DE2823062A1

DE2823062A1 - Trapezfoermiger antriebsriemen bzw. keilriemen

Info

Publication number: DE2823062A1
Application number: DE19782823062
Authority: DE
Inventors: Giorgio Tangorra
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1978-12-07
Also published as: GB1588952A; IT1092253B; FR2392286A1; ES470513A1; AR212952A1; JPS53148651A; BE867480A; BR7803315A

Description

TELEFON: 55547« 8{Χβσ MCtNCHEW 2,

TELEGITAMMEiKARPATENT MATtfUDENSTRASSE 1ΐ

W. 43 150/78 12/Bl 26. Mai 1278

INDUSTRIE PIRELLI S.p.A

Mailand (Italien)

Trapezförmiger Antriebsriemen bzw. Keilriemen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsriemen und insbesondere auf einen trapezförmigen Antriebsriemen, das heisst auf einen Riemen, der rechtwinklig zu seiner Länge trapezförmigen Querschnitt hat, und" zwar vorzugsweise die Gestalt eines gleichschenkligen Trapezes, wobei ein solcher Riemen mit wenigstens awei Riemenscheiben zusammenarbeiten soll, deren Jede mit einer Nut versehen ist. Hierdurch ist dann ein Antrieb gebildet. Insbesondere ist ein Antriebsriemen gemäss der vorliegenden Erfindung für Antriebe geeignet, die unter der Bezeichnung Geschwindigkeitswechselgetriebe und/oder stufenlose Getriebe bekannt sind.

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Nachstehend wird der Riemen der einfachheithalber als Keilriemen bezeichnet.

Es sind verschiedene Arten von Keilriemen bekannt, und die bekannten Riemen haben mehrere Nachteile. Einer der Hauptnachteile der bekannten Keilriemen besteht darin, dass sie nicht in der Lage sind, in den Antrieben, in denen sie verwendet werden, hohe Leistungen zu übertragen.

Ein anderer Nachteil der bekannten Keilriemen besteht darin, dass ihre Lebensdauer sich mit Zunahme der zu übertragenden Leistung verringert, so dass, um lange Nutzlebensdauer zu gewährleisten, die übertragbare Leistung in den Riemenantrieben beträchtlich begrenzt oder beschränkt ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Keilriemen zu schaffen, der hohe Leistungen übertragen kann, wobei gleichzeitig lange Lebensdauer für den Keilriemen gewährleistet ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Keilriemen mit einem Körper aus elastomerem Material oder aus Kunststoffmaterial in welchem ein gegen Zugbeanspruchungen widerstandsfähiger Einsatz eingebettet ist, der aus einer Mehrzahl von biegsamen und undehnbaren Fäden oder Schnüren gebildet ist, die parallel zueinander und in ein und derselben Ebene liegen. Gemäss der Erfindung ist ein solcher Riemen dadurch gekennzeichnet, dass in den Riemenkörper wenigstens ein kontinuierliches Profil bzw. ein kontinuierlicher Profilteil eingebettet ist, der in einer Richtung rechtwinklig zur Symmetrieebene des Riemens starr und in Richtung der Länge des Riemens biegsam ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsv/eise erläutert.

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Fig. 1 ist eine schaubildliche Querschnittsansieht

eines Teiles eines Riemens gemäss der Erfindung.

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 analoge Ansicht gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 ist eine der Fig. 1 analoge Ansicht einer noch anderen Ausführungsform gemäss der Erfindung.

Fig. 4 ist eine schaubildliche Ansicht eines Aufbauteiles eines Riemens gemäss einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 analoge Ansicht eines Aufbauteiles eines Riemens gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 ist eine der Fig. 4 analoge Ansicht eines Aufbauteiles einer noch weiteren Ausführungsform der .Erfindung.

Fig. 7 ist eine der Fig. 4 analoge Ansicht eines Aufbauteiles eines Riemens gemäss einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Antriebsriemens (nachstehend der einfachheithalber als Keilriemen bezeichnet) gemäss der Erfindung dargestellt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist ein Riemen gemäss der Erfindung einen Riemenkörper 1 auf, der aus elastomerem Material oder aus Kunststoffmaterial gebildet ist und im Querschnitt rechtwinklig zur Längsabmessung des Riemens trapezförmige Gestalt und insbesondere die Gestalt eines gleichschenkeligen Trapezes hat. Der Riemenkörper 1 hat daher eine

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(ρ

kleinere Basis 2, eine grössere Basis 3 und zwei Seiten 4 und 5.

Ein gegen Zugbeanspruchungen widerstandsfähiger Einsatz ist in den Riemenkörper 1 eingebettet, und dieser Einsatz bzw. dieses Gebilde besteht aus einer Mehrzahl von Schnüren 6, die parallel zueinander und in ein und derselben Ebene liegen und aus biegsamem undehnbarem Material gebildet sind, beispielsweise aus Stahl, Polyamid, Glasfasern, Aramidfasern, Polyester, Reyon oder dergleichen.

Gemäss dem allgemeinen Lösungsgedanken für einen Riemen gemäss der Erfindung ist in den Riemenkörper 1 ein kontinuierlicher Profilteil eingebettet, der unter der Wirkung von quer zum Riemen wirkenden Beansp-ruchungen grosse Starrheit hat, die wenigstens das dreifache der Starrheit des elastomeren Materials des Riemenkörpers 1 beträgt, und der in Richtung der Länge des Riemens hohe Biegsamkeit hat, die gleich der Biegsamkeit des elastomeren Materiales ist.

Insbesondere ist der kontinuierliche Profilteil in demjenigen Teil des Riemens angeordnet, der während des Gebrauchs Druckbeanspruchungen unterworfen ist, so dass das Baryzentrum jedes Schnittes des Profilteiles dem Baryzentrum desjenigen Teiles des Riemens entspricht, der beim Gebrauch Druckbeanspruchungen unterworfen ist. Der Profilteil ist 30 gebildet, dass seine seitlichen Abmessungen in ihrer Richtung rechtwinklig zu den Basen grosser als die Hälfte der entsprechenden Abmessung des unter Druckbeanspruchungen stehenden Teiles des Riemens, und in ihrer Richtung parallel zu den Basen grosser als das 0,3-fache der Breite des unter Druckbeanspruchung stehenden Teiles des Riemens sind.

Wie bei der in 3?ig. 1 dargestellten Ausführungsform ersichtlich, ist in den Riemenkörper 1 ein Profilteil 7 einge-

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bettet, der aus einer Wendel gebildet ist, die einen Durchmesser zwischen 4 und 40 mm hat und aus Metalldraht eines Durchmessers zwischen 0,3 und 2 mm gebildet ist.

In Fig. 2 ist ein Seil eines Riemens gemäss einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Keilriemen einen Körper aus elastomerem Material auf, der im Querschnitt rechtwinklig zur grössten Abmessung des Riemens die Gestalt eines gleichschenkeligen Trapezes hat. Der Riemenkörper hat daher eine grössere Basis 9» eine kleinere Basis 1o und zwei Seiten 11 und 12, an denen sich eine Lage aus elastomerem Material befindet, die mit geschnittenen Textilmaterialfasern als Füllstoff versehen ist, und diese Fasern bestehen beispielsweise aus Reyon, Glas, Aramid, Cellulose oder dergleichen. Gemäss einer abgewandelten Ausführungsform kann anstelle der Lage aus elastomerem Material, die mit geschnittenen Textilmaterialfasern als Füllstoff versehen ist, ein verkautschukter Webstoff verwendet werden, in welchem Fall dieser verka-utschukte Webstoff vorteilhaft nicht nur die Seiten des Riemens, sondern auch die grössere und die kleinere Basis 9, Ίο bedecken kann.

Ein gegen Zugbeanspruchungen widerstandsfähiges Gebilde ist in den Riemenkörper eingebettet und es besteht aus einer Mehrzahl von Schnüren 14, die parallel zueinander und in ein und derselben Ebene liegen und aus biegsamem und undehnbarem Material bestehen, und zwar aus einem der Materialien, wie sie oben angegeben sind.

Weiterhin ist in den Riemenkörper ein Profilteil 15 eingebettet, der unter quer zum Riemen wirkenden Beanspruchungen starr ist und der in Richtung der Länge des Riemens biegsam ist. Insbesondere besteht der Profilteil 15, wie aus Fig.

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ersichtlich, aus einem schraubenlinienförmigen Stahlstreifen einer Breite zwischen 0,8 und 15 um und einer Dicke zwischen 0,1 und 1 mm. Der Profilteil 15 hat im Querschnitt im wesentlichen die Gesfelt eines gleichschenkligen Trapezes, dessen Seiten parallel zu den Seiten des Riemens verlaufen.

Für die Herstellung von Riemen gemäss den Ausführungsformen, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind, können viele Herstellungsverfahren angewendet werden. Insbesondere kann beispielsweise zuerst mit dem Profilteil ein schlauchartiger Körper hergestellt' werden, derart, dass der Profilteil wenigstens auf seiner Aussenfläche mit nicht vulkanisiertem ader halbvulkanisiertem Kautschuk bedeckt ist. Dann wird der Schlauchkörper zusammen mit den anderen Aufbauteilen des Riemens in einer für die Herstellung von Riemen bekannten Form angeordnet und es wird dann elastomeres Material in die 3?orm eingespritzt und in der Form vulkanisiert.

Insbesondere kann während der Vulkanisation heisse Druckluft oder Druckdampf mit bereits bekannten Arbeitsweisen in den Hohlraum des Schlauchkörpers geführt werden.

In Fig. 3 ist ein Riemen gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie ersichtlich, weist der Riemen einen Körper 16 aus elastomerem Material oder aus Kunst— Stoffmaterial auf, der im Querschnitt rechtwinklig zur größten" Abmessung des Riemens Trapezgestalt hat. Der Riemenkörper 16 hat daher eine grössere Basis 17, eine kleinere Basis und zwei Seiten 19, an denen sich eine Lage 2o aus elastomerem Material befindet, welches mit geschnittenen Textilmaterialfasern gemäss vorstehender Beschreibung als Füllstoff versehen ist. Alternativ kann die Lage 2o aus verkautschuktem Webstoff bestehen, mit welchem auch die Basen 17,18 des Riemens vorteilhaft bedeckt werden, können.

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In den Riemenkörper 16 ist ein gegen Zugbeanspruchungen widerstandsfähiges Gebilde eingesetzt, welches aus einer Mehrzahl von Schnüren 21 gebildet ist, die parallel zueinander und in ein und derselben Ebene liegen und aus biegsamem und undehnbarem Material bestehen, wie es oben angegeben ist.

Weiterhin ist in den Riemenkörper 16 ein Profilteil 22 eingebettet, der unter quer zum Riemen gerichteten Beanspruchungen starr und in Richtung der Länge des Riemens sehr biegsam ist.

Insbesondere besteht der Profilteil 22 aus einer Wendelbzw, aus einem schraubenlinienförmigen Körper aus Stahldraht, und in den Profilteil 22 ist ein Körper 23 aus einem Gemisch aus elastomere^ Material mit kleiner Hysterese eingesetzt.

Als ein Gemisch aus elastomerem Material mit kleiner Hysterese kann beispielsweise ein folgendes Gemisch verwendet werden:

Natürlicher Kautschuk oder

Styro !kautschuk 100 Gew. Teile

grosse Russpartikel 70 Gew. Teile

Zinkoxid . 5 Gew. Teile

Stearinsäure 2 Gew. Teile

Schwefel 2,5 -1,5 Gew. Teile

Beschleuniger 0,5-2 Gew. Teile

Antialterungsmittel 1-2 Gew. Teile

Plastifiziermittel bzw. Weichmacher 2-4 Gew. Teile

In Verbindung mit den oben bescnriebenen Ausführungsformen ist gesagt worden, dass der Riemenkörper aus einem Gemisch aus elastomerem Material besteht, und beispielsweise wird nachstehend ein geeignetes Gemisch aus elastomerem Material für den Riemenkörper angegeben:

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Natürlicher Kautschuk grosso' Russpartikel Zinkoxid Stearinsäure Schwe fei Beschleuniger A ntia11erungsmitte1

100 Gew. Teile

50 bis 100 Gew. Teile

5 Gew. Teile

2 Gew. Teile

2,5 Gew. Teile

1-2 Gew. Teile

Wie oben gesagt, besteht der allgemeine Lösungsgedanke für einen Keilriemen gemäss der Erfindung darin, in dem Riemenkörper einen kontinuierlichen Profilteil anzuordnen, der unter der Wirkung von quer zum Riemen und insbesondere an den Seiten des Riemens wirkenden Beanspruchungen ausserordentlich starr ist und daher keinen Verformungen unterworfen ist und der in Richtung der Länge des Riemens ausserordentlich biegsam ist.

Irgendeine Art eines kontinuierlichen Profiles oder Profilteiles mit den oben genannten Eigenschaften liegt innerhalb des Rahmens der Erfindung.

In den Fig. 4 bis 7 sind einige Arten von Profilen oder Profilteilen dargestellt, die in einem Riemen gemäss der Erfindung verwendet werden können.

Der Profilteil gemäss Fig. 4 besteht aus einem rohrartig en Körper 24 aus Metallmaterial oder aus einem Kunststoff material grösserer Härte, und die Härte des Profilteiles 24 beträgt wenigstens das 3-fache der Härte des den Riemenkörper bildenden elastomeren Materials. Der Profilteil 24 hat im Querschnitt rechtwinklig zur grössten Abmessung die Gestalt eines gleichschenkeligen Trapezes, in v/elcher Gestalt Nuten 25 gebildet sind, deren jede in der kleineren Basis 26, in den beiden Seiten 27 und 28 und in einem Teil der grösseren Basis 29 gebildet ist.

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ΛΑ

In Pig. 5 ist eine andere Ausführungsform eines Profilteiles dargestellt, der in einem Riemen gemäss der Erfindung verwendet werden kann.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, weist der Profilteil 3o
einen. Stahldraht 31 auf, der derart gelegt ist, dass eine
Reihe von Schleifen gebildet ist, die die Gestalt eines
gleichschenkeligen Trapezes haben. Die Schleifen sind im Bereich der grösseren Basis offen.

In Pig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Profilteiles dargestellt, der in einem Riemen gemäss der Erfindung verwendet werden kann. Wie aus Pig. 6 ersichtlich, besteht
der Profilteil 32 aus einem Stahlstreifen 33» der derart
gelegt oder gebogen ist, dass eine Mehrzahl von Segmenten 34 gebildet ist, welche die Gestalt eines gleichschenkeligen
Trapezes, jedoch ohne dessen grössere Basis, haben. Die
Segmente 34 sind abwechselnd durch Teile 35 miteinander verbunden.

In Pig. 7 ist eine noch andere Ausführungsform eines
Profilteiles dargestellt, der in einem Riemen gemäss der Erfindung verwendet werden kann. Wie aus Pig. 7 ersichtlich,
besteht der Profilteil 36 aus einem Streifen, der in
krenelierte Gestalt gelegt ist, wobei der Streifen in dem Riemenkörper derart angeordnet ist, dass die parallel zueinander und parallel zur grössten Abmessung des Profilteiles 36 liegenden Teile 37 in Richtung gegen die Seiten des Riemens gewandt sind.

Wie oben ausgeführt, sind die Profilteile in den Riemenkörper eingebettet, der, wie oben gesagt, aus elastomerem
Material oder aus Kunststoffmaterial besteht, und der Profilteil kann mit dem elastomerem Material oder Kunststoffmaterial des Riemens verbunden werden oder auch nicht verbunden werden.

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/lh

In dem Pall, in welchem der Profilteil mit dem den Riemenkörper bildenden Material verbunden ist, kann die Verbindung in auf diesem Gebiet bekannter Weise erhalten werden, wobei beispielsweise der Profilteil mit einem Gemisch für direkte Bindung überzogen werden kann, beispielsweise mit einem natürlichen Kautschuk der gleichen Art, wie sie oben angegeben ist.

Wie zuvor ausgeführt, soll ein Keilriemen gemäss der Erfindung mit wenigstens zwei Riemenscheiben zusammenarbeiten, deren Seele entlang ihrer Umdrehungsfläche mit einer Nut versehen ist. In diesem Pail wird der Riemen an zwei Riemenscheiben angeordnet, und zwar in deren Nuten.

Berührung zwischen dem Riemen und den Riemenscheibennuten ergibt sich zwischen den Seiten des Riemens und den Planken der Nuten, und die Übertragung von Bewegung von einer Riemenscheibe zu der anderen mittels des Riemens erfolgt unter der Wirkung der Reibung zwischen den Seiten des Riemens und den. Planken der Riemenscheibennuten.

Um Bewegung von einer Riemenscheibe zu einer anderen übertragen zu können, darf der Riemen in den Riemenscheibennuten nicht gleiten, und daher ist es, wenn die zu übertragende Leistung erhöht werden soll, notwendig, den Druck zwischen den Seiten des Riemens und den Planken der Nuten zu

erhöhen. Durch das Vorhandensein eines kontinuierlichen Profilteiles im Riemenkörper, der in einer Richtung rechtwinklig zur Hauptabmessung des Riemens starr und daher in dieser Richtung keiner Verformung unterworfen ist, ermöglicht eine beträchtliche Erhöhung des Drucks zwischen den Seiten des Riemens und demgemäss eine beträchtliche Erhöhung der mit einem Riemen gemäss der Erfindung übertragbaren Leistung , wobei sogar Leistungen übertragen werden können, die das 2-fache der Leistung betragen, die unter sonst gleichen Be-

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dingungen mit bekannten Keilriemen übertragen werden können, Der kontinuierliche Profilteil ermöglicht es einem Riemen gemäss der Erfindung, entlang des gesamten Riemens hohe und gleichmässige Biegsamkeit zu haben, so dass sehr guter Ermüdungswiderstand erzielt und die Energie verringert ist, die durch Hysterese zufolge Biegung des Riemens aufgezehrt wird.

Da weiterhin in grossem Ausmass die Möglichkeit des Schlupfes zwischen den Seiten des Riemens und den Flanken der Riemenscheibennuten beträchtlich verringert ist, wird eine beträchtliche Verlängerung der Lebensdauer von Keilriemen gemäss der Erfindung erhalten.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.JTrapez-Antriebsriemen bzw. Keilriemen, mit einem Körper aus elastomerem Material oder aus Kunststoffmaterial, in den ein gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähiges Gebilde eingesetzt ist, das aus einer Mehrzahl von biegsamen und undehnbaren laden oder Schnüren gebildet ist, die parallel zueinander und in ein und derselben Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Riemenkörper (z.B. 1) wenigstens ein kontinuierlicher Profilteil (7 bzw. 15 bzw. 22 bzw. 24 bzw. 3o bzw. 32 bzw. 36) angeordnet ist, der in einer Richtung rechtwinklig zur Symmetrieebene des Riemens starr und in Richtung der Länge des Riemens biegsam ist.

2. Riemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte kontinuierliche Profilteil ein hohler Profilteil ist.

3. Riemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum des kontinuierlichen Profilteiles mit einem elastomeren Material kleiner Hysterese gefüllt ist.

4. Riemen nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, dass das den Hohlraum des Profilteiles füllende elastomere Material auf der Basis von natürlichem Kautschuk gebildet ist.

5. Riemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemenkörper an seinen Seiten eine Lage aus elastomerem Material aufweist, welches mit Textilmaterialfasern als Füllstoff versehen ist.

6. Riemen nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierliche Profilteil aus einer Draht-

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ORIGINAL INSPECTED

wendel besteht, bei welcher Jede Schleife im wesentlichen die Gestalt eines gleichschenkligen Trapezes hat .

7. Riemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierliche Profilteil ein Rohrprofilteil (24) ist, der in seiner Fläche mit Teilnuten (25) versehen ist.

8. Riemen, nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierliche Profilteil ein im wesentlichen sinusförmiger Profilteil ist, der ausserdem Zick-Zack-Gestalt hat.

9. Riemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der kontinuierliche Profilteil krenelierte Gestalt hat»

10. Riemen nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierliche Profilteil eine Drahtwendel ist, bei welcher jede V/indung Kreisgestalt hat.

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