DE2401777A1

DE2401777A1 - Treibriemen oder treibband

Info

Publication number: DE2401777A1
Application number: DE2401777A
Authority: DE
Inventors: Maurice I Zeldman
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1973-02-16
Filing date: 1974-01-15
Publication date: 1974-08-22
Also published as: NL7401272A; CA989202A; FR2218509A1; BR7401116D0; GB1422093A; FR2218509B3; US3851536A

Description

ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION

600 Grant Street

Pittsburgh, Pennsylvania 15219 /V.St.A. Unser Zeichen: R 825

Treibriemen oder Treibband

Die Erfindung bezieht sich auf ein flexibles Treibband oder einen flexiblen Treibriemen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein flexibles Treibband aus Metall, mit dem eine Antriebskraft von einem Standardzahnrad auf wenigstens ein anderes Standardzahnrad übertragen wird, wobei ein kontinuierliches flexibles Band vorgesehen ist, welches sich auf dem Teilkreis des Standardzahnrades abwälzt, wobei dieses Band eine Anzahl von Zähnen aufweist, die integral am Band ausgebildet sind. Eine Anzahl der Bandzähne sind nach oben gerichtet und eine Anzahl der Bandzähne nach unten. Die nach unten gerichteten Bandzähne liegen gegen die Zähne des Standardrades am Zahnfuß an und die nach oben gerichteten Bandzähne liegen gegen die Zähne des Standardzahnrades am Kopf an.

Band- oder Riemenantriebe, wie sie in Transmissionen bekannt sind, wurden bereits seit langer Zeit verwendet. Diese Antriebsbänder oder Antriebsriemen wurden an zahlreiche Verwendungs-

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zwecke angepaßt, jedoch waren sie in ihrer Anwendbarkeit eingeschränkt. Eine dieser Einschränkungen besteht darin, daß diese Treibbänder oder Treibriemen lediglich in Verbindung mit speziell gestalteten Antriebsscheiben od. dgl. verwendet werden konnten. Eine andere Einschränkung, die sich nachteilig auf die industrielle Verwendbarkeit dieser Bänder oder Riemen auswirkt, besteht darin, daß sie lediglich in Standardband- oder Riemengrößen angeboten werden, und dies macht erforderlich, daß der Lieferant eine große Anzahl von Bändern oder Riemen von unterschiedlichen Größen und Formen vorrätig haben muß und eine entsprechend große Anzahl von speziellen Band- oder Riemenscheiben oder Rädern.

Zusätzlich zu den oben dargelegten Einschränkungen bei den bekannten Bändern sind diese zusätzlich nicht in der Lage, ein gewisses Spiel aufzunehmen, das normalerweise bei Antriebstransmissionen auftritt.

Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen, um diese Einschränkungen auszuschalten und um Antriebsriemen oder Antriebsbänder an Standardzahnräder anzupassen. Diese Versuche waren aus einer Anzahl von Gründen nicht erfolgreich. Ein Beispiel für einen derartigen bekannten Versuch ist der US-PS 3 117 ^59 zu entnehmen. Dieser bekannt, mit Zähnen versehene Treibriemen ist von Natur aus unwirksam und hat die Neigung, beim Eingriff und beim Lösen mit dem, bzw. vom Zahnrad hängenzubleiben. Dies wird unter anderem durch die überhängenden Kantenabschnitte hervorgerufen.

Ein anderer bekannter Versuch wird in der US-PS 3 156 126 beschrieben. Es sei bemerkt, daß hier nicht der Versuch gemacht wird, den Triebriemen an ein Standardzahnrad anzupassen, sondern daß hier ein speziell geformtes Zahn- oder Kettenrad verwendet wird. Weiterhin ist das bekannte Band in der Bewegungsrichtung des Bandes weich und dies führt zu einem vorzeitigen Ausfall des Bandes während des Betriebes.

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Es ist demzufolge ein Hauptziel der Erfindung, einen Antriebsriemen zur übertragung einer Antriebskraft von einem Standardzahnrad auf wenigstens ein anderes Standardzahnrad zu schaffen, wobei dieser Riemen oder dieses Band ein kontinuierlich flexibler Riemen oder Band ist, das sich auf dem Teilkreis des §tandardzahnrades abwälzt, wobei dieses Band eine Anzahl von Zähnen aufweist, die integral am Band ausgebildet sind, wobei eine Anzahl dieser Zähne nach unten gerichtet sind und eine andere Anzahl dieser Zähne nach oben gerichtet sind. Die nach unten gerichteten Zähne legen sich gegen die Zähne des Standardzahnrades am Zahnfuß an und die nach oben gerichteten Zähne des Bandes legen sich gegen die Zähne des Standardzahnrades am Kopf an.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen hochwirksamen Treibriemen aus Metall zu schaffen, der billig hergestellt werden kann.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, ein Antriebsband aus Metall zu schaffen, welches in seiner Gestaltung einfach ist.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, ein Antriebsband zu schaffen, welches unter Verwendung von automatischen Massenfertigungstechniken hergestellt werden kann.

Es ist auch ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung, einen Treibriemen zu schaffen, der von üblichen vorhandenen Standardzahnrädern angetrieben werden kann und der übliche vorhandene Standardzahnräder antreiben kann.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, einen flexiblen Treibriemen, zu schaffen, der leicht hergestellt und geformt und verbunden werden kann, um ein endloses Band mit derartigen Abmessungen zu bilden, wie es vom Benutzer benötigt wird.

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Ein Ziel der Erfindung besteht auch darin, einen flexiblen Antriebsriemen zu schaffen, der ein gewisses Spiel aufnehmen kann, welches im Antriebssystem vorhanden sein kann.

Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, einen Riemenantrieb zu schaffen, dessen Zähne unter derartigen Winkeln ausgebildet sind, daß das Band in der Lage ist, eine Lose oder ein Spiel auszuschalten, ohne daß eine gewisse Weichheit in der Bewegungsrichtung des Bandes auftritt.

Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist es, ein wirksames Antriebsband zu schaffen, das so hergestellt werden kann, daß Spannungskonzentrationen od. dgl. ausgeschaltet oder auf ein Minimum herabgesetzt werden.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, einen flexiblen Antriebsriemen zu schaffen, der einen niedrigen Geräuschpegel hat.

Die Erfindung betrifft somit einen Treibriemen, mit dem eine Antriebskraft von einem Standardzahnrad auf wenigstens ein anderes Standardzahnrad übertragen werden kann, wobei ein kontinuierliches flexibles Band vorgesehen ist, welches sich auf den Teilkreis des Standardzahnrades abwälzt. Das Band oder der Riemen weist eine Anzahl von Zähnen auf, die integral ausgebildet sind. Eine Anzahl dieser Bandzähne sind nach unten gerichtet und eine andere Anzahl der Bandzähne sind nach oben gerichtet. Die nach unten ausgebildeten oder gerichteten Zähne erfassen. die Zähne des Standardzahnrades am Fuß und die nach oben ausgerichteten Bandzähne erfassen die Zähne des Standardzahnrades am Kopf.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Treibriemens, der um zwei Standardzahnräder herumgeführt ist,

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Pig. 2 eine vergrößerte Teilansicht des erfindungsgemäßen Treibriemens, der in einen Teil eines Standardzahnrades eingreift,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Treibriemenrohling in der endgültigen Ausbildung, wobei die Mitten der Ausschnitte des Treibriemens einen Abstand haben, der gleich dem Teilkreis des Standardzahnrades ist, bei dem dieser Riemen verwendet wird,

Fig. 4 eine schematische teilweise geschnittene Draufsicht auf ein Standardzahnrad, über das der erfindungsgemäße Treibriemen geführt ist, wobei der Zahnradzahn durch den Treibriemen sowohl entlang in "X"- und in "Y"-Richtung erfaßt wird,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Treibriemens
und

Fig. 6 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 5~5 der Fig. 5.

Es sei nunmehr speziell auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Es ist ein verbessertes flexibles Antriebsband 10 dargestellt, mit dem eine Antriebskraft von einem Standardζahnrad 12 auf eine Anzahl von anderen Standardzahnrädern übertragen wird, wie beispielsweise auf ein Standardzahnrad 14. Das flexible Antriebsband IO ist praktisch aus einem kontinuierlichen Metallband 16 hergestellt.

In der folgenden Beschreibung wird eine Anzahl von Standardzahnradgrößen und Bezeichnungen verwendet, um das erfindungsgemäße Antriebsband zu beschreiben. Die Definition der verschiedenen Ausdrücke kann in einer Anzahl von Standardwerken gefunden

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werden, wie beispielsweise in dem Buch "Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers", 7. Ausgabe, Seiten 8 bis 155.

Das Antriebsband 10 ist mit einer Anzahl von Zähnen ausgestattet. Eine Anzahl dieser Zähne 18 sind nach unten gerichtet. Eine zusätzliche Anzahl von Zähnen 20 sind nach oben gerichtet. Die Ausbildung und Form dieser Zähne einschließließlich des Abstandes zwischen diesen Zähnen sind zur Definition der Erfindung von Bedeutung.

Es sei nun auf alle Fig. 1 bis 6 Bezug genommen. Das Antriebsband IO ist aus einem Metallrohling 22 hergestellt. Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, weist der Rohling, der in Bandform vorliegt, hanteiförmige Ausschnitte auf, die ausgestanzt oder in ■ anderer Weise ausgebildet sind und die gleiche Abstände voneinander haben. Die verschiedenen ausgestanzten oder ausgeschnittenen Bereiche 24 des Bandrohlings 22 sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der dem Teilkreis des Zahnrades entspricht, bei dem das Band verwendet werden kann. Dieser Teilkreisabstand ist in Fig. 3 mit CP bezeichnet. Durch diese Anordnung der Ausschnitte oder Abschnitte 24 auf dem Metallbandrohling 22 können die weiteren Verhältnisse am Antriebsriemen 10 in Bezug auf das passende Zahnrad abgeleitet werden. Wie Fig. 4 zeigt, besteht eine dynamische Zwischenwirkung zwischen einem Zahnradzahn 26 und vier Oberflächen des Antriebsbandes 10. Der Zahnradzahn 26 hält die Querlage des Antriebsbandes 10 dadurch aufrecht, daß sich dieser gegen die seitlich erstreckenden Abschnitte 28 des Bandes 10 anlegt. Dadurch wird eine positive dynamische Einstellung des Antriebsbandes 10 in "X"-Richtung oder in Querrichtung der Bewegung des Bandes 10 durch die seitlich sich erstreckenden Abschnitte 28 aufrechterhalten. Eine positive dynamische Einstellung des Antriebsbandes 10 in einer "Y"-Richtung (oder in Richtung der Längsbewegung des Bandes 10) wird durch die verschiedenen Bandzähne 18 und 20 aufrechterhalten .

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Es ist zu erkennen, daß der Hauptteil oder der Abschnitt 16 des Bandes 10 sich im wesentlichen auf dem Teilkreis des Standardzahnrades 12 oder 14 abwälzt. Die Bandzähe 18 und 20 sind unter speziellen Winkeln gegenüber dem Metallband 16 und damit gegenüber dem Standardzahnrad, in welches dieses eingreift, ausgerüstet. Insbesondere sind die verschiedenen Bandzähne 18 und 20 unter Druckwinkeln PA angeordnet, die etwas verschieden von den Druckwinkeln der Standardzahnräder sind, für die das Band verwendet wird. Wenn beispielsweise ein Standardzahnrad einen Druckwinkel von 20° aufweist, so werden die verschiedenen Bandzähne 18 und 20 unter einem Druckwinkel von etwas weniger als 20° ausgebildet oder unter einem Druckwinkel von 19°. Diese geringe Abweichung des Druckwinkels der Bandzähne 18 und 20 des Antriesbandes 10 bewirkt, daß sich die Zähne 18 und 20 beim Eingriff mit den Zähnen des Standardzahnrades etwas verbiegen. Diese Auslenkung oder Verbiegung der Zähne 18 und 20 schaltet jedes Spiel aus und zwar ohne irgendeine zusätzliche Nachgiebigkeit oder Weichheit -in Bewegungsrichtung des Bandes 10. Es sei bemerkt, daß in dieser Beziehung das erfindungsgemäße Band wesentlich von allen bekannten Antriebsbändern abweicht, beispielsweise von denen, die in der US-PS 3 156 126 beschrieben werden. Das aus dieser US-Patentschrift bekannte Band ist in der Bewegungsrichtung des Bandes derart elastisch oder nachgiebig, daß es weich ist und während des Betriebes reißen und zerstört werden kann.

Wie bereits dargelegt, wälzt sich das Antriebsband 10 im wesentlichen auf dem Teilkreis des Zahnrades ab, bei dem es verwendet wird. Das Antriebsband 10 wird in neuartiger Weise auf dem Standardζahnrad durch die Wirkung der Bandzähne 18 und 20 angeordnet. Die Bandzähne 18, die nach unten gerichtet sind, arbeiten mit dem Fuß der Zähne 26 des Standardzahnrades Ik zusammen, und die nach oben gerichteten Bandzähne 20, die in Eingriff mit den Zähnen 26 des Standardζahnrades 14 gelangen, arbeiten

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mit dem Kopf der Zähne zusammen. Durch die Einwirkung der nach oben ausgebildeten Zähne 20 und der nach unten verlaufenden Zähne 18 wird zusammen mit der Quereinstellung der seitlich sich erstreckenden Abschnitte 28 das Antriebsband Γ0 sowohl in der "Z"- als auch in der "X"- und in der "Y"-Richtung eingestellt, wie es in den Fig. 2 und H gezeigt ist.

Den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß mit einem erfindungsgemäßen Antriebsriemen 10 positiv ein Antrieb von einem oder mehreren Standardzahnrädern auf ein oder mehrere Standardzahnräder übertragen werden kann. Der Antriebsrahmen 10 kann unterschiedliche Belastungen aufnehmen und dessen verschiedene Abmessungen, wie beispielsweise Dicke, Breite usw., können in Abhängigkeit vom speziellen Verwendungszweck bemessen werden. Der Treibriemen kann in aufgewickelter Form gelagert werden und kann dann mit geeigneten Werkzeugen geschnitten und verbunden werden und zwar in der Weise, wie es für den Verbraucher erforderlich ist. Die Verbindung kann in verschiedenen Formen durchgeführt werden, beispielsweise durch Schweißen, Vernieten od. dgl. Dies hängt selbstverständlich von dem Verwendungszweck und dem Material des Bandes 10 ab. Das Material des Bandes ist üblicherweise ein in geeigneter Weise behandelter Stahl und hängt hauptsächlich von der Verwendung ab. Zusätzlich kann der Treibriemen mit einem selbstschmierenden Kunststoff bedeckt werden, wie beispielsweise mit Polytetrafluoräthylen, um die Geräusch- und Verschleißeigenschaften zu verbessern.

Durch den erfindungsgemäßen Treibriemen wird ein wesentlicher technischer Fortschritt erzielt. Der flexible Treibriemen weist hervorragende Leistungseigenschaften auf, wie beispielsweise eine Antriebsübertragung ohne Rutschen oder Spiel, wobei der Riemen frei von hohen Spannungen ist. Der Treibriemen kann bei ganz erheblichen Drehzahlen laufen und erzielt einen hohen mechanischen Wirkungsgrad ohne eine wesentliche Geräuscherzeugung.

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Claims

Patentansprüche

/j l.\ Treibriemen oder Antriebsband zur übertragung eines Antriebes \-s von einem Standardzahnrad auf wenigstens ein anderes Standardzahnrad, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Treibriemen aus· einem kontinuierlichen flexiblen Band besteht, welches sich auf dem Teilkreis des StandardZahnrades abwälzt, und daß der Treibriemen eine Anzahl von integral ausgebildeten Zähnen aufweist, wobei eine Anzahl dieser Riemenzähne sich nach unten erstreckt und eine andere Anzahl der Riemenzähne nach oben.
2. Treibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach unten sich erstreckenden Zähne des Treibriemens sich gegen die Zähne des Standardzahnrades am Fuß anlegen und daß die nach oben sich erstreckenden Treibriemenzähne sich gegen die Zähne des Zahnrades am Kopf anlegen.
3. Triebriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibriemen ein metallisches Antriebsband ist.
4. Treibriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwinkel der nach unten gerichteten Zähne etwas kleiner ist als der Druckwinkel der Zähne des Standardzahnrades.
5. Treibriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwinkel der nach oben gerichteten Zähne etwas geringer ist als der Druckwinkel der Zähne des Standardzahnrades.
6. Treibriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwinkel sowohl der nach oben als auch der nach unten gerichteten Zähne etwas geringer ist als der Druckwinkel der Standardzahnradzähne.

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7. Treibriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band dynamisch am Standardzahnrad angeordnet ist, daß die nach oben und unten gerichteten Zähne am Band das Band am Standardzahnrad so einstellen, daß sich der Bandabschnitt am Teilkreis des Zahnrades abwälzt.
8. Treibriemen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit quer sich erstreckenden Abschnitten ausgerüstet ist, die dynamisch das Band an den Zähnen des Standardzahnrades in Querrichtung einstellen.
9. Treibriemen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwinkel der nach oben und unten gerichteten Zähne die gleichen sind.

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