DE19625832A1 - Zahnriemen mit Festigkeitsträgern und Textilgebilde, welches als Halbzeug für einen solchen Zahnriemen geeignet ist - Google Patents
Zahnriemen mit Festigkeitsträgern und Textilgebilde, welches als Halbzeug für einen solchen Zahnriemen geeignet istInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zahnriemen nach dem
Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2, wonach der Zahnriemen eine
Vielzahl von Zähnen und Zahnlücken dazwischen aufweist und in
seinem Rücken eingebettet eine als Zugstrang bezeichnete
Vielzahl von im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden
Festigkeitsträgern enthält. Dabei werden nachfolgend all die
Stellen, wo eine im wesentlichen zugstrangparallele Zahnlücke
an einen Zahn grenzt, als Zahnwurzel bezeichnet. Ein solcher
solcher Zahnriemen kann - auch wenn das in der Regel nur bei
Linearantrieben mit einer einseitig wirkenden Vorspannung in
Betracht kommt - für eine Hauptbelastungsrichtung ausgelegt
sein, wie dies im Oberbegriff des Anspruches 1 zum Ausdruck
kommt, oder auch nicht - das heißt, daß er in beiden
Orientierungen seiner Umfangsrichtung die gleiche Belastbarkeit
bietet -, wie dies bei nahezu allen umlaufenden Riemen zu
fordern ist, wo die nacheilenden Zahnflanken im wesentlichen
durch das antreibende Zahnrad und die voreilenden Zahnflanken
im wesentlichen durch das angetriebene oder die angetriebenen
Zahnräder beansprucht werden.
Das kommerziell wichtigste Anwendungsgebiet von Zahnriemen ist
der Antrieb von Nockenwellen in Verbrennungsmotoren der
Automobilindustrie. In diesem Anwendungsfeld findet der
Zahnriementrieb seinen größten Konkurrenten im Kettentrieb.
Daneben gibt es in sehr viel kleineren Stückzahlen noch
Antriebe über Stirnradsätze, Königswelle und es gab
Parallelschubstangengetriebe (z. B. an der 250er NSU "Max").
Jeder Nockenwellenantrieb muß heftig schwankenden Drehmomenten
standhalten - bei der Ventilöffnung muß er erhebliche Arbeit an
der Massenträgheit der Ventile, ihrer Sitzreibung und der
Rückholfeder verrichten, während er bei der Ventilschließung,
insbesondere bei steilen Nockenbahnen, Arbeit von der Ventil
rückholfeder aufnimmt, also für kurze Zeit die Nockenwelle die
Kurbelwelle vermittels des Zahnriemens antreibt, so daß das vom
Nockenwellenantrieb übertragene Belastungsmoment während eines
Verbrennungszyklus - insbesondere bei geringer Zylinderanzahl -
nicht nur schwellt sondern sogar wechselt. Ferner müssen
Nockenwellentriebe sehr steif sein, um eine hohe Steuer
genauigkeit der Ventile zu erreichen, und dennoch massearm und
leise. Schließlich sollen Nockenwellentriebe billig sein und
dennoch zuverlässig eine hohe Lebensdauer erreichen.
Der Erfinder hat die Aufgabe bearbeitet, in dem Konkurrenz
verhältnis zwischen Kosten und Masse, insbesondere der
Zahnriemenbreite, einerseits und der Maximalbelastbarkeit und
Lebensdauer andererseits weitere Verbesserungen am Zahnriemen
herbeizuführen.
Dabei ist aus der DE-OS 42 39 891 bekannt, daß eine Beimischung
von Fasern aus dem Längenbereich von 0,1 bis 5 mm in die die
Zähne bildende Kautschukmischung mit einer wellenförmigen
Ausrichtung dieser Fasern analog der Verzahnungskontur zu einer
Versteifung der Zähne führt mit dem Ergebnis, daß das
gefürchtete Zahnüberspringen erst bei erhöhten Maximal
drehmomenten auftritt.
Natürlich könnte dieser Vorteil auch - bei unveränderter
Verzahnungsgeometrie - durch eine höhere Vorspannung erreicht
werden, jedoch erfordert dies eine stärkere Bemessung des
Zugstranges, führt zu einem dickeren Riemensteg, erhöht deshalb
die Walkarbeit des Riemens bei gleichzeitig verschlechtertem
Verhältnis zwischen der kühlenden Oberfläche und dem zu
kühlenden Gummivolumen, erhöht also die Lauftemperatur und
beschleunigt die Gummireversion und verringert somit die
Steglebensdauer. Überdies sind alle Radiallager der am Riemen
angreifenden Räder höher belastet, also der Kurbelwelle, der
Spannrolle und der Nockenwelle, so daß im Ergebnis ab einer
optimalen Vorspannung bei noch weiterer Steigerung der
Vorspannung die Masse des gesamten Riementriebes und seine
Verlustleistung stärker steigt als die übertragbare
Nutzleistung.
Wenngleich die Erhöhung der Zahnsteifigkeit durch die oben
genannte Faserbeimischung also tatsächlich zu einem günstigeren
Verhältnis zwischen der - infolge der Vorspannung - umlaufenden
Blindleistung und der Nutzleistung führt und damit zu einer
unmittelbaren Energieersparnis im Betrieb und einer mittelbaren
Energieersparnis infolge des besseren Leistungsgewichtes, so
geht der Erfinder dennoch davon aus, daß durch eine andere oder
zusätzliche Versteifungstechnik der Zähne noch weitere
Erhöhungen des maximal übertragbaren Drehmomentes eines
Zahnriementriebes ohne Erhöhung der Riemenvorspannung möglich
sind, was entweder zu einer Breitenreduktion des Zahnriemens
genutzt werden könnte oder für eine Verlängerung der Service
intervalle oder für noch steilere Nockenbahnen. Sein Ziel ist
also eine andere oder zusätzliche Zahnaussteifung.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der
Ansprüche 1 oder 2 erreicht. Demgemäß ist die Lösung ausgehend
vom Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Zahn im Längsschnitt zwischen einer seiner beiden
Zahnwurzeln und der gegenüberliegenden Zahnflanke zumindest
eine Schar im wesentlichen gerade gestreckter Festigkeitsträger
enthält. Ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 2 ist die
Lösung dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn im Längsschnitt
zwischen jeder seiner beiden Zahnwurzeln einerseits und der
jeweils gegenüberliegenden Zahnflanke andererseits zumindest
je eine Schar im wesentlichen gerade gestreckter
Festigkeitsträger enthält.
Die Lösung nach Anspruch 2 unterscheidet sich nur insofern von
der Lösung nach Anspruch 1, als daß die Lösung nach Anspruch 2
die im Anspruch 1 gelehrte, für jeden Zahn nur einseitige
Maßnahme zur Versteifung für jeden Zahn beidseitig lehrt, um so
das gleiche Steifigkeitsfeld und die gleiche Belastbarkeit an
vor- und nacheilender Zahnflanke zu erreichen. Dies ist für die
allermeisten Zahnriementriebe anzustreben.
Zur Verminderung des Abriebes auf der verzahnten Seite des
erfindungsgemäßen Zahnriemens nach Anspruch 1 oder 2 und zur
Erhöhung seiner Zahnsteifigkeit empfiehlt sich gemäß Anspruch
3, auf seiner verzahnten Seite in an sich bekannter Weise eine
Textilschicht anzuordnen. Um das Gummi nicht als Fügemittel zu
hoch zu beanspruchen, sind gemäß Anspruch 4 vorteilhafterweise
die weiteren Festigkeitsträger sowohl an ihrem einen Ende im
Bereich der Zahnflanken als auch an ihrem anderen Ende im
Bereich einer Zahnwurzel mit der armierenden Textilschicht
verbunden.
Eine solche Verbindung ist weniger wichtig im Bereich der
Zahnwurzel, weil dort im Gummi - wenn es als alleiniges
Fügemittel, also quasi als Klebstoff, benutzt würde - durch
diese Fügung Schubspannungen ausgelöst wurden, denen Gummi bei
geeigneter Mischungsrezeptur zu widerstehen vermag; an der
Krafteinleitung in die Zahnflanken entstünde hingegen eine
Beanspruchung auf Abschälung, die bislang mit jeglichem Gummi
nicht dauerhaft beherrschbar erscheint.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Textilgebilde,
geeignet als Halbzeug für einen Zahnriemen zumindest nach den
Ansprüchen 1 und 3 und 4 oder 2 und 3 und 4. Gemäß Anspruch 11
ist ein solches Textilgebilde dadurch gekennzeichnet, daß es
- a) eine im Längsschnitt gewellte Textilschicht, deren Wellenlänge einer genormten Riemenzahnteilung entspricht, insbesondere 8 mm oder 9,525 mm und
- b) innerhalb jeder Welle zumindest eine Schar nebeneinander liegender, im wesentlichen gerade gestreckter Festigkeitsträger enthält, wobei
innerhalb jeder Welle - die von einer Wellentalmitte bis zur
nächsten Wellentalmitte gezählt wird - die im wesentlichen
gerade gestreckten Festigkeitsträger von einem der beiden
Wellentäler einerseits bis zur gegenüberliegenden
Wellenflanke andererseits reichen, wobei
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger beiderseits mit der wellenförmigen Textilschicht verbunden sind.
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger beiderseits mit der wellenförmigen Textilschicht verbunden sind.
Gemäß dem die Beidseitigkeit der vorgenannten Maßnahmen
lehrenden und ansonsten gleichen Anspruch 12 ist das
Textilgebilde dadurch gekennzeichnet, daß es
- a) eine im Längsschnitt gewellte Textilschicht, deren Wellenlänge einer genormten Riemenzahnteilung entspricht, insbesondere 8 mm oder 9,525 mm und
- b) innerhalb jeder Welle zumindest zwei Scharen nebeneinander liegender, im wesentlichen gerade gestreckter Festigkeitsträger enthält, wobei
innerhalb jeder Welle - die von einer Wellentalmitte bis zur
nächsten Wellentalmitte gezählt wird - die im wesentlichen
gerade gestreckten Festigkeitsträger zumindest einer Schar
von einem der beiden Wellentäler einerseits bis zur gegenüber
liegenden Wellenflanke andererseits reichen und die im
wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger zumindest
einer zweiten Schar vom anderen der beiden Wellentäler
einerseits bis zur hierzu gegenüberliegenden Wellenflanke
reichen, wobei
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger beiderseits mit der wellenförmigen Textilschicht verbunden sind.
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger beiderseits mit der wellenförmigen Textilschicht verbunden sind.
Derzeitig werden die meisten Zahnriemen auf ihrer verzahnten
Seite durch eine Textileinlage verstärkt, die im fertigen
Riemen der Verzahnungskontur folgen. Diese vorbekannten
Textileinlagen sind im wesentlichen flächig, das heißt, ihre
Dicke ist im Verhältnis zur Ausdehnung in der Axialrichtung und
Verzahnungskontur sehr klein. Sie sind ferner an allen Stellen
und in alle Richtungen nahezu vollkommen biegeschlaff und
können deshalb dicht gepackt als aufgerollte Bahnen vom
Textilhersteller zum Zahnriemenhersteller transportiert und
gespeichert werden.
Im Frühstadium der Zahnriemenkonfektion folgt eine solche
vorbekannte Textileinlage noch nicht der Verzahnungskontur,
sondern sie verläuft in der Querschnittebene sehnenartig von
Kopf zu Kopf der zahnradartig ausgebildeten Konfektionstrommel.
Erst durch die Kautschukeinspritzung von radial außen her
- üblicherweise durch den als zweites aufgespulten Zugstrang
hindurch - wird sie nach radial innen gegen die Flanken und den
Grund jeder der Rillen der Konfektionstrommel gedrückt, die als
Form-Negativ die Flanken beziehungsweise den Kopf jedes Riemen
zahnes ausbilden. Dabei wird ausgenutzt, daß die Textileinlage,
die der Verzahnungskontur im fertigen Riemen folgen soll, kaum
von Kautschuk durchströmt wird; eigens dazu ist es ziemlich
dicht gestellt. Diese heute weit verbreitete Produktionsweise
erfordert eine beträchtliche Dehnbarkeit (Stretch) der die
Zahnflanken armierenden Textileinlage, nämlich mindestens um
den Faktor
Sicherheitshalber wird in der Regel die mittlere Dehnbarkeit
noch etwas größer gewählt, damit auch im Falle nie ganz zu
vermeidender Produktionsschwankungen die vollständige
Ausfüllung der Rillen der Konfektionstrommel, also die richtige
Formgebung der Riemenzähne, gesichert ist. Für die meisten
Verzahnungskonturen ist bei dieser weit verbreiteten
Produktionsweise eine Dehnbarkeit von 5 zu 3 erforderlich, das
heißt, daß die Schußfäden um etwa 66% schadensfrei gedehnt
werden können. Infolge dieser Dehnbarkeit kann dieses
Armierungsgewebe im wesentlichen nur der Abriebminderung und
der Reibwertminderung dienen und trägt kaum zur Zahnaussteifung
bei.
Hiervon abweichend ist ein erfindungsgemäßes Textilgebilde
räumlich, das heißt, daß seine zwischen Ober- und Unterseite zu
messende Dicke im Verhältnis zur Ausdehnung in der Axial
richtung und in der dazu senkrechten Richtung entsprechend der
vorgesehenen Umlaufrichtung des zu konfektionierenden Zahn
riemens im Bereich dessen Zähne durchaus nennenswert ist,
nämlich der Zahnhöhe des zu konfektionierenden Zahnriemens
entspricht. Es weist ferner im Bereich der Zähne bereits eine
gewisse Biegesteifigkeit auf und ist nur in den Zahngründen
nahezu vollkommen biegeschlaff.
Das konventionelle Armierungsgewebe mit hochdehnbarem Schuß
wird in Kettrichtung aufgewickelt zur Speicherung und zum
Transport. Zu Beginn der Riemenkonfektion wird von dem Wickel
ein so langes Stück abgewickelt und abgeschnitten, wie es der
Breite der Konfektionstrommel entspricht. Dieses Stück wird
"quer" auf die Konfektionstrommel aufgelegt, wobei "quer"
bedeutet, daß die Kettfäden in der Axialrichtung der Trommel zu
liegen kommen und die Schußfäden in der Umfangsrichtung der
Trommel. Die Gewebebreite muß also mindestens der Riemen
umfangslänge entsprechen. Insoweit der Trommelumfang kleiner
als die Gewebebreite ist, wird der Überschuß abgetrennt und ist
häufig nicht anderweitig verwendbar, sondern er muß als Abfall
entsorgt werden. Dieser Abfall kann fast nie durch Abstimmung
der Gewebebreite auf den die Riemenumfangslänge
determinierenden Trommelumfang vermieden werden, weil von einem
Riemenhersteller etwa 200 unterschiedliche Riemenumfangslängen
angefordert werden, er aber nicht 200 unterschiedliche
Gewebebreiten beziehen und bevorraten kann.
Bei Verwendung erfindungsgemäßer Textilgebilde hingegen wird so
verfahren, daß es mit seiner "Längserstreckung", im Falle eines
Vlieses also mit der Hauptfaserrichtung, im besonders wichtigen
Falle eines Gewebes also mit der Kettfadenrichtung, in Trommel
umfangsrichtung aufgelegt wird, siehe auch Anspruch 8.
Die Gewebebreite aber läßt sich ohne weiteres auf die Trommel
breite abstimmen, weil pro Riemenhersteller allenfalls drei
verschiedene Trommelbreiten gebräuchlich sind, häufig sogar nur
eine einzige. Die Gewebelänge kann ebenfalls genau passend zum
Bedarf der jeweiligen Konfektionstrommel abgeschnitten werden.
Die Erfindung erlaubt also zusammenfassend durch die Vorwellung
das Auflegen des Armierungsgewebes in Längs- statt in Quer
richtung und erlaubt dadurch die abfallose Ausnutzung des
angelieferten Halbzeuges Textilgebilde.
Das erfindungsgemäße Textilgebilde kann wie das konventionelle
Armierungsgewebe aufgewickelt werden zum Transport und zur
Speicherung; die dabei entstehenden Falten durch das Platt
drücken der Wellen, die später in den Riemenzähnen anzuordnen
sind, schmälern die Dauerfestigkeit des Textilgebildes kaum. Um
bei dieser Gebindetechnik den Dauerfestigkeitsabfall kleinst
möglich zu halten, empfiehlt sich ein polyfiler Garnaufbau für
die Kettfäden.
Die Gebindetechnik des Aufwickelns hat grundsätzlich den
Nachteil einer eingeschränkten makroskopischen Raumausnutzung,
nämlich bei im Querschnitt quadratischer Stapelung pi/4, also
etwa 78,5%, bei im Querschnitt sechseckförmiger Stapelung
(pi/4)/(Wurzel(3)/2), also etwa 90,7%. Bei Verwendung dieser
Gebindetechnik für erfindungsgemäße Textilgebilde
verschlechtert sich die Raumausnutzung bei mikroskopischer
Betrachtung noch weiter, weil die plattgedrückten Wellenberge
den Abstand von Windung zu Windung deutlich vergrößern auch in
den Bereichen zwischen den Wellenbergen. Zur Verbesserung der
Raumausnutzung - makroskopisch wie mikroskopisch - empfiehlt es
sich, das Textilgebilde mäanderartig aufzuschichten, wie dies
als "Wigwag"-Gebinde auch im Kautschukfellvertrieb bekannt ist
und analog der DIN 61711 für Textilgebilde, Absatz 4.4, als
Mehrfachfaltung bezeichnet werden könnte ("analog" deshalb,
weil diese Norm nur bis zur 3-fach-Faltung geht).
Die makroskopische Raumausnutzung kann dann - bei zur Gewebe
breite passenden Container- oder Palettenbreite - 100%
erreichen und die mikroskopische Raumausnutzung wird dadurch
gesteigert, daß - bei Abstimmung der Umbuckabstände auf ein
ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge - die Wellenberge einer
beliebigen n-ten Schicht in den Wellentälern einer (n-1)-ten,
darunter befindlichen Schicht zu liegen kommen.
Im Zusammenhang mit dieser Anmeldung wird unter makroskopischer
Raumausnutzung das Verhältnis des Flächeninhaltes der Stirn
fläche eines Gebindes zum Flächeninhalt des diese Stirnfläche
umschreibenden Vieleckes verstanden. Der Nenner dieses Bruches
ist bei senkrecht übereinander und waagerecht nebeneinander
liegenden Wickeln, also einer quadratischen Stapelung, der
Flächeninhalt des eine Stirnfläche umschreibenden Quadrates,
bei versetzter Anordnung hingegen des eine Stirnfläche
umschreibenden Sechseckes. Die mikroskopische Raumausnutzung
hingegen beschreibt den Platzbedarf einer einzelnen Textillage.
Bei der Konfektionierung des Zahnriemens ist darauf zu achten,
daß das Textilgebilde phasengerecht aufgelegt wird, das heißt,
daß eines seiner Wellentäler auf einem Kopf der Konfektions
trommel zu liegen kommt und das folgende Wellental auf dem
folgenden Trommelkopf und so fort. Insbesondere bei der
Ausbildung nach Anspruch 12 mit innerhalb jeden Zahnes
symmetrischer Anordnung aller Festigkeitsträger - auch der
erfindungsgemäß den zukünftigen Riemenzahn diagonal
durchschneidenden - bereitet dieses Ausrichtungserfordernis
aber keine zusätzliche Arbeit, weil sich das Textilgebilde
selber die richtige Phasenlage sucht, gewissermaßen in die
Verzahnungskontur der Konfektionstrommel "einrastet".
Weil das erfindungsgemäße Textilgebilde bereits vor dem
Auflegen auf die Konfektionstrommel im wesentlichen die
gewünschte Wellung passend zur angestrebten Verzahnungskontur
des zu konfektionierenden Zahnriemens hat, braucht das
erfindungsgemäße Textilgebilde, insbesondere auch dessen
gewellte Textilschicht, nur noch eine wesentlich kleinere oder
gar keine Dehnbarkeit mehr. Damit wird der Einsatz wesentlich
zugsteiferer Festigkeitsträger in der Längsrichtung des zu
fertigenden Zahnriemens möglich. Neben dem Versteifungseffekt
durch die pro Zahn mindestens eine Schar nebeneinander - und im
Längsschnitt im Verhältnis zum Zugstrang diagonal - liegender,
im wesentlichen gerade gestreckter Festigkeitsträger wird also
eine wesentliche weitere Versteifung über die viel zugsteifere
Gestaltung der an sich bekannten und passend zur Verzahnungs
kontur gewellten Textilschicht erreicht. Hierfür ist wichtig,
daß das bisherige Riemenherstellungsverfahren dahingehend
abgewandelt wird, daß die Wellung dieser Schicht nicht durch
Dehnung nach der Konfektion - durch den nach radial innen
eingepreßten Kautschuk - sondern durch spannungsfreies
In-Wellen-legen (ondulieren) vor der Konfektion erreicht wird.
Ein weiterer konstruktiver Vorteil erfindungsgemäßer Riemen
liegt darin, daß die in Riemen-Umfangsrichtung verlaufenden
Fäden des armierenden Textils allenfalls eine kleine
Vorspannung haben, weshalb sie bei gleicher Abriebbelastung
weniger schnell abreiben.
Vorzugsweise sollte gemäß Anspruch 5 oder 13 die auf der
verzahnten Seite des Zahnriemens angeordnete bzw. anzuordnende
gewellte Textilschicht ein langfaseriges Vlies mit einer
mittleren Faserlänge von mindestens einem Zehntel, vorzugsweise
etwa der Hälfte, der Zahnteilung oder ein Gewirke oder ein
Gewebe sein. Im Falle des besonders bevorzugten Gewebes ist
vorzugsweise gemäß Anspruch 8 oder 16 die Kettfadenrichtung die
Riemenlängsrichtung und die Schußfadenrichtung die Axiale.
Bislang ist es üblich, daß diese gewellte Textilschicht ein
Gewebe ist, dessen Kettfadenrichtung die Axiale ist und dessen
Schußfadenrichtung die Riemenlängsrichtung ist, weil nur die
Schußfäden mit der bislang benötigten Dehnbarkeit ausgeführt
werden können, weil sich sonst kein hinreichend stabiles Web
fach ausbilden läßt. Bei der Ausbildung dieser gewellten,
Textilschicht sollte weiterhin gemäß Anspruch 8 bzw. 16
- - die Menge der Kettfäden in mindestens drei Scharen gegliedert sein,
- - von denen zumindest eine Schar solche Kettfäden enthält, die in jeweils einem Bereich pro Zahn mindestens 12 Schußfäden ununterbrochen - von der verzahnten Seite des Riemens aus gesehen - unterlaufen, also in diesen Bereichen nicht eingebunden sind, wobei
- - mindestens zwei andere Scharen von Kettfäden so in Schußfäden () eingebunden sind, daß jeder dieser Kettfäden höchstens 4 aufeinanderfolgende Schußfäden unter- oder überläuft, wobei
- - diese zwei letztgenannten Scharen eng eingebundener Kettfäden in an sich bekannter Weise der Zahnkontur im wesentlichen parallel folgen, jedoch
- - die in besagten Bereichen nicht eingebundenen Kettfäden der mindestens einen erstgenannten Schar im Vergleich zur Bogenlänge der Zahnkontur so verkürzt und die Position der besagten Bereiche so der Zahnriemenkontur zugeordnet sind, daß diese Kettfäden in diesen Bereichen im wesentlichen gestreckt von einer Zahnwurzel zur gegenüberliegenden Zahnflanke reichen.
Für die viel häufigeren Riemen, die auf beidseitig etwa
gleichhohe Beanspruchung ausgelegt sind, sollte analog gemäß
Anspruch 9 bzw. 17
- - die Menge der Kettfäden in mindestens vier Scharen gegliedert ist,
- - von denen zumindest zwei Scharen solche Kettfäden enthalten, die in jeweils einem Bereich pro Zahn mindestens 12 Schußfäden ununterbrochen - von der verzahnten Seite des Riemens aus gesehen - unterlaufen, also in diesen Bereichen nicht eingebunden sind, wobei
- - mindestens zwei andere Scharen von Kettfäden so in Schußfäden eingebunden sind, daß jeder dieser Kettfäden höchstens 4 aufeinander folgende Schußfäden unter- oder überläuft, wobei
- - diese zwei letztgenannten Scharen eng eingebundener Kettfäden in an sich bekannter Weise der Zahnkontur im wesentlichen parallel folgen, jedoch
- - die in besagten Bereichen nicht eingebundenen Kettfäden einer der mindestens zwei erstgenannten Scharen im Vergleich zur Bogenlänge der Zahnkontur so verkürzt und die Position der besagten Bereiche so der Zahnriemenkontur zugeordnet sind, daß diese Kettfäden in diesen Bereichen im wesentlichen gestreckt von einer Zahnwurzel zur gegenüberliegenden Zahnflanke reichen, während
- - die in besagten Bereichen nicht eingebundenen Kettfäden einer anderen der mindestens zwei erstgenannten Scharen im Vergleich zur Bogenlänge der Zahnkontur so verkürzt und die Position der besagten Bereiche so der Zahnriemenkontur zugeordnet sind, daß diese Kettfäden in diesen Bereichen im wesentlichen gestreckt von der anderen Zahnwurzel zur hierzu gegenüberliegenden anderen Zahnflanke reichen.
Die so als Gewebe hergestellten erfindungsgemäßen Textilgebilde
enthalten also keine zusätzlichen Fäden, um Gewebebereiche zu
Wellen zusammenzuraffen, sondern vielmehr werden einige der
Kettfäden für die Aufgabe des Raffens herangezogen.
Die Raffung erfolgt in jedem Bereich des Gewebes, der im
fertigen Riemen zwischen einem Zahnfuß und gegenüberliegender
Flanke des selben Zahnes sich erstreckt (siehe auch Fig. 6).
In den Bereichen des Textilgebildes, insbesondere Gewebes, die
zur Plazierung in den Bereichen zwischen benachbarten Füßen
aufeinanderfolgender Riemenzähne vorgesehen sind, erfolgt keine
Raffung; vielmehr sind dort alle Kettfäden so mit Schußfäden
eingebunden, daß jeder Kettfaden höchsten 4 aufeinanderfolgende
Schußfäden ununterbrochen unter- oder überläuft.
Die Schar bzw. die Scharen raffender Kettfäden sind auf anderen
Kettbäumen oder Spulengatter von Kettfäden anzuordnen als die
Scharen nicht-raffender Kettfäden, also der Kettfäden, die auch
im Zahnkopfbereich der Verzahnungskontur parallel folgen. Beim
Schußeintrag in die zu raffenden Bereiche ist der Vorschub der
raffenden Kettfäden gegenüber dem Vorschub der nicht-raffenden
Kettfäden vermindert; eben diese Vorschubminderung führt zur
Raffung und konserviert sie dauerhaft. Der besondere Vorzug
dieser Technik liegt darin, daß die Verbindung der im Längs
schnitt einen Riemenzahn durchlaufenden Fäden mit dem der
Verzahnungskontur folgenden Rest des Textilgebildes quasi
einstückig erfolgt, wodurch sie besonders zuverlässig ist.
Außerdem scheint mit dieser Verfahrensweise der geringst
mögliche Mehraufwand gegenüber der derzeit üblichen Technik
erreicht zu sein. Dabei muß hingenommen werden, daß einige
Kettfäden, vorzugsweise jeder Dritte, nicht den Zahnkopfbereich
durchläuft; dies erscheint jedoch verkraftbar, weil sowohl die
Biege- als auch die Abriebbelastung zum Zahnkopf hin abnimmt.
Nach derzeitiger Kenntnis scheint die Ausführung der Erfindung
gemäß dem Anspruch 9 unter Verwendung eines Textilgebildes
gemäß Anspruch 17, denen gemäß das Textilgebilde ein bereichs
weise gerafftes Gewebe ist und die der Zahnkontur folgende
Textilschicht im Kopfbereich der Riemenzähne geschwächt ist
durch Verlagerung und Straffziehung einiger Kettfäden in das
Riemenzahninnere, die beste zu sein.
Blickend auf die bereichsweise Verlagerung einiger Kettfäden
aus dem Riemenzahnkopfbereich ins Zahninnere wird im Rahmen
dieser Anmeldung die auf der verzahnten Riemenseite angeordnete
Textilschicht als diskontinuierlich bezeichnet, wobei diese
Gestalt - das ist ihr größter Vorteil - eine kontinuierliche
Fertigung des Textilgebildes erlaubt, also den Verzicht auf
jegliche Verbindungstechnik wie Anknotung oder Umschlingung
oder Anschweißung zur Verbindung der die Zähne durchlaufenden
Fäden mit der der Zahnkontur folgenden Textilschicht.
Ähnlich aussichtsreich erscheint aus den gleichen Gründen eine
Riemenausführung nach Anspruch 7 unter Verwendung eines
Textilgebildes nach Anspruch 15, wonach das Textilgebilde nach
Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet ist, daß
- a) die im Längsschnitt gewellte Textilschicht (9) ein Gewirke mit kurzen Maschen ist, während
- b) die innerhalb jeder Welle zumindest eine Schar nebeneinanderliegender, im wesentlichen gerader Festigkeitsträger (7) als längere Maschen ausgebildet sind.
Dadurch ist es geeignet als Halbzeug zur Herstellung eines
Zahnriemens nach Anspruch 7, demgemäß der Zahnriemen nach
Anspruch 1 oder 2 und 3 und 4 dadurch gekennzeichnet ist, daß
die auf seiner verzahnten Seite angeordnete Textilschicht ein
Gewirke ist, wobei pro Zahn zumindest eine Schar von Maschen
des Gewirkes von einer Zahnwurzel im wesentlichen gerade
gestreckt zur gegenüberliegenden Zahnflanke reicht, während
eine Schar kürzerer Maschen in an sich bekannter Weise der
Zahnkontur im wesentlichen parallel folgt.
Auch hierbei wird eine - technisch aber unproblematische
infolge des Belastungsminimums im Riemenkopfbereich -
Schwächung der der Zahnkontur folgenden Textilschicht
hingenommen, weshalb auch hierbei diese Textilschicht als
diskontinuierlich bezeichnet wird, erlaubt aber ein
kontinuierliches Fertigungsverfahren des Textilgebildes
einschließlich der von Anfang an eingebundenen längeren Maschen,
die aber um einen geringeren Betrag länger sind als es dem
Produkt der kürzeren Maschenweite mal der Anzahl der über
sprungenen Maschen entspräche, so daß diese längeren Maschen die
bereichsweise Raffung des Textilgebildes bewirken und
konservieren.
Gleichwohl ist es auch möglich, die der Verzahnungskontur des
Riemens parallel folgende Textilschicht kontinuierlich
auszubilden, also mit einer unverminderten Fadendichte bzw. (im
Falle eines Vlieses) Faserdichte im Riemenzahnkopfbereich.
Gemäß Anspruch 6 sind dabei die im wesentlichen gerade
gestreckten Festigkeitsträger, die sich in jedem Zahn jeweils
von einer Zahnwurzel zur gegenüberliegenden Zahnflanke
erstrecken, zusätzliche Festigkeitsträger, die jeweils am Ort
der Zahnwurzel und der gegenüberliegenden Zahnflanke an die
kontinuierliche Textilschicht angebunden sind, zum Beispiel
durch Anknotung oder Umschlingung oder Anschweißung oder
Kombinationen mehrerer Verbindungstechniken. Die Schaffung
solcher nachträglicher Verbindungsstellen ist nach dem Stande
der Technik möglich, jedoch ziemlich kostenintensiv; das
erforderliche Herstellungsverfahren erfordert nämlich viele
Positionier- und Halteoperationen, ist also diskontinuierlich
und langsam.
Riemen gemäß Anspruch 6 setzen also als Halbzeug ein Textil
gebilde nach Anspruch 14 voraus, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß die gewellte Textilschicht kontinuierlich ist und, daß
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger, die
sich in jedem Zahn jeweils von einem Wellental zur gegenüber
liegenden Wellenflanke erstrecken, zusätzliche Festigkeits
träger sind, die jeweils im Wellental und im Bereich der
jeweils gegenüberliegenden Wellenflanke an die
kontinuierliche, gewellte Textilschicht angebunden sind, zum
Beispiel durch Anknotung oder Umschlingung oder Anschweißung
oder Kombinationen mehrerer Verbindungstechniken. Gemäß dieser
Ausführung bewirken die zusätzlichen, nachträglich angebrachten
Festigkeitsträger die Raffung der durch die Raffung gewellten
und im fertigen Riemen der Zahnkontur folgenden Textilschicht
und konservieren diese Wellung.
Unabhängig davon, ob die der Zahnkontur folgende Textilschicht
kontinuierlich (wie zuletzt vorgestellt) oder diskontinuierlich
ist, ob sie ein Gewebe, ein Gewirke, ein Vlies oder ein
sonstiger Faden- oder Faserverbund ist, und ob der Riemen für
einseitige (gemäß Anspruch 1) oder beidseitige Belastung (gemäß
Anspruch 2) ausgelegt ist, läßt sich gemäß Anspruch 10 eine
weitere Verbesserung im Rahmen der Erfindung dadurch erreichen,
daß zwischen der voreilenden und/oder nacheilenden Zahnwurzel
eines jeden Zahnes und der jeweils gegenüberliegenden Zahn
flanke Festigkeitsträger in unterschiedlichen Richtungen im
wesentlichen gestreckt angeordnet sind und auf
unterschiedlicher Höhe an die Zahnflankenarmierung angebunden
sind, wobei die Richtungsabweichung zwischen den von einer
Zahnwurzel ausgehenden Festigkeitsträgern höchstens 35°
beträgt. Die Herstellung solcher Riemen erfordert Textilgebilde
gemäß Anspruch 18 als Halbzeug.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von neun Figuren näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Zahnriemen für einseitige
Belastung (gemäß Ansprüchen 1, 3 und 4) im Längsschnitt
durch zwei Zähne,
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Zahnriemen für beidseitige
Belastung (gemäß Ansprüchen 2, 3 und 4) im Längsschnitt
durch zwei Zähne,
Fig. 3 einen Zahnriemen ähnlich Fig. 2, jedoch mit einer von
Zahnwurzel zu Zahnwurzel durchlaufenden Fadenschar
Fig. 4 ein erfindungsgemäßes gewelltes Textilgebilde für den
in Fig. 3 gezeigten Zahnriemen,
Fig. 5 im Längsschnitt durch zwei Zähne einen erfindungs
gemäßen Zahnriemen für beidseitige Belastung ähnlich
Fig. 3, jedoch mit pro Belastungsrichtung zwei in
etwas unterschiedlichen Richtungen die Riemenzähne
durchlaufenden Fadenscharen,
Fig. 6a eine Bindungspatrone für ein gewebtes Textilgebilde
nach Anspruch 17 mit einer von Wellental zu Wellental
bzw. von Zahnfuß zu Zahnfuß durchlaufenden Fadenschar
als Herstellungsanweisung für ein Halbzeug gemäß Fig. 4
zur Herstellung eines Riemens wie in Fig. 3 gezeigt,
Fig. 6b die gleiche Fadenzuordnung wie Fig. 6a, jedoch in der
Seitenansicht,
Fig. 7a das Maschenmuster für ein gewirktes Textilgebilde als
Herstellungsanweisung für ein Halbzeug zur Verwendung
in einem Riemen ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten, und
Fig. 7b die gleiche Maschenzuordnung wie Fig. 7a, jedoch in
der Seitenansicht.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Zahnriemen 1 für
einseitige Belastung im Längsschnitt durch zwei Zähne 2. Der
Riemen 1 ist in an sich bekannter Weise mit einer Kraft Fv
vorgespannt, um das Überspringen von Riemenzähnen 2 in die
jeweils nächste Radzahnlücke 11 zu unterbinden. Die einseitige
Belastung wird durch ein rechts ausschnittsweise dargestelltes
Zahnrad 10 aufgebracht, welches mit einem Drehmoment M im
Gegenuhrzeigersinn auf die jeweils linken Zahnflanken 8a eines
jeden im Eingriff befindlichen Zahnes 2 des Riemens 1 drückt.
Dadurch wirkt links eine größere Zugkraft auf den Zugstrang des
Riemens 1 als rechts; wenn vereinfachend angenommen wird, daß
die Nutzkraft an den beiden ersten im Eingriff befindlichen
Zähnen vollständig anfällt (bei einer relativ geringen
Vorspannung sind es beispielsweise am ersten Zahn etwa 56%, am
zweiten etwa 27%, am dritten etwa 11%, am vierten etwa 4% und
so weiter), dann liegt rechts von diesen beiden Zähnen im
Zugstrang nur noch die Vorspannkraft Fv an, wie hier
dargestellt, links hingegen die Summe Fn + Fv.
Die im Eingriff auf die linken Zahnflanken 8a ausgeübte Druck
kraft verschiebt diese Zahnflanken 8a nach rechts und verbiegt
sie im Uhrzeigersinn, wobei besonders letzteres das gefürchtete
Aufsteigen des Riemenzahnes 2 aus der Radzahnlücke 11 fördert.
Auf den Riemenzahn 2 wirkt also eine Kombination aus Scher- und
Biegebelastung. Infolge dieser Belastung wird auch die jeweils
andere Zahnflanke 8b des belasteten Riemenzahnes 2 im gleichen
Drehsinn, also hier im Uhrzeigersinn, verbogen.
Der Erfinder schlägt vor, den Verformungswiderstand gegen diese
Belastungskombination zu erhöhen und sieht zu diesem Zwecke
diagonal und möglichst gestreckt durch jeden Riemenzahn 2
hindurch laufende Festigkeitsträger 7 vor, die die - hier
jeweils links dargestellte - Wurzel 6a an der vom Zahnrad 10
hochbelasteten Zahnflanke 8a mit der nur durch die Vorspann
kraft Fv belasteten - hier jeweils rechts dargestellten -
Zahnflanke 8b verbinden.
Die erfindungsgemäßen Festigkeitsträger oder Festigkeitsträger
bereiche 7 müssen so zugfest und zahlreich sein, daß sie die
aufgenommene Last rißfrei überstehen. Zwecks großflächiger
Lastverteilung sollte in jedem Riemenzahn 2 nicht nur ein
einziger diagonaler Festigkeitsträger 7 angeordnet sein,
sondern eine ganze Schar; dies ist auch in diesem Ausführungs
beispiel so vorgesehen, jedoch bleiben die weiteren
Festigkeitsträger 7 aus dieser Blickrichtung unsichtbar, weil
sie genau hinter dem in der Schnittebene dargestellten
Festigkeitsträger 7 angeordnet sind.
Die zugsteifen erfindungsgemäßen Festigkeitsträger 7 bilden
zusammen mit dem an sich bekannten, im Rücken 4 des Riemens 1
angeordneten Zugstrang aus ebenfalls zugsteifen Festigkeits
trägern 5 und dem inkompressiblen Gummi auf der rechten Seite
eines jeden Zahnes 2 ein Fachwerk-Dreieck. Wegen dessen
Steifigkeit kann sich die Zahnflanke 8b kaum noch im Uhrzeiger
sinn verbiegen; infolge der Anbindung der linken Zahnflanke 8a
an die Zahnflanke 8b über den nahezu inkompressiblen Riemen
zahnkopf kann sich auch die Zahnflanke 8a kaum noch verbiegen.
Dieser Wirkmechanismus der Erfindung klappt umso besser, desto
weniger Luft zwischen Radzahnlücke 11 und Riemenzahnkopf 12 im
Eingriff verbleibt, weil so die Annahme der Inkompressibilität
(insbesondere in Umfangsrichtung) des Riemenzahnkopfes 12
besonders gut mit der Realität übereinstimmt. Um dennoch keine
zu großen Laufgeräusche durch allzu stoßweises Ausstoßen von
Luft aus der Radzahnlücke 11 beim Einlaufen eines Riemenzahnes
2 zu verursachen, sind - vorzugsweise sich nach axial außen hin
erweiternde - Luftabführkanäle 13 im Radzahnlückengrund 11.1
vorgesehen. Um die Abstützungsfläche für den Riemenzahnkopf 12
so wenig wie möglich zu schmälern, können diese Luftabführ
kanäle 13 - insbesondere in beiden axial äußeren Bereichen -
als Hinterschnitt ausgeführt sein.
Bei den derzeitig üblichen Zahnriementrieben setzen die Riemen
zahnköpfe nicht oder allenfalls mit kleinen Flächenbereichen
auf den Gründen der Radzahnlücken auf; wohl aber setzen die
Radzahnköpfe nahezu vollflächig auf den Gründen der Riemen
zahnlücken auf. Hierdurch wird der Riemen in Zusammenwirkung
mit der Vorspannkraft radial geführt und läuft sehr abriebarm
mit seinen Zähnen in die Radzahnlücken ein. Gleichzeitig ist
eine statische Überbestimmung praktisch nicht gegeben, weil die
gleichzeitig wirksame Riemenführung über die Flanken infolge
deren im wesentlichen radialer Erstreckung sehr viel weicher
ist und - wie zu Eingang dieses Absatzes näher ausgeführt -
eine Riemenführung über die Riemenköpfe entweder gar nicht
stattfindet oder ebenfalls sehr weich ist infolge geringer
Kontaktfläche. - Bei den bevorzugten Ausführungen der Erfindung
hingegen liegt eine durchaus steife Riemenführung über die
Riemenzahnköpfe 12 vor infolge nahezu vollflächigen Kontaktes
zwischen Riemenzahnkopf 12 und Radzahnlückengrund 11.1. Mit
Rücksicht darauf empfiehlt sich zur Vermeidung statischer
Überbestimmung eine solche Vergrößerung der Riemenkopfhöhe h
des Zahnriemens 1 oder Verkleinerung der Radkopfhöhe H, daß
zwischen Zahnradkopf 15 und Riemenzahnlückengrund 3.1 ein Spiel
P verbleibt, wie hier mit übertriebener Radkopfkürzung gezeigt.
Abgesehen von letztgenannter Übertreibung und - zwecks Zeichen
barkeit - zu grober Darstellung der Textilschicht 9 sind
übrigens alle Fig. 1 bis 5 maßstäblich.
Wie an sich bekannt sollte die verzahnte Seite des Zahnriemens
1 durch eine in oder dicht unter der Oberfläche angeordnete
Textilschicht 9 verstärkt sein. In diesem Ausführungsbeispiel
ist diese Textilschicht 9 als Gewebe ausgeführt. Die Festig
keitsträger 7 sind an ihren beiden Enden V um einen axial
verlaufenden (es ginge auch um einen in Umfangsrichtung
verlaufenden) Faden der Textilschicht 9 geschlungen und
dadurch, in Zusammenwirkung mit dem umgebenden Gummi, mit
dieser verbunden.
Bei Lineartrieben, wo also auf der linken Seite nicht etwa ein
zweites Zahnrad inversen Drehmomentes angeordnet ist, gibt es
den bislang behandelten - seltenen - Fall, der einseitigen
Riemenbelastung. Für den viel häufigeren Fall, daß sowohl
Antrieb als auch Abtrieb über Zahnräder erfolgt, werden vom
Antriebsrad die einen Zahnflanken im Eingriff belastet, vom
Abtriebsrad die gegenüberliegenden Zahnflanken, so daß in
beiden Orientierungen etwa die gleiche Belastungsfähigkeit
erforderlich ist.
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Zahnriemen 1 für beid
seitige Belastung, und zwar ebenfalls im Längsschnitt. Bei
dieser Ausführung ist nicht nur jeder Zahn 2 durch eine Schar
von links unten nach rechts oben laufender Festigkeitsträger
7.1 versteift sondern auch durch eine Schar von rechts unten
nach links oben laufender Festigkeitsträger 7.2. Hierdurch wird
in analoger Weise auch die Verbiegung der Zahnflanken 8b im
Gegenuhrzeigersinn gemindert bei einem Drehmomentenangriff im
Uhrzeigersinn durch ein - in der Regel anderes - Zahnrad. Ein
solcher Zahnriemen 1 ist also für eine Kraftübertragung über
Zahnflanken 8 in beiden Orientierungen gleich gut geeignet.
Ferner sind hier im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 1 die
erfindungsgemäß diagonal und im wesentlichen gestreckt durch
jeden Zahn 2 hindurch gehenden Festigkeitsträger 7 mit der
Textilschicht 9 nicht nachträglich, also nach deren vollendeter
Herstellung, verbunden - was teuere Umschlingungen (wie in
Fig. 1 gezeigt) oder Verschweißungen oder gar Verknotungen
erfordert - sondern von Anfang an in die Textilschicht 9
eingebunden. Bei der gezeigten Ausführung der Textilschicht 9
als Gewebe sind die Festigkeitsträger 7 bestimmte Bereiche der
Kettfäden eben dieses Gewebes 9, und zwar solche, die von mehr
als 4 Schußfäden übersprungen sind während der Gewebe
herstellung und in diesem Bereiche mit vermindertem Vorschub in
das Gewebe eingetragen wurden. Der bereichsweise verminderte
Vorschub dieser Kettfäden bewirkt die bereichsweise Raffung.
Neben der gezielt ausgelassenen Schußeinbindung liegt der Pfiff
dieser Lösung in dem bereichsweise verminderten Vorschub der
zur Darstellung der Festigkeitsträger 7 herangezogenen
Kettfäden; zur Ermöglichung deren bereichsweise verminderten
Vorschubes ist vor Beginn der Gewebeherstellung deren Anordnung
auf einem separaten Kettbaum erforderlich.
Der in der Schnittebene verlaufende und deshalb in voller Linie
dargestellte Kettfaden läuft innerhalb jeden Zahnes 2 von der
Zahnwurzel 6a (links unten) direkt zur gegenüberliegenden
Zahnflanke 8b (rechts oben) desselben Zahnes 2, also nicht
parallel zur Zahnflanke 8a und zum Riemenzahnkopf 12. Dahinter
befindet bzw. befinden sich mindestens ein, vorzugsweise
mehrere (in diesem Ausführungsbeispiel: drei; siehe auch Fig.
6), Kettfaden bzw. -fäden, die der Zahnkontur 20 folgen und
gestrichelt gezeigt sind. Dahinter befindet sich ein Kettfaden,
der innerhalb jeden Zahnes 2 von der Zahnwurzel 6b (rechts
unten) direkt zur gegenüberliegenden Zahnflanke 8a (links
oben) des selben Zahnes 2 verläuft, also nicht parallel zur
Zahnflanke 8b und zum Riemenzahnkopf 12. Dahinter befindet bzw.
befinden sich wieder mindestens ein, vorzugsweise mehrere (in
diesem Ausführungsbeispiel: drei; siehe auch Fig. 6), Kett
faden bzw. -fäden, die der Zahnkontur 20 folgen; in der
gewählten Blickrichtung fallen sie mit den schon gestrichelt
gezeigten anderen, der Zahnkontur 20 folgenden Kettfäden
zusammen. In der Axialen weiter nach hinten fortschreitend
wiederholt sich sodann die in diesem und dem vorangehenden
Abschnitt beschriebene Kettfadenfolge solange, bis eine
Gewebebreite entsprechend der Breite der Konfektionstrommel
erreicht ist.
Zur Sicherstellung ausreichender Festigkeit der Festigkeits
trägerbereiche 7.1 und 7.2 können die entsprechenden Kettfäden
zugfester ausgebildet sein als die übrigen Kettfäden. Da sie
ohnehin auf eigenen Kettbäumen bereit gehalten werden, bedeutet
eine solche Festigkeitsanpassung keinen zusätzlichen Aufwand.
Abgesehen von der Beidseitigkeit der die Zahnbiegesteifigkeit
erhöhenden Festigkeitsträger 7 ist der Riemen 1 gleichartig
gestaltet wie der in der Fig. 1 gezeigte Riemen 1. Deshalb
sind entsprechende Bauteile auch mit den entsprechenden Bezugs
zeichen versehen. Auch der Wirkmechanismus der Versteifung ist
der gleiche wie anläßlich der Fig. 1 auf den Seiten 19 und den
beiden ersten Absätzen der Seite 20 beschrieben.
Fig. 3 zeigt einen beidseitig gleich hoch belastbaren Zahn
riemen 1 ähnlich der Fig. 2, jedoch zusätzlich mit einer von
Zahnwurzel 6a zu Zahnwurzel 6b durchlaufenden Fadenschar 7.3.
Die Schnittebene ist hier so gewählt, daß diese letztgenannte
Fadenschar 7.3 - im folgenden auch "Wurzelschar" 7.3 genannt -
in Ansicht erscheint und deshalb in Vollinie gezeichnet ist;
dementsprechend konnten die in unterschiedlichen Ebenen
dahinter plazierten Festigkeitsträger 7.1 und 7.2 nur
gestrichelt gezeigt werden.
Vorzugsweise enthält der Zahnriemen 1 weniger Wurzelfäden 7.3
als die Zahnbiegesteifigkeit verbessernde Fäden 7.1 und 7.2.
Denn die Fäden 7.3 haben keinen konstruktiven Vorteil sondern
einen beträchtlichen verfahrenstechnischen Vorteil, der mit
Blick auf die Fig. 4 besonders deutlich wird:
Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäßes gewelltes Textilgebilde 14
für den in Fig. 3 gezeigten Zahnriemen in Seitenansicht. Die
Wurzelfadenschar 7.3 stellt sicher, daß die Wellenlänge W des
gewellten Textilgebildes 14 gleich der Teilungslänge T des zu
fertigenden und in Fig. 3 gezeigten Zahnriemens 1 ist. Dies
erleichtert beträchtlich die Riemenkonfektion: Ist erstmal ein
einziger der sich hier über einer Wurzelfadenschar 7.3
erhebenden Wellenberge 16 nach radial innen weisend in eine
Rinne der Konfektionstrommel eingeführt, so folgen bei weiterem
Aufwickeln des Textilgebildes 14 auf die Konfektionstrommel
auch alle weiteren Wellenberge 16 in die jeweilige riemenzahn
kopfbildende Rinne der Konfektionstrommel.
Die Wurzelfadenschar 7.3 erleichtert also das phasengerechte
Auflegen des Textilgebildes 14 auf die Konfektionstrommel.
Hierzu braucht diese Schar keine großen Kräfte aufzunehmen,
weshalb es ausreicht, wenn - wie in Fig. 6 gezeigt - jeder 20.
Kettfaden als Wurzelfaden 7.3 in das Gewebe eingebracht wird.
Er (7.3) bedarf auch keiner erhöhten Festigkeit.
Im übrigen zeigt Fig. 4 eine passend zur vorgesehenen
Verzahnungskontur gewellte Textilschicht 9. Diese Wellung kann
durch eine aufgestrichene oder aufgesprühte, vorzugsweise
gleichzeitig haftungsvermittelnde Appretur stabilisiert sein.
Von jedem Wellental 18a geht ein Kettfadenbereich 7.1 zur
gegenüberliegenden Flanke 17b des gleichen Wellenberges 16 und
von jedem Wellental 18b geht ein Kettfadenbereich 7.2 zur
gegenüberliegenden Flanke 17a des gleichen Wellenberges 16;
diese beiden erfindungsgemäßen Kettfadenbereiche 7.1 und 7.2
stabilisieren einen jeden Wellenberg 16 zusätzlich.
Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemäßen Zahnriemen 1 für beid
seitige Belastung mit die Riemenzähne 2 durchlaufenden Faden
scharen 7.1, 7.2, 7.4 und 7.5 unterschiedlicher Richtung im
Längsschnitt durch zwei Zähne 2. Die Scharen von Kettfäden 7.1
und 7.4 verlaufen jeweils von der Zahnwurzel 6a (links unten)
zur gegenüberliegenden Zahnflanke 8b (rechts oben). Die Fäden
7.4 münden dabei dichter an der nächsten Zahnwurzel 6b in die
Textilschicht 9 ein als die Fäden 7.1. Zwischen beiden Faden
scharen 7.1 und 7.4 liegt ein Winkel δ von hier 13°. Dieser
Winkel δ sollte umso größer sein, desto schmaler die Riemen
zähne 2 im Verhältnis zu ihrer Höhe h sind; er sollte aber 35°
nicht überschreiten. Analog aber in umgekehrter Orientierung
verlaufen die Scharen von Kettfäden 7.2 und 7.5 jeweils von der
Zahnwurzel 6b (rechts unten) zur gegenüberliegenden Zahnflanke
8a (links oben). Die Fäden 7.5 münden dabei dichter an der
nächsten Zahnwurzel 6a in die Textilschicht 9 ein als die Fäden
7.2. Zwischen den Fadenscharen 7.2 und 7.5 liegt der gleiche
Winkel δ wie zwischen den Fadenscharen 7.1 und 7.4.
Dadurch, daß bei dieser Ausführung für die Versteifung gegen
über jeder Belastungsrichtung nicht nur eine Fadenschar 7.1
bzw. 7.2 sondern zusätzlich noch eine etwa anders geneigte
Fadenschar 7.4 bzw. 7.5, erfolgt diese Versteifung gleich
mäßiger über der Zahnhöhe. Auch die Lasteinleitung all dieser
Fadenscharen 7, die nichts anderes als bereichsweise aus dem
Gatter der Schußfäden herausgelöste Kettfäden sind, in die der
Verzahnungskontur 20 folgende Textilschicht 9, innerhalb derer
- zur Zahnwurzel hin in zunehmender Anzahl - auch vorgenannte
Kettfäden in das Gatter der Schußfäden eingebunden sind,
erfolgt gleichmäßiger. Abgesehen von dieser Auffächerung der
erfindungsgemäßen, diagonal und im wesentlichen gestreckt quer
durch einen jeden Riemenzahn 2 hindurchgehenden Festigkeits
träger 7 entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem in Fig. 3
gezeigten.
Fig. 6a zeigt eine Bindungspatrone für ein gewebtes Textil
gebilde 14 nach Anspruch 17 mit einer von Wellental 18 zu
Wellental 18 (bzw. - gedacht in der Begriffswelt des hiermit
herzustellenden Riemens - von Zahnfuß zu Zahnfuß) durch
laufenden Fadenschar als Herstellungsanweisung für ein Halbzeug
gemäß Fig. 4 zur Herstellung eines Riemens wie in Fig. 3
gezeigt. Die auf dem gleichen Blatt befindliche Fig. 6b zeigt
die Fadenzuordnung in der Seitenansicht.
Eine "Bindungspatrone" ist die dem Textilfachmann geläufige
Darstellungsweise eines Gewebeaufbaues. Weil der durchschnitt
liche Fachmann des Zahnriemenbaues kein Textilfachmann ist, sei
zunächst auf das "Brockhaus"-Lexikon "Naturwissenschaften und
Technik", Band 1 (A bis Ek) der Ausgabe 1983, Seite 142
verwiesen, welches einen raschen Überblick über verschiedene
Gewebetypen und zugehörigen Bindungen und Patronen vermittelt.
Ferner werden nachfolgend einige Fachbegriffe des Textil
fachmannes erläutert:
Jeder Spalte einer Bindungspatrone entspricht ein Kettfaden und
jeder Zeile ein Schußfaden. Ist das Kreuzungsquadrat einer
bestimmten Spalte und einer bestimmten Zeile schwarz
gezeichnet, so überläuft dort der bestimmte Kettfaden den
bestimmten Schußfaden; ist das Kreuzungsquadrat einer
bestimmten Spalte und einer bestimmten Zeile hingegen weiß
gezeichnet, so unterläuft dort der bestimmte Kettfaden den
bestimmten Schußfaden. (Würde von der anderen Seite her auf das
Gewebe geschaut, gälte natürlich das umgekehrte.)
Die häufigste Gewebebindung ist die Bindung "1/1", die umgangs
sprachlich auch als "Leinwandbindung" bezeichnet wird. Die
zugehörige Bindungspatrone entspricht einem Schachbrettmuster.
Von Fadenkreuzung zu Fadenkreuzung wechselt hierbei jeder Kett
faden vom Unter- zum Überlauf bzw. vom Über- zum Unterlauf und
auch jeder Schußfaden vom Unter- zum Überlauf bzw. vom Über- zum
Unterlauf. Alle zwei Fadenkreuzungen sowohl in der Schuß
richtung als auch in der Kettrichtung wiederholt sich das
gleiche Bindungsbild periodisch. Die kürzeste Periodengröße
(Periodenlänge in Kettrichtung, Periodenbreite in Schuß
richtung) beträgt also in beiden Richtungen zwei; beide
Periodizitäten zusammenfassend spricht der Fachmann von einem
Rapport (das ist die kleinste sich wiederholende Fläche) 2/2.
Die Höhe der Fig. 6a entspricht der Bogenlänge der
Verzahnungskontur innerhalb einer Zahnteilung T und beträgt
etwa 5/3T. Parallel zur Höhe dieser Fig. 6a laufen die
Kettfäden (also wie üblich als Spalten dargestellt) und
waagerecht die Schußfäden. Die Periodenlänge beträgt in diesem
Beispiel 52. Der überwiegende Teil dieses beispielhaften
Patrone zeigt die Leinwandbindung.
Die ganz linke Spalte zeigt jedoch einen Kettfaden K1, der in
einem Bereich 7.1 zwischen den Positionen a und c, wobei "a"
gemäß Fig. 6b der linken Zahnwurzel und "c" etwa der Mitte der
rechten Zahnflanke eines hiermit herzustellenden Zahnes
entspricht, alle Schußfäden S4 bis S36 kontinuierlich
unterläuft. Die drei sich nach rechts anschließenden Kettfäden
K2 bis K4 folgen hingegen der geläufigen 1/1 Bindung.
Zur Darstellung eines Textilgebildes wie für die Herstellung
eines Riemens gemäß Fig. 1 erforderlich beträgt die Perioden
breite nur A1; das heißt, daß (abweichend von den rechts davon
tatsächlich gezeichneten Spalten) sich nach diesen vier Spalten
wieder das gleiche Bild nach rechts anschließen sollte. Der
Rapport beträgt also nur 52/4. Die Kettfäden K2 bis K4 befinden
sich auf einem Kettbaum, die Kettfäden K1 auf einem separaten,
also zweiten Kettbaum zur Erzielung eines geringeren (in einer
Patrone nicht darstellbaren) Kettfadenvorschubes im Bereich 7.1.
In der tatsächlichen Fig. 6a weiter fortfahrend folgt ein
Kettfaden K5, der in einem Bereich 7.2 zwischen den Positionen
d und b, wobei "d" gemäß Fig. 6b der rechten Zahnwurzel und
"b" etwa der Mitte der linken Zahnflanke eines hiermit
herzustellenden Zahnes entspricht, alle Schußfäden S16 bis S48
kontinuierlich unterläuft. Die drei sich nach rechts
anschließenden Kettfäden K6 bis K8 folgen hingegen der
geläufigen 1/1 Bindung.
Zur Darstellung eines Textilgebildes wie für die Herstellung
eines Riemens gemäß Fig. 2 erforderlich beträgt die Perioden
breite nur A2; das heißt, daß (abweichend von den rechts davon
tatsächlich gezeichneten Spalten) sich nach diesen acht Spalten
wieder das gleiche Bild nach rechts anschließen sollte. Der
Rapport beträgt also nur 52/8. Die Kettfäden K2 bis K4 und K6
bis K8 befinden sich auf einem Kettbaum, die Kettfäden K1 auf
einem zweiten und die Kettfäden K5 auf einem dritten Kettbaum
zur Erzielung eines geringeren (in einer Patrone nicht
darstellbaren) Kettfadenvorschubes im Bereich 7.1 bzw. 7.2.
In der tatsächlichen Fig. 6a weiter fortfahrend folgt nach
rechts hin zunächst eine Wiederholung des bereits bis hierher
erklärten Rapportauszuges 52/8. Danach folgt ein Kettfaden K17,
der in einem Bereich 7.3 zwischen den Positionen a und d alle
Schußfäden S4 bis S48 kontinuierlich unterläuft. Die drei sich
nach rechts anschließenden Kettfäden K18 bis K20 folgen
hingegen der geläufigen 1/1 Bindung.
Zur Darstellung eines Textilgebildes wie für die Herstellung
eines Riemens gemäß Fig. 3 erforderlich beträgt die Perioden
breite also A3; das heißt, daß sich erst nach diesen 20 Spalten
wieder das gleiche Bild nach rechts anschließen sollte. Der
Rapport beträgt also nur 52/20. Die Kettfäden K2 bis K4, K6 bis
K8, K10 bis K12, K14 bis K16 und K18 bis K20 befinden sich auf
einem ersten Kettbaum, die Kettfäden K1 und K9 auf einem
zweiten, die Kettfäden K5 und K13 auf einem dritten und die
Kettfäden 17 auf einem vierten Kettbaum zur Erzielung eines
geringeren (in einer Patrone nicht darstellbaren) Kettfaden
vorschubes im Bereich 7.1 zwischen a und c bzw. 7.2 zwischen b
und d bzw. 7.3 zwischen a und d.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Kettfäden des
zweiten und dritten Kettbaumes stärker gewählt als die des
ersten und vierten Kettbaumes.
Natürlich ist es auch möglich, eine erfindungsgemäße Patrone
nicht ausgehend von der 1/1 Bindung zu entwickeln sondern
anderen Bindungstypen. Besonders vorteilhaft erscheint es, wenn
jeder Kettfaden nach einer Schußfadenunterlaufung mehrere
(vorzugsweise 3, höchstens 4) Schußfäden ununterbrochen
überläuft. Dabei sollten die Fadenkreuzungen so verteilt sein,
daß die oben liegende, dem Radzahneingriff ausgesetzte Seite
auf größeren Flächenanteilen Kettfäden als Schußfäden zeigt.
Erfindungswesentlich ist nur, daß einige Fäden in Bereichen 7
so von der Einbindung in die Schußfäden befreit (= ausgeklinkt)
und in selbigen Bereichen gerafft sind, daß Wellen in dem
gewebten Textilgebilde ergeben, die zu der Verzahnungskontur
passen, die die Zahnriemen aufweisen sollen, die unter
Verwendung eben dieses Textilgebildes hergestellt werden
sollen.
Fig. 7a zeigt das Maschenmuster für ein gewirktes
Textilgebilde als Herstellungsanweisung für ein Halbzeug zur
Verwendung in einem Riemen wie in Fig. 2 gezeigt. Analog der
Bezugszeichenvergabe der ausgeklinkten Kettfadenbereiche 7.1
und 7.2 in den vorherigen Figuren sind hier die die gleiche
Funktion ausübenden lang übergreifenden und gerafften Maschen
mit 7.1 und 7.2 bezeichnet. Diese Maschen sind in dem
Vorschubbereich zwischen a und c bzw. d und b angeordnet, deren
Zuordnung zur Verzahnungskontur in Fig. 7b in Seitenansicht
dargestellt ist.
Eine Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Beschreibung.
Bezugszeichenliste
1 Zahnriemen
2 Zähne von 1
3 Zahnlücken von 1
3.1 Riemenzahnlückengrund 3.1
4 Rücken von 1
5 Festigkeitsträger des Zugstranges von 1
6 Wurzeln von 2 = Zahnwurzeln von 1
6a Zahnwurzeln auf je einer Seite der Zähne 2
6b Zahnwurzeln auf der jeweils anderen Seite der Zähne 2
7 Festigkeitsträger, der gestreckt von einer Zahnwurzel 6a oder 6b zur gegenüberliegenden Zahnflanke 8b bzw. 8a durch den Zahn hindurchläuft oder Festigkeitsträgerbereich (beim Gewebe:
Kettfadenbereich), innerhalb dessen der betreffende Festigkeitsträger gestreckt von einer Zahnwurzel 6a oder 6b zur gegenüberliegenden Zahnflanke 8b bzw. 8a durch den Zahn hindurchläuft
7.1 von links unten nach rechts oben durch Zähne 2 laufende Festigkeitsträger
7.2 von rechts unten nach links oben durch Zähne 2 laufende Festigkeitsträger
7.3 von Zahnwurzel zu Zahnwurzel durchlaufende Festigkeitsträger
7.4 flacher als 7.1 von links unten nach rechts oben durch Zähne 2 laufende Festigkeitsträger
7.5 flacher als 7.2 von rechts unten nach links oben durch Zähne 2 laufende Festigkeitsträger
8 Flanken von 2 = Zahnflanken von 1
8a Zahnflanken auf je einer Seite der Zähne 2, anschließend an Zahnwurzeln 6a
8b Zahnflanken auf der jeweils anderen Seite der Zähne 2, anschließend an Zahnwurzeln 6b
9 der Zahnkontur parallel folgende und diese armierende Textilschicht
10 Zahnrad zum Eingriff in 1
11 Radzahnlücke
11.1 Radzahnlückengrund
12 Kopf von 2 = Zahnkopf von 1 = Riemenzahnkopf
13 Luftabführkanäle in 11 .1
14 Textilgebilde, umfassend 7 und 9
15 Zahnradkopf
16 Wellenberge des Textilgebildes 14
17 Flanke von 16
17a linke Flanke von 16
17b rechte Flanke von 16
18 Wellentäler des Textilgebildes 14
18a links an 16 anschließender Wellentalbereich von 14
18b rechts an 16 anschließender Wellentalbereich von 14
19 kurze Maschen (Fig. 7a)
20 Verzahnungskontur von 1 = Zahnkontur
h Riemenzahnkopfhöhe = Höhe der Köpfe von 2 von 1
F Zugkraft im Zugstrang des Riemens
Fn Nutzkraft
Fv Vorspannkraft
H Radzahnkopfhöhe
K Kettfäden (Fig. 6)
K1 1. Kettfaden von links
K2 2. Kettfaden von links
Kn n. Kettfaden von links
M Drehmoment am Zahnrad 10
P Spiel zwischen Radzahnkopf und Riemenzahnlückengrund 3.1
S Schußfäden (Fig. 6)
S1 1. Schußfaden von unten
S2 2. Schußfaden von unten
Sn n. Schußfaden von unten
T Teilungslänge des Zahnriemens 1
V Enden von 7 mit Verbindung zu 9
W Wellenlänge des gewellten Textilgebildes 14
δ Winkel zwischen den Fadenscharen 7.1 und 7.4 bzw. 7.2 und 7.5
2 Zähne von 1
3 Zahnlücken von 1
3.1 Riemenzahnlückengrund 3.1
4 Rücken von 1
5 Festigkeitsträger des Zugstranges von 1
6 Wurzeln von 2 = Zahnwurzeln von 1
6a Zahnwurzeln auf je einer Seite der Zähne 2
6b Zahnwurzeln auf der jeweils anderen Seite der Zähne 2
7 Festigkeitsträger, der gestreckt von einer Zahnwurzel 6a oder 6b zur gegenüberliegenden Zahnflanke 8b bzw. 8a durch den Zahn hindurchläuft oder Festigkeitsträgerbereich (beim Gewebe:
Kettfadenbereich), innerhalb dessen der betreffende Festigkeitsträger gestreckt von einer Zahnwurzel 6a oder 6b zur gegenüberliegenden Zahnflanke 8b bzw. 8a durch den Zahn hindurchläuft
7.1 von links unten nach rechts oben durch Zähne 2 laufende Festigkeitsträger
7.2 von rechts unten nach links oben durch Zähne 2 laufende Festigkeitsträger
7.3 von Zahnwurzel zu Zahnwurzel durchlaufende Festigkeitsträger
7.4 flacher als 7.1 von links unten nach rechts oben durch Zähne 2 laufende Festigkeitsträger
7.5 flacher als 7.2 von rechts unten nach links oben durch Zähne 2 laufende Festigkeitsträger
8 Flanken von 2 = Zahnflanken von 1
8a Zahnflanken auf je einer Seite der Zähne 2, anschließend an Zahnwurzeln 6a
8b Zahnflanken auf der jeweils anderen Seite der Zähne 2, anschließend an Zahnwurzeln 6b
9 der Zahnkontur parallel folgende und diese armierende Textilschicht
10 Zahnrad zum Eingriff in 1
11 Radzahnlücke
11.1 Radzahnlückengrund
12 Kopf von 2 = Zahnkopf von 1 = Riemenzahnkopf
13 Luftabführkanäle in 11 .1
14 Textilgebilde, umfassend 7 und 9
15 Zahnradkopf
16 Wellenberge des Textilgebildes 14
17 Flanke von 16
17a linke Flanke von 16
17b rechte Flanke von 16
18 Wellentäler des Textilgebildes 14
18a links an 16 anschließender Wellentalbereich von 14
18b rechts an 16 anschließender Wellentalbereich von 14
19 kurze Maschen (Fig. 7a)
20 Verzahnungskontur von 1 = Zahnkontur
h Riemenzahnkopfhöhe = Höhe der Köpfe von 2 von 1
F Zugkraft im Zugstrang des Riemens
Fn Nutzkraft
Fv Vorspannkraft
H Radzahnkopfhöhe
K Kettfäden (Fig. 6)
K1 1. Kettfaden von links
K2 2. Kettfaden von links
Kn n. Kettfaden von links
M Drehmoment am Zahnrad 10
P Spiel zwischen Radzahnkopf und Riemenzahnlückengrund 3.1
S Schußfäden (Fig. 6)
S1 1. Schußfaden von unten
S2 2. Schußfaden von unten
Sn n. Schußfaden von unten
T Teilungslänge des Zahnriemens 1
V Enden von 7 mit Verbindung zu 9
W Wellenlänge des gewellten Textilgebildes 14
δ Winkel zwischen den Fadenscharen 7.1 und 7.4 bzw. 7.2 und 7.5
Claims (22)
1. Zahnriemen (1) mit einer Vielzahl von Zähnen (2) und
Zahnlücken (3) dazwischen, vorgesehen für eine Haupt
belastungsrichtung, wobei der Zahnriemen (1) in seinem
Rücken (4) eingebettet eine als Zugstrang bezeichnete
Vielzahl von im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden
Festigkeitsträgern (5) enthält, wobei nachfolgend all die
Stellen (6), wo eine im wesentlichen zugstrangparallele
Zahnlücke (3) an einen Zahn (2) grenzt, als Zahnwurzel (6)
bezeichnet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Zahn (2) im Längsschnitt zwischen einer seiner beiden
Zahnwurzeln (6a oder 6b) und der gegenüberliegenden
Zahnflanke (8b bzw. 8a) zumindest eine Schar im wesentlichen
gerade gestreckter Festigkeitsträger (7) oder Festigkeits
trägerbereiche (7) enthält.
2. Zahnriemen (1) mit einer Vielzahl von Zähnen (2) und
Zahnlücken (3) dazwischen, von etwa gleicher Belastbarkeit
in beiden Orientierungen der Umfangsrichtung, wobei der
Zahnriemen (1) in seinem Rücken (4) eingebettet eine als
Zugstrang bezeichnete Vielzahl von im wesentlichen in
Umfangsrichtung verlaufenden Festigkeitsträgern (5) enthält,
wobei nachfolgend all die Stellen (6), wo eine im
wesentlichen zugstrangparallele Zahnlücke (3) an einen Zahn
(2) grenzt, als Zahnwurzel (6) bezeichnet werden,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Zahn (2) im Längsschnitt zwischen jeder seiner beiden
Zahnwurzeln (6a, 6b) einerseits und der jeweils gegenüber
liegenden Zahnflanke (8b, 8a) andererseits zumindest je eine
Schar im wesentlichen gerade gestreckter Festigkeitsträger
(7.1, 7.2) oder Festigkeitsträgerbereiche (7.1, 7.2)
enthält.
3. Zahnriemen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß auf seiner verzahnten Seite in an sich
bekannter Weise eine Textilschicht (9) angeordnet ist.
4. Zahnriemen (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die weiteren Festigkeitsträger (7) sowohl an ihrem einen
Ende (V) im Bereich der Zahnflanken (8) als auch an ihrem
anderen Ende (V) im Bereich einer Zahnwurzel (6) mit der
armierenden Textilschicht (9) verbunden sind.
5. Zahnriemen (1) nach Anspruch 1 oder 2 und 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf seiner verzahnten Seite
angeordnete Textilschicht (9) ein langfaseriges Vlies mit
einer mittleren Faserlänge von mindestens einem Zehntel der
Zahnteilung (T) oder ein Gewirke oder ein Gewebe ist.
6. Zahnriemen (1) nach Anspruch 1 oder 2 und 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf seiner verzahnten Seite
angeordnete Textilschicht (9) kontinuierlich ist, wobei die
im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger (7),
die sich in jedem Zahn (2) jeweils von einer Zahnwurzel (6a
und/oder 6b) zur gegenüberliegenden Zahnflanke (8b bzw. 8a)
erstrecken, zusätzliche Festigkeitsträger sind, die jeweils
am Ort der Zahnwurzel (6a und/oder 6b) und der gegenüber
liegenden Zahnflanke (8b bzw. 8a) an die kontinuierliche
Textilschicht (9) angebunden sind, zum Beispiel durch
Anknotung oder Umschlingung oder Anschweißung oder
Kombinationen mehrerer Verbindungstechniken.
7. Zahnriemen (1) nach Anspruch 1 oder 2 und ferner 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die auf seiner verzahnten Seite
angeordnete Textilschicht (9) ein Gewirke ist, wobei pro
Zahn (2) zumindest eine Schar von Maschen (7) des Gewirkes
von einer Zahnwurzel (6) im wesentlichen gerade gestreckt
zur gegenüberliegenden Zahnflanke (8) reicht, während eine
Schar kürzerer Maschen (19) in an sich bekannter Weise der
Zahnkontur (20) im wesentlichen parallel folgt.
8. Zahnriemen (1) nach Anspruch 1 und 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf seiner verzahnten Seite
angeordnete Textilschicht (9) ein Gewebe ist mit Kettfäden
(K) in der Längsrichtung des Riemens (1) und Schußfäden (S)
in der Axialrichtung des Riemens (1), wobei
- - die Menge der Kettfäden (K) in mindestens drei Scharen gegliedert ist,
- - von denen zumindest eine Schar solche Kettfäden (K1) enthält, die in jeweils einem Bereich (7) pro Zahn (2) mindestens 12 Schußfäden ununterbrochen - von der verzahnten Seite des Riemens (1) aus gesehen - unter laufen, also in diesen Bereichen (7) nicht eingebunden sind, wobei
- - mindestens zwei andere Scharen von Kettfäden (K2 und K4 einerseits und K3 andererseits) so in Schußfäden (S) eingebunden sind, daß jeder dieser Kettfäden (K2, K3, K4) höchstens 4 aufeinander folgende Schußfäden (S) unter- oder überläuft, wobei
- - diese zwei letztgenannten Scharen eng eingebundener Kett fäden (K2, K3, K4) in an sich bekannter Weise der Zahnkontur (20) im wesentlichen parallel folgen, jedoch
- - die in besagten Bereichen (7) nicht eingebundenen Kett fäden (K1) der mindestens einen erstgenannten Schar ( ) im Vergleich zur Bogenlänge der Zahnkontur (20) so verkürzt und die Position der besagten Bereiche (7) so der Zahnriemenkontur (20) zugeordnet sind, daß diese Kettfäden (K1) in diesen Bereichen (7) im wesentlichen gestreckt von einer Zahnwurzel (6) zur gegenüberliegenden Zahnflanke (8) reichen.
9. Zahnriemen (1) nach Anspruch 2 und 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf seiner verzahnten Seite
angeordnete Textilschicht (9) ein Gewebe ist mit Kettfäden
(K) in der Längsrichtung des Riemens (1) und Schußfäden (S)
in der Axialrichtung des Riemens (1), wobei
- - die Menge der Kettfäden (K) in mindestens vier Scharen gegliedert ist,
- - von denen zumindest zwei Scharen solche Kettfäden (K1, K5) enthalten, die in je einem Bereich (7.1, 7.2) pro Zahn (2) mindestens 12 Schußfäden ununterbrochen - von verzahnter Seite des Riemens (1) aus gesehen - unterlaufen, also in diesen Bereichen (7.1, 7.2) nicht eingebunden sind, wobei
- - mindestens zwei andere Scharen von Kettfäden (K2, K4, K6 und K8 einerseits und K3 und K7 andererseits) so in Schußfäden (S) eingebunden sind, daß jeder dieser Kettfäden (K2, K3, K4, K6, K7, K8) höchstens 4 aufeinander folgende Schußfäden (S) unter- oder überläuft, wobei
- - diese zwei letztgenannten Scharen eng eingebundener Kett fäden (K2, K3, K4, K6, K7, K8) in an sich bekannter Weise der Zahnkontur (20) im wesentlichen parallel folgen, aber
- - die in besagten Bereichen (7.1) nicht eingebundenen Kettfäden (K1) einer der mindestens zwei erstgenannten Scharen im Vergleich zur Bogenlänge der Zahnkontur (20) so verkürzt und die Position der besagten Bereiche (7.1) so der Zahnriemenkontur (20) zugeordnet sind, daß diese Kettfäden (K1) in diesen Bereichen (7.1) im wesentlichen gestreckt von einer Zahnwurzel (6a) zur gegenüber liegenden Zahnflanke (8b) reichen, während
- - die in besagten Bereichen (7.2) nicht eingebundenen Kett fäden (K5) einer anderen der mindestens zwei erstgenannten Scharen im Vergleich zur Bogenlänge der Zahnkontur (20) so verkürzt und die Position der besagten Bereiche (7.2) so der Zahnriemenkontur (20) zugeordnet sind, daß diese Kettfäden (K5) in diesen Bereichen (7.2) im wesentlichen gestreckt von der anderen Zahnwurzel (6b) zur hierzu gegenüberliegenden anderen Zahnflanke (8a) reichen.
10. Zahnriemen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der voreilenden und/oder
nacheilenden Zahnwurzel (6a und/oder 6b) eines jeden Zahnes
(2) und der jeweils gegenüberliegenden Zahnflanke (8b bzw.
8a) Festigkeitsträger oder Festigkeitsträgerbereiche (7.1,
7.4 und/oder 7.2, 7.5) in unterschiedlichen Richtungen im
wesentlichen gestreckt angeordnet sind und auf
unterschiedlicher Höhe an die Zahnflankenarmierung (9)
angebunden sind, wobei die Richtungsabweichung (6) zwischen
den von der selben Zahnwurzel (6) ausgehenden
Festigkeitsträgern (7,1 und 7.4 bzw. zwischen 7.2 und 7.5)
höchstens 35° beträgt.
11. Textilgebilde (14), geeignet als Halbzeug für einen
Zahnriemen (1) zumindest nach den Ansprüchen 1 und 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß es (14)
- a) eine im Längsschnitt gewellte Textilschicht (9) und
- b) innerhalb jeden Wellenberges (16) zumindest eine Schar nebeneinanderliegender, im wesentlichen gerade gestreckter Festigkeitsträger (7) oder Festigkeitsträger bereiche (7) enthält, wobei
innerhalb jeder Welle - die von einer Wellentalmitte bis zur
nächsten Wellentalmitte gezählt wird - die im wesentlichen
gerade gestreckten Festigkeitsträger bzw. Festigkeitsträger
bereiche (7) von einem der beiden Wellentäler (18a oder 18b)
einerseits bis zur gegenüberliegenden Wellenflanke (17b
bzw. 17a) andererseits reichen, wobei
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger (7) beiderseits mit der wellenförmigen Textilschicht (9) verbunden sind.
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger (7) beiderseits mit der wellenförmigen Textilschicht (9) verbunden sind.
12. Textilgebilde (14), geeignet als Halbzeug für einen
Zahnriemen (1) zumindest nach den Ansprüchen 2 und 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß es (14)
- a) eine im Längsschnitt gewellte Textilschicht (9) und
- b) innerhalb jeden Wellenberges (16) zumindest zwei Scharen nebeneinanderliegender, im wesentlichen gerade gestreckter Festigkeitsträger (7.1 und 7.2) enthält, wobei
innerhalb jeder Welle - die von einer Wellentalmitte bis zur
nächsten Wellentalmitte gezählt wird - die im wesentlichen
gerade gestreckten Festigkeitsträger (7.1) zumindest einer
der zumindest zwei letztgenannten Scharen von einem der
beiden Wellentäler (18a) einerseits bis zur gegenüber
liegenden Wellenflanke (17b) andererseits reichen und die im
wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger (7.2)
zumindest einer anderen der zumindest zwei letztgenannten
Scharen vom anderen der beiden Wellentäler (18b) einerseits
bis zur hierzu gegenüberliegenden Wellenflanke (17a)
reichen, wobei
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger (7.1, 7.2) beiderseits mit der wellenförmigen Textilschicht (9) verbunden sind.
die im wesentlichen gerade gestreckten Festigkeitsträger (7.1, 7.2) beiderseits mit der wellenförmigen Textilschicht (9) verbunden sind.
13. Textilgebilde (14) nach Anspruch 11 oder 12, geeignet als
Halbzeug zur Herstellung eines Zahnriemens nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die gewellte Textilschicht (9)
ein langfaseriges Vlies mit einer mittleren Faserlänge von
mindestens einem Zehntel der Wellenlänge (T) oder ein
Gewirke oder ein Gewebe ist.
14. Textilgebilde (14) nach Anspruch 11 oder 12, geeignet als
Halbzeug zur Herstellung eines Zahnriemens nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die gewellte Textilschicht (9)
kontinuierlich ist und, daß die im wesentlichen gerade
gestreckten Festigkeitsträger (7), die sich in jedem Zahn
(2) jeweils von einem Wellental (18a und/oder 18b) zur
gegenüberliegenden Wellenflanke (17b bzw. 17a) erstrecken,
zusätzliche Festigkeitsträger sind, die jeweils im Wellental
(18a und/oder 18b) und im Bereich der jeweils gegenüber
liegenden Wellenflanke (17b bzw. 17a) an die
kontinuierliche, gewellte Textilschicht (9) angebunden sind,
zum Beispiel durch Anknotung oder Umschlingung oder
Anschweißung oder Kombinationen mehrerer
Verbindungstechniken.
15. Textilgebilde (14) nach Anspruch 11 oder 12, geeignet als
Halbzeug zur Herstellung eines Zahnriemens nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die im Längsschnitt gewellte Textilschicht (9) ein Gewirke mit kurzen Maschen ist, während
- b) die innerhalb jeder Welle zumindest eine Schar nebeneinanderliegender, im wesentlichen gerader Festigkeitsträger (7) als längere Maschen ausgebildet sind.
16. Textilgebilde (14) nach Anspruch 11, geeignet als Halbzeug
zur Herstellung eines Zahnriemens nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß es ein Gewebe ist mit Kettfäden (K) in
der Längsrichtung und Schußfäden (S) in der Axialrichtung,
wobei
- - die Menge der Kettfäden (K) in mindestens drei Scharen gegliedert ist,
- - von denen zumindest eine Schar solche Kettfäden (K1) enthält, die in jeweils einem Bereich (7) pro Welle mindestens 12 Schußfäden ununterbrochen unterlaufen, also in diesen Bereichen (7) nicht eingebunden sind, wobei
- - mindestens zwei andere Scharen von Kettfäden (K2 und K4 einerseits und K3 andererseits) so in Schußfäden (S) eingebunden sind, daß jeder dieser Kettfäden (K2, K3, K4) höchstens 4 aufeinander folgende Schußfäden (S) unter- oder überläuft, und diese zwei letztgenannten Scharen eng eingebundener Kettfäden (K2, K3, K4) zusammen mit den Schußfäden (S) die gewellte Textilschicht (9) nach Merkmal a) des Anspruches 11 bilden, jedoch
- - die in besagten Bereichen (7) nicht eingebundenen Kett fäden (K1) der mindestens einen erstgenannten Schar im Vergleich zur Bogenlänge der gewellten Textilschicht (9) so verkürzt und die Position der besagten Bereiche (7) so der gewellten Textilschicht (9) zugeordnet sind, daß diese Kettfäden (K1) in diesen Bereichen (7) im wesentlichen gestreckt von einem Wellental (18a) zur gegenüber liegenden Wellenflanke (17b) reichen.
17. Textilgebilde (14) nach Anspruch 12, geeignet als Halbzeug
zur Herstellung eines Zahnriemens nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß es ein Gewebe ist mit Kettfäden (K) in
der Längsrichtung und Schußfäden (S) in der Axialrichtung,
- - wobei die Menge der Kettfäden in mindestens vier Scharen gegliedert ist,
- - von denen zumindest zwei Scharen solche Kettfäden (K1, K5) enthalten, die in je einem Bereich (7.1, 7.2) pro Welle mindestens 12 Schußfäden ununterbrochen unterlaufen, also in diesen Bereichen (7.1, 7.2) nicht eingebunden sind,
- - wobei mindestens zwei andere Scharen von Kettfäden (K2, K4, K6 und K8 einerseits und K3 und K7 andererseits) so in Schußfäden (S) eingebunden sind, daß jeder dieser Kett fäden (K2, K3, K4, K6, K7, K8) höchstens 4 aufeinander folgende Schußfäden (S) unter- oder überläuft, und diese zwei letztgenannten Scharen eng eingebundener Kettfäden (K2, K4, K6 und K8 einerseits und K3 und K7 andererseits) zusammen mit den Schußfäden (S) die gewellte Textilschicht (9) nach Merkmal a) des Anspruches 12 bilden, jedoch
- - die in besagten Bereichen (7.1) nicht eingebundenen Kett fäden (K1) einer der mindestens zwei erstgenannten Scharen im Vergleich zur Bogenlänge der gewellten Textilschicht (9) so verkürzt und die Position der besagten Bereiche (7.1) so der gewellten Textilschicht (9) zugeordnet sind, daß diese Kettfäden (K1) in diesen Bereichen (7.1) im wesentlichen gestreckt von einem Wellental (18a) zur gegenüberliegenden Wellenflanke (17b) reichen, während
- - die in besagten Bereichen (7.2) nicht eingebundenen Kett fäden (K5) einer anderen der mindestens zwei erstgenannten Scharen im Vergleich zur Bogenlänge der gewellten Textil schicht (9) so verkürzt und die Position der besagten Bereiche (7.2) so der gewellten Textilschicht (9) zugeordnet sind, daß diese Kettfäden (K5) in diesen Bereichen (72) im wesentlichen gestreckt vom anderen Wellental (18b) zur hierzu gegenüberliegenden Wellenflanke (17a) reichen.
18. Textilgebilde (14) nach Anspruch 11 oder 12, geeignet als
Halbzeug zur Herstellung eines Zahnriemens nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem voreilenden
und/oder nacheilenden Wellental (18a und/oder 18b) einer
jeden Welle und der jeweils gegenüberliegenden Wellenflanke
(17b bzw. 17a) Festigkeitsträger oder Festigkeitsträger
bereiche (7.1, 7.4 und/oder 7.2, 7.5) in unterschiedlichen
Richtungen im wesentlichen gestreckt angeordnet sind und auf
unterschiedlicher Höhe an die gewellte Textilschicht (9)
angebunden sind, wobei die Richtungsabweichung (6) zwischen
den von einem Wellental (18a oder 18b) ausgehenden
Festigkeitsträgern (7.1 und 7.4 bzw. zwischen 7.2 und 7.5)
höchstens 35° beträgt.
19. Textilgebilde (14) nach Anspruch 11 oder 12 dadurch
gekennzeichnet, daß es (14) Kettfäden (K20) enthält, die von
einem Wellental (18a) zum anderen Wellenteil (18b) zu beiden
Seiten des gleichen Wellenberges (16) gestreckt hindurch
laufen.
20. Zahnriemen (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch
gekennzeichnet, daß er (1) ein Textilgebilde (14) nach
Anspruch 19 enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996125832 DE19625832A1 (de) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Zahnriemen mit Festigkeitsträgern und Textilgebilde, welches als Halbzeug für einen solchen Zahnriemen geeignet ist |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996125832 DE19625832A1 (de) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Zahnriemen mit Festigkeitsträgern und Textilgebilde, welches als Halbzeug für einen solchen Zahnriemen geeignet ist |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19625832A1 true DE19625832A1 (de) | 1998-01-02 |
Family
ID=7798227
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996125832 Withdrawn DE19625832A1 (de) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | Zahnriemen mit Festigkeitsträgern und Textilgebilde, welches als Halbzeug für einen solchen Zahnriemen geeignet ist |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19625832A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018221538A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | 三ツ星ベルト株式会社 | 歯付ベルト伝動装置 |
JP2018204790A (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-27 | 三ツ星ベルト株式会社 | 歯付ベルト伝動装置 |
DE102015225753B4 (de) | 2015-12-17 | 2024-01-04 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Zahnriemen |
-
1996
- 1996-06-28 DE DE1996125832 patent/DE19625832A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102015225753B4 (de) | 2015-12-17 | 2024-01-04 | Contitech Antriebssysteme Gmbh | Zahnriemen |
WO2018221538A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | 三ツ星ベルト株式会社 | 歯付ベルト伝動装置 |
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US11473648B2 (en) | 2017-05-30 | 2022-10-18 | Mitsuboshi Belting Ltd. | Toothed belt transmission device |
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