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Die Erfindung bezieht sich auf einen Riemenantrieb mit einer treibenden
und einer getriebenen Riemenscheibe sowie einem um diese Riemenscheiben gelegten
endlosen Riemen aus flexiblem Werkstoff mit Einlage, wobei die Reibung zwischen
Riemenscheiben und Riemen ausschließlich durch die im Riemen herrschende Zugkraft
erzeugt wird.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen solchen
Riemenantrieb so auszugestalten, daß er schnell, einfach und ohne Werkzeuge austauschbar
ist und daß er im Betrieb ohne zwischenzeitige Nachstellung einen hohen Wirkungsgrad
und eine einwandfreie Kraftübertragung gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das flexible Riemenmaterial
mit über die Länge des Riemens verteilten Einzelgewichten mit so großer Masse belegt
ist, daß beim Lauf des Riemens infolge der an ihm angreifenden Zentrifugalkraft
eine, von der Achsabstandslinie her betrachtet, konkave Ausbauchung eines Riementrums
und dadurch eine genügende Riemenanpreßkraft erzeugt wird.
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Es ist bereits bekannt, zur Querversteifung von Keilriemen über die
Länge des Riemens verteilte zylindrische Metallkörper vorzusehen. Bei diesem bekannten
Riemengetriebe wird die Riemenanpreßkraft durch die Verspannung des Riemens, die
schon beim Stillstand vorhanden ist, erzeugt.
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Durch die Erfindung wird ein besonders einfacher und für geringe Kosten
herstellbarer Riementrieb geschaffen. Der Riemen weist eine solche Länge auf, daß
er ohne Relativverstellung der Riemenscheibe anlegbar ist, und zwar vorzugsweise
mindestens die Länge, die ein solches Auflegen gerade noch ermöglicht.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer
möglichen Ausführungsform, F i g. 2 eine Längsschnittansicht entlang der Linie 2-2
in F i g. 1, F i g. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in F i g. 1, F i
g. 4 eine Schnittansicht des Riemens nach F i g. 1 entlang der Linie 4-4 in F i
g. 1, F i g. 5 eine Schnittansicht eines Keilriemens gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung. In F i g. 1 ist eine getriebene Riemenscheibe 12 sowie eine treibende
Riemenscheibe 10 dargestellt. Diese Riemenscheiben weisen jeweils eine Umfangsnut
auf, so daß die treibende Riemenscheibe 10 eine Keilnut 14 und die Riemenscheibe
12 eine Keilnut 16 aufweist. In F i g. 2 ist diese Ausbildung der Riemenscheiben
besonders gut ersichtlich.
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Der Riemenantrieb nach .der Erfindung umfaßt ferner einen endlosen
Treibriemen 18, welcher in der vorliegenden Ausführungsform als Keilriemen ausgebildet
ist, der in den Keilnuten 14 und 16 der Riemenscheiben umlaufen kann. Weiterhin
ist die Länge des Treibriemens 18 gerade so groß, daß er um die beiden Riemenscheiben
10 und 12 angelegt werden kann, ohne daß deshalb eine dieser Riemenscheiben kurzzeitig
in bezug auf die andere versetzt werden muß. Dieses Merkmal ist gestrichelt in F
i g. 1 dargestellt. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß der Treibriemen nahezu
die minimale Länge aufweist, die notwendig ist, um ihn im obigen Sinne um die beiden
Keilriemenscheiben anlegen zu können. Nach dem Anlegen des Keilriemens um die Keilriemenscheibe
.drückt man den Keilriemen mit den Fingern in die Keilnuten 14 und 16 ein, und der
Keilriemen bleibt nun in diesen Keilnuten.
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Während einer Umdrehung der Keilriemenscheibe 10, welche im vorliegenden
Beispiel nach F i g. 1 im Uhrzeigersinn erfolgt, erfährt das rechte Lasttrum des
Keilriemens eine Zugbelastung, während das linke Leertrum des Keilriemens nach F
i g. 1 durch die treibende Riemenscheibe 10 eine Schubbelastung erfährt. Bei einer
solchen überlänge :d'es Triebriemens, wie es beim Erfindungsgegenstand der Fall
ist, würde ein herkömmlicher Treibriemen auf der einen Seite unter Spannung und
auf der anderen Seite unter Druck stehen, so daß er bestrebt wäre, die in F i g.1
gestrichelt dargestellte Lage einzunehmen. Bei einer Übertragung einer Drehbewegung
von der treibenden Scheibe auf die getriebene Scheibe 12 würde der Wirkungsgrad
extrem niedrig sein, da zwischen dem Riemen und der getriebenen Scheibe 12 ein extremes
Gleiten bei sehr kleinem Reibungswiderstand stattfinden würde. Um dies zu vermeiden,
müssen die herkömmlichen Treibriemen sehr stark gespannt sein. Beim Erfindungsgegenstand
sind Mittel vorgesehen, die die am Riemen angreifende Zentrifugalkraft erhöhen.
Dieses Mittel zur Erhöhung dieser Zentrifugalkraft weist gemäß .dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel die Form von mehreren Gewichten auf, die von dem Riemen getragen
werden. Wie in F i g. 1 bis 4 dargestellt ist, weisen diese Gewichte, die vorzugsweise
gleichmäßig über -die Länge .des Riemens verteilt sind, die Form von Metallkugeln
20 auf. Diese Metallkugeln 20 sind solide Metallkörper, wie sie z. B. für
Kugellager verwendet werden. Bei der Herstellung des Treibriemens 18 können :die
Gewichte in der in F i g. 3 und 4 dargestellten Weise in dem Riemen eingelagert
werden. Der Treibriemen 18 sieht zwar äußerlich wie ein herkömmlicher Treibriemen
aus, weist jedoch ein wesentlich größeres Gewicht auf.
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An Stelle der Kugelform können die Gewichte auch die Form von zylindrischen
Körpern 22 aufweisen, die ebenfalls in Kugellagern verwendet werden (F i g. 5).
Die zylindrischen Körper 22 sind ebenfalls gleichmäßig über die Länge .des Treibriemens
verteilt. Wie in F i g. 5 dargestellt, kann der Treibriemen Belüftungsöffnungen
24 aufweisen, so daß eine Erhöhung der Temperatur der Metallkörper während des Betriebes
kompensiert wird. Im Betriebszustand wird die treibende Riemenscheibe 10 die Zentrifugalkraft
in dem rechten Trum des Keilriemens (F i g. 1) überwinden und ihn spannen. Das Leertrum
des Keilriemens erfährt eine Schubbelastung und wird durch die Zentrifugalkraft
in Richtung des Pfeils 26 (F i g. 1) nach außen getragen. Durch .die infolge der
Gewichte erhöhte Zentrifugalkraft in dem Treibriemen wird in dem linken Leertrum
eher eine Spannungsbelastung als eine Schubbelastung ausgebildet. Durch diese Spannung
im linken Trum des Treibriemens wird die Reibung zwischen dem Treibriemen und den
Riemenscheiben erhöht, so daß eine wirksame Kraftübertragung mit einem Minimum an
Gleiten gewährleistet ist. Bei steigender Drehzahl der treibenden Keilriemenscheibe
10 wird die Zentrifugalkraft und somit die Spannung in dem Treibriemen erhöht.
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Die gleichmäßige Verteilung der Gewichte über die Länge des Treibriemens
führt zu einer gleichmäßigen
Abstandshaltung zwischen den Gewichten,
so daß eine geschmeidige Arbeitsweise gewährleistet wird.
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Wenn der Treibriemen aufgelegt ist, ergeben die Gewichte auch bei
Stillstand des Antriebs eine ausreichende Reibung, so daß bei Beginn der Drehbewegung
der treibenden Riemenscheibe eine sofortige Kraftübertragung stattfindet. Befindet
sich der Riemen einmal in Bewegung, dann wird der Treibriemen unter der Wirkung
der Zentrifugalkraft die in F i g. 1 dargestellte Stellung einnehmen. Dadurch wird
die durch die Überlänge des Riemens entstehende Spannungslosigkeit automatisch aufgehoben,
und eine wirksame Kraftübertragung ist gewährleistet. Das in F i g. 1 dargestellte
Lasttrum des Riementriebes verläuft geradlinig, so d'aß zwischen der treibenden
und der getriebenen Riemenscheibe eine verlustlose Kraftübertragung gewährleistet
ist. Die Spannung in dem Treibriemen ändert sich lediglich während der Beschleunigung
oder der Abbremsung. Bei einer im wesentlichen konstanten Umlaufgeschwindigkeit
ändert sich die Spannung in dem Treibriemen nicht merklich.
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Das Antriebsprinzip nach der Erfindung kann auch bei anderen Riementrieben,
wie z. B. Flachriementriebe, benutzt werden. Der Treibriemen gemäß der Erfindung
kann sowohl für den Normalbetrieb als auch für einen vorübergehenden oder Notbetrieb,
für den er besonders geeignet ist, verwendet werden. Außerdem kann dieses Prinzip
bei Riemenantrieben verwendet werden, bei denen z. B. drei Riemenscheiben vorgesehen
sind oder bei Fahrzeugen mit geteilten Riemenscheiben sowie bei Riemenscheiben,
die zur Änderung der Riemenspannung relativ zueinander verstellbar sind.