DE2522183B2

DE2522183B2 - Riementrieb

Info

Publication number: DE2522183B2
Application number: DE19752522183
Authority: DE
Priority date: 1975-05-17
Filing date: 1975-05-17
Publication date: 1977-03-10
Also published as: US4070919A; ATA287676A; GB1492009A; FR2311968A1; DE2522183A1; FR2311968B1; AT354208B

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Riementrieb Hit einer eine ringförmige Rille aufweisenden Antriebswelle vergleichsweise kleinen Durchmessers und einer «der mehreren getriebenen Wellen mit einer ringförmi-Jen Rille, wobei ein endloser Treibriemen aus einem lachriementeil mit einem schraubenförmig gewickeilen Zugelement und einem an der Laufseite angeordneten Steg besteht, der in die ringförmigen Rillen der Wellen eingreift, und der Rillenquerschnitt von dem Stegquerschnitt in seiner Größe unterschiedlich ist.

Bekannt sind Riementriebe mit einem Flachriemen, die ah Zugelement eine einschichtige, schraubenförmig gewickelte Kordel aufweisen. Diese Riemen haben das Bestreben sich beim Umlauf in axialer Richtung zu bewegen und somit von den Scheiben, Wellen u. dgl. sich πι lösen, über welche sie geführt sind. Diese Axialbewegung wird in der Regel durch Verwendung balliger Antriebsscheiben, Antriebswellen u. dgl. verhindert, welche allerdings in der Herstellung ziemlich teuer sind. Sie weisen außerdem den Nachteil auf. daß durch die Balligkeit der Scheibe unterschiedliche Umfangsgesehvundigkeiten vorliegen, die wiederum für den TreibrieiTK n er7wungene Schlupfbewegungen und innere Verspannungen im Riemenkörper bedeuten. Durch die Verwendung von Bordscheiben an den Wellen kann die Begrenzung der Axialbewegung erreicht werden; dieses ist andererseits nachteilig, da ein ständiger friktionsvorgang zwischen Treibriemenseite mit der lk)rdscheibenflanke. vornehmlich bei Flachriemen mit ■licht besonders geschützten Seiten, eine vorzeitige Beschädigung an dem Zugelement hervorrufen kann.

Die USA-Patentschrift 27 70 977 zeigt einen Syn-Chron-Antriebsriemen mit quer zur Laufrichtung angeordneten, zur Kraftübertragung dienenden, zahnartigen Vorsprüngen. Dabei wird das seitliche Ablaufen von der Antriebsscheibe durch mittig oder seitlich angeordnete Längsrippen verhindert, welche die entsprechenden Nuten vollständig auffüllen, so daß sich die Flamken der Längsrippen gegen die beiden Flanken der Nut dicht anlegen. Diese bekannte Riemenbauart hat aufgrund des beidseitigen Flankenkontaktes der Längsrippen den Nachteil, daß der Stegwinkel auf dta jeweils vorhandenen Reibwert abgestimmt werden muß, um eine Selbsthemmung und damit eine vorzeitige Zerstörung zu vermeiden. Besonders ungünstig ist dieser Riementyp bei Fremdkörpereinwirkung, da die in den Riemen hineingefallenen Fremdkörper bis zu einer gewissen Teilchengröße nur unter sehr günstigen Bedingungen wieder entweichen können und in Fällen der Einklemmung zwischen den keilförmigen Stegen eine vorzeitige Zerstörung des Riemens zu besorgen ist. Ganz abgesehen davon sind diese Riemen bei vergleichsweise hohen Drehzahlen insofern ungeeignet, als durch die Verzahnung zwischen Riemen einerseits und Scheibe andererseits die bei hohen Geschwindigkeiten auftretende Luftpressung eine erhebliche Geräuschbelästigung verursacht.

Die schweizerische Patentschrift 2 01 068 und die deutsche Patentschrift 6 77 360 zeigen einen Riementrieb mit an seiner Laufseite vorgesehenen Vorsprüngen, welche in eine ringförmige Aussparung der Riemenscheibe eingreifen. Diese Vorsprünge sind lediglich zur Führung des Riemens und keineswegs etwa zur Kraftübertragung geeignet und bestimmt. Eine Kraftübertragung wird dort nicht angestrebt. Dies ist auch der Grund, weshalb zu beiden Seiten eines jeden Vorsprunges ein freier Zwischenraum gegenüber den Flanken der Ringnut vorgesehen ist. Wenn eine Berührung mit der Wandung zufälligerweise erfolgt, dann geschieht dies lediglich in Form einer Linierberührung. Die dann auftretende Reibung und damit Kraftübertragung ist aber insofern nur verschwindend klein, als die Vorsprünge auf den Nieten drehbar gelagert sind und demnach die Reibung der Vorsprünge an der Wandung der Ringnut eine rollende Reibung ist.

Die USA-Patentschrift 24 72 513 offenbart einen Riementrieb mit einem endlosen Treibriemen /ur Übertragung des Drehmomentes, der aus einen Flachriementeil mit einem Zugelement und einem an der Laufseite angeordneten Steg besteht, der in eine Nutenscheibe eingreift, um welche der Riemen herumgeführt ist, wobei der Querschnitt der Nut in der Nutenscheibe von dem Stegquerschnitt in seiner Größe abweicht. Wie die Ausführungsform nach F i g. 2 dieser Druckschrift zeigt, sind der trapezförmige Steg und die trapezförmige Nut der Nutenscheibe so ausgebildet, daß beidseitig in Richtung des Nutengrundes keilförmige Zwischenräume entstehen. Wenn der geradlinige Teil dieses Riemens die Nutenscheibe tangential berührt, dann wird von den Flanken des Steges auf die zugeordneten Flanken der Nut der Nutenscheibe überhaupt keine Kraft übertragen. Wird hingegen der Riemen über die Nutenscheibe hinweggeführt, so wird der Steg gestaucht mit der Folge, daß er sich in Querrichtung verbreitert und damit den ursprünglich freien Raum in der Nut der Nutenscheibe auffüllt, so daß ein Druck auf die Flanken der Nut ausgeübt wird, der das Abrutschen des Riemens von der Nutenscheibe in Umfangsrichtung verhindert oder zumindest erschwert. Nach Verlassen der Nutenscheibe erhält der Steg wieder seine ursprüngliche Gestalt, wie dies die Fig.2 der Zeichnung im einzelnen zeigt.

Wesentlich ist bei dieser bekannten Riemenkonstruktion, daß der Flachriementeil dieses Riemens als eigentliches Kraftübertragungsorgan geeignet und

bestimmt ist, während die Ranken des Steges beim Umlauf des Riemens um die Nutenscheibe für einen festen Halt sorgen, der einen Sci'\upf verhindern solL Bei zunehmender Betriebsdauer verringert sich jedoch durch Abrieb und Verschleiß die Dicke, also die Ausbauchung des gestauchten Riemens und dtmit der Anpreßdruck gegen die Nutenflanken. Die unmittelbare Folge davon ist, daß der Schlupf mit zunehmendem Verschleiß vergrößert wird und damit die Größe der Kraftübertragung notwendig abnimmt Auch muß der ·ο Stegwinkel auf den jeweils vorhandenen Reibwert abgestimmt werden, was ebenfalls nachteilig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesen bekannten Riemen so zu verbessern, daß auch nach längeren Betriebszeiten die Kraftübertragung konstant gehalten wird und darüber hinaus eine Abstimmung der Stegwinkel auf den jeweils erforderlichen Reibwert entbehrlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Breite des Steges in einer jeden Schichteberie gemessen gleichmäßig kleiner ist als die Breite der ringförmigen Rillen in der gleichen Schichtebene derart, daß im Betrieb die eine Flanke des Steges an der einen Rillenflanke anliegt während die andere Flanke des Steges gegenüber der zugeordneten Flanke der Rillen in jeder Schichtebene einen gleichgroßen Abstand besitzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besitzt ein jeder Steg im Querschnitt die Form eines Rechtecks, Keiles oder Halbkreises.

Bei dem erfindungsgemäßen Riemen handelt es äich y> um einen Hochleistungsriemen, der in der Lage ist, vergleichsweise große Leistungen bei extrem kleinen Lauf Scheibendurchmessern, und zwar z. B. 10 mm und hohen Drenzahlen. z.B. 10000Umdrehungen pro Minute und mehr und bei gleichzeitig großen Übersetzungsverhälinissen zu übertragen. Dieser Riemen soll die Grundlage für neue, einfache und wartungsfreie Antriebskonzeptionen bilden, z. B. für Haushaltswaschmaschinen u dgl, wobei die Lebensdauer dieses Riemens größer ist als diejenige der entsprechenden Maschine, in welcher dieser Riemen eingesetzt wird. Damit sind aber noch nicht sämtliche Einsatzmögiichkeiien dieses Riemens erschöpft.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Riemens sind zusammengefaßt etwa die folgenden:

a) Kraftübertragung nicht nur an der Lauffläche des Flachriementeiles, sondern darüber hinaus auch an der einen Stegflanke durch gezielten Flankenkontakt der durch die schraubenförmig gewickelte Zugschicht beim Umlauf entstehenden Axialschubkraft in Verbindung mit dem hohen Reibwert des Materials,

b) Vermeidung der Selbsthemmung des Riemens beim Ablauf von der Scheibe trotz des vergleichsweise hohen Reibwertes, z. B. zwischen Polyurethan einerseits (1,3 bis 1,4),

c) stets gleichbleibende, also konstante Kraftübertragungsverhältnisse von Flachriementeil und Flankenteil, beginnend vom Neuzustand bis zum Ende der Gebrauchszeit des Riemens, und zwar in einer jeden Drehrichtung, also auch bei Reversierbetrieb.

Voraussetzung für diese Vorteile ist die Bemessung des rippenförmigen Steges in bezug auf die Scheibenrille. Dadurch wird gewährleistet, daß stets ein volle¹" Flächenkontakt zwischen der Rillenflanke einerseits und der anliegenden Stegflanke andererseits sichergestellt ist und ein optimaler Verschleißwiderstand erreicht wird. Da gleichzeitig die Gefahr der Selbsthemmung ausgeschaltet ist, besteht keinerlei Abhängigkeit des Flankenwinkels von dem hohen Reibwert

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Riementriebes ist nachstehend anhand der Zeichnung noch etwas näher veranschaulicht Die Zeichnung zeigt in vergrößerter Darstellung eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, dieses Riementriebes.

Mit 1 ist die beispielsweise von einem Elektromotor angetriebene Welle bezeichnet, deren Drehmoment auf die Welle 2 übertragen werden soll. Dies geschieht über einen Riemen, der ganz allgemein mit der Bezugsziffer 3 bezeichnet ist

In die beiden Wellen 1,2 sind Rillen 4 mit den beiden Flanken 4a, 46 eingearbeitet Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um Keilriemen. Die Erfindung ist aber auf diese besondere Verwirklichungsform keineswegs beschränkt; vielmehr besteht auch die Möglichkeit, diese Rillen 4 im Querschnitt rechteckig, halbkreisförmig u. dgl. auszubilden.

Der Riemen 3 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus dem Flachriementeil 3a und einem im Querschnitt keilförmigen Steg 3b. Selbstverständlich kann der Steg 36 auch eine andere Form besitzen; wesentlich ist nur, daß dieser Steg 3i·der Form der Rillen 4 entsprechend angepaßt ist.

In dem aus einem geeigneten Elastomer bestehenden Flachriementeil 3a ist ein Zugelement 5 vorgesehen, welches aus einer schraubenförmig gewickelten Kordel besteht.

Die Breite, z. B. b\, t>i, O₃, des Steges 3b in einer jeden Schichtebene, z. B. Si, S₂, S₃, gemessen ist gleichmäßig kleiner als die Breite, z. B. B\, B₂, S₃. der ringförmigen Rille 4 in der gleichen Schichtebene, z. B. Si, .S₂. S₃, derart, daß im Betrieb die eine Flanke, z. B. die in der Zeichnung links liegende Flanke, an der einen Flanke 4a der Rille 4 anliegt, während die andere Flanke, also die in der Zeichnung rechts liegende Flanke des Steges, gegenüber der zugeordneten Flanke 4b der Rille 4 in einer jeden Schichtebene Si, S2, S₃ einen gleichgroßen Abstand A besitzt Der hierdurch entstehende Spalt, welcher nach einer zweckmäßigen Ausführuigsform in der Größenordnung von 2 bis 10% der breitesten Schichtebene liegt, verhindert eine Selbsthenmung des Riemens. Der gleichgroße Abstand Λ gewährleistet außerdem bei Antrieben mit Reversiervorgang wechselseitig eine gleichgute Kontaktflächenbildunu zwischen den Steg und Riilenflanken.

Wie aus der Zeichnung errichtlich. wird zur Kraftübertragung in einem Hüllentrieb normalerweise die Seite mit dem Steg als Lauffläche des Riemens eingesetzt, so daß bei der Umschlingung an Wellen bzw. Scheiben zwei in longitudinal Richtung verlaufende Kontaktflächen wirksam werden und während des Betriebes zusätzlich die eine Flanke des Steges mit der entsprechenden Flanke der Rille in Reibungsschluß gelangt. In dieser Laufstellung steht die gegenüberliegende Flanke des Steges mit der Flanke der zugeordneten Rille nicht in Reibungsschluß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

L Riementrieb mit einer eine ringförmige Rille aufweisenden Antriebswelle vergleichsweise kleinen Durchmessers und einer oder mehreren getriebenen Wellen mit einer ringförmigen Rille, wobei ein endloser Treibriemen aus einem Flachriementeil mit einem schraubenförmig gewickelten Zugelement und einem an der Laufseite angeordneten Steg besteht, der in die ringförmigen Rillen der Wellen eingreift, und der Rillenquerschnitt von dem Stegquerschnitt in seiner Größe unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (öi, 62, bi) des Steges (3ö) in einer jeden Schichtebene (Si, Si, S₃) gemessen gleichmäßig kleiner ist als die Breite (Bi, Bi, fib) der ringförmigen Rillen (4) in der gleichen Schichtebene (Si. S₂, S3) derart, daß im Betrieb die eine Flanke des Steges (36) an der einen Rillenflanke anliegt, während die andere Flanke des Steges gegenüber der zugeordneten Flanke (46) der Rillen (4) in jeder Schichtebene (Si. S2, S3) einen gleichgroßen Abstand (/ψbesitzt.
2. Riementrieb nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Steg (3f>) im Querschnitt die Form eines Rechteckes. Keiles oder Halbkreises besitzt.