DE3146975C2

DE3146975C2 -

Info

Publication number: DE3146975C2
Application number: DE19813146975
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hoshiro; Katsuo Kobe Hyogo Jp Kanamori
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1992-01-16
Also published as: DE3146975A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemenantrieb mit Zahn riemen und Zahnriemenscheibe mit auf den Scheibenumfang verteilten Nuten zur Aufnahme der in Längsrichtung des Zahnriemens voneinander beabstandeten Zähne des Zahn riemens.The invention relates to a toothed belt drive with a tooth belt and toothed belt pulley on the pulley circumference distributed grooves for receiving the in the longitudinal direction of the Timing belt spaced teeth of the tooth straps.

Aus der DE-AS 10 77 938 ist ein Zahnriemen bekannt, bei welchem die ebenen Flankenflächen der Nuten einen Öff nungswinkel 2R aufweisen und die ebenen, durch eine Kopffläche miteinander verbundenen Flankenflächen der Zähne des Zahnriemens einen dem Öffnungswinkel 2R im wesentlichen entsprechenden Zahnwinkel einschließen. Bei diesem Zahnriemen sind die der Zahnriemenachse nächst gelegenen Endpunkte der ebenen Flankenflächen durch die Schnittpunkte dieser Flankenflächen mit einem Thaleskreis festgelegt, wobei der Thaleskreis über einer Grundlinie geschlagen wird, deren Endpunkte von den Schnittpunkten der neutralen Faser des Zahnriemens mit den Verlängerungen der ebenen Flankenflächen der zugehörigen Nut gebildet sind. Gemäß der Lehre der DE-AS 10 77 938 ist somit lediglich ein einziger Längenwert für die ebenen Flanken flächen zulässig. Bezüglich möglicher Zahnkopfformen lehrt die DE-AS 10 77 938, daß die Kopffläche innerhalb des vom Thaleskreis gebildeten Querschnitts zu liegen hat.A toothed belt is known from DE-AS 10 77 938, at which the flat flank surfaces of the grooves an opening have an angle of 2R and the planes, by a Head surface interconnected flank surfaces of the Teeth of the toothed belt with an opening angle of 2R include substantially corresponding tooth angle. At this toothed belt is closest to the toothed belt axis end points of the flat flank surfaces through the Intersection of these flank surfaces with a Thales circle set with the Thaleskreis above a baseline is struck, the end points of the intersection the neutral fiber of the timing belt with the extensions of the flat flank surfaces of the associated groove are. According to the teaching of DE-AS 10 77 938 is thus just a single length value for the flat flanks areas permitted. Teaches about possible tooth tip shapes DE-AS 10 77 938 that the head area within the from Thaleskreis formed cross section must lie.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Konstruktionsbedingungen für den Zahnriemen eines Zahn riemenantriebs anzugeben, welche bei erhöhter Lebensdauer des Zahnriemens sowie bei hoher Präzision des gegensei tigen Eingriffs von Zahnriemen und Zahnriemenscheibe selbst bei hoher Belastung eine Anpassung der Riemenzähne an die jeweilige Belastung ermöglichen. In contrast, the invention is based on the object Design conditions for the toothed belt of a tooth belt drive to specify which with increased service life of the toothed belt and with high precision of the counter egg engagement of toothed belt and toothed belt pulley Adjustment of the belt teeth even under high loads allow for the respective load.

Diese Aufgabe wird durch einen Zahnriemenantrieb mit Zahnriemen und Zahnriemenscheibe mit auf den Scheiben umfang verteilten Nuten zur Aufnahme der in Längsrichtung des Zahnriemens voneinander beabstandeten Zähne des Zahn riemens mit folgenden Merkmalen gelöst:This task is performed by a toothed belt drive Timing belt and timing belt pulley on the pulleys circumferentially distributed grooves for receiving in the longitudinal direction of the toothed teeth of the tooth belt with the following features solved:

a) the flat flank surfaces of the grooves have one Opening angle 2R on and the planes, through a Head surface interconnected flank surfaces of the Teeth of the timing belt close the opening angle 2R essentially corresponding tooth angle a,
b) in cross section perpendicular to the axis of the toothed belt are the ends of the disc closest to the axis flat flank surfaces of the teeth from the intersection of the respective flat flank surface with one to the flan vertical straight lines, which in turn a radial center line of the respective tooth intersects a section of the route that is different from the Tooth root extending radially inwards with one Section length of 0.5 × B × tanR, with B the Width of the tooth of the toothed belt at the tooth root is designated
c) the head surface is in the case of static interference Timing belt pulley within an arc that around the intersection of one of the planes of the flank surfaces the groove is centered with the belt dividing line and has a radius equal to the length of one from Intersection outgoing, to the level of each other flank surface of the groove under a right Is tapered straight line, being toothed men drives are excluded, in which the head areas teeth of the toothed belt within one half circle lies, whose end points from the cut score with the belt pitch line of the toothed belt the extensions of the flat flank surfaces of the respective groove are formed.

Erfindungsgemäß wird dem Konstrukteur eine Bemessungsregel an die Hand gegeben mit einem optimalen Bereich für die Länge der ebenen Zahnflankenflächen bei vorgegebenem Öffnungswinkel 2R. Er kann somit im angegebenen Bereich die Zahnhöhe so festlegen, daß weitere Betriebsrandbedin gungen, wie z. B. maximal übertragbare Last, minimale Laufgeräuschentwicklung oder dergl., berücksichtigt werden können. Die Berücksichtigung der genannten Betriebsrand bedingungen wird insbesondere durch den im Merkmal c angegebenen, großen Bereich möglicher Zahnkopfformen wesentlich erleichtert.According to the designer, the design rule given with an optimal range for the Length of the flat tooth flank surfaces for a given Opening angle 2R. He can therefore in the specified range determine the tooth height so that further operating marginal conditions such as B. maximum transferable load, minimum Running noise or the like, are taken into account can. Taking into account the mentioned operational margin conditions is particularly determined by the feature c specified, large range of possible tooth tip shapes much easier.

Aus dem Prospekt "Synchroflex-Zahnriemen" ist eine Viel zahl von Zahnriemen für Zahnriementriebe mit trapezförmi gen Nuten in der Riemenscheibe bekannt. In diesem Prospekt ist jedoch keine Bemessungsregel bekannt, mit deren Hilfe ein Fachmann ausgehend von bekannten Eigenschaften der Riemenscheibe einen Zahnriemen konstruieren kann, der die gewünschten Eigenschaften hohe Lebensdauer, hohe Laufruhe oder dergl. aufweist. Davon abgesehen erfüllt keiner der in dem Prospekt dargestellten Zahnriemen gleichzeitig alle Merkmale des Anspruchs 1. There is a lot from the "Synchroflex timing belt" brochure Number of timing belts for timing belt drives with trapezoidal known grooves in the pulley. In this prospectus however, no design rule is known, with the help of which a specialist based on known properties of Pulley can construct a timing belt that the desired properties long life, smooth running or the like. Other than that, none of the timing belts shown in the brochure all at the same time Features of claim 1.

Aus der US-PS 34 04 576 ist ein Zahnriemenantrieb bekannt, bei welchem der Zahnriemen mit trapezförmigen Zähnen und die Riemenscheibe mit Evolventen-Nuten ausgebildet sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Zahnriemen wiederum nur kurze Lebensdauer haben aufgrund des während des Betriebes auf die Riemenzahnflanken wirkenden konstanten Druckes.From US-PS 34 04 576 is a toothed belt drive known in which the toothed belt with trapezoidal teeth and the Pulley with involute grooves are formed. It has However, it has been shown that such timing belts in turn only have short lifespan due to the during operation constant pressure acting on the belt tooth flanks.

Der aus der US-PS 31 17 460 bekannte Riemen löst das Problem wiederum nicht zur vollen Zufriedenheit aufgrund der Längung des Zuggliedes, die eine Vergrößerung des Zahn- zu-Zahn-Abstandes des Riemens während des Gebrauchs zuläßt. Infolgedessen werden an den Wurzeln der Zähne starke Span nungskräfte erzeugt, was zu Rissen führt. The belt known from US-PS 31 17 460 releases again the problem is not due to full satisfaction the elongation of the tension member, which enlarges the tooth to-tooth spacing of the belt during use. As a result, strong chips become at the roots of the teeth forces that lead to cracks.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Höhe der Zähne ab der Zahnwurzel größer als die Tiefe der Riemen scheibennuten von der Umfangsfläche aus.In another embodiment of the invention, the height teeth from the root of the tooth greater than the depth of the belt disc grooves from the peripheral surface.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Höhe des unverformten Zahns dieselbe wie die Tiefe der Riemenscheibennut, wobei die Kopffläche des Zahns zur Anlage an die Nut-Bodenfläche gelangt, wenn der Riemen zusammen mit der Riemenscheibe betrieben wird.In a further embodiment according to the invention the height of the undeformed tooth is the same as the depth of the Pulley groove, the top surface of the tooth comes to rest on the groove bottom surface when the belt is operated together with the pulley.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Querschnittsform der Riemenzähne identisch mit der Quer schnittsform der Riemenscheibennut.In a preferred embodiment of the invention, the The cross-sectional shape of the belt teeth is identical to the cross sectional shape of the pulley groove.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Riemenschei ben-Bodenfläche (bzw. der Nutgrund) eben, die daher zusam men mit ihren Flankenflächen eine trapezförmige (ggf. tra pezoidförmige) Nut festlegt. In one embodiment of the invention, the pulley is ben floor surface (or the groove base), which is therefore together men with their flank surfaces a trapezoidal (possibly tra pezoid-shaped) groove.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kopffläche der Riemenzähne durchgehend zylinderförmig oder zylinderförmig mit zur Längsrichtung des Zahnriemens paralleler Abflachung.In a preferred embodiment of the invention, the Top surface of the belt teeth continuously cylindrical or cylindrical with flattening parallel to the longitudinal direction of the toothed belt.

Aufgrund der Abflachung kann sich die Höhe des Zahns um einen Wert im Bereich von 5% bis 25% verringern, bezogen auf einen Zahn ohne Abflachung.Due to the flattening, the height of the Reduce tooth by a value in the range of 5% to 25%, related to a tooth without flattening.

In einer bevorzugten Ausführungsform beschreibt die Kopf fläche des Zahns, im Querschnitt betrachtet, ein Kreisseg ment, dessen Kreismittelpunkt mit dem genannten Schnitt punkt zusammenfällt und dessen Radius gleich der Länge der auf der ebenen Fläche senkrecht stehenden Strecke ist.In a preferred embodiment, the head describes surface of the tooth, viewed in cross section, a circular segment ment, the center of the circle with the mentioned intersection point coincides and its radius is equal to the length of the is a vertical line on the flat surface.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Zahn schmäler aus gebildet als die Nut, so daß ein Spalt zwischen den einan der zugewandten Flankenflächen des Zahns und der Riemen scheibe entsteht, wenn sich der Riemen in statischem Ein griff mit der Riemenscheibe befindet.In a further embodiment, the tooth is narrower formed as the groove, so that a gap between the one the facing flank surfaces of the tooth and the belt Pulley arises when the belt is in static on gripped with the pulley.

Bevorzugt liegt der von den Flanken des Zahns eingeschlos sene Winkel im Bereich zwischen etwa 30° und 50°.It is preferably enclosed by the flanks of the tooth Sene angle in the range between about 30 ° and 50 °.

Die erfindungsgemäße Zahnriemenanordnung sorgt für vermin derte gegenseitige Wechselwirkung, insbesondere verringer te gegenseitige Belastung und Reibung von Zahnkopf und Nutenflanken der Riemenscheibe. Dies hat eine verlängerte Lebensdauer zur Folge. Der Riemen eignet sich für diejeni gen Anwendungsfälle, in denen hohe Arbeitslasten zu über tragen sind.The toothed belt arrangement according to the invention ensures min mutual reciprocal interaction, in particular less mutual stress and friction between tooth tip and Groove flanks of the pulley. This has an extended one Lifespan. The strap is suitable for those conditions where high workloads are too are wearing.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.Further features and advantages of the invention result from the following description in connection with the Drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines von einer Riemenscheibennut aufgenommenen Riemenzahns zur Veranschaulichung einer Anzahl von für die erfindungs gemäße Zahnriemenantriebsanordnung wesentlicher Parameter; Figure 1 is a schematic longitudinal section of a belt tooth received by a pulley groove to illustrate a number of parameters essential for the inventive toothed belt drive arrangement.

Fig. 2 eine geschnittene Teilansicht, die den Eingriff eines herkömmlichen Zahnriemens mit einer her kömmlichen Riemenscheibe unter hohen Arbeitsbe lastungsbedingungen zeigt; Fig. 2 is a partial sectional view showing the engagement of a conventional timing belt with a conventional pulley ago under high Arbeitsbe load conditions;

Fig. 3 eine Schnittansicht zur Veranschaulichung des Ein griffs eines erfindungsgemäßen Zahnriemens in eine Antriebsriemenscheibe; Fig. 3 is a sectional view illustrating a handle of a timing belt according to the invention in a drive pulley;

Fig. 4 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab zur nähe ren Veranschaulichung der Parameter des erfindungs gemäßen Riemenantriebs; Figure 4 is a partial section on an enlarged scale for closer ren illustration of the parameters of the belt drive according to the Invention.

Fig. 5 einen Querschnitt einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Riemenzahnes; Fig. 5 is a cross section of another embodiment of a belt tooth according to the invention;

Fig. 6 einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Riemenzahns; Fig. 6 shows a cross section of another embodiment of a belt tooth according to the invention;

Fig. 7 einen Querschnitt zur Veranschaulichung des Zu sammenwirkens zwischen einem Riemenzahn, beispiels weise gemäß Fig. 4 mit einer Riemenscheibennut geringerer Tiefe, wobei der Zahnkopf die Boden fläche der Riemenscheibennut berührt, und Fig. 7 is a cross section to illustrate the interaction between a belt tooth, for example as shown in FIG. 4 with a pulley groove of lesser depth, the tooth head touching the bottom surface of the pulley groove, and

Fig. 8 einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Riemenzahns. Fig. 8 is a cross section of another embodiment according to the invention of a belt tooth.

Wie Fig. 1 zeigt, befaßt sich die Erfindung mit der Her stellung eines allgemein mit 10 bezeichneten Zahnriemens, welcher einen langgestreckten, geschlossenen (in einer Schleife geschlossenen) Körperabschnitt bzw. Zahnriemen körper 11 aufweist, in den eine Vielzahl von sich in Längs richtung erstreckenden Zugkabeln, Zugschnüren, Zugfäden (tensite cords) 12 o. dgl. entlang der Riemen-Teilungs linie (belt pitch line) 20 eingebettet sind. Der Zahnriemen ist mit einer Vielzahl von in Längsrichtung voneinander be abstandeten Zähnen 13 versehen, die von komplementären Nuten 14 einer Riemenscheibe 15 mit einer äußeren Umfangs fläche 16 aufgenommen werden können. Die Teilungslinie (pitch line), ggf. Teilung, der Riemenscheibe 15 fällt mit der Teilungslinie (ggf. der Teilung) des Zahnriemens 10 zu sammen, was ein glattes In- und Außereingriff bringen der Riemenzähne 13 in bzw. von den Riemenscheibennuten 14 der Riemenscheibe 15 erlaubt, wie in Fig. 1 dargestellt.As shown in Fig. 1, the invention is concerned with the manufacture of a generally designated 10 timing belt, which has an elongated, closed (closed in a loop) body portion or timing belt body 11 , in which a plurality of extending in the longitudinal direction Tension cables, drawstrings, tensite cords 12 or the like are embedded along the belt pitch line 20 . The toothed belt is provided with a plurality of teeth 13 spaced apart in the longitudinal direction, which surface 16 can be received by complementary grooves 14 of a pulley 15 with an outer peripheral surface. The pitch line, possibly division, of the pulley 15 coincides with the dividing line (possibly the division) of the toothed belt 10 , which brings smooth engagement and disengagement of the belt teeth 13 into and from the pulley grooves 14 of the pulley 15 allowed, as shown in Fig. 1.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Riemen 10 aus geeignetem Material, wie z. B. Gummi, synthetischem Harz, o. dgl. gebildet.In the illustrated embodiment, the belt 10 is made of a suitable material, such as. B. rubber, synthetic resin, or the like.

Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich, definiert die Nut 14 eine erste Flankenfläche 17 sowie eine gegenüberliegende Flankenfläche 18, die einen Winkel von 2R einschließen. Die Flankenflächen 17 und 18 sind im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel eben und definieren im dargestellten Querschnitt Schnittpunkte 19 und 19′ mit der Riementeilungslinie 20 (bzw. der zentralen oder neutralen Faser des Riemens 10). Diese Linie 20 ist, wie vorstehend erwähnt, durch die Zugkabel 12 definiert.As can also be seen from FIG. 1, the groove 14 defines a first flank surface 17 and an opposite flank surface 18 , which enclose an angle of 2R. The flank surfaces 17 and 18 are in the exemplary embodiment shown and plan and define intersections 19 and 19 'with the belt dividing line 20 (or the central or neutral fiber of the belt 10 ) in the illustrated cross section. This line 20 is, as mentioned above, defined by the pull cable 12 .

Die Riemenscheibennut 14 legt weiterhin einen Nutgrund oder Bodenfläche 21 fest.The pulley groove 14 further defines a groove base or bottom surface 21 .

Die Riemenzähne 13 legen Flankenflächen 22 und 23 fest, die im dargestellten Ausführungsbeispiel eben sind und einen Winkel von angenähert 2R einschließen. Der Riemenzahn 13 definiert eine vertikale oder radiale Mittellinie 24. Der Riemenzahn 13 legt ferner eine distale (von der Zahnwurzel ferne) Kopffläche 25 fest sowie Zahnwurzelabschnitte 26 am Übergang zum Zahnriemenkörper 11.The belt teeth 13 define flank surfaces 22 and 23 which are flat in the exemplary embodiment shown and enclose an angle of approximately 2R. The belt tooth 13 defines a vertical or radial center line 24 . The belt tooth 13 also defines a distal head surface 25 (remote from the tooth root) and tooth root sections 26 at the transition to the toothed belt body 11 .

Erfindungsgemäß wird eine verbesserte Riemenzahnanordnung bereitgestellt, die für vergrößerte Lebensdauer und stö rungsfreien Betrieb des Riemens sorgt. Wie erwähnt, rührt die verbesserte Funktion des Riemenantriebs her von der ver besserten Querschnittsausbildung, wie im Detail näher ausgeführt werden wird. Wie Fig. 2 zeigt greift ein in bis her üblicher Weise mit Zähnen versehener Riemen T in die Riemenscheibe 15 ein, was hohe lokale Spannungen an der Zahnwurzel erzeugt und hier durch Reißen, Brechen od. dergl. von Zahnwurzeln ver ursacht. Wie Fig. 3 zeigt, weist der Antriebsriemen 10 ge mäß der Erfindung eine abgeänderte Querschnittsanordnung auf, was für eine wesentlich verbesserte niedrige Reibung sowie für niedrige Spannungen beim Ineingriff bringen und Außereingriff bringen bezüglich der Riemenscheibe 15 sorgt.According to the invention, an improved belt tooth arrangement is provided, which ensures an increased service life and trouble-free operation of the belt. As mentioned, the improved function of the belt drive stems from the improved cross-sectional design, as will be explained in more detail. As shown in FIG. 2, a toothed belt T engages in the pulley 15 , which generates high local tensions at the tooth root and causes tooth roots here by tearing, breaking or the like. As shown in FIG. 3, the drive belt 10 according to the invention has a modified cross-sectional arrangement, which brings about a substantially improved low friction and low tensions when engaging and disengaging with respect to the pulley 15 .

Desweiteren wird insbesondere ein Antriebsriemen 10 be reitgestellt, bei dem die Flankenflächen 22 und 23 eben sind. Jede Flankenfläche erstreckt sich nach innen (d. h. in Richtung auf die Achse der Riemenscheibe 15) bis zu einem Punkt 27, der der Schnittpunkt einer zur Flankenfläche 27 senkrechten, geraden Linie 28 (mit der Flankenfläche) ist. Diese Linie 28 kreuzt die Mittellinie 24 der Nut 14 in einem Be reich dieser Mittellinie 24, der in radialer Richtung nach außen durch einen äußeren Punkt 29 auf der Mittellinie 24 an der Zahnwurzel 26 definiert bzw. begrenzt ist und in ra dialer Richtung nach innen durch einen inneren Punkt 30, der vom äußeren Punkt 29 radial nach innen um eine Abstands strecke versetzt ist, die gleich dem Wert 0.5B tan R ist, wobei B die Breite des Riemenzahns an der Zahnwurzel ist. Wie Fig. 4 zeigt, kann die Linie 28 mit ihrem linken Ende an beliebiger Stelle auf dem Linien abschnitt zwischen den Punkten 29 und 30 angeordnet sein, wo bei sie jeweils senkrecht zur Zahnflankenfläche 23 steht. Die vorstehende Beschreibung der Anordnung der Zahnflanken flächen bezieht sich auf die Zahnflankenfläche 23; es ist klar, daß eine ähnliche (geometrische) Bestimmung durchge führt wird, was die Ausdehnung bzw. Länge der Zahnflanken fläche 22 betrifft, wodurch man zur Mittellinie 24 symmetri sche Zahnflankenflächen 22 und 23 erhält.Furthermore, in particular a drive belt 10 is provided, in which the flank surfaces 22 and 23 are flat. Each flank surface extends inwards (ie in the direction of the axis of the pulley 15 ) to a point 27 , which is the intersection of a straight line 28 (with the flank surface) perpendicular to the flank surface 27 . This line 28 crosses the center line 24 of the groove 14 in a loading area of this center line 24 , which is defined or limited in the radial direction outwards by an outer point 29 on the center line 24 at the tooth root 26 and in ra dialer direction inwards an inner point 30 which is offset radially inward from the outer point 29 by a distance which is equal to the value 0.5B tan R, where B is the width of the belt tooth at the tooth root. As Fig. 4 shows the line 28 may at its left end at any position on the line section between points 29 and 30 are arranged to be where it is in each case perpendicular to the tooth flank surface 23. The above description of the arrangement of the tooth flank surfaces relates to the tooth flank surface 23 ; it is clear that a similar (geometric) determination is carried out, as far as the extent or length of the tooth flank surface 22 is concerned, as a result of which symmetrical tooth flank surfaces 22 and 23 are obtained to the center line 24 .

In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist die Kopf fläche 25 zylindrisch; im Querschnitt ist sie daher gebo gen. Wie in Fig. 4 dargestellt, liegt die Kopffläche 25 innerhalb eines Kreisbogens 31.In the embodiment shown in Fig. 4, the head surface 25 is cylindrical; in cross section it is therefore bent. As shown in FIG. 4, the head surface 25 lies within an arc 31 .

Dieser Kreisbogen 31 ist um den Schnitt punkt 19 als Mittelpunkt geschlagen mit einem Radius 32, der auf der Zahnflankenfläche 23 senkrecht steht. Derjenige Abschnitt der Kopffläche 25 auf der entgegengesetzten Sei te der radialen Mittellinie 24 liegt dementsprechend inner halb eines zweiten (nicht dargestellten) Kreisbogens, der um den entgegengesetzten Schnittpunkt 19′ der Flankenfläche 23 mit der Teilungslinie 20 zentriert ist. This circular arc 31 is struck around the intersection point 19 as the center with a radius 32 which is perpendicular to the tooth flank surface 23 . That portion of the head surface 25 on the opposite side of the radial center line 24 is accordingly within half of a second (not shown) arc that is centered around the opposite intersection 19 'of the flank surface 23 with the dividing line 20 .

In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Kopffläche 25 des Zahns 13 oberhalb der Bodenfläche der Nut 14 mit Ab stand von dieser angeordnet. Dies gilt für sämtliche Aus führungen der Kopffläche einschließlich der untersten Po sition 33, die von der Linie bzw. dem Radius 28 erzeugt wird, wenn dieser Radius vom untersten Punkt 30 ausgeht.In the embodiment according to Fig. 4, the head face is arranged by that 25 of the tooth 13 standing above the bottom surface of the groove 14 with Ab. This applies to all executions of the head surface including the lowest position 33 , which is generated by the line or the radius 28 if this radius starts from the lowest point 30 .

Aufgrund dieser Abrundung der Kopffläche 25 erreicht man, daß diese sich einwärts weg von den Nutenflankenflächen 17 und 18 erstreckt und so ein glattes oder weiches Ineingriff bringen und Außereingriff bringen des Riemens in bezug auf die Riemenscheibe erlaubt, selbst unter Antriebsbedingungen mit extrem hoher Last, was zu einer Vergrößerung des Zahn zu-Zahn-Abstandes aufgrund einer Längung des Zugkörpers führen kann.Because of this rounding of the head surface 25 , it is achieved that it extends inwardly away from the groove flank surfaces 17 and 18 , thus allowing smooth or soft engagement and disengagement of the belt with respect to the pulley, even under drive conditions with extremely high loads, which can lead to an increase in the tooth-to-tooth distance due to an elongation of the tensile body.

Die abgerundete Kopffläche 25 sorgt weiterhin für geringe Geräuschentwicklung.The rounded top surface 25 also ensures low noise.

In Fig. 5 ist eine abgewandelte erfindungsgemäße Ausführungs form eines allgemein mit 113 bezeichneten Riemenzahns dargestellt. Dieser Zahn 113 umfaßt einen Zahn mit einer Querschnittsform, die grundsätzlich der des Zahns 13 ähnelt, jedoch mit einem abgeflachten Kopfabschnitt, der eine ebene distale (vom Riemen abgelegene) Fläche 134 festlegt, die sich zwischen gebogenen Segmenten 135 und 136 erstreckt. Diese Segmente 135 und 136 wiederum laufen von den inneren Enden 127 der ebenen Flankenflächen 122 und 123 aus nach einwärts. Der Riemenzahn 113 ähnelt daher dem Riemenzahn 13; er ist jedoch abgeflacht oder verkürzt durch Bildung der ebenen Fläche 134 am äußeren Zahnkopf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Verkürzung des Zahns im Bereich von angenähert 75 bis 95% der Höhe des vollständig abgerundeten Zahns 13, wie in Fig. 5 durch die unterbrochene Linie 13 angedeutet ist. Genauer gesagt, liegt die von dem Wurzelabschnitt 126 bis zur distalen Fläche 134 reichende Abmessung h vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 75 bis 95% der Höhe des Zahns entlang der Mittellinie 24 nach unten vom Wurzelabschnitt 126 bis zur gedachten Fläche 13.In Fig. 5 a modified embodiment of the invention is shown a belt tooth generally designated 113 . This tooth 113 includes a tooth with a cross-sectional shape that is fundamentally similar to that of tooth 13 , but with a flattened head portion that defines a flat distal surface (away from the belt) 134 that extends between curved segments 135 and 136 . These segments 135 and 136 in turn run inward from the inner ends 127 of the flat flank surfaces 122 and 123 . Belt tooth 113 therefore resembles belt tooth 13 ; however, it is flattened or shortened by the formation of the flat surface 134 on the outer tooth head. In the illustrated embodiment, the shortening of the tooth is in the range of approximately 75 to 95% of the height of the fully rounded tooth 13 , as indicated by the broken line 13 in FIG. 5. More specifically, the dimension h extending from the root section 126 to the distal surface 134 is preferably within a range of 75 to 95% of the height of the tooth along the center line 24 down from the root section 126 to the imaginary surface 13 .

Der Zahn 113 sorgt daher trotz seiner Abplattung für eine wirksame Leistungsübertragung in der gleichen Weise wie der Zahn 13. Der Zahn 113 eignet sich vor allem für Rie menscheiben mit Nuten geringer Tiefe.In spite of its flattening, tooth 113 therefore ensures effective power transmission in the same way as tooth 13 . Tooth 113 is particularly suitable for pulleys with shallow grooves.

Wie weiter aus Fig. 5 ersichtlich ist, erstrecken sich die Kopfflächen 135 und 136 vorzugs weise innerhalb des Bogens 131, der durch den Radius 132 definiert ist, wie vorstehend in Verbindung mit dem Zahn 13 (Bogen 31 und Radius 32) erläutert worden ist.As further shown in FIG. 5 can be seen, the head surfaces extending 135 and 136 preference, within the arc 131 which is defined by the radius 132, in combination with the tooth 13 (sheet 31 and radius 32) has been explained above.

In Fig. 6 ist eine weiter abgewandelte, allgemein mit 213 bezeichnete Zahnform gezeigt, die einen Zahn zeigt, der dem Zahn 13 grundsätzlich ähnlich ist. Der Radius 228 der Kopf fläche 225 geht jedoch vom Schnittpunkt 237 der Zahnmittel linie 24 aus, wohingegen die gebogene Fläche 214, die die Bodenfläche der Riemenscheibennut definiert, durch einen Radius 238 festgelegt ist, der von einem ähn lichen Schnittpunkt 239 auf der Mittellinie 240 der Riemen scheibennut ausgeht. Die Beziehung zwischen der Länge des Radius 238 an der Riemenscheibe und des Riemenzahnradius 228 drückt sich mathematisch aus als: 0 ≦ R_p-R_b ≦ 0,02 C. Hierbei ist R_p die Länge der Linie 238 und R_b die Länge der Linie 228. Beim Zahn 213 ist R_p-R_b = 0; in der Ausführungs form gemäß Fig. 6 sind die Punkte 237 und 239 jedoch gegen einander versetzt. FIG. 6 shows a further modified tooth shape, generally designated 213 , which shows a tooth which is basically similar to tooth 13 . However, the radius 228 of the head surface 225 starts from the intersection 237 of the tooth center line 24 , whereas the curved surface 214 , which defines the bottom surface of the pulley groove, is defined by a radius 238 which is from a similar intersection 239 on the center line 240 of the Belt disc groove runs out. The relationship between the length of radius 238 on the pulley and belt tooth radius 228 is expressed mathematically as: 0 ≦ R _p -R _b ≦ 0.02 C. Here, R _{p is} the length of line 238 and R _{b is} the length of the line 228 . For tooth 213 , R _p -R _b = 0; in the execution form shown in FIG. 6 the points 237 and 239, however, offset from one another.

Der Zahn 213 sorgt für ein verbessertes Ineingriffgelangen und Außereingriffgelangen mit der Riemenscheibe und gleich zeitig für ein kontrolliertes Spiel bzw. Flankenspiel zwi schen Zahn und Riemenscheibe.The tooth 213 ensures improved engagement and disengagement with the pulley and at the same time a controlled play or backlash between the tooth and the pulley.

In Fig. 7 ist eine weiter abgewandelte erfindungsgemäße Ausführungsform eines allgemein mit 310 bezeichneten Zahn riemens gezeigt, der mit einem Zahn 313 versehen ist in ähnlicher Ausführung wie der Zahn 13. Die Höhe des Zahns 313 von der Zahnwurzel 326 aus entlang der Zahnmittellinie 24 gemessen, ist größer als die Tiefe der Riemenscheiben nut 314, nach einwärts gemessen von der Riemenscheiben- Umfangsfläche 316 aus. In der Ausführungsform gemäß Fig. 7 berührt daher die gekrümmte Kopffläche 325 des Zahns 313 die Bodenfläche 321 der Riemennut ehe die Flankenflächen des Zahns mit den Flankenflächen der Riemenscheibennut in gegenseitige Berührung gelangen. Der Riemen 310 ist daher für Riemenscheiben mit flachen Nuten geeignet. Die verbesserte Zahn-Ausführungsform 313 sorgt dafür, daß die Kopffläche 325 die Aufprallenergie absorbieren kann, die sich beim Ineingriffgelangen der Riemenzähne mit der Riemen scheibe während der Verwendung des Riemenantriebs ergibt. Auf diese Weise werden Geräusche, wie Laufgeräusche, ver mieden.In Fig. 7, a further modified embodiment of the invention is shown of a toothed belt generally designated 310 , which is provided with a tooth 313 in a similar design as the tooth 13 The height of the tooth 313 measured from the tooth root 326 along the tooth center line 24 is greater than the depth of the pulley groove 314 , measured inwards from the pulley peripheral surface 316 . In the embodiment according to FIG. 7, therefore, the curved head surface 325 of the tooth 313 touches the bottom surface 321 of the belt groove before the flank surfaces of the tooth come into contact with the flank surfaces of the pulley groove. The belt 310 is therefore suitable for pulleys with flat grooves. The improved tooth embodiment 313 ensures that the head surface 325 can absorb the impact energy resulting from the engagement of the belt teeth with the belt pulley during use of the belt drive. In this way, noises such as running noises are avoided.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Riemens ist allgemein mit 410 bezeichnet und in Fig. 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ähnelt die Riemenanordnung der des Riemens 10 bis auf die Breite B des Zahns, die kleiner ist als die Breite C der Riemenscheibennut. Wie dargestellt, ist die gebogene Kopffläche 425 des Zahns 413 je doch in ähnlicher Weise innerhalb des Bogens 431 angeord net, der um einen Punkt 419 geschlagen ist (mit Bogenradius 432), der den Schnittpunkt zwischen der Flankenfläche 417 der Riemenscheibennut und der Riemen-Teilungslinie 420 (bzw. neutralen Faser des Riemens) bildet. Bei dem Riemen 410 wird daher ein insbesondere zu mechanischen Überbelastun gen, Rissen o. dgl. führendes Zusammenstoßen von Zahn 313 und der Riemenscheibe während des Ineingriffkommens und des Außereingriffkommens wirksam verhindert und zwar in der gleichen Weise wie bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform.Another embodiment of a belt according to the invention is generally designated 410 and shown in FIG. 8. In this embodiment, the belt arrangement is similar to that of the belt 10 except for the width B of the tooth, which is smaller than the width C of the pulley groove. However, as shown, the curved top surface 425 of tooth 413 is similarly disposed within arc 431 which is wrapped around a point 419 (with arc radius 432 ) which is the intersection between the flank surface 417 of the pulley groove and the belt dividing line 420 (or neutral fiber of the belt). With the belt 410 , a collision of the tooth 313 and the pulley during engagement and disengagement, in particular leading to mechanical overloads, cracks or the like, is effectively prevented in the same way as in the embodiment shown in FIG. 4.

Jede der Riemenzahn-Anordnungen der Riemenausführungsfor men 110, 210, 310 und 410 gemäß Fig. 5, 6, 7 bzw. 8 ent spricht bis auf die beschriebenen Abweichungen der des Zahns 13 gemäß Fig. 4. In sämtlichen Ausführungsformen gemäß Fig. 5 bis 8 sind Bauelemente des Riemens, welche Bauelementen des Riemens 10 entsprechen oder diesen ähn lich sind, mit derselben Bezugsziffer versehen, jedoch je weils vermehrt um die Zahl 100 bzw. 200, 300 und 400. Die jeweiligen Funktionen entsprechen einander bzw. sind sich ähnlich bis auf diejenigen Punkte, die vorstehend in Ver bindung mit den einzelnen Ausführungsformen diskutiert sind.Each of the belt tooth arrangements of the belt execution forms 110 , 210 , 310 and 410 according to FIGS. 5, 6, 7 and 8 corresponds to the described deviations of that of the tooth 13 according to FIG. 4. In all embodiments according to FIGS. 5 to 8 are components of the belt which correspond to components of the belt 10 or are similar, provided with the same reference number, but each increased by the number 100 or 200 , 300 and 400 . The respective functions correspond to one another or are similar except for the points which have been discussed above in connection with the individual embodiments.

Insbesondere gilt für sämtliche erfindungsgemäßen Ausfüh rungsformen, daß die Kopfflächen der Riemenzähne innerhalb eines vorgewählten Bogens angeordnet sind, wobei dieser Bo gen um einen Punkt zentriert ist, der den Schnittpunkt einer Riemennut-Flankenfläche und der Riemen-Teilungslinie (belt pitch line) bildet. Der Kopf des Zahns ist ausgehend vom inneren Ende der ebenen Flankenflächen des Riemenzahns gewölbt oder gekrümmt, um auf diese Weise den von der Zahnwurzel abgelegenen (distalen) Teil des Zahns von den Riemenscheibennut-Flankenflächen einwärts weglaufen zu lassen, was zu verbessertem Ineingriffgelangen und Außer eingriffgelangen während des Betriebes des Riemenantriebs führt. Eine Folge dieser erfindungsgemäßen Zahnausprägung ist, daß eine Vergrößerung des Zahnabstands (tooth pitch) des Riemens, z. B. aufgrund einer Längung des Zugkörpers bei hoher Antriebsbelastung, keinen Zusammenstoß zwischen dem Kopf und den Riemenscheibennut-Flanken mehr zur Folge hat. Ein Reißen oder Brechen des Wurzel bereichs des Riemenzahns ist daher wirksam vermieden; die Kraft wird in gleichmäßiger Weise bei geringem Geräusch pegel zwischen dem Riemen und der Riemenscheibe übertragen. Die erfindungsgemäßen Riemen sorgen für hohe Genauigkeit während des Betriebes zuzüglich zu einer langen störungs freien Lebensdauer. The following applies in particular to all the embodiments according to the invention Forms that the top surfaces of the belt teeth within a preselected arc are arranged, this Bo centered around a point that is the intersection a belt groove flank surface and the belt dividing line (belt pitch line). The head of the tooth is starting from the inner end of the flat flank surfaces of the Belt tooth arched or curved in this way to the distal part of the tooth run away from the pulley flank flank surfaces to let what can come to improved engagement and exception intervened during operation of the belt drive leads. A consequence of this tooth design according to the invention is that an increase in the tooth pitch the belt, e.g. B. due to an elongation of the tensile body at high drive load, no collision between the head and pulley flanks has more consequence. A tearing or breaking of the root area of the belt tooth is therefore effectively avoided; the Power is applied evenly with low noise level between the belt and the pulley. The belts according to the invention ensure high accuracy during operation plus a long malfunction free life.

Claims

1. Toothed belt drive with toothed belt ( 10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410 ) and toothed belt pulley ( 15 ) with grooves ( 14 ) distributed on the disc circumference for receiving the teeth spaced apart in the longitudinal direction of the toothed belt ( 13 ; 113 ; 213 ; 313 ; 413 ) of the timing belt with the following features:

a) the flat flank surfaces ( 17 , 18 ; 417 ) of the grooves ( 14 ) have an opening angle 2R and the flat flank surfaces ( 22 , 23 ; 122 , 123 ) of the teeth of the toothed belt connected by a top surface ( 25 ; 225 ) include a tooth angle substantially corresponding to the opening angle 2R,
b) in cross section perpendicular to the axis of the toothed belt pulley ( 15 ) are the ends ( 27 ; 127 ) of the flat flank surfaces ( 22 , 23 ; 122 , 123 ) of the teeth ( 13 ; 113 ; 213 ; 313 ; 413 ) closest to the axis of The intersection of the respective flat flank surface with a straight line ( 28 ) perpendicular to the flank surface is formed, which in turn never intersects a radial center ( 24 ) of the respective tooth ( 13 ; 113 ; 213 ; 313 ; 413 ) on a section of the path that extends from the tooth root ( 29 ) extends radially inwards with a section length of 0.5 × W × tanR, with B the width of the tooth ( 13 ; 113 ; 213 ; 313 ; 413 ) of the toothed belt ( 10 ; 110 ; 210 ; 310 ; 410 ) is marked on the tooth root ( 29 ),
c) the top surface ( 25 ) is in static engagement in the toothed belt pulley ( 15 ) within an arc ( 31 ; 131 ; 431 ) which around the intersection ( 19 ; 419 ) one of the planes of the flank surfaces ( 17 , 18 ; 417 ) Groove ( 14 ) with the belt dividing line is never ( 20 ) centered and has a radius that is equal to the length of a starting from the intersection ( 19 ; 419 ), on the level of the other flank surface ( 18 ) of the groove ( 14 ) under a right Angle tapering straight line ( 432 ), with the exception of toothed belt drives, in which the top surface ( 25 ) of the teeth ( 13 ; 113 ; 213 ; 313 ; 413 ) of the toothed belt lies within a semicircle ( 31 ; 131 ; 431 ), the end points of which from the intersection points ( 19 ) of the belt dividing line ( 20 ) of the toothed belt with the extensions of the flat flank surfaces of the respective groove ( 14 ) are formed.

2. Timing belt drive according to claim 1, characterized in that the height of the tooth ( 313 ) of the toothed belt ( 310 ) from the tooth root ( 326 ) is greater than the depth of the groove ( 314 ) of the belt pulley from the peripheral surface ( 316 ) the belt pulley is removed.

3. toothed belt drive according to claim 1, characterized records that the height of the undeformed tooth of the Timing belt taken from the tooth root, the same as the depth of the pulley groove taken from the peripheral surface, and that the End face of the tooth itself to the bottom surface of the Groove creates when the timing belt together with the Pulley is in operation.

4. Timing belt drive according to one of the preceding Claims, characterized in that the cross sectional shape of the tooth is essentially the same is how the cross-sectional shape of the groove of the belt disc.

5. Timing belt drive according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom surface ( 21 ) of the groove ( 14 ) of the pulley ( 15 ) is flat and forms a trapezoidal groove ( 14 ) with the flank surfaces ( 17 , 18 ).

6. Timing belt drive according to one of the preceding claims, characterized in that the head surface ( 25 ; 225 ; 325 ; 425 ) of the tooth is continuously cylindrical or cylindrical with a flattened portion ( 134 ) parallel to the longitudinal direction of the toothed belt.

7. Timing belt drive according to claim 6, characterized in that the height (h) of the tooth ( 113 ) from the tooth root ( 126 ) to the flattening ( 134 ) is in the range of 75% to 95%, based on a corresponding tooth ( 13 ) without flattening.

8. Toothed belt drive according to claim 6, characterized in that the head surface ( 25 ) describes in cross section a circle segment which is centered around the intersection of the straight line ( 28 ) with the center line ( 24 ) and has a radius equal to the Length of this straight line ( 28 ) perpendicular to the flat flank surface ( 22 , 23 ).

9. Timing belt drive according to one of the preceding claims, characterized in that the tooth ( 213 ) of the toothed belt ( 210 ) is narrower than the groove ( 214 ) of the pulley.