DE2738426A1

DE2738426A1 - Gezahnter endlosriemen

Info

Publication number: DE2738426A1
Application number: DE19772738426
Authority: DE
Inventors: Alden West Brooks
Original assignee: Dayco Corp
Current assignee: Day International Corp
Priority date: 1976-08-27
Filing date: 1977-08-25
Publication date: 1978-03-02
Also published as: US4034615A; JPS5728935U; NO772933L; DK381177A; JPS5329446A

Description

Dayco Corporation 24. August 1977

333 W. First Street . ,,- n,. _o .

Dayton, Ohio 454ol / USA ^A ^ ^ol° " ^whw

Gezahnter Endlosriemen"

Die Erfindung betrifft einen im Querschnitt trapezförmigen, gummiartigen, gezahnten und auf zugeordneten Scheiben laufenden Endlosriemen, der eine Zugzone, eine Lastzone und eine Druckzone aufweist.

Gezahnte, gummiartige Endlosriemen sind bekannt und in der Industrie auch weit genutzt, weil sie hoch flexibel sind und zu den Scheiben maximal große Kontaktflächen aufweisen, die die Übertragung großer Leistungen ermöglichen. Die bislang verwendeten, gezahnten Endlosriemen sind jedoch im Betrieb sehr laut. Sie erzeugen nämlich ein sirenenähnliches Geräusch, das durch das abrupte Eintreten bzw. Heraustreten der Zähne in bzw. aus den zugehörigen Scheiben ebenso verursacht ist wie durch die Luftsäulen enthaltenden Nuten, die ebenso abrupt in die zugeordneten Scheiben eintreten, bzw. aus diesen heraustreten.

Der Erfindung liegt deshalb insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen gezahnten Riemen der eingangs genannten Art zu schaffen, der im Aufbau einfach und von der Konstruktion her wirtschaftlich ist und der über die zugeordneten Scheiben im wesentlichen geräuschlos abläuft.

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Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1 erreicht, wobei der erfindungsgemäße Endlosantriebsriemen auch einen lediglich im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweisen kann.

Der erfindungsgemäße Riemen kann Zähne in vielerlei Formen aufweisen, die seine Druckzone umfassen. Die genannten Zähne sind dabei unter einem von 90 abweichenden Winkel zur Längsrichtung des Antriebsriemens angeordnet. Die Druckzone des Riemens kann gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Zähnen aufnehmen, die durch eine Vielzahl von Nuten begrenzt sind, die in der Druckzone angeordnet sind und sich unter einem Winkel zur Längsrichtung des Antriebsriemens erstrekken, der von 90 abweicht. Die Nuten begrenzen Zähne, die beim Umlauf des Riemens allmählich bzw. stufenv/eise in die zugeordneten Scheiben eintreten, bzw. aus diesen heraustreten. Die Nuten bilden ferner zugeordnete luftgefüllte Säulen, von denen jede entsprechend ihrer Winkelanordnung allmählich bzw. stufenweise bedeckt und freigelegt wird, und swar entsprechend dem Eintreten oder Heraustreten der jeweiligen Säule in bzw. aus den zugeordneten Scheiben während des Riemenumlaufes. Hierdurch ergibt sich eine minimale Geräuschentwicklung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, die ebenso wie die Unteransprüche weitere Einzelheiten der Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:

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Figur 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Teildarstellung eines endlosen Antriebsriemens gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,

Figur 2 eine Schemadarstellung eines Riemens gemäß Figur in Verbindung mit einem üblichen Riemenantriebssystem, das eine Mehrzahl von Scheiben umfaßt,

Figur 3 ein Querschnitt eines Riemens gemäß Figur 1, senk~ recht zu dessen Längsrichtung,

Figur 4 eine Ansicht des Riemens gemäß Figur 1, v/obei ein gerader Riemenabschnitt von der Innenseite her betrachtet wird,

Figur 5 eine weitere Ausgestaltung eines Riemens gemäß der Erfindung, wobei hier ein gerader Riemenabschnitt in Seitenansicht gesehen ist, und

Figur 6 eine der Figur 4 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Riemens gemäß der Erfindung.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform eines gezahnten, gummiartigen Endlosantriebsriemens 20 gemäß der Erfindung. Der erfindungsgemäße Riemen 20 ist insbesondere geeignet für einen geräuscharmen Betrieb in einem Endlosantrieb, injdem er über zugeordnete Scheiben läuft. Eine solche Konstruktion wird im folgenden in ihren Details beschrieben.

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Figur 2 zeigt beispielsweise ein derartiges erfindungsgemäßes System 21, wobei der Riemen in bekannter V/eise zwischen einer Antriebsscheibe 22 und einer Mehrzahl angetriebener Scheiben 23 und 24 umläuft. Aufgrund seiner gezahnten Ausführung weist der Riemen 20 eine optimale Flexibilität auf, ermöglicht also auch sehr enge Umlenkungen und ist trotzdem im Betrieb, während er über die Scheiben 22, 23 und 24 umläuft, sehr geräuscharm.

Wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich ist, ist der Riemen 2O als trapezförmiger, gezahnter Riemen ausgebildet, d. h., daß der Riemen einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, und zwar in jeder zu seinem endlosen Verlauf senkrechten Querebene, d. h. also in jeder zu seiner Längsachse senkrechten Ebene. Die nicht parallelen Seiten 27 des Riemens sind roh, d. h. also ohne Abdeckung oder dergleichen.

Der Riemen 20 ist insbesondere aus einem geeigneten gummiartigen Material, also beispielsweise Gummi, gemacht und er umfaßt eine Zugzone 30, eine Lastzone 31 und eine Druckzone 32. Die Druckzone 32 weist eine Vielzahl im wesentlichen identischer Zähne 33 auf, die durch eine Vielzahl von in der Druckzone 32 vorgesehenen Nuten 34 begrenzt sind. Die Nuten 34 erstrecken sich unter einem von 90° abweichenden Winkel zur Längsachse des Riemens 20, wie dies in Figur 4 dargestellt ist. Die Nuten 34 begrenzen die Zähne 33, die dadurch lediglich allmählich bzw. stufenweise in zugeordnete Scheiben eintreten, bzw. aus diesen auch nur stufenweise austreten, wenn der Riemen, so beispielsweise über die Scheiben

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22 bis 24 des Systemes 21 umläuft. Die Nuten 34 begrenzen zugehörige luftgefüllte Säulen, die ebenfalls mit 34 bezeichnet sind. Jede dieser Luftsäulen 34 wird entsprechend ihrer winkligen Lage lediglich allmählich abgedeckt, bzw. freigegeben, je nach dem, ob die Säule beim Umlauf des Riemens in bezug auf die zugeordneten Scheiben hineingeht oder herausläuft. Das Zusammenwirken des allmählichen Eintretens bzw. Heraustretens jedes Zahnes und des allmählichen Abdeckens und Freigebens von jeder Luftsäule, wenn jeder Zahn 33 bzw. jede Luftsäule jeweils in eine entsprechende Scheibe eintritt, bzw. aus dieser heraustritt, hat zur Folge, daß der Riemen 20 im Betrieb nur eine minimale Geräuschentwicklung zeigt und insbesondere nicht das sirenenartige Geräusch erzeugt, das bislang für bekannte gezahnte Riemen dieser Art charakteristisch ist, bei denen die Zähne durch senkrecht zur Riemenlängsachse verlaufende Nuten begrenzt sind.

Die gesamte innenseitige Oberfläche 36 des trapezförmigen Riemens ist im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 4 roh, d. h. ohne irgendeine Abdeckung oder ohne irgendeinen Belag. Die äußere Oberfläche des Riemens 20 weist dagegen eine Stoffauflage, so beispielsweise eine Auflage 37 aus einem Gewebe auf.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß jede der Nuten 34 ausgehend von der Innenfläche 36 eine Tiefe 4O hat, die einen Bruchteil der Höhe oder Dicke 41 der D^uckzone 32 ausmacht.

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Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Tiefe 40 etwa der halben Dicke 41 der Druckzone 32. Jede der Nuten 34 weist im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, wobei der U-Bogen durch eine im wesentlichen halbzylindrische Oberfläche 42 gebildet ist. Die Schenkel der im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Nuten 34, die an den durch die Oberfläche 42 gebildeten Bogen anschließen, sind durch, im wesentlichen parallele, ebene Flächen 43 gebildet.

Insbesondere aus Figur 4 ist ersichtlich, daß jeder der Zähne 33 des Riemens 20 eine im wesentlichen rhombenförmige Oberfläche aufweist, die gleichzeitig einen Abschnitt der Innenfläche 36 des Riemens 20 bildet. Die Nuten 34 begrenzen die Zähne 33 derart, daß jeder Zahn bezogen auf die Längsrichtung des Riemens, also quer zur Längsachse 26 gemessen, zunächst in seiner Breite bis auf ein Maximum zunimmt und dann allmählich wiederum abnimmt. Die allmähliche Verbreiterung und das allmähliche Schmälerwerden jedes Zahnes ist in Figur 4 bei 44 durch die dort gezeigten Doppelpfeile veranschaulicht.

Die Nui?°34 in der Druckzone 32 des Antriebsriemens 20 weisen untereinander gleiche Größe und Form auf und erstrecken sich unter einem Winkel von etwa 60 zur Längsrichtung bzw. Längsachse 26 über die volle Breite der Druckzone. Die Zähne 33, die durch die besagten Nuten 34 begrenzt sind, sind ebenfalls untereinander gleich groß

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und gleich gestaltet. Außerdem ist für die Zähne 33 des Riemens entlang dessen endloser Länge oder Achse 26 die gleiche Teilung gegeben.

Die Lastzone 31 des Riemens 20 kann mit lasttragenden oder Verstärkungselementen der üblichen Art versehen sein. Im vorliegenden Fall ist die Lastzone 31 mit üblichen, spiralförmig gewickelten Lastschnüren 45 versehen.

Weitere Ausgestaltungen des Antriebsriemens gemäß der Erfindung sind in den Figuren 5 und 6 der Zeichnungen gezeigt. Die in den Figuren 5 und 6 dargestellten Riemen sind dabei dem Riemen 20 ähnlich. Es finden deshalb entsprechende, aber durch Indizes A und B gekennzeichnete Bezugszeichen Verwendung, so daß der Riemen gemäß Figur 5 mit 2OA und der Riemen gemäß Figur 6 mit 2OB bezeichnet ist. Dies gilt auch für die den anderen Teilen des Riemens zugeordneten Bezugszeichen, selbst wenn diese in der nachfolgenden Beschreibung der Figuren 5 und 6 nicht mehr gesondert angesprochen sind.

Der Riemen 2OA hat eine Zugzone 3OA, eine Lastzone 31A und eine Druckzone 32A. Zusätzlich hat der Riemen 2OA als äußere Oberfläche eine Gewebeauflage 37A. Abweichend zum Riemen 20 ist der Riemen 2OA ferner an seiner inneren Oberfläche mit einer Auflage, insbesondere einer Gewebeauflage 47A versehen, die der Kontur der Zähne und Nuten folgend sich über diese erstreckt, so daß sie eine geschlossene Abdeckung für diese bildet.

—· O ·■

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Der Riemen 2OB gemäß Figur 6 hat eine Zugzone 30B_f eine
Lastzone 31B und eine Druckzone 32B. Er ist zusätzlich mit Zähnen 33B versehen, die wiederum durch Nuten 34B begrenzt sind, wobei infolge der hier gegebenen Anordnung der Nuten zentrale Hauptzähne und seitliche Zähne gebildet werden. Die Nuten 34B sind nämlich bei dieser Ausführungsform sich
kreuzweise überschneidend angeordnet, wobei die Nuten jedes sich kreuzenden Nutenpaares sich jeweils über die ganze
Breite der Druckzone 32B erstrecken. Die Nuten 34B jedes
sich überschneidenden Nutenpaares verlaufen jeweils unter
einem Winkel von etwa 45° zur Längsachse des Riemens 2OB
und bilden damit ein X-Muster, wie dies mit 5OB bezeichnet ist. Die Seitenzähne 33B, die bei dieser Musterung und Anordnung der Nuten 34B entstehen, haben Dreiecksform. Die
zentralen Zähne sind in der Draufsicht, also senkrecht zur inneren Oberfläche des Riemens 20 etwa rautenförmig gestaltet. Die innere Oberfläche des Riemens 2OB wird somit
durch die in der Draufsicht etwa rautenförmigen zentralen
Zähne und die seitlichen, in der Draufsicht etwa dreiecksförmigen Zähne gebildet.

Wie bereits gesagt, erstrecken sich die Nuten, die in der
Druckzone angeordnet sind, unter einem von 90 abweichenden Winkel zur Längsrichtung des Riemens. Als besonders zweckmäßig hat es sich insoweit erwiesen, Nuten vorzusehen, die einen Verlauf aufweisen, bei dem sie sich unter einem Winkel zwischen etwa 30 und 75° zur Längsrichtung bzw. Längsachse des Riemens erstrecken. Diese Winkelbereiche wurden als
zweckmäßig erkannt, und zwar unabhängig davon, ob die Nuten

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parallel zueinander oder gekreuzt verlaufen, wie dies in den Figuren gezeigt ist. Gegebenenfalls können die Nuten auch noch in anderen Zuordnungen zueinander angeordnet sein.

Erstrecken sich die Nuten quer über die Druckzone als einzelne, sich nicht schneidende und nicht berührende Nuten, so kann jeder Zahn, bzw. dessen Oberfläche eine rhomboide Grundform aufweisen, einschließlich solcher Rhomben, bei denen die Oberfläche des Zahnes gleichseitig ist.

Die Zähne 33B des Riemens 32B wurden als im wesentlichen rhombenförmig beschrieben. Figur 6 zeigt jedoch, daß die Oberflächen der Zähne keineswegs reine Rhombenformen aufweisen müssen, sondern vielmehr polygonale Form aufweisen können, wobei eine Vielzahl von Seiten, im Ausführungsbei~ spiel gemäß Figur 6 sechs Seiten vorgesehen sein können, die bezüglich einer zentralen, die Oberfläche 51B halbierenden Ebene symmetrisch liegen, wobei die Halbierungsebene die Längsacnse des Riemens enthält.

Der Riemen gemäß der Erfindung kann aus Gummi hergestellt sein, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist. Im Rahmen der Erfindung können jedoch auch andere elastische Stoffe, insbesondere elastische Polymerisationsprodukte einschließlich synthetischer Kunststoffe Verwendung finden.

Die Seitenflächen des Riemens müssen ferner im Rahmen der

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Erfindung nicht roh sein, sondern können mit einer Abdekkung, so insbesondere mit einer Gewebeauflage versehen sein. Als Auflagematerialien kommen hierfür die üblichen, in Verbindung mit derartigen Riemen verwendeten Materialien einschließlich gewebter, nicht gewebter, gestrickter, sogenannter spannungsentlasteter gewebter Materialien und dergleichen in Frage.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen weisen die Nuten eine Tiefe auf, die etwa der halben Höhe der Druckzone entspricht. Im Rahmen der Erfindung ist dies jedoch nicht zwingend, sondern lediglich vorteilhaft und es kommen für die Nuttiefe Bereiche zwischen einem Viertel und Dreivierteln der Höhe der Druckzone durchaus ebenfalls noch in Frage. Die Nuten wurden ferner als im Querschnitt U-förmig beschrieben. Sie können abweichend hiervon im Rahmen der Erfindung jedoch im Querschnitt auch V-förmig oder rechteckig ausgebildet sein oder andere geeignete Formen aufweisen.

Bezüglich der Zähne wurde festgestellt, daß ciese sämtlich gleich groß und gleich gestaltet sind. Abet auch insoweit sind im Rahmen der Erfindung Variationen möglich, so daß sich Zähne ungleicher Größe und verschiedener Ausgestaltungs—< formen ergeben.

- Ansprüche -

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Leerseite

Claims

Polentanwalt O η O O / O C

Dipl-Ing. Walter Jackisch Z / <J ö Ί Z Ö

Stuttgart N. Menzelstraß« 40

Dayco Corporation 24. August 1977

W. First Street _{A 35} p,_i3 _ .

Dayton, Ohio 454ol / USA '"■'- .^³

Ansprüche

1J| Im Querschnitt trapezförmiger, gutnmiartiger, gezahnter und auf zugeordneten Scheiben laufender Endlosriemen, der eine Zugzone, eine Lastzone und eine Druckzone aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckzone (32) mit Zähnen (33) versehen ist, die durch in der Druckzone (32) vorgesehene, zur Längsrichtung des Riemens unter einem von 90 abweichenden Winkel verlaufende Nuten (34) gebildet sind und die beim Umlauf des Riemens allmählich auf jede der Scheiben auf- bzw. von dieser ablaufen, wobei die Muten (34) zugehörige Luftkanäle begrenzen, die jeweils entsprechend ihrer Winkellage abgedeckt sind oder frei liegen, und zwar entsprechend dem Auf- oder Ablauf der Luftsäule auf bzw. von der zugehörigen Scheibe.

2· Endlosriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (33) im wesentlichen gleich groß sind und über die Riemenlänge eine vorgegebene Steigung aufweisen.

3. Endlosriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (34) von der inneren Oberfläche des Riemens ausgehen und eine Tiefe (40) aufweisen, die einen Bruchteil der Dicke (41) der Druckzone (32) ausmacht.

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4. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (34) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen, der durch eine im wesentlichen halbzylindrische Bogenfläche (42) und daran anschließende, im wesentlichen ebene Schenkel begrenzt ist.

5. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (34) die Zähne (33) derart begrenzen, daß, bezogen auf die Längsrichtung des Riemens, die Zähne in ihrer Breite zunächst allmählich zu- und danach allmählich abnehmen.

6. Endlosrie-men nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Znhne (33)eine im wesentlichen rhomboide Oberfläche aufweist, die die innere Oberfläche des Riemens umfaßt.

7. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Zähnen (33B) solche mit rautenförmiger Oberfläche zugehören, wobei die Zahnoberflache einen Teil der inneren Oberfläche des Riemens bildet.

8. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte innere Oberfläche rohkantig ausgeführt ist.

9. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte innere Oberfläche eine Abdeckung (47A) aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED

10. Endlosriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Abdeckung durch ein Gewebe gebildet ist und daß eine weitere Abdeckung (37A) die äußere Oberfläche des Riemens bildet.

11. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten und die Zähne gleich groß sind und daß sich jede Nut über die volle Breite der Druckzone (32) erstreckt.

12. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne durch Paare einander überschneidender Nuten (34B) begrenzt sind, wobei jede der Nuten (34B) sich über die gesamte Breite der Druckzone (32) erstreckt.

13. Endlosriemen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einander überschneidenden Nuten (34B) der Nutenpaare ein X-förmiges Muster bilden.

14. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen im wesentlichen aus einer Gummimischung besteht.

15. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastzone (31) mit spiralförmig gewickelten Lastschnüren (45) versehen ist.

16. Endlosriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht parallelen Seiten des Rie mens roh ausgeführt sind.

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