DE29509135U1 - Drive belt - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsriemen. Aus dem Stand der Technik sind Zahnriemen aus Kunststoff für die verschiedensten Anwendungs&zgr;wecke, bei denen Kräfte übertragen werden, bekannt. Die herkömmlichen Zahnriemen aus Kunststoff, wie sie beispielsweise im Maschinenbau eingesetzt werden, sind in der Regel einstückig, das heißt der Riemen selbst und die an diesen angeformten Zähne sind aus einem Stück. Die Zähne eines solchen Zahnriemens können natürlich je nach Anwendungszweck die unterschiedlichsten Zahnprofile aufweisen. Für die Herstellung eines solchen Kunststoff-Zahnriemens sind mehr oder weniger aufwendige Werkzeuge erforderlich, die die Hauptkosten bei der Herstellung der Zahnriemen verursachen.The present invention relates to a drive belt. Toothed belts made of plastic are known from the prior art for a wide variety of applications in which forces are transmitted. Conventional toothed belts made of plastic, such as those used in mechanical engineering, are generally made in one piece, i.e. the belt itself and the teeth molded onto it are made from one piece. The teeth of such a toothed belt can of course have a wide variety of tooth profiles depending on the application. More or less complex tools are required to produce such a plastic toothed belt, which cause the main costs in producing the toothed belt.
Die herkömmlichen Kunststoff-Zahnriemen müssen aus einem flexiblen, relativ weichen Kunststoff bestehen, so daß der Zahnriemen ausreichend biegsam ist, damit die bei der Umlenkung des Zahnriemens erforderlichen Radien möglich sind. Der Riementeil des Zahnriemens, also derjenige Teil, der die Zähne untereinander verbindet, muß also flexibel sein, während die Zähne des Zahnriemens, die in Zahnräder oder dergleichen eingreifen, möglichst abriebfest sein müssen. Wegen dieser unterschiedlichen Anforderungen kann es nachteilig sein, daß Riemen und Zähne aus dem gleichen Material bestehen. Die herkömmlichen Kunststoff-Zahnriemen weisen außerdem im Regelfall eine relativ hohe Dehnung auf, so daß je nach Belastung die Länge des Zahnriemens variiert, was bei vielen Anwendungen als nachteilig anzusehen ist.Conventional plastic timing belts must be made of a flexible, relatively soft plastic so that the timing belt is sufficiently flexible to allow the radii required for the reversal of the timing belt. The belt part of the timing belt, i.e. the part that connects the teeth to each other, must therefore be flexible, while the teeth of the timing belt that engage with gears or the like must be as abrasion-resistant as possible. Because of these different requirements, it can be disadvantageous that the belt and teeth are made of the same material. Conventional plastic timing belts also generally have a relatively high stretch, so that the length of the timing belt varies depending on the load, which is considered disadvantageous in many applications.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Antriebsriemen zu schaffen, bei dem der Riemen eine relativ geringe Dehnung aufweist, derjenige Teil, der die Kraft überträgt (Zahnfunktion), eine hohe Abriebfestigkeit hat, relativ große Kräfte mit dem Antriebsriemen übertragbar sind und dieser dabei gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.Based on this prior art, the object of the present invention is to create a drive belt in which the belt has a relatively low stretch, the part that transmits the force (tooth function) has a high abrasion resistance, relatively large forces can be transmitted with the drive belt and at the same time it can be produced cost-effectively.
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Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein erfindungsgemäßer Antriebsriemen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Nach dem erfindungsgemäßen Gedanken ist der Antriebsriemen anders als ein herkömmlicher Zahnriemen aus Kunststoff nicht mehr einstückig, sondern als Riemen dient ein textiles Band, während statt der Zähne Mitnahmeelemente vorgesehen sind, die in Längsrichtung in regelmäßigen Abständen quer zum textlien Band angeordnet und an das textile Band angespritzt sind und dabei gegenüber der Ebene des textlien Bands nach oben oder nach unten hin vorstehende Bereiche aufweisen, so daß ein Eingriff eines Antriebselements in die Mitnahmeelemente möglich ist. Der durch das textile Band gebildete Riementeil des Antriebsriemens ist außerordentlich flexibel, so daß mit dem Antriebsriemen Umlenkungen mit sehr kleinen Radien möglich sind. Die Mitnahmeelemente, die an das textile Band angespritzt werden, können aus einem sehr harten Kunststoff bestehen. Das Anspritzen der Mitnahmeelemente erfolgt durch Spritzguß unter hohem Druck. Um dabei einen guten Verbund zwischen textilem Band und Mitnahmeelement zu erzeugen, erfolgt das Anspritzen vorzugsweise so, daß der beim Anspritzvorgang flüssige Kunststoff das Gewebe des textlien Bands durchdringt, so daß sich nach dem Erkalten ein sehr fester Verbund ergibt. Die Mitnahmeelemente stehen dann zu beiden Seiten, also nach oben und unten, gegenüber der Ebene des textlien Bandes zumindest in Teilbereichen vor. Wenn man für das textile Band ein ausreichend reißfestes Gewebe verwendet, kann dieses sehr flach ausgebildet werden.The solution to this problem is provided by a drive belt according to the invention with the characterizing features of the main claim. According to the inventive concept, the drive belt is no longer one piece, unlike a conventional toothed belt made of plastic, but a textile band serves as the belt, while instead of teeth, drive elements are provided which are arranged in the longitudinal direction at regular intervals across the textile band and are injection-molded onto the textile band and have areas that protrude upwards or downwards from the plane of the textile band, so that a drive element can engage with the drive elements. The belt part of the drive belt formed by the textile band is extremely flexible, so that deflections with very small radii are possible with the drive belt. The drive elements that are injection-molded onto the textile band can be made of a very hard plastic. The drive elements are injection-molded under high pressure. In order to create a good bond between the textile band and the carrier element, the injection molding is preferably carried out in such a way that the liquid plastic during the injection molding process penetrates the fabric of the textile band, so that a very strong bond is created after cooling. The carrier elements then protrude on both sides, i.e. upwards and downwards, from the plane of the textile band, at least in some areas. If a sufficiently tear-resistant fabric is used for the textile band, it can be made very flat.
Die Wirkseite des textlien Bandes an der der Eingriff des Antriebselements (zum Beispiel Zahnrad) in die Mitnahmeelemente des Antriebsriemens erfolgt, wird hierin nachfolgend als Oberseite des textlien Bands bezeichnet. In Längsrichtung des Antriebsriemens gesehen bilden die Mitnahmeelemente und die zwischen diesen angeordneten Abstände ein einem Zahnriemen ähnliches Profil. Für die Mitnahmeelemente können in Längsrichtung des Antriebsriemens gesehen die unterschiedlichsten Profile verwendet werden, zumThe active side of the textile band on which the drive element (for example, gear wheel) engages the drive elements of the drive belt is referred to below as the top side of the textile band. Viewed in the longitudinal direction of the drive belt, the drive elements and the spaces between them form a profile similar to a toothed belt. Viewed in the longitudinal direction of the drive belt, a wide variety of profiles can be used for the drive elements, for example
Beispiel trapezförmige, dreieckige oder sonstige übliche Zahnprofile. Die Mitnahmeelemente können aber auch an der Eingriffseite (Oberseite) des Antriebsriemens abgerundet ausgebildet sein.For example, trapezoidal, triangular or other common tooth profiles. The drive elements can also be rounded on the engagement side (top side) of the drive belt.
Um einen besonders guten Verbund zwischen dem textlien Band und den Mitnahmeelementen beim Anspritzvorgang zu erzeugen, verwendet man vorzugsweise ein textiles Band, das sich in Längsrichtung erstreckende streifenartige Bereiche aufweist, in denen das Band geschwächt ist, so daß in diesen geschwächten Bereichen der Kunststoff der Mitnahmeelemente beim Anspritzen das textile Band besonders gut durchdringen kann. Es können mehrere parallele streifenartige geschwächte Bereiche dieser Art vorgesehen sein, die sich in Längsrichtung des textlien Bands erstrecken. Zwischen diesen geschwächten Bereichen des textlien Bands sind vorzugsweise verstärkte Bereiche vorgesehen, um die Reißfestigkeit des Bands zu erhöhen. Für einen geschwächten Bereich des textlien Bands kann man zum Beispiel ein einlagiges gitterartiges Gewebe, ein sogenanntes Monofil, verwenden. Für die verstärkten Bereiche des textlien Bands kann man zwei- oder mehrlagige Gewebe verwenden, vorzugsweise ist das Gewebe dort besonders dicht gewebt.In order to create a particularly good bond between the textile band and the carrier elements during the injection process, a textile band is preferably used which has strip-like areas extending in the longitudinal direction, in which the band is weakened, so that in these weakened areas the plastic of the carrier elements can penetrate the textile band particularly well during injection. Several parallel strip-like weakened areas of this type can be provided, which extend in the longitudinal direction of the textile band. Reinforced areas are preferably provided between these weakened areas of the textile band in order to increase the tear resistance of the band. For a weakened area of the textile band, for example, a single-layer grid-like fabric, a so-called monofilament, can be used. For the reinforced areas of the textile band, two- or multi-layer fabrics can be used, the fabric is preferably woven particularly tightly there.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet man in den verstärkten Bereichen zwei- oder mehrlagige Gewebeschläuche, die dann Verstärkungsfasern in sich aufnehmen. Solche schlauchförmigen Gewebe mit Verstärkungsfäden als Einlagen sind ansich aus dem Stand der Technik bekannt, zum Beispiel aus der DE-OS 2 949 897 und werden zum Beispiel für Sicherheitsgurte verwendet. Der Gewebeschlauch kann zum Beispiel aus Polyamid oder Polyester bestehen, während die Verstärkungsfasern aus Kohlenstoffasern oder anderen Fasern mit einer relativ geringen Dehnung bestehen. Die Verstärkungsfasern können zum Beispiel aus Aramiden oder hochfesten Polyethylen bestehen.According to a preferred embodiment of the invention, two- or multi-layer fabric tubes are used in the reinforced areas, which then contain reinforcing fibers. Such tubular fabrics with reinforcing threads as inserts are known from the prior art, for example from DE-OS 2 949 897, and are used for safety belts, for example. The fabric tube can be made of polyamide or polyester, for example, while the reinforcing fibers consist of carbon fibers or other fibers with a relatively low stretch. The reinforcing fibers can be made of aramids or high-strength polyethylene, for example.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das textile Band jeweils aus Streifen von verstärkten Bereichen und Streifen von geschwächten Bereichen, die sich abwechseln, zum Beispiel weist das textile Band einen mittleren verstärkten Bereich auf, zwei äußere verstärkte Bereiche und zwei jeweils zwischen dem mittleren verstärkten Bereich und einem äußeren verstärkten Bereich angeordnete geschwächte Bereiche. In den geschwächten Bereichen durchdringt dann der Kunststoff des Mitnahmeelements jeweils das textile Band, so daß sich zwischen Mitnahmeelement und textlien Band eine regelrechte Verzahnung ergibt mit einem sehr guten Verbund, der ein Abreißen der Mitnahmeelemente von dem textlien Band verhindert. Antriebsriemen der erfindungsgemäßen Art sind sehr hoch belastbar. Gleichzeitig ist insbesondere bei Verwendung der genannten Verstärkungsfasern die Dehnung des Antriebsriemens wesentlich geringer als bei herkömmlichen Kunststoff-Zahnriemen. Es hat sich gezeigt, daß das Anspritzen der Mitnahmeelemente an das textile Band eine kostengünstigere Herstellung ermöglicht als bei einem herkömmlichen einstückigen Zahnriemen. Außerdem bieten die erfindungsgemäßen Antriebsriemen vielfältige Variationsmöglichkeiten je nach Anwendungszweck, da man die unterschiedlichsten Typen textiler Bänder aus verschiedenen Geweben mit unterschiedlichen Eigenschaften verwenden kann und an diese jeweils Mitnahmeelemente aus verschiedenen Kunststoffen mit unterschiedlicher Härte und Abriebfestigkeit anspritzen kann. Man kann also beispielsweise auch weichere Kunststoffe oder Elastomere für die Mitnahmeelemente einsetzen, zum Beispiel wenn man zwischen diesen Mitnahmeelementen und einem Antriebselement keinen Formschluß sondern einen ReibungsSchluß herstellen will. Die Herstellung der Mitnahmeelemente im Spritzguß ermöglicht es diesen die unterschiedlichste Form je nach gewünschtem Zahnprofil zu geben. Weiter besteht die Möglichkeit bei Bedarf zusätzlich Schaltnocken oder dergleichen an das textile Band in bestimmten Abstandspositionen anzuspritzen, die dann, wenn dieser Schaltnocken des Antriebsriemens eine bestimmte Position passiert, einen Schaltvorgang auslösen.According to a preferred embodiment of the invention, the textile band consists of strips of reinforced areas and strips of weakened areas, which alternate, for example the textile band has a central reinforced area, two outer reinforced areas and two weakened areas arranged between the central reinforced area and an outer reinforced area. In the weakened areas, the plastic of the driving element then penetrates the textile band, so that a proper interlocking is created between the driving element and the textile band with a very good bond that prevents the driving elements from tearing off the textile band. Drive belts of the type according to the invention can withstand very high loads. At the same time, particularly when using the reinforcing fibers mentioned, the stretching of the drive belt is significantly lower than with conventional plastic toothed belts. It has been shown that molding the driving elements onto the textile band enables more cost-effective production than with a conventional one-piece toothed belt. In addition, the drive belts according to the invention offer a wide range of possible variations depending on the application, since a wide variety of types of textile belts made of different fabrics with different properties can be used and driving elements made of different plastics with different hardness and abrasion resistance can be injected onto these. For example, softer plastics or elastomers can also be used for the driving elements, for example if you do not want to create a positive connection between these driving elements and a drive element, but rather a frictional connection. The production of the driving elements by injection molding enables them to be given a wide variety of shapes depending on the desired tooth profile. Furthermore, if required, it is possible to additionally inject switching cams or the like onto the textile belt at certain distances, which then trigger a switching process when this switching cam of the drive belt passes a certain position.
Die Mitnahmeelemente können gleich breit sein wie das textile Band, können dieses aber auch an beiden Seiten rechts und links jeweils ein Stück überragen.The carrier elements can be the same width as the textile band, but can also extend slightly beyond it on both sides, right and left.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigenThe present invention is described in more detail below using exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Antriebsriemen gemäß einer möglichen Variante der Erfindung in vergrößerter Darstellung;Fig. 1 is a plan view of a drive belt according to the invention according to a possible variant of the invention in an enlarged view;
Fig. 2 einen Schnitt quer durch den Antriebsriemen entlang der Linie II-II von Fig. 1;Fig. 2 is a cross-sectional view of the drive belt taken along line II-II of Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Antriebsriemen entlang der Linie III-III von Fig. 1;Fig. 3 is a longitudinal section through the drive belt along the line III-III of Fig. 1;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines verstärkten Bereichs des Antriebsriemens.Fig. 4 is an enlarged view of a reinforced area of the drive belt.
Wie man aus Fig. 1 erkennen kann, besteht der erfindungsgemäße Antriebsriemen aus einem textlien Band 10, an das in Längsrichtung des textlien Bands gesehen, in regelmäßigen Abständen angeordnete Mitnahmeelemente 11 angespritzt sind, deren Hauptabmessung sich in Querrichtung des textlien Bands 10 erstreckt. Wie man aus der Längsschnittdarstellung gemäß Fig. 3 erkennt, stehen die Mitnahmeelemente 11 nach oben und nach unten gegenüber der Ebene des textlien Bands 10 vor, daß heißt es sind nach oben vorstehende Bereiche 12 vorgesehen und nach unten vorstehende Bereiche 13. Die Oberseite des Antriebsriemens mit den nach oben vorstehenden Bereichen 12 der Mitnahmeelemente 11 ist die Eingriffseite. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben, wie man aus Fig. 3 erkennt, die Mitnahmeelemente 11 an der Eingriffseite des Antriebsriemens etwa ein trapezförmiges Profil. Die Abstände der Mitnahmeelemente 11 in Längsrichtung des textlien Bands gesehen, sind so gewählt, daß sich zwischen den Mitnahmeelementen 11 Zwischenräume ergeben, die etwas breiter sind, als die Mitnahmeelemente selbst und etwa das 1 1/2-fache deren Breite betragen.As can be seen from Fig. 1, the drive belt according to the invention consists of a textile band 10, onto which, viewed in the longitudinal direction of the textile band, carrier elements 11 are molded, arranged at regular intervals, the main dimension of which extends in the transverse direction of the textile band 10. As can be seen from the longitudinal sectional view according to Fig. 3, the carrier elements 11 protrude upwards and downwards from the plane of the textile band 10, i.e. there are upwardly projecting areas 12 and downwardly projecting areas 13. The top of the drive belt with the upwardly projecting areas 12 of the carrier elements 11 is the engagement side. In the illustrated embodiment, as can be seen from Fig. 3, the carrier elements 11 on the engagement side of the drive belt have an approximately trapezoidal profile. The distances between the carrier elements 11 in the longitudinal direction of the textile band are selected such that between the carrier elements 11 there are gaps that are slightly wider than the carrier elements themselves and are approximately 1 1/2 times their width.
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Wie man aus der Draufsicht gemäß Fig. 1 erkennt, sind in Längsrichtung des textlien Bands 10 streifenartige Bereiche vorgesehen, wobei sich zwei äußere verstärkte Bereiche 15b, 15c ergeben, ein mittlerer verstärkter Bereich 15a und zwischen diesen verstärkten Bereichen jeweils geschwächte Bereiche 14a, 14b angeordnet sind. In den geschwächten Bereichen besteht das textile Band 10 nur aus einem einlagigen Gewebe, einem sogenannten Monofil, das gitterartig ausgebildet ist. In den verstärkten Bereichen 15a, 15b, 15c besteht das textile Band im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus schlauchförmigen Geweben. Diese Gewebeschläuche 16 sind in Fig. 4 noch einmal vergrößert dargestellt. Es handelt sich um mehrlagige dichte hochreißfeste Gewebeschläuche 16, die in ihrem Inneren Verstärkungsfasern 17, zum Beispiel Kohlenstoffasern mit relativ geringer Dehnung aufnehmen.As can be seen from the top view according to Fig. 1, strip-like areas are provided in the longitudinal direction of the textile band 10, resulting in two outer reinforced areas 15b, 15c, a middle reinforced area 15a and weakened areas 14a, 14b arranged between these reinforced areas. In the weakened areas, the textile band 10 consists only of a single-layer fabric, a so-called monofilament, which is designed like a grid. In the reinforced areas 15a, 15b, 15c, the textile band in the present embodiment consists of tubular fabrics. These fabric tubes 16 are shown enlarged again in Fig. 4. They are multi-layered, dense, highly tear-resistant fabric tubes 16, which accommodate reinforcing fibers 17, for example carbon fibers with relatively little stretch, in their interior.
Die Gewebeschläuche sind UV-undurchlässig und schützen somit die Verstärkungsfasern 17 gegen Lichteinwirkung.The fabric tubes are UV-impermeable and thus protect the reinforcing fibers 17 against the effects of light.
Dadurch daß das textile Band 10 in den geschwächten Bereichen 14a, 14b gitterartig und einlagig gewebt ist, kann dort beim Anspritzen der Mitnahmeelemente 11 der Kunststoff durch das Gitter des einlagigen Gewebes fließen. Die Mitnahmeelemente erstrecken sich also in den geschwächten Bereichen 14a, 14b von der Oberseite zur Unterseite des textlien Bands 10 durch dieses hindurch und sind daher sehr fest mit dem textlien Band 10 verbunden.Because the textile band 10 is woven in a grid-like and single-layer manner in the weakened areas 14a, 14b, the plastic can flow through the grid of the single-layer fabric when the carrier elements 11 are injected. The carrier elements therefore extend through the weakened areas 14a, 14b from the top to the bottom of the textile band 10 and are therefore very firmly connected to the textile band 10.
In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist ein Schaltnocken 18 dargestellt, der an das textile Band 10 angespritzt ist und bei dessen Verwendung als Antriebsriemen einen Schaltvorgang auslöst, wenn der Schaltnocken in eine bestimmte Position gelangt. Die Form des Schaltnockens ist in der Zeichnung nur beispielhaft dargestellt und kann beliebig variieren, ebenso wie die Querschnittsform und der Umriß der Mitnahmeelemente 11.In the illustration according to Fig. 3, a switching cam 18 is shown which is molded onto the textile band 10 and when used as a drive belt, triggers a switching process when the switching cam reaches a certain position. The shape of the switching cam is shown in the drawing only as an example and can vary as desired, as can the cross-sectional shape and the outline of the driving elements 11.
Claims (19)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102006013889B4 (en) * | 2006-03-22 | 2012-10-04 | Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. | Corrugated drive belt and method for its manufacture |
WO2014064120A1 (en) * | 2012-10-23 | 2014-05-01 | Hörmann KG Antriebstechnik | Production method for a drive belt, drive belt that can be produced by said production method, traction-means transmission, and door drive |
-
1995
- 1995-01-13 DE DE29509135U patent/DE29509135U1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102006013889B4 (en) * | 2006-03-22 | 2012-10-04 | Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. | Corrugated drive belt and method for its manufacture |
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Legal Events
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R207 | Utility model specification |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980219 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
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