DE2438815A1

DE2438815A1 - Antriebssystem fuer einen endlosen riemen

Info

Publication number: DE2438815A1
Application number: DE19742438815
Authority: DE
Inventors: David George Fisher; Robert Garth Gladden
Original assignee: Dayco Corp
Current assignee: Day International Corp
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1974-08-13
Publication date: 1975-03-20
Also published as: CA1085186A; JPS5049563A; JPS56170346U; DK440473A; GB1432524A

Description

PATENTANWÄLTE

OTPE.-EKG. ALEX STEMGER DtESSEiDOKF η dife^ikg. WOLFKÄM WÄTZKE

MalkasfenstrafitZ DIPL.-ENG. KEICCZ f. EIBIG

15 ^@3 öaEunK 12. ÄUg.

Corporation, ÜSA-Dayton, QhIo 45 401* W. First; Street

Antrieb asysfcem; für einen endlosen Riemen

Antriebssystem© für., endlose Eienien, feel denen der Infcriefe gegenüberliegenden Seiten oder Abseimitiien aus erfolgen kann» wurden bereits im Forseiilag gebracnfe«, Im allgemeinen besitzen diese seEion früher vorgesenlagenen Biesen an Jedem liirer gegenüberliegend angeordneten Änfcriefesabseiinitte einen, relativ kamplexen Airfbau^ wadiircö. Jeder dieser Riemen unnötig kompliziert wird und sicn demgemäB nSkere Herstellungskosten für diese Riemen md die iiierflr erforderllc&en Äntriebsscneiben ergeben. Außerdem sind diese friner vorgesenlagenen Riemen wegen iiirer koKplexen Antriebsabsafinitte zientlicii dick, so ämB während des Betriebs in Jedem dieser Riemen befcräcktlicne Spannungen erzeugt werden,, die unweigerlieii die Lebensdauer der Riemen verkürzen.

Es ist da&@r die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und wirtschaftliekes Antriebssystem zu schaffen, bei des ein einziger endloser Riemen von minimaler Dicke verwendet wird« das aber dennoch selbst beim Einsatz von. Seheiben von relativ kleinem Durchmesser eine verh&ltisisatgjiig lange Lebensdauer gewährleistet.

Seiost wird diese Aufgabe durch, einen einzigen endlosen Riemen sit gegenüberliegenden Äntriebsabsehnitten, die in Form eines flachen ÄntriebsabsciHiitts und eines gegenüberliegend angeordneten

mit einer Vielzahl von. Rippen ausgebildet sind, der Rlemea kraftsahlüssig; Biit einer Antriebsscheibe und

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einer Vielzahl angetriebener Riemenscheiben zusammenwirkt und wobei die Antriebsscheibe und Mindestens eine der angetriebenen Riemenscheiben jeweils eine Vielzahl von Hüten aufweisen, die Im Querschnitt gesehen von einer entsprechenden rinnenförnlgen Oberfllche gebildet werden. Mindestens eine weitere angetriebene Scheibe besitzt eine passend runde zylindrische Oberfläche, wobei der flache Antriebsabschnitt des Riemens mit dieser passend runden zylindrischen Oberfläche kraftschlüssig in Verbindung kommt, während die Vorsprunge des gegenüberliegend angeordneten Antriebsabschnitts von den Nuten der genuteten Riemenscheiben aufgenommen werden und mit den rinnenförmigen Oberflächen kraftschlüssig In Eingriff gelangen. Ebenfalls vorgesehen ist eine Spannvorrichtung, die während des Betriebs eine kontrollierte Spannung des Riemens vorhält.

Die Erfindung ist als Beispiel in der beigefügten Zeichnung dargestellt. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Antriebssystem an einem perspektivisch dargestellten

Automobilmotor; flg. 2 das Antriebssystem in Ansicht von vorn;

FLg. 3 einen Abschnitt einer Riemenscheibe entlang der Linie 3-3 in Figur 2 geschnitten in vergrößertem

Maßstab; Fig. 4 einen Abschnitt einer anderen Riemenscheibe entlang der Linie 4-4 in Flg. 2 geschnitten in vergrößertem Maßstab.

In der Figur 1 ist ein Motor 10 mit ein·» erfindungsgemäßen Antriebssystem Il zur Kraftübertragung dargestellt. Das Antriebssystem 11 besitzt eine Vielzahl von Riemenscheiben, deren Formen und Durchmesser durch das jeweils zugeordnete Motorteil und durch ihre Anordnung relativ zueinander bestimmt werden, und einen einzigen endlosen Riemen 12. Die Riemenscheiben sind auf irgendeine bekannt· Art und Welse so auf dem Motor 10 angebracht und mit Ihren zugehörigen Bauteilen kraftschlüsslg verbunden, daß der

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Riemen 12 möglichst in einer Ebene wirkt, die im vorliegenden Beispiel eine Vertikalebene ist.

Gemäß den Figuren 1 und 2 besitzt das Antriebssystem 11 eine Antriebsscheibe 13, die kraftsehlüssig mit der Antriebswelle des Motors 10 verbunden ist, eine kraftschlüssig mit einer Wasserpumpe für den Motor 10 verbundene Riemenscheibe 14, eine kraftsehlüssig mit einer Servolenkung eines entsprechenden Fahrzeuges (nicht dargestellt), in das der Motor 10 eingebaut wird, verbundene Riemenscheibe 15* eine Riemenscheibe 16, die kraftschlüssig mit einem Wechselstromgenerator zur Stromversorgung des Motors 10 in Verbindung.steht, und eine Riemenscheibe 17, die kraftsehlüssig mit einem mechanischen Versorgungssystem für eine Klimaanlage zum Einsatz in vorerwähntem Fahrzeug mit Motor 10 verbunden ist. Demgemäß wird die Riemenscheibe 13 im nachstehenden als Antriebsscheibe bezeichnet, welche die übrigen Riemenscheiben 14, 15, 16 und 17 antreibt, die nachfolgend angetriebene Riemenscheiben genannt werden.

Für das Antriebssystem 11 ist eine Spannvorrichtung 20 vorgesehen, um eine kontrollierte Spannung des Riemens 12 vorzuhalten und sicherzustellen, daß dieser Riemen und die verschiedenen mit ihm kraftsehlüssig zusammenwirkenden Riemenscheiben weitgehendst ohne Sehlupf umlaufen.

Die Antriebsscheibe 13 und die angetriebenen Riemenscheiben 15* 16, 17 besitzen jeweils eine Vielzahl von vier typischen Umfangßnuten 22, die in der Antriebsscheibe 13 aus Figur 4 ersichtlich sind. Jede ümfangsnut 22 wird durch eine zugehörige rinnenförmige Oberfläche 23 ausgebildet, deren Querschnitt la wesentlichen V-förmig ist. Die angetriebene Riemenscheibe 14 beeitzt eine passend runde zylindrische Außenfläche 24 (siehe Figur 3), die keinerlei seitliche Halteflanschen oder dgl. aufweist.

Der Riemen 12 besitzt einen Spannabschnitt 25» einen Lastaufnahmeabsehnitt in Form eines spiralförmig gewickelten Lastauf-

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nahmestrangs 26 aus relativ undehnbarem Material und einen Druckabschnitt 27, der durch vier in Längsrichtung verlaufenden und einen festen Bestandteil des Riemens bildenden Rippen

30 gebildet wird, deren Formen den Formen der Umfangsnuten 22 entsprechen. Wie bei der typischen Antriebsscheibe 13 nach Figur 4 gezeigt, werden die vier Rippen 30 innerhalb ihrer entsprechenden vier umfangsnuten 22 aufgenommen.

Der Riemen 12 hat einen flachen Antriebsabschnitt 31, der von der Außenfläche einer Gewebeschicht 32 gebildet wird, welche mit dem Elastomermaterial verklebt 1st. das die Außenseite des Spannabschnitts 25 bildet, wobei der flache Antriebsabschnitt

31 kraftschlüssig mit der passend runden zylindrischen Außenfläche 24 der Riemenscheibe 14 in Eingriff gelangt.

Außerdem besitzt der Riemen 12 einen gegenüberliegend angeordneten Antriebsabschnitt, der durch die voneinander abgesetzten Rippen 30 des Druckabschnitts 27 gebildet wird. Die Rippen 30 wirken also kraftschlüssig mit den angetriebenen Riemenscheiben 15, l6 und 17 sowie mit der Antriebsscheibe I3 zusammen.

Wie aus Figur 3 ersichtlich, weist jede der Rippen 30 einen gleichmäßigen V-Querschnitt auf und verläuft jede Rippe kontinuierlich und ohne Unterbrechung über die volle Länge des Riemens. Jede Rippe 30 wird innerhalb einer entsprechenden Umfangsnut 22 der zugeordneten Riemenscheiben so aufgenommen, daß die ümfangsnut 22 nicht völlig ausgefüllt ist, sondern ein Zwischenraum 34 verbleibt, wie dies in Figur 4 bei einer typischen Umfangsnut 22 und einer zugeordneten Rippe 30 gezeigt ist. Jede Rippe stellt eine Kontaktfläche dar und wirkt als Reibungskraftverstärker, durch den sich je Pfund Riemenspannung ein hoher Reibungsgriff ergibt. Bedingt durch die Art, in der die Rippen 30 mit den zugehörigen Riemenscheiben in Kontakt gelangen, ergibt sich außerdem eine Lastverteilung über den gesamten Lastaufnahmestrang 26 des Riemens 12.

Der flache Antriebsabschnitt 3I des Riemens 12 kommt mit der

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passend runden zylindrischen Außenfläche 24 der angetriebenen Riemenscheibe 14 in Eingriff. Wie aus Figur 2 ersichtlich, kommt der flache Antriebsabschnitt yi mit der Außenfläche 24 über einen ausgeprägten Bogen in Eingriff, der durch den Umschlingungswinkel 35 dargestellt ist und mehr als l80^Q ausmacht, so daß die Riemenscheibe 14 ohne Schlupf leicht angetrieben werden kann. Außerdem bietet die Lage der Mittellinie der Riemenscheibe 14 relativ zu den Riemenscheiben 13 und 15 die Gewähr dafür, daß sich zwischen dem Riemen 12 und der Antriebsscheibe 13 sowie zwischen dem Riemen 12 und der Riemenscheibe 15 der gewünschte UmschÄngungswinkel ergibt.

Figur 3 zeigt, daß der Riemen 12 einen verhältnismäßig dünnen Querschnitt aufweist und daß dieser Querschnitt wesentlich dünner als bei früher vorgeschlagenen Riemen ist, bei denen relativ komplexe Antriebsabschnitte gegenüberliegend angeordnet sind. Durch den dünnen Querschnitt wird die Lebensdauer durch verringerte Hysterese verlängert, wird das Riemengewicht reduziert, wodurch sich wiederum ein verringerter Fliehkraftspannungsverlust ergibt, kann der Riemen leicht über verhältnismäßig kleine Riemenscheiben gelegt werden und ist ein sogenanntes "rückseitiges" Biegen möglich, d.h. ein Biegen, durch das der flache Antriebsabschnitt 31 um die Riemenscheibe 14 gewickelt werden kann,.

Durch den Einsatz zusammenwirkender und mit Umfangsnuten ver-= sehener Riemenscheiben, die in einer einzigen Ebene mit dem Riemen 12 wirksam werden, kann die einfache Riemenscheibe 14 ohne Seitenflanschen ausgebildet werden, wobei dennoch ein genauer Kontakt ohne jede Axialbewegung auf der passend runden zylindrischen Außenfläche 24 gewährleistet ist.

Das Antriebssystem 11 besitzt die vorerwähnte Spannvorrichtung 20, bei der eine Riemenscheibe 39 vorgesehen ist, welche gegen die Längsrippen 30 des inneren Antriebsabschnitts des Riemens 12 gedrückt wird. Die Spannvorrichtung 20 kann jede geeignete Konstruktion sein, die sicherstellt, daß die erforderliche

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Spannung auf dem Riemen 12 vorgehalten wird, wobei diese Spannung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs konstant oder in Abhängigkeit von der jeweiligen Belastung regelbar sein kann.

In Figur 4 ist der Riemen 12 in vergrößertem Maßstab dargestellt, wobei die Rippen 30 in kraftschlüssigem Eingriff mit der Antriebsscheibe 13 stehen. Auf ähnliche Weise gelangen die Rippen 30 des Riemens 12 auch in kraftschlüssigen Eingriff mit den Riemenscheiben 15, l6 und 17*

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Claims

fatentanspruclie

].J Antriebssystem für einen endlosen Riemen mit einer An-"" trlebsscheibe und einer Vielzahl angetriebener Riemenscheiben, wobei die Antriebsscheibe und mindestens eine der angetriebenen Riemenscheiben mit einer Vielzahl von Umfangsnuten ausgebildet sind,
dadurch geken η ζ eichnet, daß mindestens eine der Riemenscheiben (14) eine zylindrische Außenfläche (24) aufweist und daß der endlose Riemen (12) einen flachen Antriebsabschnitt (Jl) und einen gegenüberliegend angeordneten Antriebsabschnitt mit voneinander abgesetzten Rippen (30) besitzt, wobei der flache Antriebsabschnitt (31) kraftschlüssig mit der zylindrischen Außenfläche (24) in Eingriff gelangt und wobei die Rippen (30) des gegenüberliegend angeordneten Antriebsabschnitts von den Umfangsnuten (22) der genuteten Antriebsscheibe (I3) oder Riemenscheiben aufgenommen werden.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Antriebsrichtung des Riemens (12) gesehen auf die Antriebsscheibe (13) eine erste (l4) und eine zweite (15) angetriebene Riemenscheibe folgt und daß die Antriebsscheibe (13) und die zweite angetriebene Riemenscheibe (15) mit einer Vielzahl von Umfangsnuten versehen sind, die gleichmäßig voneinander abgesetzt parallel zur Mittelachse der jeweils zugeordneten Riemenscheibe verlaufen, wobei die voneinander abgesetzten Rippen (30) im Querschnitt die Form gleichmäßig voneinander abgesetzter Zähne haben.
3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheibe (13) und die zweite angetriebene Riemenscheibe achsparallel zueinander angeordnet sind.
4. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Hippen (30) über die gesamte Länge des Riemens (12) verlaufen, wobei jede Rippe (30) von einer zugeordneten Umfangsnut (22) in jeder der genuteten Riemenscheiben aufgenommen wird.
5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rippen (50) über die volle Länge hinweg einen gleichmäßigen Querschnitt aufweist und ohne jede Unterbrechung kontinuierlich über die volle Länge des Riemens (12) verläuft.
6. Antriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Rippen (30) einen V-förmigen Querschnitt besitzt.
7· Antriebssystem nach Anspruch % dadurch gekennzeichnet, daß jede der Riemenscheiben so angeordnet ist, daß der Riemen (12) in einer einzigen Ebene wirkt, und daß außerdem eine an sich bekannte Spannvorrichtung (20) vorgesehen ist, um eine kontrollierte Spannung des Kraft-Riemens vorzuhalten.
6. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (20) eine mit de« Riemen (12) in Eingriff kommende Riemenscheibe umfaßt, die alt dem gegenüberliegend angeordneten Antriebsabschnitt in Kontakt gelangt.
9. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (20) eine mit den Riemen (12) in Eingriff kommende Riemenscheibe umfaßt, die Mit dem flachen Antriebsabschnitt in Kontakt gelangt.
10. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der tndlose Riemen (12) in der Hauptsache aus einem Elastomermaterial hergestellt ist und einen Spannabschnitt (25), «inen Lastaufnahmestrang (26) und einen Druckabschnitt (27) besitzt, wobei letzterer von den Rippen (30) gebildet wird. 509812/0294

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