DE2435073C3

DE2435073C3 - Treibriemen und Treibriemen/Scheiben- Kombination

Info

Publication number: DE2435073C3
Application number: DE2435073A
Authority: DE
Inventors: Michael J.W. Lisburn Antrim Gregg
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1973-07-20
Filing date: 1974-07-17
Publication date: 1984-10-11
Also published as: JPS57137756A; JPS6137489B2; GB1453716A; BR7405917D0; JPS5042252A; FR2238094B1; JPS5728812B2; DE2435073A1; FR2238094A1; CA992356A; US3924481A; DE2435073B2

Description

Die Erfindung betrifft einen endlosen synchronen Treibriemen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und die Kombination dieses Treibriemens mit einer Scheibe nach dem Oberbegriff des Anspruches 3 bzw. 4.

Ein solcher bekannter Treibriemen (DE-OS

19 57 922) weist Zähne auf, deren Flanken von Kreisbögen gebildet werden. Die Mittelpunkte dieser Kreisbögen liegen auf einer zum gestreckten Zugglied parallelen Linie innerhalb der Zahnriemengesamthöhe. Die kreisbogenförmigen Zahnflanken erstrecken sich vom Fußbereich des Riernenzahnes bis zu seiner Mittellinie.

Je nach Lage der Krümmungsmitteipunkte hat die Zahnkrone die Kontur eines Spitzbogens oder eines Halbkreises. Dies führt im Kopfbereich des Riemenzahnes zu anderen Eingriffs- und Belastungsverhältnissen | als beim Anmelduiigsgegenstand. ί

Um die Scherfestigkeit von Riemenzähnen zu verbes- ι sern, wurden auch trapezförmige Zähne benutzt (US-PS J 25 07 852). Diese sind hinsichtlich ihrer Breite und Tiefe .■? dadurch begrenzt, daß, wenn sie allzu tief sind, im Ver- | hältnis zu ihrer eigenen Breite ihre Köpfe mit den Wan- f den der Zahnvertiefungen interferieren, wenn sie mit _; dieser in Eingriff gelangt und außer Eingriff geraten ^v sind. Dies begrenzt daher den Berührungsbereich. Diese · Form weist während des Eingriffs mit der Scheibe nur Punktberührung auf, was zu hohen Beanspruchungen im Zahn und folglich zu Abnutzungen bzw. Formände- , rungen führt. Diese Fakten schränken die Leistung ein, die mit Hilfe eines Riemens mit vorgegebener Zahntei- ;

lung übertragen werden kann. \

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Antriebs- \ riemen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebe"-nen Art insoweit zu verbessern, daß möglichst hohe festigkeitstechnisch günstige Verhältnisse an den Zähnen erreicht werden und im Zusammenwirken mit Zahnrädern möglichst günstige Eingriffs- und Abwälz- "'' Verhältnisse ermöglicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 bis 4 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht werden.

Die kurvenförmige Ausbildung von Zahnflanken ist auch aus dem DE-GM 17 06 788 bekannt, jedoch gilt auch hierfür, daß damit die Gesamtheit der Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches 1 der Erfindung nicht nahegelegt worden ist.

Vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung sind folgende:

1. Es ist ein hohes Verhältnis von W: P. daß heißt Zahnbreite : Zahnteilung möglich. Dies erlaubt eine breite Basis mit einer damit zusammenhängenden höheren Scherfestigkeit.
2. Es sind größere Zahntiefen möglich, ohne Interferenzen bei Zusammenwirken und Ausrücken kleiner Scheiben. Dies vergrößert den Bereich des Zahnes, der der von der Scheibenvertiefung ausgeübten tangentialen Belastung ausgesetzt ist, was

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den Druck an der Berührungsfläche zwischen Riemenzahn und Scheibenvertiefung reduziert, was die Riemenformänderung reduziert und das Oberflächenwasser minimiert.

J. Während des Eingriffs und des Ausrückens der Zähne neigt der Zahn dazu, in die Zahnvertiefung um jenen Punkt auf dem Teilkreis zu schwingen, wo die theoretische Zahnbreite markiert ist. Dies tritt auf, wenn der Bewegungspunkt des Eingrifis und des Ausrückens des Riementeilkreises und des Scheibenteilkreises koinzidiert mit obigem Punkt, bis der Zahn voll im Eingriff steht. Während des letzten Eingriffs eines trapezförmigen Zahnes tritt oft Interferenz oder punktförmige Berührung auf.

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Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Dabei zeigt '■, F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Piemens,

F i g. 2 eine Kartenansicht des Riemens in vergrößerter Darstellung,

■ F i g. 3 eine Seitenansicht einer Scheibe für einen Riemen zur Bildung einer Riemen/Scheibenkombination,

F i g. 4 einen Teilausschnitt einer Ausführungsform einer Scheibenzahnvertiefung in vergrößerter Darstellung,

F i g. 5 eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform einer Scheibenzahnvertiefung in vergrößerter Darstellung.

Gemäß den F i g. 1 und 2 weist der Riemen im wesentlichen eine ebene Außenfläche 1 und eine mit Zähnen versehene Innenfläche 2 auf. Die Zähne 3 sind in gleichmäßigem Abstand 4 voneinander angeordnet. Dieser Abstand ist die Zahnteilung Pdes Riemens. Die Zähne 3 werden theoretisch durch Markierungen der theoretischen Zahnbreite 7 (W)durch zwei mit Abstand voneinander angeordnete Punkte 5 und 6 auf der Riementeillinie 8 konstruiert. Jede Seitenflanke 9 der Zähne bildet einen Kreisbogen, dessen Mittelpunkt in entgegengesetzten Punkten 5 oder 6 liegt und der einen Radius aufweist, der der Zahnbreite 7 (W) entspricht. Der Kopf 10 des Zahnes ist eben dargestellt, die Ecken 11 und 12 sind abgerundet.

Gemäß den Fig.3 und 4 weist eine Scheibe 13, von "der nur die Außenlinie dargestellt ist, eine Reihe von Vertiefungen 14 zur Aufnahme der Riemenzähne 3 auf. Jede derartige Vertiefung kann theoretisch durch Umschreiben der Scheibe 13 durch einen Teilkreis 15 konstruiert sein. Der Scheibenaußendurchmesser 16 ist dann, wie bereits beschrieben, der Teilkreisdurchmesser, vermindert um die doppelte Zahnteilunshöhe 17 (gemäß F i g. 2) des Riemens. Die Zahnbreite 7 (W) ist am Teilkreis (F i g. 4) markiert als Abstand zwischen den Punkten 18 und 19, um die Kreisbögen 20 mit einem Radius aus Zahnbreite W, zuzüglich einem Faktor CA, der die Hälfte des gesamten Abstandes zwischen Riemenzahn und Vertiefung darstellt, geschlagen sind. Diese beiden Kreisbögen 20 stellen die Seiten der Scheiben-Vertiefungen dar. Der Übergang 21 von jeweils einem Bogen 20 zum Scheibenaußendurchmesser 22 sollte normalerweise abgerundet sein, während der Bereich, wo die Bögen 20 sich schneiden wurden, flach oder (wie bei 23 gezeigt) gebogen sein kann.

In einer Abwandlung, wie in Fig.5 dargestellt, sind die den Punkt 18 und 19 der Fig.4 entsprechenden Punkte 24 und 25 durch einen Abstand 26 getrennt angeordnet, der der Zahnbreite IV zuzüglich des Abstandes CB zwischen Zahn und Scheibenvertiefung entspricht. Dieser Abstand 26 wird dann als Radius für die Kreisbögen 27 verwendet, deren Mittelpunkt die Punkte 24 und'25 sind und die den Bögen 20 gemäß Fig.4 entsprechen. In den übrigen Details entspricht diese Ausführung der vorstehend beschriebenen.

Ein derartiger Riemen kann wie folgt hergestellt werden. Als Basismaterial dient ein elastisches Elastomer, das durch ein längsverlaufendes Zugglied verstärkt wird, das gewöhnlich aus mehreren Fäden mit sehr hohem Elastizitätsmodul gefertigt ist. Diese Fäden sind an der neutralen Achse des Riemens zentriert und definieren durch ihre eigene Lage den Teilkreis. Die Fäden können aus Glasfiber. Kohlefiber. Stahl. Polyester oder hochfestem Rayon gebildet sein. Die Zahnfläche kann erforderlichenfalls durch ein abriebfeiles Gewebe, beispielsweise Nylon, verstärkt sein. Der Riemen kann aus einer Vielzahl von Elastomeren, acrylonitrile!!! Gummi und dem Copolymer Isobutylen/Isopren. die Scheiben können aus einer Vielzahl von Materialien gefertigt sein, wie Metallen, Sintermetallen, durch Wärme gehärtete und thermoplastische Polymere.

Die Scheibenvertiefungen können dargestellt sein durch Beschreiben des Teilkreisdurchmessers. Dieser Kreis wei£i einen Umfang auf, welcher sich aus dem Produkt Zahnteilung am Riemen χ Anzahl der Zähne an der Scheibe ergibt. Der Scheibenaußendurchmesser ergibt sich aus dem Teilkreisdurchme"sser vermindert um die doppelte Zahnteilungshöhe des Riemens. Bei Markierung der Zahnteilung am Teilkreis ergeben sich die Mittelpunkte der Vertiefungen.
, Es werden zu beiden Seiten der Zahnmittellinie an der Zahnteilung in einem Abstand von der Hälfte der theoretischen Zahnbreite auf dem Riemenabschnitt Punkte markiert. Als Radius nimmt man die theoretische Zahnbreite, zuzüglich der Hälfte des im ganzen erforderlichen Riemenzahn vertief ungsabstandes. Man zentriert einen der beschriebenen Punkte und beschreibt einen Bogen von der Scheibe CD zu der Zahnmittellinie, Man wiederholt dies an anderer Stelle. Die Basis der Vertiefung kann gebogen oder eben sein, ihre genaue Gestalt ist nicht exakt ausgebildet, so daß zwischen dem Kopf des Riemenzahnes und der Basis der Scheibenvertiefung ein Abstand verbleibt. Die Kopfekken sollten abgerundet sein mit einem Radius, der gleich oder größer ist als der entsprechende Radius am Riemen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Endloser synchroner Treibriemen aus einem durch zumindest ein sich entlang der Zahnteilungslinie erstreckendes, diese definierendes, einen hohen Elastizitätsmodul aufweisendes Verstärkungsorgan verstärkten elastischen Elastomer mit einer Aufeinanderfolge von entsprechend der Zahnteilung gleichmäßig von einander getrennt angeordneten identischen Zähnen mit einer auf der Zahnteilungslinie gedachten Zahnbreite, die kleiner als die Zahnteilung ist und die vordere und hintere Flanke jedes Zahnes wenigstens zum Teil querschnittlich die Form eines Kreisbogens aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreismittslpunkte (5,6) für die Krümmung der ZaHnflanken (9) in den Schnittpunkten (5,6) der Zahnteillinie (8) mit den zur Zahnteilungslinie verlängerten gedachten Zahnflankenkreisbögen (9) liegen, wobei der Abstand zwi-

J ischen den beiden Kreismittelpunkten der gedachten i'Zahnbreite (W) auf der Zahnteilungslinie (8) entspricht und das Verhältnis von gedachter Zahnbreite (W) zur Zahnteilung (P) entlang der Zahnteilungslinie (8) im Bereich zwischen 0,33 :1 und 0,8 :1 gelegen ist (0,33 :1 < W: P< 0,8 :1).

2. Treibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnteilung (P) ein Maß aufweist, das im Bereich zwischen 2 mm und 30 mm wählbar ist (2 mm <P< 30 mm).

3. Kombination aus dem Treibriemen nach den Ansprüchen I und 2 und einer Scheibe mit mehreren identischen peripheren, mit dem Riemen in Eingriff bringbaren Zähnen, mit jeweils einer zwischen ihnen

• angeordneten Vertiefung, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere und hintere Flanke (20) jeder Schei-, benvertiefung (14) wenigstens zum Teil im Quer- '\ 'schnitt die Form von Kreisbögen mit dem Radius (W+CA) aufweisen — wobei CA = Ml ■ dem Abstand zwischen dem Zahnkopf (10) des Treibriemens (1) und dem Boden der Vertiefung (14) in der Scheibe (13) ist — deren Kreismitteipunkte in den Schnittpunkten (18, 19) des Teilkreises (15) mit den zum Teilkreis (15) hin verlängert gedachten Zahnkonturlinien gelegen sind, so daß der Abstand (7) zwischen den Schnittpunken (18) und (19) der gedachten ,■Zahnbreite (W) entspricht und der Radius des Teilkreises (15) der Scheibe (13) aus dem Außenradius (16) der Scheibe (13), gemessen an der Zahnperipherie und dem Abstand (17) zwischen Basis (2) des Riemens (1) zwischen den Zähnen (3) und der Zahnteilungslinie (8) des Riemens (1) zusammengesetzt ist.

4. Kombination aus dem Treibriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 2 und einer Scheibe mit mehreren identischen peripheren, mit dem Riemen in Eingriff bringbaren Zähnen, mit jeweils einer dazwischen angeordneten Vertiefung, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere und hintere Flanke (27) jeder Vertiefung (14) in der Scheibe (13) v/enigstens zum Teil im Querschnitt die Form von Kreisbögen mit dem Radius (W+CB) aufweisen — wobei CB - Abstand zwischen dem Kopf (10) des Riemenzahns und dem Boden der Vertiefung (14) in der Scheibe (i3) — deren Kreismittelpunkte (24,25) auf

' dem Teilkreis (15) in einem Abstand (W+ CB) voneinander angeordnet sind und der Teilkreisradius (15) aus dem Außenradius der Scheibe (13) gemessen an der Zahnperipherie und dem Abstand (17) zwischen der Basis (2) des Riemens (1) zwischen den Zähnen (3) und der Zahnteüungslinie (8) des Riemens (1) zusammengesetzt ist.