SE469909B - Kuggrem - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 469 909 2 tills remkuggen lämnar kugghjulet.

På grund av variationerna i påkänning på remkuggen sker placeringsrörelser hos denna i hjulluckan, och dessa or- sakar ytterligare glidning med följande förslitning och upp- komst av vibrationer i remmen och i transmission, vilket re- sulterar i oljud och minskning av remmens livslängd.

Syftet med föreliggande uppfinning är att lösa dessa problem med kända kuggremmar och samtidigt åstadkomma en kuggrem, som kan anslutas till vilket som helst slags kugg- hjul, närmare bestämt till kugghjul med vilken som helst pro- fil på kuggarna, samt en transmission med en dylik kuggrem.

Detta syfte uppnås genom att kuggremmen enligt uppfinningen erhållit de i patentkravet 1 angivna kännetecknen.

Uppfinningen kommer att bättre förstås genom följande detaljerade beskrivning av en icke begränsande utföringsform av uppfinningen och under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 i längdsnitt visar en del av en kuggrem enligt uppfinningen, fig. 2 i längdsnitt visar en del av ett kugghjul, fig. 3 i längdsnitt visar en del av en kuggrem enligt uppfinningen och del av ett kugghjul under införande av en kugg av den förra i en kugglucka i den senare samt fig. 4 i längdsnitt visar en del av en kuggrem med en kugg helt införd i en kugglucka i ett kugghjul.

Enligt den mest generella lösningsidén förses en kuggrem enligt föreliggande uppfinning på toppen av varje kugg med organ som gör kuggtoppen elastiskt deformerbar, lämpligen böj- ligt, elastiskt deformerbar, på så sätt att varje kugg kan modifiera sin egen profil och ingripa med ett kugghjul, obe- roende av profilen på detta hjuls kuggluckor. Därigenom eli- mineras nödvändigheten av att kuggprofilen på remmen skall kon- jugera med kuggprofilen på hjulet.

Det väsentliga elementet på en kuggrem enligt uppfin- ningen är minst tvâ äsar (eller minst ett spår) på kuggtoppen för att ge denna en deformerbarhet eller företrädesvis en böjlig, plastisk deformerbarhet med hänsyn till den geometriska #1 10 15 20 25 30 35 469 909 3 formen, medan resten av kuggprofilen kan ha vilken form som helst.

I fig. 1 visas en del av en kuggrem enligt förelig- gande uppfinning i längdsnitt. Som framgår har kuggremmen en kropp 1 av elast eller plast i form av en sluten ring, i vilken en dragfast konstruktion är inbäddad. Denna består av flera böjliga och oförlängbara kordtrådar 2, t.ex. av stål, glasfiber eller liknande, ordnade i remmens längdriktning och parallella med varandra i samma plan.

På åtminstone den ena ytan av kroppen 1 av remmen är utformade kuggar 3 i elast eller plast, skilda från varandra av kuggluckor 4.

Det fundamentala särdraget hos en kuggrem enligt uppfin- ningen är organ på toppen av varje kugg som gör endast denna topp elastiskt deformerbar, särskilt böjligt, elastiskt deformer- bar, med hänsyn till toppens geometri.

Som visas i fig. 1 är det minst ett spår 5 i toppen tvärs remmens längdriktning, vilket bildar minst två åsar 5' och 5" på kuggtoppen.

Speciellt kan kuggtoppens geometriska form erhållas genom att, som ett rent exempel, hela kuggen ges en profil som motsvarar en fjärdegradskurva, som i ett kartesianskt axelsystem enligt fig. 1 har formeln y = k cx”-X2) där y är ordinatan av kurvans punkter utmed y-axeln, som sam- manfaller med remkuggens centrumlinje, X är abscissan av kur- vans punkter utmed x-axeln, som är vinkelrät mot y-axeln och skär denna vid botten av spåret 5 i kuggtoppen,och k är en koefficient som beror av elastmaterialets hårdhet, som väljes i intervallet mellan 0,05 och 2, företrädesvis mellan 0,1 och 1,5.

Valet av värdet på koefficienten måste göras empiriskt för optimering av kuggremmen under iakttagande av följande faktorer, nämligen a) storleken av interferensen nællænprofilerna av remkuggen och hjul1uckan,b) elasticitetsmodulen för elast- materialet i remmen och c) storleken av den effekt som skall överföras med kuggremmen. 10 15 20 25 30 35 469 909 4 Ju mer faktorerna a) och b) ökar, är det tillrådligt att välja högre värden ur intervallet för koefficienten k, me- dan det ju mer faktorn c) ökar, är lämpligt välja lägre värden i intervallet för koefficienten k. Av detta skäl kan inte valet av värdet på k bli annat än empiriskt, hållande i minnet att, vilket värde på k som än väljes i detta intervall, det är möjligt att med en kuggrem enligt uppfinningen tillfredsstäl- ande uppnå de uppställda målen.

Vidare är, fastän det icke visas i fig. 1, ytan av remkuggarna, dvs kuggarna 3 och luckorna H, täckta med ett skikt med en låg friktionskoefficient. Ett självsmörjande täckskikt i gummerad väv, såsom beskrives i italienska patent- skriften 864 ZOH, är särskilt lämpligt att användas som ett täckskikt med låg friktionskoefficient.

Det är synnerligen fördelaktigt om remkuggens täck-E skikt består av två gummerade vävar med ett mellanlägg, bestå- ende av en elastfilm, varav den yttre väven är av ovan angiven typ. Ett dylikt täckskikt beskrives i italienska patent- skriften 973 166.

En kuggrem enligt föreliggande uppfinning kan kopplas till vilket som helst kugghjul, oberoende av dess kuggprofil och därför oberoende av profilen på dess kuggluckor. Som ett exempel visas i fig, 2 en del av ett kugghjul 6 i ett snitt vinkelrätt mot rotationsaxeln. Kuggluckan 7 har en profil i form av ett likbent trapets med plana sidor 8 och 9 och en plan botten 10. Emellertid inses att sidorna 8 och 9 exempel- vis kan ha och att botten 10 kan ha en kurvformig kontur, konkav eller kon- vex. Luckan 7 kan även ha en profil, där sidorna och botten inte längre är åtskiljbara, med andra ord en kurvformig profil såsom en halvcirkulär, halvelliptisk eller parabolisk profil etc.

De överensstämmelser som dock måste föreligga mellan remkuggarna och hjulkuggarna är följande. Delningen är den- samma för de två, annars skulle inte remkuggarna kunna upptas i hjulluckorna. Bredden av remkuggarna måste i allmänhet vara så- dan att de kan inträda i luckorna i kugghjulet utan glidning 10 15 20 25 30 35 469 909 5 mellan sidorna av remkuggarna och hjulkuggarna, tills inter- ferensen mellan remkuggsprofilen och luckbottensprofilen gör verkan och kuggtoppen deformeras.

Verkningssättet för kuggremmen enligt föreliggande uppfinning i en kuggremstransmission, där kugghjulen är av godtycklig typ, skall nu beskrivas under hänvsining till fig. 3 och 4.

Som känt arbetar en kuggremstransmission genom att ett drivande kugghjul överför rörelse till en kuggrem, som i sin tur överför rörelsen till ett drivet kugghjul. Rörelseöver- föringen sker genom det kraftutbyte som äger rum mellan remkuggar och hjulkuggar i ingrepp med varandra.

Under transmissionens rörelse upptas en remkugg i en kugglucka i exempelvis det drivandekugghjulet. Vid en viss punkt lämnar remkuggen det drivande kugghjulet för att där- efter inskjuta i en lucka i det drivna kugghjulet för att komma i ingrepp med en av dess kuggar. Därefter rör sig rem- kuggen tillsammans med detta hjul för att sedan lämna det för att än en gång komma i ingrepp med det drivande hjulet. Följ- aktligen kännetecknas alla kuggremstransmissioner av det fenomenet att påfrestningen på en remkugg varierar.

I fig. 3 visas en remkugg vid införandet i en kugg- lucka i ett kugghjul. Eftersom profilen på kuggluckan icke konjugerar med profilen på remkuggen och eftersom remkuggens höjd är stärre än kuggluckans djup, inträffar en interferens, då remkuggen införes i kuggluckan. Eftersom luckan är ode- formerbar, då den är av metall, medan remkuggen är deformerbar, inte endast på grund av att den är gjord av elast, utan även på grund av att den är försedd med ett spår 5 i toppen, som ger upphov till två åsar 5' och 5", äger en deformation av kuggen 3 rum.

Kuggens 3 deformation sker först i form av en böjning av åsen 5', som befinner sig närmast interferensområdet. Allt- eftersom kuggen 3 intränger i luckan 7 ökar böjdeformationen av åsen 5', så att denna kan komma i kontakt med luckbotten. Vid en viss punkt av inträngandet kommeräven den andra åsen 5" i interferens med luckans 7 profil och börjar också att böj- 10 15 20 25 30 35 469 909 6 deformeras vilket ökar tills hela remkuggen 3 är helt införd i luckan 7.

Som framgår av fig. 4 utfyller kuggen 3 luckan 7 med sin topp, dvs de två åsarna 5' och 5", böjdeformerad, medan botten av kuggluckorna 4 i remmen kan vila på toppen av hjulkuggarna 7.

Det är även möjligt att vid fullständigt införande av remkuggarna i hjulluckorna deformationen av åsarna 5' och 5" blir sådan att de bringas i inbördes kontakt exempelvis i området 11 i fig. 4.

I den utföringsform som beskrivits är remkuggen för- sedd med endast två åsar 5' och 5"¿som mellan sig bildar ett spår 5,och interferensen med kuggluckan i hjulet sker i huvud- sak med luckans sidor. Emellertid är inte uppfinningen be- gränsat till detta. Sålunda kan åsarna vara fler än två och interferensen mellan remkuggen och luckan ske endast vid luckbotten eller både vid sidorna och botten.

Av ovanstående inses lätt hur de uppställda målen uppnås med en kuggrem enligt uppfinningen. Möjligheten att göra remkuggarnas profil oberoende av profilen av kugghjulens kuggluckor medger maximal utbytbarhet mellan olika slags kugg- hjul. I själva verket kan remkuggarna ha en profil som inte kon- jugerar med kugghjulens kuggar och en höjd som är större, lika med eller mindre än hjulens kuggluckor, förutsatt att det blir interferens mellan de två profilerna.

Vidare möjliggör en kuggrem enligt uppfinningen en märkbar minskning av förslitningen på grund av glidning. Ty även om glidning mellan remkuggarna och hjulkuggarna existe- rar, minskas kontakttrycket på grund av remkuggarnas defor- merbarhet som följer av dessas geometriska form.

Förslitning på grund av remkuggarnas glidning vid införandet i luckorna minskas ytterligare genom att de kuggar som redan är i ingrepp i samma kugghjul har en avsevärd läges- stabilitet i luckorna, och en dylik lägesstabilitet hindrar dem från små rörelser på grund av fortlöpande ändring av be- lastningen på remkuggar i dess rörelse med kugghjulet och förhindrar uppkomsten av längsgående störningar i remmens drag- fasta inlägg. Förutom att underlätta in- och utträdet för kug- 10 15 469 999 7 gen medför denna lägesstabilitet en minskning av belastningen på kuggen och en minskning av vibrationerna i transmissionen.

Detta innebär en ökning av livslängden för den senare och en sänkning av ljudnivån under transmissionens arbete. Det inne- bär även möjligheten att höja den överförbara effekten och mindre risk för det fenomen som är känt som "kuggslirning".

Vidare minskas det drivande hjulets ljud ännu mer genom att spåret på kuggtoppen hjälper til1.aü:under införandet av kuggen evakuera luften från luckan.

Slutligen medför spåren i kuggtopparna en minskning av vikten på kuggremmen i dess helhet, vilket innebär en minsk- ning av rörelsemängden och därför en minskning av vibrationerna.

Trots att endast en utföringsform av uppfinningen har beskrivits inses att uppfinningen omfattar varje annan ut- föringsform som är tillgänglig för en fackman på området.

Claims (3)

10 15 20 25 30 469 909 8 PATENTKRAV

1. Kuggrem avsedd att med kugghjul (6) bilda en kraft- överföringsanordning och bestående av en ringformig kropp (1) av elast eller plast, i vilken är inbäddad en draghållfast konstruktion (2), omfattande ett flertal böjliga, oförläng- bara kordtrådar, som sträcker sig parallellt med varandra och i samma plan i remmens längdriktning, och av kuggar (3) av elast eller plast på den ena sidan av kroppen (1), skilda från varandra av kuggluckor (4), k ä n n e t e c k n a d av att varje kugg (3) har en kuggtopp med en profil innefattande ett spår (5), vilken tillåter en lokal elastisk deformation endast av kuggtoppen och bildas av en fyragradskurva med formeln y = k(x4 - xz) där y är ordinatan för kurvans punkter utefter en y-axel, som sammanfaller med kuggens mittlinje, x är abskissan för kurvans punkter utefter en x-axel, vinkelrät mot y-axeln, och k är en koefficient med ett värde mellan 0,05 och 2, samt att varje kugg (3) utmed den del av dess höjd som är lika med djupet av spåret (5) har en bredd, som är större än bredden av bottendelen av de kugghjuls kuggluckor (7) i vilka kugg- topparna upptas i deformerat läge.

2. Kuggrem enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d av att ytan av kuggarna (3) är täckt med två lager väv, mellan vilka en elastfilm är inlagd.

3. Kuggrem enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a d självsmörjande väv. av att ytan av kuggarna (3) är täckt med en