FI79749C - Remskiva och synkron foerelseoeverfoering. - Google Patents

Description

1 79749

Hihnapyörä ja synkroninen liikkeensiirto Tämä keksintö koskee hihnapyörää sellaista synkronista käyttö-systeemiä varten, joka käsittää oolymeeristä materiaalia olevan hammastetun hihnan, sekä mainitun hihnapyörän käsittävää keskinäistä voimansiirtoa.

Kuten on tunnettua, liikkeensiirrossa hammastettujen hihnojen ja hihnapyörien välillä esiintyy kaksi pääongelmaa.

Ensimmäisenä ongelmana on varmistaa hihnanhampaan oikea tartunta : sekä vastaavaan hihnapyörän uraan menovaiheessa että vastaavasta urasta poistumisvaiheessa.

; Toisena ongelmana on hihnahampaan ns. ylihyppäysilmiön hihna- pyörän urasta välttäminen, hihnanhampaan ollessa täysin tarttuneena synkronista liikkeensiirtoa varten.

Ensimmäinen ongelma liittyy vaiheisiin, jotka suoritetaan ennen täydellistä tartuntaa hihnanhampaiden ja hihnapyörän välillä. Etsitty ratkaisu on sen vuoksi rajoitettu aikaan, joka voidaan määrittää väliaikaiseksi reaalisen tartunta-ajan suhteen.

Mainituissa lyhytaikaisissa vaiheissa hihnan ja hihnapyörän välillä vaihtuvat voimat ovat itse asiassa liukuvoimia, jotka eivät ole edullisia liikkeensiirtoon, ja ovat luonteeltaan negatiivisia sekä hihnan kestoiän sekä oikean voimansiirron yhteydessä.

Itse asiassa liukuvoimat määräävät ajan mukana elastomeerisestä materiaalista muodostetun hihnan kulutuksen johtuen hihnan ulkopinnan joutumisesta sellaisten aggressiivisten aineiden vaikutuksen alaiseksi kuin pöly, öljyjätteisiin sekoittuneet saastuttavat aineet sekä erilaiset haitalliset epäpuhtaudet, koska ne paitsi että aiheuttavat hihnanrungon huononemista, voivat myös 2 79749 muuntaa tartuntavaihetta varten valittua profiilia, aikaansaaden siten holkkumia ja melua hihnanhampaan muunnetun profiilin ja hihnaDyöränuran muuttumattoman profiilin välillä.

Toinen ratkaistava ongelma liittyy liikkeensiirron edulliseen vaiheeseen, joka kestää huomattavasti pitemmän ajan kuin aika, joka kuluu hihnanhampaan tarttumiseen hihnapyöränuraan ja irrot-tumiseen siitä. Itse asiassa hihnanhammas on ja pysyy täysin tarttuneena pyöränuraan koko sinä aikana, jona hihna kiertyy pyörän ympäri.

Koko tartuntavaiheen aikana hampaan ylihyppäysilmiö voisi tapahtua kahdesta syystä.

Ensimmäinen syy on yhteydessä niiden voimansiirtooyörien kaarevuuteen, joiden ympäri hihna kiertyy, erikoisesti kun melko suuria siirtosuhteita käytetään. Tässä tapauksessa, koska hihna kiertyessään pyörän ympäri käsittää sisäpuolellaan jäykän uootteen, hihna ei voisi seurata pienempiläpimittaisen pyörän määräämää kaarevuutta.

Toinen syy on yhteydessä hampaiden lukumäärään, joka on pienempi yhdessä pyörässä kuin toisessa pyörässä määrätyn siirtosuhteen toteuttamiseksi.

On selvää, että kuta pienempi on niiden hampaiden lukumäärä hihnapyörässä, jotka pystyvät kantamaan koko siirrettävän kuormituksen ja vastaanottamaan sen, sitä suurempi tulee olemaan mahdollisen hampaanylihyppäysilmiön esiintymisen vaara.

Hampaanylihyppäysilmiön ongelma on merkittävämpi nykyisessä tekniikassa, jossa pyritään käyttämään yhä pienempää hammaslukua toisessa käyttösysteemin kahdesta hammaspyörästä joutuen samalla yhä suurempiin siirrettäviin tehoihin.

Sen vuoksi on selvää, että nykyisessä tekniikassa tarvitaan ratkaisuja, joissa haitallisia hamoaanylihyppäysilmiötä on vältettävä synkronisia käyttösysteemejä käytettäessä.

3 79749

Itse asiassa on ilmeistä, että lyhytaikaisista vaiheista, ts. niistä, jotka liittyvät hihnojen hampaiden ja hihna-pyörien urien väliseen tarttumiseen ja irrottumiseen, johtuvia haittoja voitaisiin myös suvaita, koska hihnanhampaan kuluminen on hidas ja se voidaan eliminoida korvaamalla kulunut hihna uudella jonkin mahdollisen huoltojakson aikana.

Päinvastoin kuin on mainittu, hampaanylihyppäysilmiö on äkillinen ja odottamaton haitta, ja sillä voi olla negatiivisia ja korjaamattomia seurauksia synkronisessa käyttösys-teemissä.

Sen vuoksi tämä keksintö pyrkii parantamaan nykyisiä hihna-pyöriä sekä hammastettujen hihnojen ja hihnapyörien välisiä suhteellisia voimansiirtoja siten, että samalla kertaa vältetään sekä ne ongel-mat, jotka liittyvät tarttumis- ja irrottumisvaiheisiin hihnanhampaan ja hihnapyörien urien kesken, että erikoisesti se ongelma, joka liittyy hihnanhampaan ylihyppäykseen hihnanpyörän urasta, kaiken saavutetun parantaessa niin paljon kuin mahdollista sen käyttölaitteen meluttomuutta, johon keksinnön mukainen hihnapyörä on liitetty .

Niinpä tämän keksinnön tavoitteena on sellainen hihnapyörä, joka soveltuu liikkeensiirtoon polymeeristä materiaalia olevan taipuisan hammastetun hihnan kanssa ja joka käsittää useita hampaiden kanssa vuorottelevia uria. Hihnapyörälle on tunnusomaista, että kullakin sivulla on parabelikaaren muotoinen profiili ja pohjan päät yhtyvät parabelikaaren muotoisten profiilien huippuihin pohjan pituuden ollessa vähintään ainakin 65 % uran sivun parabelikaaren muotoisen 4 79749 profiilin pituudesta, kunkin parabelikaaren muotoisen profiilin pituuden ollessa mitattuna huippujen ja ym-pyrän väliltä, jolla on ennalta määrätty säde r ja joka yhdistää sivun hihnapyörän hampaaseen, kunkin parabelikaaren muotoisen profiilin määrittelee käyrä y = Kx2 jossa K = tan2 (90 4Yo

Yo = H - r(l - sin ), Y on akseli, joka kulkee hihnapyörän pohjan kahdesta päästä toisen kautta, x on Y-akselin ortogonaaliakseli, joka kulkee hihnapyörän pohjalla sen kahdesta päästä toisen kautta, H on uran korkeus, r on ympyrän säde, joka yhdistää kunkin sivun hihnapyörän hampaaseen, β on kulma, jonka tangentti t, joka on yhteinen parabeli-kaarelle ja r-säteiselle ympyrälle, muodostaa Y-akselin kanssa, Yo on oordinaatta, joka vastaa tangenttipistettä parabelikaaren ja r-säteisen ympyrän välillä.

Tämä keksintö tulee paremmin ymmärretyksi seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä, joka on tehty keksintöä rajoittamattoman esimerkin avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 on poikittaisleikkaus keksinnön mukaisen hihnapyörän urasta, kuvio la esittää yhden kuvion 1 mukaisen uran sivuista, 5 79749 kuvio 2 on keksinnön mukaisen hihnapyörän uran poikkileikkaus tekniikan nykyisen tason mukaisiin hihnapyöriin verrattuna, kuvio 3 esittää jännitysten jakaantuman hihnanhampaan ja vastaavan hihnapyörän välillä sekä keksinnön mukaisen hihna-pyörän että tekniikan tason mukaisen hihnapyörän yhteydessä, kuvio 4 esittää poikkileikkauksena keksinnön mukaisen hihna-pyörän kevennyksen yhtä suuret geometriset dimensiot omaavi-en nykyisen tekniikan tason mukaisten hihnapyörien suhteen, kuvio 5 esittää hihnapyörän urien vierintäjyrsimen ja vastaavan hihnapyörän, kuvio 6 esittää kahden erilaisen läpimitan, nimittäin suuren läpimitan ja pienen läpimitan omaavan hihnapyörän uria, jotka on muodostettu tekniikan tason mukaisesti, kuvio 7 esittää käyttösysteemiä, joka käsittää hihnapyörän sekä pieniläpimittaisen hihnapyörän, jonka ura on muodostettu tekniikan tason mukaisesti, kuvio 8 esittää vertailua pieniläpimittaisten hihnapyörien sellaisten urien välillä, joiden profiilit on muodostettu tekniikan tason mukaan ja vastaavasti tämän keksinnön mukaan, kuvio 9 esittää vertailua kahden hihnapyörän määrätyn muodon omaavien urien välillä, säilyttäen jyrsimen tangentin vie-rintäurajakolinja hihnapyörien ulkokehällä, ja kuvio 10 esittää liikkeensiirtoa hihnan ja sellaisen hihna-pyörän välillä, jonka urilla on tämän keksinnön mukaan muodostetut urat.

Kuviossa 1 on viitteellä 1 esitetty osa hihnanpyörästä, joka 6 79749 on metallista materiaalia tai metallia vastaavaa kovaa muovi-materiaalia ja tyyppiä, joka soveltuu käytettäväksi synkronisessa siirtoliikkeessä sellaisen hammastetun hihnan kanssa, joka on polymeeristä materiaalia, erikoisesti pitkittäisiä vahvistusupotteita sisältävää elastomeeristä materiaalia.

Hihnapyörä käsittää useita kuvion 1 mukaisia uria 2 vuorotellen hampaiden kanssa uloimman kehän yläosaan rajoittamina .

Ura 2 käsittää kaksi sivua 5, 6 ja pohjan 7. Erikoisesti ura 2 käsittää kaksi sivua, joilla on paraabelikaaren muotoinen profiili, sekä pohjan, jonka päät 8, 9 liittyvät paraabelikaa-rien huippuihin, esitettynä karteesisten akselien x, y systeemin mukaan.

Kuvion 1 sovellutusmuodossa pohjan 7 muodostaa kaartuva osa, kaarevuuden sijaitessa olennaisesti lähellä pituuden D omaavaa suoraviivaista osaa. Vaihtoehtoisesti pohjalla 7 voi olla muoto, joka eroaa kuviossa 1 esitetystä muodosta siinä suhteessa, että se käsittää kuperuuden ulospäin tai myös vastakkaisen kaarevuuden tahi myös erään toisen sovellutusmuodon mukaan suoraviivaisen muodon, joka muuttuu kaareviksi osiksi ulkonemien ja sentapaisten, ts. sellaisten elementtien aikaansaamiseksi, jotka kykenevät haluttaessa aiheuttamaan kontaktin hihnanhampaan harjan kanssa.

Kaikissa esitetyissä ratkaisuissa pohja 7 käsittää sen olennaisen piirteen, että sen muodon määrittää pituus, joka on verrattavissa kummankin paraabelikaaren muotoisen profiilin 5 tai 6 pituuteen.

Tässä tekstissä maininta, "verrattavissa oleva" merkitsee sitä, että etäisyys D päiden 8, 9 välillä, ts. paraabelikaa-rien huippujen välillä on sama tai myös 65 % suurempi kuin kummankin paraabelikaaren pituus mitattuna huippujen 8, 9 sekä paraabelikaarien säteittäisesti uloimpien pisteiden 10, 11 välillä. Säteittäisesti uloimmat pisteet 10, 11 ovat niitä, jotka määrittää hihnapyörän hampaita 3 rajoittavan r-säteisen kehän tangenttitilanne.

Sopivimmin kaikissa niissä ratkaisuissa, joissa tätä keksintöä voidaan soveltaa, sivujen 5 tai 6 paraabelikaarenmuotoinen pro fiili on määritetty kaavalla: 7 79749 Y = K x2, jossa, viitaten kuvioon la, Y on hihnapyörän keskiön ja kuvion 1 pisteen 8 kautta menevä akseli ja X on akselia Y vastaan kohtisuora saman pisteen 8 kautta menevä akseli.

Kerroin K saadaan kaavoista „ tg2 (90 - 6 ) K--4~~73- ja

Yo - H - r (1 - sen β), joissa kuvioon la viitaten: - H = kokonaiskorkeus (mm), - β = kulma, jonka tangentti t, joka on yhteinen paraabelikaa-relle.ja kontaktiympyrälle, muodostaa akselin Y kanssa, - r = kontaktiympyrän säde (mm), - Yo = ordinaatta, joka vastaa tangenttipistettä paraabelikaa-ren ja kontaktiympyrän välillä.

Yllä minittujen geometristen parametrien arvoilla on huomattavan tärkeä merkitys tässä ratkaisussa, koska uranprofiilin muoto sekä tällä profiililla saavutetut tulokset riippuvat mainituista arvoista.

Keksinnön erityisiä sovellutusmuotoja saadaan asettamalla seu-raavat rajat yllämainituille parametreille: - H = 0,7...15 mm - β = 8°...25° - p = 2,87...5

- Yo> 0,7 H

8 79749 K vaihtelee arvosta 0,09 arvoon 25,83 urilla, joiden korkeus on välillä 0,7...15 mm.

Sivuprofiilien 5, 6 ja pohjan 7 geometriset piirteet ovat erikoisen sopivia rajoittamaan sellaisia uria, jotka kuuluvat hihna-pyöriin, joissa on hyvin pieni määrä hampaita, enintään 10 hammasta .

Sopivimmin myös uran leveyden L ja syvyyden H välinen suhde on välillä 1,3...3, jolloin - leveys L on mitattu pisteiden 12 ja 13 väliltä hihnapyörän pohjan suuntaisesti, kahden tangentin t leikkauskohtien kehä- : viivan 4 kanssa määrittäessä pisteet 12 ja 13.

- syvyys H on mitattu säteittäiseen suuntaan niiden pisteiden 14, 15 väliltä, jotka sijaitsevat vastaavasti pohjan 7 keskiössä ja hihnapyörän kehäviivan 4 uloimmassa kohdassa.

Kuvion 1 mukainen sovellutusmuoto voi vastata hihnapyörää, jolla on hammaslukumäärä Z = 38 sekä säde R, jonka siis määrittää kaava R = P y 38 : 2π jossa P merkitsee hihnapyörän kahden vierekkäisen uran välistä nousua.

Hihnapyörä 1 on osa liikkeensiirtovälineestä, joka käsittää ainakin kaksi hihnapyörää, nimittäin käyttöpyörän ja vedetyn pyörän sekä hammastetun hihnan, joka on muodostettu polymeeristä materiaalia, erikoisesti elastomeeristä materiaalia olevasta kappaleesta, vahvistettuna erikoisesti lasikuitua olevilla vahvisteilla, sekä ulkonevilla hampailla, jotka on päällystetty tai ei päällystetty kudoksella.

Tässä käyttösysteemissä yksi mainituista kahdesta hihnapyörästä voidaan toteuttaa kuvion 1 mukaisesti.

9 79749 Käyttösysteemin toinen hihnapyörä voitaisiin toteuttaa erilaisilla piirteillä kuin ensimmäinen hihnapyörä. Esimerkiksi toisen hihnapyörän sivuprofiileilla voisi olla suoraviivaiset osat, urien ollessa muodostettu olennaisesti puolisuunnikasmuotoon.

Toisin sanoen kuvion 1 mukaisen hihnapyörän piirteet ovat sellaiset, että ne sallivat sen käytön käyttösysteemissä, joka on jo sovitettu toimimaan määrätyn hihnan ja vastaavan pyöränprofii-lin kanssa, mitkä eroavat keksinnön mukaisista.

Keksinnön mukainen hihnapyörä käsittää erikoisesti sellaisten profiilien piirteen, jotka on muodostettu kiertämällä jyrsimen leikkaama uranjakoiinja pyörän ulkokehälle, kuten myöhemmin on tarkemmin selitetty.

Keksinnön mukaiseen hihnapyörään liittyvä hihna voisi olla päällystetty itsevoitelevalla kudoksella, joka on sijoitettu hampaiden ja urien päälle, kuten on selostettu DE-patentissa 20 16 830.3. Vaihtoehtoisesti hihna voisi olla päällystetty kaksinkertaisella kudoksella, kuten on selostettu DE-patentissa 23 63 685.3.

Käyttösysteemin osana olevien hihnanhampaiden profiili voisi olla esimerkiksi sellainen kuin on esitetty US-patentissa 4 371 363, tai hihnassa voisi myös olla puolisuunnikkaanmuotoisen profiilin omaavia hampaita, tahi edelleen eräiden ratkaisujen mukaan hihnanhammas voisi olla varustettu keskeisellä raolla, kuten on esitetty IT-patenttihakemuksessa 19 872 A/82.

Lisäksi hihnanhampaan profiili voisi liittyä yhteen vastaavan pyöränuran kanssa tai myös olla siihen liittymättä.

On todettu, että sellaiset käyttösysteemit liikkeensiirtoa varten, jotka käsittävät hammastettuja hihnoja, joiden nousu on 9,525 mm, leveys 15 mm ja pituus välillä 800...1900 mm, ovat erityisen sopivia tämän keksinnön tarkoituksiin.

10 79749 Nämä hihnat on liitetty hihnapyöriin (joilla on kuviossa 1 esitetyt urat) siirtosuhteella 1:2. Erikoisesti hihnat ja pyörät soveltuvat käytettäväksi sellaisten koneiden jako-ohjauksiin, jotka käsittävät hihnapyöriä, joiden siirtosuhde on 1:2, erityisesti ensimmäisen pyörän käsittäessä 21 hammasta ja toisen pyörän 42 hammasta.

Erään toisen sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukainen käyttö-systeemi käsittää hammastetun hihnan, jossa hammasprofiili on US-patentin 4 371 363 mukainen, käyttöpyörän käsittäessä 16 hammasta ja vedetyn pyörän 32 hammasta.

Tämä keksintö toteuttaa kaikki tarkoitetut tavoitteet. Sen vaaran poissaolo tai ainakin sen huomattava väheneminen, joka liittyy hampaan ylihyppäysilmiöön keksinnönmukaisen hihnapyörän käsittävässä käyttösysteemissä, näyttää johtuvan seuraavien samanaikaisesta läsnäolosta: uranpohjan, jonka pituus on verrattavissa uran sivujen pituuksiin, sekä sivujen paraabelikaari-muodon, paraabelinhuippujen sijaitessa uranpohjan äärimmäisissä päissä .

Erikoisesta seuraavan kaavan mukaan kaartuvat sivut voivat olla tärkeitä hampaan ylihyppäysilmiöön liittyvän vaaran vähentämisessä: Y = KX2, jossa K-arvo on välillä 0,09...25,83.

Keksinnönmukaisen hihnapyörän ominaispiirteet on paremmin korostettu kuviossa 2 sellaisten tunnetun tekniikan mukaisten hihna-pyörien suhteen, jotka käsittävät yhtäsuuret geometriset uran-mitat, nimittäin syvyyden H ja leveyden L., puolisuunnikkaanmuo-toiset urat tai urat, joilla on ympyränkaarenmuotoiset sivut 17, 18, niiden keskipisteiden ja C>2 sijaitessa yhtä etäällä symmetria-akselista KK, ja joissa on lyhyt suoraviivainen uranpohja 19.

11 79749

Saadut optimaaliset tulokset selviävät paremmin kuviosta 3, jossa on esitetty ne jännitykset, jotka esiintyvät hihnan-hampaan ja vastaavan pyöränuran välillä, kun hihnanhammas on täysin uran sisällä ja pysyy kontaktikaaren aikana hihnan ja pyörän välissä.

Kuviossa 3 jännitykset on esitetty sekä keksinnön mukaisen hihnanpyörän käsittävän käyttösysteemin yhteydessä että kuviossa 2 esitetyn tunnetun hihnanpyörän käsittävän käyttösysteemin yhteydessä.

Keksinnön mukaisia jännityksiä koskeva osa on merkitty katkoviivoin kuvioon 3.

:·. Hihnanhampaan ja pyöränuran välisen liikkeensiirron suhteen tiettyä hihnanhampaan profiilia ei ole piirretty. Itse asiassa tässä esitetty päättely on riippumaton siitä seikasta, ovatko profiilit yhteenliittyviä tai ei, koska liikkeensiirron suhteen kyseisessä vaiheessa, ts. hihnanhampaan uraan täysin tunkeutumisen aikana, johtuen elastomeeristä materiaalia olevan hihnanhampaan tietystä muotoilusta, yksi hammassivuista puristuu itse asiassa vastaavien uransivujen koko profiilia vasten.

' Kuviossa 3 esitetyssä sovellutusmuodossa on oletettu, että työntö P, joka on edullinen hihnan ja pyörän väliseen liikkeen-siirtoon, voidaan jakaa kuvion hampaan ja uran suhteen joukoksi samanarvoisia pieniä työntöjä F , joita kuviossa esitetyn voimien koostumuksen mukaisesti pystysuorat työnnöt Fn vastaavat.

Pystysuorat työnnöt Fn pyrkivät kääntymään liukuviin hammaspro-fiiliin ja uraprofiiliin. Kuitenkin, kuten kuviossa on selvästi osoitettu, pystysuorat komponentit F , jotka liittyvät hihna-pyörään, jonka uraa paraabelikaaren muotoiset sivut rajoittavat, ovat olennaisesti pienempiä kuin sellaiset pystysuorat työnnöt F , jotka liittyvät hihnapyörään, jonka sivut ovat ympyränkaaren muotoisia.

12 79749

Kuviossa 3 esimerkkinä esitetyn kaavion mukaan keksinnön mukaisessa hihnapyörässä pystysuorat työnnöt voivat saavuttaa arvoja, jotka ovat noin 60% niistä pystysuorista työnnöistä, jotka liittyvät nykyisen tekniikan mukaiseen hihnapyörään.

Tämä aikaansaa sekä hammastetun hihnamateriaalin hitaamman kulumisen että erikoisesti selvän parannuksen hihnanhampaan ja pyöränuran välillä esiintyvän ylihyppäysilmiön eliminoinnin suhteen.

Ylihyppäysilmiön poisto on edullinen piirre kaikille keksinnön mukaisille erilaisen maksimiurajakoläpimitan omaaville hihna-pyörille, mutta on paljon tärkeämpää käyttää pyörille suurella kaarevuudella samoja dimensioita kuin paraabelikaari ja samaa etäisyyttä paraabelikaarien huippujen välillä, kun vain muutamat hampaat toimivat ja kun sen vuoksi ylihyppäysilmiön esiintyminen on suurempi.

Silloin yhden ja saman uran käyttö, ts. uran, jolla on yhtä suuri maksimileveys ja maksimisyvyys riippumatta pyörän ura-jakoläpimitasta samassa käyttösysteemissä,. muuttuu myös lisäeduksi, koska muuttamatta kontaktia pyöränhampaan ja hihnanhampaan välillä pienemmän hammasluvun omaavissa hihnapyörissä, saadaan laajempi tukipinta erikoisesti pienillä ominaispaineilla.

Tämä jälkimmäinen piirre on edullinen hihnojen kestävyyden ja käyttöiän suhteen, koska pieni läpimittaiset hihnapyörät pienen ominaispaineen omaavassa samassa käyttösysteemissä aikaansaavat hammastetun hihnan muodostavien materiaalien hitaamman kulumisen.

Se seikka, että mainitun kahden paraabelikaaren huiput on siirretty huomattavaan etäisyyteen keskeisen symmetria-akselin KK (kuvio 1) suhteen, on myös tärkeä ylihyppäysilmiön suhteen.

Itse asiassa mainittu ratkaisu tämän hihnapyörän suhteen sallii tarttumisen suuremman paksuuden omaavan hihnanhampaaseen uloim- ,3 79749 massa osassa kuin tekniikan nykyisen tason mukainen hihnapyö-rä, joka on esitetty kuviossa 2 kaarilla 17, 18.

Tämä seikka ilmenee paljon selvemmin kuviosta 4, jossa vino-viivoitettu ala A osoittaa paraabelikaarenmuotoisen profiilin omaavan pyörän metallialueen pienenemää verrattuna ympyrän-kaarenmuotoisen profiilin omaavaan pyörään, uran syvyyden ja sen maksimileveyden yläosassa ollessa kummassakin tapauksessa yhtä suuret.

Tämä tilanne sallii, kun hihnanhammas on kokonaan uran sisäpuolella, suuremman elastomeerisen materiaalimäärän muodonmuutoksen hihnanhampaan taipuisimmassa osassa, aikaansaaden suuremman vastustuksen työnnölle, joka pyrkisi liu'uttamaan sitä ja sen vuoksi saattamaan se hyppäämään yli pyöränhampaan suhteen.

Kaikki tämä, tosin vain likimäärin, on analoginen sille, mikä voisi tapahtua esim. pienempipaineisessa autonrenkaassa suurempi-paineisen renkaan suhteen, nimittäin pienempipaineinen autonrengas, jolla on laajempi kontaktipinta-ala, pyrkisi jarrutettaessa liukumaan vähemmän, koska se muodomuutoksessa saattaa osallistumaan suuremman määrän elastomeeristä materiaalia.

Käytännössä tässä tilanteessa, johtuen hyvin voimakkaista työnnöistä, hihnanhammas pyrkii vähitellen puristumaan ja sisältämään enemmän hihnanhampaan elastomeerisiä kerroksia ennen ulostuloa hihnapyörän urasta aiheuttaakseen niin sanotun ylihyppäys-ilmiön.

Saadut tulokset ovat myös yllättäviä. Itse asiassa US-patentti 3 756 091 esittää hihnanhampaassa olevan elastomeerisen materiaali-määrän vähentämistä puolisuunnikashampaan suhteen. Tässä vaiheessa nyt siirryttiin päinvastaiseen menettelyyn ja materiaalin tavanmukaisten hihnojen elastomeerisestä osasta vähentämisen ja poistamisen sijasta on pienentänyt pyöränhampaan paksuutta, kuten on kaaviomaisesti osoitettu vinoviivoituksella kuviossa 4, ,. 79749 1 4 ts. nyt on poistettu jonkin verran materiaalia tekniikan tason mukaisesta hihnapyorästä. Tämän materiaalinpoiston johdosta saavutetaan lisätuloksena esiintyvien raskaiden massojen väheneminen sekä siitä johtuva värähtelyjen ja melun pieneneminen.

Saavutettu etu selviää kuviosta 4. Itse asiassa tästä kuviosta ilmenee, että massanvähenemä ainakin toisessa mainitusta kahdesta hihnapyorästä on olennaisesti esitettävissä seuraavalla kaavalla: 2 x A x 1 x n jossa: 1 = pyörän leveysmitta kohtisuoraan piirustuksen tasoa vastaan, n * urien lukumäärä.

j Kaavassa yhdistettynä esitetty saavutettu tulos laajennetaan sen jälkeen käyttösysteemin molempiin kahteen pyörään (käyttöjä vedettyyn pyörään), vähentäen vastaavasti yleensä metallisten pyörien muodostamia raskaita massoja.

Lisäksi tällaisen hihnapyörän olennaiset ominaispiirteet ovat omiaan suuresti parantamaan niitä lyhytaikaisia vaiheita,joissa hihnanhampaat erotetaan pyöränurista.

Tämä tulos saavutetaan käyttämällä käyttösysteemejä, jotka käsittävät ainakin yhden keksinnön mukaisen hihnapyörän sekä hihnoja, joiden hampaanprofiileilla erilaiset muodot, esimerkiksi puolisuunnikasmuoto tai ympyränkaaren muoto tai hampailla on tunnusomaista paraabelikaaren muotoiset sivut, hampaan huipun ollessa varustettu uralla tai ilman sitä.

Itse asiassa esitetyissä käyttösysteemeissä hihnapyörän paraabelikaaren muotoisten sivujen tyypillinen muoto sekä paraabelien huippujen välinen etäisyys tekevät edullisesti mahdolliseksi asteittaisen tartuntavaiheen hampaan ja hihnan sekä vastaavan pyöränuran välillä.

Edullisen tartuntatilanteen määrää pyöränsivun tietty muoto, jolle on ominaista ensimmäiset hyvin pienet suoraviivaiset 15 797 49 osat, joiden kaarevuus lisääntyy yhä enemmän uranpohjan ääri-kohtaan saakka parametrin K arvon määräämän ominaiskäyrän mukaisesti .

Niinpä uransivun kaarevuuden asteittaisen muuttumisen johdosta hihnanhammas ohjataan tartuntavaiheessa kontaktiin, joka on asteittainen hampaan elastomeerisen osan halutun ja ennaltamää-rätyn muodonmuutoksen kanssa.

Toisin sanoen keksinnön mukaisten piirteiden avulla tartuntavai-hetta ohjataan riippumatta hihnanhampaan profiilista, pyörän-uran sivun muodon määrätessä hihnanhampaan muodonmuutokset, niin että saavutetaan tartuntavaiheen jatkuva kontrolli, joka tapauksessa säilyttäen muodonmuutokset sekä niistä johtuvat välttämättömät liukumiset ja suhteellinen kuluminen hyvin pieninä uransivun mainitun asteittaisen kaartuvuuden ansiosta.

Edelleen keksinnön edullisena piirteenä on ura, jonka paraabelin-muotoiset sivut, kuten edellä on selostettu, on muodostettu jyrsimellä 20 (kuvio 5), jonka leikkaama urajäko 21 on pyörän ulko-.···. kehän 22 tangenttina.

Keksinnön tämän piirteen selittämiseksi viitataan kuvion 5 : kaaviomaiseen kuvaan, jossa jyrsin 20 nykyisen tekniikan tason mukaisesti aikaansaa pyöränuran profiilin tavalla, joka on täysin erilainen kuin aikaisemmin mainittu, ts. sen urajakolinja 23 on sellaisen hihnapyörän urajakoiinjän tangentti, jonka kehän läpimitta on 0^ ja joka vierii tällä jälkimmäisellä urajako-linjalla.

Kuten tästä kuvasta havaitaan, jyrsimen urajakolinja on etäisyydellä a jyrsinhampaiden juurta rajoittavan linjan yläpuolella sekä myös etäisyydellä a läpimitan 0^ omaavan pyörän ulkokehästä, josta se muodostaa urat.

Jyrsinurajaon P sekä hihnapyörälle z muodostettavien useiden urien ja hampaiden jälkeen tilanne määritetään seuraavalla kaavalla: ,6 79749 (¢5-. + 2 a) P = - π z

Seurattaessa tunnettua tekniikkaa on todettu, että pyöränurien profiilit eroavat valssausläpimitan mukaisesti.

Tämä seikka aiheuttaa negatiivisia piirteitä, kun urien profiilit on aikaansaatava yhä pienemmän läpimitan omaaville pyörille, esim. pyörille, jotka käsittävät 10 hammasta, hammasjaon ollessa 3 tai 20 mm, ja joiden läpimitat ovat sen vuoksi 9,55 mm ja 64 mm.

Tämä ilmenee varsin terävistä reunamuodoista sekä urien sivujen kaltevuuden muuttumisesta siirryttäessä isokokoisesta hihnapyö-rästä 24 pieneen pyörään 26, kuten on kaaviomaisesti esitetty kuviossa 6.

On selvää, että pienen läpimitan omaavissa hihnapyörissä terävien reunojen esiintyminen kontaktivyöhykkeessä 27 sekä sivujen kallistuminen johtavat hihnanhampaan irrottumiseen sivuista aiheuttaen sekä jännitysten liiallisen keskittymisen hihnanhampaan juureen, kuten on kuviossa 7 osoitettu nuolilla F , että hihnan ja pyörän välisen kontaktialueen pienenemisen.

Nämä kaksi vaikutusta ovat pääasiallisena syynä lyhyelle kesto-iälle sekä ylihyppäysilmiön huonoon vastustamiseen pieniläpimit-täisiä hihnapyöriä käsittävissä käyttösysteemeissä.

Itse asiassa terävä reuna aikaansaa hihnanpinnan nopean kulumisen tartunnan aikana, ja myös hihnan ollessa tarttuneena jännitys hampaan juuressa on liian keskitetty, aiheuttaen siten tunnettuja väsymisestä johtuvia halkeamia.

Lisäksi kuviosta 7 ilmenee, että johtuen niukasta kontaktipinnasta hihnojen ja hihnapyörän välillä mainitun ylihyppäysilmiön esiintyminen on mahdollinen.

Päin vastoin kuin aikaisemmassa tekniikassa niin tässä keksinnössä on todettu, että on mahdollista eliminoida aikaisemmin mainitut 17 79749 haitat käyttämällä sellaisia pyöränuran profiileja, jotka on muodostettu valssaamalla liu'uttamatta jyrsinleikkausurajakoiin jaa 21 hihnapyörän ulkokehän 22 päälle (kuvio 5), ts. poistamalla etäisyys a.

Mahdollinen selitys niistä eduista, jotka saavutetaan mainitulla tavalla muodostettujen profiilien avulla, johtuu siitä seikasta, että asettamalla jyrsinvalssausurajakoiinjän tangentti hihna-pyörän ulkokehälle on mahdollista saavuttaa valssauksen aikana muodostettujen profiilien kaikkien pisteiden lähestyminen kohti hetkellisen kiertymisen keskiöitä.

-- Toisin sanoen, tämän ratkaisun mukaisesti urien profiilien pis teillä on pienemmät säteet kuin tunnettujen ratkaisujen mukaisil-·. '·; la, saavuttaen siten enemmän asteittaisen ja korostetun kaarevuu- : : den urien kaarevissa osissa, tuloksen ollessa kuviossa 6 esitet- : tyjen urienreunojen 27 eliminointi tai myös niiden terävyyden vä hentäminen .

Niinpä voidaan todeta, että keksinnön mukaisilla hihnapyörillä on, paitsi paraabelikaaren muotoiset uraprofiilit, jotka soveltuvat lyhytaikaisiin tartunta- ja irrotusvaiheisiin hihnan minkä tahansa profiilin omaavien hampaiden kanssa, myös se ominaisuus, että profiilit, jotka on muodostettu etäisyyden a ollessa olen-·· . naisesti nolla, säilyvät pieniläpimittaisia pyöriä varten erikoi- • · sesti kontaktivyöhykkeissä.

Tämä tilanne on edelleen esitetty kaaviomaisesti kuviossa 8 kahden pieniläpimittaisen pyörän 28, 29 paremmin kuvaamiseksi, ensimmäisen pyörän urien ollessa muodostettu etäisyyden a ollessa nolla ja toisen pyörän urien etäisyyden a ollessa suurempi kuin nolla. Lisäksi kuviossa 9 on tähdennetty terävien reunojen puuttumista uran ylemmästä kontaktivyöhykkeestä sellaisen profiilin sovellutusmuodossa, joka on paraabelikaaren muotoinen etäisyyden a ollessa nolla, ja joka suurempiläpimittaisesta pyörästä 30 siirretään pienempiläpimittaiseen pyörään 31.

18 79749

Keksinnön avulla saavutettu optimitilanne, erikoisesti hihnan ja pyörän välisen laajan kontaktialueen suhteen on edelleen esitetty kaaviomaisesti viitenumerolla 32 kuviossa 10.

Vaikka edellä on selostettu eräitä keksinnön mukaisia edullisia sovellutusmuotoja, on selvää, että tämä keksintö käsittää suoja-alassaan jokaisen muun vaihtoehtoisen sovellutusmuodon, joka on alan ammattimiehen tavoitettavissa.

Claims (11)

19 79749

1. Hihnapyörä, joka soveltuu liikkeensiirtoon polymeeristä materiaalia olevan taipuisan hammastetun hihnan kanssa ja joka käsittää useita hampaiden kanssa vuorottelevia uria (2) kunkin uran (2) käsittäessä kaksi sivua (5, 6) ja pohjan (7), tunnettu siitä, että kullakin sivulla (5, 6) on para-belikaaren muotoinen profiili ja pohjan (7) päät (8, 9) yhtyvät parabelikaaren muotoisten profiilien huippuihin pohjan (7) pituuden ollessa vähintään ainakin 65 % uran (2) sivun (5, 6) parabelikaaren muotoisen profiilin pituudesta, kunkin parabelikaaren muotoisen profiilin pituuden ollessa mitattuna huippujen (8) ja ympyrän väliltä, jolla on ennalta määrätty säde r ja joka yhdistää sivun (5, 6) hihnapyörän hampaaseen, kunkin parabelikaaren muotoisen profiilin määrittelee käyrä y = Kx1 jossa K = tan1 l90 -4 Yo Yo = H - r(l - sin β), Y on akseli, joka kulkee hihnapyörän pohjan (7) kahdesta päästä (8, 9) toisen kautta, x on Y-akselin ortogonaaliakseli, joka kulkee hihnapyörän pohjalla sen kahdesta päästä (8, 9) toisen kautta, H on uran (2) korkeus, r on ympyrän säde, joka yhdistää kunkin sivun (5, 6) hihna-pyörän hampaaseen, β on kulma, jonka tangentti t, joka on yhteinen parabelikaa-relle ja r-säteiselle ympyrälle, muodostaa Y-akselin kanssa, Yo on oordinaatta, joka vastaa tangenttipistettä parabelikaaren ja r-säteisen ympyrän välillä. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että kerroin K on välillä 0,09 - 25,83 vaihdellen profiilin mittojen mukaan. 20 79749

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että mainitun uran (2) pohja (7) on olennaisesti taso-pinta .

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että uran (2) profiilin määrittää jyrsimen tangentin valssausurajakolinja hihnapyörän ulkokehän suhteen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että parabelikaarenmuotoisten profiilien kahden säteit-täisesti uloimman pisteen tangentit muodostavat hihnapyörän niiden säteiden kanssa, jotka kulkevat parabelin ja uran pohjan kosketuskohtien kautta, reunakulman, joka on välillä 8-25°.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen hihnapyörä, tunnettu siitä, että uran (2) leveyden ja syvyyden välinen suhde on välillä 1,3 - 3.

7. Synkroninen liikkeensiirto polymeeristä materiaalia olevan hammastetun hihnan ja ainakin kahden hihnapyörän, nimittäin käyttöpyörän ja vedetyn pyörän välilllä, hihnan käsittäessä urien (2) kanssa vuorottelevia hampaita hihna-pyörien vastaaviin uriin ja vastaaviin hampaisiin tarttumista varten, ainakin yhden hihnapyörän jokainen ura (2) käsittää sivut (5, 6) ja pohjan (7), tunnettu siitä, että ainakin yhdessä hihnapyörässä jokaisella sivulla (5, 6) on parabelin muotoinen profiili ja pohjalla (7) on päät (8, 9), jotka yhtyvät parabelin muotoisten kaarien huippuihin pohjan (7) pituuden ollessa vähintään ainakin 65 % uran (2) sivun (5, 6. parabelikaaren muotoisen profiilin pituudesta, kunkin parabelikaaren muotoisen profiilin pituuden ollessa mitattuna huippujen (8) ja ympyrän väliltä, jolla on ennalta määrätty säde r ja joka yhdistää sivun (5, 6) hihnapyörän hampaaseen, kunkin parabelikaaren muotoisen profiilin määrittelee käyrä 2i 79749 y = Kxa jossa K = tan3 (90 -4 Yo Yo = H - r(l - sin β), Y on akseli, joka kulkee hihnapyörän pohjan (7) kahdesta päästä (8, 9) toisen kautta, x on Y-akselin ortogonaaliakseli, joka kulkee hihnapyörän pohjalla sen kahdesta päästä (8, 9) toisen kautta, H on uran (2) korkeus, r on ympyrän säde, joka yhdistää kunkin sivun (5, 6) hihna-pyörän hampaaseen, β on kulma, jonka tangentti t, joka on yhteinen parabelikaa-relle ja r-säteiselle ympyrälle, muodostaa Y-akselin kanssa, Yo on oordinaatta, joka vastaa tangenttipistettä parabeli-kaaren ja r-säteisen ympyrän välillä.

8. Liikkeensiirto polymeeristä materiaalia olevan hammastetun hihnan ja ainakin kahden patenttivaatimuksen 7 mukaisen hihnapyörän välillä, tunnettu siitä, että kunkin hihna-pyörän uria rajoittavat mainitut parabelikaarenmuotoiset profiilit sekä mainittu pohja, jonka äärikohdat ovat mainitun kahden parabelinmuotoisen kaaren huippuja.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen liikkeensiirto, tunnettu siitä, että käyttösysteemin mainitun kahden hihna-pyörän urilla on yhtäläinen muoto ja koko.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen liikkeensiirto, tunnettu siitä, että hihnapyörän uran syvyys on suurempi kuin vastaavan hihnan hampaan korkeus.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen liikkeensiirto, tunnettu siitä, että mainitun kahden hihnapyörän urien profiilit muodostetaan jyrsimellä, jonka leikkaava urajakolinja vierii liukumatta hammaspyörien ulkokehän päällä. 22 79749