DE68910742T2 - Rillentreibriemen. - Google Patents

Rillentreibriemen.

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16GBELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/20V-belts, i.e. belts of tapered cross-section with a contact surface of special shape, e.g. toothed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pulleys (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Belt Conveyors (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Antriebsriemen mit rillenförmiger Innenfläche, das heißt, mit Rillen oder Rippen entlang des Umfanges.
  • Diese Riemen besitzen exakte geometrische Formen, welche den Normen genügen, beispielsweise die DIN 7867 Norm oder das Normenprojekt ISO R 15-506. Sie sind insbesondere für Automobile und für elektrische Haushaltsgeräte (Trommelantrieb einer Waschmaschine oder eines Wäschetrockners) verwendbar und können Rippen mit abgeschnittenen Spitzen aufweisen, welche einen trapezförmigen Querschnitt besitzen.
  • Aus der EP-A-0034225 ist ein Riemen bekanht, welcher entlang des Umfanges Rippen in Form abgeschnittener Spitzen aufweist, welche eine trapezförmigen Querschnitt besitzen, dessen kleine Basis eine konkav gekrümmte Fläche ist. Bei diesem bekannten Riemen erstreckt sich quer zu den Rippen eine längliche innere seilförmige Verstärkung, die in der Nähe der Außenfläche des Riemens angeordnet ist, sodaß diese Verstärkung zwischen den Rippen unterbrochen ist und der Riemen sich nicht wie ein einstückiger Riemen verhält, sondern wie mehrere trapezförmige Riemen, die untereinander ohne besondere Steifheit durch dünne Elastomerbänder verbunden sind.
  • In einer Zwischenphase bei der Herstellung eines solchen Riemens ist es möglich, daß die konkaven Basen der Rippen in Abhängigkeit von der Form zur Aushärtung des Riemens mit den Seitenflächen durch konvex gekrümmte Flächen verbunden sind.
  • Jedenfalls werden die Rippen danach einer Nachbehandlung unterzogen, welche die konvexen Verbindungsflächen mehr oder weniger verschwinden läßt, sodaß in die konkaven Basen der Rippen in der Endform mit den Seitenflächen der Rippen durch scharfkantige Winkel miteinander verbunden sind.
  • Es ist festgestellt worden, daß ein Riemen mit entlang des Umfanges an der Innenfläche angeordneten Rillen nach einer bestimmten Betriebsdauer an den Verbindungskanten zwischen den kleinen Basen und den Seitenflächen der Rippen mit trapezförmigen Querschnitt oft Risse aufweist. Diese Risse entstehen aufgrund von Spannungen an den Kanten, die durch den Kontakt der Seitenflächen und der Kanten der Rippen mit den zugeordneten Oberflächen der Rollen entstehen, an welchen der Riemen läuft, und haben die rasche Beschädigung oder Zerstörung des Riemens zur Folge.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher diesen Nachteil bekannter Riemen zu überwinden und folglich ihre Lebensdauer zu erhöhen.
  • Zu diesem Zweck wird ein Rillenantriebsriemen vorgeschlagen, der in der Nähe seiner äußeren Oberfläche eine innere Langsverstärkung aus Seilen und am Umfang seiner inneren Oberfläche ausgebildete Rillen oder Rippen mit abgestutzten Spitzen aufweist, wobei jede Rippe im Querschnitt im wesentlichen eine trapezförmige Form besitzt, deren kurze Basis eine konkav gekrümmte Fläche ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen einstückig ist, die Rippen in Abstand von der inneren Langsverstärkung aus Seilen normal zur Außenfläche des Riemens ausgebildet sind und daß die konkav gekrümmten Flächen der kleinen Basen zum Verringern der Belastungen in den Verbindungsbereichen zwischen den kleinen Basen und den Seitenflächen der Rippen über konvex gekrümmte Flächen, deren Querschnitte Kreisbögen sind, mit den Seitenflächen der Rippen verbunden sind.
  • Dieses Ersetzen der Verbindungskanten zwischen den Seitenflächen und den kurzen Basen der Rippen der Riemen nach dem Stand der Technik durch konvex gekrümmte Flächen bewirkt eine starke Verringerung der Spannungen in diesen Bereichen. Daraus ergibt sich folglich eine Verlängerung der Lebensdauer um bis zu 50%.
  • Zusätzlich bewirkt die konkave Form der kurzen Basen der Rippen eine Veränderung der Aufteilung von Drücken an den Seitenflächen der Rippe bei ihrem Kontakt mit den Rollen, die im Sinne einer Verringerung der Spannungen an diesen Seitenflächen wirkt.
  • Gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung besitzen die konvexen Flächen abhängig von den Abmessungen der Rippen im Querschnitt einen Kurvenradius zwischen 0,2 und 2 mm besitzen, der beispielsweise 0,4 mm beträgt, wenn die Höhe der Rippen ungefähr 2 mm ist.
  • Der Kurvenradius der konkav gekrümmten Flächen kann abhängig von der Breite der Rippen im Querschnitt zwischen 0,5 und 100 mm liegen.
  • Vorzugsweise ist diese konkave Fläche direkt mit den konvexen Verbindungsflächen der Seitenflächen der Rippen verbunden.
  • Die Erfindung ist besser verständlich und weitere Details, Merkmale und Vorteile derselben gehen noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren ein Ausführungsbeispiel angibt, wobei diese Figuren zeigen:
  • Figur 1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Rillentreibriemens nach dem Stand der Technik,
  • Figur 2 eine Halbansicht eines Schnittes durch einen erfindungsgemaßen Riemen.
  • Als Beispiel ist in Figur 1 ein Rillentreibriemen nach dem Stand der Technik dargestellt, welcher allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist und eine innere Längsverstärkung aus Seilen 12 aufweist, welche in einem elastomeren Material 14, wie Kautschuk oder eine Mischung von Kautschuken, die üblicherweise zur Herstellung von Antriebsriemen verwendet werden, eingebettet sind.
  • Die Außenfläche 16 des Riemens 10 ist im wesentlichen eben oder glatt, wogegen seine Innenfläche mit entlang des Umfanges ausgerichteten Rillen oder Rippen 18 versehen ist, deren Spitzen abgestutzt sind und die daher einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt besitzen, welcher eine kurze Basis 20 aufweist, die über Kanten 24 mit zwei geneigten Seitenflächen 22 verbunden ist.
  • Wenn der Riemen 10 in Betrieb ist, wobei dieser über eine Rolle geführt ist, liegen die geneigten Seitenflächen 22 der Rippen 20 an den entsprechenden parallelen Oberflächen der Rolle auf und es entstehen auf Höhe der Kanten 24 Spannungen, welche die Bildung von Rissen und Sprüngen bewirken, die zu einer Zerstörung des Riemens führen.
  • Die Erfindung ermöglicht das Überwinden dieser Nachteile, in dem jeder Rippe die besondere, in Figur 2 vergrößert dargestellte Form gegeben wird.
  • In dieser Figur, welche eine Halbansicht eines Schnittes einer Rippe eines erfindungsgemäßen Riemens 30 von derselben Art wie der Riemen 10 von Figur 1 ist, ist die kurze Basis 40 jeder Rippe 38 mit den Seitenflächen 42 der Rippe mittels einer konvex gekrümmten Oberfläche 44 verbunden, welche beispielsweise ein Abschnitt eines Torus mit kreisförmigen Querschnitt ist, sodaß diese Fläche 44 in der Halbansicht von Figur 2 mittels eines Kreisbogens dargestellt ist.
  • Abhängig von den Abmessungen des Riemens 30 und jener der Rippen 38 kann der Kurvenradius R1 dieser konvexen Oberfläche 44 zwischen 0,2 und 2 mm variieren, wobei dieser z.B. 0,4 mm beträgt, wenn die Höhe der Rippe ungefähr 2 mm ist.
  • Diese konvex gekrümmten Oberflächen 44, welche die scharfen Kanten 24 der Riemen 10 gemaß des Standes der Technik ersetzen, bewirken, daß bei Kontakt mit einer Rille 46 einer schematisch in Figur 2 dargestellten Rolle die Spannungen auf die Seitenfläche 42 übertragen werden und daher weniger im Bereich der Oberfläche 44 konzentriert sind. So wird das Entstehen von Rissen oder Sprüngen vermieden, welche gemäß des Standes der Technik nach einer bestimmten Betriebsdauer des Riemens auf Höhe der Kanten 24 auftreten.
  • Es ist anzumerken, daß die Spannungen im Bereich der konvex gekrümmten Oberfläche 44 beispielsweise um einen Faktor von ungefähr 2 verringert werden, wobei überdies alle anderen Eigenschaften gleichbleiben.
  • Zur weiteren Verringerung der Spannungen in diesem Bereich ist anhand der Erfindung vorgesehen, daß die kurzen Basen jeder Rippe 38 durch eine im Querschnitt konkav gekrümmte Fläche 40 gebildet werden, deren Kurvenradius R2 abhängig von den Abmessungen des Riemens und der Rippen 38 zwischen 0,5 und 100 mm variieren kann. Dieser Kurvenradius R2 beträgt beispielsweise 2 mm, wenn die Höhe einer Rippe 38 ungefähr 2 mm ist.
  • Die gekrümmte Fläche 40, welche die kurze Basis jeder Rippe bildet ist direkt mit der gekrümmten Oberfläche 44 zur Verbindung mit den Seitenflächen 42 verbunden, sodaß das Profil jeder Rippe 38 in kontinuierlicher Weise gekrümmt ist, wobei zwischen jeder konvexen Oberfläche 44 und der konkaven Oberfläche 40 ein Wendepunkt 48 entsteht.
  • Wie die konvexen Oberflächen 44 können die konkaven Oberflächen 40 durch einen Torusabschnitt mit kreisförmigem Querschnitt gebildet werden und sind daher in Figur 2 mittels eines Kreisbogens dargestellt.
  • Die Anwesenheit dieser konkav gekrümmten Oberfläche 40 der Basis jeder Rippe 38 bewirkt eine Veränderung der Aufteilung des Druckes auf die Seitenflächen 42 der Rippen, wenn diese über die Rolle laufen, wobei die Tendenz zur Verringerung der Spannungen in den konvex gekrümmten Bereichen 44 besteht.
  • In allgemeiner Weise ermöglicht die Erfindung dank einer einfachen Veränderung der Form eines Teils der Rippen eine Verlängerung der Betriebsdauer von Rillenantriebsriemen um bis zu 50 %. Überdies bewirkt die erfindungsgemäße Form dank der Anwesenheit seitlicher Kanäle zur Evakuierung von Luft, welche an der Basis der Rippen durch die gekrümmten Flächen entstehen, in vorteilhafterweise eine Reduzierung des Lärms, welcher durch dasLaufen des Riemens über die Rollen entsteht.

Claims (5)

1. Einstückiger Rillenantriebsriemen, der in der Nähe seiner äußeren Oberfläche eine innere Längsverstärkung aus Seilen (12) und am Umfang seiner inneren Oberfläche ausgebildete Rillen oder Rippen (38) mit abgestutzten Spitzen aufweist, wobei jede Rippe im Querschnitt im wesentlichen eine trapezförmige Form besitzt, deren kurze Basis (40) eine konkav gekrümmte Fläche ist, die Rippen in Abstand von der inneren Längsverstärkung aus Seilen (12) normal zur Außenfläche des Riemens ausgebildet sind und die konkav gekrümmten Flächen der kleinen Basen (40) zum Verringern der Spannungen in den Verbindungsbereichen zwischen den kleinen Basen (40) und den Seitenflächen (42) der Rippen über konvex gekrümmte Flächen (44), deren Querschnitte Kreisbögen sind, mit den Seitenflächen (42) der Rippen verbunden sind.
2. Riemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Flächen der kleinen Basen (40) der Rippen über Wendepunkte (48) mit den konvexen Flächen (44) zur Verbindung mit den Seitenflächen der Rippen verbunden sind.
3. Riemen nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexen Flächen (44) im Querschnitt einen Kurvenradius R1 zwischen 0,2 und 2 mm besitzen, der beispielsweise 0,4 mm beträgt, wenn die Höhe der Rippen ungefähr 2 mm ist.
4. Riemen nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede konkave Fläche der kleinen Basen (40) der Rippen im Querschnitt durch einen Kreisbogen gebildet ist.
5. Riemen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die konkav gekrümmten Flächen der kleinen Basen (40) der Rippen im Querschnitt einen Kurvenradius R2 zwischen 0,5 und 100 mm besitzen, der beispielsweise 2 mm beträgt, wenn die Höhe einer Rippe ungefähr 2 mm ist.
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