DE2706338A1

DE2706338A1 - Zahnbandantrieb

Info

Publication number: DE2706338A1
Application number: DE19772706338
Authority: DE
Inventors: David Bell; Michael J W Gregg
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1976-02-13
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1977-08-18
Also published as: AU2172277A; FR2362312B1; AU510865B2; IT1083185B; GB1558766A; JPS5298860A; BR7700812A; US4108011A; FR2362312A1; CA1045417A; JPS5751589B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf* Bänder für synchronen Antrieb. Diese sind endlose Bänder, auf denen Zähne aufgebracht sind, die in die Zwischenräume bei einem Antriebsrad eingreifen und so einen synchronen Antrieb bewirken· Synchrone Antriebsbänder werden ganz besonders bei der Industrie und bei der automotiven Industrie als Taktgeberbänder zum Antrieb von Nockenwellen und Hilfseinrichtungen an Motoren verwendet.

Bei diesen Bändern ist ein hoher Elektrizitätsmodul in Längsrichtung erwünscht· so daß sich das Band im Betrieb nicht streckt, wodurch die Zähne außer Eingriff kommen, und die Zähne am Band sollen sehr gut an der Karkasse befestigt sein, um zu gewährleisten, daß sie bei der Belastung durch den Antrieb nicht abscheren« Es ist auch sehr erwünscht, daß der Zahn von solcher Form ist. daß er glatt an die Zähne des Rades angreifen und keine Störung bewirkt, wodurch die Seiten der Bandeähne stark abgenutzt und starke Geräusche

«Elastizitätsmodul

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BORO MÖNCHEN:	TELEX:	TELEGRAMM:	TELEFON:	BANKKONTO:	POSTSCHECKKONTO:
8 MÖNCHEN 23	1-856 44	INVENTION	BERLIN	BERLINER BANK AQ.	W. MEISSNER, BLN-W
ST. ANNASTR. 11	INVEN d	BERLIN	030/885 6037	BERLIN 31	122 83-109
TEL: 069/23 35 44			030/886 23 83	3695716000

erzeugt werden würde. Die Seite des in Kontakt mit der Seite des Radzahne befindlichen Zahne soll eine möglichst große Fläche aufweisen, um den Kontaktdruck und die Gefahr der Beschädigung der Zähne so niedrig wie möglich zu halten«

Die jetzt verwendeten Zähne haben im allgemeinen eine trapezoide Form und die Breite und die Tiefe so begrenzt, daß sie, wenn sie im Verhältnis zu ihrer eigenen Breite zu tief sind, ihre Spitzen mit den Wandungen der Zahnzwischenräume beim Eingriff und Lösen aus dem Eingriff interferieren. Dadurch wird die Kontaktfläche begrenzt« Diese Form besitzt beim Angreifen auch nur Punktkontakt mit dem Rad, was zu hohen Beanspruchungen beim Zahn und anschließender Zerstörung führt* Bei einem auf Scherung beanspruchten trapezoiden Zahn besteht im Gebiet der Zahnwurzel eine hohe Beanspruchungskonzentration· Diese Faktoren begrenzen die Leistung, die über ein Band einer gegebenen Steigung übertragen werden kann« Aufgabe der Erfindung ist es die Nachteile der trapezoiden Zahnform zu überwinden. Gemäß der Erfindung wird folgendes vorgesehen:

A.) Ein endloses synchrones Antriebsband aus elastischem Elastomer, das mit einem oder mehreren Verstärkungegliedern versehen ist, die in Längsrichtung verlaufen und dadurch eine Steigungslinie ergeben, wobei ein« Folge identischer Zähne gleichmäßig durch ihre Steigung P verteilt ist und jeder Zahn mindestens mit einem Teil der Fläche seiner Vorder- und Hinterflanke den Querschnitt des Bogens eines Kreises mit dem Radius V aufweist und beide Bögen mit ihren Mitten auf der Steigungelinie an Stellen liegen, die um den Abstand W voneinander entfernt sind] und

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Β) ein Rad oder eine Rolle mit mehreren identischen am Umfang angeordenten, an das Band angreifenden Zähne, die zwischen denselben Radzwischenräunen liegen, wobei jeder Radzwischenraum mindestens einen Teil der vorderen- und hinteren Fläche den Querschnitt des Bogeni eines Kreises mit dem Mittelpunkt auf der Steigungslinie aufweist und der Radius des Steigungskreises der Außenradius des Rades am Radzahnumfang plus dem Abstand zwischen der Basis des Bandes zwischen den Zähnen und der Bandsteigungslinie ist» Die Spitze eines Jeden Zahns und die Basis jedes Zwischenraums sind entsprechend geformt, so daß beim Eingreifen de* Bandes an das Rad von der Basis des Zwischenraumes aus durch jeden das Band angreifenden Zahn eine Druckbeanspruchung ausgeübt wird»

Allgemein ausgedrückt, die Erfindung ähnelt dem Gegenstand der Anmeldung P 2k 35 073«0 det* Anraelderin, ausgenommen, daß nach der älteren Anmeldung das Oberteil des Zahns und die Basis des Zwischenraums nicht interferieren müssen und nach der Erfindung diese interferieren sollen und Druckbeanspruchungen an jedem angreifenden Zahn auftreten«

Vorzugsweise besitzen die Flächen jedes Radzwischenraumes den Radius W + χ C, worin χ ein wählbarer numerischer Koeffizient und C die gewünschte Flankenfreiheit zwischen dem Bandzahn und dem Radzwischanraun ist, wobei diese beiden Flächen mit ihren Mittelpunkten auf dem Steigungskreis liegen und diese Mittelpunkte durch die Strecke V + (2x-i)C voneinander getrennt sind·

Vie beim Gegenstand der Anmeldung P 2k 35 073.0 wird es als üblich festgestellt, wenn die Radzwischenräume entweder auf

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Bögen eines Kreises mit dem Radius V + O,5C oder auf Bögen eines Kreises liegen, der einen Radius von V ♦ C, d.h. χ — 0,5 oder 1 aufweist.

Die Druckbeanspruchungen an Jedem Zahn können durch entsprechendes Formen der Spitze des Bandzahns, d.h. durch einen Vorsprung, vorzugsweise einen glatten bogenförmigen Vorsprung, an den Spitzen des Zahns bewirkt werden, der gegen die Basis des Zwischenraumes bei Benutzung des Bandes drückt. Auch kann die Basis mit einem Vorsprung versehen sein, der gegen den Zahn drückt. Ferner ist es auch möglich, sowohl die Basis des Zwischenraums als auch die Bandzähne so zu gestalten, daß Druckbeanspruchungen erzeugt werden.

Während keine Beschränkung des Gegenstandes der Erfindung durch eine Beschreibung der Theorie erwünscht ist, scheint es, daß durch Ausüben von Druckbeanspruchungen am Zahn die resultierenden radialen Beanspruchungen zwischen den Zähnen und die Umfangebeanspruchungen an den Seiten der Zähne geringer sind.

Vie beim Gegenstand der älteren Patentanmeldung P Zk 35 073,0 und im allgemeinen kann das Verhältnis VtP zwischen 0,33:1 und O₍8 t 1 liegen, um Bänder zweckmäßigere Ausbildungen zu erhalten« Ferner wird, während ein solches Band eine beliebige Größe haben kann, eine Steigung P zwischen 20 und 30 Millimeter bevorzugt.

Das Basismaterial ist ein elastisches Elastomer, das durch ein längsverlaufendes Spannglied, gewöhnlich aus mehreren Kordfaden oder einem sehr hochelastischem Modul, verstärkt ist· Diese Kordfäden sind an der neutralen Bandachse zentriert und ergeben durch ihre Lage die Steigungelinie. Sie können aus Glasfasern, Kohlenstoff-Fasern, Stahl, Polyester, vorzugsweise "Aramid", oder einem Rayon hoher

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Zähigkeit bestehen.Die Zahnfläche kann mit einem abriebfestem Stoff, z.B. Nylon verstärkt werden. Das Band kann aus verschiedenen Elastomeren bestehen, die Polychloropren Polyurethan, Akrylonitrilgummi und das Copolymer-Isobutylen Isopren sein können. Die Räder oder Rollen können aus verschiedenen Stoffen einschließlich Metallen, gesintertem Metall, thermoseten und thermoplastischen Polymeren bestehen.

Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Figur 1 die Darstellung des Angriffs des Bandes an das Rad nach dem Gegenstand der alteren Anmeldung P 2k 35 073.0

Figur 2 eine der Figur 1 ähnlichen Darstellung;

Figur 3 ein dem Aueführungsbeispiel nach Figur 2 ähnliche Ausführung; und

Figur k eine dem Ausftihrungsbeispiel nach Figur 3 ähnliche Ausführung«

In der Figur 1 greift das Band 1 an das Rad 2 an· Die Steigung des Bandes ist bei P dargestell und die Breit·' jedes Zahns ist V, wobei der freie Raun zwischen der Flanke eines Zahns mit 1a und der des Rades mit 2a bezeichnet ist· Die Formen von Zähnen und Zwischenräumen entsprechen denen in der älteren Anmeldung«

Insbesondere ist jede Zahnflanke Ib Querschnitt von einem Kreisbogen mit dem Radius V bestimmt, dessen Mittelpunkt auf der Steigungelinie 9 des Bandes liegt» wobei die bei-

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den Bögen einen Zahn ergeben und ihre Mittelpunkte durch den Abstand V voneinander getrennt sind« Jeder RadZwischenraum ist durch zwei Kreisbögen bestimmt, deren Mittelpunkte auf einem Steigungskreis liegen, der mit dem Rad 2 konzentrisch verläuft und einen Radius gleich dem Außenradius R des Rades an den Spitzen der Radzähne 10 plus dem Abstand K zwischen der Bandsteigungslinie und der Bandfläche 11 zwischen den Zähnen besitzt* D.h. die Bandsteigungslinie verläuft tangential zur Radsteigungslinie· Bei dem bevorzugten Beispiel besitzen die durch den Zwischenraum gegebenen Zähne den Radius W + C, Bei einem anderen bevorzugten Beispiel besitzen die Bögen den Radius W + O,5C und ihre Mittelpunkte sind durch V voneinander getrennt.

Tn Figur 2 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehene Außerdem wird dort ein konvexer Teil 3 an der Basis jedes Radzwischenraums 2a gezeigt, wobei die flache Basis k jedes Zahns Ta in Druckkontakt gelangt, wie es im oberen Teil der Zeichnung zu sehen ist« Dadurch werden Druckbelastungen in jedem Zahn erzeugt« Der konvexe Teil kann ein Teil des Bogens eines Kreises sein. Seine genaue Form kann frei gewählt werden, so daß sich eine Interferenz zwischen dem Bandzahn 1a und dem Radhohlraum 2a in diesem Gebiet ergibt.

Figur 3 zeigt ein ähnliches AusfUhrungsbeispiel, bei dem aber die Basis "5 des Radzwischenraumes 2a flach ist und die Basis 6 des Zahns la konvex. Auch diese Formenkombination erzeugt Druckbelastungen am Zahn«

Figur k zeigt ein AusfUhrungsbeispiel, bei dem die Basis 7 des Zwischenraumes 2a konkav und die Spitze 8 des Band-

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zahns konvex 1st« Diese passen jedoch nicht genau Ineinander« Die Zahnspitze besitzt eine stärkere Krümmung und, wie Im oberen Teil der Zeichnung gezeigt, wird, ist dort der Druck und die Interferenz an der Basis des Zwischenraumes wie bei den vorhergehenden Beispielen.
Die Darstellung der Ausführungsbeispiele dient der Erläuterung der Erfindung.

Der Fachmann kann jedoch verschiedene Änderungen vornehmen, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen*

- Patentansprüche -

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Leerseite

Claims

PATENTANWALTSBU RO

BERLIN — MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

1 BERLIN 33, HERBERTSTR. 22

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unser Zeichen Berlin, den

FaIl-Nr. 76O47A-GE

Patentansprüche

M₀ Kombination eines endlosen, synchron laufenden Antriebsbandes aus einem elastischem Elastomer, das mit einem oder mehreren in Längsrichtung verlaufenden Verstärkungsgliedern verstärkt ist, und eines Rades oder einer Rolle mit mehreren identischen, an das Band angreifenden Zähnen am Umfang, zwischen denen sich ein Zwischenraum befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsglieder im Band (i) die Steigungslinie (9) ergeben und eine Folge identischer Zähne gleichmäßig durch ihre Steigung P voneinander getrennt sind, daß jeder Zahn mindestens einen Teil der Fläche der vorderen und der hinteren Flanke den Querschnitt des Bogens eines Kreises mit dem Radius V aufweist und beide Bögen ihre Mittelpunkte auf der Steigungslinie an Stellen haben, die um den Abstand Wv voneinander entfernt sind, daß jeder Radzwischenraum (2a) mindestens einen Teil seiner vorderen und hinteren Fläche besitzt, die den Querschnitt des Bogens eines Kreises aufweisen, dessen Mittelpunkt auf der Steigungslinie (9) liegt, deren Radius der Außenradius des Rades (2) am Radzahnum. fang plus dem Abstand zwischen der Basis (3) des Bandes zwischen den Zähnen und der Bandsteigungslinie (9) ist,

709833/0717 " ⁹ "

BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO:

MÖNCHEN 22 1-856« INVENTION BERLIN BERLINER BANK AG. W. MEISSNER. BLN-W

ST. ANNASTR. 11 INVENd BERLIN 030/885 60 37 BERLIN 31 122 82-109

TEL.: 089/22 35 44 030/886 23 82 3695716000

und daß die Spitze (8) jedes Zahne (la) und die Basis jedes Zwischenraums (U) ao zueinander geformt sind, daß beim Angreifen des Bandes (i) an das Rad (2) eine Druckbelastung von der Basis des Zwischenraumes (2a) aua durch angreifenden Bandzahn hindurch ausgeübt wird·

2· Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen eines jeden Radzvischenräumes (2a) den Radius W + χ C aufweisen, worin χ ein wählbarer nummerischer Koeffizent und C die gewünscht· Plankenfreiheit zwischen dem Bandzahn (la) und dem Radzwischenraum (2a) ist und daß die beiden Flächen mit ihren Mitten auf dem Steigungskreis liegen, deren Mitten durch V + (2x - 1) voneinander getrennt sind.

3· Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß χ gleich 0,5 oder 1 ist.

4. Kombination nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß V/P im Bereich von 0,33 bis 0,8 liegt.

5. Kombination nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bandzahn (la) an seiner Spitze

(8) einen Vorsprung aufweist, der die Basen (k_f 6,7) der unter Druck stehenden Radzwiachenräume (2a) berührt.

6. Kombination nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Radzwischenraum (2a) einen Vorsprung aufweist, der die unter Druck befindlichen Bandzahnspitzen (8) berührt«

7. Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zwischenraum (2a) eine konvese Basis (6) und jeder Bandzahn (la) eine flache Spitze (8) besitzt*

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8₀ Kombination nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß Jeder Zwischenraum (2a) eine flache Basis (7) und Jeder Bandzahn (la) eine konvexe Spitze (8) besitzt«

Dipt-lng

-^sner

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