eine Fotografie eines äußeren Erscheinungsbildes, das die Konditionen von Nuten eines Keilrippenriemens des Musters 1 darstellt,
11 ist eine Fotografie eines äußeren Erscheinungsbildes, das die Konditionen von Nuten eines Keilrippenriemens des Musters 2 darstellt,
12 ist eine Fotografie eines äußeren Erscheinungsbildes, das die Konditionen von Nuten eines Keilrippenriemens des Musters 3 darstellt, und
13 ist eine schematische erläuternde Ansicht, die ein Verfahren zur Messung des Reibwerts darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEZUGSZAHLEN

1: Keilrippenriemen, 2: gerippte Oberfläche, 3: rückseitige Oberfläche, 10: Kompressionsgummischicht, 11: Rippe, 11a: Rippenscheitelteil, 11b: Rippenseitenwand, 11bx: Freiraum, 11by: Vorsprung, 11c: Rippenbodenwand, 12a–12f: Nuten, 12g: Durchgangsloch, 20: haftfähige Gummischicht, 30: Rückseitenschicht, 40: Kerndraht

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nun wird die Beschreibung für eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angefertigt (unter Bezugnahme auf die in der Anlage beigefügten Zeichnungen).
Zuerst wird die Beschreibung für einen schematischen Aufbau eines Keilrippenriemens dieser Ausführungsform angefertigt.
Der Keilrippenriemen dieser Ausführungsform hat einen gesamten Körper, der in einer endlosen Form mit einem bandähnlichen Riemen ausgebildet ist.
Der Keilrippenriemen weist eine gerippte Oberfläche an seiner inneren Umfangsseite mit Mehrfachreihen von Rippen auf, die sich in einer Riemenlängsrichtung erstrecken, um zu ermöglichen, dass die innere Umfangsfläche im Betrieb mit Riemenscheiben in Kontakt bringbar ist.
Der Keilrippenriemen weist an der gerippten Oberfläche Wiedereintrittsteilbereiche auf, um einen berührungsfreien Bereich zu bilden, der außer Kontakt mit den Riemenscheiben gehalten wird, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird, so dass Wasser in den berührungsfreien Bereich fließen kann, wenn der Keilrippenriemen mit Wasser bespritzt wird.
1 ist eine Ansicht, die einen Keilrippenriemen dieser Ausführungsform darstellt, und eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Keilrippenriemens zeigt, wobei die gerippte Oberfläche nach oben gerichtet ist.
Keilrippenriemen anderer Ausführungsformen sind in den 2–9 dargestellt.
Eine vergrößerte Ansicht mit einem vergrößerten kreisförmigen Bereich, der in der Figur gezeigt ist, ist außerdem in einem linken oberen Bereich jeder perspektivischen Ansicht dargestellt.
In den 1–9 sind die identischen Strukturen oder Elemente dargestellt, indem ihnen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet werden.
In den Figuren repräsentiert eine Bezugszahl 1 einen Keilrippenriemen, und eine Bezugszahl 2 repräsentiert eine gerippte Oberfläche (innere Umfangsfläche). Eine Bezugszahl 3 repräsen tiert eine rückseitige Oberfläche (äußere Umfangsfläche), die gegenüber der gerippten Oberfläche liegt.
Eine Bezugszahl 10 repräsentiert eine Kompressionsgummischicht, das ist eine erste Gummischicht, die einen Teil einer innersten Seite eines Keilrippenriemens 1 bildet, und diese Kompressionsgummischicht 10 ist fortlaufend in einer Riemenumfangsrichtung des Keilrippenriemens 1 ausgebildet.
Eine Bezugszahl 11 repräsentiert Rippen, die an der Kompressionsgummischicht 10 ausgebildet sind.
Das heißt, die gerippte Oberfläche 2 ist durch eine Oberfläche an der inneren Umfangsseite der Kompressionsgummischicht 10 gebildet.
Diese Rippen 11 sind jeweils so ausgebildet, dass sie in Richtung einer Oberseite (innere Umfangsseite) fortschreitend schmaler werden, und weisen somit im Querschnitt ein im Wesentlichen gleichschenkliges trapezförmiges Profil auf.
Bezugszahlen 11a, 1lb, 11c repräsentieren entsprechende Teile der Rippen 11, wobei 11a einen Rippenscheitelteil repräsentiert, das ist ein Teil, der einer oberen Basis des gleichschenkligen Trapezes entspricht, und 11b repräsentiert eine Rippenseitenwand, das ist ein Teil, der einer schrägen Linie des obigen gleichschenkligen Trapezes entspricht.
Eine Bezugszahl 11c repräsentiert eine Rippenbodenwand, das ist ein Teil zwischen Kehlen, die zwischen benachbarten Rippen ausgebildet sind.
Eine Bezugszahl 20 repräsentiert eine haftfähige Gummischicht, das ist eine zweite Gummischicht, die den Keilrippenriemen bildet, und eine Bezugszahl 30 repräsentiert eine Rückseitenschicht, das ist eine dritte Gummischicht, die einen Teil einer äußersten Umfangsseite des Keilrippenriemens 1 bildet.
Das heißt, wie in den Figuren dargestellt ist, weist der Keilrippenriemen 1 dieser Ausführungsform einen mehrschichtigen Aufbau von drei Schichten auf, der die Rückseitenschicht 30, die haftfähige Gummischicht 20 und die Kompressionsgummischicht 10 umfasst, die in dieser Reihenfolge von der äußeren Umfangsseite des Riemens zur inneren Umfangsseite des Riemens (von der unteren Schichtseite zur oberen Schichtseite) angeordnet sind.
Eine Bezugszahl 40 repräsentiert einen Kerndraht, und der Kerndraht 40 ist in den Keilrippenriemen eingebracht, indem er in die haftfähige Gummischicht 20 eingebettet ist.
Der Kerndraht 40 erstreckt sich in einer Riemenumfangsrichtung und ein einzelner Kerndraht ist innerhalb des Keilrippenriemens 1 mehrere Male in Wendelform gewickelt und darin eingebettet.
Wie in den Figuren dargestellt ist, ist der Kerndraht 40 in einen Querschnitt, der in einer den Riemen in einer Richtung der Breite kreuzenden Richtung gelegt ist, so eingebettet, dass seine Querschnitte mit Abständen in der Richtung der Breite des Riemens fluchten.
Nun wird die ausführliche Beschreibung mehr im Einzelnen für Wiedereintrittsteilbereiche, die in der gerippten Oberfläche 2 ausgebildet sind, unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 angefertigt.
Der in 1 veranschaulichte Keilrippenriemen weist Mehrfachreihen von Nuten 12a auf, die in der Rippenseitenwand 1lb als die Wiedereintrittsteilbereiche ausgebildet sind.
Die Mehrfachreihen von Nuten 12a in 1 erstrecken sich fortlaufend in der Erstreckungsrichtung der Rippen 11 und sind parallel zueinander mit einem gleichmäßigen Abstand dazwischen angeordnet.
Besonders die Mehrfachreihen der Nuten 12a in 1 sind an jeder Rippenseitewand 11b so ausgebildet, dass sie parallel zueinander verlaufen, ohne einander zu kreuzen, so dass, wenn sich irgendeine Substanz auf dem inneren Umfang (gerippte Oberfläche 2) des Keilrippenriemens 1 durch eine einzelne Nut bewegt, diese wiederholt durch dieselbe Nut umläuft.
Für die Nuten 12a der 1 ist keine Einschränkung beabsichtigt, solange die Nuten eine solche Breite („W” in den Figuren), Tiefe („D” in den Figuren) und eine Entfernung (Abstand) zwischen benachbarten Nuten („P1” in den Figuren) haben, so dass ermöglicht ist, dass zumindest ein Teil der inneren Oberflächenseite jeder Nut 12a als berührungsfreier Bereich wirkt, der von den Riemenscheiben ferngehalten ist, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird.
Zum Beispiel können die in 1 veranschaulichten Nuten 12a im Allgemeinen eine Breite von 50–150 μm, eine Tiefe von 50–300 μm und einen Abstand von 100–200 μm bei einem herkömmlichen Keilrippenriemen aufweisen, der bei der Rippenbreite und Rippenhöhe ein Abmaß von ungefähr einigen Millimetern aufweist.
Vom Gesichtspunkt der Ableitungseigenschaft und des Abnutzungswiderstandes her ist unter ihnen die Breite der Nuten 12a vorzugsweise in einem Bereich von 70–120 μm.
Die Tiefe der Nuten 12a ist vorzugsweise in einem Bereich von 100–250 μm.
Der Abstand der Nuten 12a ist vorzugsweise in einem Bereich von 120–180 μm.
Von dem Oberflächenbereich der gerippten Oberfläche 2 liegt das Verhältnis der durch die Nuten 12a eingenommenen Flächen vorzugsweise in einem Bereich von 10–70%.
In 1 ist eine Nut mit einem halbkreisförmigen Querschnitt veranschaulicht, aber es ist keine Beschränkung auf die Nutform beabsichtigt. Beispielsweise können verschiedene Formen, wie eine im Schnitt rechteckige Form und eine Keilform verwendet werden.
Diese Nut kann gebildet werden, indem, zum Beispiel, einmal eine Rippe 11 geformt wird und dann die Rippenseitenwand 11b durch eine Laserbearbeitungsmaschine oder dergleichen mit einem Laser bestrahlt wird, wodurch ein Einkerben mit einer konstanten Tiefe durchgeführt wird.
Nun wird die Beschreibung für eine zweite Ausführungsform der Wiedereintrittsteilbereiche angefertigt.
Der in 2 veranschaulichte Keilrippenriemen ist in der gleichen Weise ausgebildet wie der Keilrippenriemen der 1, ausgenommen, dass sich Nuten 12b jeweils in eine Richtung erstrecken, die einen vorgegebenen Winkel („θ” in den Figuren) relativ zur Erstreckungsrichtung der Rippen 11 („Pfeil A” in den Figuren) bildet.
Die Nuten 12a der 1 sind so ausgebildet, dass sie jegliche Substanz veranlassen, durch dieselbe Nut umzulaufen, wenn sie sich durch eine einzelne Nut an der inneren Umfangsfläche (gerippten Oberfläche) des Keilrippenriemens bewegt, und demgegenüber veranlasst der Keilrippenriemen 1 der 2, der die Nuten 12b aufweist, die sich unter einem Winkel (θ) relativ zur Erstreckungsrichtung A der Rippen 11 erstrecken, nicht, dass sie durch dieselbe Nut umläuft, sondern ihre Position relativ zur Breiterrichtung des Keilrippenriemens 1 ändert, wenn sie sich durch eine einzelne Nut 12b an der inneren Umfangsfläche (gerippten Oberfläche) bewegt.
Außerdem sind die die Nuten 12b der 2 nicht nur an der Rippenseitenwand 11b ausgebildet, sondern auch in dem Rippenscheitelteil 1la und der Rippenbodenwand 11c von den Nuten 12b der Rippenseitenwand 11b fortgesetzt, so dass sie in einer Querrichtung des Riemens fortlaufend ausgebildet sind.
Wenn sich irgendeine Substanz an der inneren Umfangsfläche (gerippten Oberfläche) des Keilrippenriemens 1 bewegt, wobei sie durch die Nut hindurchgeht, die an einer Endseite in Richtung der Breite des Riemens ausgebildet ist, bewegt sie sich daher quer durch den Rie men von der eine Endseite zur gegenüberliegenden Endseite, indem sie einen partiellen oder vollen Kreis oder mehrere Kreise beschreibt.
Bei sich unter einem geneigten Winkel in einer den Riemen durchquerenden Richtung erstreckenden Nuten kann somit Wasser in den Nuten 12b zum Strömen gebracht werden, wenn bei angetriebenem Keilrippenriemen mit Wasser gespritzt wird.
Ferner kann durch mittels des Antriebs des Riemens hervorgerufene Zentrifugalkraft eingeflossenes Wasser entlang den Nuten 12b fließen gelassen werden.
Demzufolge kann Wasser, das in die Nuten 12b gesaugt worden ist, am Ende durch einen Seitenteil des Riemens abgeführt werden, und so kann Schlupf des Keilrippenriemens 1 weiter unterbunden werden.
Nun wird die Beschreibung für eine dritte Ausführungsform der Wiedereintrittsteilbereiche unter Bezugnahme auf 3 angefertigt.
Der in 3 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 weist die an jeder Rippenseitenwand 11b ausgebildeten Nuten 12c auf, die in der Erstreckungsrichtung der Rippen 11 nicht durchgehend verlaufen, sondern in einer unterbrochenen Linie ausgebildet sind.
Der in 3 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 ist in der gleichen Weise ausgebildet wie der Keilrippenriemen der 1, ausgenommen, dass die Nuten 12c in der Erstreckungsrichtung nicht fortbestehen.
Das heißt, bei dem in 3 veranschaulichten Keilrippenriemen 1 erstrecken sich die Nuten 12c in der Erstreckungsrichtung der Rippen 11, während sie aufgeteilt sind, und sind mit einem gleich bleibenden Zwischenraum parallel zueinander angeordnet.
Die Breite W, die Tiefe D und der Abstand P3 der in 3 veranschaulichten Nuten 12c können so festgelegt werden, dass es Werte sind, die der Breite, der Tiefe und dem Abstand entsprechend äquivalent sind, die in der Erläuterung des in 1 veranschaulichten Keilrippenriemens dargelegt sind.
In der gleichen Weise wie bei dem in 1 veranschaulichten Keilrippenriemen ist die Querschnittsform der Nuten nicht unbedingt auf eine halbkreisförmige Form beschränkt, die in der Figur veranschaulicht ist.
Nun wird die Beschreibung für eine vierte Ausführungsform der Wiedereintrittsteilbereiche unter Bezugnahme auf 4 angefertigt.
Bei den in den 1–3 veranschaulichten Keilrippenriemen erstrecken sich alle die Nuten in einer Richtung, aber der in 4 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 weist Nuten 12d auf, die sich in einer Richtung rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung der Rippen 11 (einer Querrichtung des Keilrippenriemens) (nachstehend auch als „Quernuten 12d” benannt) zusätzlich zu den Nuten 12a erstrecken (nachstehend auch als „Längsnuten 12a” benannt), die sich in der gleichen Weise wie bei dem in 1 veranschaulichten Keilrippenriemen fortlaufend in der Erstreckungsrichtung der Rippen 11 erstrecken.
Das heißt, der in 4 veranschaulichte Keilrippenriemen weist die Längsnuten 12a und die Quernuten 12d auf, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, so dass sie einander kreuzen.
Ferner sind die Quernuten 12d in dem Rippenscheitelteil 11a und ebenfalls in der Rippenbodenwand 11c ausgebildet, die fortlaufend mit Nuten geformt sind, die in der Rippenseitenwand 11b ausgebildet sind, und sind in der Querrichtung des Riemens fortlaufend geformt.
Daher kann aufgrund von Spritzwasser in die Längsnuten 12a gesaugtes Wasser usw. von einem Seitenteil des Riemens durch die Quernuten 12d abgelassen werden.
Besonders der in 4 veranschaulichte Keilrippenriemen erzielt die gleiche Wirkung wie die des in 2 veranschaulichten Keilrippenriemens, wenn er mit Wasser bespritzt wird.
Demzufolge ist es möglich, das Auftreten von Schlupf aufgrund von Spritzwasser durch die Verwendung des in 4 veranschaulichten Keilrippenriemens 1 weiter zu unterbinden.
Die Quernuten 12d des in 4 veranschaulichten Keilrippenriemens können allgemein eine Breite und eine Tiefe aufweisen, die derjenigen der Längsnuten 12a äquivalent ist, und ein Abstand P42 dieser Quernuten 12d kann allgemein dem Abstand P41 der Längsnuten 12a äquivalent sein.
Die Breite W, die Tiefe D und der Abstand P41 (42) der in 4 veranschaulichten Nuten 12a (12d) können allgemein der Breite, der Tiefe und dem Abstand äquivalent sein, die in der Erläuterung des in 1 veranschaulichten Keilrippenriemens dargelegt sind.
Der Keilrippenriemen der 4 ist ebenfalls der gleiche wie der in 1 veranschaulichte Keilrippenriemen bezüglich der Tatsache, dass die Querschnittsform dieser Nuten nicht auf eine halbkreisförmige Form beschränkt ist.
Nun wird die Beschreibung für eine fünfte Ausführungsform der Wiedereintrittsteilbereiche unter Bezugnahme auf 5 angefertigt.
Die Längsnuten 12a und die Quernuten 12d werden an den gerippten Oberflächen in der gleichen Weise wie die des in 4 veranschaulichten Keilrippenriemens ausgebildet, ausgenommen, dass sich die Quernuten 12d des Keilrippenriemens der 5 nicht geradlinig in der Querrichtung des Riemens erstrecken.
Insbesondere sind die Quernuten 12d so ausgebildet, dass die Quernut 12d, die zwischen benachbarten Längsnuten 12a quert, an einer Stelle ausgebildet ist, die versetzt von der Stelle ist, an der die Quernut ausgebildet ist, die sich zur nächsten benachbarten Längsnut 12a erstreckt.
Wenn sich irgendeine Substanz in der Querrichtung des Riemens durch die Quernuten 12d bewegt, kann die Substanz, die zwischen benachbarten Längsnuten 12a durch eine einzelne Quernut 12d durchgezogen ist, daher nicht durch die nächste benachbarte Längsnut 12a durchziehen, ohne dass sie sich entlang einer Längsnut 12a bewegt.
So sind quadratische Bereiche, die von den Quernuten 12d und den Längsnuten 12a umgeben sind, deren Mitten jeweils geradlinig in den vertikalen und lateralen Richtungen der gerippten Oberfläche 2 in dem in 5 veranschaulichten Keilrippenriemen 1 ausgerichtet sind, in dem in 5 veranschaulichten Keilrippenriemen 1 in der Querrichtung in Zickzackform angeordnet.
Der 5 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 ist der gleiche wie der in 4 veranschaulichte Keilrippenriemen im Hinblick darauf, dass die Quernuten 12d allgemein die gleiche Breite und Tiefe aufweisen wie diejenigen der der Längsnuten 12a, und der Abstand P52 der Quernuten 12d ist so festgelegt, dass er dem Abstand P51 der Längsnuten 12a äquivalent ist.
Der 5 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 ist auch der gleiche wie der in 4 veranschaulichte Keilrippenriemen im Hinblick darauf, dass die Breite W, die Tiefe D und der Abstand P51 (P52) der Nuten 12a (12d) im Allgemeinen der Breite W, der Tiefe D und dem Abstand äquivalent sind, wie in einer Erläuterung des in 1 veranschaulichten Keilrippenriemens dargelegt ist, und die Querschnittsform der Nuten ist nicht auf eine halbkreisförmige Form beschränkt.
Bei dem in 5 veranschaulichten Keilrippenriemen 1 wirken von den Nuten umgebene quadratische Bereiche als Bereiche, welche die Riemenscheiben berühren (nachstehend auch „Kontaktbereiche” genannt), wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird.
Weil die Kontaktbereiche so vorgesehen sind, dass ihre Mitten in der Querrichtung in Zickzackanordnung (Riemenbreitenrichtung) angeordnet sind, sind die Nuten auf der gerippten Oberfläche feiner verteilt.
Daher kann der in 5 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 aufgrund von Spritzwasser an den Oberflächen der Kontaktbereiche anhaftendem Wasser ermöglichen, leicht in die Nuten gesaugt zu werden, was eine vorteilhafte Wirkung weiterer Unterbindung des Auftretens von Schlupf erbringen kann.
Nun wird die Beschreibung für eine sechste Ausführungsform der Wiedereintrittsteilbereiche unter Bezugnahme auf 6 angefertigt.
Bei dem Keilrippenriemen 1 der 6 ist nur eine einzige Nut 12a, die sich fortlaufend in der Erstreckungsrichtung der Rippen 11 erstreckt, im Wesentlichen entlang einer Mitte von jeder der Seitenwände 11b ausgebildet und diese mittig angeordnete Nut 12a (nachstehend auch „Mittelnut 12a” genannt) weist Nuten 12e auf, die von ihr abzweigen und die sich in eine solche Richtung erstrecken, dass sie sich an jeder der Rippenseitenwände 11b in einem Verzweigungsmuster mit bestimmten Abständen ausdehnen.
Indem beispielsweise der Keilrippenriemen 1 in einer Richtung angetrieben wird, in der sich der Kontaktbereich mit den Riemenscheiben von einer Verzweigungsausgangsstelle, an der jede Zweignut 12e von der Mittelnut 12a abzuzweigen beginnt zu einer Seite an der sich die Zweignuten 12e ausdehnen, bewegt, ist es möglich, Wasser zur Zeit des Spritzens von Wasser in die Mittelnut 12a fließen zu lassen und so den Keilrippenriemen 1 dazu zu bringen, dass er die Funktion ausübt, Wasser zu ermöglichen, dass es in die Zweignuten 12e und dergleichen fließt, und das Zulaufwasser weiter durch die Endteile der Zweignuten 12e abgeführt wird.
Das heißt, der in 6 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 erzeugt eine vorteilhafte Wirkung des weiteren Unterbindens des Auftretens von Schlupf in der gleichen Art wie der in 5 veranschaulichte Keilrippenriemen, obwohl er in der Funktion von den oben veranschaulichten Keilrippenriemen verschieden ist.
Der in 6 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 ist der gleiche wie die oben veranschaulichten Keilrippenriemen im Hinblick darauf, dass die Breite und Tiefe der Mittelnuten 12a und der Zweignuten 12d im Allgemeinen denjenigen äquivalent sind, die in einer Erläuterung des in 1 veranschaulichten Keilrippenriemens dargelegt sind, und die Querschnittsform der Nuten nicht auf eine halbkreisförmige Form beschränkt ist.
Nun wird die Beschreibung für eine siebte Ausführungsform der Wiedereintrittsteilbereiche unter Bezugnahme auf 7 angefertigt.
Bei dem Keilrippenriemen 1 der 7 sind Nuten 12f so ausgebildet, dass jeweils in V-Form gebogen Nuten an jeder Rippenseitenwand ausgebildet sind, wobei die gebogenen Teile in die Erstreckungsrichtung der Rippe gewandt sind, so dass sie ein fischgrätenmusterförmiges Gesamterscheinungsbild aufweisen.
Der Keilrippenriemen der 7 kann in der gleichen Weise wie der in 6 veranschaulichte Keilrippenriemen die Funktion ausüben, Wasser zu ermöglichen, dass es durch die Endteile der Nuten 12f abgeführt wird, wenn Wasser verspritzt wird, indem der Keilrippenriemen 1 so angetrieben wird, dass die Kontaktbereiche zwischen Riemenscheiben und der gerippten Oberfläche 2 sich nach einer Seite bewegen, auf der sich die fischgrätenmusterförmigen Nuten 12f in V-Form ausdehnen.
Das heißt, der in 7 veranschaulichte Keilrippenriemen 1 erzeugt eine vorteilhafte Wirkung des weiteren Unterbindens des Auftretens von Schlupf in der gleichen Weise wie der in 6 veranschaulichte Keilrippenriemen.
Nun wird die Beschreibung für eine achte Ausführungsform der Wiedereintrittsteilbereiche unter Bezugnahme auf 8 angefertigt.
Bei dem Keilrippenriemen 1 der 8 sind auf jeder Rippenseitenwand 11b mehrfach kreisrunde plattenförmige Vorsprünge 11by ausgebildet.
Diese mehrfachen Vorsprünge 11by sind auf jeder Rippenseitenwand 11b mit geringen Abständen voneinander angeordnet, und Bereiche 11bx (nachstehend „Freiräume 11bx” genannt) zwischen den Vorsprüngen 11by sind als berührungsfreie Bereiche ausgebildet, die außer Kontakt mit den Riemenscheiben gehalten werden.
Das heißt, der Keilrippenriemen 1 der 8 ist mit den Freiräumen 11bx als Wiedereintrittteilsbereichen ausgestattet, die so ausgebildet sind, dass sie von den Oberflächen der Vorsprünge einwärts gerichtet sind.
Die Höhe der kreisrunden plattenförmigen Vorsprünge 11by (Dicke der kreisrunden Platte „T” in der Figur), die Breite der Vorsprünge 11by (Durchmesser der kreisrunden Platte „d” in der Figur) und der Abstand zwischen benachbarten Vorsprüngen (Abstand zwischen den Umfangsenden der kreisrunden Platten „P8” in der Figur) sind nicht auf bestimmte Abmessungen beschränkt, solange mindestens ein Teil dieser Freiräume 11bx als berührungsfreier Bereich arbeiten kann, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird.
Hinsichtlich der in 8 veranschaulichten Vorsprünge 11by können für einen herkömmlichen Keilrippenriemen mit Rippen, die ungefähr einige Millimeter in der Breite und Höhe aufweisen, dort eine Höhe (T) von 100–500 μm, eine Breite (d) von 100–700 μm und ein Abstand (P8) zwischen benachbarten Vorsprüngen von 100–200 μm angewendet werden.
Vom Gesichtspunkt der Entwässerungseigenschaft und des Verschleißwiderstandes gegen Reibung her liegt unter ihnen die Höhe T der Vorsprünge 11by vorzugsweise in einem Bereich von 200–400 μm.
Die Breite d der Vorsprünge 11by liegt vorzugsweise in einem Bereich von 300–600 μm.
Der Abstand P8 zwischen benachbarten Vorsprüngen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 100–150 μm.
Außerdem liegt der von den Vorsprüngen eingenommene Flächenanteil von dem Oberflächenbereich der gerippten Oberfläche 2 in einem Bereich von 30–70%.
Obwohl die Beschreibung angefertigt wurde, indem beispielsweise ein kreisrunder plattenförmiger Vorsprung genommen wurde, ist es möglich, Vorsprünge zu verwenden, die verschiedenen Formen, wie eine rechteckige Plattenform, eine dreieckige Plattenform und eine nicht definierte Form, aufweisen.
Nun wird die Beschreibung für eine neunte Ausführungsform der Wiedereintrittsteilbereiche unter Bezugnahme auf 9 angefertigt.
Der Keilrippenriemen 1 der 9 weist Löcher auf, die sich durch die Rippenbodenwand 11c öffnen. Diese Löcher sind Durchgangslöcher 12g, die von der gerippten Oberfläche 2 in einer Richtung der Riemendicke zur rückseitigen Oberfläche 3 hindurchgehen.
Das heißt, bei den Keilrippenriemen, wie sie oben veranschaulicht sind, sind als Wiedereintrittsteilbereiche Nuten vorgesehen, die sich über einen bestimmten Bereich auf jeder Rippenseitenwand 11b erstrecken.
Bei dem Keilrippenriemen 1 der 9 sind als Wiedereintrittsteilbereiche die Durchgangslöcher 12g vorgesehen, die sich durch die Rippenbodenwand 11c öffnen.
Wenn Spritzwasser auftritt, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird, neigt das Wasser im Allgemeinen dazu, entlang der Oberflächen der Rippen 11 in den Muldenbereichen zwischen den Rippen zusammenzufließen.
Daher ermöglicht der in 9 veranschaulichte Keilrippenriemen 1, bei dem die Wiedereintrittsteilbereiche für ein Einströmen von Wasser in die Rippenbodenwand 11c ausgebildet sind, dass Wasser wirkungsvoller in die Wiedereintrittsteilbereiche gesaugt wird, und kann das Dazwischentreten von Wasser an einer Berührungsfläche zwischen der gerippten Oberfläche 2 und den Riemenscheiben unterbinden.
Außerdem ermöglicht der in 9 veranschaulichte Keilrippenriemen 1, der die Durchgangslöcher 12g als Wiedereintrittsteilbereiche aufweist, das Einströmen von Wasser, das zur rückseitigen Oberfläche 3 abzuführen ist, so dass ein Dazwischentreten von Wasser an einer Berührungsfläche zwischen der gerippten Oberfläche 2 und den Riemenscheiben weiter unterbunden werden kann.
Obwohl keine Beschränkung auf die Form, die Größe und die Anzahl der Durchgangslöcher 12g beabsichtigt ist, kann ein Ausbilden von Durchgangslöchern mit einem großen Durchmesser oder ein Ausbilden einer großen Anzahl von Durchgangslöchern in einem einzigen Keilrippenriemen die Festigkeit des Keilrippenriemens verschlechtern.
Andererseits kann ein Ausbilden von Durchgangslöchern mit einem kleinen Durchmesser oder ein Verringern der Anzahl von Durchgangslöchern ein unbefriedigendes Abführen von Wasser aus der rückseitigen Oberfläche 3 verursachen.
Deshalb haben die Durchgangslöcher 12g vorzugsweise einen Durchmesser von 0,1–2,0 mm vorn dem Gesichtspunkt her, dass es möglich ist ausgezeichnete Abführeigenschaften aufzuweisen, während eine Verschlechterung der Festigkeit eines Keilrippenriemens unterbunden wird.
Die Anzahl der Durchgangslöcher ist vorzugsweise so gewählt, dass der Abstand zwischen den Durchgangslöchern (Abstand P9) in einem Bereich von einigen Millimeter bis zu einigen zehn Zentimetern liegt, wenn sie entlang der Rippenbodenwand 11c ausgebildet werden.
Die Durchgangslöcher 12g haben vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt, um so ein Unterbinden des Auftretens von örtlicher Beanspruchung an den Durchgangslöchern 12g beim angetriebenen Keilrippenriemen zu ermöglichen
Die Durchgangslöcher 12g können durch Verwendung einer Laserbearbeitungsmaschine oder dergleichen in der gleichen Weise wie Nuten hergestellt werden.
In der vorliegenden Erfindung sind die Wiedereintrittsteilbereiche nicht unbedingt auf in den 1–9 veranschaulichte Nuten und Löcher beschränkt, und beispielsweise können gekrümmt ausgebildete Löcher oder Nuten, die nicht ausgerichtet angeordnet sind, als Wiedereintrittsteilbereiche in einem Keilrippenriemen verwendet werden.
Durchgangslöcher, die so ausgebildet sind, dass sie diagonal durch einen Keilrippenriemen hindurchgehen, oder Durchgangslöcher mit einem gebogenen Abschnitt in einer Mitte davon können als Wiedereintrittsteilbereiche verwendet werden.
Außerdem kann die Kombination von irgendwelchen der obigen Nuten und Löcher bei einem einzigen Keilrippenriemen verwendet werden.
Die Kompressionsgummischicht 10, die haftfähige Gummischicht 20 und die Rückseitenschicht 30 des Keilrippenriemens dieser Ausführungsform können aus Werkstoffen gefertigt sein, die zum Ausbilden eines herkömmlichen Keilrippenriemens verwendet werden.
Für den Kerndraht 40 können Kerndrähte verwendet werden, die für einen herkömmlichen Keilrippenriemen benutzt werden.
Bei dieser Ausführungsform wurde die Beschreibung für den Keilrippenriemen angefertigt, indem zum Beispiel ein Fall angenommen wurde, wo sich eine Gummischicht in der Riemenumfangsrichtung erstreckt. Jedoch ist der Keilrippenriemen der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt auf einen aus Gummi hergestellten Keilrippenriemen beschränkt und ein Keilrippenriemen, der aus einem Kunstharz gefertigt ist, fällt in einen bestimmungsgemäßen Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung.
Außerdem können verschiedene, bei einem herkömmlichen Keilrippenriemen verwendete Verbesserungen bei dem Keilrippenriemen der vorliegenden Erfindung bis zu einem solchen Ausmaß benutzt werden, als sie die vorteilhaften Auswirkungen der Erfindung nicht verschlechtern.
Beispiele
Nun wird die Beschreibung für die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele angefertigt ohne die Absicht, die Erfindung darauf zu beschränken.
(Beispiele 1–3, Vergleichsbeispiel 1)
Bei jedem der Beispiele und dem Vergleichsbeispiel wurde ein Keilrippenriemen mit einer Riemenbreite von 10 mm, 3 Rippen und einer Rippenhöhe von 2,5 mm unter Verwendung der gleichen Gummimischung hergestellt.
Nuten wurden nach den Muster ausgebildet, die in 10 (Beispiel 1), 11 (Beispiel 2) und 12 (Beispiel 3) dargestellt sind, indem eine Laserbearbeitungsmaschine bei der gesamten gerippten Oberfläche jedes Keilrippenriemens verwendet wurde.
Die 10–13 sind Mikrofotografien als Ergebnis einer Oberflächenbetrachtung unter Verwendung eines Mikroskops.
Ein Keilrippenriemen des Beispiels 1 weist Nuten mit einer Breite von ungefähr 80 μm auf, die in einer unterbrochenen Linie ausgebildet sind (ein Abschnitt, durch den jeweils eine Nut geformt ist: ungefähr 1100 μm, ein Abschnitt, durch den keine Nut geformt ist: ungefähr 900 μm), und mit einem Abstand von 250 μm angeordnet sind, und ein Keilrippenriemen des Beispiels 2 weist Nuten mit einer Breite von ungefähr 150 μm auf, die geradlinig ausgebildet sind und mit einem Abstand von 250 μm angeordnet sind.
Ferner weist ein Keilrippenriemen des Beispiels 3 Nuten mit einer Breite von ungefähr 80 μm auf, die geradlinig ausgebildet und mit einem Abstand von 250 μm sowohl in vertikalen als auch lateralen Richtungen angeordnet sind, wobei sie ein Gittermuster erzeugen.
Als Vergleichsbeispiel 1 wird ein Keilrippenriemen ohne Nuten und dergleichen verwendet, um die nachstehenden Bewertungen durchzuführen.
(Bewertung)
(Messverfahren des Reibwerts)
Eine Messung des Reibwerts wurde unter Verwendung einer Vorrichtung durchgeführt, wie sie in 13 dargestellt ist.
Speziell werden Messproben („B” in der Figur), die jeweils durch Schneiden eines jeden der Keilrippenriemen in einer vorgegebenen Länge ausgebildet sind, jeweils an ihrem einen Ende mit einer Kraftmessdose („LC” in der Figur) verbunden, die an einer vertikalen Wand angebaut und an einer Wandoberfläche starr montiert ist, um ein Messen von Spannung in einer horizontalen Richtung zu ermöglichen, während eine Last von 1,75 kg („SW” in der Figur) an dem entgegengesetzten Ende jeder Messprobe befestigt ist, und ein im Wesentlichen dazwischenliegender Teil jeder Messprobe ist auf einer Riemenscheibe („PR” in der Figur) mit einem Durchmesser von 60 mm gelagert, die an einer Seite vorwärts bezüglich einer Spannungsmessrichtung der Kraftmessdose angeordnet ist.
In diesem Augenblick ist ein im Wesentlichen dazwischenliegender Teil jeder Messprobe auf einer Riemenscheibe gelagert, so dass ein Winkel eines Berührungsabschnitts der Messprobe, welche die Riemenscheibe („θ1” in der Figur) berührt, 90 Grad beträgt.
Speziell, jede Messprobe ist in einer horizontalen Richtung über einen Abschnitt zwischen einem oberen Ende der Riemenscheibe und der Messdosenbefestigungsstelle getragen und die Riemenscheibe ist auf eine solche Position eingestellt, dass jede Messprobe über einen Abschnitt vom lateralen Ende der Riemenscheibe zur Last hin senkrecht abwärts hängen kann.
Bei dieser Positionierung wird die Riemenscheibe mit einer Drehzahl von 20 min^–1 gedreht, damit sich ein oberer Teil derselben von der Messdose wegbewegt (in einer Richtung, die in der Figur durch einen Pfeil dargestellt ist), und die auf die Messdose aufgebrachte Spannung (Tt) wurde während der Drehung gemessen.
Dann wurde der Reibwert (μ') gemessen, indem die folgende Gleichung auf der Basis der auf die Messdose aufgebrachten Spannung (Tt) und der in einem vertikalen Abschnitt der Messprobe aufgebrachten Spannung (Ts = 1,75 kgf) verwendet wurde. Reibwert (μ') = ln(Tt/Ts)/0,5 π
(Änderung des Reibwerts zum Zeitpunkt des Bespritzens mit Wasser)
Durch das Messverfahren des Reibwerts, wie es oben offenbart wurde, wurden der Reibwert (μ₀') zu dem Zeitpunkt, wenn der Riemen getrocknet war, und der Reibwert (μ') zu dem Zeitpunkt, wenn Wasser mit einer Gießgeschwindigkeit von 2000 cm³/min auf eine Riemenscheibe gegossen wurde, gemessen, und der Änderungsbetrag (Δμ') des Reibwerts wurde unter Verwendung der folgenden Gleichung gemessen. Änderungsbetrag des Reibwerts (Δμ') = μ0' – μ1'
Die Messergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Die Keilrippenriemen der Beispiele 1–3 und des Vergleichsbeispiels 1 werden jeweils um Riemenscheiben gewunden, die unter den gleichen Bedingungen angeordnet sind, und es wird Wasser darauf gegossen. Die Stärke des Geräuschs (Geräuschpegel), das nach dem Aufgießen von Wasser (bei trockenen Bedingungen) erzeugt wurde, wurde unter Verwendung eines Geräuschpegelmessgeräts gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Vergleichsbeispiel 1

Änderungsbetrag des Reibwerts (Δμ') –0,22 –0,15 –0,02 –0,35

Geräuschpegel (dB) 88 76 70 90
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass es gemäß der vorliegende Erfindung möglich ist, die Änderung des Reibwerts zu der Zeit des Bespritzens mit Wasser zu unterbinden, und die Erzeugung von Schlupf und daher abnorme Geräusche aufgrund von Schlupf zu unterdrücken.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein Keilrippenriemen geschaffen, der eine Erzeugung von Schlupf unterbinden kann, wenn er mit Wasser bespritzt wird, und eine Erzeugung von Geräusch. Ein Keilrippenriemen weist eine gerippte Oberfläche mit Mehrfachreihen von darin ausgebildeten und sich in einer Riemenlängsrichtung erstreckenden Rippen auf, um zu ermöglichen, dass die gerippte Oberfläche im Betrieb mit Riemenscheiben in Kontakt bringbar ist, wobei der Keilrippenriemen Wiedereintrittsteilbereiche an der gerippten Oberfläche aufweist, um einen berührungsfreien Bereich zu bilden, der außer Kontakt mit den Riemenscheiben gehalten wird, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird, so dass Wasser in den berührungsfreien Bereich fließen kann, wenn der Keilrippenriemen mit Wasser bespritzt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 07-151191 [0005]

Claims

Ein Keilrippenriemen, der eine gerippte Oberfläche mit Mehrfachreihen von darin ausgebildeten und sich in einer Riemenlängsrichtung erstreckenden Rippen aufweist, um zu ermöglichen, dass die gerippte Oberfläche im Betrieb mit Riemenscheiben in Kontakt bringbar ist, wobei der Keilrippenriemen Wiedereintrittsteilbereiche an der gerippten Oberfläche aufweist, um einen berührungsfreien Bereich zu bilden, der außer Kontakt mit den Riemenscheiben gehalten wird, wenn der Keilrippenriemen angetrieben wird, so dass Wasser in den berührungsfreien Bereich fließen kann, wenn der Keilrippenriemen mit Wasser bespritzt wird.
Ein Keilrippenriemen nach Anspruch 1, wobei die Wiedereintrittsteilbereiche Mehrfachreihen von Nuten umfassen, die in den Seitenwänden der Rippen ausgebildet sind.
Ein Keilrippenriemen nach Anspruch 2, wobei die Mehrfachreihen von Nuten eine Nut enthalten, die sich in einer Querrichtung des Riemens erstreckt, so dass Zulaufwasser durch einen Seitenteil des Riemens abgeführt werden kann.
Ein Keilrippenriemen nach einem der Ansprüche 2 und 3, wobei die Mehrfachreihen von Nuten so angeordnet sind, dass sie einander kreuzen.
Ein Keilrippenriemen nach Anspruch 1, wobei die Wiedereintrittsteilbereiche Löcher sind, die sich durch eine Rippenbodenwand öffnen.
Ein Keilrippenriemen nach Anspruch 5, wobei die Löcher Durchgangslöcher sind, die durch die Dicke des Riemens hindurchgehen.