DE1922808A1

DE1922808A1 - Treibriemen

Info

Publication number: DE1922808A1
Application number: DE19691922808
Authority: DE
Inventors: Henderson Dewey Dane; Nemecek Paul Emerson
Original assignee: Dayco Corp
Current assignee: Day International Corp
Priority date: 1968-05-06
Filing date: 1969-05-05
Publication date: 1969-11-20
Also published as: NO123821B; NL6906828A; GB1227911A; US3523461A; FR2007878A1

Description

4 DÜSSELDORF 1 PATENTANWÄLTE

Malkastenstraße2 DIPL.-ING. ALEX STENGER

Telefon (0211) 360514 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Unser Zeichen: Io22o Datum: 29· April I969

Dayco Corporation λ_λλλλ«

Dayton, Ohio, USA 1922808

Treibriemen

Die Erfindung betrifft einen Treibriemen mit mehreren, durch ein Gurtband verbundenen V-förmigen Riementeilen, die mit einer entsprechenden Anzahl von Nuten mehrerer Riemenscheiben in Eingriff stehen.

Bei vielen Kraftübertragungssystemen mit V-förmigen Treibriemen ist es erforderlich, mehrere dieser V-förmigen Riemen zwischen einer treibenden Riemenscheibe und einer getriebenen Riemenscheibe zu verwenden, damit die erforderliche Leistung übertragen werden kann. Um die Schwierigkeiten, die durch eine Mehrzahl von in den Nuten der Riemenscheiben laufenden V-förmigen Riemen entstehen, wurde bereits eine Treibriemenanordnung mit V-förmigen Riemen vorgeschlagen, bei der die V-förmigen Riemen durch ein Gurtband miteinander so verbunden werden, dass der Abstand zwischen den Mittelachsen der V-Riemen derselbe ist, wie der Abstand zwischen den Mittelachsen der Nuten in jeder Riemenscheibe, für die die V-förmigen Riemen verwendet werden. Jedoch ist es bei jeder der früheren Treibriemenanordnungen dieser Art nachteilig, dass grosse, in Seitenrichtung wirkende Zugkräfte zwischen den V-förmigen Riementeilen und ihrem Befestigungsgurt entstehen, die bestrebt sind, das Gurtband von den V-förmigen Riementeilen zu trennen. Ausserdem hat ein solcher Treibriemen mit V-förmigen Riementeilen wenig Laufstabilität und eine vergleichsweise kurze Lebensdauer.

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Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe, einen Treibriemen zu schaffen, der die oben genannten Nachteile und Schwierigkeiten vermeidet. Es gehört ferner zur Aufgabe der Erfindung., einen Treibriemen zu schaffen, der eine möglichst gute Laufstabilität beim Laufen auf den Riemenscheiben hat und der im Wesentlichen frei ist von in Seitenrichtung wirkenden Zugkräften zwischen den V-förmigen Riementeilen und dem Gurtband; ausserdem soll der Treibriemen eine vergleichsweise lange Lebensdauer haben.

Für einen Treibriemen der eingangs genannten Art mit mehreren, durch ein Gurtband verbundenen V-förmigen Riementeile^, die mit einer entsprechenden Anzahl von Nuten mehrerer Riemenscheiben in Eingriff stehen, wird deshalb zur Lösung dieser Aufgabe er» findungsgemäss vorgeschlagen, dass vor dem Umlegen des Treibriemens um die Riemenscheiben der Mittelachsabstand zwischen den Riementeilen um etwa einen Betrag grosser ist als der Mittelachsabstand der Nuten, um den der Mittelaehsabstand der Riementeile bei einer Dehnung des Treibriemens verringert wird, wenn dieser fest mit den Riemenscheiben in Eingriff steht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Zeichnung beschrieben; im einzelnen zeigen:

Pig. 1 die perspektivische Ansicht eines Treibriemens nach der Erfindung, der um eine treibende und eine getriebene Riemenscheibe läuft,

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab einen Teilschnitt entlang der Linie 2-2 in Faig. 1, bei dem der Treibriemen in seiner Arbeitslage mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, während die Form des Treibriemens vor dem Einlegen in Nuten mit gestrichelten Linien gezeichnet ist,

Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 2 in verkleinertem Maßstab, an der die Schwierigkeiten bei einer früheren

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AusfUhrungsform der Treibriemen dieser Art erläutert werden.

Wie in Fig. 1 im einzelnen zu erkennen« ist ein Treibriemen Io um eine treibende Riemenscheibe 11 und eine getriebene Riemenscheibe 12 gelegt. Die Riemenscheibe 11 ist in geeigneter Weise an einer Antriebswelle 13 befestigt, die z.B. durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. In ähnlicher Welse ist die angetriebene Riemenscheibe 12 in geeigneter Welse auf einer Abtriebswelle 14 befestigt, die mit einer anzutreibenden Maschine In Verbindung steht.

Die Riemenscheiben 11 und 12 sind von einer üblichen Ausführung, bei der die Riemenscheibe 11 mehrere gleiche Nuten 15 und die Riemenscheibe 12 mehrere gleiche Nuten 16 hat. Die in den Riemenscheiben 11 und 12 vorgesehenen Nuten 15 und 16 haben einen vorgegebenen Mittelachsabstand zueinander, und da die Riemenscheiben 11 und 12 genormte Abmessungen haben, ist in Fig. 2 nur für die Riemenscheibe 11 ein solcher vorgegebener Mittelachsabstand 17 eingetragen.Natürlich ist auch der Mittelachsabstand der Nuten 16 in der Riemenscheibe 12 ein genormter Abstand, der die gleiche Grosse hat wie der Mittelachsabstand 17 in der Riemenscheibe 11.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, hat der Treibriemen Io mehrere v-förmige Riementeile 2o, die in die Nuten 15 der Riemenscheibe 11 und die Nuten 16 der Riemenscheibe 12 passen. Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten V-förmigen Riementelie 2o haben hier einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt. Natürlich kann jeder Riementeil 2o auch einen beliebigen anderen Querschnitt haben, der für gebräuchliche V-förmige Riementeile verwendet wird.

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Ein Gurtband 21 ist mit dem Treibriemen Io aus einem Stück, hergestellt, hält die V-förmigen Riementeile zusammen und bildet mit diesen eine Einheit. Das Gurtband 21 erhält seine Lage durch seine Verbindung mit dem oberen Teil eines jeden V-förmigen Riementeils 2o während der Herstellung des Treibriemens Io in an sich bekannter Weise.

Wie es besonders aus der in Fig. 2 gezeigten gestrichelten Darstellung des Treibriemens Io hervorgeht, haben die V-förmigen Riementeile 2o einen Mittelachsabstand 23 zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Riementeilen, der grosser ist als der vorgegebene oder der genormte Mittelachsabstand 17 zwischen den Nuten 15 und Ιξ> in den Riemenscheiben 11 und 12. Dieser grössere Mittelachsabstand 2.J> zwischen den Riementeilen 2o wird verringert, um ein fast fehlerfreies Eingreifen des Treibriemens Io in die Riemenscheiben 11 und 12 zu erreichen, wenn der Treibriemen Io betriebsfertig montiert ist, was aus den nachfolgenden Ausführungen hervorgeht.

Wenn der Treibriemen Io z.B. beim Auflegen rund um eine Riemenscheibe gebogen wird, so ergibt sich natürlich allein durch das Biegen bereits eine Dehnung des Treibriemens Io in Längsrich-Ining. Diese Neigung des Treibriemens lo, sich in Längsrichtung zu dehnen, wird noch stark vergrössert, wenn der Treibriemen Io unter Last läuft und besonders dann, wenn er in Verbindung mit einer Schaltkupplung verwendet wird. Diese Längsdehnung erzeugt ein Bestreben des Treibriemens Io und Insbesondere des Gurtbandes 21, in Querrichtung hierzu die Breite zu verringern, wie auch in ähnlicher Weise die Verringerung der Breite bei einem Gummiband erzielt wird, wenn man es dehnt. Das Umbiegen des Treibriemens Io um eine Riemenscheibe und die Arbeitsbelastung des Treibriemens Io führen zu einer Verringerung seiner Breite von dem durch die gestrichelte Linie 24 in Pig. 2 dargestellten

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Ausmass auf die durch die durchgezogene Linie 25 gezeigte Form.

Hieraus geht hervor, dass der Treibriemen Io im Betrieb auf Riemenscheiben in der Art der Riemenscheiben 11 und 12 Kräften unterliegt, die, wie oben beschrieben, bestrebt sind, einen grösseren Mittelachsabstand 23 der Riementeile 2o zu verringern, sodass sich die Mittelachsabstände in ihrer Grosse annähern, bis der Mittelachsabstand 23 etwa dem Mittelachsabstand 17 zwischen den Nuten 15 und 16 der Riemenscheiben 11 und 12 gleich ist. Diese Verringerung des Mittelachsabstandes zwischen den Riementeilen 2o bewirkt ein verbessertes Eingreifen der Riementeile 2o in die zugehörigen Nuten 15 und der Riemenscheiben 11 und 12, wodurch die Lebensdauer des Treibriemens Io wesentlich vergrössert wird.

In Pig. 3 ist eine Treibriemenanordnung 27 mit mehreren V-förmi gen Riementeilen 3o dargestellt, die aneinander mit dem Gurtband 31 befestigt sind. Wenn die Riemenanordnung 27 noch nicht aufmontiert ist, haben die Riementeile 3o einen vorgegebenen Mittelachsabstand 32, der mit dem Mittelabhsabstand 32 zwischen zwei entsprechenden Nuten 33 einer Riemenscheibe 3^· übereinstimmt, mit der die Riemenanordnung 27 zusammen angewendet werden soll.

Wird die Treibriemenanordnung 27 aus der durch die gestrichelte Linie 35 angedeuteten Lage in dfep durch die durchgezogene Linie 36 angedeutete Lage gebracht, und um die Riemenscheibe J>h herumgelegt, so sieht man, dass die Riementeile 30 so gehalten werden, dass sie denselben Mittelachsabstand behalten. Wenn jedoch die V-förmige Treibriemenanordnung 27 um die Riemen scheibe 34 gelegt und dann belastet wird, ist das Gurtband 3I ebensogut wie die gesamte Treibriemenanordnung 27 bestrebt,

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in ähnlicher Weise seine Breite zu verringern, wie es im einzelnen in Verbindung mit dem Treibriemen Io beschrieben wurde.Im vorliegenden Fall werden die Riementeile 3o durch ihre Riemenscheibe 34 fest in ihrer Lage gehalten, wodurch es dazu kommt, dass zwischen dem Gurtband 31 und den V-förmigen Riementeilen 3o eine grosse Beanspruchung in seitlicher Richtung auftritt, wie sie durch entsprechende Pfeile 37 angedeutet ist.Diese Beanspruchung in seitlicher Richtung ist bestrebt, das Gurtband 31 von den V-förmigen Riementeilen 3o abzuscheren.

Die in Fig. 3 gezeigte Darstellung hebt einen der zahlreichen Nachteile früherer Ausführungsformen hervor, wie sie für Treibriemen in der Art der Treibriemenanordnung 27 angewendet wurden. Es hat sich auch herausgestellt, dass diese früheren Treibriemenausführungen sehr unstabil auf ihren Riemenscheiben auflagen, d.h. sie waren bestrebt, aus ihren Riemenscheiben herauszuwandern, und die zuvor erwähnten Belastungen innerhalb der vorerwähnten Treibriemenanordnung 27 war^eßicht nur bestrebt, das Gurtband 31 von den Riementeilen 3o abzuscheren, sondern haben diese Abscherungen auch wirklich hervorgerufen. Im Zusammenhang mit diesen Faktoren haben die früheren Ausführungen derartiger Treibriemenanordnungen ausserdem nur eine geringe Übertragungsleistung und eine vergleichsweise kurze Lebensdauer.

Wie aus Fig. 2 der Zeichnung hervorgeht, hat jedes Riementeil 2o einen unteren druckbelasteten Querschnittsbereich 4o, in der Mitte einen die Arbeitsbelastung aufnehmenden Querschnittsbereich 4l und einen oberen zugbelasteten Querschnittsbereich 42. Diese Querschnittsbereiche 4o bid 42 sind aus bekannten geeigneten Materialien hergestellt und von bekannter Ausführungsform, sodass sie nicht im einzelnen beschrieben werden sollen. Zusätzlich können die Riementeile 2o des Treibriemens Io mit einer geeigneten Deckschicht versehen sein,die die Form einer mit Schrägschnitten versehenen Deckschicht 43 haben kann.

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Das Gurtband 21 ist mit den V-förmigen Riementeilen 2o in der Nähe des zugbelasteten Querschnittsbereichs 42 verbunden, insbesondere mit dem oberen Teil dieses Querschnittsbereiches. Das Gurtband 21 kann mit die Arbeitsbelastung aufnehmenden Bändern 44 versehen sein, die in ihm entlanglaufen und aus einem Material bestehen, dessen physikalische Eigenschaften den physikalischen Eigenschaften des Querschnittsbereichs 42 ähnlich sind« sodass beim Betrieb des Treibriemens Io das Gurtband 21 und der zugbelastete Querschnittsbereich 42 der Riementeile 2o durch die beim Betrieb auftretenden äusseren Kräfte in etwa gleicher Weise belastet werden. Das Gurtband 21 und der zugbelastete Querschnittsbereich 42 sind vorzugsweise aus hitzebeständigem Gummi hergestellt, der mit einer Isoliermasse getränkt ist, damit er gebogen und ohne Neigung zum Relssen oder zu einer Verformung um die Riemenscheiben gelegt werden kann.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform des Treibriemens Io wird in dem oberhalb seiner neutralen Achse liegenden Querschnittsbereich eine Zugspannung erzeugt, die eine Neigung des Treibriemens Io und insbesondere des Gurtbandes 21 zur Verringerung ihrer Breite erzeugt, wobei sich also auch jeder zugbe\astete Querschnittsbereich 42 der Riementeile 2o um einen entsprechenden Betrag in der Breite verringert. Hierdurch wird der grössere Mittelachsabstand 25 der Riementeile 2o des Treibriemens Io, der vor einer Dehnung und vor dem Auflegen des Treibriemens um die Riemenscheiben vorhanden war, während des Betriebes des de Treibriemens Io soweit verringert, dass er im Wesentlichen dem Mittelachsabstand 17 zwischen den Nuten 15 und 16 der Riemenscheiben 11 und 12 gleich ist, wodurch man einen fast fehlerlosen Sitz der V-förmigen Riementeile 2o in dem ihnen zugeordneten Nuten 15 und 16 erreicht.

Der Differenzbetrag zwischen dem Mittelachsabstand zwischen den Riementeilen 2o in entspanntem, d.h. ungebogenem oder ungedehn-BAD 0RIGINA19 O 9 8/: 7 / Q 6 3 5.

tem Zustand des Treibriemens und dem entsprechenden Mittelachsabstand zwischen den Nuten 15 und 16 der zugehörigen Riemenscheiben 11 und 12 wird unterschiedlich gross gewählt werden müssen, was bestimmt wird durch besondere Eigenschaften der bei der Herstellung des Treibriemens Io verwendeten Materialeien. Es hat sich herausgestellt, dass der Mittelachsabstand 2j5 mindestens 1/2 % grosser als der entsprechende Mittelachsabstand 17 zwischen den Nuten 15 und 16 der Riemenscheiben sein sollte. Sehr gute Ergebnisse hat man erhalten, wenn der grössere Mittelachsabstand 2^ etwa zwischen o,5 und 2 % grosser war als der Mittelachsabstand I7 zwischen den Nuten 15 und 16 der Riemenscheiben 11 und 12.

Der in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene Treibriemen Io enthält ein Gurtband 21, dass ■ V-förmige Riementeile 2o verbindet. Natürlich kann der Grundgedanke der Erfindung bei jeder beliebigen Zahl von Riementeilen 2o Anwendung finden, die durch ein zugehöriges Gurtband zusammengehalten werden. Die Erfindung kann bei V-förmigen Riementeilen aller Grossen und aller Querschnittsarbeiten Anwendung finden. Ausserdem kann ein Treibriemen nach der Erfindung zusammen mit genormten Riemenscheiben verwendet werden, ohne dass diese abgeändert werden müssen.

Der Treibriemen Io nach der Erfindung ist beschrieben als ein aus Gummi hergestellter Treibriemen^ der Begriff Gummi soll sowohl natürlichen Gummi als auch jede beliebige Kombination verschiedener synthetischer Gummimaterialien umfassen. Der Treibriemen Io kann jedoch aus jedem anderen geeigneten Material hergestellt sein.

BAD ORIGINAL

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Claims

Ansprüche:

(lΛ Treibriemen mit mehreren, durch ein Gurtband verbundenen V-förmigen Riementeilen, die mit einer entsprechenden Anzahl von Nuten mehrerer Riemenscheiben in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umlegen des Treibriemens (lo) um die Riemenscheiben (11,12) der Mittelachsabstand (25) zwischen den Riementeilen (2o) um etwa einen Betrag grosser ist als der Mittelachsabstand (17) der Nuten (15,16), um den der Mittelachsabstand (23) der Riementeile (2o) bei einer Dehnung des Treibriemens (lo) verringert wird, wenn dieser fest mit den Riemenscheiben (11,12) in Eingriff steht.
2. Treibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Befestigung der Riementeile (2o) untereinander dienende Gurtband (21) an der Oberseite jedes V-förmigen Riementeiles (2o) sitzt und mit den Riementeilen (2o) eine Einheit bildet.
3. Treibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelachsabstand (23) der Riementeile (2o) mindestens 1/2 % grosser ist als der MittelaGhsabstand (17) der Nuten (15*16).
4. Treibriemen nach Anspruch l_} dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelachsabstand (23) der Riementeile (2o) zwischen o>5 und 2 $ grosser ist, als der MittelaGhsabstand (17) der Nuten (15,16).
5» Treibriemen nach Anspruch I₄ dadurch gekennzeichnet, .' dass das Gurtband(21) mit jedem V-förmigön Riementeil (2o) in der Nähe von dessen ssügbeiastetem Querschnittsbereich

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(42) verbunden ist und aus einem Material mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften wie das Material dieses Querschnittsbereichs besteht, sodass das Gurtband(21) und die zugbelasteten Querschnittsbereiche (42) während des Betriebes des Treibriemens (lo) und der Riemenscheiben (11,12) etwa gleichen äusseren Kräften unterliegt.
6.)Treibrlernen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmigen Riementeile (2o) im Wesentlichen untereinander identisch sind, wobei jeder Riementeil (2o) von genormter Ausführung ist, und dass die Nuten (15*16) in den Riemenscheiben (11,12) im 'Vie sent liehen untereinander identisch sind, wobei jede Nut (15,16) ein Umfangsprofil von derselben genormten Ausführung hat.
7. Treibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Riementeil (2o) einen unteren druckbelasteten Querschnittsbereich (4o),in der Mitte einen die Arbeitsbelastung aufnehmenden Querschnittsbereich (41) und einen oberen zugbelasteten Querschnittsbereich (42) aufweist und dass das Gurtband (21) mit jedem V-förmigen Riementeil (2o) in der Nähe von dessen zugbelasteten Querschnittsbereichen (42) verbunden ist und aus einem Material mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften wie das Material dieser Querschnittsbereiche besteht, sodass der grössere Mittelachsabstand (23) der V-förmigen Riementeile (2o) beim Umlegen des Treibriemens (Io) um die Riemenscheiben (11,12) wirkungsvoll verringert wird.

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