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Keilriemengetriebe mit einem Metallkeilriemen Die Erfindung betrifft
ein Keilriemengetriebe mit einem Metallkeilriemen.
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Die üblichen Keilriemen aus Gummi mit Gewebe oder Stahleinlagen besitzen
eine verhältnismäßig niedrige Festigkeit. Es ergeben sich daher relativ große Riemenquerschnitte,
und es müssen zur übertragung größerer Kräfte mehrere Riemen nebeneinander anLyeordnet
werden. Gummiriemen sind außerdem wärmeempfindlich, bedürfen ständiger Wartung und
müssen gegen die Belührung mit Öl oder Fett geschützt werden, da sie sonst
vorzeitig zerstört werden.
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Aus der britischen Patentschrift 704 899 ist ein gewellter
Metallriemen bekannt, der von einem endlichen, zur Bildung eines endlosen Trums
mehrmals übereinandergelegten Metallstreifen gebildet ist, dessen übereinanderliegende
Lagen durch Klammern oder Stifte zusammengehalten sind. Die Wellung des Metallriemens
dient gleichzeitig für den formschlüssigen Eingriff mit an den Riemenscheiben vorgesehenen
Zähnen. Der Metallriemen ersetzt hier eine Kette in Kettentrieben, um eine gleichmäßige,
Schwingungen kompensierende Kraftübertragu.ng zu gewährleisten. Der aus einer Vielzahl
von Lagen bestehende und damit eine große Seitenfläche aufweisende Metallriemen
ist in einer modifizierten Ausführungsform auch als Keilriemen verwendbar, wo-bei
für die Kraftübertragung auf eine große Riemenscheibe die Reibung zwischen den abgeschrägten
Seitenflächen des gewellten Riemens und den, ko-nisehen Flanken der Keilriemenscheibe
genügt. Für die Kraftübertragung an der kleinen Riemenscheibe muß aber zur Erzielung
eines ausreichenden Reibungsschlusses eine starke Federvorspannung der konisehen
Flanken der Riemenscheibe gegen die Seitenflächen des Riemens ausgeübt werden, um
die nur begrenzte Berührung des gewellten Metallriemens mit einer ungezahnten Riemenscheibe
zu k#omp#ensi,eren. Eine praktische Bedeutung hat das bekannte gewellte Metallband
als Ersatz für den üblichen Keilriemen aus Gummi jedoch nicht erlangt.
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Aufgabe der Erfi-ndung ist es, ein Keilriemengetriebe mit einem Metallkeilriemen
zu schaffen, mit welchem mindestens die gleichen Kräfte übertragbar sind, wie sie
durch ein Keilriemengetriebe, mit dem üblichen Gummikeilriemen übertragen werden
könn,en, der öl- und schmutzunempfindlich ist, geringe Verluste durch Reibung
und Formänderungsarbeit verursacht, eine lange Lebensdauer besitzt und billig ist.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Verwendung eines endlosen,
im Verhältnis zur Breite dünnen, flachen Metallbandes als Riemen., dessen Seitenkanten
mit den konischen Flanken der Keilriemenscheiben zusammenarbeiten.
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Ein solches Band empfängt auf Grund der Keilwirkung der konis,chen
Flanken der Riemen,scheibe, also ohne zusätzliche Pressung von außen auf die Flanken,
einen so hohen Druck auf seine schmalen Seitenflächen, daß die Reibung mit den Flanken
der Riemenscheibe eines Keilriemengetriebes allein völlig genügt, große Umfangskräfte
bei baulich kleineren Abmessungen, als sie für Kellriemengetriebe mit den üblichen
Gummiriemen notwendig sind, zu übertragen.
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Zweckmäßigerweise sind die Kanten des Metallbandes entsprechend der
Neigung der Seitenwände der Keilnuten der Keilriemenscheiben abgesehrägt. Hierdurch
wird eine gute Anlage und damit gleichmäßigere Beanspruchung des Riemens erzielt.
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Bei einer Weiterbildung kann vorteilhaft das Metallband eine nach
außen gerichtete Queswölbung aufweisen. Hierdurch wird die Neigung des flachen Metallbandes
verringert, sich beim Umlauf um die Scheiben nach innen, auszuwölben, wodurch die
Unterseite des Bandes jedesmal ein-er Zugbelastung ausgesetzt wird, welche die Lebensdauer
herabsetzt.
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Es hat sich ferner herausgestellt, daß sich das Metallband beim Zusammenwirken
mit den Riemenscheiben der Krümmung der Scheiben leichter anpaßt und dabei erheblich
weniger auf Biegung beansprucht wird, wenn es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
eine bleibende, konstante Vorkrümmung erfahren hat, die zwischen der Krümmung der
größten und der kleinsten mit dem Metallband zusammenwirkend#en Keilriemenscheibe
liegt.
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Vorteilhafterweise wird die Breite des Metallbandes nur wenig größer
als die Basisbreite der Keilnuten
der Keilrie-menscheiben.,g#Dwäh-It,
da dann das Band in Basisnähe,der Nut läuft. Hierdurch wird die Gefahr vermieden,
daß sich bei größeren Fluchtungsfehlern der Riemenscheiben- oder bei stoßweiserBelastung
das Metallband in der Nut verklemmt.
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In. einer noch weiteren vorteilhaften Ausbildungsform des erfindungsgemäßen
Keilriemengetriebes kann der Keilriemen aus mehreren lose übereinande,rlie,Lyen#den#.
unabhängig voneinander wirkenden Metallbandern bestehen. Mit Keilriemen dieser Art
sind um ein Vielfaches größere Umfangskräfte übertragbar als mit einem Gummikeilriemen
gleicher Ab-
messungen.
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Schließlich ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung von
Vorteil, wenn die Flanken der Keilnuten einen unter 251 liegenden Winkel
einschließen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine
Seitenansicht einer Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Keilriemengetriebes
mit einem endlosen, im Verhältnis zur Breite dünnen, flachen Metallband als Keilriemen,
F i g. 2 in einem Teilschnitt längs der Linie H-II in F i g. 1 die
Keilnut mit dem einzigen Metallband als Keilriemen, F i g. 3 einen Teilschnitt
durch die Keilnut der Keilriemenscheibe eines Keilriemengetriebes mit einem Metallband
mit einer nach außen gerichteten kreisbogenförmigen Querwölbung, F i g. 4
einen Teilsch-nitt durch die Keilnut mit einem Metallband mit einer nach außen weisenden
Firstkante, F i g. 5 ein-en Teilschm.tt durch die Keilnut mit einem Keilriemen
aus mehreren lose übereinanderliegenden, unabhängig voneinander wirkenden flachen
Metallbändern gemäß F i. g. 2, F i g. 6 einen Teilschnitt durch die
Keilnut mit einem Kielriemen aus mehreren lose übereinanderliegenden, unabhängig
voneinander wirkenden gewölbten Metallbändern gemäß F i g. 3,
Fig.7 eine Spann-
und Biegevorrichtung, mit welcher dem Metallband im Verlauf seiner Herstellung eine
konstante Verkrümmung erteilt werden kann, F i g. 8 eine Seitenansicht eines
erfindungsgemäßen Keilriemens aus mehreren Metallbändern gemäß F i g. 52
F
i g. 9 ein-en Querschnitt längs der Linie IX-IX in F i g. 8 durch
einen noch nicht auf Form geschliffenen Keilriemen, F i g. 10 einen Querschnitt
längs der Linie IX-IX in F i g. 8 durch den fertigbearbeitetcn Keilriemen,
F i g. 11 einen Teilschnitt durch die Keilnut einer Keilriemenschcibe mit
einem Keilriemen gemäß Fig. 10,
Fig. 12 ein Keilriemengetriebe mit zwei Keil-P
riemenscheiben und einem Metallkeilriemen aemäß F i g. 8 in einer Seiten-ansieht,
F i g. 13 in perspektivischer Darstellung ein einzelnes endloses Metallband
gemäß der Erfindung, F i g. 14 eine Teildarstellung des in F i
g. 8 gezeigten, Metallkeilriemens mit einem Band umwickelt, -um die lose
übereinanderliegenden Metallbänder für den Versand oder die Lagerung zusammenzuhal-ten,.und
F i g. 15 die Verwendung mehrerer jeweils aus einem #einzigen Metallband
bestehender Keilriemen bei einer kurzen, mehrfach genuteten Keilriemenscheibe.
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In den die bevorzugten Ausbildungsformen der Erfindung veransdhaulichendem
F i g. 1 bis 4 bezeichnet die Bezugsziffer 1 insgesamt ein erfindungsgemäßes
endloses Metallband als Keilriemen. In F i g. 1
und 2 besteht dieses Band
aus einem Stück streifenförmigen Materials aus vorzugsweise nichtrostendem Stahl,
doch kann auch jedes andere Metall mit gleichwertigen physikalischen Eigenschaften
verwendet werden. Der Riemen kann endlos aus einem Stück sein, oder seine Enden
können auf geeignete Weise zusammengeschweißt sein, um eine endlose Schleife der
aus F i g. 13 ersichtlichen Art zu bilden.
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Der in. F i g. 1 und 2 gezeigte Keilriemen 1 ist auf
in einem Abstand voneinander angeordnete Keilriemenscheiben 2 und 3 aufgelegt,
die jeweils an ihrem Umfang eine Keilnut 4 aufweisen. Es hat sich gezeigt, daß bei
Verwendung von Metallnemen, die besten Ergebnisse erreicht werden, wenn die Riemensdheiben
aus einsatzgehärtetem oder auf andere Weise an der Oberfläche gehärtetem Stahl hergestellt
sind und wenn die Flanken 5 der Keilnuten 4 einen Winkel einschließen, der
vorzugsweise kleiner ist als 251, der jedoch bei niedriger Belastung des
einzelnen Riemens in dem bei Gummikeilriemen üblichen Bereich von 25 bis
40' liegen kann. Der bei den Beispielen nach F i g. 2 bis 6 benutzte
Winkel beträgt etwa 15';
dieser Winkel hat sich als besonders günstig erwiesen,
doch werden auch noch bei erheblich kleineren Winkeln brauchbare Ergebnisse erzielt.
Keilnutenwinkel von weniger as etwa 3,51 sind zwar auch noch anwendbar, jedoch
unzweckmäßig, da dann die Gefahr der Selbsthemmung und damit der Beschädigung der
Keilnutflanken besteht.
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In den F i g. 1 und 2 läuft der Riemen 1 etwa auf der
mittleren. Tiefe der Nut 4. Diese Anordnung bewährt sich dann, wenn der Riemen verhältnismäßig
störunGsfrei laufen kann, doch hat es sich gezeigt, daß es dann, wenn die Gefahr
von äußeren Einwirkungen besteht, zweckmäßig ist, das Metallband nahe der Basis
der Nut anzuordnen, d-. h. ein Metallband zu verwenden, dessen Breite nur wenig
größer als die Basisbreite der Keilnuten ist, so daß es sich, falls es sich, z.
B. durch Fremdkörper od. dgl. aus seiner Lage gebracht, mit einer Kante am Boden
der Keilnut festklemmt, selbsttätig wieder lösen kann.
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Die Neigung des Riemens, sich zu verklemmen, hängt von verschiedenen
Faktoren ab, z. B. der Dicke des Riemens und seiner Breite, der Tiefe der Keilnut
unterhalb des Riemens und dem von den Flanken der Keilnut eingeschlossenen Winkel.
Bei Riemenscheiben, bei denen dieser Winkel weniger als 25' beträgt, können
ziemlich erhebliche Schwierigkeiten auftreten, wenn die Rlemenscheiben schlecht
fluchten oder wenn der Riementrieb Stoßkräften ausgesetzt ist. Versuche haben jedoch
erwiesen, daß sich der Metallkeilriemen nicht, bis zum Erreichen des kritischen
Verklemmungswinkels in die Nut hinein durchwölben kann und die genannten Schwie-rigkeiten
entfallen, wenn die restliche Nutentiefe unterhalb des Riemens genügend klein ist.
Bei einem Riemen mit einer Breite von etwa 4 mm und einer Dicke von etwa
0,25 mm, der in ein-er Nut lief, deren Flanken einen Winkel von etwa
15' einschlossen, trat kein Verklemmen mit der Riemenscheibe ein, wenn unterhalb
des Riemens ein Raum vorgesehen war, dessen Höhe geringer war als das 1,5fache der
Dicke
des Metallban-des. Eine solche Anordnung ist in Fig.2,
3 und 4 durch V' mit gestrichelten Linien anaedeutet. Der kleinste
zulässige Durchmesser der Riemensche;be ist von der Dicke des Metallbandes abhäng»g.
Je dünner dieser Remeil ist, desto kleiner kann die Riemenscheibe sein. Bei einer
Riemenscheibe mit einem Durchmesser von etwa 50 mm kann man ein Metallband
aus nichtrostendem Stahl mit einer Dicke von etwa 0,2mm verwenden. Mit anderen Worten:
Bei einem Verhältnis von einer Metallbanddicke von etwa 0,1 mm
je 25 mm des Riemenscheibendurchmessers tritt offenbar keine unzulässige
Ermüdung oder leine Beanspruchung des Ban-dmaterials über seine Elastizitätsgrenze
hinaus ein, wenn der Riemen über die Riemenscheibe läuft.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Riemenmaterial erheblich geringeren
Biegebeanspruchungen ausgesetzt ist, wenn das Metallband gemäß der Erfindung vorverformt
bzw. vorgekrümmt ist in der gleichen Weise, wie es z.B. bei einer Uhrfeder oder
einem aufgewickelten Stahlbandmaß der Fall ist.
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Um den erfindungsgemäßen Gedanken des Vorkrümmens zu veranschaulichen,
ist in Fig.7 ein Riemen 1 dargestellt, der nach dem Zusammenschweißen seiner
Enden geglüht worden ist. Der Riemen ist auf eine große Riemenscheibe
6 und eine kleinere Riemenscheibe 7 aufgelegt, und die größere Riemenscheibe
6 ist einer mittels einer Feder 7 aufgebrachten Kraft ausgesetzt,
welche die Riemenscheiben voneinander wegbewegt, so daß der Riemen fest über die
Riernenscheiben gespannt wird. Natürlich kann auch jede andere geeignete Kraft angewendet
werden, um die Riemenscheiben voneinander wegzudrücken.
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Zur weiteren, Erläuterung sei angenommen, daß der Riemen
1 eine Dicke von etwa 0,25 mm und eine Breite von etwa 9,5
mm besitzt und auf einer Antri#ebsriemensch,eibe 7 mit einem Durchmesser
von etwa 50 mm und einer angetriebenen Riemenscheibe 6 mit einem Durchmesser
von etwa 350 mm liegt, wob#ei. der Abstand zwischen den Mittelpunkten der
Riemenscheihen etwa 230 mm beträgt. Wenn die beiden Riemenscheiben gedreht
werden, führt die Vorspannung durch die Feder 8 zu einer Reckung des Riemens,
so daß dieser schon nach wenigen Umdrehungen der Riemenschleiben eine bleibende
kon, stante Verformung in Gestalt einer Vorkrümmung erfährt, die zwischen der Krümmung
der größten und der kleinsten mit dem Metallband zusammenwirkenden, Keilriemenscheibe
liegt. Nach der Durchführung der Vorkrümmung wird das Metallban#d angelassen, damit
die Vorkrümmung erhalten bleibt und sich das Band beim Hinweglaufen über die Riemenscheiben
2 und 3 (F i g. 1) praktisch nur um etwa die Hälfte bis zu etwa einem
Drittel so stark durchbiegt, wie es sich durchbiegen würde, wenn es n-icht vorgekrümmt
wäre.
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Das erfindungsgemäße Keilriemengetriebe eignet sich besonders für
Kraftfahrzeugmotoren, aber auch für allgemeine industrielle Zwecke und kann fast
immer dort verwendet werden, wo bisher Gummikeilriemen bekannter Ausführung benutzt
werden. Es besitzt im Vergleich zu einem entsprechenden Gummikeilriernengetriebe
eine mehrfach größere Leistungsfähigkeit und ist, bezogen auf die übertragbare Leistung,
erheblich billiger. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Metallkeilriemens in Kraftfahrzeugen
hat es sich herausgestellt, daß e#n Keilriemen aus nichtrostendem Stahl mit einer
Breite von etwa 3,2 mm und einer Dicke von etwa 0,25 mm, der in Keilriemenscheiben
läuft, deren konische Nutflanken einen Winkel von 13 bis 151 e:nschließen,
in der gleichen Weise belastet werden kann wie ein Gummikeilriemen mit einer Stärke
von 12,7 mm. Dabei hat es sich gezeigt, daß ein Metallkeilriemen mit einer
Breite von etwa 3,2 bis etwa 4,0 mm einen Fluchtungswinkel einwandfrei ausglich,
der bei einem Mittonabstand der Riemens,cheiben von etwa 200 mm, gemessen bei einem
gängigen, Kraftfahrzeug, etwa 1,7 mm betrug.
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Bei der Verwendung schmaler Riemen verringert sich die Festigkeit
des Riemens jedoch vielfach auf Kosten der Sicherheit zu sehr. Bekanntlich neigen
flache Keilriemen dazu, sich, über ihren Querschnitt gesehen, nach innen durchzuwölben.
Ein flaches, dünnes Metallband wird dabei an seiner Innen-, d. h. konkaven
Seite in. Querrichtung auf Zug beansprucht. Bei den in F i g. 3 und 4 gezeigten
Ausführungsformen ist diesem Nachteil dadurch begegnet, daß der Riemen nach außen
vorgewölbt ist; in F i g. 3 ist er im Querschnitt nach außen kreisbogenförrnig
konvex, in F i g. 4 gewinkelt, so daß er ähnlich wie z. B. die Obergurte
einer Hängebrücke auf Druck beansprucht wird.
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In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß man der Innenseite des Riemens
praktisch jede gewünsdhte Form geben kann, da die Last durch die nach außen gewölbte
Außenfläche aufgenommen wird. Die Innenseite kann somit ganz allgemein der Außenseite
ähneln, flach sein oder im Vergleich zur Krümmung der Außenfläche mit einem etwas
anderen Radius konkav ausgebildet sein; wesentlich für die Beanspruchung des Metallkeilriemens
ist die Auswärtskrümmung der Außenfläche, wodurch verhindert wird, daß sich der
Riemen beim Hinweglaufen über die Riemenscheiben unter starker Belastung nach innen
durchwölbt. Ein weiterer Vorteil der nach außen gerichteten Krümmung besteht darin,
daß der Riemen bestrebt ist, sich der Neigung der Keilnutflanken genau anzupassen,
so daß ein besserer Rei,-bungsschluß erzielt ist und- die schmalen Seitenflächen
des Metallbandes vollständig an den, Keilnutflanken anliegen, wodurch auch die Gefahr
des Einschneidens der Riemenkanten, das bei hoher B-elastung zu erhöhtem Verschleiß
führt, herabgesetzt wird.
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Die Herstellung der nach außen gerichteten Querwölbung ist zweckmäßig
mit dem Aufbringen der bleibenden konstanten Vorkrümmung des Metallbandes zu verbinden.
Wenn, man während des Walz-. vorgangs zur Herstellung der Querwölbung das Band um
eine Rolle oder eine Riemenscheibe herumführt, deren Durchmesser der gewünschten
bleibenden Vorkrümmung entspricht, weist das fertigbearbeitete Band eine bleibende
Vorkrümmung auf, die im wesentlichen dem Durchmesser der Riemenscheibe entspricht,
um die es herumgelegt wurde.
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Wenn z. B. das Band bei. seiner Herstellung mittels einer Rolle mit
einem Durchmesser von etwa 180 mm vorgekrümmt wird und dabei eine äußere
Wölbung von etwa 0,05 mm erhält, so behält es beim Zusammenarbeiten mit Keilriemenscheiben
mit einem Durchmesser von etwa 180 mm gen-au diese Wölbung von etwa
0,05 mm bei. Wenn es mit Riemenscheiben zusammenarbeitet, deren Durchmesser
kleiner
oder größer ist als etwa 180 mm, wird sich die Wölbung
nur minimal verringern, so daß der Riemenquerschnitt also niemals einer Zugbeanspruchung
ausgesetzt ist.
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Wie an den Ausführungsbeispielen der F i g. 1
bis
6 gezeigt ist, Perlaubt es der erfindungsgemäße Keilriemen, Keilnuten vorzusehen,
bei denen der von den Flanken eingeschlossene Winkelvrheblich unter dem Wert von
38 bis 40' liegt, der bis jetzt bei Gununikeilriementrieben allgemein -angewendet
wird. Wenn z.B. ein ausgekuppeltes Keilriemengetriebe nach der Erfindung in Umdrehung
versetzt wird, rollt das Metallband nach Wegnahme der Antriebskraft scheinbar ohne
Reibungsverluste über die Riemenscheiben so als ob es sich um einen reibungsfreien
Antrieb handelte, während sich der Gummikeilriemen bei einem üblichen Keilriementrieb
nur beim ZU -hren einer Antriebskraft weiterdrelit. Die Ursache liegt in
der großen Formänderungsarbeit und der großen radialen Dicke des Gummikeilrieniens,
Merkmale, die bei dem erfindungsgemäßen Metallkeilriemen nicht gegeben sind, bei
einem Gunimikeilriemen jedoch zum sofortigen Stillstand des Riementriebs führen,
sobald das Antriebsdrehmoment entfällt.
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Im allgemeinen wird-, man mit einem aus nureineni Metallband bestehenden
Riemen 1 auskommen, doch kann. es unter bestimmten Bedingungen erwünscht
sein, mehrere lose übereinanderliegende, unabhän 919
voneinander wirkende
Metallbänder zu verwenden, wie es in F i, g. 5, 6 und 11 gezeigt ist.
In, diesen Fällen. werden die einzelnen Metallbänder des Keil_ riemens nicht aneinander
befestigt, sondern lediglich durch ihre gegenseitige Berührung in ihrer Lage gehalten.
Bei jeder dieser Ausführungsformen bestehen die einzelnen flachen Bänder
l' aus dünnem Metall von der erforderlichen Zugfestigkeit, wobei die Länge
der Bänder so gewählt ist, daß man sie gemäß F i. g. 8
übereinanderlegen kann,
ohne daß sich einander benachbarte Bänder verbiegen.
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Zur Herstellung eines Kielriemens aus mehreren endlosen Metallbändern
werden die in. der aus F i g. 8
und 9 ersichtlich-en Weise übereinand-ergelegtenBänder
an den Seiten auf den gewünschten Keilwinkel abge,schliffen, wobei die Bänder in
geeigneter Weise gegen Verschiebungen zu sichern sind. Danach wird der fertiale
Riemen gemäß F i g. 14 mit einem Band 16 umwickelt, um die lose übereinanderliegenden
Bänder für den Versand- oder die Lagerung zusammenzuhalte.n. Wenn der Riemenauf
die Keilriemenscheiben aufgelegt werden, soll, muß man das Band 16 nicht
unbedingt vorher entfernen-, sondern kann den. mit dem Band unwickelten Riemen auflegen
und das Band erst vor dem Spannen des Riemens entfernen. Auf diese Weise wird jede
Gefahr vermieden, daß sieh die einzelnen Bänder voneinander trennen oder verwirren.
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Wie in F i g. 5 und 6 gezeigt ist, können die einzelneu
Bänder sowohl flache Bänder sein, als auch eine nach außen gerichtete Querwölbun.g
aufweisen. Aus F i g. 6 ist zu erkennen, daß die gewölbten Bänder soaar bestrebt
sein werden, ihre gegenseitige Lage beizubehalten, so daß seitliche Relativbewegungen
zwischen ihnen zwangläufig verhindert werden und dadurch jede Gefahr des Auftretens
von seitlichen Schwingungen vermieden isst, die sich bei bestimmten Keilriemengetrieben
mit Riemen. aus flachen überemandergeschichteten Metallbändern einstellen könnte.
Es ist ferner einleuchtend, daß auch bei den. Ausführungsformen nach F i
g. 5, 6 und, 11 seitliche, Verschiebungen während des Betriebs dadurch
verhindert werden, daß die Kanten der einzeln-en Bänder an den Flanken der Keilnuten
angreifen. Dadurch j edoch, daß die gewölbten Einzelbänder nach F i
g. 6
ineinandergreifen, wird der Zusammenhalt der Bänder während ihres Laufs
zwischen den Riemenscheiben unterstützt, insbesondere bei Keil-riemengetrieben mit
großem Mittenabstand der Riemenscheiben.
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Es wurde bereits erwähnt, daß bei einem gegebenen Keilriemengetriebe
ein erfindungsgemäßer-Metallkeilri,emen nur den Bruchteil der Dicke eines geformten
Gummiriemens aufzuweisen braucht, d.h. daß seine Dicke erheblich weniger als ein.
Fünftel der Dicke eines geformten Gummikeilriemens betragen kann. Beispielsweise
kann ein Band aus nichtrostendem Stahl mit einer Dicke von etwa 0,25 mm und
einer Breite zwischen etwa 3,2 und etwa 4,0 mm die gleiche Leistung
übertragen wie ein, bis jetzt ge-'bräuchlicher geformter Gummikeilriemen mit einer
Breite von etwa 9,5 mm und einer Dicke von etwa 6,5
mm, wie er gegenwärtig bei Kraftfahrzeugmotoren benutzt wird. Wenn es erwünscht
ist, eine Breite von etwa 9,5 mm beizubehalten, ist die zweckmäßige
'Banddicke etwa 0,25 mm, wenn der Riemen mit einerLichtmaschinenantriebsscheibemiteinemDurchmesser
von etwa 90 mm zusammenarbeiten soll, so daß in diesem Fall die Dicke
des Metallriemens nur ein Fünfundzwanzigstel der Dicke des durch ihn ersetzten Gummiriemens
beträgt.
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Der erfindungsgemäße Metallkeilriemen besitzt eine größere Zugfestigkeit
als irgendein anderer gegenwärtig auf dem Markt befindlicher Riemen, er behält seine
Länge bei-, da es sich nicht reckt, und er arbeitet einwandfrei, selbst in öll und
anderen, ähnlichen Medien, die sich bei Gummi als in hohem Maße schädlich erweisen.
Außerdem arbeitet ein Riemen aus nichtrostendem Stahl natürlich auch bei Temperaturen
einwandfrei, die weit oberhalb der für einen Gummiriemen maximal zulässigen Temperatur
liegen. Weiterhin besi-tzt ein, erfindungsgemäßer Metallriemen,einen sehr niedrigen
inneren Reibungsfaktor, wodurch die Energieverluste herabgesetzt werden und eine
höhere Lebensdauer des Riemens gewährleistet wird.
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Wegen der außerordentlich großen Festigkeit und relativ geringen Breite
des erfindungsgemäßen einschichtigen Metallkeilriemens ist es möglich, mehrere solche
Riemen nebeneinander auf einer kurzenKeilrieme,nscheibe mit mehreren Keilmiten anzuordnen,
wie es in F i g. 15 dargestellt ist. Wegen der geringeren Breite der einzelnen
Kielriemen kann eine solche Keilriemenscheibe für mehrere Riemen nebeneinander sehr
viel kürzer sein als die bis jetzt bei. Gummirieme,n. gebräuchlichen Riemenscheiben,
so daß bei gleicher Leistung weniger Raum für das Keilriemen,ge,triebe benötigt
wird. Außerdem wird bei dieser Anordnung der Verschleiß der Wellenlager erheblich
vermindert, da sich der überhang.der Wellen auf ein. Mindestmaß verringern läßt.
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Zwar sind vorstehend, verschiedene Ausbildungsformen von Riemen beschrieben,
die aus lose überei-nanderliegenden Metallbändern gebildet sind, und diese Konstruktionen
haben sich in bestimmten Fällen auch sehr gut bewährt, doch sind diejemigen Ausbildungsformen
zu bevorzugen, bei denen. nur ein einzelnes Metallband als Keilriemen verwendet
wird.
Für den Fachmann liegt es auf der Hand, daß die Verwendung
eines nur einen Strang umfassenden Keilriemens aus Stahl, der die gleiche Belastung
aufnehmen kann wie die jetzt verwendeten geformten Gummikeilriemen, denen verschiedene
Nachteile - unter anderem ihre kurze Lesensdauer - anhaften, zu einer
erheblich-en Herabsetzung der Kosten von Keilriemengetrieben führt und daß sich
eine Erweiterung des Anwendungsbereiches für diese ergibt. Da die erfindungsgemäßen,
Keilriemen aus nichtrostendem Stahl praktisch unzerstörbar sind und flire Abnutzung
beim Zusammenarbeiten mit gehärteten Keilnutflanken der Riemenscheiben nahezu vemachlässigbar
gering ist, sind die Kosten für die Wartung solcher Riemen außerordentlich niedrig,
so daß die erfindungsgemäßen Metallkeilriemen allen bis jetzt gebräuchlichen geformten
Gummiriemen erheblich überlegen sind.
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Wie bereits erwähnt, wendet ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen
Keilriemen das Stumpfschweißen eines Metallbandes an, um ein endloses Band zu erhalten.
Dieses Verfahren eignet sich zur Verarbeitung von leicht schweißbaren Materialien,
z. B. der martensitischen Sorten von nichtrostendem Stahl, bei schwer schweißbaren
Materialien ist es jedoch zu kostspielig. Außerdem muß eine besondere Wärmebehandlung
durchgeführt werden, um die Festigkeit der Schweißstelle zu erhöhen. Als Alternative
zu dem genannten Verfahren wird daher häufig das Verfahren des endlosen Walzens
vorgezogen.
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Aus verschiedenen Gründen bietet das endlose Walzen Vorteile. Erstens
werden kalthärtbare Materialien, z. B. die austenitischen nichtrostenden Stahlsorten,
im Verlauf des Walzvorgangs automatisch durch eine Kaltverformung gehärtet. Zweitens
ist weder ein Schweißen noch eine besondere Wärinebehandlung erforderlich, und drittens
können die Metallbänder während des Walzens mit der beschriebenen Querwölbung und/oder
der Vorkrümmung versehen werden. Das endlose Walzen ist son-dt im wesentlichen ein
#instufiger Arbeitsgang, wenn, man von der nach dem Walzen gewöhnlich durchgeführtenEntspannungsglühung
bei etwa 9500 C
absieht. Es sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen die verschiedensten Abänderungen, und Abwandlungen vorsehen
kann# ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.