DE2121341C3 - Keilriemen mit asymmetrischem Polygon-Querschnitt - Google Patents
Keilriemen mit asymmetrischem Polygon-QuerschnittInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Keilriemen mit asymmetrischem Polygonquerschnitt in dessen neutraler Ebene ein aus einzelnen oder untereinander verwebten, verflochtenen oder anderweitig verbundenen
Festigkeitsträgern aufgebautes, in Längsrichtung durchlaufendes und in Querrichtung sich im wesentlichen über die gesamte Querschnittsbreite parallel zu
den ungleich langen Parallelseiten erstreckendes Zugband angeordnet ist.
Asymmetrische Keilriemen bieten vor allem in der Ausführung als Breitkeilriemen für die Verwendung in
stufenlos verstellbaren Regelgetrieben mit axial verschiebbaren Kegelscheiben besondere Vorteile. Gegenüber vergleichbaren üblichen Keilriemen mit symmetrischem Trapezquerschnitt weisen sie eine kleinere
Querschnittsfläche und damit ein kleineres Gesamtvolumen auf, woraus sich als unmittelbare Folge eine Ver-
minderung der schädlichen Walkarbeit und dadurch bedingt die Möglichkeit zu höheren Umlaufgeschwindigkeiten, Übertragung größerer Leistungen und der Verwendung kleinerer Riemenscheiben herleiten. Das günstigere Breiten-zu-Höhen-Verhältnis überdeckt zudem
einen größeren Regelbereich und zieht Verbesserungen im Wirkungsgrad nach sich. Da die Zugkräfte des
Riemens ausschließlich oder vorwiegend auf die den
Wellenlagern zugekehrte Seite der Riemenscheiben
konzentriert werden können, fallen die entstehenden Biegemomente und daraus folgend die Beanspruchungen der betroffenen Getriebe- und Maschinenlager
niedriger aus. Diese vorteilhaften Eigenschaften asymmetrischer Keilriemen sind nicht auf den Einsatz in Regelgetrieben beschränkt, sondern sie wirken sich in entsprechendem Maße auch auf die Kraftübertragung mit
feststehenden Übersetzungsverhältnis aus. Ein schwerwiegender Nachteil dieser Riemenausführung, der ihrer
Einführung in die Praxis in größerem Rahmen bisher noch entgegenstand und ihren Einsatz auf Sonderfälle
beschränkte, besteht demgegenüber in der aus der Asymmetrie der Querschnittsform herrührenden ungleichmäßigen Spannungsverteilung in dem Zugband.
Die an der schrägen Laufflanke — im Gegensatz zu der parallel oder nur wenig gegen die Umfangsebene geneigt ausgerichteten — höhere Belastung verursacht
eine unterschiedliche Dehnung des Zugbandes mit daraus folgendem »Aufklettern« des Riemens. Da beide
Riemenflanken dann nicht mehr auf gleichen Scheibendurchmessern umlaufen, kommt es zu Schräglauf- und
Schlupferscheinungen mit verstärktem Abrieb und vorzeitiger Zerstörung des Riemens.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die Spannungsverteilung innerhalb des Riemenquerschnittes zu
vergleichmäßigen und dadurch auch eine höhere Lebensdauer der Keilriemen zu erzielen.
Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe bei Keilriemen der eingangs geschilderten Gattung dadurch gelöst, daß das Zugband über seine Breitenerstreckung mit in Richtung nach der unter dem kleineren Schrägwinkel geneigten Laufflanke zunehmender
Zugfestigkeit ausgebildet ist. Zu diesem Zweck können die das Zugband bildenden Festigkeitsträger in dem
kritischen Bereich mit zunehmend sich verengenden gegenseitigen Abständen, beispielsweise durch Aufwikkeln in in Umfangsrichtung verlaufenden schraubengangartigen Windungen mit allmählich oder in Stufensprüngen verminderter Steigung, angeordnet sein. Die
gleiche Wirkung stellt sich ein. wenn statt dessen Festigkeitsträger mit in Richtung nach dem kritischen
Flankenbereich zunehmend größeren Querschnittsflächen zum Aufbau des Zugbandes verwendet oder die
Festigkeitsträger in Schichten mit schrittweise zunehmender Zahl übereinander, gegebenenfalls auch in
Form von Gewebebahnen unterschiedlicher Breite, vorgesehen werden.
Die Erfindung ermöglicht die Beibehaltung der als vorteilhaft erkannten asymmetrischen Polygonform
der Keilriemen unter Vermeidung der bisher noch nicht wirksam zu behebenden Mängel. Die über die Querschnittsbreite unterschiedliche Bemessung des Zugbandes trägt den im Betrieb auftretenden ungleichen Belastungen in vollem Maße Rechnung und hat eine in allen
Bereichen gleichmäßige oder angenähert gleichmäßige Spannungsverteilung zur Folge. Dieser Vergleichmäßigung der spezifischen Belastung des Riemens entspricht eine ebensolche Vergleichmäßigung seines
Dehnungsverhaltens als angestrebtes Endziel. Da die erfindungsgemäßen Keilriemen sich in allen Betriebszuständen und auch unter Stoßlast kräftemäßig als in
sich homogene Gebilde ohne Schubverzerrungen benachbarter Querschnittsbereiche gegeneinander darsteilen, zeigen sie keine Neigung zum einseitigen Aufklettern auf die Riemenscheiben. Zwangsschlupf und
Abrieb sind daher weitgehend unterdrückt, und infolgedessen ist auch ihre Lebensdauer unter uneinge-
schränkter Wahrung ihrer anderen vorteilhaften Eigenschaften
wesentlich verlängert.
Die Erfindung ist an Hand der schematischen Darstellung verschiedener Ausführungsformen in der
Zeichnung verdeutlicht. Die F i g. 1 bis 4 der Zeichnung zeigen Querschnitte durch asymmetrische Breitkeilriemen
mit unterschiedlich ausgebildetem Zugband.
Die gezeichneten Keilriemen bestehen in allen Fällen aus einem Riemenkörper 5 aus Gummi oder gummiähruchen
Kunststoffen mit einem diesen vollständig einhüllenden Ummantelungsgewebe 6 und einem in der
neutralen Biegezone durchlaufenden Zugband 7. Auf das Ummantelungsgewebe könnte entgegen der gezeichneten
Darstellung zumindest im Bereich der kraftiibertragenden
Riemenflanken auch verzichtet werden. Für die Erfindung sind konstruktive Unterschiede dieser
oder anderer Art ohne Bedeutung. Die Querschnitte haben die Form eines ungleichmäßigen Trapezes.
dessen die beiden ParaJlelseiten verbindenden Schmalseiten die Riemenlaufflanken 15,25 bilden. Die der Kegelfläche
der nicht gezeichneten Riemenscheiben zugeordnete Laufflanke 25 ist dabei unter einem spitzen
Winkel gegen die Trapezgrundlinie geneigt, während die gegenüberliegende Laufflanke 15 unter 90° oder
einem nur wenig davon abweichenden Winkel auf den 2s
inneren und äußeren Umfangsflächen des Riemens steht.
Gemäß F i g. 1 besteht das Zugband 7 aus einem in schraubengangartigen Windungen in Urn'angsrichtung
gewickelten Faden, Draht oder einem ähnlichen textilen Gebilde. Die Steigung der Windungen ist dabei
über die Querschnittsbreite hin unterschiedlich eingestellt, und zwar so, daß im Bereich der schrägen Laufflanke
25 benachbarte Windungen kleinere Abstände voneinander als im Bereich der gegenüberliegenden
Laufflanke 15 aufweisen.
In der Ausführungsforr.i gemäß F i g. 2 besieht das Zugband 7 aus nebeneinander in Umfangsrichtung geschlossen
durchlaufenden Drähten oder Litzen, deren Querschnittsfläche bei gleichen Abständen in Richtung
nach der schrägen Laufflanke 25 hin in abgestuftem Verhältnis größer wird.
Die Darstellung in F ig. Λ geht von einer gleichbleibenden
Querschnittsgröße und Teilung der in Kordlage oder schraubengangartig nebeneinander zu einem Zugband
7 gewickelten Fäden oder Drähte aus. In diesem Falle wird die Bedingung der Vergrößerung krafiübertragender
Substanz im Bereich der schrägen Lauffianke 25 durch die Anordnung zusätzlicher Schichten 17
von Festigkeitsträgern in nach dem Kern des Riemenkörpers 5 hin abgestufter Breite erfüllt. In ähnlicher
Weise ist das Zugband 7, 17 in der Ausführungsform nach Fig.4 unter Verwendung von Gewebebahnen
beschaffen.
Die Wahl der praktischen Herstellungsart wird sich im allgemeinen nach den vorgegebenen Fertigungsmöglichkeiten und den bestimmenden Betriebsbedingungen
richten. Die Erfindung ist für ihre Verwirklichung jedoch keineswegs auf die gezeichneten und beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr wären auch noch andere Lösungen denkbar, etwa
durch zonenweise abgestuftes Vorbehandeln, Vorverstrecken oder Imprägnieren des Zugbandes, durch den
Einbau eines in seiner Querschnittsdicke in Richtung nach der schrägen Laufflanke hin keilförmig stärker
werdenden Kunststoffbandes usw. Das wesentliche Kriterium für die vorliegende Erfindung ist die im Bereich
der schrägen Laufflanke höhere Kraftaufnahmefähigkeit des Zugbandes.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Keilriemen mit asymmetrischem Polygonquerschnitit, in dessen neutraler Ebene ein aus einzelnen
oder untereinander verwebten, verflochtenen oder anderweitig verbundenen Festigkeitsträgern amgebautes, in Längsrichtung durchlaufendes und in
Querrichtung sich im wesentlichen über die gesamte Querschnittsbreite parallel zu den ungleich langen
Parallelseiten erstreckendes Zugband angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zugband (7) über seine Breitenerstreckung mit in Richtung nach der unter deni kleineren Schrägwinkel geneigten Laufflanke (25) zunehmender Zugfe-
stigkeit ausgebildet ist.
2. Keilriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugband aus Festigkeitsträgern
mit in Richtung nach der unter dem kleineren Schrägwinkel geneigten Laufflanke hin sich verringernden gegenseitigen Abständen aufgebaut ist.
3. Keilriemen nach Anspruch 1 oder 2 mit einem aus in schraubengangartigen Windungen gewickelten Festigkeitsträgern hergestellten Zugband, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeitsträger in
Windungen mit in Richtung nach der unter dem kleineren Schrägwinkel geneigten Laufflanke sich
verringernder Steigung gewickelt sind.
4. Keilriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugband aus Festigkeitsträgern
mit in Richtung nach der unter dem kleineren Schrägwinkel geneigten Laufflanke hin sich vergrößernden Querschnittsflächen aufgebaut ist.
5. Keilriemen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugband aus einer in Richtung
nach der unter dem kleineren Schrägwinkel geneigten Laufflanke zunehmend größeren Zahl von übereinander angeordneten Schichtet; von Festigkeitsträgern aufgebaut ist.
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (3)
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DE2121341A1 DE2121341A1 (de) | 1972-11-02 |
DE2121341B2 DE2121341B2 (de) | 1975-08-21 |
DE2121341C3 true DE2121341C3 (de) | 1976-04-08 |
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