DE2655182A1

DE2655182A1 - Zahnriemen

Info

Publication number: DE2655182A1
Application number: DE19762655182
Authority: DE
Inventors: Mario Cicognani; Bruno Mirabelli
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1976-12-06
Publication date: 1977-06-16
Also published as: FR2334021B2; NL7613332A; ES224935Y; JPS5268652A; ES224935U; JPS59177850U; US4099422A; GB1526479A; BE848983A; FR2334021A2; AR215872A1; IT1054422B

Description

Im Hauptpatent (Patentanmeldung P 23 63 685.3)

ist ein Zahnriemen beschrieben, der einen Körper aufweist, welcher aus einem Ring aus elastomerem Material gebildet ist, der ein gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähxges Gebilde enthält. Wenigstens eine Zahnung aus elastomerem Material befindet sich auf einer Fläche des Riemenkörpers, und es ist eine besondere Bedeckung für die Zähne und die Zahnlücken der Riemenzahnung vorgesehen.

Ein Riemen nach dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bedeckung für die Zähne und die Zahn-

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lücken des Riemens durch eine außerordentlich starre Lage gebildet ist, die gegenüber Biegebeanspruchungen praktisch unverformbar ist im Vergleich zu dem die Riemenzähne bildenden elastomerem Material.

Gemäß dem Hauptpatent ist als Bedeckungslage für die Riemenzähne eine Ausführung vorgesehen, die aus zwei Lagen aus verkautschuktem Stoff gebildet ist, die aufeinandergelegt sind, und zwar als besondere Ausführungsform eines Gebildes aus zwei Lagen aus Stoff, die übereinandergelegt sind, wobei dazwischen eine elastomere Lage vorgesehen ist.

Gemäß dem Hauptpatent soll die Nutzlebensdauer eines Zahnriemens verlängert werden, und gleich-zeitig soll das Verhalten des Zahnriemens verbessert werden im Hinblick auf die Erscheinung des "Springens". Diese Erscheinung besteht in dem Umstand, daß zuweilen, besonders unter hohen Belastungen, die Zähne des Riemens aufgrund ihrer Verformbarkeit über die Zähne der gezahnten Riemenscheiben hinweggehen bzw. 'springen" . Diese Zwecke werden mit der beschriebenen Ausführung in Übereinstimmung mit praktischen Untersuchungen erfüllt und diese Untersuchungen haben ergeben, daß ein Zahnriemen gemäß dem Hauptpatent eine Lebensdauer hat, die um 100 % höher liegt, als die Lebensdauer üblicher Zahnriemen. Auch im Hinblick auf das "Springen" zeigen Zahnriemen nach dem Hauptpatent eine Verbesserung von 15 bis 20 % im Vergleich zu üblichen Zahnriemen.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen solchen Zahnriemen gegenüber der Wirkung von Schmierölen hoher Temperatur widerstandsfähig zu machen, wie sie allgemein in Motoren verwendet werden, so daß die Zahnriemen teilweise oder ganz in das Schmieröl eingetaucht arbeiten können, wobei sie selbstverständlich alle Eigenschaften eines Zahnr-iemens gemäß dem Hauptpatent beibehalten.

Die vorliegende Erfindung bezweckt weiterhin gegen öl hoher Temperatur widerstandsfähige Zahnriemen zu schaffen,

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die lange Lebensdauer haben und die eine solche Gesamtabmessung, d.h. Breite und Länge, haben, die gleich der Gesamtabmessung von Ketten ist, die in Kraftübertragungen verwendet werden, so daß solche Zahnriemen in der Lage sind, die Ketten zu ersetzen, ohne daß es erforderlich ist, Kraftübertragungen, die Ketten verwenden, zu ändern.

Demgemäß ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Zahnriemen mit einem Körper, der aus einem Ring aus elastomerem Material gebildet ist, welcher eine gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähige Einlage enthält, wobei wenigstens eine Zahnung aus elastomerem Material an einer Fläche des Riemenkörpers und eine Bedeckung für die Zähne und die Zahnlücken vorgesehen sind, wobei die Bedeckung außerordentlich starr und gegenüber Biegebeanspruchungen praktisch unverformbar ist im Vergleich zu dem die -Zähne bildenden elastomerem Material, und wobei die Bedeckung aus zwei Lagen verkautschukten Stoffs gebildet ist, die übereinandergelegt sind, nach Patent.... (Patentanmeldung P 23 63 685.3). Ein solcher Riemen ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material, welches den Riemenkörper, die Riemenzahnung und die Verkautschukung der beiden aufeinandergelegten Stoffe für die Bedeckung der Riemenzahnung bildet, eine Masse aus elastomerem Material ist, die gegenüber ölen widerstandsfähig bzw. beständig ist, so daß Zahnriemen mit langer Lebensdauer erhalten sind, die auch in Gegenwart von öl hoher Temperatur arbeiten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt einen Teil des Zahnriemenes, wobei einige Elemente zwecks Erläuterung stark vergrößert dargestellt sind.

Wie aus-der"Zeichnung ersichtlich, weist ein Zahnriemen gemäß der Erfindung einen Riemenkörper 1 aus einer öl-

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beständigen elastomeren Materialmasse auf, die ein gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähiges Gebilde enthält, welches aus einer Mehrzahl von Schnüren gebildet ist, die in gleicher Ebene/parallel zueinander verlaufen und aus biegsamem und undehnbarem Material gebildet sind, beispielsweise aus Glasfasern, Stahlfäden und dgl.

Auf einer Fläche des Riemenkörpers 1 befindet sich eine Zahnung, die eine Mehrzahl von Zähnen 3 aufweist, die durch Zahnlücken 4 voneinander getrennt sind. An der Oberfläche der Zähne 3 und der Zahnlücken 4 befindet sich eine Bedeckung 5, die aus zwei übereinander-gelegten verkautschukten Stoffen 6 besteht.

Auch die Zähne 3 und die Verkautschukung der Stoffe 6" besteht aus ölbeständigem elastomer en. Material. Insbesondere werden als ölbeständige elastomere Materialien Epichlorhydrin-Kautschukmassen angegeben.

Als elastomere Materialmasse für einen Zahnriemen gemäß der vorliegenden Erfindung wird folgendes Beispiel gegeben:

Epichlorhydrinpolymer 100^ Gewichtsteile

Zinkstearat I "

Ruß N 550 50 , "

Mennige 5 "

Nickeldibutyldithio-

carbamat 1 "

2-Mercaptoimidazolin 1,5 "

Praktische Untersuchungen an Riemen gemäß der Erfindung im Vergleich mit üblichen Riemen haben zu nachstehenden Ergebnissen geführt:

ABC Minimale Werte > 1000 500 80

Maximale Werte > 1000 700 " 200

worin;

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A - die Lebensdauer in Stunden der Zahnriemen gemäß der Erfindung,

B - die Lebensdauer in Stunden von Zahnriemen aus dem gleichen elastomeren ?4aterial wie die Riemen gemäß der Erfindung, wobei jedoch die Bedeckung der Zahnung nur einen einzigen verkautschukten Stoff aufwies, und

C - die Lebensdauer in Stunden von Zahnriemen aus üblichen elastomeren Materialien ist, wobei die Bedeckung der Zahnung einen einzigen verkautschukten Stoff aufwies.

Die Untersuchungen wurden an Riemen mit gleichen Abmessungen durchgeführt, und genauer gesagt an Riemen mit folgenden Eigenschaften:

Riemenbreite = 12,7 mm Teilung der Zahnung = 9*525 mm Anzahl der Zähne = 46

Zum Ausführen der Untersuchungen wurde eine Vorrichtung verwendet, die im wesentlichen aus einem Behälter bestand, der eine ölpumpe enthielt. Die Antriebswelle der Pumpe

trug ein gezahntes Antriebsrad. Das andere gezahnte Antriebsenthalten rad war ebenfalls im Behälter/und wurde von einem Elektromotor angetrieben. Die beiden Antriebsräder waren durch einen Zahnriemen verbunden.

Im Behälter war so viel öl enthalten, daß das eine der beiden Antriebsräder und wenigstens 2/3 des Zahnriemens sich im öl befand. Weiterhin war eine Einrichtung zum Erhitzen des Öls vorgesehen.

Im Betrieb dieser Vorrichtung saugt die Pumpe öl aus dem Behälter und führt es, nachdem das öl unter Druck in einem Kanal umlaufen gelassen wird, mittels einer Druckmindereinrichtung in den Behälter zurück, in welchem das Öl nicht unter Druck steht.

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Die Testbedingungen waren wie folgt: Öltemperatur 145°C * 5°C ö¹. SAE 10/50

Antriebsdrehzahl 65ΟΟ Umdrehungen je Minute Öldruck in der Pumpe 6 bis 8 atm

Die beschriebene Vorrichtung stellt schematisch den Schmierkreis einer Brennkraftmaschine unter maximaler Temperaturbeanspruchung dar.

Wie aus den Testergebnissen ersichtlich, werden die eingangs angegebenen Zwecke vollständig erreicht. Um diese Zwecke zu erreichen, haben die besondere Art des verwendeten ölbeständigen elastomeren Materials und die besondere Art der Bedeckung für die Riemenzahnung fundamentale Bedeutung.

Von den beiden fundamentalen Merkmalen gemäß vorstehender Beschreibung besteht das eine, welches dazu beiträgt, die besten Ergebnisse zu erzielen, in der Art der Bedeckung für die Riemenzahnung, d.h. darin, die Riemenzahnung mit zwei Stoffen zu bedecken, die aufeinandergelegt sind-und die mit einer ölbeständigen elastomeren Materialmasse verkautschukt sind.

Dieses Ergebnis ist überraschend und unerwartet, weil es nicht denkbar bzw. vorstellbar ist, durch die Verwendung für die Bedeckung der Zahnung von nur zwei verkautschukten Stoffen, die übereinandergelegt sind, in Gegenwart von öl hoher Temperatur Verbesserungen hinsichtlich der Lebensdauer in einem derartigen Ausmaß zu erhalten, wie es durch die Testergebnisse wiedergegeben ist.

Die Ergebnisse sind noch unerwarteter, wenn berücksichtigt wird, daß hinsichtlich der Erscheinung der Diffusion durch Kapillarität von Flüssigkeiten in Stoffen, selbst wenn diese verkautschukt sind, die Stoffe kein wesentliches Hindernis . .

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Hindernis für den Durchtritt von Schmieröl hoher Temperatur darstellen sollten, welches dann zur Innenseite des Riemens wandern und die widerstandsfähige Einlage an den Zahnlücken erreichen würde, wo eine Lage aus elastomerem Material für den Schutz der widerstandsfähigen Einlage praktisch nicht vorhanden ist, so daß erwartet werden müßte, daß das öl hoher Temperatur den Riemen zerstören und bewirken würde, daß dieser schnell außer Gebrauch gesetzt werden muß.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

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Claims

Patentansprüche

il.j Zahnriemen mit einem Körper, der aus einem Ring aus elastomerem Material besteht, der eine gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähige Einlage enthält, mit wenigstens einer Zahnung aus elastomerem Material an einer Fläche des Riemenkörpers, und mit einer Bedeckung für die Zähne und die Zahnlücken der Zahnung, wobei die Bedeckung außerordentlich starr und praktisch unverformbar gegenüber Biegebeanspruchungen ist im Vergleich zu dem die Zähne bildenden elastomeren Material, und wobei die Bedeckung aus zwei Lagen verkautschukten Stoffs gebildet ist, die aufeinander gelegt sind nach Patent (Patentanmeldung

P 23 63 685.3), dadurch gekennzeichnet, daß das den Riemenkörper (1), die Riemenzahnung (3) und die Verkautschukung der beiden aufeinandergelegten Stoffe (6) für die Bedeckung (5) der Riemenzahnung bildende Material eine Masse aus elastomerem Material ist, die gegenüber der Einwirkung von ölen beständig ist, wodurch Zahnriemen mit hoher Lebensdauer erhalten sind, die auch in Gegenwart von Öl hoher Temperatur arbeiten.
2. Zahnriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus gegenüber der Einwirkung von öl beständigem elastomerem Material ein Epichlorhydrin-Kautschuk ist.
3. Zahnriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Materialmasse auf der Basis von Epichlorhydrin-Kautschuk folgende Zusammensetzung hat:

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I 100 Gewichtsteile ,5 Epiehlorhydrinpolymer 1 If Zinkstearat 50 11 Ruß N 550 5 ir Mennige 1 Il Nickeldibutyldithio-
carbamat 1 2-Mercaptoimidazolin

2 6 b b 1 8 2

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