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Bezeichnung: Zahnriemen für Getriebe
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Die Erfindung betrifft einen Zahnriemenantrieb, beispielsweise für
Riemen, die eine zeitliche Folge steuern und einen formschlüssigen schlupffreien
Antrieb gewährleisten. Zahnriemen mit Zähnen sind bereits bekannt. Die herkömmliche
Gestalt von Zahnriemen erfordert Zahnscheiben mit Seitenflanschen, die ein Abwandern
von den Zahnrollen verhindern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zeitgeberriemen mit
einer neuartigen Zahnausbildung zu schafren, der eine große Flexibilität und Festigkeit
besitzt und einen formschlüssigen Antrieb bewirkt. Ein weiteres Ziel der Erfindung
besteht darin, einen Zahnriemen zu schaffen, der mit Zahnrollen ohne Seitenflansohe
benutzt werden kann.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
beschrieben. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Zahnriemengetriebes
nach der Erfindung; Fig. 2 in größerem Maßstab eine perspektivische Darstellung
der Zahnkette gemäß Fig. 1, teilweise aufgeschnitten; Fig. 3 einen Schnitt längs
der Linie 3-3 nach Fig. 1; Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende perspektivische
Ansicht einer abgewandelten Form eines Zahnriemens; Fig. 5 einen Schnitt nach der
Linie 5-5 gemäß Fig. 4; Fig. 6 eine Ansicht des Zahnriemens gemäß Fig. 1, wobei
die beiden Enden des Zahnriemens stirnseitig gegenüberstehen bevor sie miteinander
verbunden sind;
Fig. 7 eine der Fig. 6 entsprechende Ansicht in
einer ersten Stufe der Verspleißung; Fig. 8 eine den Fig. 6 und 7 entsprechende
Ansicht der beiden Riemenenden in einer weiteren Verspleißungsstufe mit aufgesetzter
Klemmhülse; Fig. 9 eine den Figuren 6 bis 8 entsprechende Ansicht der Riemenenden
in verspleißter Stellung mit fixierter Klemmhülse.
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In der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit dem gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Das Zahnriemengetriebe 20 weist einen Hauptkörper auf, der aus wenigstens
einem langgestreckten rlexiblen Element 22 besteht, das seinerseits ein zentrales
Kabel 24 umfaßt, das aus einer Vielzahl von Strängen 26 aus verdrilltem Stahldraht
oder anderem geeigneten Material umfaßt und es ist eine Umfüllung, beispielsweise
in Gestalt einer aus Plastikmaterial bestehenden Kabelhülse 28 vorgesehen, die vorzugsweise
aus weichem,flexiblen, hochwertigem Polyurethan oder Nylon besteht und um das Kabel
24 durch irgend ein bekanntes Verfahren aufgespritzt oder aufgepreßt ist.
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Der Zahnriemen 30 kann huber die Abdeckung bzw. die Schutzhülsen 28
durch bekannte Verfahren gespritzt oder gepreßt werden, oder die Kabelhülse und
der Riemen können einstöckig als kombinierte Kabelumhüllung und Riemen 30a hergestellt
werden, wie dies in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist.
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Die Zahnriemen 30 und 30a sind mit eingedrückten Abschnitten 36 versehen,
die Zähne 38 bilden. Dies ergibt eine feste aber flexible Konstruktion mit einer
hohen Festigkeit und mit
Zähnen 38, die mit Zahnlücken 40 der Zähne
42 einer Riemenscheibe 44 kämmen und die Riemenscheibe 44 antreiben, deren Zähne
42 wiederum in die Zahnlücken 46 zwischen den Zähnen 38 des Zahnriemens 30 oder
30a eingreifen.
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Die Konstruktion der Zahnriemen 30 oder 30a ist so, daß außer dem
eine Riemenführung 48 gebildet ist, die in Nuten 50 der Zähne 42 der Riemenscheibe
einpaßt. Die Führungen 38 bestehen aus mehreren bogenförmigen Riemenführungsabschnitten
52, die in den Zahnlücken 46 zwischen benachbarten Riemenzähnen 38 angeordnet sind.
Die Führungsabschnitte 52 haben eine bogenartige Ausbildung mit einem gekrümmten
Oberflächenabschnitt 54, der konzentrisch zu Jenem Abschnitt des Kabels 24 liegt,
die der Abschnitt abdeckt. Demgemäß wird der Zahnriemen von einer einstückigen aus
Riemen und Schutzabdeckung bestehenden Einheit 30a gebildet, oder aus einem Riemen
30 und einer Schutzhülse 28 über dem Kabel 24, wobei die Zähne 38 und die Riemenfiihrungsabschnitte
52 eine Riementransmission 20 bilden, die einen formschlüssigen Antrieb für den
Zahnkranz 44 liefert, wobei außerdem Riemenführungen 48 vorgesehen sind, die verhindern,
daß der Zahnriemen vom Zahnkranz 44 abwandert.
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Diese Konstruktion vermeidet die kostspieligen Seitenflansche für
die Zahnkränze 44, die sonst den Riemen 20 seitlich fUhren müssen und die auch eine
Wartung erfordern, und es wird durch die Erfindung ein gewichtsmäßig leichter und
extrem flexibler Riemen geschaffen, der nichtsdestoweniger einen formschlUssigen
Antrieb gewährleistet.
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Der Zahnriemen kann gegenüber der gezahnten Seite 62 des Riemens 30a,
wie in Figur 4 dargestellt, eine glatte Seite 60 aufweisen oder er kann erforderlichenfalls
mit Ausnehmungen 64 versehen sein, die den Zähnen 38 gegenüberliegen, wie dies bei
dem Zahnriemen 30 in Figur 2 dargestellt ist.
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Es ist klar, daß die erfindungsgemaß ausgebildeten Zahnriemen mit
einem oder mehreren Kabeln versehen werden können, die seitlich nebeneinander angeordnet
sind, wie dies aus Fig. 2 bzw. 4 ersichtlich ist und außerdem können einstöckig
ausgebildete Riemen 30a vorgesehen werden, oder Riemen die aus zwei oder mehreren
Materialschichten bestehen, wie der Riemen 30 und die Ausnehmungen 64 können vorhanden
sein oder auch wegfallen.
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Wenn der Zahnriemen mit zwei oder mehreren Kabeln 24 versehen ist,
dann können Jedem Kabel 24 Riemenführungsmittel 48und Nuten 50 zugeordnet werden,
wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist.
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Der Ubertragungsriemen 20 wird in gewählten Längen hergestellt, die
zu einem endlosen Riemen 20 gewünschter Größe verspleißbar sind. Die Verspleißung
wird wie in den Figuren 6 bis 9 dargestellt, durchgeführt. In Figur 6 ist eine einzelne
Länge eines Zahnriemens 20 abgebrochen dargestellt, der zu einer endlosen Schleire
aufgerollt ist, wobei die beiden Enden 70 und 72 stirnseitig zu verbinden sind.
In den Figuren 6 bis 9 sind nur die Enden 70 und 72 des Zahnriemens 20 dargestellt,
da der übrige Riemen, der die Schleife bildet, abgebrochen ist.
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Um den Riemen 20 so zu spleißen, daß die Zähne 38 in die Zahnlücken
40 der Kettenräder 44 einpassen, muß Sorge dafür getragen werden, daß der Raum zwischen
den beiden Zähnen 38E benachbart zu dem Spleißraum 74 ordnungsgemäß so angeordnet
sind, daß die Verspleißung 76 gerade den Raum einnimmt, der von einem Zahnabschnitt
38S eingenommen wird. Dies wird dadurch erreicht, daß eine Länge des Riemens 20
mit Endabschnitten 70 und 72 ausgerüstet ist, die glatte Riemenabschnitte 385 aufweisen,
die überlappt werden um die Spleißung 76 gerade so lang zu machen, wie ein einzelner
Riemenzahnabschnitt 383.
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Ein Riemenzahnabschnitt 38S ist definiert als Abschnitt oder Einheit
des Riemens 20, der an der Mittellinie 78 des Zwischenraums 46 beginnt und an der
Mittellinie 78 des nächsten Zwischenraums 46 endet, wobei dazwischen ein Zahn 38
eingeschlossen ist, der zwischen dem Zwischenraum 46 und den Mittellinien 78 liegt.
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Es soll angenommen werden, daß der Zahnriemen(20) 28 Riemenzahnabschnitte
38S umfassen muß, um zwischen den Zahnscheiben 44 gemäß Fig. 1 laufen zu können.
Da die Spleißung 76 die Stelle eines Riemenzahnabschnitts 38S einnehmen muß und
da es notwendig ist, die Enden 70 und 72 bei der Herstellung der Spleißung 76 überlappend
zu gestalten, enthält die Länge des Riemens 20 notwendigerweise die Spleißung 76
+ 27 Riemenzahnabschnitte 388. Der Spleißraum 76 ist gleich den beiden Riemenzahnabschnitten
383, die in die Spleißung hinein überlappt sind. Demgemäß würde eine Riemenlänge
für ein System, das 28 Zahnabschnitte 38A aufweisen muß, tatsächlich 29 Zahnabschnitte
38A umfassen müssen oder einen zusätzlichen Abschnitt, um die Spleißung 76 durchführen
zu können.
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Die erste Stufe der Verspleißung besteht darin, eine angemessene Riemenlinge
wie beschrieben vorzusehen. Die zweite Stufe besteht darin, alle Hülsen 28 und das
Abdeckmaterial 30 oder das Riemenmaterial 30a vom Kabel 24 soweit abzuschneiden,
daß die Kabelenden bei 80 und 82 über eine Länge vom Ende der Zahnabschnitte 388
entblößt sind, wie dies aus Figur 7 ersichtlich ist. Die nächste Stufe besteht darin,
die Enden 80 und 82 um einen geringen Betrag zwischen 5 und 15« der Endlängenabschnitte
80 und 82 zu kürzen, wie dies durch die strichlierten Linien 84 und 86 in Fig, 7
angedeutet ist.
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Der nächste Schritt besteht darin, die abgeschnittenen Kabelenden
80 und 82 zwischen den Zahnabschnitten 38E zu Uberlappen,
um einen
Spleißraum 74 zu schaffen, der die Länge eines einzigen Riemenzahnabschnitts 58S
besitzt und dann wird eine offene Spleißhülse 88 über die überlappten Kabelenden
80 und 82 geschoben, wie dies aus Figur 8 ersichtlich ist.
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Der abschließende Schritt der Verspleißung besteht darin, die Hülse
88 mit einem Quetschwerkzeug oder einer anderen Einrichtung zu quetschen, um eine
kraftschlüssige Verbindung zwischen den Kabelenden 80 und 82 herzustellen, wobei
auch ein gewisser Formeingriff zustande kommt, wenn die Hülse 88 aufgequetscht wird.
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Die Verspleißung 76 käuft über die Zahnscheiben 44 wenn der Riemen
20 ordnungsgemäß mit einer Spleißung 76 einer solchen Länge gefertigt wird, daß
diese einem einzigen Riemenzahnabschnitt entspricht. Dadurch wird es möglich, daß
die Spleißung Jeweils huber eine Zahnlücke 40 der Zahncheibe wandert. Demgemäß bietet
der endlose Zahnriemen seine Zähne 38 den Zahnlücken 40 der Zahnscheiben dar, mit
Ausnahme der einen Zahnriemenlänge, die die Spleißung enthält. Da eine Vielzahl
von Zähnen Jede Zahnscheibe erfaßt, beeinträchtigt das tiberspringen einer Zahnlücke
durch die Spleißung die Wirksamkeit und Nützlichkeit des erfindungsgemäßen Zahnriemens
nicht.
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Außer den bereits erwähnten Vorteilen besteht ein weiterer Vorteil
in der Verstärkung des Kabels nach der Erfindung insofern, als das Material für
die Hülse 28, welches um das Kabel 24 herum gespritzt und geformt wird, in die Hohlräume
90 um die äußeren Stränge 26 des Kabels 24 einfließt und auch die Räume, z.B. den
Raum 92 innerhalb des Kabels 24 zwischen den Strängen 26 des Kabels 24 ausfüllt,
der mit der äußeren Oberfläche des Kabels in Verbindung steht.
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