DE4436703A1

DE4436703A1 - Gezahnter Kraftübertragungsriemen

Info

Publication number: DE4436703A1
Application number: DE4436703A
Authority: DE
Inventors: Nobutaka Osako; Kazutoshi Ishida; Yasunori Nakai; Takeshi Murakami
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1994-10-13
Publication date: 1995-04-20
Also published as: US5531649A; JPH07110052A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Kraftübertragungsriemen und insbesondere auf einen Kraftübertragungsriemen mit in Längsrichtung beabstandeten, angetriebenen bzw. treibenden Zähnen.

Es ist bekannt, Zahnriemen mit einem Abstand zwischen 8 mm und 9,25 mm zum Antrieb von obenliegenden Nockenwellen bei Fahrzeugen zu verwenden. Jüngste Entwicklungen in der Automobilindustrie haben höhere Motorausgangsleistungen in kompakteren Motorräumen ergeben. Daraus resultierend müssen bei diesen Motoren verwendete Zahnriemen unter hoher Last, bei hoher Zugbelastung und bei hohen Temperaturen betrieben werden. Diese Umgebung erfordert einen Hochqualitäts-Zahnriemen, der diesen harten Bedingungen widerstehen kann.

Ein Versuch zur Verbesserung herkömmlicher Zahnriemen zum Standhalten gegenüber dieser harten Bedingungen bestand darin, die Materialien, aus denen die Zahnriemen hergestellt wurden, zu verbessern. Anstatt der Verwendung von herkömmlichem Chloroprengummi zur Fertigung der Zähne und einer außenliegenden Tragschicht wurden hydrogenierter Nitrilkautschuk (HNBR), chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM) und dergleichen verwendet. Bei dem Material der lasttragenden Corde wurde von herkömmlichen E-Glasfasern zur hochbelastbaren Glas- und Aramidfasern gewechselt.

Ein Beispiel eines Zahnriemens, der hydrogenierten Nitrilkautschuk und K-Glascorde verwendet, ist in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 111848/11989 offenbart. Ein Beispiel eines Zahnriemens, der hydrogenierten Nitrilkautschuk und Aramidfasercorde verwendet, ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 215186/1993 offenbart.

Es ist ebenso bekannt, die Zusammensetzung einer Gewebedeckschicht zu ändern, die über den Zähnen auf der Innenseite des Riemenkörpers angebracht wird. Eine Veränderung besteht darin, Aramidfaser anstelle von herkömmlichem 6-Nylon und 6-6-Nylon zu verwenden. Ein Beispiel eines Zahnriemens, der Aramidfaser in einer Gewebedeckschicht verwendet, ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 8948/1992 offenbart.

Während die obigen Änderungen bei dem Zahn- und Traggummi, der Gewebedeckschicht und der lasttragenden Corde wesentlich die Wärmebeständigkeit, Abriebsbeständigkeit und Ausbrechbeständigkeit verbesserten, ergaben sich aus diesen Änderungen andere Beschränkungen und Nachteile.

Der oben erwähnte Zahnabstand von 8,0 mm bis 9,25 mm ist längs einer hypothetischen Teillinie während dem Lauf eines Riemens unter einer vorbestimmten Spannung gemessen. Die hypothetische Teillinie ist ein hypothetischer Abstand, wobei ein Abstand (PLD-Wert) von der Grundstegseite zu der Teillinie auf 0,686 mm gesetzt ist, wobei die Zähne des Riemens mit Vertiefungen einer mitwirkenden Antriebsscheibe eingreifen. Es ist herkömmliche Praxis bei der Konstruktion des Querschnitts der Zahnriemen, den Abstand zwischen der nach innen weisenden Grundstegseite zwischen benachbarten Zähnen und der Mitte der lasttragenden Corde auf 0,686 mm bei laufendem Riemen festzulegen. Der Abstand zwischen der Grundstegfläche und der Mitte des Cords beträgt dann zwischen 0,68 mm und 0,72 mm bei ruhendem (stationärem) Riemen.

Bei der obigen Art des Riemenlaufs berührt die Stegfläche die Spitze eines Zahns auf einer mitwirkenden Antriebsscheibe oder wird gegen diese Spitze gedrückt. Dies hat Reibung zur Folge und verursacht einen Abrieb zwischen der Stegfläche und der Antriebsscheiben-Spitze. Zusätzlich wird Reibungswärme erzeugt, was die lasttragenden Corde beeinträchtigen oder eine Fehlfunktion von diesen zur Folge haben kann. Da der Abstand zwischen der Stegseite und den lasttragenden Corden verringert ist, wächst die schädliche Wirkung, die durch Berührung zwischen dem Antriebsscheibenzahn und der Stegfläche verursacht wird, so stark an, daß eine beträchtliche Verschlechterung der Zugfestigkeit der lasttragenden Corde auftreten kann. Dies kann zum Schluß in einer Fehlfunktion des Riemens resultieren.

Die vorliegende Erfindung ist speziell darauf gerichtet, die oben aufgeführten Probleme in einer neuartigen und einfachen Weise zu bewältigen, in dem ein Zahnriemenaufbau vorgesehen ist, bei dem die lasttragenden Corde gegen Beschädigung bei dem Betrieb des Riemens geschützt sind. Die Erfindung zielt weiterhin darauf, die Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegeermüdung zu verbessern und dadurch die Lebensdauer des Riemens zu verlängern.

In einem Ausführungsbeispiel ist ein Kraftübertragungsriemen vorgesehen aufweisend einen Riemenkörper mit einer Längsausdehnung, einer Innenseite, einer Außenseite, einer Tragschicht, mehreren sich in Längsrichtung erstreckenden Zähnen und einer Stegfläche zwischen benachbarten Zähnen, die in einer der Innen- oder Außenrichtung weist. Wenigstens ein sich in Längsrichtung erstreckender lasttragender Cord ist im Riemenkörper vorgesehen. Der Abstand zwischen der Stegfläche und dem lasttragenden Cord zwischen der Innen- und der Außenseite des Riemens liegt zwischen 0,30 mm und 0,50 mm. Der Abstand zwischen der Stegfläche und der Mitte des lasttragenden Cords zwischen der Innen- und der Außenseite des Riemens liegt zwischen 0,43 mm und 0,85 mm.

In einer Ausführungsform ist der Durchmesser des lasttragenden Cords zwischen 0,6 mm und 1,1 mm.

Eine Gewebeschicht kann sich auf der Innenseite des Riemens über den Zähnen und der Stegfläche befinden, wobei eine Gummischicht zwischen der Gewebeschicht und dem lasttragenden Cord besteht.

Bei einer Ausführungsform ist wenigstens eines von a) der Tragschicht und von b) wenigstens einem Anteil der Zähne aus Gummi gefertigt, der zumindest aus einem von hydrogeniertem Nitrilkautschuk, chlorsulfoniertem Polyethylen (CSM), alkyliertem chlorsulfoniertem Polystyren (ACSM) und Chloropren ist. Für den Fall, daß hydrogenierter Nitrilkautschuk verwendet wird, ist der hydrogenierte Anteil vorzugsweise wenigstens 8%.

Der Cord kann aus Glasfilamenten mit einem Durchmesser von 5 µm bis 9 µm bestehen.

Die Filamente können mit wenigstens einem von a) einer Gummimischung und einer b) RFL(Resocin-Formalin-Latex)-Lösung behandelt sein.

Der lasttragende Cord kann aus einer organischen Faser bestehen, die mit wenigstens einem von a) einer RFL-Lösung, b) einem Epoxidharz, c) einer Isocyanatlösung und d) einem Gummimischungsklebstoff besteht.

Die Gewebeschicht kann aus Fasern bestehen, die aus wenigstens einem von 6-Nylon, 6-6-Nylon, Polyester und Aramidfaser bestehen.

Die Gewebeschicht kann Kett- und Schußgarne aufweisen, die wenigstens eines von Filamentgarn und gesponnenem Garn sind.

Die Gewebeschicht kann eine ebene, eine geköperte oder eine satinierte Webart sein.

Die Gewebeschicht kann mit wenigstens einem von a) einer RFL-Lösung, b) einer Isocyanatlösung oder c) einer Epoxidlösung behandelt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist ein Kraftübertragungsriemen vorgesehen mit einem Riemenkörper mit einer Längserstreckung, einer Innenseite, einer Außenseite, einer Tragschicht, mehreren von der Längsrichtung beabstandeten Zähnen und einer Stegfläche zwischen angrenzenden Zähnen, die in eine der Innen- oder Außenrichtung weist. Eine Gewebeschicht ist auf der Innenseite des Riemens über den Zähnen und in der Stegfläche vorgesehen. Es sind weiterhin mehrere sich in Längsrichtung sich erstreckende Corde in dem Riemenkörper vorgesehen, wobei der Abstand zwischen der Stegfläche und den lasttragenden Corden zwischen der Innen- und der Außenseite des Riemens zwischen 0,30 mm und 0,50 mm liegt. Der Abstand zwischen der Stegfläche und der Mitte der lasttragenden Corde zwischen der Innen- und der Außenseite des Riemens beträgt zwischen 0,73 mm und 0,85 mm.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenschnittansicht eines Zahnriemens zur Kraftübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht des Zahnriemens entlang der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere vergrößerte Schnittansicht des Kraft übertragungsriemens entsprechend der in Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines triaxialen Testaufbaus zum Testen der Wärmeerzeugung bei laufendem Riemen,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines multiaxialen Testaufbaus zum Testen der Biegung bei laufendem Riemen,

Fig. 6 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Laufzeit und der Zugfestigkeit für einen erfindungsgemäßen und zwei herkömmlichen Riemen zeigt,

Fig. 7 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Laufzeit und der Zugstarke für zwei erfindungsgemäße und drei herkömmliche Riemen zeigt,

Fig. 8 eine Grafik, die die Beziehung zwischen Laufzeit und der Zugfestigkeit für drei zusätzliche erfindungsgemäße und einem herkömmlichen Riemen zeigt,

Fig. 9 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Laufzeit und der Zugfestigkeit für zwei zusätzliche erfindungsgemäße und zwei zusätzliche herkömmliche Riemen zeigt,

Fig. 10 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Riemenlebensdauer und dem Abstand von der Grundstegfläche zu den lasttragenden Corden sowohl für erfindungsgemäße als auch für herkömmliche Riemen zeigt, und

Fig. 11 eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Riemenlebensdauer und dem Abstand von der Grundstegfläche zu den lasttragenden Corden für zusätzliche erfindungsgemäße und herkömmliche Riemen zeigt.

In Fig. 1 bis 3 ist ein Zahnriemen zur Kraftübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung mit 10 bezeichnet. Der Riemen 10 weist einen Körper 12 mit einer Längserstreckung in Richtung des Doppelpfeils 14 auf. Der Riemenkörper 12 weist eine Innenseite 16 und eine Außenseite 18 auf.

Der Riemenkörper 12 weist eine Tragschicht 20 auf, in die mehrere sich längs erstreckende, in Querrichtung beabstandete, lasttragende Corde 22 eingelegt sind. Auf der Innenseite der lasttragenden Corde 22 sind mehrere in Längsrichtung beabstandete Zähne 24 vorgesehen. Eine nach innen weisende Grundstegfläche 26 ist zwischen angrenzenden Zähnen 24 festgelegt. Eine Gewebeschicht 28 bedeckt eine Innenseite 30, die durch die Zähne 24 und der Stegfläche zwischen den Zähnen 24 festgelegt ist, und legt die Stegfläche fest. Eine dünne Gummischicht 32 liegt zwischen der Gewebeschicht 28 und den lasttragenden Corden 22. Die Gummischicht 32 und Gewebeschicht 28 weisen eine wellige Erscheinung um die Corde 22 auf, wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist.

Die Dicke der Gummischicht 32 legt den Abstand L zwischen der innersten Stegfläche 26 fest, die durch die Gewebeschicht 28 und die lasttragenden Corde 22 festgelegt ist, und ebenso den Abstand D zwischen der Stegfläche 26 und der Mitte 36 der lasttragenden Corde 22.

Die Zähne 24 und die Tragschicht 20 sind vorzugsweise aus einem Gummi mit guter thermischer Alterungsbeständigkeit gefertigt. Ein geeigneter Gummi ist hydrogenierter Nitrilkautschuk, chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), alkyliertes, chlorsulfoniertes Polystyren (ACSM) oder Chloropren. Der hydrogenierte Nitrilkautschuk weist vorzugsweise ein Hydrogenierverhältnis von 80% oder mehr auf. Ein Hydrogenierverhältnis von 90% oder mehr wird bevorzugt, um eine optimale Wärme und Ozonbeständigkeit zu schaffen. Hydrogenierter Nitrilkautschuk mit einem Hydrogenierverhältnis unterhalb von 80% weist eine ungeeignete Wärme- und Ozonbeständigkeit auf.

Carbon-Black, Zinkoxyd, Styrensäure, Weichmacher, Anti-Oxidanten und andere Beimischungen können dem obigen Gummi beigefügt werden. Weitere Mittel können beigefügt werden. Schwefel und organische Peroxide können als Vulkanisiermittel beigefügt werden.

Die lasttragenden Corde 22 werden durch Twisten von E-Glas oder anderen hochzugfesten Glasfilamenten vorbereitet, von denen jedes einen Durchmesser von 5 bis 9 µm aufweist, und Behandeln der Filamente mit einem Schutzmittel mit einem Gummibestandteil oder einer RFL-Lösung als Klebstoff. Eine organische Faser kann zur Schaffung eines getwisteten Cords verwendet werden, wobei Filamente von 0,5 bis 2,5 Denier aus Para-Aramidfaser verwendet werden, wie beispielsweise die Art, die im Handel mit den Warenzeichen KEVLAR und TEKNORA verkauft werden. Der sich somit ergebende Cord weist eine hohe Zugfestigkeit auf und ist widerstandsfähig gegenüber Längen. Die getwisteten Corde werden mit wenigstens einem von RFL-Lösung, Epoxidharz, Isocianatlösung und Gummimischungsklebstoff behandelt. Die genaue Zusammensetzung der Corde ist indessen nicht entscheidend für die vorliegende Erfindung.

Der Durchmesser der lasttragenden Corde 22 ist vorzugsweise in dem Bereich von 0,6 mm bis 1,1 mm. Ein Cord mit einem Durchmesser von weniger als 0,6 mm weist eine verhältnismäßig niedrige Zugfestigkeit auf und ist ungeeignet, um eine hohe Lastübertragung auszuhalten. Andererseits ist ein Cord mit einem größeren Durchmesser als 1, 1 mm zu groß, um in einen Riemen mit normalen Größenbeschränkungen eingefügt zu werden.

Die Schicht 28 kann eine Leinwandschicht sein mit einem Gewebe, das eines oder eine Kombination aus 6-Nylon, 6-6-Nylon, Polyester, Aramidfaser oder dergleichen ist. Die Kettfäden (Querrichtung des Riemens) und die Schußfäden (Längsrichtung des Riemens) sind vorzugsweise aus einem Filamentgarn oder einem gesponnenem Garn unter Verwendung der obigen Faserarten geschaffen. Das Gewebe kann eine ebene, geköperte oder satinierte Webart sein. Die Schußfäden weisen vorzugsweise wenigstens einen Anteil aus urethanelastischer Faser auf.

Die Gewebeschicht 28 wird mit einer RFL-Lösung, Isocianatlösung oder Epoxidlösung behandelt. Die RFL-Lösung wird durch Mischen eines primären Polykondensates aus Resorzinol und Formalin mit einem Latex vorbereitet. Beispiele eines geeigneten Latex sind: Ein ternäres Copolymer aus Styren, Butadien und Vinylpyridin, hydrogenierter Nitrilkautschuk, chlorsulfoniertes Polyethylen und Epichlorhydrin.

Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Abstand L zwischen der Grundstegfläche 26 und den lasttragenden Corden 22 in dem Bereich von 0,30 mm und 0,50 mm liegt. Ein Abstand von weniger als 0,30 mm kann eine Beschädigung der lasttragenden Corde 22 ergeben aufgrund einer Erschütterung, die bei dem Zusammenstoß zwischen einem mitwirkenden Antriebsscheibenzahn und der Riemenstegfläche 26 erzeugt wird. Ebenso ist, wenn dieser Abstand L weniger als 0,30 mm beträgt, der Schutz gegenüber thermischer Beeinträchtigung der lasttragenden Corde 22, die sich aus Reibung und Abrieb zwischen dem Riemen 10 und einer zusammenwirkenden Riemenscheibe im Betrieb ergibt, geringer. Wenn der Abstand L mehr als 0,50 mm beträgt, wird der Riemen zwischen seiner Innen- und Außenseite für die meisten Anwendungen zu dick.

Der Abstand D zwischen der Stegfläche 26 und der Mitte 36 der lasttragenden Corde 22 ist eine Abmessung, die sich auf den Corddurchmesser bezieht. Der herkömmliche PLD-Wert liegt in dem Bereich von 0,68 mm bis 0,72 mm. Gemäß der Erfindung beträgt dieser PLD-Wert zwischen 0,72 mm und 0,85 mm, das heißt er ist etwas größer als bei einem herkömmlichen Riemen. Wenn der Abstand D weniger als 0,73 mm beträgt, ist die Abmessung die eines herkömmlichen Riemens. Wenn der Abstand D 0,85 mm überschreitet, kann ein Ausbrechen von Zähnen aufgrund des Zusammenstoßens zwischen den Riemenzähnen 24 und einer mitwirkenden Riemenscheibe beim Betrieb auftreten.

Beim Entwickeln herkömmlicher Zahnriemen zur Kraftübertragung ist es wichtig, die Beziehung zwischen der Riemenscheibenabmessung und der Riemenabmessung in einem vorbestimmten Bereich zu halten. Eine Riemenscheibe für Zahnriemen in Fahrzeugen ist gewöhnlich so ausgeführt, daß die Riementeillinie 0,686 mm außerhalb des äußeren Riemenscheibenumfangs liegt. Daraus resultierend sind herkömmliche Zahnriemen so konstruiert, daß sie einen PLD-Wert in dem Bereich von 0,68 mm bis 0,72 mm aufweisen. Die Riemenlänge ist ebenso in einem vorbestimmten Bereich festgelegt durch Multiplizieren der Riemenzahn-Anzahl mit dem Riemenabstand, wobei die Anzahl der Riemenzähne bei einer gegebenen Last entsprechend der Riemenbreite und Zahnform gezählt wird, wie in der ISO- und JASO-Norm festgelegt ist.

Bei den oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Riemen kann indessen, wenn die Riemenlänge unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens berechnet wird, der sich ergebende Eingriff des Riemens und der Riemenscheibe ungeeignet sein. Um dieses Problem zu lösen, wird der Standardwert der Riemenlänge vergrößert oder der Außendurchmesser der Riemenscheibe kann so verändert werden, daß er dem PLD-Wert entspricht.

Im folgenden werden spezielle Beispiele des erfindungsgemaßen Riemens beschrieben.

Die Gewebeschichten 28 wurden unter der Verwendung von Kett- und Schußgarnen vorbereitet, wie in den folgenden Tabellen 1 und 2 beschrieben ist.

Tabelle 1

Tabelle 2

Die Gewebe wurden in Wasser gelegt und hydriert, so daß sie auf ungefähr die Hälfte ihrer Originalbreite schrumpften. Die Gewebe wurden dann in einen Gummikleber gelegt, der die Zusammensetzung der folgenden Tabelle 3 aufweist.

Tabelle 3

Nach dem Trocknen wurden die Gewebe unter Druck mit einem Gummimischungsbogen mit einer Dicke von 0,20 mm bis 0,50 mm verbunden. Die Gummimischung wies die in der unten folgenden Tabelle 4 beschriebene Zusammensetzung auf.

Tabelle 4

Die kombinierten Gewebe wurden dann als die Außengewebeschicht 28 verwendet. Tabelle 1 zeigt die Dicke der einzelnen Außengewebe.

Um die lasttragenden Corde 22 vorzubereiten, wurden Filamente mit der Zusammensetzung und dem Durchmesser, wie in der folgenden Tabelle 5 beschrieben, parallel zueinander gebündelt und in einer RFL-Lösung, einem Schutzmittel und einem Klebstoff eingetaucht. Nach dem Trocknen wurde das Filamentgarn ein erstes Mal getwistet, um ein dünnes Seil zu bilden. Mehrere der dünnen Seile wurden parallel zueinander gebündelt und abschließend in der umgekehrten Richtung zu dem ersten Twist getwistet, um ein Paar von getwisteten Corden mit einem S-Twist und einem Z-Twist zu erhalten.

Tabelle 5

Jede der Gewebeschichten 28 in Tabellen 1 und 2 wurden in zylindrischen Endlosformen geformt. Das zylindrische Gewebe wurde dann in ein Zieheisen gelegt. Ein Paar von S- und Z-Twistcorden, wie in Tabelle 5 gezeigt, wurden abwechselnd um die Gewebeschicht 28 mit einem Cordabstand und einer Zugbelastung wie in der folgenden Tabelle 6 spezifiziert.

Tabelle 6

Ein gerollter Gummimischungsbogen, der in Tabelle 3 beschrieben ist, wurde über die Corde 22 zum Festlegen eines Riemenärmels gewickelt. Die Gewebeschicht 28, Corde 22 und Gummimischungsbogen wurden dann durch das bekannte Druckverfahren vulkanisiert. Der vulkanisierte Riemenärmel wurde dann zum Erhalten jedes Riemens in spezifizierte Breiten geschnitten.

Die sich daraus ergebenen Riemen wiesen 105 Zähne, eine Breite von 19,1 mm und einen Zahnabstand von 8 mm auf. Die Form der Zähne 24 war STPD.

Die Riemenprobe 10 war auf einem triaxialen, dynamischen Testaufbau angebracht, wie schematisch bei 40 in Fig. 4 gezeigt ist, um die Zugfestigkeit des Riemens 10 nach einer festgelegten Laufzeit zu ermitteln. Der Testaufbau 40 wies eine Antriebsriemenscheibe 42 mit 21 Zähnen auf, eine angetriebene Riemenscheibe 44 mit 42 Zähnen und eine Zugriemenscheibe 46 mit 52 mm Durchmesser. Die Antriebsriemenscheibe 42 wurde in der Richtung des Pfeiles 48 bewegt, so daß sich die Antriebsriemenscheibe 42, die angetriebene Riemenscheibe 44 und die Zugriemenscheibe 46 fortlaufend um beabstandete, parallele Achsen 50, 52 und 54 drehten. Der Riemen 10 wurde so um die Riemenscheiben 42, 44, 46 herumgeführt, daß seine Rückseite 56 mit der Zugriemenscheibe 46 in Eingriff stand.

Die Umgebungstemperatur betrug 120°C. Die Antriebsriemenscheibe 42 wurde mit 7200 Umdrehungen pro Minute bei einer Belastung der angetriebenen Riemenscheibe 44 mit 5 PS betrieben. Ein ursprünglicher Zug von 15 kg/cm² wurde auf den Riemen ausgeübt.

Die Zugfestigkeit des Riemens wurde nach einem Betrieb von 500, 1000 und 1500 Stunden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengefaßt. Die Beziehung zwischen der Riemenbetriebszeit und der Zugfestigkeit des Riemens ist für jeden verschiedenen Riementyp in den Graphen der Fig. 6 bis 9 dargestellt.

Wie aus diesen Ergebnissen gesehen werden kann, wies der erfindungsgemäße Riemen eine verhältnismäßig kleine Zugfestigkeits-Erniedrigung nach dem Laufen auf dem Testaufbau 40 auf und wies eine außerordentlich gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Dauerbiegeermüdung auf.

Jeder der obigen Riemen wurde auf eine Breite von 12,7 mm geschnitten. Die sich daraus ergebenden Riemen wurden auf einem multiaxialen dynamischen Testaufbau angebracht, wie schematisch bei 60 in Fig. 5 gezeigt ist.

Der Testaufbau 60 wies eine Antriebsriemenscheibe 62 mit 24 Zähnen auf, die in der Richtung des Pfeiles 64 angetrieben wurde. Der Riemen wurde um die Antriebsriemenscheibe 62, zwei stationäre angetriebene Riemenscheiben 66, 68 mit jeweils 24 Zähnen und eine angetriebene Riemenscheibe 70 mit 24 Zähnen herumgeführt, die in Richtung des Pfeiles 72 beweglich war. Die Riemenscheiben 62, 66, 68, 70 waren, wie in Fig. 5 gezeigt, symmetrisch angeordnet. Spannriemenscheiben 74, 76, 78, 80 mit jeweils 32 mm Durchmessern waren zwischen den Riemenscheiben 62, 66, 68, 70 angeordnet und wurden gegen die Rückseite 56 des Riemens 10 gedrückt.

Die Riemen wurden bei einer Umgebungstemperatur von 100°C bei einer Axiallast von 60 kg betrieben. Die Drehgeschwindigkeit der Antriebsriemenscheibe 62 wurde auf 550 Umdrehungen pro Minute gesetzt. Die Riemenlaufgeschwindigkeit betrug 17,6 m/s.

Jeder Riemen wurde solange auf dem Testaufbau 60 betrieben, bis er das Ende seiner sinnvollen Lebenszeit erreichte. Die Zeit bis zum Ausfall und die Art des Defekts wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengefaßt.

Fig. 10 und 11 zeigen Graphen, die die Beziehung zwischen der Zugfestigkeit des Riemens nach dem Laufen und dem Abstand L zwischen der Grundstegfläche und dem Cord. Die gleichen Indices in Fig. 10 und 11 entsprechen dem gleichen Riemen.

Aus dem obigen Test kann gesehen werden, daß der erfindungsgemäße Riemen eine kleinere Verringerung der Zugfestigkeit nach dem Laufen auf dem triaxialen Testaufbau 60 aufwies und eine außerordentlich gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Dauerbiegeermüdung behielt. Ebenso gab es eine geringe Verringerung der Zugstarke nach dem Laufen auf dem Testaufbau 60, was eine lange Riemenlebensdauer erklärt.

Herkömmliche Riemenkonstruktionen, die mit dem erfindungsgemäßen Riemen verglichen wurden, wurden unter Verwendung der gleichen Verfahren wie die obigen Beispiele vorbereitet, wobei der Aufbau des Außengewebes, Cord, Cordwickelabstand und die Cordwickelspannung in der unteren Tabelle 7 zusammengefaßt sind. Die Riemen wurden auf dem triaxialen Testaufbau in Fig. 40 und im multiaxialen Testaufbau 60 in Fig. 4 bzw. 5 getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 und Fig. 6 bis 11 zusammengefaßt.

Tabelle 7

Die herkömmlichen Riemen wiesen eine niedrigere Widerstandsfähigkeit gegenüber Dauerbiegeermüdung und eine kürzere Lebenszeit als die erfindungsgemäßen Riemen auf.

Claims

1. Kraftübertragungsriemen, aufweisend
einen Riemenkörper (12) mit einer Längserstreckung, einer Innenseite (16), einer Außenseite (18), einer Tragschicht (20), mehreren in Längsrichtung beabstandeten Zähnen (24) und einer Stegfläche (26) zwischen angrenzenden Zähnen, die in einer von Innen- oder Außenrichtung zeigt,
wobei wenigstens ein sich in Längsrichtung erstreckender, lasttragender Cord (22) in dem Riemenkörper vorgesehen ist,
wobei der Abstand (L) zwischen der Stegfläche (26) und dem lasttragenden Cord (22) zwischen der Innen- und der Außenseite des Riemens zwischen 0,30 mm und 0,50 mm liegt,
wobei weiterhin der Abstand (D) zwischen der Stegfläche (26) und der Mitte (36) des lasttragenden Cords (22) zwischen der Innen- und der Außenseite des Riemens zwischen 0,73 mm und 0,85 mm liegt.

2. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des lasttragenden Cords (22) zwischen 0,6 mm und 1,1 mm liegt.

3. Kraftübertragungsriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewebeschicht (28) auf der Innenseite (16) des Riemens über den Zähnen (24) vorgesehen ist und die Stegfläche (26) definiert, und eine Gummischicht (32) zwischen der Gewebeschicht (28) und dem lasttragenden Cord (22) vorgesehen ist.

4. Kraftübertragungsriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines von a) der Tragschicht (20) und von b) wenigstens einem Anteil der Zähne (24) aus einem Gummi gefertigt ist, der wenigstens eines von hydrogeniertem Nitrilkautschuk, chlorsulfoniertem Polyethylen (CSM), alkyliertem chlorsulfoniertem Polystyren (ACSM) und Chloropren ist.

5. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines von a) der Tragschicht (20) und von b) wenigstens einem Anteil der Zähne (24) aus hydrogeniertem Nitrilkautschuk mit einem Hydrogenieranteil von wenigstens 80% gefertigt ist.

6. Kraftübertragungsriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Cord (22) Glasfasern mit einem Durchmesser von 5 µm bis 9 µm aufweist.

7. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfilamente mit wenigstens einem von a) einer Gummimischung und b) RFL-Lösung behandelt sind.

8. Kraftübertragungsriemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der lasttragende Cord (22) aus einer Organfaser besteht, die mit wenigstens einem von a) RFL-Lösung, b) Epoxydharz, c) Isocyanat-Lösung und d) Gummimischungklebstoff behandelt ist.

9. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (28) eine Leinwandschicht ist, die durch Fasern gebildet ist, die aus wenigstens einem von 6-Nylon, 6-6-Nylon, Polyester- und Aramidfasern sind.

10. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (28) Kett- und Schußgarne aufweist, die jeweils wenigstens eines von Filamentgarn und gesponnenem Garn aufweisen.

11. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (28) wenigstens eines von ebener, geköperter oder satinierter Webart ist.

12. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (28) mit wenigstens einem von a) RFL-Lösung, b) Isocyanat-Lösung und c) Epoxyd-Lösung behandelt ist.

13. Kraftübertragungsriemen aufweisend einen Riemenkörper (12) mit einer Längserstreckung, einer Innenseite (16), einer Außenseite (18), einer Tragschicht (20), mehreren in Längsrichtung beabstandeten Zähnen (24) und einer Stegfläche (26) zwischen angrenzenden Zähnen, die in einer von Innen- oder Außenrichtung weist,
wobei eine Gewebeschicht (28) auf der Innenseite des Riemens über den Zähnen (24) und der Stegfläche (26) vorgesehen ist,
wobei mehrere sich in Längsrichtung erstreckende, lasttragende Corde (22) in dem Riemenkörper (12) vorgesehen sind,
wobei der Abstand (L) zwischen der Stegfläche (26) und dem lasttragenden Cord (22) zwischen der Innenseite (16) und der Außenseite (18) des Riemens zwischen 0,30 mm und 0,50 mm liegt,
wobei weiterhin der Abstand (D) zwischen der Stegfläche (26) und der Mitte (36) des lasttragenden Cords (22) zwischen der Innenseite und der Außenseite des Riemens zwischen 0,73 mm und 0,85 mm liegt.

14. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der lasttragenden Corde (22) zwischen 0,6 mm und 1 mm liegt.

15. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gewebeschicht (28) auf der Innenseite des Riemens über den Zähnen vorgesehen ist, die die Stegfläche (26) festlegt, und daß eine Gummischicht (32) zwischen der Gewebeschicht (28) und dem lasttragenden Cord (22) vorgesehen ist.

16. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines von a) der Tragschicht (20) und von b) wenigstens einem Anteil der Zähne (24) aus Gummi gefertigt ist, der wenigstens eines von hydrogeniertem Nitrilkautschuk, chlorsulfoniertem Polyethylen (CSM), alkyliertem, chlorsulfoniertem Polystyren (ACSM) und Chloropren ist.

17. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die lasttragenden Corde (22) Glasfasern mit einem Durchmesser von 5 µm bis 9 µm aufweisen.

18. Kraftübertragungsriemen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfilamente mit wenigstens einem von a) einer Gummimischung und b) einer RFL-Lösung behandelt sind.

19. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die lasttragenden Corde (22) aus einer organischen Faser bestehen, die mit wenigstens einem von a) einer RFL-Lösung, b) Epoxydharz, c) Isocyanatlösung und d) Gummimischungskleber behandelt ist.

20. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (28) eine Leinwandschicht ist, die durch Fasern gebildet ist, die wenigstens eines von 6-Nylon, 6-6-Nylon, Polyester- und Aramidfasern ist.

21. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (28) Kett- und Schußgarne aufweist, die wenigstens eines von Filamentgarn und gesponnenem Garn aufweisen.

22. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (28) wenigstens eines von ebener, geköperter und satinierter Webart ist.

23. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebeschicht (28) mit wenigstens einem von a) RFL-Lösung, b) Isocyanat-Lösung und c) Epoxyd-Lösung behandelt ist.

24. Kraftübertragungsriemen nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnabstand zwischen 8 mm und 9,25 mm liegt.