FI70308B - Remskiva - Google Patents

Description

ΓΒ1 m,KUULUTUSJULKAISU πλ,λο •iSff 8 (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT / U ύ U O

C Patentti myönnetty

*4έί2) Patent neklelat 15 CD 1D3C

(51) Kv.lk.4/lnt.CI.* F 16 H 7/02 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 783786 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 08.1 2.78 (FI) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 08.1 2.78 (41) Tullut julkiseksi — Biivit offentlig q£ yg

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkalsun pvm. - 78 02 86

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skrlften publieerad zo,Ui,OD

(32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 1^.12.77 I so-Br itann ia-Storbr i tann ien(GB) 51992/77 (71) Uni royal, Inc., 1230 Avenue of the Americas, New York, New York 10020, USA(US) (72) James Anthony Bruns, Peng illy, Minnesota, USA(US) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Hi hnapyörä - Remskiva Tämä keksintö koskee hihnapyörää hammastettua käyttöhihnaa varten, joka hihnapyörä käsittää hammastetun hihnan, jolla on vetoa kestävä sisäke sekä ainakin toispuoliset hampaat, joiden kyljet muodostuvat olennaisesti kuperasta kaariviivasta, ja hammastetun hihnapyörän, joka edullisesti on pieni halkaisijaltaan ja jossa urat, jotka on sovitettu symmetrisesti säteettäisen keskiviivan suhteen, ovat olennaisesti U-muotoiset ääriviivoiltaan, jotka kukin poikkeavat hihnan hampaaseen yhteensopivan uran muodosta ainakin hihnapyörän pään litteämpien sivukaariviivojen osalta.

Tunnettuja ovat voimansiirtojärjestelmät, joissa käytetään hihnoja, joissa on joukko vuorottelevia hampaita ja uurteita, jotka ovat yleisesti poikittaissuuntaiset hihnaan nähden ja lomistuvat uur-teellisessa hihnapyörässä oleviin vuorottaisiin hampaisiin ja uurteisiin käyttötehtävän suorittamista varten. Monia ehdotuksia tällaisista hihnoista ja hihnapyöristä on tehty, ja erityisesti melkoisesti työtä on tehty sekä hihnan että hihnapyörän hampaiden ja uurteiden poikkileikkausten optimimuotojen suunnittelemiseksi. Esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 3 756 091 selitetään pakkokäyttö- 70308 järjestelmä, jonka hihnassa on verraten lähellä toisiaan käyttö-hampaat erityistä kaariviivaista poikkileikkausmuotoa, joita käytetään niitä vastaavien hihnapyörien uurteiden yhteydessä, jotka on muodostettu hihnapyörän hampaiden väliin ja joilla on kaariviivai-set poikkileikkaukset, jotka ovat olennaisesti konjugaatit hihnan hampaisiin nähden. Kun hampaallinen hihna on yhteydessä hihnapyörän kanssa, hihnan hampaan konjugaattimuoto on se hihnapyörälle piirretty hammasmuoto, joka vastaa sitä hihnan ja hihnapyörän välistä tilavuutta, jota hihnan hammas ei pyyhkäise pois kun hihna liikkuu kosketukseen hihnapyörän kanssa. Mitä tahansa annettua hihnan hammasta varten hihnapyörän hampaan konjugaattimuoto voidaan helposti määrittää graafisesti. Konjugaattien hampaiden käyttö hihnapyörässä mielellään vähän poikkeutettuina todellisesta konjugaattimuodosta poistamalla lisäainesta hampaan kärkialueelta on toivottavaa, koska se varmistaa sen, että hihnan ja hihnapyörän hampaat pystyvät lomis-tumaan toisiinsa ja irtoamaan lomistuksesta häiriöttä.

Tässä patenttiselityksessä viereisten konjugaattihampaiden väliin muodostettua uurretta nimitetään tästä lähtien konjugaattiuurteeksi. Tässä käytetyt esillä olevan keksinnön ominaisuuksia kuvaavat termit on määritelty edellä mainitussa US-patentissa.

US-patenttijulkaisussa 2 507 852 selitetään voimansiirtohihna, joka käsittää venymättömän vetoelimen, jossa on sen toiseen sivuun kiinnitetyt hampaat ja hampaat peittävä suojavaippa. Hampaat on mieluimmin tehty jostakin elastomeerisesta aineesta kuten kumista ja hihnaan voi myös kuulua tukikerros samaa tai samanlaista ainetta kuin se, josta hampaat on rakennettu.

US-patentin 2 507 852 mukaisten hihnojen rakentamiseen on käytetty monia erilaisia elastomeeriaineita, joista eräitä tavallisimpia aineksia ovat neopreeni ja polyuretaani. Nämä hihnat on suunniteltu lomistumaan hampaallisten hihnapyörien kanssa, jotka on rakennettu aineesta, jonka Young'in moduuli on suurempi kuin sen elastomeeri-aineen, jota on käytetty hihnan rakentamiseen. Tavanomaisessa ham-paallisessa hihnassa, sellaisena kuin se on selitetty yllä mainitussa US-patentissa, käytetään hampaan poikkileikkausmuotoa, joka on olennaisesti puolisuunnikkaan muotoinen ja varsin samankaltainen kuin tavanomainen hammastangon hammas. Monia yrityksiä on tehty hihnan ja hihnapyörän hammasmuotojen muuttamiseksi hihnan särkymis-probleemaa helpottavasti. Näissä puolisuunnikkaan muotoisilla hampailla varustetuissa hihnoissa tavallinen särkyminen on jännitys-keskityksestä johtuva hampaan leikkautuminen. Pyrkien vähentämään hampaan leikkautumista US-patenttijulkaisussa 3 756 091 selitetään 3 70308 hihnahampaat, joilla on poikkileikkausmuoto, joka lähestyy puolikas-luokkaisen isokromaattisen reunuksen ääriviivaa määrätyllä, normaa-likuormalla kuormitetussa hihnan hampaassa. US-patentin 3 756 091 mukaiset hihnapyörän uurteet ovat parittaislomituksessa ja olennaisesti konjugaatit hihnahampaiden kanssa. Hihna, jossa oli olennaisesti kaariviivaiset, yllä mainitun US-patentin mukaiset hampaat, pienensi hihnahampaan leikkausta ja suurensi hevosvoimakapasiteettia. Eräs särkymistäpä US-patentin 3 /56 091 mukaisessa hihnamuodossa voi esiintyä välipaikkojen kulumisen johdosta hihnassa, erityisesti pieniläpimittaisten hihnapyörien kanssa. Välipaikkojen kuluminen hihnahampaiden välissä johtuu suojakerroksen hiertymisestä ja vetoelimen altistumisesta hihnapyörän hampaan vaikutukselle hihnaa vasten. Tämä välipaikkakuluminen johtaa ennenaikaiseen särkymiseen hampaiden irtoamisen johdosta vetoelimestä ja/tai vetoelimen katkeamisen johdosta.

US-patenttijulkaisussa 4 037 485 ehdotetaan eräs ratkaisu välipaik-kojen kulumisprobleemaan. Niin kuin yllä mainitussa patentissa on selitetty , hihnan hampaiden ja uurteiden mittasuhde hihnapyörän hampaisiin ja uurteisiin on sellainen, että hihnapyörien välisellä pituusulottuvuudella hihnan hampaiden korkeus on suurempi kuin hihnapyörän uurteiden syvyys, kun taas hihnan kulkiessa hihnapyörien ympäri hihnan hampaiden äärimmäiset ulkopuoliset osat, jotka ovat hihnapyöriä vasten, tulevat kosketukseen hampaallisen hihnapyörän niiden osien kanssa, jotka muodostavat hihnapyörän uurteiden pohjan. Samalla yllä mainitussa patentissa selitetään, että hihnan hampaat puristuvat kokoon niin että niiden korkeus pienenee, niin että hihnapyörän hampaiden säteen suunnassa äärimmäisinä ulkopuolella olevat osat joutuvat kosketukseen hihnan niiden osien kanssa, jotka sijaitsevat hihnan uurteiden pohjia rajoittavien hihnahampaiden väleissä .

Verraten varhaisessa vaiheessa US-patentin 4 037 485 mukaisen hampaallisen voimansiirtohihnan ja hinapyörän kestoiän aikana elasto-meeriaineisten hampaiden puristuskosketus hihnapyörän uurteiden pohjia vasten aiheuttaa hihnahampaan olennaisesti pysyvän muodonmuutoksen. Tämä muodonmuutos nopeutuu korkeissa lämpötiloissa, joita esiintyy moottoriajoneuvosovellutuksissa. Tästä muodonmuutoksesta seuraa merkitsevä hampaan korkeuden pysyvä pieneneminen.

Muotoa muuttanut hammas ei enää tue vetoelintä yllä mainitun paten- 4 70308 tin esittämällä tavalla. Tämän jälkeen yllä mainitun patentin mukaisissa hampaallisissa hihna- ja hihnapyöräkäyttölaitteissa kehittyy sama kulumismalli kuin US-patentin 3 756 091 mukaisessa hampaallisessa voimansiirtolaitteessa.

US-patenttijulkaisun 3 756 091 mukaiset hihna- ja hihnapyörä-yhdistelmät ovat nykyisin yleisessä käytössä ja niiden on todettu antavan erinomaisia tuloksia silloin kun hampaallisessa hih-napyörässä on esimerkiksi 30 tai sitä enemmän uurteita ja silloin kun uurrejako on 8 mm. Käytännössä tämä rajoitus määrää jokaiselle hammasjako- ja kokoyhdistelmälle minimi-hihnapyörä-läpimitan, jota pienemmät läpimitat vaikuttaisivat haitallisesti hihnan kestoikään käyttökuormituksista ja olosuhteista riippuen.

Eräissä käyttösovellutuksissa olisi edullista voida käyttää läpimitaltaan aikaisempaa minimiläpimittaa pienempiä hihnapyöriä, koska tällä tavoin voitaisiin saavuttaa suurempia hihnapyörien kulmanopeuksia ja voitaisiin suunnitella suurempia voimansiirto-järjestelmiä, jotka olisivat kompaktimpia ja keveämpiä pienempi-kokoisten hihnapyörien käytön ansiosta. Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan voimansiirtojärjestelmä, joka on käyttökelpoinen pieniläpimittaisin hampaallisin hihnapyörin, esim.

8 mm. hammasjakoisin hihnapyörin, joissa on vähemmän kuin 30 uurretta, ja silti käyttökelpoinen suuremminkin hihnapyörin, joissa on 30 uurretta tai enemmänkin.

Tämä aikaansaadaan keksinnön mukaisesti siten, että hampaiden sivujen muodot poikkeavat hihnan hampaaseen yhteensopivasta sivumuodosta siten, että hihnapyörän uraa määritetään kahdella kaariviivalla, joiden kaarevuus on olennaisesti jyrkempi kuin yhteensopivan uran kaarevuus, ja jotka sijaitsevat niin kaukana uran säteettäisestä keskiviivasta, että uran leveys kaarivii-vojen välissä on olennaisesti suurempi kuin yhteensopivan uran leveys.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot selviävät oheisista alavaatimuksista .

70308 5

Kaariviivat ovat tavallisesti ainakin likimäärin ympyrän kaaria. Jos uurteen pohjassa oleva viivaosa on kaareva, sen kaarevuus on mieluimmin pienempi kuin toisiaan leikkaamattomien kaariviivojen kaarevuus. Uurteen pohjassa oleva viivaosa on mieluummin lyhyempi kuin kumpikaan toisiaan leikkaamaton kaa-riviiva, ja mieluimmin tämän viivaosanpituus ei ole suurempi kuin 50 % ja sopivimmin ei yli 30 % kummankaan kaariviivan pituudesta. Kumpikin toisiaan leikkaamaton kaariviiva ulottuu hampaan sivulla mieluimmin korkeuteen, joka on vähintään 25 % uurteen syvyydestä ja sopivimmin vähintään 45 % uurteen syvyydestä.

Mieluimmin jokaisen hihnapyörän hampaan huipun ulko-osa koostuu kahdesta muusta toisiaan leikkaamattomasta kaariviivasta, jotka on yhdistetty viivaosalla, joka on suora tai lievästi kaareva, ja jokainen uurteen toisiaan leikkaamaton kaariviiva on yhdistetty asianomaiseen viereiseen hampaan huipun toisiaan leik-kaamattomaan kaariviivaan yhdistysviivaosalla, joka on suora tai lievästi kaareva. Mainitut muut kaariviivat voivat nekin olla ainakin likimäärin ympyränkaaria, joskin niiden poikkeavuus ympyränkaaresta voi olla suurempi kuin uurteen muodostavien kaariviivojen vastaava poikkeavuus. Yhdysviivaosat ovat kumpikin mieluimmin olennaisesti lyhemmät kuin kumpikaan hihnapyörän uurteen toisiaan leikkaamattomista kaariviivoista ja kummankin yhdysviivaosan pituus on mieluimmin enintään 60 % ja mieluimmin enintään 35 % kummankaan mainitun kaariviivan pituudesta.

Jokainen uurteen pohjassa oleva, hampaan huipussa oleva ja uurteen ja hampaan toisiaan leikkaavia kaariviivoja yhdistävä viivaosa voi, ellei se ole suora viiva, olla joko kovera tai kupera hihnapyörän runkoon nähden.

Uurteen ja siihen liittyvän huipun toisiaan leikkaamattomia kaariviivoja toisiinsa yhdistävä viivaosa tai jos tämä viivaosa on kaareva, sen keskipisteen piirretty tangentti, muodostaa enintään 20° kulman asianomaisen uurteen säteensuuntaiseen keskiviivaan nähden.

70308 6

Keksinnön erään aspektin mukaan taipuisan käyttöhihnan, jossa on sarja jakovälin päässä toisistaan olevia hampaita, jotka pituussuuntaisessa leikkauksessa ovat olennaisesti kaarivii-vaiset, yhteydessä käytettäväksi sopiva hihnapyörä käsittää joukon uurteiden toisistaan erottamia hampaita, joista hihna-pyöräuurteista jokaisen ääriviiva pituussuuntaisessa leikkauksessa on olennaisesti U-muotoinen ja koostuu ainakin osaksi kahdesta kaariviivasta, jotka ainakin likimäärin ovat ympyrän-kaaren muotoiset ja joiden kaarteen kaarevuuskeskipisteet ovat siirtyneinä toisiinsa nähden. Nämä toisiinsa nähden siirtyneinä olevat kaarevuuskeskipisteet ovat mieluimmin olennaisesti yhtä suurten säteensuuntäisten välimatkojen päässä hihnapyörän keskiviivasta. Mitä uurteen säteensuuntaiseen keskiviivaan tulee, kumpikin keskipiste voi olla samalla puolella tätä viivaa kuin keskipisteestä piirretty kaari, tai keskipiste ja siitä piirretty kaari voivat olla vastakkaisilla puolilla keskiviivaa. Mieluimmin näiden kaarten tai likimääräisten kaarten keskipisteet ovat uurteen alueella, joka on korkeudella, joka on vähintään 50 % uurteen syvyydestä ja mieluummin vähintään 65 % uurteen syvyydestä. Molemmat kaaret tai likimääräiset kaaret ulottuvat mieluimmin hampaan sivun korkeudelle, joka on vähintään 25 % uurteen syvyydestä ja mieluimmin vähintään 40 % uurteen syvyydestä.

Keksintö selitetään seuraavansa lähemmin oheisen piirustuksen yhteydessä, jossa: 7 70308 kuvio 1 on pituussuuntainen leikkauskuvanto, nähtynä keksinnön mukaisen pakkokäyttölaitteen poikittaissuunnassa, kahden yhteistoiminnassa olevan hihnapyörän kanssa lomistuvasta hihnasta; kuvio 2 on pituussuuntainen osaleikkauskuvanto hihnapyörästä, suuremmassa mittakaavassa; kuvio 3 on suurempimittakaavainen osaleikkauskuvanto, sivulta nähtynä, toisiinsa liittyvistä hihnapyörästä ja hihnasta, hihnan ollessa kääriytyneenä hihnapyörälle kuorimattomana; ja kuvio 4 on kuviossa 3 vastaava kuvanto paitsi että hihna on kääriytyneenä konjugaattimuotoiselle hihnapyörälle.

Niin kuin kuviosta 1 näkyy, päätön hihna 10 on lomistuksessa käyttävän ja käytetyn hihnapyörän 11 ja vastaavasti 12 kanssa. Hihna 10 on varustettu vetoelimellä 13, joka käsittää useita kierroksia jatkuvaa filamenttiainessäiettä. Vetoelin 13 kannattaa olennaisesti koko sitä kuormaa, jolla hihna 10 on kuormitettu, ja siihen maksi-mikuormaan saakka, jolle hihna on suunniteltu, vetoelin 13 on olennaisesti venymätön. US-patenttijulkaisuissa 2 507 852 ja 3 756 091 on esitetty yksityiskohtaisempi selitys tästä yleisestä hammashih-na- ja hihnapyöräjärjestelmän luokasta ja sen rakenteesta. Näiden patenttijulkaisujen koko sisältö sisällytetään täten tähän hakemukseen niihin viittaamalla. Hihnaan kuuluu lisäksi tukikerros 14 ja suojavaippa (esittämättä), joka ulottuu hihnan koko hammastetulle pinnalle. Vaipan ja vetoelimen 13 väliin voi olla lisätty ohut kerros elastimeerista tai muuta ainetta (esittämättä) tartunnan parantamiseksi hjJhnan välipaikka-alueella. Hihna voi olla tehty monilla eri tavoilla, mutta sopivinta on käyttää sitä menetelmää, joka on selitetty US-patenttijulkaisussa 3 078 206, jonka koko sisältö täten sisällytetään tähän hakemukseen siihen viittaamalla. Vaihtoehtoinen hihnan valmistustapa on selitetty US-patenttijulkaisussa 2 507 852.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen hihnapyörähampaan ja uurteen tyypillistä profiilia. Tämä hammas- ja uurrepfofiili koostuu seuraavasti. Kukin uurre on olennaisesti U-muotoinen pituussuuntaisessa leikkauksessaan ja koostuu kahdesta toisiaan leikkaamattomasta kaariviivasta 21 ja 22, jotka molemmat ovat likimäärin ympyränkaa-ren muotoiset ja jotka uurteen pohjalla on yhdistetty toisiinsa viivaosalla 23. Kaari 21 on piirretty keskispisteestä 24 säteellä Rl ja se ulottuu pisteestä A pisteeseen B. Kaari 22 on piirretty 8 70308 keskipisteestä 25, sen säde on R2 ja se ulottuu pisteestä C pisteeseen D. Keskipisteet 24 ja 25 ovat siirtyneinä toisiinsa nähden ja sijaitsevat vastakkaisilla puolilla hihnapyörän uurteen keskiviivaa x-x. Keskipiste 24 ja siitä piirretty kaari 21 ovat samalla puolella keskiviivaa X-X ja samalla tavoin keskispite 25 ja siitä piirretty kaari 22 ovat samalla puolen keskiviivaa X-X. Säteet Rl ja R2 ovat yhtä suuret, ja keskipisteet 24 ja 25 ovat yhtä suuren säteen suuntaisen matkan päässä hihnapyörän keskipisteestä ja samoin yhtä suurella korkeudella dl uurteen pohjasta. Lisäksi keskipisteet 24 ja 25 ovat yhtä suuren matkan d2 päässä keskipisteestä X-X sen vastakkaisilla puolilla.

Viivaa 23, joka muodostaa uurteen pohjan ja yhdistää pisteet A ja C, koostuu ympyränkaaresta, jonka säde on R3 ja joka on piirretty keskispisteestä (esittämättä), joka sijaitsee uurteen keskiviivan X-X jatkeella.

Jokaisen hihnapyörähampaan huipun muodostaa kaksi muuta toisiaan leikkaamatonta kaariviivaa 26 ja 27, joista kumpikin on likimäärin ympyränkaaren muotoinen ja jotka on yhdistetty viivaosalla 28. Kaari 26 on piirretty keskispisteestä 29, sen säde on R4 ja se ulottuu pisteestä E pisteeseen F. Kaari 27 on piirretty keskispisteestä 30, sen säde on R5 ja se liittyy pisteisiin G ja H. Keskispisteet 29 ja 30 ovat siirtyneinä toisiinsa nähden, sijaitsevat yhtä pitkien matkojen d3 päässä hihnapyörän ulkokehälle hampaan keskiviivan Y-Y kohdalle piirretystä tangentista ja yhtä pitkien välimatkojen d4 päässä mainitusta keskiviivasta sen vastakkaisilla puolilla, ja yhtä pitkien säteen suuntaisten välimatkojen päässä hihnapyörän keskispisteestä. Säteet R4 ja R5 ovat yhtä suuret. Viivaosa 28 on osa ympyränkaarta, joka säteellä R6 on piirretty keskispisteestä, joka sijaitsee keskiviivan Y-Y jatkeella.

Kaari 21, joka rajoittaa osaa uurteesta ja kaari 26, joka rajoittaa osaa hihnapyörän hampaan huipusta, on yhdistetty hihnapyörän hampaan sivulla yhdysviivaosalla 31, joka yhdistää pisteet B ja E ja joka viivaosa 31 on osa ympyränkaarta, jonka säde on R7. Samalla tavoin uurteen kaari 22 on yhdistetty asianomaisen hampaan huipun viereiseen kaareen 32 viivaosalla 33, joka ulottuu pisteiden D ja H' välille. Profiili pisteestä E pisteeseen H' on toistettu hihna-pyörän koko kehän ympäri muiden hampaiden ja uurteiden muodostamiseksi .

9 70308

Hihnapyörän uurre- ja hammasrauotoa konstruoitaessa on toivottavaa, että uurteen pohjalla olevan viivaosan 23 pituus AC ei ole suurempi kuin 50 % ja mieluimmin on pienempi kuin 30 % kaaren 21 tai 22 pituudesta AB vastaavasti CD. Yhdysviivaosien 31 ja 33 pituuksien BE ja DH' on molempien mieluimmin oltava enintään 60 % ja mieluimmin enintään 35 % pituudesta AB tai CD. Molempien kaarien 21 ja 22 on mieluimmin ulotuttava hampaan sivulla korkeudelle d5, joka on vähintään 25 % ja mieluimmin vähintään 45 % uurteen syyvyy-destä d6. Keskispisteet 24 ja 25, joista kaaret 21 ja 33 on piirretty, ovat mieluimmin korkeudella dl, joka on vähintään 50 % ja mieluimmin vähintään 60 % uurteen syvyydestä d6.

Uurteen ja hampaan muoto voi jonkin verran vaihdella esitetystä. Erityisesti keskipiste 24 ja siitä piirretty kaari 21 voivat sijaita vastakkaisilla puolilla keskiviivaa X-X ja samalla tavoin keskiviiva 25 ja kaari 22 voivat olla vastakkaisilla puolilla keskiviivaa X-X. Kaaret 21 ja 22 voivat leikata toisiaan, siten eliminoiden yhdysviivaosan 23. Keskipiste 29 ja siitä piirretty kaari 26 voivat olla vastakkaisilla puolilla keskiviivaa Y-Y ja samalla tavoin keskipiste 30 ja kaari 27 voivat olla vastakkaisilla puolilla keskiviivaa Y-Y.

Viivaosat 23, 31, 33 ja 28 on kaikki esitetty kuperina hihnapyörän runkoon nähden, mutta mikä tahansa näistä viivaosista tai ne kaikki voivat olla suoria viivoja tai kuperia hihnapyörän runkoon nähden. Toivottavaa on, että viiva 34, joka on viivaosan 33 jatke, jos tämä on suora, tai viivaosan tangentti tämän keskipisteessä jos tämä on kaareva, tekevät uurteen keskiviivan X-X kanssa kulman a, jonka suuruus on 20° tai pienempi.

Kuvio 3 esittää osaa hihnasta, joka on kääriytyneenä hihnapyörälle, jonka hammas- ja uurremuoto on kuvion 2 mukainen, hihnan ollessa kuormittamatta. Pituusuuntaisessa leikkauksessaan hihnan jokainen hammas 40 olennaisesti koostuu kahdesta ympyränkaaresta 41 ja 42, joiden yhtä suuret säteet R8 ja R9 leikkaavat toisiaan hampaan poikkileikkauksen keskiviivalla X-X olevassa pisteessä 42a. Kaare-vuuskeskispisteet 43 ja 44, joista kaaret 41 ja 42 on piirretty, sijaitsevat suoralla 45, joka on olennaisesti vetoelimen 13 pituussuuntainen. Kaarten 41 ja 42 ulottuvuus on sellainen, että ne ulottuvat viivalle 45 saakka. Kaarten 41 ja 42 kaarevuuskeskispis-teet ovat toisiinsa nähden siirtyneinä, keskiviivan X-χ vastakkai- 10 70308 silla puolilla, vastaaviin kaariin nähden määrän, joka on yleensä yhtä suuri tai pienempi kuin 10 % kaarten 41 ja 42 kaarevuussäteen pituudesta. Välipaikka-alue 46 yhdistää vierettäisten hampaiden tyvialueiden 47 ja 48 päät toisiinsa. Leikkauksessa nähtynä tyvi-alueet ovat ympyränkaaria, joilla on yhtä suuret säteet RIO ja Rll.

Kuvio 4 esittää samaa hihnaa kuin kuvio 3, kiedottuna, kuormittamatta, hihnapyörälle, jonka hampaat ovat hihnan hampaisiin nähden tarkkaa konjugaattimuotoa. Verrattaessa kuvioita 3 ja 4 käy havainnollisesti ilmi, miten keksinnön mukainen hihnapyörän hammas- ja uurremuoto eroaa konjugaatista hammas- ja uurrerauodossa. Keksinnön mukaisessa hihnapyörässä vierettäisten hihnapyörähampaiden toisiaan vastapäätä olevien kylkien välinen tila on sellainen, että näiden hampaiden väliin muodostunut uurre on olennaisesti leveämpi kuin kuvion 4 mukainen konjugaattiuurre. Tämän ansiosta vältetään hihnapyöraham-paan edellä kulkevan kuljen ja hihnahampaan perässä kulkevan kyljen keskinäinen häirintä. Jokaisen hihnapyörähampaan kyljen muoto eroaa kuvion 3 mukaan kuvion 4 mukaisen konjugaatin hampaan kyljen muodosta, ja tämäkin ero edistää hihnan ja hihnapyörän hampaiden välisen häirinnän välttämistä. Eräs tähän erilaiseen muotoon myötävaikuttavista tekijöistä on se, että keksinnön mukaisen hihnapyörän uurteen toisiaan leikkaamattomien kaarten 21 ja 22 säteet Rl ja R2 ovat pienemmät kuin niiden kaarten säteet, joiden muotoisia konjugaatin hampaan kyljet likimäärin ovat. Keksinnön mukaisessa hihna-pyörässä vierettäisten hihnapyörähampaiden välisen uurteen syvyys on pienempi kuin uurteen syvyys konjugaatissa hihnapyörässä, ja niin ollen pienempi kuin hihnahampaan korkeus. Tämä näkyy selvästi kuviosta 3, jossa hihnahampaan huippu on esitetty limittäisenä hihnapyörän uurteen pohjan kanssa. Näin ei tietenkään ole käytännössä, vaan hihnan hammas muuttaa muotoaan tämän kosketuksensa johdosta hihnapyörän uurteen pohjan kanssa. Sopivinta on, että hihna-pyörän uurteen syvyys on 1-15 % pienempi kuin hihnan hampaan korkeus. Keksinnön mukaisen hihnapyörän jokaisen hampaan huippu on, niin kuin kuviosta 3 näkyy, modifioitu kuvion 4 mukaiseen konju-gaattimuotoon nähden tekemällä keksinnön mukaisen hihnapyörän huipun säteet olennaisesti suuremmiksi kuin konjugaattihampaan säteet.

Näin keksinnön mukaisessa sovituksessa hampaan huipun ja hihnauur-teen pohjan väliin saadaan suurempi välys kuin konjugaattimuodossa.

Keksinnön mukaista käyttölaitetta konstruoitaessa on jo selitetty- 70308 jen kriteerien lisäksi toivottavaa, että hihnahampaan leikkauspin-ta-aian (sen pinta-alan, jota edustaa katkoviivan J-K pituus kuviossa 3) suhde hihnapyörän välipaikkapinta-alaan (pinta-alaan, jota edustaa viivan F-G pituus kuviossa 2) on 50:1 ja 1:1 välillä ja mieluimmin pienempi kuin 15:1. Myös on toivottavaa, että hihna-hampaan leikkauspinta-alan suhde hihnan välipaikkapinta-alaan (pinta-alaan jota edustaa viivan J-L pituus kuviossa 3) on 4,69:1 ja 1:1 välillä ja mieluimmin pienempi kuin 3,5:1. Edellä mainitun rajoituksen puitteissa on myös toivottavaa käyttää suurinta mahdollista hihnahampaiden lukumäärää pituusyksikköä kohti.

Konstruoimalla hihna- ja hihnapyöräkäyttölaite edellä esitettyjen kriteerien mukaan on mahdollista saavuttaa mikä tahansa seuraa-vista eduista tai ne kaikki: - pienempi melu, suuremmat kulmanopeudet, koska voidaan käyttää pienempiläpimittaisia hihnapyöriä, suurempi kuormituskyky, hihnan pitempi kestoikä, kompaktimmat voimansiirtojärjestelmät, koska pienempikokoiset hihnapyörät tekevät mahdolliseksi sijoittaa järjestelmään kuuluvat hihnapyörät lähemmäksi toisiaan, ja keveämmät voimansiirtojärjestelmät, koska hihna-pyörät ovat pienemmät ja niiden paino niin ollen pienempi.

Tässä selitettyä hihnapyörää voidaan käyttää'yhdessä muidenkin hampaallisten hihnojen kanssa kuin US-patenteissa 2 507 852, 3 756 091 ja 4 037 485 selitettyjen kanssa. Yksityisten hihnahampaiden pituussuuntainen leikkausääriviiva voi olla puolisuunnikkaan muotoinen, kaariviivainen tai kiilan muotoinen tai näiden ääriviivojen yhdistelmä tai modifikaatio. Hihnassa voi myös olla hampaat vetoelimen molemmilla sivuilla.

Claims (7)

1. Hihnapyörä hammastettua käyttöhihnaa varten, joka hihna-pyörä (11) käsittää hammastetun hihnan (10), jolla on vetoa kestävä sisäke sekä ainakin toispuoliset hampaat (40), joiden kyljet muodostuvat olennaisesti kuperasta kaariviivasta (41, 42), ja hammastetun hihnapyörän (11), joka edullisesti on pieni halkaisijaltaan ja jossa urat, jotka on sovitettu symmetrisesti säteettäisen keskiviivan suhteen, ovat olennaisesti U-muotoiset ääriviivoiltaan, jotka kukin poikkeavat hihnan (10) hampaaseen (40) yhteensopivan uran muodosta ainakin hihnapyörän (11) pään litteämpien sivukaariviivojen (21, 22) osalta, tunnettu siitä, että hampaiden sivujen muodot poikkeavat hihnan (10) hampaaseen (40) yhteensopivasta sivumuodosta siten, että hihna-pyörän (11) uraa määritetään kahdella kaariviivalla (21, 22), joiden kaarevuus on olennaisesti jyrkempi kuin yhteensopivan uran kaarevuus, ja jotka sijaitsevat niin kaukana uran säteet-täisestä keskiviivasta (X-X), että uran leveys kaariviivojen (21, 22) välissä on olennaisesti suurempi kuin yhteensopivan uran leveys.

1 2 70308

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että kaksi kaariviivaa (21, 22), jotka määrittävät hihnapyörän (11) uran, on liitetty toisiinsa olennaisesti suoraviivaisella yhdysviivaosalla (23).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, ettei kumpikaan kahdesta kaariviivasta (21, 22), jotka määrittävät hihnapyörän uran, leikkaa kaariviivaa (26, 27), joka sivusuunnassa määrittää hihnapyörän hampaan huipun, mutta on liitetty mainittuun kaariviivaan olennaisesti suoraviivaisella yhdysviivaosalla (BE, DH').

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että yhdysviivaosat (BE, DH*), jotka ulottuvat hampaiden kylkiin, ja jotka kukin yhdistävät alustan (21, 22), joka määrittää hihnapyörän uran, vastaaviin alustoihin (26, 27), jotka sivusuunnassa määrittävät hampaiden kyljet, muodostavat kulman a uran säteettäisen keskiviivan kanssa, (X-X) kanssa, joka kulma ei ylitä 20°. 13 70308

5. Jonkin patenttivaatimuksien 1-4 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että kaksi kaariviivaa (21, 22), jotka määrittävät hihnapyörän uran, ulottuvat kumpikin korkeudelle, joka on ainakin 25 %, edullisesti ainakin 40 % uran syvyydestä (dg) .

6. Jonkin patenttivaatimuksien 1-5 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että kaksi kaariviivaa (21, 22), jotka määrittävät hihnapyörän uran ovat ympyräkaaria, jotka kukin loppuvat samalla keskipisteen etäisyydellä (d2) uran säteettäi-sestä keskiviivasta (X-X) tämän keskiviivan edessä.

7. Jonkin patenttivaatimuksien 2-6 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että kaksi kaariviivaa (21, 22), jotka määrittävät hihnapyörän uran, ulottuvat kumpikin sellaiselle korkeudelle (d5·) uran alustasta (23) , että ne tangentiaalisesti yhtyvät yhdysviivaosiin (BE, DH') jotka sijaitsevat hampaiden kyljissä. 70308 14