DK156743B - Remskive til en tandrem - Google Patents

Description

DK 156743 B

Opfindelsen angâr en remskive af den i krav l|s indled-ning angivne art.

Der kendes effektransmissionssystemer med renoue, der har et antal alternerende tænder og riller, der sædvanligvis strækker sig pà tværs af remmen og samvirker med alterne-5 rende tænder og riller i en remskive for at udfore en drivfunktion. Der er fremkommet mange forslag til sâdanne remme, og man har navnlig arbejdet meget pâ at finde frem til det optimale tværsnit for tænderne og rillerne pâ bâde remmen og remskiven. F.eks. beskriver det amerikanske 10 patentskrift nr. 3 756 091 et positivt drivsystem, hvor remmen omfatter et antal drivtænder med ringe afstand og med et særligt kurveformet tværsnit, som samvirker med dertil svarende riller pâ remskiven, hvilke riller er af-grænset mellem tænder, hvis kurveformede tværsnit er i 15 det væsentlige konjugeret til remmens tænder. Med en given tandrem i forbindelsé med en remskive er remmens konjuge-rede tandform den tandform pâ remskiven, der svarer til det volumen mellem remmen og remskiven, som ikke bestry-ges af remtanden, nâr remmen gâr i indgreb med remskiven.

20 For enhver tand pâ remmen kan remskivetandens konjugerede form let bestemmes grafisk. Det er enskeligt at anvende konjugerede tænder pâ remskiven, dog fortrinsvis med smâ af-vigelser fra den sande konjugerede form fremkommet ved f jer-nelse af materiale ved tandens top, eftersom dette sikrer, 25 at tænderne pà remmen og remskiven kan gâ i og ud af indgreb med hinanden uden forstyrrende pâvirkninger.

I denne beskrivelse vil en rille, der er udformet mellem konjugerede nabotænder, blive omtalt som en konjugeret rille. De forskellige begreber, der anvendes til beskri-30 velse af den foreliggende opfindelse er defineret i oven-nævnte patentskrift.

Fra det amerikanske patentskrift nr. 2 507 852 kendes en rem til effekttransmission, som omfatter et uforlængeligt 2

DK 156743B

trækorgan, hvis tænder er fastgjort til den ene side og er beskyttet af en tekstilbeklædning. Tænderne er fortrins-vis fremstillet af et elastomert materiale, f.eks. gummi, og remmen kan pâ bagsiden hâve et lag af samme materiale 5 sont tændernes eller ét, der ligner det. Der er blevet an-vendt mange forskellige materialer, især neopren og poly-urethan, til fremstilling af sâdanne remme, der er ind-rettet til samvirke med fortandede remskiver. Disse er fremstillet af et materiale med et hojere Young-modul end 10 det elastomere materiale, der benyttes til fremstilling af remmen. Denne kendte rems tandtværsnit er i det væsentlige trapezformet og meget lig en traditionel tandstang. Der er gjort mange forsog pâ at ændre tandformen for remmen og remskiven for at imodegâ remsvigt, som sædvanligvis 15 skyldes tandforskydningsbrud, der opstâr pâ grund af spæn-dingskoncentrationer.

Det amerikanske patentskrift nr. 3 756 091 forsoger at reducere tandforskydningsbrud ved at tilvejebringe en tandrem, hvis tænder har en tværsnitsprofil, der tilnær-20 melsesvis svarer til forl0bet af en isokromatisk linie af ordenen 1/2 i en remtand under en defineret normalbe-lastning. Rillerne i remskiven if0lge nævnte patent er i indgreb med og er i det væsentlige konjugeret til rem-mens tænder. Denne rem med i det væsentrige kurveformede 25 tænder reducerer tandforskydningsbrud i remmen og oger effektoverforingsevnen. Brud i denne kendte rem kan f.eks. opstâ pâ grund af slitage i bundomrâdet i remmen, især ved remskiver med en lille diameter. Slitage i bundomrâdet mellem remmens tænder skyldes nedslidning af beskyttelses-30 laget og blotlæggelse af trækorganet, nâr remskivens tænder pâvirker remmen. Denne slitage forer til for tidlig svigt pâ grund af tændernes adskillelse fra trækorganet og/ eller brud i trækorganet.

Dette problem med slitage i bundomrâdet har man forsogt at 35 lose i det amerikanske patentskrift nr. 4 037 485. Ifolge

DK 156743 B

3 dette patent bestâr der et sâdant dimensionalt forhold mellem remmens tænder og riller og remskivens tænder og riller, at remtændernes hojde pâ strækningen mellem rem-skiverne er storre end remskiverillernes dybde, og at de 5 udadvendende yderpartier pâ remmens tænder, der vender ind mod remskiverne, nâr remmen bevæges rundt om disse, kommer i beroring med de partier pâ de fortandede rem-skiver, soin danner bunden af rillerne i disse. Endvidere er remmens tænder ifolge dette patent komprimeret for at 10 mindske deres hojde, sâledes at de radiait udadvendende yderpartier pâ remskivens tænder kommer i beroring med de rempartier, der ligger mellem remmens tænder og de finerer bunden af rillerne i remmen.

Forholdsvist tidligt i denne fortanded'e effekttransmissions-15 rem og remskives levetid opstâr der imidlertid en i det væsentlige permanent deformation af remmens elastomere tænder pâ grund af deres trykanlæg mod bunden i remskivens riller. Deformationen forværres under hoje driftstempera-turer, som dem, der opstâr ved anvendelse i biler og an-20 dre koretojer. Deformationen resulteter i en betragtelig, permanent formindskelse af tandhojden. Dette medforer, at de deformerede tænder ikke længere understotter trækorganet. Derefter udvikler der sig det samme slidmonster i de fortandede rem- og remskivedrev ifolge USA patentskriftet 25 nr. 4 037 485 som i det fortandede effekttransmissionssy-stem ifolge USA patentskrift nr. 3 756 091.

De fra sidstnævnte patentskrift kendte remme og remskiver har nu fundet stor anvendelse og giver udmærkede resulta-ter, hvor tandremskiven har f.eks. 30 riller eller flere, 30 og hvor disse riller har en deling pâ 8 mm. I praksis sæt-ter dette forhold en nedre grænse for remskivens diameter for en hvilken som helst kombination af tanddeling og stor-relse, under hvilken diameter der er risiko for, at remmens levetid bliver forkortet afhængigt af driftsbelast-35 ning og driftsforhold.

4

DK 156743B

I nogle drivanvendelser ville det være fordelagtigt, om man kunne benytte remskiver med en mindre diameter end den ovennævnte, fordi man pâ denne mâde kunne opnâ sterre vin-kelhastigheder for remskiverne, samt konstruere effekt-5 transmissionssystemer, der er mere kompakte og vejer mindre takket være de mindre remskiver.

Formâlet med opfindelsen er at tilvejebringe et effekt-transmissionssystem, der er praktisk anvendeligt med for-tandede remskiver med en lille diameter, f.eks. en rem-10 skive med en deling pâ 8 mm og med under 30 riller, samti-digt med at det kan anvendes sammen med storre remskiver med 30 eller flere riller.

Dette formai opnâs if0lge opfindelsen ved, at den indled-ningsvis angivne drivrem er ejendommelig ved det i krav 15 1's kendetegnende del angivne.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret i det folgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 delvis i snit viser en udferelsesform for drevet ifolge opfindelsen bestâende af en rem i indgreb med to 20 samvirkende remskiver, fig. 2 i storre mâlestok, et snit gennem en del af en rem-ski ve, fig. 3 i storre mâlestok et snit gennem en del af en rem-skive og remmen i indgreb med hinanden i ubelastet tilstand, 25 og fig. 4 et tilsvarende snit som fig. 3, men gennem en anden udf0relse af remskiven.

Som vist i fig. 1 er en endelos rem 10 i indgreb med en drivende og en dreven remskive 11 og 12. Remmen 10 har et træk-

DK 156743 B

5 organ 13 bestâende af et antal vindinger af en konti-nuerlig streng af trâdmateriale. Trækorganet 13 bærer i det væsentlige hele arbejdsbelastningen pâ reiranen 10, og det er i det væsentlige uforlængeligt op til den maximale 5 belastning, som remmen er"konstrueret til. AngâendTe en nærmere beskrivelse af den generelle type af det fortan- dede rem- og remskivesystem og dets konstruktion, henvi-ses til USA patentskrifterne nr. 2 507 852 og nr. 3 756 091.

Remmen omfatter endvidere et bagsidelag 14 og en ikke vist K) beskyttelseskappe, der dækker hele den fortandede flade pâ remmen. Et tyndt lag af et elastomert eller andet materiale (ikke vist) kan være anbragt mellem kappen og trækorganet 13 for at forbedre adhæsionen i remmens bundomrâde. Remmen kan være fremstillet pâ forskellige mâder, men fortrinsvis 15 anvendes den fra USA-patentskrift nr. 2 507 852 kendte frem-gangsmâde.

Fig. 2 viser en typisk profil for remskivens tænder og riller ifolge opfindelsen. Denne profil tilvejebringes pâ folgende mâde: Hver rille har et i det væsentlige U-formet 20 tværsnit og er dannet af to ikke-skærende kurvelinier 21 og 22, som begge har tilnærmelsesvis samme form som en cir-kelbue, og som er forbundet ved rillens bund af et linie-stykke 23. Buen 21 har centrum i et punkt 24, har en radius R^ og strækker sig fra punkt A til punkt B. Buen 22 25 har centrum i punkt 25, har en radius R2 og strækker sig fra punkt C til punkt D. Centrene 24 og 25 er forskudt i forhold til hinanden og ligger pâ modsatte sider af rem-skiverillens radiale midterlinie X-X. Centret 24 og den tilsvarende bue 21 ligger pâ samme side af midterlinien 30 X-X. Radierne R^ og R2 er ens, og centrene 24 og 25 ligger i lige stor radial afstand fra remskivens centrum og lige-ledes i lige stor hojde d^ fra rillens bund. Centrene 24 og 25 ligger endvidere i lige stor afstand d2 fra midterlinien X-X.

35 Liniestykket 23, der danner rillens bund og forbinder punk- 6

DK 156743B

terne A og C, udgeres af en cirkelbue, der har en radius og har sit ikke viste centrum beliggende pâ forlængel-sen af rillens midterlinie X-X.

Hver tandtop pâ remskiven er dannet af to yderligere, ikke-5 skærende kurvelinier 26 og 27, som begge tilnærmelsesvis har form af en cirkelbue, og som er forbundet af et liniestykke 28. Buen 26 har centrum i et punkt 29, har en radius og strækker sig fra punkt E til punkt F. Buen 27 har centrum i punkt 30, har en radius R^ og forbinder 10 punkterne G og H. Centrene 29 og 30 er forskudt i forhold til hinanden, ligger i lige stor afstand d^ fra en tangent til tandkonturen ved tandens midterlinie Y-Y, ligger i lige stor afstand d4 og pâ hver sin side af midterlinien og ligger i lige stor radialafstand fra remskivens centrum.

15 Radierne R^ og Rj. er ens. Liniestykket 28 er en del af en cirkelbue med radius R^ og med et centrum beliggende pâ en forlængelse af midterlinien Y-Y.

Buen 21, der definerer en del af rillen, og buen 26, der definerer en del af remskivens tandtop, er forbundet med 20 hinanden pâ tandflanken af et liniestykke 31, der strækker sig fra punkt B til punkt E, og som er en cirkelbue med en radius R^. Pâ lignende mâde er rillens bue 22 for-bundet*"med buen 32 af den tilstodende tandtop af et buet liniestykke 33, der strækker sig mellem punkterne D og H'.

25 Profilen fra punkt H til punkt H' gentager sig rundt langs remskivens omkreds til définition af de andre tænder og riller.

Ved konstruktionen af remskivens rille- og tandform er det onskeligt, at liniestykket 23's længde AC ved rillens 30 bund ikke er mere end 50%, og fortrinsvis mindre end 30% af længden AB eller CD af buerne 21 og 22. Længderne BE og DH' af hvert af forbindelsesstykkerne 31 og 33 bor helst ikke være mere end 60% fortrinsvis ikke mere end 7

DK 156743B

35% af længden AB eller CD. Hver bue 21 og 22 ber for-trinsvis strække sig til en hojde d^ pâ tandflanken, der er mindst 25% og helst mindst 45% af rillens dybde dg.

Centrene 24 og 25, ligger i en hojde d^, der fortrins-5 vis er mindst 50% og helst 65% af rillens dybde dg.

Rille- og tandformen kan variere noget fra den viste. Spe-cielt kan centret 24 og den tilsvarende bue 21 ligge pâ hver sin side af linien X-X, og ligeledes kan centret 25 og buen 22 ligge pâ hver sin side af linien X-X. Buerne 10 21 og 22 kan skaere hinanden, hvorved forbindelsesstykket 23 kan udelades. Centret 29 og den tilsvarende bue 26 kan ligge pâ modsatte sider af linien Y-Y, og pâ lignende màde kan centret 30 og buen 27 ligge pâ modsatte sider af linien Y-Y.

15 Liniestykkerne 23, 31, 33 og 28 er aile vist med en kon-veks form i forhold til remskivens krop, men de kan hver for sig eller aile være lige eller konkave i forhold til remskivens krop. Det er onskeligt, at en linie 34, der er en forlængelse af liniestykket 33, hvis dette er lige, 20 eller tangent til liniestykket 33 i dettes midtpunkt, hvis det er krumt, danner en vinkel pÇ. med. rillens midterlinie X-X pâ 20° eller mindre.

Fig. 3 viser en del af en rem, der er fort omkring en rem-skive med den i fig. 2 viste tand- og rilleform, uden be-25 lastning af remmen. I tværsnit er hver tand 40 pâ remmen i det væsentlige dannet af to cirkelbuer 41 og 42, der har ens radius Rg og Rg og skærer hinanden i et punkt 42a pâ tandtværsnittets midterlinie X-X. Krumningscentrene 43 og 44 for buerne 41 og 42 ligger pâ en linie 45, der stræk-30 ker sig i det væsentlige parallelt med trækorganet 13 i rem-mens længderetning. Buerne 41 og 42 strækker sig til linien 45. Krumningscentrene for buerne 41 og 42 er beliggende pâ modsatte sider af midterlinien X-X, og hvert centrum og

DK 156743 B

8 dets tilsvarende buer er beliggende pâ modsatte sider af linien X-X. Afstanden mellem denne Unie og centrene er i hovedsagen lig med eller mindre end 10% af buerne 41 og 42's krumningsradius. Et bundomrâde 46 forbinder 5 enderne af de to fodomrâder 47 og 48 pâ nabotænder med hinanden. Fodomrâderne er set i tværsnit cirkelbuer med ens radier R^q og R-q ·

Fig. 4 viser samme rem som fig. 3, som er fort, uden bêlas tning, omkring en remskive med tænder, hvis form er 10 sand konjugeret til remmens tænder. En sammenligning mellem fig. 3 og 4 viser, hvorledes remskivens tand- og rilleform ifolge opfindelsen afviger fra den konjugerede tand- og rilleform. I remskiven ifolge opfindelsen er der en sâdan afstand mellem mod hinanden vendende flader af 15 remskivens nabotænder, at rillen mellem disse tænder bli-ver betydeligt bredere end den i fig. 4 viste konjugerede rilles bredde. Herved undgâs forstyrrende pâvirkning mellem remskivetandens forflanke og remtandens bagflanke. Flankeformen af hver tand pâ remskiven er Som vist i fig. 3 20 forskellig fra flankeformen af den i fig. 4 viste konjugerede tand, og denne forskel bidrager igen til undgâelse af forstyrrende pâvirkning mellem remmens og remskivens tænder. En af de faktorer, der fremkalder denne forskel, er, at radierne og R£ for de ikke-skærende buer 21 og 25 22 af remskivens rille ifolge opfindelsen er mindre end radierne for de buer, som den konjugerede tands flanker tilnærmelsesvis svarer til i form. Dybden af rillen mellem nabotænder pâ remskiven ifolge opfindelsen er mindre end rilledybden i den konjugerede remskive og er sâledes 30 mindre end hojden af en tand pâ remmen. Dette er vist ty-deligt i fig. 3, hvor remmens tandtop overlapper rillebun-den pâ remskiven. Dette vil naturligvis ikke ske i praksis, og remmens tand vil blive deformeret pâ grund af denne kontakt med rillebunden i remskiven. Det foretrækkes, at 35 remskivens rille har en dybde, der er mellem 1% og 15% mindre end remtandens hojde.

DK 156743 B

9

Formen af tandtoppene pâ remskiven if0lge opfindelsen vist i fig. 3 er modificeret i Eorhold til den i fig. 4 viste konjugerede form, idet topradierne for remskiven ifolge opfindelsen er betydeligt storre .end radierne for 5 de konjugerede tænder. Dette giver et storre spillerum mellem tandtoppen og tandfoden pâ remmen i konstruktionen ifolge opfindelsen end i den konjugerede udformning.

Ved konstruktionen af et drev ifolge opfindelsen er det endvidere onskeligt, at forholdet mellem remtandens for-XO skydningsomrâde (omrâde vist ved længden af den brudte linie J - K i fig. 3) og remskivens topkontaktomrâde (om-râdet vist ved længden af linien F - G i fig. 2) er mellem 50:1 og 1:1, helst mindre end 15:1. Det er ydermere onske-ligt, at forholdet mellem remtandens forskydningsomrâde og 15 bundomrâdet pâ remmen (omrâdet vist ved længden af linien J - L i fig. 3) er mellem 4,69:1 og 1:1, helst mindre end 3,5:1. Inden for ovennævnte begrænsning er det ogsâ onske-ligt at anvende det maximale antal remtænder pr. længde-enhed.

20 Ved konstruktionen af et drev under iagttagelse af de ovennævnte kriterier, er det muligt at opnâ en hvilken som helst af eller aile de folgende fordele: Reduceret slitage, stor-re vinkelhastighed, fordi der kan anvendes en remskive med en mindre diameter, storre belastningsevne, længere leve-25 tid for remmen, mere kompakte systemer til transmission af effekt, eftersom der kan anvendes mindre remskiver, som gor det muligt at anbringe remskiverne i systemet tættere ved hinanden, og lettere systemer til transmission af effekt, da remskiverne er mindre og vejer mindre.

30 Den ovenfor beskrevne remskive kan anvendes i kombination med andre tandremme end dem, der kendes fra de amerikanske patentskrifter 3 756 091, 2 507 852 og 4 037 485. Konturen af den enkelte remtand kan være trapezformet, krum eller kileformet, eller en kombination eller en modifikation af

DK 156743 B

10 disse konturer. Remmen kan endvidere hâve taender pâ beg-ge sider af trækorganet.

Claims (6)

1. Remskive til en tandrem (10), som har en trækbestandig del (13) og tænder (40) pâ i det mindste den ene side, hvilke tænders (40) tværsnit er dannet af en i det væsentlige konveks bue (41, 42), og hvilken remskive 5 (11) har tænder med imellem tænderne beliggende riller, som hver er symmetrisk om sin radiale midterlinie og har et i det væsentlige U-formet tværsnit, og som hver afvi-ger fra formen af en rille, som er konjugeret med tand-remmens (10) tænder (40), i det mindste hvad angâr den 10 U-formede bund, som dannes af fladere buer (21, 22), kendetegnet ved, at formen af remskivens tænder, set i tværsnit, afviger sâledes fra en form, som er konjugeret med tandremmens (10) tænder (40), at remskivens (11) riller dannes af nævnte to buer (21, 22), 15 hvis krumning er væsentlig storre end krumningen af et konjugeret spor, og som befinder sig sâ langt fra sporets radiale midterlinie (X - X), at sporets bredde mellem bu-erne (21, 22) er væsentlig storre end ved en konjugeret rille.

2. Remskive ifolge krav 1, kendetegnet ved, at de to buer (21, 22), som afgrænser remskivens (11) rille, er sammenfojet ved hjælp af et i det væsentlige ret linie-stykke (23).

3. Remskive ifolge krav 1 eller 2, kendetegnet 25 ved, at ingen af de to buer (21, 22), som afgrænser remskivens rille, skærer en bue (26, 27) som i tværsnittet afgrænser remskivens tandtop, men er tilsluttet til nævnte bue med et i det væsentlige ret liniestykke (BE, DH'). 1 Remskive ifolge krav 3, kendetegnet ved, 30 at liniestykkerne (BE, DH')/ som strækker sig langs tænder- DK 156743B nés kanter, og soin hver forbinder buerne (21, 22) med buerne (26, 27), danner en vinkel («£) med rillens radiale midterlinie (X - X), hvilken vinkel (<*.) er under 20°.

5. Remskive ifelge krav 1-4, kendetegnet 5 ved, at buerne (21, 22) straakker sig til et punkt, hvis hojde er mindst 25%, fortrinsvis 40% af rillens dybde (a6).

6. Remskive ifolge ethvert af kravene 1-5, kendetegnet ved, at de to buer (21, 22) er cirkelbuer, 10 som slutter i samme afstand ^2) fra rillens radiale midterlinie (X - X).

7. Remskive ifolge ethvert af kravene 2-6, kendetegnet ved, at buerne (21, 22) strækker sig til et punkt i en sâdan hojde (dj.) fra rillens bund (23), at I5 de tangentielt gâr over i liniestykkerne (BE, DH').