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Die Erfindung bezieht sich auf einen
V-förmigen
Metallriemen zur Kraftübertragung,
welcher zur Anwendung einer stufenlos regelbaren Kraftübertragungseinrichtung
der V-Riemenbauart bestimmt ist.
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Ein bekannter V-förmiger Metallriemen zur Kraftübertragung
weist einen endlosen, metallischen Treibriemen und eine Anzahl von
Metallblöcken
auf, die aufeinanderfolgend auf dem endlosen Metalltreibriemen vorgesehen
sind, wie dies in der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung No. 55(1980)-6783 angegeben ist. Da
sowohl der Treibriemen als auch die Blöcke aus einem metallischen
Material hergestellt sind, und die Blöcke bezüglich des Treibriemens gleitbeweglich
sein müssen,
ist es schwierig, die Blöcke
an dem Treibriemen anzubringen.
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In der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung
No. 61(1986)-54976 ist ein weiterer V-förmiger Metallriemen beschrieben,
der einen Treibriemen aufweist, der aus einer Mehrzahl von übereinander
angeordneten, endlosen Metallbahnschichten und einer Anzahl von
Metallblöcken
besteht, die mittels des Treibriemens gehalten sind. Jede der endlosen
Metallbahnschichten hat ein halsförmiges Teil oder einen eingezogenen
Abschnitt, der eine verminderte Breite hat. Um die Metallblöcke an dem
Treibriemen anzubringen, werden die Halsteile der Metallbahnschichten
zueinander ausgerichtet, und die Metallblöcke werden auf die Metallbahnschichten über die
ausgerichteten Halsteile angebracht. Daher lassen sich die Metallblöcke auf
dem Treibriemen relativ einfach anbringen.
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Wenn die Halsteile zueinander ausgerichtet
bleiben, nachdem die Blöcke
und der Treibriemen zusammengesetzt sind, würden die Blöcke von dem Treibriemen über die
Halsteile abgenommen werden können. Daher
werden die Metallbahnschichten in Längsrichtung bezüglich der
Lage der Halsteile aus der Ausrichtung zueinander verschoben, so
daß verhindert
wird, daß sich
die Blöcke
von dem Treibriemen lösen
können.
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Wenn jedoch der V-förmige Metallriemen
im Gebrauchszustand ist, versuchen sich die metallischen Bahnschichten
hinsichtlich ihrer Lage bezüglich
zueinander zu verschieben, bis die Halsteile schließlich zueinander
ausgerichtet sind, wodurch ermöglicht
wird, daß die
Metallblöcke
durch die Halsteile austreten können. Wenn
die Anzahl der eingesetzten Metallblöcke vergrößert wird, dann besteht eher die
Möglichkeit,
daß die Blöcke von
dem Treibriemen abfallen. Es gibt jedoch eine gewisse praktische
Begrenzung hinsichtlich der Anzahl der Metallbahnschichten, welche
eingesetzt werden können.
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Auch bei den aus der
JP 60-091 042 A und der
JP 58-109 747 A bekannten
V-förmigen Metallriemen weisen
die endlosen Metallbahnschichten eines Treibriemens halsförmig verengte
Abschnitte auf, an denen der Triebriemen in einen Schlitzabschnitt
von Metallblöcken
einsetzbar ist, die am Treibriemen gelagert sind.
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Aus der
US 4,386,921 ,
EP 0 095 257 A1 und
US 4,595,387 sind weitere
V-Riemen-Anordnungen
bekannt. Bei der
US 4,386,921 läuft der
Treibriemen durch schlitzartige Öffnungen
der Blöcke,
die durch Biegen von entsprechenden Laschen der Blöcke gebildet
werden. Bei der
EP
0 095 257 A1 ist der endlose Treibriemen mit seinen transversalen
Enden in Schlitzen aufgenommen, die in Seitenflächen von Öffnungen der am Treibriemen
gelagerten Blöcke
ausgebildet sind. Die Lage der Schlitze zueinander ist so, dass
der Treibriemen im eingelegten Zustand in transversaler Richtung
leicht gekrümmt
ist. Die
US 4,595,387 zeigt
eine Anordnung, bei der im Treibnemen an dessen Außenseite
transversal verlaufende Nuten und und an dessen Innenseite transversal
verlaufende Rippen angeordnet sind, die jeweils mit entsprechenden
Stangen bzw. Nuten von am Treibriemen befestigten Blöcken zusammenwirken.
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Weiter sind V-förmige Riemen zur Kraftübertragung
bekannt, bei denen die Blöcke
am Triebriemen mit Hilfe eines entsprechenden Halteelements befestigt
sind.
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Beispielsweise zeigt die
DE 25 05 228 A1 eine
Anordnung, bei der ein elastisches Band in einer den Treibriemen überdeckenden
Weise zusammen mit dem Treibriemen in Ausnehmungen von Blöcken eingelegt ist,
die am Treibriemen gelagert sind, wobei sich das Band in entsprechenden
Teilausnehmungen abstützt
und so die Blöcke
am Treibriemen hält.
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Aus der
US 4,371,361 ist eine V-Riemenanordnung
bekannt, bei der ein Metall-Treibriemen
in Bandeinführungsöffnungen
von Metallblöcken
angeordnet ist. Zur Halterung des Treibriemens in den den Bandeinführungsöffnungen
sind zusätzliche
Halteklammern vorgesehen, die jeweils mit ihren seitlichen Enden
den Treibriemen transversal umgreifen und in entsprechende Führungsvertiefungen
eines am Treibriemen gelagerten Metallblocks eingreifen. Die Länge der
Halteklammern in Längsrichtung
des Treibriemens ist etwas größer als
die der Blöcke.
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Die
CH
25 69 18 zeigt eine V-Riemenanordnung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Bei dieser Anordnung sind mit einem nach oben offenen
Einschnitt versehene Blöcke
auf einen Endlosriemen aufgereiht und mittels eines diesen Riemen
abdeckenden und in seitliche Nuten der Blöcke eingreifenden elastischen Bandes
am Riemen befestigt.
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Unter Berücksichtigung der vorstehend
genannten Schwierigkeiten bei üblichen
V-förmigen
Metalltreibriemen ist es Aufgabe der Erfindung, einen V-förmigen Metalltreibriemen
bereitzustellen, welcher derart ausgelegt ist, daß die Metallblöcke an einem
Metalltreibriemen leicht und zuverlässig angebracht werden können.
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Ferner soll nach der Erfindung ein
V-förmigen
Metalltreibriemen bereitgestellt werden, der eine ausreichende mechanische
Festigkeit hat und im Gebrauchszustand dauerhaft ist.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe
sieht die Erfindung einen V-förmigen
Metallriemen gemäß Anspruch
1 vor.
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Nach der Erfindung wird hierzu ein
V-förmigen
Metalltreibriemen bereitgestellt, der ein endloses, metallisches
Riemenband, eine Mehrzahl von metallischen Blöcken, die jeweils einen Einführungsschlitz
haben, der in diesem ausgebildet ist und an einer Seite des Metallblocks
sich öffnet,
wobei die Metallblöcke
an dem Riemenband mit in den Bandeinführungsschlitzen in den Metallblöcken angeordnetem
Riemenhand angebracht werden, und einen Halter umfassen, der in
Eingriff mit den Metallblöcken
unter überdeckender
Zuordnung zu dem Bandriemen in den Bandeinführungsschlitzen angeordnet
ist, um die Metallblöcke
gegen eine Verschiebung an dem Riemenband festzulegen, wobei der
Halter in Form einer endlosen Bahn ist, die einen ebenen Querschnitt
hat, und wobei der Halter wenigstens eine Öffnung hat, die in der endlosen
Bahn ausgebildet ist und den Halter in radialer Richtung durchstößt. Die Öffnung in
der endlosen Bahn kann ein Schlitz, ein schmaler Schlitz oder eine
elliptische Öffnung
sein. Jeder Metallblock hat ein Paar von im Abstand angeordneten
Führungskanten,
zwischen denen der Bandeinführungsschlitz
gebildet wird, und ein Paar von Stufen, die sich von den Führungskanten
weg erstrecken. Der Halter hat Seitenkanten, die jeweils mit den
Stufen zusammenarbeiten. Alternativ hat jeder Metallblock ein Paar
von im Abstand angeordneten Führungskanten, zwischen
denen der Bandeinführungsschlitz
gebildet wird, und ein Paar von Befestigungsausnehmungen, die in
den Führungskanten
jeweils ausgebildet sind, wobei der Halter Seitenkanten hat, die
in die Befestigungsausnehmungen jeweils eingesetzt sind.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung. Darin zeigt:
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1 eine
schematische Vorderansicht einer stufenlos regelbaren Kraftübertragungseinrichtung
der V-Riemenbauart, bei welcher ein V-förmiger Metalltreibriemen nach
der Erfindung vorgesehen ist,
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht
längs der
Linie II-II in 1
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3 eine
vergrößerte Querschnittsansicht
des V-förmigen
Metalltreibriemens,
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4 eine
vergrößerte Schnittansicht
des eingekreisten Teils, der mit dem Pfeil IV in 3 bezeichnet ist,
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5 eine
Seitenansicht des V-förmigen
Metalltreibriemens in teilweise geschnittener Darstellung,
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6 eine
vergrößerte Draufsicht
auf den V-förmigen Metalltreibriemen
mit Blickrichtung in Richtung des Pfeils VI in 3,
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7A und 7B jeweils Drauf- und Vorderansichten
einer infiniten ebenen Platte mit einer länglichen Öffnung oder einem Schlitz,
die als ein Modell zur Ermittlung der Biegebelastungen dient,
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8 und 9 schematische Draufsichten
der Halter,
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10 eine
schematische Draufsicht einer infiniten, ebenen Platte mit einer
elliptischen Öffnung,
die als ein Modell zur Ermittlung der Biegebelastungen dient,
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11 ein
Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen den Belastungen
an der infiniten, ebenen Platte mit einer elliptischen Öffnung,
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12A und 12B schematische perspektivische
Ansichten einer Ausführungsvariante
eines Halters, und
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13 eine
Querschnittsansicht eines V-förmigen
Metalltreibriemens gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt
ist, weist eine stufenlos regelbare Kraftübertragungseinrichtung der V-Riemenbauart
eine treibende Riemenscheibe 3, die auf einer treibenden
Welle 2 angeordnet ist, eine getriebene Riemenscheibe 5,
die auf einer getriebenen Welle 4 angeordnet ist, und zur
Kraftübertragung
einen V-förmigen
Metalltreibriemen 10 nach der Erfindung auf, der um die
treibende und die getriebene Riemenscheiben 3, 5 geführt ist.
Die treibende Riemenscheibe 3 weist ein festes Riemenscheibenteil 3a auf,
das fest auf der treibenden Welle 2 angebracht ist, und
ein bewegliches Riemenscheibenteil 3b auf, das auf der
treibenden Welle 2 relativ zu dieser drehfest aber in die
mit dem Pfeil A gezeigte Richtung in Axialrichtung beweglich ist. Wenn
das bewegliche Riemenscheibenteil 3b in axialer Richtung
in Richtung auf das feste Riemenscheibenteil 3a unter hydraulischen
Kräften
oder Zentrifugalkräften
bewegt wird, vermindert sich der axiale Abstand dazwischen, und
der Wirkradius der treibenden Riemenscheibe 3 wird größer, wodurch
der V-förmige
Metalltreibriemen 10 zur Ausführung einer Bewegung radial
nach außen
gedrückt
wird. Wenn das bewegliche Riemenscheibenteil 3b von dem
festen Riemenscheibenteil 3a in axialer Richtung wegbewegt
wird, wird der axiale Abstand dazwischen größer, und der Wirkradius der
treibenden Riemenscheibe 3 wird herabgesetzt, wodurch ermöglicht wird,
daß der
V-förmige
Metalltreibriemen 10 radial nach innen bewegt wird. Wie
die treibende Riemenscheibe 3 ist auch die getriebene Riemenscheibe 5 derart
ausgelegt, daß der
Wirkdurchmesser derselben variabel ist. Wenn der Wirkdurchmesser
der treibenden Riemenscheibe 3 sich ändert, d.h. größer oder
kleiner wird, wie dies zuvor angegeben ist, ändert sich der Wirkdurchmesser
der treibenden Riemenscheibe 5 in Gegenrichtung, d.h. er
wird kleiner oder größer. Auf
diese Weise sind die von der treibenden Welle 2 auf die
getriebene Welle 4 zu übertragende
Drehgeschwindigkeit und das Drehmoment stufenlos regelbar.
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Der V-förmgige Metalltreibriemen 10 weist
ein endloses oder schleifenförmiges,
metallisches Treibriemenband 15 auf, das aus einer Mehrzahl
von (bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind es 10) dünnen Metallschichten
oder Metallschichtbahnen besteht, die jeweils einen ebenen, plattenähnlichen
Querschnitt haben, das ferner eine Anzahl von Metallblöcken 20 umfaßt, die
gleitbeweglich aufeinanderfolgend auf dem Treibriemenband 15 angebracht
sind, und ein Paar von Haltern 30, die das Treibriemenband 15 auf
den Metallblöcken 20 halten,
um zu verhindern, daß sich
die Metallblöcke 20 von
diesem lösen.
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Wie in den 3 bis 6 gezeigt
ist, weist jeder Metallblock 20 einen relativ ebenen Metallblock
auf, der gesintert oder gepreßt
ist, und der ein Paar von Kontaktflächen 21 an gegenüberliegenden
Enden hat. Kontaktflächen 21 sind
progressiv nach außen
und in Richtung nach oben verbreitert, wie die oberen Endabschnitte
einer V-Form, und zwar zum Reibschlußkontakt mit den inneren Flächen der
treibenden und getriebenen Riemenscheiben 3, 5.
Der Metallblock 20 hat auch einen im wesentlichen U-förmigen Bandeinführungsschlitz 22,
der in diesem ausgebildet ist, und der sich von einer Vorderfläche zu einer
hinteren Fläche
erstreckt. Der Bandeinführungsschlitz 20 hat
ein offenes Ende 22a, das sich zu einer oberen Kante (wie
in 3 gezeigt) des Metallblocks 20 öffnet, und
das von einem Paar von in Querrichtung im Abstand angeordneten Führungskanten 22b begrenzt
wird, welche sich von dem offenen Ende 22a parallel zueinander
nach unten erstrecken, und es ist ein Sattel 22c am Boden
vorgesehen, welcher ermöglicht, daß eine untere
Fläche
des Treibriemenbandes 15 auf diesem aufliegt. Zwischen
den Führungskanten 22b und
dem Sattel 22c ist ein Paar von Ausnehmungen gebildet,
die jeweils Stufen oder Schultern 22d zum Zusammenarbeiten
mit den oberen Flächen der
gegenüberliegenden
Seitenrandkanten des Halters 30 haben.
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Die Führungskanten 22b haben
voneinander einen Abstand, der geringfügig größer als die Breite des Riemenbandes 15 ist.
Die Stufen 22d haben äußere Enden,
die voneinander einen Abstand haben, der geringfügig größer als die Breite des Halters 30 ist.
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Die rückwärtige Fläche jedes Metallblocks 20 hat
ein Paar von Zähnen 23,
die auf den jeweiligen in Querrichtung im Abstand liegenden gegenüberliegenden
Enden angeordnet sind, und die Vorderfläche jedes Metallblocks 20 hat
ein Paar von Ausnehmungen 24, die in zugeordneten, in Querrichtung
im Abstand angeordneten, gegenüberliegenden
Enden vorgesehen sind. Die Zähne 23 und
die Ausnehmungen 24 sind positionsmäßig einander zugeordnet und
komplementär
zueinander ausgebildet. Wenn die Metallblöcke 20 auf dem Treibriemenband 15 und
in einer Reihe aufeinanderfolgend angeordnet sind, sind die Zähne 23 und
die Ausnehmungen 24 der benachbarten Metallblöcke 20 in
Eingriff ineinander, wodurch verhindert wird, daß die Metallblöcke 20 sich
bezüglich
einander positionsmäßig verlagern
können.
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Wie in den 3 und 5 gezeigt
ist, verläuft
eine Gelenklinie 26 in Querrichtung zwischen den Kontaktflächen 21 in
den vertikalen Mittelbereichen der vorderen und hinteren Flächen des
Metallblocks 20. In 5 umfassen
die vorderen und hinteren Flächen
des Meta11blocks 20 ein Paar von gegenüberliegenden, parallelen Flächen 25a,
die über der
Gelenklinie 26 liegen, um die Metallblöcke 20 in innigen
Kontakt hierdurch zwischen der treibenden Riemenscheibe 3 und
der getriebenen Riemenscheibe 5 zu halten. Die vorderen
und hinteren Flächen
des Metallblocks 20 umfassen ein Paar von gegenüberliegenden,
nach unten konisch ausgebildeten Flächen 25b, die unterhalb
der Gelenklinie 26 liegen, um zu ermöglichen, daß der Metallblock 20 sich um
die Gelenklinie 26 schwenken kann, wenn der V-förmige Treibriemen 10 um
die treibende Riemenscheibe 3 oder die getriebene Riemenscheibe 5 läuft.
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Wie am deutlichsten aus 6 zu ersehen ist, hat jeder
Halter 30 eine längliche Öffnung oder
einen Schlitz 31, der in der Mitte desselben in Querrichtung
vorgesehen ist und sich in Längsrichtung
erstreckt. Der Schlitz 31 wird von einem Paar von in Längsrichtung
verlaufenden geraden Kanten 31a, die voneinander einen Abstand
haben und parallel zueinander verlaufen, und einem Paar von halbkreisförmigen,
gekrümmten
Kanten 31b begrenzt, die mit gegenüberliegenden Enden der geraden
Kanten 31a verbunden sind. Die geraden Kanten 31a und
die bogenförmigen
bzw. gewölbten
Kanten 31b sind stoßfrei
miteinander verbunden, um Beanspruchungskonzentrierungen zu vermeiden.
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Wie in 4 gezeigt
ist, haben die geraden Kanten 31a der Schlitze 31 in
den Haltern 30 Ecken, die unter Bildung eines gleichmäßigen Übergangs
zu der bogenförmigen
Gestalt der gegenüberliegenden
Flächen der
Halter 30 abgerundet sind, um ebenfalls Belastungskonzentrierungen
zu vermeiden. In ähnlicher
Weise haben die bogenförmigen
Kanten 31b Ecken, die unter Bildung eines gleichmäßigen Übergangs
zu der bogenförmigen
Ausbildung an gegenüberliegenden
Flächen
der Halter 30 abgerundet sind, um Belastungskonzentrierungen
zu vermeiden. Die geraden Kanten 31a und die gewölbten Kanten 31b können abgeschrägte Ecken an
den gegenüberliegenden
Flächen
der Halter 30 haben.
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Der V-förmige Metalltreibriemen 10 wird
auf die nachstehend beschriebene Weise zusammengesetzt. Die beiden
Halter 30 mit den Schlitzen 31, welche zueinander
ausgerichtet sind, werden auf der äußeren Fläche des Riemenbandes 15 übereinanderliegend
angeordnet. Dann werden die Halter 30 zu einer Rinnenform unter
Aufbringung von äußeren Kräften gebogen,
die an Abschnitten aufgebracht werden, an denen die Schlitze 30 vorgesehen
sind, wie dies in 3 mit
einer gebrochenen und mit zwei Punkten versehenen Linie eingetragen
ist. Da die Schlitze 31 in den Haltern 30 ausgebildet
sind, lassen sich die Halter 30 leicht zu der Rinnenform
krümmen.
Dann wird das offene Ende 22a des Bandeinführungsschlitzes 22 in
dem Metallblock 20 über
das Riemenband 15 und die schmalen, gekrümmten Abschnitte
der Halter 30 passend gelegt, welche hierzu durch die Führungskanten 22b in
Eingriff sind. Der Metallblock 20 wird in Querrichtung
auf und über
das Riemenband 15 und die Halter 30 bewegt, bis
die innere Fläche
des Riemenbandes 15 auf dem Sattel 22c am Grund
des Bandeinführungsschlitzes 22 aufliegt.
Anschließend
wird der Metallblock 20 gleitbeweglich längs des
Riemenbandes 15 in einen Bereich von den Schlitzen 31 weg
verschoben, an dem die Halter 30 nicht gekrümmt sondern
eben sind. Die gegenüberliegenden
Randkanten der ebenen Halter 30 arbeiten nunmehr mit den
Stufen 22d des Metallblocks 20 zusammen, welcher
auf diese Weise auf dem Treibriemenband 15 festgelegt ist.
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Eine Anzahl von Metallblöcken 20 wird
aufeinanderfolgend auf dem Treibriemenband 15 auf die vorstehend
beschriebene Weise angebracht. Nachdem der letzte Metallblock 20 auf dem
Treibriemenband 15 angebracht ist, wird das Treibriemenband 15 gestreckt,
so daß die
Zähne 23 und
die Ausnehmungen 24 des letzten Metallblocks 20 in
die Ausnehmungen 24 und über die Zähne 23 der benachbarten
Metallblöcke 20 passen.
Unter der Spannung des ausgezogenen Riemenbandes 15 sind
die gegenüberliegenden
parallelen Flächen 25a oberhalb
der Gelenklinie 26 der Metallblöcke 20 in innigem
Kontakt miteinander unter einer vorbestimmten Andruckkraft gehalten.
Nach dem Anbringen der Metallblöcke 20 an
dem Treibriemenband 15 der zuvor beschriebenen Weise, werden
die von außen
aufgebrachten Kräfte
an den Haltern 30 aufgehoben. Wie mit durchgezogenen Linien
in 3 gezeigt ist, kehren
die Halter 30 in ihre ebene Gestalt zurück, wobei die gesamten Randkanten
mit den Stufen 22d zusammenarbeiten. Schließlich wird
der äußere Halter 30 in
Längsrichtung
bezüglich
des inneren Halters 30 bewegt, um die Schlitze 31 von
der überlappenden
Zuordnung zueinander zu befreien. Die mechanische Festigkeit der
beiden Halter 30 insgesamt ist nunmehr in Umfangsrichtung
vergleichmäßigt.
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Eine Kraft bzw. eine Leistung wird
von der treibenden Riemenscheibe 3 auf die geriebene Riemenscheibe 5 über die
in innigem Kontakt stehenden, parallelen Flächen 25a über der
Gelenklinie 26 der Metallblöcke 20 übertragen.
Wenn der V-förmige
Treibriemen 10 um die treibende Riemenscheibe 3 oder
die getriebene Riemenscheibe 5 läuft, wird jeder der Metallblöcke 20 in
Winkelrichtung um die Gelenklinie 26 bewegt oder verschwenkt.
Zu diesem Zeitpunkt werden benachbarte Metallblöcke 20 daran gehindert,
daß sie
körperlich
gegeneinanderarbeiten, da die konischen Flächen 25b unterhalb
der Gelenklinie 26 liegen.
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Während
des Arbeitens des V-förmigen
Treibriemens 10 wird dieser gebogen, wenn er um die treibende
Riemenscheibe 3 oder die getriebene Riemenscheibe 5 läuft. Wenn
sich das Geschwindiglteitsuntersetzungsverhältnis der stufenlos regelbaren
Kraftübertragungseinrichtung 1 ändert, werden
die Riemenscheiben 3, 5 gezwungen, daß sie außer Ausrichtung
zueinander sind, und der V-förmige
Treibriemen 10 keiner Torsionsverformung ausgesetzt ist.
Zu diesem Zeitpunkt treten Belastungen an den Haltern 30 auf.
Da die geraden und gebogenen Kanten 31a, 31b glatt
ineinandergreifen und an ihren oberen und unteren Enden abgerundet oder
abgeschrägt
sind, wird jegliche Belastungskonzentrierung an diesen Kanten 31a, 31b im
Hinblick auf eine Torsionsverformung herabgesetzt, und daher wird
verhindert, daß die
Kanten 31a, 31b brechen. Somit sind die Halter 30 im
Betriebszustand äußerst widerstandsfähig gegen
Beschädigungen.
Die beiden gesonderten Halter 30 sind geringeren Belastungen
als bei dem Einsatz eines einzigen Halters mit einer gleichmäßigen Dicke
ausgesetzt. Die beiden gesonderten Halter 30 sind daher äußerst widerstandsfähig, und
zwar zusätzlich zu
der Haltbarkeit, die diesen durch die Schlitze 31 verliehen
wird.
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Die Gestalt wird die Größe der Schlitze 31 in
den Haltern 30 sind Einflußgrößen, welche die mechanische
Festigkeit und die Widerstandsfähigkeit
der Halter 30 beeinflussen. Daher werden nachstehend die
Gestalt und die Größe der Schlitze 30 analysiert.
Der V-förmige
Treibriemen 10, wenn er um die treibende und die getriebene
Riemenscheibe 3, 5 läuft, wird zu einer zylindrischen
Gestalt gekrümmt.
Daher werden nachstehend zuerst Belastungskonzentrierungen an den
Längsenden
der Schlitze 31 im gekrümmten
Zustand des V-förmigen
Treibriemens 10 betrachtet.
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7A zeigt
ein Modell zur Ermittlung der Biegebelastungen. Das Modell weist
eine infinite, ebene Platte
50 auf, die eine längliche Öffnung oder
einen Schlitz
51 hat, der in Längsrichtung gegenüberliegende Enden
hat, die von halbkreisförmigen,
gebogenen Kanten begrenzt werden, die einen Radius von p haben. Der
Schlitz
51 hat eine Breite von
2p und eine Länge von
2a.
Wenn ein Biegemoment M (
7B)
senkrecht zu der Ebene der infiniten, ebenen Platte
50 und
in Längsrichtung
des Schlitzes
51 gerichtet auf die infinite, ebene Platte
50 aufgebracht
wird, wird die infinite, ebene Platte
50 zu einer zylindrischen
Gestalt gekrümmt, wie
dies in
7B gezeigt ist.
Die Biegebelastungen an den Enden des Schlitzes
51 an den
zugeordneten Stellen A, B lassen sich auf die nachstehende Weise
ausdrücken:
wobei σ0 eine Biegebelastung
(Bezugsbiegebelastung) an einer Stelle in einem Abstand von dem
Schlitz
51 und ν der
Poisson'sche Beiwert
ist.
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Die Halter 30 sind aus Stahl
(YAG250) hergestellt, dessen Poisson'scher Beiwert 0,3 ist. Somit belaufen
sich die Biegebelastungen an den Stellen A, B auf folgendes: σ A ≒ 1.85 σo
σ B ≒ 0.75 σo
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Daher ist die Belastung an der Stelle
A am größten, wobei
sich ein Belastungskonzentrationskoeffizient α von α ≒ 1,85 ergibt. Unter Berücksichtigung
dieser Werte sind die verschiedenen Abmessungen der Halter 30,
d.h. die Breite B der Halter, die Länge 2a der Schlitze 31 und
die Breite 2p der Schlitze 31 (8) bestimmt.
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Wie sich aus den Gleichungen (1)
und (2) der vorstehenden Ausführungen
ergibt, ist der Belastungskonzentrationskoeffizient einheitlich
durch den Poisson'schen
Beiwert bestimmt, ohne Berücksichtigung
der Breite des Schlitzes und des Radius der gekrümmten Kanten des Schlitzes.
Wie daher in 9 gezeigt
ist, kann eine sehr schmale, längliche Öffnung oder
ein Schlitz 31' an
einem Halter 30' vorgesehen
sein. Der Halter 30',
der in 9 gezeigt ist,
hat eine wesentlich größere mechanische
Festigkeit.
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Der Maximalerert der Belastungskonzentrationskoeffizienten
beläuft
sich auf 1,85 im Hinblick auf den in 7A gezeigten
Schlitz 51. Wenn der Schlitz eine elliptische Gestalt hat,
wie dies in 10 gezeigt
ist, dann kann der Belastungskonzentrationskoeffizient im Hinblick
auf eine größere mechanische
Festigkeit für die
Halter kleiner sein. Nunmehr wird nachstehend eine derartige Alternative
näher betrachtet.
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Wie in
10 gezeigt
ist, hat eine infinite, ebene Platte
60 eine elliptische Öffnung
61,
die eine Hauptachse besitzt, die eine Länge
2a hat und eine
kleine Achse besitzt, die eine Länge
von
2b hat. Wenn ein Biegemoment senkrecht zu der Ebene
der infiniten, ebenen Platte
60 und längs der Hauptachse gerichtet
zur Einwirkung auf die infinite, ebene Platte
60 gebracht
wird, wird die infinite, ebene Platte
60 zu einer zylindrischen Gestalt
gekrümmt.
Die Biegebelastungen, die an der infiniten, ebenen Platte
60 an
den entsprechenden Stellen C, D sich ergeben, lassen sich auf die
nachstehend beschriebene Weise ausdrücken:
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Wenn A = {(1 + ν)/(3 + ν)} xσ0 und X = a/b, so lassen sich
die vorstehenden Gleichungen (3) und (4) auf folgende Weise ausdrücken: σ C = A × (3 – ν + 2/X) ... (5) σ D = A × (1 + ν + 2νX) ... (6).
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Wenn σC/A = σC' und σD/A
= σD' ist, dann ergibt
sich aus den Gleichungen in (5) und (6) folgendes: σ C' = 2/X + 3 – ν ... (7) σ D' = 2νX
+ ν + 1
... (8).
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Diese Gleichungen (7) und (8) sind
in einem Diagramm in 11 aufgezeichnet,
das eine horizontale Achse hat, welches die X-Richtung darstellt,
und eine vertikale Achse hat, welche σC', σD' darstellt.
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Der Belastungskonzentrationskoeffizient
wird an dem Schnittpunkt der Gleichung (7) und (8) am kleinsten,
wobei X = 1/ν ist.
Da ν = 0,3,
X = 10/3, und a : b = 10 : 3 werden die Parameter a, b auf diese
Weise gewählt,
und die Biegebelastungen σC, σD sind σC = σD =, 1,3 σ0. Hierbei
ist der Belastungskonzentrationskoeffizient α ≒ 1,3.
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Da die Halter in Form von schmalen
bahnähnlichen
Teilen ausgelegt sind, wird es bevorzugt, daß die Länge 2a der Hauptachse
groß ist,
und die Länge 2b der
kleinen Achse sich etwa auf die Hälfte der Breite der Halter
beläuft.
Wenn beispielsweise die Halter eine Breite von 16mm haben, so wird
der Parameter 2b so gewählt,
daß er
sich beläuft
auf 2b = 8mm, und die Parameter 2a sich auf 2a =
26,6mm beläuft.
Wenn der Belastungskonzentrationskoeffizient α den Wert von 1,85 für den in 5 gezeigten Schlitz haben
kann, kann die Länge 2a der
Hauptachse wesentlich größer gemacht
werden. In einem solchen Fall ist das Verhältnis von a, b a : b = 45 :
8, und der Parameter 2b ist 2b = 8mm und der Parameter 2a ist 2a =
45mm.
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Bei der vorstehend beschriebenen
bevorzugten Ausführungsform
hat ein Halter einen Schlitz. Jedoch kann jeder Halter auch eine
Mehrzahl von Schlitzen haben. Wie beispielsweise in 12A gezeigt ist, können zwei benachbarte Schlitze 131 in
einem Halter 130 ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausführungsvariante, die
beispielsweise in 12B gezeigt
ist, kann ein Haken 100 in Eingriff mit einem Brückenabschnitt 132 zwischen
den Schlitzen 131 sein, und er kann in Richtung nach oben
gezogen werden, um den Halter 130 leicht zu einer rinnenförmigen Gestalt
elastisch zu verformen.
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Die Metallblöcke sind nicht auf die Form
der voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. 13 zeigt einen Metallblock 120,
der gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung ausgelegt ist. Der Metallblock 120 hat
einen nach oben offenen Bandeinführungsschlitz 122,
der darin ausgebildet ist. Der Bandeinführungsschlitz 122 wird
von einem Paar von gegenüberliegenden
Führungskanten 122
b begrenzt,
die voneinander einen Abstand haben, der geringfügig größer als die Breite des Riemenbandes 15 ist,
der aber geringfügig
kleiner als die Breite der Halter 30 ist. Die Führungskanten 122b haben
zugeordnete Befestigungsausnehmungen 122d, die darin ausgebildet
sind. Die Befestigungsausnehmungen 122d haben zugeordnete
Bodenteile oder äußere Enden,
die voneinander einen Abstand haben, der geringfügig größer als die Breite der Halter 30 ist.
Denn die Halter 30 auf dem Riemenband 15 unter Abdeckung
desselben angeordet sind, sind die gegenüberliegenden Seitenkanten der
Halter 30 jeweils in Eingriff mit den Befestigungsausnehmungen 122d.
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Obgleich vorangehend bevorzugte Ausführungsformen
erläutert
worden sind, sind zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich,
die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken
zu verlassen.
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Zusammenfassend wird ein V-förmiger Metalltreibriemen
zur Verwendung bei einer stufenlos regelbaren Kraftübertragungseinrichtung
der V-Riemenbauart angegeben, der ein endloses Metallriemenband
und eine Mehrzahl von Metallblöcken
hat, die jeweils einen Bandeinführungsschlitz
haben, der in diesen ausgebildet ist, und der sich zu einer Seite
des Metallblocks öffnet,
wobei die Metallblöcke
auf dem Riemenband derart angebracht sind, daß das Riemenband in den Bandeinführungsschlitzen
in den Metallblöcken
angeordnet ist. Ein Halter ist in Eingriff mit den Metallblöcken unter Überdeckung
des Riemenbandes in den Bandeinführungsschlitzen
angeordnet, um die Metallblöcke
gegen Verlagerungen von dem Riemenband festzulegen. Der Halter ist
in Form einer endlosen Bahn ausgelegt, die einen ebenen Querschnitt
hat. Der Halter hat wenigstens eine Öffnung, die in der endlosen
Bahn ausgebildet ist. Die Öffnung
in der endlosen Bahn kann ein Schlitz, ein schmaler Spalt oder eine
elliptische Öffnung
sein.
