DE2509689C3 - Gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähiges Gebilde für Antriebsriemen u.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Gebilde der im Oberbegriff des Anpruches 1 angegebenen und durch dieFR-PS 1594843,Fig. !,bekanntgewordenenArt. Bei diesem bekannten Gebilde sind die sieben Fäden gleichen Durchmessers jeder Schnur Stahldrähte, von denen sechs um den siebenten, der die Seele darstellt, gewickelt sind. Solche Schnüre und damit auch die aus ihnen hergestellten Gebilde haben, wie es bei Verwendung für Antriebsriemen und dergleichen erwünscht ist, geringe Verlängerung, guten Widerstand gegen Zugbeanspruchung und guten dynamometrischen Widerstand. Jedoch haben sie geringen Wider-

stand gegen Ermüdung unter Biegung und hohes Gewicht. Außerdem haben sie hohe Elastizität, wodurch die Herstellung von Antriebsriemen und dergleichen mit solchen Schnüren schwierig ist. Diese Nachteile gelten auch für Schnüre gemäß der FR-Zusaizpatentschrift 71679, Fig. 1, bei denen sechs Metalldvähte gleichen Durchmessers um eine nichtmetallische Seele großen Durchmessers so gewickelt sind, daß die Metalldrähte an der Außenfläche der Seele im Abstand voneinander liegen, und auch für Stahlseile für Fördergurte gemäß der Zeitschrift »Deutsche Hebe- und Fördertechnik«..., Sept. 1962, Seite 29 bis 34, bei denen sechs Stahldrahtstränge um eine Stahldrahtseele gewickelt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gebilde der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß beim Erreichen eines hohen Ermüdungswiderstandes und damit einer hohen Lebensdauer und einem hohen Widerstand gegen Zugbeanspruchung, eines günstigen dynamometrischen Widerstandes vor allem erreicht ist, daß die Verlängerung des Antriebsriemens während des Gebrauches verringert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im Patentanspruch 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 bis 6 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind. Es ist zwar bei Drahtseilen verschiedener Art bekanntgeworden, gewisse Dimensionierungen nach gewissen Regeln festzulegen. Jedoch sind die sonstigen technischen Verhältnisse bei dem jeweiligen Stand der Technik ganz anders gelagert als bei der Erfindung. Aus der US-PS 1256011 ist ein gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähiges Gebilde für Antriebsriemen bekannt, welches einen einzigen Strang aufweist, der entlang der Länge des Riemens angeordnet ist. Dieser Strang besteht aus einem Kern, um welchen herum eine Schnur einfach oder mehrfach schraubenlinienförmig gewickelt ist. Sowohl der Kern als auch die Schnur bestehen aus einer Mehrzahl von miteinander verdrehten Textilfaserfäden. Über die Zahl und die genaue Anordnung der Textilfaserfäden für jede Schnur ist in dieser Literaturstelle nichts gesagt.

Für das bei der Erfindung vorgesehene Gestaltungsprinzip, bestehend aus Aufgabe und der Gesamtheit der im Kennzeichenteil des Anspruches 1 angegebenen Lösungsmittel, sind beim Stand der Technik keine solchen technischen Hinweise zu erkennen, die den Fachmann in die Lage versetzen würden, dieses Gestaltungsprinzip ohne weiteres und ohne erfinderische Überlegungen zu entwickeln, insbesondere deshalb, weil kein Hinweis auf eine Verstärkungsschnur aus Textilfaserfäden der in allen Einzelheiten im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Art beim Stand der Technik zu erkennen ist.

Es ist überraschend gefunden worden, daß gemäß der Erfindung ausgeführte Schnüre und damit die aus ihnen hergestellten Gebilde vergleichsweise gute Eigenschaften hinsichtlich Widerstand gegen Zugbeanspruchung, hinsichtlich des dynamometrischen Widerstandes und hinsichtlich geringer Verlängerung haben. Außerdem haben Gebilde gemäß der Erfindung hohen Widerstand gegen Ermüdung unter Biegung. Somit wird auch eine Erhöhung der Lebensdauer erzielt, die wiederum zu einer Erhöhung der Lebensdauer der Antriebsriemen und dergleichen

führt, in denen diese Gebilde verwendet werden. Weiterhin ist die Herstellung von Antriebsriemen und dergleichen mit Schnüren gemäß der Erfindung einfach, und die mit solchen Schnüren hergestellten Gebilde haben relativ geringes Gewicht.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine Querschniitansicht eines Antriebsriemens,

Fig. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab und in schaubildlicher Ansicht eine Schnur des Riemens gemäß Fig. 1, wobei der Verlauf eines der die Schnur bildenden Fadens dargestellt ist,

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform einer Schnur des Riemens gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen V-Antriebsriemen als lediglich ein Ausführungsbeispiel, da alle Arten von Antriebsriemen möglich sind, d. h. beispielsweise auch Flachriemen. Zahnriemen u. dgl.

Der V-Riemen gemäß Fig. 1 weist einen Riemenkörper 1 aus elastomerem Material auf, in den eine Mehrzahl von Schnüren 2 eingebettet ist, die in ihrer Gesamtheit das gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähige Gebilde des Riemens darstellen.

Der Riemenkörper 1 ist mit einem Stoff 3 od. dgl. überzogen.

Gemäß Fig. 1 verlaufen die Achsen der Schnüre 2 zueinander parallel und sie liegen in einer Ebei.e, die mit der neutralen Ebene des Riemens übereinstimmt.

Die Schnüre 2 sind einander gleich, und sie haben gemäß einer Ausführungsform die Gestalt, die in Fig. 2 wiedergegeben ist.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist eine Schnur 2 aus sieben Fäden 4 gebildet, die zusammengedreht bzw. miteinander verdreht sind.

Insbesondere liegen die Achsen der sieben Fäden 4 in einem zur Achse 5 der Schnur 2 rechtwinkligen Schnitt auf einem zu dieser Achse S konzentrischen Kreis (Fig. 2).

Die in Fig. 2 wiedergegebene Gestalt ist in der Praxis nicht auf der gesamten Länge einer Schnur 2 vorhanden. Tatsächlich tritt in gewissen Teilen einer Schnur 2 einer der die Schnur bildenden sieben Fäden 4-und nicht notwendigerweise der gleiche Faden an verschiedenen Teilen - in die hohle mittlere Zone der Schnur 2 ein, wodurch die in Fig. 2 wiedergegebene Gestalt verändert wird.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform haben die Schnüre 2 die Gestalt, wie sie in Fig. 3 wiederge-

geben ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist einer der sieben Fäden 4 so angeordnet, daß seine Achse mit der Achse 6 der Schnüre 2 übereinstimmt, und die anderen Fäden 4 sind so angeordnet, daß ihre Achsen auf einem zur Achse 6 konzentrischen Kreis liegen.

Unabhängig von der geometrischen Gestalt der Schnur 2 müssen die sieben Fäden 4 der folgenden experimentell abgeleiteten Gleichung entsprechen:

ρ (I+ K)= Rd,
worin

ρ = die Steigung der Schraubenlinie eines Fadens, d = Durchmesser eines Fadens,
R = ein Parameter von vorzugsweise gleich 30,8, und in jedem Fall im Bereich zwischen 27,4 und 35,1, K = ein Parameter, der von der Art des die Fäden bildenden Materials abhängt. Insbesondere liegt K, wenn die Fäden 4 aus Reyon gebildet sind, zwischen 0 und 0,03, wenn die Fäden 4 aus Polyesterfasern gebildet sind, zwischen 0,01 und 0,07, und, wenn die Fäden 4 aus Polyamidfasern gebildet sind, zwischen 0,01 und 0,1.

Schnüre gemäß der Erfindung sind dazu verwendet worden, Riemen aufzubauen, die Laboratoriumstests und Tests an. Maschinen unterworfen wurden, die Riemenkraftübertragungseinrichtungen verwenden.

Identische Tests wurden ausgeführt an Riemen, die ein widerstandsfähiges Gebilde aufwiesen, welches durch Schnüre bekannter Art gebildet war.

Aus den Tests konnte festgestellt werden, daß Riemen gemäß der Erfindung viel besser sind als bekannte Riemen, und zwar hinsichtlich des dynamometrischen Widerstandes, der um 25% höher war, hinsichtlich der mittleren Lebensdauer, die sich um 60% erhöhte, und hinsichtlich der maximalen Verlängerung am Ende der Tests, die sich um 50% verringerte.

Bei den Tests ist gefunden worden, daß die vorteilhaften Ergebnisse erzielt werden, wenn der Schnurdurchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm liegt. Dieser Durchmesserbereich ist daher ein bevorzugter Bereich.

Die Fäden 4 können Einzelfäden sein, sie können aber auch jeweils aus einem Bündel aus Einzelfäden gebildet sein.

Diese Ergebnisse sind überraschend und unerwartet.

Daß diese Ergebnisse erzielt wurden, kann wahrscheinlich und teilweise zurückgeführt werden auf die größere Starrheit der Schnüre gemäß vorstehender Beschreibung im Vergleich zu bekannten Schnüren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähiges Gebilde für Antriebsriemen und dergleichen, mit einer Mehrzahl von Schnüren, deren Achsen parallel zueinander verlaufen und die entlang der Länge des Riemens angeordnet sind, sowie jeweils aus sieben miteinander verdrehten Fäden gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schnur (2) aus sieben miteinander verdrehten Textilfaserfäden (4) gebildet ist und ihr Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm liegt, und daß die Steigung ρ der Fäden und der Durchmesser d der Fäden in folgender Beziehung zueinander stehen:

ρ (1 + K)=Rd,

worin R ein Parameter ist, dessen Wert zwischen 27,4und 35,1 liegt und Kein Parameter ist, dessen Wert von dem verwendeten Material abhängt, und im Bereich von 0 bis 0,03, wenn das Material der Textilfaserfäden Reyon ist, im Bereich zwischen 0,01 und 0,07, wenn das Material der Textilfaserfäden Polyester ist und im Bereich zwischen 0,01 und 0,1 liegt, wenn das Material der Textilfaserfäden ein Polyamid ist.

2. Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameter R einen Wert von 30,8 hat.

3. Gebilde nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jede Schnur (2) einen Faden aufweist, dessen Achse mit der Achse (6) der Schnur übereinstimmt, während die Achsen der anderen sechs Fäden, die schraubenlinienartig um die Achse der Schnur angeordnet sind, auf einem zur Achse der Schnur konzentrischen Kreis liegen.

4. Gebilde nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die siebe-n Textilfaserfäden (4) auf einem Kreis (Fig. 2) angeordnet sind, und daß in gewissen Teilen der Schnur einer der Fäden in die hohle mittlere Zone der Schnur eintritt.

5. Gebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeder Textilfaserfäden (4) ein Einzelfaden ist.

6. Gebilde nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jeder Textilfaserfäden (4) aus einem Bündel von Einzelfäden gebildet ist.