DE2421052A1 - Endloser treibriemen - Google Patents

Description

vr^TAN WALTE DIPL.-ING. ALEX STENGER

D-400O DÜSSELDORF 1 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Malkastenstraße 2 DIPL.-ING. HEINZ J. RING

- Unser Zeichen: I5 I94 Datum: 29. April 1974

Dayco Corporation, USA - Dayton/Ohio 45 401, W. First Street

Endloser Treibriemen

Die Erfindung betrifft einen endlosen Treibriemen mit einem Zugabschnitt, einem Kompressionsabschnitt und einem längsverlaufenden, lasttragenden Schnurelement.

Zahlreiche Treib- bzw. sogenannte Keilriemen, die im wesentlichen einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, sind bekannt und gegenwärtig im Einsatz. Viele dieser Treibriemen sind durch die Art der zu übertragenden Last im Betrieb hohen Zugbeanspruchungen ausgesetzt. Bei stark auf Zug beanspruchten Treibriemen ist es wesentlich, daß sie eine genügend hohe Quersteifigkeit aufweisen, um das lasttragende Schnurelement des betreffenden Treibriemens und insbesondere die seitlichen Kantenzonen der Schnurwicklungen desselben aufnehmen und unterstützen zu können. Diese Quersteifi-gkeit in einem derartigen Treibriemen darf jedoch nicht auf Kosten einer schlechteren Flexibilität beim Umlauf des Treibriemens um die zugehörigen Trommeln oder Riemenscheiben gehen.

Die Bedeutung der Quersteifigkeit in einem stak auf Zug bean-r spruchten Treibriemen ist ohne weiteres erkennbar, wenn man weiss, daß der Riemenquerschnitt zu einer Verformung, d.h. zu einer Zusammenquetschung, tendiert, wenn der jeweilige Riemenabschnitt mit seinen gegenüberliegenden Seitenkanten an den rillenbildenden Flanschen einer den Treibriemen

A098U/0882

Telefon (0211) 36 05 U · Telegrammadresse: Dabspitent · Fosbdiedckonto Köln 2276IO

führenden Scheibe zur Anlage kommt. Die höheren Belastungen werden hierbei den äußeren Wicklungen des lasttragenden Schnurelements eines solchen Treibriemens beaufschlagt. Bewegt sich der jeweilige Rieinenabschnitt von den Scheibenflanschen weg, so nimmt der Riemenquerschnitt normalerweise sofort wieder seine ursprüngliche Form an, wodurch die einzelnen Wicklungen des lasttragenden Schnurelements gleichmäßiger belastet werden. Daraus ergibt sich, daß unter normalen Betriebsbedingungen plötzliche Belastungszu- und Belastungsabnahmen auftreten, besonders im Bereich der seitlichen Schnurwicklungen des lasttragenden Schnurelement^aes betreffenden Treibriemens bei seinem Eintritt in die bzw. seinem Austritt aus den zugehörigen Riemenscheiben. Bei dieser Lastzu- bzw. Lastabnahme handelt es sich im wesentlichen um eine zyklische Belastung, die sich bei jedem Einlauf eines Riemenabschnittes in die Riemenscheiben bzw. bei jedem Auslauf aus denselben wiederholt, so daß diese pulsierende Belastung den Riemenverschleiß beschleunigt und die betriebliche Lebensdauer des Treibriemens verkürzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, in einem endlosen Treibriemen der vorbeschriebenen generellen Art eine größere Querauflage für das lasttragende Schnurelement passend für den Einsatz unter starker Zugbeanspruchung zu schaffen. Deeweiteren bezweckt die Erfindung, die Plötzlichkeit, mit welcher die Schnurwicklungen an den Seitenkanten d es endlosen lasttragenden Schnurelements jeweils beim Eintritt eines Riemenabschnittes in eine zugeordnete Riemenscheibe bzw. beim Austritt aus derselben mit Last beaufschlagt wird, zu verringern.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch einen endlosen Treibriemen, welcher einen Zugabschnitt, einen Kompressionsabschnitt und ein in Längsrichtung verlaufendes lasttragendes Schnurelement zwischen diesen Abschnitten umfaßt und bei dem eine Vielzahl querνerlaufender paralleler Einzelschnüre auf mindestens einer Seite des lasttragenden Schnurelements Mittel vorgesehen sind, um diese querverlaufenden

409847/0882

Einzelschnüre parallel zueinander zu'halten und "dennoch freie Biegebewegungen des Treibriemens senkrecht zu den Querschnüren zu gestatten, und wobei die Querschnüre eine zum Einsatz des Treibriemens unter Zugbeanspruchung geeignete Quersteifigkeit und Seitenauflage schaffen.

Insbesondere wird erfindungsgemäß ein verbesserter endloser Treibriemen geschaffen, der speziell zum Einsatz unter hohen Zugbeanspruchungen geeignet ist und sich im Einsatz so verhält, daß die Belastung der einzelnen Schnurwicklungen eines lasttragenden Schnurelements bei einem derartigen Treibriemen bei gleich welchem Querschnitt über die Riemenlänge hinweg im wesentlichen gleich ist, und dies sogar im Bereich einer zugehörigen Riemenscheibe.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Abschnitt eines Treibriemens in

perspektivischer Darstellung und im Schnittj

Fig. 2 denselben Treibriemen entlang der Linie 2-2

in Figur 1 geschnitten;

Fig. J denselben Treibriemen entlang der Linie 3-J

in Figur 1 in Draufsicht;

Fig. 4 einen Abschnitt einer Riemenscheibe mit aufgelegtem Treibriemen in Draufsicht.

Wie nunmehr im einzelnen aus der Zeichnung ersichtlich, zeigt die Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen endlosen Treibriemens 10. Der Treibriemen 10 wird üblicherweise als Keilriemen angesehen und besitzt einen trapezförmigen Querschnitt und eine Umfangsform aus einer Oberseite 11 und einer

409847/0882 ₄

Unterseite 12 in paralleler Anordnung zueinander sowie einem Paar gegenüberliegender bzw. nichtparalleler Seitenflächen 1J>, Der Treibriemen 10 ist für hohe Zugbeanspruchungen bestimmt, weil er zum Einsatz in zugehörige Trommeln oder Riemenscheiben unter verhältnismäßig hohen Zugbelastungen geeignet ist. Der Treibriemen 10 ist so konstruiert und aufgebaut, daß er eine optimale Quersteifigkeit aufweist sowie glatt in seinen zugeordneten Riemenscheiben läuft mit einer nur minimalen bzw. praktisch nicht vorhandenen Einwirkung von LastSchwankungen auf den lasttragenden Abschnitt beim Eintritt des jeweiligen Riemenabschnittes in die zugehörigen Trommeln oder Riemenscheiben bzw. Verlassen derselben, wobei die Gründe hierfür nachfolgend noch zu erläutern sein werden.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, besitzt der Treibriemen 10 einen Zugabschnitt 14, einen Kompressionsabschnitt 15 sowie ein · schraubenartig gewickeltes lasttragendes Schnurelement Ib, welches sich zwischen dem Zugabschnitt 14 und dem Kompressionsabschnitt 15 befindet. Das lasttragende Schnurelement lö ist schraubenförmig zu einer Lage gewickelt, welche im wesentlichen parallel zu den parallelen Flächen, d.h. zur Oberseite 11 und zur Unterseite 12, des Treibriemens ist. Das Schnurelement besteht aus einer Vielzahl von im großen und ganzen parallelen lasttragenden Schnurwicklungen 17* die sich in Längsrichtung durch den Treibriemen erstrecken. Der Treibriemen 10 ist besonders geeignet zum Einsatz in einer Laufebene P, die gemäß Figur 2 im wesentlichen senkrecht durch den Riemenquerschnitt geht und durch die Art der Anordnung der zugehörigen Riemenscheiben für den Riemen 10 bestimmt wird.

Der Treibriemen 10 besitzt eine Vielzahl von verhältnismäßig eng zueinander angeordneten Quersehnüren an den gegenüberliegenden Seiten des lasttragenden Schnurelements 16. im einzelnen umfaßt diese Vielzahl von Quersehnüren eine Lage 21 aus parallelen Tragschnüren 22 im Zugabschnitt 14 mit Anordnung neben dem schraubenförmig gewickelten lasttragenden Schnurelement 16 sowie eine Lage 23 von parallelen Tragschnüren 24 im Kompressionsabschnitt ebenfalls mit Anordnung neben dem schrauben-

409847/0882

förmig gewickelten, lasttragenden Schnurelement 16.

Die Querschnüre 24 im Kompressionsabschnitt 15 sind unter einem bestimmten Winkel.25 - siehe"Figur 3 - zu einer Seite der Schnurwicklungen 17 des lasttragenden Schnurelementes 16 angeordnet, die Querschnüre 22 im Zugabschnitt 14 unter praktisch dem gleichen Winkel 26 zu der anderen Seite der Schnurwicklungen 17, so daß diese Querschnüre 22 und 24 symmetrisch auf den gegenüberliegenden Seiten der Schnurwicklungen 17 und somit symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten der Laufebene P des Treibriemens 10 verlaufen, wodurch der Treibriemen 10 eine verbesserte Quersteifigkeit und eine ausgewogene Konstruktion aufweist, die wirksamen Einsatz bei hohen Zugbeanspruchungen bei gleichzeitiger Gewährleistung einer langen Lebensdauer sicherstellen·.

Der bestimmte Winkel 26, unter welchem die "Querschnüre 22 auf der einen Seite und die Querschnüre 24 auf der anderen Seite der Schnurwicklungen bzw. Laufebene P verlaufen, ist je nach Verwendungszweck des Treibriemens 10 und der eingesetzen Werkstoffe unterschiedlich . Vorzugsweise liegt dieser Wimkel im Bereich zwischen 45° und 80° relativ zu den Schnurwicklungen 17 und damit zur Laufebene P, die auch mit der Längsachse der Treibriemens 10 zusammenfällt.

Der Treibriemen 10 ist mit geeigneten Mitteln versehen, um die Querschnüre 22 im Zugabschnitt 14 sowie die Querschnüre 24 im Kompressionsabschnitt parallel zu halten. Dies kann geschehen durch eine Elastomer-Bettungsschicht, die sich mit den Tragschnüren verbindet. Da diese Tragschnüre vorzugsweise die festigkeitsverleihenden Elemente eines sogenannten Schnurgewebes, von Fachleuten oft als "Reifenkordgewebe" bezeichnet, bilden, weisen die Tragschnüre 22 verhältnismäßig schwache Bindestränge 50 und die Tragschnüre 24 verhältnismäßig schwache Bindestränge 3I auf, um sie im wesentlichen parallel zu halten.

409847/0882 " ⁶ "

Unabhängig davon, ob die Tragschnüre 22 bzw. 24 jeweils durch eine Elastomer-Bettungsschicht oder schwache Bindestränge parallel gehalten werden, liegt es auf der Hand, daß diese Bettungsschicht eine freie Biegebewegung des Treibriemens senkrecht zu jedem Satz paralleler Tragschnüre ermöglichen. Da jeder Satz Tragschnüre 22 bzw« 24 im Winkel zwischen 45 und 8o° zur Längsachse des Treibriemens angeordnet ist, ist die Gesamtflexibilität des Treibriemens beim Passieren der zugeordneten Trommeln bzw_e Riemenscheiben selbst dann im großen und ganzen unbeeinträchtigt, wenn der Treibriemen eine relativ große Quersteifigkeit aufweist.

Die Herstellung des Treibriemens 10 kann unter Anwendung eines jeden beliebigen geeigneten Verfahrens, das auf diesem Gebiet bekannt ist, erfolgen. Des weiteren können bei der Ausbildung des Treibriemens die Lagen 21 und 27> unter Anwendung eines jeden gängigen Verfahrens auf gegenüberliegenden Seiten des schraubenförmig gewickelten, lasttragenden Schnurelementes 16, d.h. über bzw. unter derselben, angeordnet sein. Sobald jede der Lagen 21 und 23 die Form eines Reifenkordgewebes angenommen hat, wird diese Gewebelage einfach um die Aufbautrommel gewickelt, wie dies normalerweise üblich ist, wobei die festigkeits· verleihenden Tragscnnüre auf den jeweils gewünschten Winkel ausgerichtet werden.

Durch die winklige Anordnung der Tragschnüre zu den Schnurwicklungen 17 des schraubenförmig gewickelten lasttragenden Schnurelements 16 wird in den Augeblicken, da jeder spezielle Punkt oder Abschnitt des Treibriemens 10 mit den Seitenflanschen einer jeden von dem Treibriemen 10 zugeordneten Riemenscheiben oder Trommeln in bzw. außer Eingriff gelangt, auf den einzelnen Schnurwicklungen 17 und insbesondere auf den Schnurwicklungen an den gegenüberliegenden Seiten des Treibriemens eine im wesentlichen gleiche Belastung vorgehalten, wodurch die Schnurwicklungen 17 an diesen gegenüberliegenden Riemenseiten keinerlei plötzliche oder abrupte Be- und Entlastungen erfahren, wie sie bei Riemen ohne die einzigartigen erfindungsgemäßen Querschnüre auftreten. 409847/0882

Dieses Verhältnis ist in Figur 4 dargestellt, die den Treibriemen 10 beim Verlassen einer typischen Riemenscheibe bzw. Trommel 32 mit Flanschen 32A und 32B zeigt. Wie ersichtlich, bildet jede der Tragschnüre 22 und 24 einen Übergang vom scheiben- bzw. trommelberührenden Teil des Treibriemens zum freien Teil desselben. Damit stehen die Hinterkanten 33 der Tragschnüre 22 in Kontakt (noch) mit der Innenfläche des Riemenscheibenbzw. Trommelflansches 32A, während die Vorderkanten 34 bereits aus der Trommel bzw. Riemenscheibe freigekommen sind und zur Unterstützung der danebenliegenden Wicklungen 17A in der Randzone dienen. Ähnlich sind die hinteren Kanten 35 der Tragschnüre 24 in Kontakt mit dem anderen Riemenscheiben- bzw. Trommelflansch 32B* während die vorderen Kanten J>6 die gegenüberliegenden Kantenzonen-Schnurwicklungen 17B tragen. Auf diese Weise werden die Stoßbelastungen der Kantenschnüre verringert. Eine ähnliche Wirkung ergibt sich beim Eintritt des Treibriemens in die Riemenscheibe bzw. Trommel, so daß die Tragsehnüre 22 und 24 einen Übergang vom freien Riemenabschnitt zu den Riemenscheiben- bzw. Trommelflanschen bilden.

Der Treibriemen 10 ist in den Figuren als flächenroher Treibriemen dargestellt, d.h. ohne Deckschicht auf einer seiner Oberflächen: es versteht sich jedoch, daß sowohl jede einzelne Fläche, jedes zugehörige Paar gegenüberliegender Flächen bzw. der gesamte Umfang des Treibriemens 10 mit einem entsprechenden Material abgedeckt sein kann. Außerdem kann die Abdeckung bzw. Umhüllung mit einem Gewebe oder dergleichen erfolgen, das auf geeignete Weise mit einem Elastomer getränkt wurde, welcher mit dem zur Herstellung des Treibriemens 10 als solchem verwendeten Material verträglich ist.

Zur Sicherstellung der gewünschten Quersteifigkeit im Treibriemen 10, durch welche er gegenüber normalen endlosen Treibriemen für Verwendungen mit hohen Zugbeanspruchungungen geeignet ist, besitzt jede Tragschnur 22 und 24 eine Steifigkeit, welche derjenigen des lasttragenden Schnurelements 16 in etwa gleich ist. Darüberhinaus ist erkennbar, daß die Festigkeit,

409BA7/0882

— ο -

Querschnittsfläche und Steifigkeit der Tragschnüre 22 und ein Vielfaches größer als bei den entsprechenden Strängen des Gewebes ist, wie dieses bisher zur Verwendung in endlosen Treibriemen zur Beistellung einer gewissen Steifigkeit empfohlen wurde.

Der endlose Treibriemen 10 kann aus jedem geeigneten elastomeren MaBrial, z.B. Naturgummi, synthetischer Gummi oder jeder sonstige geeignete Kunststoff, hergestellt sein. Außerdem kann das lasttragende Schnurelement 16 aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, wie dies gegenwärtig zur Herstellung von Treibriemen oder dergleichen verwendet wird.

Die Schnüre 22 und 24 werden aus geeigneten Materialien wie Baumwolle, Nylon, Rayon, Polyester und ähnlichen Stoffen gefertigt.

Wenngleich vorstehend Ausführungsbeispiele der Erfindung und Verfahren zur Durchführung derselben beschrieben und in den beigefügten Figuren veranschaulicht wurden, so gilt als vorausgesetzt, daß Abwandlungen der Erfindung möglich sind, ohne daß der Rahmen der nachfolgenden Ansprüche verlassen wird.

0 9 8 4 7/0882

Claims (1)

1. Ansprüche

   1.j Endloser Treibriemen mit einem Zugabschnitt, einem Kompressionsabschnitt und einem längsverlaufenden lasttragenden Schnurelement zwischen diesen Abschnitten, gekennzeichnet durch eine Vielzahl querverlaufender paralleler Tragschnüre (22, 24) auf mindestens einer Seite des lasttragenden Schnurelements (16), und durch Bindestränge (30>j51), um diese querverlaufenden Tragschnüre (22,24) mindestens in etwa parallel zueinander zu- halten und dennoch freie Biegebewegungen des Treibriemens senkrecht zu den Tragschnüren (22,24) zu gestatten, und wobei die Tragschnüre (22,24) eine zum Einsatz des Treibriemens unter Zugbeanspruchung geeignete Quersteifigkeit und Seitenauflage schaffen.

   2. Treibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschnüre (24) im Kompressionsabschnitt (15) ange-r ' ordnet sind.

   J5. Treibriemen gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl eng nebeneinander liegender und paralleler Tragschnüre (22,24) auf gegenüberliegenden Seiten des lasttragenden Schnurelements (16), die quer zu diesem Schnurelement angeordnet sind, wobei die Tragschnüre auf

   einer Seite sich im Kompressionsabschnitt (15) und die auf der anderen Seite sich im Zugabschnitt (14) befinden.

   4. Treibriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschnüre (22,24) unter einem Winkel (26) zwischen 45° und 80° zu den ScVinurwicklungen des längsverlaufenden lasttragenden Schnurelements (16) angeordnet sind.

   5. Treibriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschnüre (22,24) aus den festigkeitsverleihenden

   409847/0882

   - 10 -

   Schnüren eines Kordgewebes bestehen und die Bindestränge in diesem Kordgewebe (22,24) vorgesehen sind.

   6. Treibriemen gemäß Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das lasttragende Schnurelement (16) aus einer schraubenförmig gewickelten Schnur besteht und daß jeder Satz von Tragschnüren (22, 24) eine zu den ParalIeIseiten (Parallelflächen) des trapezförmigen Treibriemens parallele Lage bildet.

   7. Treibriemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Tragschnüre (22,24) eine Steifigkeit aufweist, welche der Steifigkeit des lasttragenden Schnurelements (16) in etwa gleich ist.