DE1650653B1

DE1650653B1 - Zahnriementrieb

Info

Publication number: DE1650653B1
Application number: DE19671650653
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl-Phys Johannsen
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1967-10-13
Filing date: 1967-10-13
Publication date: 1971-03-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Zahnriementrieb mit einem aus Gummi oder elastischen Kunststoffen mit eingebetteten durchlaufenden Festigkeitsträgern hergestellten Zahnriemen, dessen Zähne in die Lücken zwischen den in von der Teilung der Riemenzähne abweichender Teilung angeordneten Zähnen der treibenden und der getriebenen Zahnräder einfassen.
Zahnriementriebe unterliegen als Folge der Werkstoifpaarung der vergleichsweise harten, unelastischen Zahnräder auf der einen und der formschlüssig damit in Einariff tretenden elastisch verformbaren Zahnriemen auf der anderen Seite besonderen Bedingungen, die ein als Idealfall angestrebtes reibungsfreies Ein- und Auslaufen des Zahnriemens in den bzw. aus dem Umschlingungsbogen auf den zuggeordneten Zahnrädern ohne Geräuschentwicklung beeinträchtigen. Man hat schon versucht, die - durch Schub, durch die Krümmung am Zahnradumfang oder durch den Geradezug in den Lücken der Zahnräder - den sogenannten Polygon-Effekt -hervorgerufene elastische Verformung der Riemenzähne rechnerisch zu erfassen und für die Bemessung der Zahnformen und der als Teilung bezeichneten Zahnabstände zu berücksichtigen. Die Ergebnisse wirken sich im allgemeinen in der Wahl einer größeren Zahnteilung für die Zahnräder gegenüber der des Zahnriemens aus. Wenn die bekannten, nach diesen Gesichtspunkten konstruierten Zahnriementriebe sich für viele Einsatzfälle auch gut bewährten, so blieben in der Praxis doch noch weitergehende Wünsche an die Lebensdauer und die Laufrahe offen.
Der Erfindung liegt somit als Aufgabe zugrunde, das Betriebsverhalten von Zahnriementrieben zu verbessern und einen möglichst zerstörungsfreien, gefäuscharinen Riemenumlauf zu gewährleisten.
Nach der Erfindung, ist zur Lösung dieser Aufgabe für Zahnriementriebe der eingangs geschilderten Gattung vorgesehen, daß die Zahnteilung des treibenden Zahnrades größer, die Zahnteilung des getriebenen Zahnrades dagegen kleiner als die Zahnteilunor des Riemens bemessen ist.
Die Erfindung bricht mit der bisher vorherrschenden Vorstellung von der Gleichartigkeit der Ausgangsbedingungen in allen Bereichen des Zahnriementriebes, und sie führt statt dessen eine genaue Unterscheidung zwischen treibenden und getriebenen Elementen ein, die den tatsächlichen Verhältnissen in optimaler Weise gerecht wird. Es gelingt damit, die bei den bekannten Zahnriementrieben auftretenden starken Streuungen der Laufzeiten und die als notwendig angesehenen engen Fertigungstoleranzen zu vermeiden und unter Ausschließung der vorzeitige Zerstörun- nach sich ziehenden Einflüsse den Geräuschpegel auf überraschend niedrige Werte zu senken. Entgegen der als falsch erkannten Lehre, die Zahnräder ohne Rücksicht auf ihre Funktion innerhalb des Getriebes nach ein und derselben Formel zu berechnen, werden in konsequenter Anwendung der durch die Erfindung aufgezeigten Erkenntnis die Zahnteilungen der treibenden und der getriebenen Zahnräder jeweils um den aus der elastischen Verformung der Riemenzähne zuzüglich etwaiger Toleranzen errechneten Differenzbetrag größer bzw. kleiner als die Zahnteilung des Riemens ausfallen. 1 Die erfindungsgemäße Abstimmung der Zahnräder auf die Zahnteilung des zugeordneten Zahnriemens bringt zwangläufig eine gewisse Versetzung der Riemenzähne innerhalb der Zahnlücken der umschlungenen Räder in Umfangsrichtung mit sich. Zur Berücksichtigung dieser Tatsache sind die Lücken zwischen den Zähnen sowohl der treibenden als auch der getriebenen Zahnräder in Umfangsrichtung je- weils um mindestens den mit der Anzahl der in Eingriff befindlichen Riemenzähne multiplizierten Differenzbetrag der Zahnteilungen breiter als die Breite der Riemenzähne in Umfangsrichtung des Zahnriemens bemessen.
Die Erfindung ist zwar an eine von vornherein festliegende Richtung des Kraftflusses zwischen Zahnrädern und Zahnriemen gebunden. Dieser scheinbare Nachteil fällt jedoch kaum ins Gewicht, da einmal die bevorzugten Einsatzgebiete der Zahnriementriebe ohnehin in der Regel gleichbleibende Kraftflußrichtungen voraussetzen und zum anderen auch vorübergehende Umkehrungen des Kraftflusses ohne Schaden hingenommen werden können. Nachteilige Auswirkungen würden sich in solchen Fällen erst nach langer Betriebsdauer einstellen.
Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt einen aus einem kleinen treibenden und einem größeren getriebenen Zahnrad mit einem beide Zahnräder umschliegenden endlosen Zahnriemen zusammengesetzten Trieb.
Der Zahnriemen 1, der beispielsweise aus einem Kunststoff mit nicht weiter dargestellten eingebetteten Festig gkeitsträgern in Form von schraubengangartig in Längsrichtung durchlaufenden Stahldrähten od. dgl. hergestellt sein kann, ist auf seiner Innenseite mit angeformten oder mechanisch eingearbeiteten Zähnen la von trapezförmigem Querschnitt versehen. Die Zähne la treten beim Umlauf des Riemens in Pfeilrichtung um das treibende Ritzel 2 und das getriebene Rad 3 mit den Lücken zwischen den ebenfalls trapezförmigen oder mit evolventenartig gekrümmten Flanken ausgebildeten Zähnen 2 a und 3a dieser Räder in Eingriff, woraus die formschlüssige Xraftübertragung -unter Wahrung winkelgleichen Umlaufes beider Zahnräder 2, 3 resultiert.
Die Zahnteilungen T2 und T" der Zahnräder 2, 3 weichen beide jeweils nach verschiedenen Richtungen um gleiche oder verschiedene Differenz:beträge x bzw. y von der Zahnteilung T, des Riemens ab, und zwar so, daß T2=T:,+x, dagegen T,=T,-y wird.
Die konstruktive Ausbildung des Riemens wie der zugehörigen Zahnräder im, einzelnen ist für die Erfindung ohne Bedeutung. Auf die Bestimmung der Zahnteilungen hat es auch keinen Einfluß, ob der Zahnriemen 1 sich im Unischlingungsbogen auf die Radsätze 2 a, 3 a abstützt oder mit seinen Zähnen la auf dem Grunde der Zahnlücken aufliegt. Ebenso wäre es beispielsweise möglich, die Radzähne wesentlich kürzer - in Umfangsrichtung gesehen - als die Riemenzähne zu gestalten, ohne damit den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Für die Ansprüche 3 und 4 wird nur Schutz im Zusammenhang mit dem Hauptanspn,ch begehrt.

Claims

Patentansprüche: 1. Zahnriementrieb mit einem aus Gummi oder elastischen Kunststoffen mit eingebetteten durchlaufenden Festigkeitsträgem hergestellten Zahnriemen, dessen Zähne in die Lücken zwischen den in von der Teilung der Riemenzähne abweichender Teilun- an-eordneten Zähnen der treibenden und der getriebenen Zahnräder einfassen, d a - durch gekennzeichnet, daß die Zahnteilung (4) des treibenden Zahnrades ('-» größer, die Zahnteilung (T.) des getriebenen Zahnrades (3) dagegen kleiner als die Zahnteilung (T) des Riemens (1) bemessen ist.
2. Zahnriementrieb nach Ansprach 1, mit mehr als einem durch den Riemen getriebenen Zahnrad, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebenen Zahnräder mit untereinander gleicher, dem Zahnriemen gegenüber kleinerer Zahnteiluno, ausgebildet sind. 3. Zahnriementrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch (yekennzeichnet, daß der Differenzbetrag der Zahnteilungo, mindestens der unter der Wirkun- der durch den Riemen übertragenen Zugspannung auftretenden elastischen Verformung der Riemenzähne entsprechend bemessen ist. 4. Zahnriernentrieb nach Anspruch 3, dadurch Clekennzeichnet, daß die Lücken zwischen den Zähnen (2a, 3a) des treibenden und des getriebenen Zahnrades in Umfangsrichtung jeweils um mindestens den mit der Anzahl der in Eingriff befindlichen Riemenzähne (la) multiplizierten Differenzbetrag der Zahnteilungen breiter als die Breite der Riemenzähne in Umfangsrichtuno, des CP Zahnriemens bemessen sind.