DE60305429T2

DE60305429T2 - Zahntreibriemen mit metallischem Kern, damit versehenes Getriebe und Herstellungsverfahren des Riemens

Info

Publication number: DE60305429T2
Application number: DE60305429T
Authority: DE
Inventors: Mauro Zona
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: EP1439322B1; ITTO20030010A1; EP1439322A2; EP1439322A3; DE60305429D1; ES2262937T3; ATE327451T1; US20040147351A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Zahntreibriemen der Bauart, die einen mit Elastomermaterial beschichteten Metallkern aufweisen, wobei der Metallkern wenigstens zwei zueinander parallele und voneinander beabstandete Metallelemente aufweist, die in der longitudinalen Richtung des Riemens angeordnet sind, und eine Vielzahl von Metallquerbauteilen, die gemäß einem konstanten Abstand in der longitudinalen Richtung des Riemens verteilt sind, welche starr die zwei Metallelemente miteinander verbinden, wobei jedes Metallquerbauteil den Kern eines jeweiligen Zahns des Zahnriemens bildet.
Ein Zahntreibriemen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus US 3 878 734 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Zahntreibriemen der oben bezeichneten Art bereitzustellen, welcher einen präzisen und zuverlässigen Betrieb hat, während er zur gleichen Zeit einfach und relativ kostengünstig herzustellen ist.
In Anbetracht der Erreichung von diesem und von anderen Zielen stellt die Erfindung einen Zahntreibriemen wie dargelegt in Anspruch 1 bereit. Dank der Anordnung des oben beschriebenen Metallkerns ist der Treibriemen gemäß der Erfindung durch hohe dimensionale Stabilität und folgliche Präzision des Betriebs über die Zeit gekennzeichnet. Darüber hinaus ist die Struktur derartig, dass ihre Herstellung mit extrem einfachen Abläufen und zu relativ niedrigen Kosten möglich ist.
Gemäß einer zusätzlichen bevorzugten Eigenschaft haben die Querbauteile des Metallkerns des Treibriemens und folglich ebenso die Zähne des Treibriemens einen trapezförmigen Querschnitt.
In einer Ausführungsform haben die Querbauteile des Metallkerns und folglich ebenso die Zähne des Zahnriemens einen trapezförmigen Abschnitt ebenso in einer Ebene, welche senkrecht auf die longitudinale Richtung des Riemens ist, wobei die Enden jedes Querbauteils und jedes Zahns zueinander konvergierende geneigte Ebenen vorgeben. Im Fall dieser Ausführungsform nimmt deswegen jeder Zahn eine pyramidale Form an, deren Sockel langgestreckt ist in der Querrichtung relativ zur longitudinalen Richtung des Riemens. Selbstverständlich wird, falls der Zahnriemen mit Zähnen dieser Art ausgestattet ist, er dazu bestimmt sein, mit Zahnrädern zusammenzuarbeiten, welche Sitze zum Eingriff der Zähne des Riemens in der Form von Vertiefungen haben, welche eine komplementäre Gestalt zur Gestalt von jedem Zahn des Riemens aufweisen, Ein präziser Eingriff wird folglich nicht lediglich mit Bezug auf die Position des Riemens relativ zum Zahnrad in der tangentialen Richtung des Rades erreicht werden, sondern ebenso relativ zu einer Richtung quer zur longitudinalen Richtung des Riemens.
In einer ersten Ausführungsform werden die Querbauteile des Metallkerns durch Metallstangen mit massivem oder hohlem Querschnitt aufgebaut, welche an die zwei longitudinalen Metallstreifen des Kerns geschweißt sind. In einer zweiten Ausführungsform wird jedes Querbauteil durch eine hohle Abschnittsstange gebildet, welche durch einen Biegeablauf erhalten wird, ausgehend von einem Metallblech. Bei dieser Lösung hat das Metallblech jedes Querbauteils ein Paar von Schlitzen, welche jeweils von den zwei longitudinalen Streifen des Metallkerns durchquert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile werden bereitwilliger aus der nachfolgenden Beschreibung klar werden, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, welche rein als nicht-beschränkendes Beispiel bereitgestellt werden, in welchen:
1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Zahntreibriemens gemäß der Erfindung ist,
2 eine laterale Ansicht des Riemens aus 1 ist,
3 in vergrößertem Maßstab eine geschnittene Ansicht des Details, das durch den Pfeil III in 2 angezeigt wird, ist,
4 eine teilweise perspektivische Ansicht eines Zahnrads ist, das sich mit dem Treibriemen der Erfindung verzahnt, und
5 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Treibriemens gemäß der Erfindung ist.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 allgemein einen Zahntreibriemen, der einen mit einer Schicht von Gummi 3 beschichteten Metallkern 2 aufweist.
Im Falle der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in den 1–4 gezeigt ist, umfasst der Metallkern zwei zueinander parallele und voneinander beabstandete Metallstreifen, die im Wesentlichen koplanar zueinander sind und sich in der longitudinalen Richtung des Riemens erstrecken. Die zwei Metallstreifen 4 sind miteinander durch eine Vielzahl von Metallquerbauteilen 5 verbunden, welche sich quer relativ zur longitudinalen Richtung des Riemens erstrecken und die durch beliebige Verbindungsmittel mit den zwei Metallstreifen 4 verbunden sind (in dem dargestellten Beispiel mittels von Schweißen). Die Metallquerbauteile 5 sind gemäß einem konstanten Abstand in der longitudinalen Richtung des Riemens verteilt, und jedes von ihnen bildet den Kern eines jeweiligen Zahns 6 des Zahntreibriemens.
Die Querbauteile 5 bilden deswegen die widerstandsfähige Metallstruktur, welche die geeigneten Eigenschaften von Stärke der Zähne des Riemens sicherstellen, mit hoher dimensionaler Stabilität über die Zeit, was zu einem extrem zuverlässigen Betrieb des Treibriemens gemäß der Erfindung führt.
Die zwei Metallstreifen 4 dienen der alleinigen Funktion, die Metallquerbauteile 5 miteinander zu verbinden, und sind ausreichend nachgiebig, um den korrekten Betrieb des Riemens in Bereichen zu ermöglichen, in denen er eine Krümmung annehmen muss, um über einem jeweiligen Zahnrad in Eingriff zu gelangen (siehe 4). Wie oben angedeutet, ist der Kern 2 mit einer Gummibeschichtung ausgestattet, welche alle Metalloberflächen abdeckt, mit der Ausnahme der Endoberflächen 5a (siehe 1) der Metallquerbauteile 5. Ferner wird in Entsprechung mit der Seite des Zahnriemens, welche die Zähne 6 trägt, über der Gummibeschichtung eine zusätzliche Beschichtung von haftsicherem Kunststoffmaterial 8 (z.B. Nylon) angebracht (3).
4 zeigt ein Zahnrad 9, das sich in Eingriff mit dem Treibriemen 1 gemäß der Erfindung befindet. In dem dargestellten Beispiel hat jeder Zahn 6 einen trapezförmigen Querschnitt, dem eine komplementärförmige Vertiefung 10 entspricht, die durch eine Ausnehmung zwischen zwei benachbarten Zähnen 11 gebildet wird. Das Rad 9 hat ebenso zwei Endflansche 9a, welche den Treibriemen 1 lateral führen. Falls gewünscht, kann jeder Zahn 6 ebenso einen trapezförmigen Abschnitt in einer Ebene haben, die senkrecht zur longitudinalen Richtung des Riemens ist. In diesem Fall sind die zwei Endoberflächen 5a jedes Metallquerbauteils geneigte und konvergierende planare Oberflächen, auf solche Weise, dass die gesamte Form jedes Zahns eine pyramidale Form ist, langgestreckt in der Querrichtung des Riemens. In diesem Fall können die Flansche 9a ebenso mit einer entsprechenden Neigung angeordnet sein, so dass sie voneinander in einer radialen Richtung nach außen divergieren. Zusätzlich oder alternativ zur voranstehenden Anordnung können die Flansche 8a mit einer umfänglichen Folge von Fenstern 9b ausgestattet sein, in Entsprechung mit den Vertiefungen 10 zwischen den benachbarten Zähnen 11 des Rades. Diese Fenster sind in Entsprechung mit den Endoberflächen 5a der Metallquerbauteile gelegen und vermeiden jeden Kontakt oder jedes Reiben mit den Oberflächen. Falls die Fenster 9b bereitgestellt werden, müssen die Endoberflächen 5a der Querbauteile oder der Metallkern nicht mit Gummi beschichtet werden, wie dies im Fall der in 4 gezeigten Ausführungsform getan wurde.
Bei der Herstellung des in den 1–4 gezeigten Treibriemens wird zunächst der Metallkern 2 angeordnet. Dies kann mittels eines fortwährenden Arbeitsablaufs erreicht werden, auf eine extrem wirksame und rasche Weise. Die Verbindung zwischen den Querbauteilen 5 und den Metallstreifen 4 kann z.B. mittels von Schweißen erhalten werden, wobei die zwei Metallstreifen im Voraus fortwährend hergestellt werden, beginnend von Zuführspulen und indem über sie im Ablauf die Querbauteile 5 geschweißt werden, die von einer Zuführvorrichtung kommen, worauf die nachfolgende Gummibeschichtung ebenso fortwährend erhalten werden kann während dem longitudinalen Voranschreiten des derartig erhaltenen Metallkerns. Dasselbe gilt ebenso für die haftsichere Beschichtung auf der gezahnten Oberfläche des Riemens. Jede gewünschte Länge des Riemens kann dann erhalten werden, indem der fortlaufende, derartig hergestellte Riemen geschnitten wird und die Enden des geschnittenen Riementeils mit irgendeiner bekannten Technik verbunden werden.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform, in welcher die Querbauteile 5, statt durch massive Metallstangen gebildet zu werden, durch einen Biegeablauf erhalten werden, welcher von einem Metallblech ausgeht, um die Gestalt von hohlen Abschnittsstangen anzunehmen. Das Metallausgangsblech wird viermal gebogen, in Entsprechung mit den vier Ecken des Querbauteils 5, wobei die zwei Endkanten des gebogenen Metallbleches einander überlagert werden, wie in 5 dargestellt. Das Metallblech hat ebenso zwei Schlitze 12, und, falls gewünscht, ebenso einen dritten mittleren Schlitz 13, welche jeweils durch die zwei Metallstreifen 4 und möglicherweise durch einen dritten mittleren Metallstreifen (hierin nicht gezeigt) durchquert werden. Wenn einmal der Metallkern angeordnet ist, wird die Gummibeschichtung 7 wie gewöhnlich angebracht.
Im Betrieb ist der Zahntreibriemen gemäß entweder der ersten Ausführungsform der oben beschriebenen Erfindung oder der in 5 gezeigten Ausführungsform oder jeder weiteren Ausführungsform, die die grundlegenden Konzepte der Erfindung implementiert, zuverlässig und präzise im Betrieb und ist ebenso in der La ge, bei Transmissionen eingesetzt zu werden, die die Übertragung von hoher Transmissionsleistung implizieren, wodurch die benötigten Eigenschaften von Stärke und eine hohe dimensionale Stabilität und eine verlängerte Haltbarkeit sichergestellt werden.
Selbstverständlich können, ohne das Prinzip der Erfindung zu verändern, die Konstruktionsdetails und die Ausführungsformen breit von dem, was hierin lediglich als Beispiel beschrieben und dargestellt wurde, variiert werden, ohne dadurch vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Zahntreibriemen aufweisend einen metallischen Kern (2) überzogen mit Elastomermaterial, wobei der metallische Kern (2) wenigstens zwei zueinander parallel und voneinander beabstandete Metallelemente (4) aufweist, die in longitudinaler Richtung des Riemens angeordnet sind, und eine Vielzahl von metallischen Querbauteilen, verteilt gemäß einem konstanten Abstand in der longitudinalen Richtung des Riemens, welche starr die zwei Metallelemente (4) miteinander verbinden, wobei jedes metallische Querbauteil den Kern eines jeweiligen Zahns (6) des Zahnriemens (1) bildet, jedes der metallischen Querbauteile (5) einen Querschnitt hat, dessen Gestalt die Gestalt des Querschnitts des jeweiligen Zahns (6) vorgibt, wobei das elastomere Material eine Beschichtung vorgibt, die auf die äußere Oberfläche der metallischen Querbauteile (5) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Elemente im Wesentlichen koplanare Streifen sind.
Zahntreibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Querbauteil (5) des vorhergehenden Metallkerns (2) und folglich jeder Zahn (6) des Zahntreibriemens (1) einen trapezförmigen Querschnitt hat.
Zahntreibriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Querbauteil (5) des metallischen Kerns (2) durch den Stangenabschnitt einer Metallstange gebildet wird.
Zahntreibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Querbauteil (5) durch einen hohlen Stangenabschnitt gebildet wird, der durch einen Biegeablauf beginnend von einem Metallblech gewonnen wird.
Zahntreibriemen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallblech, welches jedes Querbauteil (5) bildet, Schlitze (12) aufweist, welche von den vorhergehenden Metallstreifen (4) durchquert werden.
Zahntreibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbauteile (4) an die zwei Metallstreifen (4) geschweißt sind.
Zahntreibriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Querbauteil (5) des Metallkerns (2) und folglich jeder Zahn (6) des Zahntreibriemens einen trapezförmigen Querschnitt hat, ebenso in einer Ebene, die orthogonal zur longitudinalen Richtung des Riemens ist, wobei die Endoberfläche (5a) jedes Zahns in zueinander konvergierenden geneigten Ebenen positioniert ist.
Zahntreibriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede gezahnte Oberfläche des Riemens eine Lage von haftungssicherer Beschichtung (8) über der Gummibeschichtung aufweist.
Zahntreibriemen nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen für die Verzahnung mit einem Zahnrad (9) ist, das eine Vielzahl von umfänglichen Zähnen (11) hat, die sich mit Vertiefungen (10) abwechseln und zwei Endflanschen (9a), welche die Enden der Vertiefungen (10) bilden.
Zahntreibriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Endflansche (9a) des Zahnrades (9) eine umfängliche Verteilung von Fenstern (9b) haben, die mit den Enden der Vertiefungen (10) zwischen den Zähnen (11) des Zahnrades übereinstimmen, um einen Kontakt zwischen den inne ren Oberflächen der Flansche (9a) und den Endoberflächen der Zähne (6) des Zahntreibriemens (1) zu verhindern.
Verfahren zur Herstellung eines Zahnriemens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei parallelen und voneinander beabstandeten Metallstreifen (4) dazu gebracht werden, fortwährend sich voran zu bewegen, indem sie von zwei Zuführspulen abgewickelt werden, wobei die metallischen Querbauteile (5) in Abfolge mit den Metallstreifen (4) verbunden werden, während die Streifen voranschreiten, indem die Querbauteile von einem Querbauteilzuführer zugeführt werden, und der dadurch erhaltene Metallkern mit einer Schicht von Elastomer beschichtet wird, während der Metallkern voranschreitet.