DK142182B

DK142182B - Timing belt.

Info

Publication number: DK142182B
Application number: DK621269AA
Authority: DK
Inventors: Henry Frederick Miller
Original assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1968-11-25
Filing date: 1969-11-24
Publication date: 1980-09-15
Also published as: ES185868Y; NL6917715A; CA951542A; SE375840B; DK142182C; NO132969C; FI54391C; AT318999B; CH520286A; DE1957922A1; BE742128A; FI54391B; GB1294104A; ZA697698B; FR2024199A1; GB1294103A; JPS571714B1; NO132969B; JPS5637457B1; NL166766B

Description

I pw II pw I

\Ra/ (11) FREM LÆG G ELS ESS KR I FT 1^2182 ΠΑΜΜΛΟΙ^ (51) Int. Cl.3 F 16 6 1/28 DANMARK f 16 h 7/02 «(21) Ansøgning nr. 6212/69 (22) Indleveret den 24. nOV. 19^9 (24) Lebedag 24. nOV. 1969 (44) Ansøgningen fremlagt og 1 Q 80 fremlaeggelsesskrrftet offentliggjort den 15· S©P · ? DIREKTORATET FOR D._.__.\ Ra / (11) PROMOTE G ELS ESS KR I FT 1 ^ 2182 ΠΑΜΜΛΟΙ ^ (51) Int. Cl.3 F 16 6 1/28 DENMARK f 16 h 7/02 '(21) Application No 6212/69 (22) Filed on 24 November. 19 ^ 9 (24) Live day 24. nov. 1969 (44) The application submitted and 1 Q 80 petition published on 15 · S © P ·? DIRECTORATE OF D ._.__.

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Pnontet begær« ta denPATENT AND TRADE MARKET (30) Pnontet requests «take it

25. nov. 1968, 778518, US25 nov. 1968, 778518, US

(71) UNIROYAL INC., 1250 Avenue of the Americas, New York, N.Y., US.(71) UNIROYAL INC., 1250 Avenue of the Americas, New York, N.Y., US.

(72) Opfinder: Henry Frederick Miller, 12 East 8th Street, Clifton, Pas® sale, New Jersey, US.(72) Inventor: Henry Frederick Miller, 12 East 8th Street, Clifton, Pas® sale, New Jersey, US.

(74) Fuldmægtig under «egens behandling:(74) Plenipotentiary under 'Own Treatment:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.Hofman-Bang & Boutard Engineering Company.

ψ* (54) Tandrem.ψ * (54) Timing Belt.

Opfindelsen angår en fleksibel tandrem af den i krav l’s indledning angivne art.The invention relates to a flexible toothed belt of the kind specified in the preamble of claim 1.

Man kender tandremme med et ustrækkeligt trækorgan forsynet med tænder på den ene side og med en beskyttende tekstilbeklædning, der dækker tænderne. Tænderne består fortrinsvis af et elastomert materiale, såsom gummi, og remmen kan også på bagsiden have ét lag af samme materiale eller et lignende materiale som materialet i tænderne.You know of tooth belts with an elongated puller fitted with teeth on one side and with a protective textile covering covering the teeth. The teeth preferably consist of an elastomeric material such as rubber, and the strap may also have at the back one layer of the same material or a similar material to the material of the teeth.

Der er blevet anvendt mange forskellige elastomere materialer til fremstilling af sådanne remme, herunder navnlig neopren og poly- 2 142182 urethan. Disse remme er bestemt til at samvirke med tandremskiver, som er fremstillet af materiale med større Young-modul end det til remmen anvendte elastomere materiale. De sædvanlige tandremme har tænder med et tandtværsnit, der i hovedsagen er trapez-formet, og som ligner det til sædvanlige tandstænger anvendte tværsnit. Der er gjort mange forsøg på at ændre tandformen på tand-remme og de tilhørende remskiver for et undgå rembrud ved afskæring af tænderne på grund af spændingskoncentrationer i remmen.Many different elastomeric materials have been used to make such belts, in particular neoprene and polyurethane. These belts are intended to cooperate with toothed pulleys made of material with a larger Young modulus than the elastomeric material used for the belt. The usual tooth belts have teeth with a tooth section that is generally trapezoidal, similar to the cross section used for conventional tooth rods. Many attempts have been made to change the tooth shape of the tooth straps and the associated pulleys for an avoidable belt break when cutting the teeth due to tension concentrations in the belt.

De største påvirkninger i en rem med trapez-formede tænder optræder ved tandfoden på den side, hvor kraften overføres. Dette stærkt belastede område svarer kun til en forholdsvis lille del af det samlede tandvolumen, f.eks. 20 - 30%. Heraf følger, at det elastomere materiale ikke anvendes effektivt, og at trækkraftoverføringen fra tandremmens tand til dens trækorgan sker uensartet langs overfladen imellem disse to dele.The largest stresses in a strap with trapezoidal teeth occur at the tooth foot on the side where the force is transmitted. This heavily loaded area corresponds to only a relatively small portion of the total tooth volume, e.g. 20-30%. It follows that the elastomeric material is not used effectively and that the traction transfer from the tooth of the toothed belt to its pulling means occurs uniformly along the surface between these two parts.

For at forøge effektoverføringsevnen af en tandrem og samtidig undgå afskæring af tænderne er det nødvendigt at formindske de i tænderne optrædende maksimale påvirkninger og at tilvejebringe en mere ensartet overføring af belastningen fra tanden til trækorganet. Undersøgelser af de dynamiske påvirkninger har vist, at der foreligger et interferensproblem, når trapez-formede tænder på en tandrem og en tandremskive kommer i indgreb. De yderste hjørner af de mødende tænder er tilbøjelige til overlapning som følge af utilstrækkeligt tandspillerum og deformation i tandremmen under belastningen. Som følge heraf er der glidende kontakt mellem tænderne over hele højden af tændernes flade, hvilket bevirker en uheldig grad af slid og opvarmning af tænderne. Denne interferens vil også fremkalde tværsvingninger i tandremmen, hvilket kan give anledning til støj og træthedsbrud.To increase the power transfer capacity of a toothed belt and at the same time avoid cutting the teeth, it is necessary to reduce the maximum stresses present in the teeth and to provide a more uniform transfer of the load from the tooth to the pulling member. Studies of the dynamic influences have shown that an interference problem exists when trapezoidal teeth on a toothed belt and a toothed belt are engaged. The outer corners of the meeting teeth are prone to overlap due to insufficient dentition space and deformation of the tooth belt under load. As a result, there is slippery contact between the teeth over the entire height of the surface of the teeth, causing an unfortunate degree of wear and tear of the teeth. This interference will also cause transverse oscillations in the tooth belt, which can cause noise and fatigue fractures.

Formen af tænderne på tandremmen ifølge opfindelsen eliminerer mange af de problemer, som fremkommer ved anvendelse af tænder med trapez-form. Hvis tænderne har et tværsnit, som nærmer sig konturen af den isokromatiske påvirkningslinie af ordenen i en tandrem under nominel belastning, hvis remskivens tænder har tilsluttende konjugeret tværsnit med i det væsentlige tilsvarende kurveform, og hvis størrelsen af tænder, kurveradier, vinkler og skæringspunkter mellem tænderne er i overensstemmelse med herunder angivne kriterier og formler, har det vist sig, at det resulterende 3 142182 system bestående af rem og remskive har forbedrede arbejdsegen-skaber sammenlignet med transmissioner med trapezformede tænder.The shape of the teeth of the tooth belt of the invention eliminates many of the problems that arise when using trapezoidal teeth. If the teeth have a cross-section approaching the contour of the isochromatic line of influence of the order of a toothed belt under nominal load, if the teeth of the pulley have subsequently conjugated cross-section with substantially similar waveform and if the size of teeth, curves, angles and intersections of the teeth In accordance with the criteria and formulas set forth below, it has been found that the resulting belt and pulley system has improved working properties compared to transmissions with trapezoidal teeth.

Med nævnte forbedrede tandform bliver påvirkningen af tandremmens tænder relativt lav uden spændingskoncentrationer, man opnår en jævnere fordelt kraftoverføring fra tandremmens tænder til trækorganet over hele tilslutningsoverfladen imellem tandremmens tænder og trækorganet, tandremmens tænder kommer ikke til at svinge ud i sideretningen fra tandremskivens tandmellemrum, og interferens imellem tænderne bliver holdt på et minimum.With said improved tooth shape, the impact of the toothed belt teeth becomes relatively low without stress concentrations, an evenly distributed power transfer is obtained from the toothed belt's teeth to the pulling member over the entire connecting surface between the toothed belt's teeth and the pulling means, between the teeth is kept to a minimum.

Opfindelsen angår en fleksibel tandrem af den indledningsvis nævnte art, og som opfylder ovenstående kriterier.The invention relates to a flexible toothed belt of the kind mentioned above and which meets the above criteria.

Tandremmen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav l’s kendetegnende del angivne.The toothed belt according to the invention is peculiar to the characterizing part of claim 1.

I en passende udførelsesform udgør højden af det parti af hver tand, som begrænses af de cirkulære buer, mindst 60% af tandens totale højde fra trækorganet til den i buemes skæringspunkt dannede tandtop. I en yderligere egnet udførelsesform ligger krumningscenteret for tandprofilet i en afstand fra det tilsvarende punkt for den næste tand, der er lig: med eller mindre end to gange krumningsradien for en tand, når trækorganet er udfoldet retliniet.In a suitable embodiment, the height of the portion of each tooth constrained by the circular arcs constitutes at least 60% of the total height of the tooth from the pulling member to the tooth tip formed at the intersection of the arch. In a further suitable embodiment, the center of curvature of the tooth profile lies at a distance from the corresponding point of the next tooth which is equal: with or less than twice the radius of curvature of a tooth when the pulling member is unfolded straight.

Radierne af de to cirkulære buer, som i det væsentlige begrænser tandprofilet, er passende forskudt fra hinanden langs en med trækelementet parallel linie i en afstand, som ikke overstiger 10% af radiernes længde.The radii of the two circular arcs, which substantially limit the tooth profile, are suitably offset from one another along a line parallel to the tensile element at a distance not exceeding 10% of the length of the radii.

I en særlig egnet udførelsesform, hvor spændingsfordelingen i tandremmen er fotoelastisk bestemmelig, er tandremmen ifølge opfindelsen kendetegnet ved, at hver tands tværsnitsform tilnærmelsesvis svarer til konturen af den isokromatiske interferenslinie af ordenen ^ i remmen, når tanden er under normal belastning. Tand-remmen har derved fortrinsvis en sådan dimension, at de isokromatiske interferenslinier i en tand, der er under normal belastning, ligger i hovedsagen parallelt med trækorganet i området umiddelbart op til trækorganet. Tandremmen kendetegnes derved som angivet i krav 15 yderligere af, at dens tænder har sådanne dimensioner, at en enkelt isoklin-interferenslinie i en tand, der er under nor- 4 142182 mal belastning, dækker mindst 75% af tandens tværsnitsareal.In a particularly suitable embodiment, where the stress distribution in the tooth belt is photoelastically determinable, the tooth belt according to the invention is characterized in that each tooth's cross-sectional shape corresponds approximately to the contour of the isochromatic interference line of the order ^ in the belt when the tooth is under normal load. The toothed belt thus preferably has such a dimension that the isochromatic interference lines of a tooth under normal load are substantially parallel to the pulling means in the region immediately adjacent to the pulling means. The toothed belt is further characterized as claimed in claim 15 in that its teeth have dimensions such that a single isoclin interference line in a tooth under normal load covers at least 75% of the cross-sectional area of the tooth.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpå: fig. 1 viser en foretrukken udførelsesform for tandremmen ifølge opfindelsen, set fra siden, delvis i snit og anbragt på et par tandremskiver eller "tandhjul", fig. 2 i større målestok, et længdesnit gennem en del af tandremmen i fig. 1, fig. 3 på tilsvarende måde, en del af det tilhørende tandhjul, fig. 4 og 5 tilsvarende snit gennem en anden udførelsesform, fig. 6 den i fig. 2 viste tandrem, set fra neden, fig. 7 et fotografi af et spændingsoptisk isokromatisk interferensmønster for en sædvanlig trapezformet remtand under normal belastning, fig« 8 et diagram, der viser variationen af ordenen af isokro-mater i et sådant interferensmønster i en trapezformet remtand under normal belastning langs en linie, der forbinder toppene af to nabotænder på tandhjulet, afsat som funktion af afstanden langs denne linie, fig. 9 et fotografi, svarende til fig. 7, af en remtand udformet ifølge opfindelsen, under belastning, fig. 10 på samme måde som fig. 8 et til fig. 9 svarende diagram, fig. 11 et diagram, der viser isokliner i interferensmønsteret i en trapezformet tand under belastning, medens fig. 12 viser et fotografi af 60° isokliner i interferensmønsteret i en remtand udformet ifølge opfindelsen.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, in which: FIG. 1 is a side elevational view of a preferred embodiment of the toothed belt according to the invention, partially sectioned and mounted on a pair of toothed pulleys or "cogs"; 2 on a larger scale, a longitudinal section through part of the toothed belt of FIG. 1, FIG. 3 is a view similarly to a portion of the associated gear; FIG. 4 and 5 show similar sections through another embodiment; 6 is the one shown in FIG. 2 from below, fig. 7 is a photograph of a voltage optical isochromatic interference pattern for a conventional trapezoidal belt tooth under normal load; FIG. 8 is a diagram showing the variation of the order of isochromatos in such an interference pattern in a trapezoidal belt tooth under normal load along a line connecting the peaks of two adjacent teeth on the sprocket, plotted as a function of the distance along this line, fig. 9 is a photograph similar to FIG. 7, of a belt tooth formed according to the invention, under load; FIG. 10 in the same way as FIG. 8 is a view of FIG. 9, FIG. 11 is a diagram showing isoclines in the interference pattern of a trapezoidal tooth under load, while FIG. 12 shows a photograph of 60 ° isoclines in the interference pattern of a belt tooth designed according to the invention.

I fig. 1 er vist en lukket tandrem 10 ifølge opfindelsen, løbende i indgreb med en drivende remskive 11 og en dréven remski 5 142182 ve 12, i det følgende betegnet "tandhjul«. Remmen 10, der i hovedsagen er af kendt konstruktion, har et trækorgan 16 bestående af et antal vindinger af en kontinuerlig snor eller kord af trådmateriale. Trækorganet 16 bærer i hovedsagen hele den belastning, der overføres af remmen 10, og er op til den maksimale belastning, til hvilken remmen er udformet, i hovedsagen ustrækkeligt.In FIG. 1, a closed toothed belt 10 according to the invention is shown, in continuous engagement with a driving pulley 11 and a driven belt pulley 5, hereinafter referred to as "gear". The belt 10, which is generally of known construction, has a pulling member 16 consisting of a plurality of turns of a continuous string or cord of wire material.The pulling member 16 carries substantially all of the load transmitted by the belt 10 and is substantially insufficient up to the maximum load to which the belt is formed.

I fig. 2 er vist den foretrukne udførelaesform for remmen ifølge opfindelsen, hvor remmen 10 er udformet med remtænder 13 og et bagsidelag 18. Det ustrækkelige trækorgan 16 er indlagt i remmen omtrent ved tandfoden 26 og 27 på tænderne 13. Remmen kan have en ikke vist beskyttende beklædning eller kappe, der strækker sig over hele remmens tandflade. Mellem beklædningen og trækorganet 16 kan i det viste bundområde 17 mellem tænderne være indlagt et, ikke vist, tyndt lag af elastomer til forøgelse af adhæsionen i dette område. Hver tand 13 har konstant tværsnit tværs over remmen, og dette tværsnit begrænses af to cirkelbuer 19 og 20 med lige store radier 21 og 22, hvilke cirkelbuer skærer hinanden i et punkt 23 på tandens midtlinie 45, idet dog det dannede knæk i punktet 23 er vist overdrevet i figuren. Krumningscentrene 25 og 24 for cirkelbuerne 19 og 20 ligger på en linie P, der ligger i hovedsagen parallelt med trækorganet 16, når dette som vist er udfoldet efter en ret linie. Cirkelbuerne strækker sig fra punktet 23 til linien P. Krumningscentrene for de to sider af tanden ligger som vist på de respektive modsatte sider af midtlinien 45 med en afstand fra denne, der er lig med eller mindre end 10 $ af krumningsradierne 21 og 22. Bundområdet 17 mellem to trader 13 svarer i tværsnittet til en kort ret linie parallel med linien P som forbindelse mellem enderne af tandfødderae 26 og 27 langs trækorganet 16. linien P ligger med en afstand fra bundområdet mindre end eller lig med 4-0 $> af den samlede tandhøjde, hvorved forstås afstanden langs linien 45 mellem punktet 23 og skæringspunktet mellem linien 45 og planet gennem bundområdet 17. Hver tandfod 26 og 27 er formet efter en cirkelbue, med lige store radier 28 og 29. Krumningscentrene 30 og 31 for disse ligger på en linie Q, hvis afstand fra bundområdet 17 er mindre end eller lig med afstanden til linien P. Cirkelbuerne for tandfoden 26 og 27 begynder ved linien Q og ender ved bundområdet 17. Hvis 6 142182 linierne Q og P ikke er sammenfaldende, er cirkelbuerne 20 og 26, respektive 19 og 27 forbundet ved rette linier, der tangerer cirkelbuerne ved skæringspunkterne med linierne henholdsvis P og Q.In FIG. 2, the preferred embodiment of the belt according to the invention is shown, wherein the belt 10 is formed with belt teeth 13 and a backing layer 18. The non-stretchable pulling member 16 is inserted into the belt approximately at the tooth base 26 and 27 on the teeth 13. The belt may have a protective covering not shown. or sheath extending over the entire tooth surface of the belt. Between the cladding and the pulling member 16, in the bottom region 17 shown between the teeth, a thin layer of elastomer (not shown) may be inserted to increase the adhesion in this area. Each tooth 13 has a constant cross-section across the belt, and this cross-section is limited by two circular arcs 19 and 20 of equal radii 21 and 22 which intersect at a point 23 on the centerline of the tooth 45, however, the resulting crack at the point 23 is shown exaggerated in the figure. The curvature centers 25 and 24 of the circular arcs 19 and 20 lie on a line P which is substantially parallel to the pulling member 16 when, as shown, it is unfolded along a straight line. The circular arcs extend from point 23 to line P. The centers of curvature of the two sides of the tooth are as shown on the respective opposite sides of center line 45 with a distance thereof equal to or less than $ 10 of the radii of curvature 21 and 22. 17 between two strands 13 corresponds in the cross-section to a short straight line parallel to the line P as a connection between the ends of the dental feet 26 and 27 along the pulling member 16. the line P lies at a distance from the bottom region less than or equal to 4-0 $> of the total tooth height, which means the distance along line 45 between point 23 and the intersection of line 45 and plane through bottom region 17. Each tooth foot 26 and 27 is formed by a circular arc, with equal radii 28 and 29. The curvature centers 30 and 31 thereof are located on a line Q whose distance from the bottom region 17 is less than or equal to the distance from the line P. The circular arcs of the tooth foot 26 and 27 begin at the line Q and end at the bottom region 17. If 6 if the rows Q and P are not coincident, the circular arcs 20 and 26, 19 and 27, respectively, are connected by straight lines tangent to the circular arcs at the intersections with the lines P and Q, respectively.

Tandhjulene 11 og 12 består som vist i fig. 3 af et hjullegeme 42 med afrundede tænder 14 adskilt ved afrundede tandmellemrum 15. Tandens top 40 har et tværsnit, der er begrænset af to cirkelbuer 34 og 35, der mødes ved et punkt 44 på en midtlinie 43 i tandens tværsnit. Cirkelbuerne 34 og 35 har lige store radier 32 og 33 med krumningscentre 36 og 57 på respektive modsatte sider af midtlinien 43. Afstanden fra hvert krumningscentrum til linien 43 er lig med eller mindre end 30 $> af radius 32 eller 33. Begge krumnings centrene ligger inden for tanden. Tandmellemrummet 15 er begrænset af en cirkelbue med langt større radius 41 og med krumningscentrum 38 uden for hjullegemet 42. Centrene 36, 37 og 38 ligger på lidt adskilte eller sammenfaldende cirkler P1 og P2, der er koncentriske med en cirkel gennem tændernes toppunkter 44, og som ligger indenfor denne cirkel i en afstand, der er lig med eller mindre end 30 % af den samlede tandhøjde. Tandhøjden er den radiale afstand mellem toppunktet 44 og en cirkel gennem de inderste punkter i tandmellemrummene 15.The gears 11 and 12 consist as shown in FIG. 3 of a wheel body 42 with rounded teeth 14 separated by rounded tooth spaces 15. The top 40 of the tooth has a cross-section limited by two circular arcs 34 and 35 which meet at a point 44 on a center line 43 in the cross-section of the tooth. Circular arcs 34 and 35 have equal radii 32 and 33 with curvature centers 36 and 57 on respective opposite sides of centerline 43. The distance from each curvature center to line 43 is equal to or less than $ 30> of radius 32 or 33. Both curvature centers are within the tooth. The tooth gap 15 is limited by a circular arc of much larger radius 41 and with curvature center 38 outside the wheel body 42. Centers 36, 37 and 38 lie on slightly spaced or coincident circles P1 and P2 which are concentric with a circle through the apexes 44, and which lies within this circle at a distance equal to or less than 30% of the total tooth height. The tooth height is the radial distance between the apex 44 and a circle through the innermost points of the tooth spaces 15.

Såfremt en tandrem af denne art er forsynet med en beskyttende beklædning, vil der være risiko for brud i sådanne samlinger i beklædningen, der ligger helt i remtændernes fod- og bundområde som følge af beklædningens nedsatte styrke. Dette skyldes atter, at der ikke findes en stærk klæbeforbindelse mellem elastomeren og beklædningen i dette område. Til forebyggelse af dette problem bør samlinger 39 i beklædningen være skrå, som vist i fig. 6, i det mindste under en sådan vinkel, at hvis samlingen begynder ved et punkt, hvor foden af en tand går over i bundområdet, vil den slutte ved det tilsvarende overgangspunkt på den anden side af den samme tand, men fortrinsvis bør samlingen ligge så skråt, at den spænder over to tænder. Herved undgås den risiko for tidligt brud, der foreligger ved en tværliggende samling, der er placeret helt i fod- og bundområdet.If a toothed belt of this kind is provided with a protective lining, there will be a risk of rupture in such joints in the lining, which is entirely in the foot and bottom area of the straps due to the reduced strength of the lining. This is again because there is no strong adhesive connection between the elastomer and the cladding in this area. To prevent this problem, joints 39 in the garment should be inclined, as shown in FIG. 6, at least at such an angle that if the joint begins at a point where the foot of a tooth enters the bottom region, it will end at the corresponding transition point on the other side of the same tooth, but preferably the joint should be so oblique that it spans two teeth. This avoids the risk of premature rupture posed by a transverse joint located completely in the foot and bottom area.

Formen af tænderne 13 på remmen og tænderne 14 på tandhjulet er vigtige træk ved opfindelsen. Ved sædvanlige, d.v.s. tra- 7 142182 pezformede remtænder, bliver spændingerne koncentreret i et forholdsvis lille volumen ved foden af remtændeme, medens tændernes yderste hjørner er ubelastede, når tænderne er i fuldt indgreb med tandhjulets tænder. Der vil være uensartet kraftoverføring fra remtænderne til trækorganet, og der vil under indgribningen ske sammenstød mellem det yderste hjørne på remtænderne og hjultænderne. Denne uheldige belastningsfordeling og det nævnte sammenstød vil give en rem med lav effektivitet og kort levetid. Det meste af det elastomere materiale er overflødigt, idet det i realiteten optager lidt eller intet af belastningen.The shape of the teeth 13 on the belt and the teeth 14 on the gear are important features of the invention. By usual, i.e. By means of belt-shaped belt teeth, the stresses are concentrated in a relatively small volume at the foot of the belt teeth, while the outer corners of the teeth are unloaded when the teeth are fully engaged with the gear teeth. There will be uneven transmission of power from the belt teeth to the pulling means, and during the engagement, clashes will occur between the outer corner of the belt teeth and the wheel teeth. This unfortunate load distribution and said collision will give a strap with low efficiency and short life. Most of the elastomeric material is superfluous, in fact it absorbs little or none of the load.

Til forøgelse af tandremmens effektivitet bør sådan spændings-koncentration og uensartet belastningsoverføring til· trækorganet Tindgås, og tandsammenstød forebygges. En tandrem med det ovenfor beskrevne profil kan afhjælpe sådan ineffektivitet og andre konstruktionsfejl ved sædvanlige tandremme, såfremt tændernes dimensioner, krumningsradier og tangentvinkler vælges korrekt. Hår de i det følgende angivne kriterier opfyldes, vil det dannede remtræk have længere levetid, større belastningsevne, lavere støjniveau og højere effektivitet end de kendte.To increase the efficiency of the tooth belt, such tension concentration and non-uniform load transfer to the pulling means Tindgaus should be prevented and tooth collision prevented. A toothed belt with the profile described above can remedy such inefficiencies and other structural defects in conventional toothed belts, provided that the teeth 'dimensions, radii of curvature and tangent angles are selected correctly. If the criteria set out below are met, the belt drive formed will have a longer life, greater load capacity, lower noise level and higher efficiency than the known ones.

1. Tandremmen og tandhjulet bør udformes således, at når deres krumme flader er i kontakt, men uden nogen belastning, må krumningsradien for en hjultand i ethvert givet punkt ikke være mere end 10 større end krumningsradien for den modsvarende remtand i det samme punkt. Fortrinsvis bør krumningsradien for hvert fladeelement på hjultanden være ca. 4 # større end krumningsradien for det tilsvarende element på remtanden.1. The timing belt and gear should be designed so that when their curved surfaces are in contact, but without any load, the radius of curvature of a wheel tooth at any given point must not be more than 10 greater than the radius of curvature of the corresponding belt tooth at the same point. Preferably, the radius of curvature for each surface element of the wheel tooth should be approx. 4 # greater than the radius of curvature of the corresponding element on the belt tooth.

2. Krumningsradien og krumningscentret for foden af remtanden bør vælges og placeres således, at en tangent til tandkurven i det punkt, hvor tandfoden går over i tandens hoveddel, danner en vinkel på mindre end 30° med tandens midtlinie 45. Den optimale størrelse af denne vinkel er ca. 5°. Dette skal forebygge, at remtænderne springer ud af indgreb af hjultænderne.2. The radius of curvature and the center of curvature of the foot of the belt tooth should be selected and positioned so that a tangent to the curve of the tooth at the point where the tooth foot enters the body of the tooth forms an angle of less than 30 ° with the center of the tooth 45. The optimum size thereof angle is approx. 5 °. This should prevent the belt teeth from springing out from the wheel teeth.

3. Krumningsradierne og krumningscentrene for toppen af hjultanden bør vælges og placeres således, at en tangent til tandkurven i det punkt, hvor tandtoppen går over i tandens hoveddel, danner en vinkel på mindre end 30° med en symmetrilinie 46 8 142182 i tandmellemrummet. Dette skal også forebygge, at remtænderne springer ud af indgreb. Den foretrukne værdi af denne vinkel er ca. 9°, når den tilsvarende vinkel for remtanden som ovenfor nævnt er 5°.3. The curvature radii and curvature centers of the top of the tooth should be selected and positioned so that a tangent to the tooth curve at the point where the tooth tip passes into the main body of the tooth forms an angle of less than 30 ° with a line of symmetry 46 8 142182 in the tooth gap. This should also prevent the belt teeth from springing out. The preferred value of this angle is approx. 9 ° when the corresponding angle of the belt tooth as mentioned above is 5 °.

4. Krumningsradien ved foden af remtænderne bør være mindre end 95 f> af hjul tændernes topradier, således at der, når remmen er under normal belastning, ikke vil være nogen kontakt mellem foden af remtænderne og toppen af hjultænderne, hvorved spændingskoncentrationer i disse områder forhindres. Den optimale fodradius er 82 f> af topradien.4. The radius of curvature at the foot of the belt teeth should be less than 95 f> of the top radius of the teeth, so that when the belt is under normal load, there will be no contact between the foot of the belt teeth and the top of the wheel teeth, thereby preventing stress concentrations in these areas. . The optimum foot radius is 82 f> of the top radius.

5. Bredden af en remtand, som målt mellem de ender af tandfoden, der er nærmest ved trækorganet, bør være så lille som mulig for at opnå en mere ensartet belastning over hele tanden i overgangsområdet mellem tanden og trækorganet. Den mindste (og dermed optimale) størrelse er bestemt ved følgende såvel ' ved beregning som ad emipirisk vej udledt udtryk: 2 * T · (p s) L = 25,4 --5. The width of a belt tooth, as measured between the ends of the dental foot closest to the pulling member, should be as small as possible to achieve a more uniform load across the entire tooth in the transition area between the tooth and the pulling member. The smallest (and thus optimal) magnitude is determined by the following, both by calculation and by empirical derivative expression: 2 * T · (p s) L = 25.4 -

U * S · d.c * N.(F S)TU * S · d.c * N. (F S) T

hvor Ji - krævet tandbredde ved overgangsfladen mellem tanden og trækorganet målt i mm.where Ji - required tooth width at the junction between the tooth and the pulling member measured in mm.

3? = ønsket trækbelastningskapaeitet for remmen målt i kp/mm af rembredden.3? = desired tensile load capacity for the belt measured in kp / mm of the belt width.

d * diameter af trækorganet, målt i mm, c = antal af trækorganer pr. mm over tandens bredde, IT = mindste antal remtænder i indgreb med tandhjulet, (DSjg = sikkerhedsfaktor for forbindelsen mellem remtand og trækorgan med en driftsfaktor på 1, (FS),p = sikkerhedsfaktor for trækorganet ved en driftsfaktor på 1,d * diameter of the pulling member, measured in mm, c = number of pulling means per mm over tooth width, IT = minimum number of belt teeth engaged with gear, (DSjg = safety factor for the connection between belt tooth and traction means with an operating factor of 1, (FS), p = safety factor for the traction device with an operating factor of 1,

Sikkerhedsfaktorerne er en empirisk værdi baseret på forsøg med forbindelsen.The security factors are an empirical value based on experiments with the connection.

9 142182 S = største forskydnings spænding, der kan udvikles ved overgangsfladen mellem remtand og trækorgan inden adskillelse, målt i kp/mm .9 142182 S = greatest shear stress that can be developed at the junction between belt tooth and puller prior to separation, measured in kp / mm.

6. Der bør anvendes det højest mulige antal tænder pr. længdeenhed. Dette er bestemt ved styrken af tsenderne på remmen og tandhjulet og den ønskede mærkebelastning. Efter valg af tandbredden som beskrevet ovenfor under hensyntagen til den ønskede trækbelastningskapacitet T foretages en normal spændingsanalyse for en hjultand, betragtet som en indspændt bjælke med varierende tværsnit. Heraf kan findes den mindste bredde af en hjultand, der ikke vil svigte ved den ønskede belastning T, og dette bestemmer atter den mindste tanddeling for remmen, d.v.s. det højeste antal tænder pr. længdeenhed. Der anvendes det højeste antal remtænder, hvorved man får den største mængde elastomert materiale til overføring af belastningen fra hjulet til trækorganet.6. The highest possible number of teeth should be used per day. unit length. This is determined by the strength of the transmitters on the belt and sprocket and the desired mark load. After selecting the tooth width as described above, taking into account the desired tensile load capacity T, a normal stress analysis is performed for a wheel tooth, considered as a clamped beam of varying cross sections. Of this, the smallest width of a wheel tooth can be found which will not fail at the desired load T, and this again determines the minimum tooth pitch for the belt, i.e.. the highest number of teeth per unit length. The highest number of belt teeth is used, giving the largest amount of elastomeric material for transferring the load from the wheel to the pulling member.

7. Spillerummet mellem toppen 23 af en remtand og bunden af tandmellemrummet 15 på hjulet bør ikke være mere end 10 # af højden af hjultænderne. Dette har til formål at reducere falsk indgreb eller tandsammenstød til det mindst mulige og at få den størst mulige berøringsflade mellem remtænderne og hjultænderne, idet remtændeme bringes til at udfylde så meget som muligt af tandmellemrummene 15. Den foretrukne værdi af dette spillerum ligger mellem 0 og 2 $>, 8. Krumningsradieme for remtændeme bør som forklaret i forbindelse med fig. 7 og 9 vælges således, at den krumme kontur af den yderste ende af tanden omtrent svarer til linien for konstant maksimal forskydningsspænding af den laveste størrelse xander fuld belastning, d.v.s., at den tilnærmelsesvis svarer til konturen af den isokromatiske påvirkningslinie af ordenen ^ i remmen, som nærmere beskrevet senere.7. The clearance between the top 23 of a belt tooth and the bottom of the tooth gap 15 on the wheel should be no more than 10 # of the height of the wheel teeth. This is intended to reduce false engagement or clashing to the least possible and to get the greatest possible contact surface between the belt teeth and the wheel teeth, the belt teeth being filled as much as possible by the tooth spaces 15. The preferred value of this clearance is between 0 and 2. The radii of curvature of the belt teeth should, as explained in connection with FIG. 7 and 9 are selected such that the curved contour of the outer end of the tooth approximately corresponds to the line of constant maximum shear stress of the lowest size xander full load, i.e., it corresponds approximately to the contour of the isochromatic line of action of the order ^ in the belt; as described later.

9· Endelig skal tandremmen under opfyldelse af alle de ovenfor nævnte kriterier være i stand til at gå i indgreb og ud af indgreb uden falsk indgreb eller interferens. Dette kan opnås ved, at der først konstrueres en tandform, der svarer til de ovenfor angivne kriterier og derpå dannes en modsvarende tand 10 U2182 ved geometrisk fremstilling af en konjugeret form til den første tand. Den konjugerede form er den tandform, der svarer til det volumen mellem remmen og hjulet, der ikke bestryges af den første tand, når remmen bevæger sig til indgreb med hjulet. Dette kan bestemmes grafisk. Det vil kunne være fordelagtigt at lade den anden tand afvige fra den sande konjugerede ved fjernelse af yderligere materiale for at undgå kontakt i tandens fodområde som omtalt under kriterium 4· Naturligvis skal alle dimensioner for den dannede konjugerede form falde indenfor de ovenfor nævnte kriterier.9 · Finally, while meeting all of the above criteria, the timing belt must be capable of engaging and exiting without false intervention or interference. This can be achieved by first constructing a tooth shape that meets the above criteria and then forming a corresponding tooth U2182 by geometric preparation of a conjugated shape for the first tooth. The conjugated shape is the tooth shape that corresponds to the volume between the belt and the wheel that is not brushed by the first tooth as the belt moves to engage the wheel. This can be determined graphically. It may be advantageous to allow the second tooth to deviate from the true conjugate by removing additional material to avoid contact in the tooth's foot area as discussed under criterion 4 · Of course, all dimensions of the conjugated form formed must fall within the above criteria.

Som et detaljeret eksempel på et remtræk udformet ifølge de ved opfindelsen angivne kriterier skal anføres dimensionerne for et remtræk med 14 mm deling, idet alle dimensioner angives i mm.As a detailed example of a belt drive designed according to the criteria of the invention, the dimensions of a belt drive having a 14 mm pitch are to be mentioned, all dimensions being given in mm.

BerntandBerntand

Tandbredde (mellem enden af tandfod 26 og enden af tandfod 27) 11,48Tooth width (between end of tooth foot 26 and end of tooth foot 27) 11.48

Afstand mellem bundområdet 17 og linien P 1,78Distance between bottom region 17 and line P 1.78

Afstand mellem bundområdet 17 og linien Q 1,33Distance between bottom region 17 and line Q 1.33

Radius 21 og 22 4,55Radius 21 and 22 4.55

Afstand mellem tandens krumningscentre 24 og 25 0,32Distance between tooth curvature centers 24 and 25 0.32

Podradius 28 og 29 1,33 Længde af bundområdet 17 2,46Pod radius 28 and 29 1.33 Length of bottom area 17 2.46

HjultandWheel Tooth

Topradius 32 og 33 1,63Top radii 32 and 33 1.63

Afstand mellem krumningscentre 36 og 37 0,46 1 2Distance between curvature centers 36 and 37 0.46 1 2

Afstand mellem cirklerne P og P 0,17Distance between circles P and P 0.17

Radius 41 4,76Radius 41 4.76

Hjuldiameter 184,63Wheel diameter 184.63

Dette remtræk opfylder naturligvis alle de ovenfor anførte kriterier 1-9·Of course, this belt drive meets all of the above criteria 1-9 ·

Til nærmere belysning skal dette specielle eksempel sammenlignes med kriterierne.For details, this particular example must be compared to the criteria.

11 14218211 142182

Radius for remtænderne er 95 ,5 % af hjul tændernes radius. Differensen på 4,5% ligger således indenfor det i kriterium 1 angivne område på 10%. De i kriterierne 2 og 3 angivne tangenter til tandkurven er henholdsvis 5°15' og 9°10' for remtanden og for hjultanden. Fodradius for remtændeme er 82% af topradien og således under de 95%» der kræves ved kriterium 4. Tandbredden er nedsat til et minimum som angivet i kriterium 5, hvilket kan ses ved sammenligning af tandbredden på en rem med 14 mm deling ifølge opfindelsen og tænderne på en ækvivalent sædvanlig kraftig rem med trapezformede tænder med en deling på 31»75 mm. En sådan sædvanlig rem har en tandbredde på 22,86 mm, og tandbredden på remmen ifølge opfindelsen er således lidt mere end halvdelen af tandbredden på den kendte rem. Ved en tilsvarende sammenligning af tandantallet har remmen ifølge opfindelsen 2,27 gange så mange tænder som den kendte rem, idet forholdet mellem tanddelingerne er 1,25:0,5512 eller 2,27:1. Spillerummet mellem toppen af remtændeme og hjulets tandmellemrum ligger indenfor den i kriterium 7 givne grænse på 10%. Krumningsradien for remtændeme er således, at den krumme kontur af tanden tilnærmelsesvis svarer til linien for konstant maksimal forskydningsspænding af den laveste værdi som krævet i kriterium 8. Endelig er tandformen for hjulet i hovedsagen konjugeret til remtændernes form.The radius of the belt teeth is 95, 5% of the wheel radius. The difference of 4.5% is thus within the range of 10% specified in criterion 1. The keys for the tooth curve specified in criteria 2 and 3 are 5 ° 15 'and 9 ° 10' for the belt tooth and for the wheel tooth respectively. The foot radius of the belt teeth is 82% of the top radius and thus below the 95% required by criterion 4. The tooth width is reduced to a minimum as specified in criterion 5, which can be seen by comparing the tooth width of a belt with a 14 mm pitch according to the invention and the teeth of an equivalent usual strong strap with trapezoidal teeth with a pitch of 31 »75 mm. Such a conventional belt has a tooth width of 22.86 mm and the tooth width of the belt according to the invention is thus slightly more than half the tooth width of the known belt. In a similar comparison of the tooth number, the belt according to the invention has 2.27 times as many teeth as the known belt, the ratio of the tooth pitch being 1.25: 0.5512 or 2.27: 1. The clearance between the top of the belt tines and the wheel spacing is within the 10% criterion given in criterion 7. The radius of curvature of the belt teeth is such that the curved contour of the tooth approximately corresponds to the line of constant maximum shear stress of the lowest value as required in criterion 8. Finally, the tooth shape of the wheel is generally conjugated to the shape of the belt teeth.

Selv om den i fig. 2 viste rem vil kunne fremstilles på mange forskellige måder, må det foretrækkes at anvende den i det følgende angivne kendte metode. Ved denne metode vikles en tekstilbeklædning, der dog ikke er nødvendig ved den foreliggende opfindelse, omkring en med fordybninger udformet form. Der vikles et trækorgan over beklædningen. Der svøbes et lag af neopren-gummi over trækorganet og ind i fordybningerne i formen til dannelse af remtændeme. Såfremt der anvendes en tekstilbeklædning, bliver denne strakt af det formede gummi og slutter sig til konturen i formens fordybninger. Der vil også kunne anvendes andre kendte metoder til fremstilling af remmen 10.Although in FIG. 2 can be made in many different ways, it is preferable to use the known method described below. In this method, a textile garment which is not needed in the present invention is wrapped around a recessed shape. A pulling member is wound over the garment. A layer of neoprene rubber is wrapped over the pulling means and into the recesses in the mold to form the belt teeth. If a textile garment is used, it is stretched by the shaped rubber and joins the contour of the recesses of the mold. Other known methods can also be used to make the belt 10.

Ved en ændring ved den beskrevne metode, hvorved der opnås bedre resultat, tilføjes et tyndt lag elastomer, ca. 0,25 mm tykt mellem den ikke viste beklædning og trækorganet 16 til forbedring af adhæsionen i bundområdet. Dette tynde lag påføres be- 12 142182 klædningen i form af en flage umiddelbart inden opviklingen af trækorganet. Den elastomer, der anvendes til dette tynde lag, er den samme, der anvendes til remtændeme.In a change by the described method, which achieves better results, a thin layer of elastomer, approx. 0.25 mm thick between the casing not shown and the pulling member 16 to improve adhesion in the bottom region. This thin layer is applied to the coating in the form of a flake immediately prior to the winding of the pulling member. The elastomer used for this thin layer is the same used for the belt tines.

Det ovenfor beskrevne remtræk er langt overlegent i forhold til de hidtil anvendte remtræk med trapezformede tænder. Der er blevet foretaget statiske og dynamiske spændingsoptiske analyser under anvendelse af remme fremstillet ifølge opfindelsen i sammenligning med kendte tandremme. Yed spændingsoptisk analyse eller fotoelastisk analyse bliver spændingsfeltet afbildet ved to familier af interferenslinier, nemlig isokromater og isokli- ner. Isokliner, som vist f.eks. i fig. 11,· er de linier, langs hvilke retningerne af hovedspændingerne er konstant. Isokromater, som vist i f.eks. fig. 9» er de linier, langs hvilke værdien af hovedspændingsdifferensen er konstant. Isokromater- ne, der viser sig i et formet prøvestykke af fotoelastisk materiale, når det betragtes i passende polariseret lys, har relation til hovedspændingsdifferenserne, d.v.s. den største hovedspænding i det pågældende punkt minus den mindste hovedspænding i det samme punkt, med en konstant f, der betegnes "den spændingsoptiske faktor”. Denne faktor er karakteristisk for det ved undersøgelsen anvendte fotoelastiske materiale, nemlig den spænding, der kræves til at frembringe én interferenslinie i dette materiale. F.eks. ville interferenslinien af første orden i prøvestykket have en hovedspændingsdifferens på f, medens interferenslinien af anden orden ville have en hovedspændingsdifferens på 2f o.s.v., indtil man når interferenslinien af den højeste orden i prøvestykket under en given belastning.The belt features described above are far superior to the strap features with trapezoidal teeth used so far. Static and dynamic voltage optical analyzes have been performed using belts made in accordance with the invention in comparison with known tooth belts. For voltage optical analysis or photoelastic analysis, the voltage field is mapped by two families of interference lines, namely isochromates and isoclines. Isoclines, as shown e.g. in FIG. 11, · are the lines along which the directions of the principal stresses are constant. Isochromates, as shown in e.g. FIG. 9 are the lines along which the value of the main voltage difference is constant. The isochromates, which appear in a shaped sample of photoelastic material when considered in appropriately polarized light, are related to the principal voltage differences, i.e. the greatest principal stress at that point minus the smallest principal stress at the same point, with a constant f designated "the voltage optical factor." This factor is characteristic of the photoelastic material used in the study, namely the voltage required to produce For example, the first order interference line of the sample would have a principal voltage difference of f, while the second order interference line would have a principal voltage difference of 2f, etc until reaching the highest order interference line of a given load. .

Til vurdering af egenskaberne ved den ifølge opfindelsen angivne krumme tandform blev foretaget forsøg, hvor belastninger med samme drejningsmoment blev påtrykt trapezformede og krumme tænder. I begge tilfælde var den belastede remlængde den samme, d.v.s., der anvendtes samme længde med tandindgreb med tandhjulene. Fig. 7 og 9 viser de isokromatiske interferensmønstre, der blev frembragt henholdsvis i trapezformede og krumme remtænder. Af fig. 7 for en trapezformet tand ses følgende: 1. Der er en spændingskoncentration i området ved tandfoden.To assess the properties of the curved tooth shape according to the invention, experiments were carried out in which loads with the same torque were applied to trapezoidal and curved teeth. In both cases, the loaded belt length was the same, i.e., the same length was used with tooth engagement with the gears. FIG. 7 and 9 show the isochromatic interference patterns produced in trapezoidal and curved belt teeth, respectively. In FIG. 7 for a trapezoidal tooth, see the following: 1. There is a tension concentration in the area of the tooth foot.

Foruden den høje værdi af spændingen er spændingsgradienten høj, d.v.s. spændingen skifter hurtigt i forhold til tanddimensio- 13 142182 nerne. Dette er naturligvis skadeligt for remmens driftsegenskaber. Det vil bemærkes, at der dannes interferenslinier til over den tolvte orden.In addition to the high value of the voltage, the voltage gradient is high, i.e. the voltage changes rapidly in relation to the tooth dimensions. This is obviously detrimental to the belt's operating characteristics. It will be noted that interference lines are formed to over the twelfth order.

2. Området med spændingskoncentration dækker kun en lille del af tandens samlede tværsnitBareal. Dette betyder, at en lille del af den trapezformede tand bliver meget stærkt belastet, medens resten af tanden er forholdsvis svagt belastet. Resultatet er en dårlig spændingsfordeling i tanden.2. The area of stress concentration covers only a small part of the total cross-sectional area of the tooth. This means that a small portion of the trapezoidal tooth is very heavily loaded, while the rest of the tooth is relatively weakly loaded. The result is a poor voltage distribution in the tooth.

3. lelastningsfordelingen i området langs trakorganet er ikke ensartet langs tandbredden. Dette vil ses, når der trækkes en linie mellem toppene af de to tilstødende hjultænder i området ved trakorganet, hvorefter ordenen af hver skærende isokroma-tisk interferenslinie afsættes ved hvert skæringepunkt med denne linie, som vist i fig. 8. Man vil bemærke den meget høje, hastigt skiftende eller stejle spids i området med spændings-koncentration og den forholdsvise lave værdi over resten af tanden. Dette viser en meget uensartet overføring af belastningen til trækorganet.3. The load distribution in the area along the traction means is not uniform along the tooth width. This will be seen when a line is drawn between the peaks of the two adjacent wheel teeth in the region of the traction member, and the order of each intersecting isochromatic interference line is plotted at each intersection with this line, as shown in FIG. 8. One will notice the very high, rapidly changing or steep tip in the area of stress concentration and the relatively low value over the rest of the tooth. This shows a very uneven transfer of load to the pulling means.

4. Materialet ved tandens yderste hjørner er ubelastet og kan fjernes til besparelse af materiale.4. The material at the outer corners of the tooth is unloaded and can be removed to save material.

I sammenligning hermed viser det i fig. 9 viste isokromatiske interferensmønster for remtanden ifølge opfindelsen følgende: 1. Ingen spændingskoncentration ved tandfoden på den side, hvor tanden er i kontakt med hjultanden. Når der ikke findes tætliggende interferenslinier udgående fra et punkt, betyder det, at der ikke findes nogen områder i tanden med spændingskoncentration. Der frembringes her kun interferenslinier op til femte orden i sammenligning med tolvte orden ved den trapezforme-de tand. Dette giver naturligvis bedre driftsegenskaber.In comparison, in FIG. 9 isochromatic interference pattern for the belt tooth according to the invention as follows: 1. No stress concentration at the tooth foot on the side where the tooth is in contact with the wheel tooth. When there are no close interference lines starting from a point, this means that there are no areas in the tooth with voltage concentration. Only interference lines up to the fifth order are produced here in comparison with the twelfth order at the trapezoidal tooth. This obviously gives better operating characteristics.

2. I modsætning til den trapezformede tand findes der her ikke områder med forholdsvis høj spænding. Dette viser, at materialet i hele tanden udnyttes effektivt.2. Unlike the trapezoidal tooth, there are no areas of relatively high tension. This shows that the material throughout the tooth is utilized effectively.

3. Overføringen af belastningen til trækorganet er meget effektiv. Dette ses af diagrammet i fig. 10, der er afsat på til- 14 142182 svarende måde som diagrammet i fig. 8. Det vil ses, at interferenslinien nr. 3 dækker næsten hele tanden i området ved træk-organet .3. The transfer of the load to the pulling means is very efficient. This is seen in the diagram in FIG. 10, corresponding in a manner similar to the diagram of FIG. 8. It will be seen that the interference line # 3 covers almost all of the tooth in the region of the pulling member.

4. Interferenslinien af den første orden (og også interferenslinien af ordenen en halv, der vil ligge mellem linien af første orden og tandens yderkant) har i hovedsagen samme krumme form som tandtoppen, hvilket viser, at alt overflødigt materiale er udeladt fra tandtoppen.4. The interference line of the first order (and also the interference line of the order a half, which will lie between the line of the first order and the outer edge of the tooth) has essentially the same curved shape as the tooth tip, showing that all excess material is omitted from the tooth tip.

I fig. 11 og 12 er vist tilsvarende interferensmønstre for iso-kliner i henholdsvis en trapezformet tand og remtanden ifølge opfindelsen.In FIG. 11 and 12 are shown similar interference patterns for isoclines in a trapezoidal tooth and the belt tooth according to the invention, respectively.

Pig. 11 er et diagram, der viser isokliner i en trapezformet tand. Disse er betegnet 0° til 85° i 5° intervaller og skærer hinanden i to punkter X og X" i tandtværsnittet. Det vil ses, at det område af remtanden, der ligger under linien mellem toppene af de to tilstødende hjultænder, indeholder alle isoklin-værdier fra 0° til 85°. Endvidere at isoklinerne på den.side af tanden, der er i kontakt med hjultanden, i figuren til højre, konvergerer mod et område nær toppen af hjultanden. Dette viser, at der fra toppen af hjultanden udøves en koncentreret belastning mod remtanden. Da alle isokliner fra 0° til 85° foreligger i tanden, vil retningerne af hovedspændingeme variere fra punkt til punkt i tanden.Pig. 11 is a diagram showing isoclines in a trapezoidal tooth. These are designated 0 ° to 85 ° at 5 ° intervals and intersect at two points X and X "in the tooth cross section. It will be seen that the area of the belt tooth which lies below the line between the peaks of the two adjacent wheel teeth contains all isoclin values from 0 ° to 85 °. In addition, the isoclins on the side of the tooth in contact with the wheel tooth, in the figure to the right, converge towards an area near the top of the wheel tooth. Since all isoclines from 0 ° to 85 ° are present in the tooth, the directions of the principal stresses will vary from point to point in the tooth.

Til sammenligning viser fig. 12 det interferensmønster af isokliner, d· frembringes i tanden ifølge opfindelsen. Det brede hvide område er isoklinen. Det vil bemærkes, at 60° - isoklinen dækker næsten hele tværsnitsarealet af tanden under en linie gennem toppen af de tilstødende hjultænder. Dette betyder, at remtanden ikke er udsat for nogen koncentreret belastning. Der er tværtimod en fordelt belastning over hele kontaktfladen mellem remtanden og hjultanden. Det faktum, at en enkelt isoklin, nemlig 60° - isoklinen dækker praktisk taget hele arealet af tanden, betyder også, at hovedspændingerne i tanden har i hovedsagen samme retning.For comparison, FIG. 12 is the interference pattern of isoclines produced in the tooth according to the invention. The wide white area is the isocline. It will be noted that the 60 ° isocline covers almost the entire cross-sectional area of the tooth under a line through the top of the adjacent wheel teeth. This means that the belt tooth is not subjected to any concentrated load. On the contrary, there is a distributed load over the entire contact surface between the belt tooth and the wheel tooth. The fact that a single isocline, namely the 60 ° isocline, covers practically the entire area of the tooth, also means that the principal stresses in the tooth have essentially the same direction.

På baggrund af denne tydning af interferensmønstrene af isokro-mater og isokliner skal atter betragtes belastningsoverføringen 15 142182 fra remtanden, til trækorganet. Det nedenfor angivne udtryk anvendes til beregning af forskydningsspændingen i overgangsfla den mellem remtanden og trækorganet ud fra den maksimale hovedspændingsdifferens Ep - Eq, hvor Ep er den største hovedspænding i det pågældende punkt og Eq er den mindste hovedspænding i det samme punkt (d.v.s. ordenen af den isokromatiske interferenslinie) og vinkelen β (d.v.s. værdien af isoklin-interferenslinien).In view of this interpretation of the interference patterns of isochromates and isoclines, the load transfer 15 142182 from the belt tooth to the traction means must again be considered. The term given below is used to calculate the shear stress in the transition plane between the belt tooth and the pulling member based on the maximum principal stress difference Ep - Eq, where Ep is the largest principal stress at that point and Eq is the smallest principal stress at the same point (ie, the order of the isochromatic interference line) and the angle β (i.e., the value of the isocline interference line).

&Θ = (Ep - Eq) sin 2 Θ& Θ = (Ep - Eq) sin 2 Θ

Ted den trapezformede tand varierer både isokromatværdien (Ep -Eq) og isoklinværdien (Θ) stærkt over tandens bredde langs linien gennem toppene af de tilstødende hjultænder. Forskydnings-spændingen i retning af trækorganet fo ved overgangsfladen mod remtanden varierer således betydeligt langs bredden af remtanden.Ted the trapezoidal tooth, both the isochromatic value (Ep-Eq) and the isoclinic value (Θ) vary greatly across the width of the tooth along the line through the peaks of the adjacent wheel teeth. Thus, the shear stress in the direction of the pulling member fo at the transition surface towards the belt tooth varies considerably along the width of the belt tooth.

Ted en tand ifølge opfindelsen er ordenen af isokroaater i nærheden af trækorganet i hovedsagen konstant over hele bredden af tanden, se fig. 10. Desuden dækker 60° - isoklinen i hovedsagen hele tanden, se fig. 12. Derfor vil forskydningsspændingen i retning af trækorganet være i hovedsagen konstant gennem hele tanden langs overgangsfladen til trækorganet.With a tooth according to the invention, the order of isocrates in the vicinity of the pulling member is substantially constant over the entire width of the tooth, see fig. 10. In addition, the 60 ° isocline essentially covers the entire tooth, see fig. 12. Therefore, the shear stress in the direction of the pulling member will be substantially constant throughout the tooth along the transition surface of the pulling member.

Yærdien af te er blevet beregnet langs en linie mellem toppene af tilstødende hjultænder for de to tandformer. Eesultaterne er vist nedenfor.The value of tea has been calculated along a line between the peaks of adjacent wheel teeth for the two tooth forms. The results are shown below.

16 t4218216 t42182

Por trapezformede tænder; φ Ep - Eq. 0 (grader) (Interferenslinier) (Interferenslinie) 50 6,0 5,91 45 7,0 7,00 40 8,0 7,88 35 7,8 7,33 30 7,5 6»49 25 7,0 5,36 20 5,0 3,21 20 4,0 2,57 20 3,0 1,93 15 2,6 1,30 10 2,5 O»86 5 2,0 0,35 35 2,0 1,88Por trapezoidal teeth; φ Ep - Eq. 0 (degrees) (Interference lines) (Interference lines) 50 6.0 5.91 45 7.0 7.00 40 8.0 7.88 35 7.8 7.33 30 7.5 6 »49 25 7.0 5 36 20 5.0 3.21 20 4.0 2.57 20 3.0 1.93 15 2.6 1.30 10 2.5 O 86 86 2.0 0.35 35 2.0 1, 88

Por tænder ifølge opfindelsen: 60 3,0 2,59 20 2,5 2,16Por teeth according to the invention: 60 3.0 2.59 20 2.5 2.16

Ved den trapezformede tand vil således y* variere med en faktor på 7,88/0,35 = 22,7, medens den tilsvarende værdi for tanden ifølge opfindelsen varierer efter en faktor på 2,59/2,16 = 1,2. Dette viser meget tydeligt den store forskel i den måde belastningen overføres fra remtanden til trækorganet i henholdsvis en trapezformet tand og tanden ifølge opfindelsen.Thus, at the trapezoidal tooth, γ * will vary by a factor of 7.88 / 0.35 = 22.7, while the corresponding value of the tooth according to the invention varies by a factor of 2.59 / 2.16 = 1.2. This shows very clearly the great difference in the way the load is transferred from the belt tooth to the pulling means of a trapezoidal tooth and the tooth according to the invention, respectively.

Andre forsøg har vist, at krumme tænder, der opfylder de ovenfor angivne kriterier, først vil springe ud af tandhjulet ved en højere drejningsmomentbelastning end sædvanlige tænder, at lokaliseret spændingskoncentration i remtanden undgås derved, at kontakt mellem remtanden og hjultanden forhindres i området ved remtandens fod, og at krumme remtænder og hjultænder udformet som vist går i indgreb med et minimum af falsk indgreb eller interferens i sammenligning med en sædvanlig tandrem. Prøvning af remtrækket ifølge opfindelsen viser mindst fordoblet levetid ved en given belastning og hastighed.Other experiments have shown that curved teeth meeting the above criteria will first spring out of the gear at a higher torque load than conventional teeth, avoiding localized stress concentration in the belt tooth, preventing contact between the belt tooth and the wheel tooth in the area at the belt's foot. and that curved belt teeth and wheel teeth designed as shown engage with a minimum of false engagement or interference in comparison with a conventional toothed belt. Testing of the belt drive according to the invention shows at least doubled service life at a given load and speed.

17 142182 I fig. 4 er vist en anden udførelsesform, hvor delingen for rem--fcændeme er lig med tandbredden målt langs trækorganet. Da hjultænder fremstilles af et langt stærkere materiale med en højere Toung-modul end det elastomere materiale, der anvendes i remtænderne, kan remmens overføringsevne forbedres, når man i den grad, det er praktisk muligt, tilvejebringer den tilstand, hvor remtændeme er lige så stærke som hjul tænderne. Denne tilstand kan tilvejebringes derved, at hjultænderne gøres forholdsvis smalle i sammenligning med remtænderne. Herved opnås en forøgelse af arealet af remtændeme s overgangsflade mod trækorganet målt pr. længdeenhed af remmen. Til forøgelse af kapaciteten bør således arealet af bundområdet mellem remtændeme nedsættes til et minimum som angivet i kriterium 6, d.v.s. forholdet mellem bundområdets areal og remtandens grundflade skal være så lavt som muligt. Den nedre grænse for dette forhold er vist i fig. 4. En remtand 13 er udformet enten med et enkelt krumningscentrum 47 (d.v.s. afstanden mellem krumningscentrene 24 og 25 i fig. 2 er nul) eller med to krumningscentre som vist i fig. 2 anbragt på linien P, der vil kunne være sammenfaldende med trækorganet 16. Ved denne konstruktion er tandbredden målt langs trækorganet 16 lig med tanddelingen. Tænderne udfylder hele det fortandede område, d.v.s. der findes ingen bundområder som 17 i fig. 2, og tænderne dækker hele trækorganet. Som vist i fig. 5 bliver de tilsvarende konjugerende hjultænder 14 dannet med cirkelbuer 15, hvis krumningscentre 48 ligger uden for hjullegemet 42. Denne form betragtes som den laveste faktiske grænse for tanddelingen, da enhver yderligere nedsættelse af delingen ville give en sådan forøgelse af vinkelen mellem tandens symmetrilinie og den tangent, der forbinder tandfoden og den krumme del af tanden, at remtanden ville være tilbøjelig til at springe ud af tandhjulet.In FIG. 4, another embodiment is shown in which the pitch of the belt ends is equal to the tooth width measured along the pulling member. Since wheel teeth are made of a much stronger material with a higher Toung modulus than the elastomeric material used in the belt teeth, the transferability of the belt can be improved by providing, as far as practicable, the condition in which the belt teeth are as strong like wheel teeth. This condition can be provided by making the wheel teeth relatively narrow in comparison to the belt teeth. This results in an increase in the area of the belt surface s transition surface towards the pulling member measured per second. length unit of the belt. Thus, in order to increase capacity, the area of the bottom area between the belt teeth should be reduced to a minimum as specified in criterion 6, i.e. the ratio between the area of the bottom area and the belt surface must be as low as possible. The lower limit of this ratio is shown in FIG. 4. A belt tooth 13 is formed either with a single curvature center 47 (i.e., the distance between the curvature centers 24 and 25 in Fig. 2 is zero) or with two curvature centers as shown in Figs. 2 located on the line P which may coincide with the pulling member 16. In this construction, the tooth width measured along the pulling member 16 is equal to the tooth pitch. The teeth fill the entire toothed area, i.e. there are no bottom regions like 17 in FIG. 2 and the teeth cover the entire pulling member. As shown in FIG. 5, the corresponding conjugating wheel teeth 14 are formed with circular arcs 15 whose centers of curvature 48 are outside the wheel body 42. This shape is considered the lowest actual limit of the tooth pitch, as any further reduction of the pitch would give such an increase of the angle between the line of symmetry and the tooth. tangent connecting the tooth foot and the curved part of the tooth that the strap tooth would be prone to jump out of the cog.

En anden modifikation af remtrækket ifølge opfindelsen ville være anvendelsen af et enkelt krumningscentrum, d.v.s., at afstanden mellem krumningscentrene 24 og 25 i fig. 2 er nul, men ellers udformet med samme bundområde eller med halvcirkulære bundområder svarende til toppen af hjultænderne i fig. 3. Disse udførelsesformer er dog ikke vist. Endvidere kan de cirkelbuer, der danner remtandens tværsnitsform, erstattes med andre tilsvarende krumme buer, der ville danne tilnærmelse til linienAnother modification of the belt feature of the invention would be the use of a single center of curvature, i.e., the distance between the centers of curvature 24 and 25 of FIG. 2 is zero, but otherwise formed with the same bottom region or with semicircular bottom areas corresponding to the top of the wheel teeth in FIG. However, these embodiments are not shown. Furthermore, the circular arcs forming the cross-sectional shape of the belt tooth can be replaced with other similarly curved arcs that would approximate the line.

Claims

18 U2182 with equal maximum firing voltage of the lowest size in a belt tooth (eg elliptical arches). The belt could also be designed asymmetrically while retaining the advantages of the present invention.

Flexible toothed belt with a pulling member and curved teeth attached to the pulling member, characterized in that the cross-sectional profile of the part of each tooth which is farthest from the pulling member is composed of two intersecting, generally circular arcs (19 and 20) with the same radius and with centers of curvature (24 days 25) on a line (P) which is substantially parallel to the pulling means when this is unfolded straight.

A toothed belt according to claim 1, characterized in that the center of curvature of the tooth profile lies at a distance from the corresponding point of the next tooth equal to or less than twice the radius of curvature of a tooth when the pulling member is unfolded straight.

A toothed belt according to claim 1 or 2, characterized in that the circular arcs of the tooth profile are connected to the arcs of adjacent teeth at points (17) near the outer edge of the pulling member.

Timing belt according to claim 1 or 2, characterized in that the teeth at the foot have a profile consisting of circular arcs (26 and 27), whose curvature centers (30 and 31) lie outside the tooth on a line (Q) parallel to the pulling means when this is unfolded straight.

A toothed belt according to claim 1 or 2, characterized in that each toothed foot has a cross-sectional profile composed of a circular arc with its center of curvature arranged on the same line as the curvature centers of the arches forming the tooth profile when the belt is unfolded straight.

A toothed belt according to claim 1 or 2, characterized in that each dental foot has a cross-sectional profile composed of a circular arc whose center of curvature is arranged on a line closer to the pulling member than the line containing the center of curvature of the arcs forming the tooth profile when the strap is unfolded straight. 142182 19

A toothed belt according to claim 6, characterized in that the ends of the tooth foot of successive teeth closest to the pulling member are connected by a bottom part (17), the edge of which is parallel to the pulling member when this is unfolded straight.

A toothed belt according to claim 1 or 2, characterized in that the centers of curvature of the two generally circular arcs are spaced apart along the line parallel to the pulling member when this is unfolded the straight line, which distance is not more than 20% of the length of the corresponding radii. .

A toothed belt according to any one of the preceding claims, characterized in that its teeth are covered with a protective covering and that a layer of elastomeric material exists between the pulling member and the covering in the bottom region (17) between the teeth.

A toothed belt according to claim 9, characterized in that the casing has joints (39) cut so inclined that each joint forms at least such an angle with the tooth that if the joint begins at a point where a dental foot (26) goes over into the adjacent bottom region (17), the nearest point at which the joint ends is the point on the other side of the tooth where its second dental foot (27) enters the adjacent bottom region (17).

A toothed belt according to any one of the preceding claims, characterized in that the height of each tooth within the restriction of the arcs (19 and 20) is at least 60% of the total height of the tooth measured from the pulling member.

A toothed belt according to any one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional shape of each tooth corresponds approximately to the contour of the isochromatic interference line of the order half in the belt when the tooth is under normal load.

A toothed belt according to claim 12, characterized in that its teeth have dimensions such that the isochromatic interference lines of a tooth under normal load are substantially parallel to the pulling means in the region immediately adjacent to the pulling means.