AT390827B

AT390827B - Keilriemen

Info

Publication number: AT390827B
Application number: AT0201083A
Authority: AT
Original assignee: Michelin & Cie
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1990-07-10
Also published as: SE8303065D0; GB2121508B; NL8301919A; DE3319963A1; GB2121508A; ATA201083A; JPS58217846A; US4484903A; DE3319963C2; SE8303065L; IT8367595A0; ES279986U; BE896737A; BR8302923A; AU1525383A; IT8353397V0; OA07448A; GB8314985D0; LU84834A1; IT1159014B

Description

Nr. 390 827

Die Erfindung betrifft einen Keilriemen, dessen äußere Querschnittskontur im wesentlichen trapezförmig ausgebüdet ist und der im wesentlichen aus mindestens einem endlosen Zugband und Querelementen besteht, die auf dem Zugband aneinanderstoßend derart vorgesehen sind, daß die Innenfläche des Zugbandes mit den Querelementen in Kontakt steht

Derartige Keilriemen werden beispielsweise in bestimmten stufenlos regelbaren Getrieben eingesetzt, bei denen das Übersetzungsverhältnis durch Einstellung des Abstandes der Seitenwände konischer Keilriemenscheiben verstellt wird. Bei diesen Getrieben wird das Antriebsmoment durch Zusammendrücken der Querelemente gegeneinander zwischen den Seitenwänden der Keilriemenscheiben und längs des abgeplatteten, ringförmigen Zugbandes übertragen. Hiebei tritt zwischen dem Zugband und den Querelementen ein Längsschlupf auf. Um diesen Längsschlupf zu ermöglichen, wird zwischen den beiden Seitenflächen und der Außenfläche des Zugbandes einerseits und den Querelementen anderseits ein Spiel vorgesehen. Die Innenfläche des Zugbandes bleibt häufig im Kontakt mit den Querelementen, insbesondere in den Bereichen, in denen der Keilriemen zwischen den Seitenflächen der Keilriemenscheibe eingespannt ist. Dieses Spiel erlaubt eine transversale Hin- und Herbewegung des Zugbandes gegenüber den Querelementen. Diese Relativbewegungen führen zu Reibungserscheinungen, Erhitzung und Verschleiß der Innenfläche sowie der beiden Seitenflächen des Zugbandes.

Man hat bisher Treibriemen dieser Art in den verschiedensten Konstruktionen in stufenlosen Regelgetrieben eingesetzt Dabei waren die Zugbänder jeweils aus mehreren ineinanderliegenden Stahlbändern hergestellt. Das bedingte glatte Ober- und Unterseiten der Zugbänder (vgl. DE-OS 26 43 528, DE-PS 30 39 337, DE-AS 24 41 569, DE-OS 25 57 724 und DE-AS 10 85 383).

Aus der US-PS 43 38 081 ist es zwar schon bekannt, Querelemente aus Kunststoffmaterial mit Querelementen aus Metall abwechseln zu lassen. Die Ausnehmungen dieser beiden Arten von Querelementen, in denen das Zugband des Treibriemens angeordnet ist, sind aber identisch, wobei zugleich die Querelemente aus Kunststoff die Seitenwände der Keilriemenscheibe nicht berühren. Der Zweck einer derartigen alternierenden Anordnung der Querelemente besteht darin, den Treibriemen leichter zu machen und das durch den gegenseitigen Kontakt der metallischen Querelemente hervorgerufene Geräusch zu verringern.

Die Seitenflächen des Zugbandes bedürfen dabei einer individuellen Behandlung, beispielsweise durch Umkleidung mit einem an der Seele haftenden Schutzgewebe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Keilriemen anzugeben, bei dem ein individueller Schutz der Seitenflächen der Seele bei der Herstellung nicht erforderlich ist und zugleich Relativbewegungen durch Hin- und Herbewegung der Seele im Inneren der Reiter vermieden sind, die die Hauptursache für den Verschleiß der Seitenflächen der Seele darstellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zugband auf seiner Außenfläche und/oder seiner Innenfläche mindestens eine Längsrippe aufweist, die dauernd in einer entsprechenden Ausnehmung der Querelemente liegt und daß das Zugband aus einem bewehrten Kautschuk- oder Kunststoffmaterial besteht.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Keilriemens lassen sich schädliche Reibungseffekte und demzufolge auch eine unerwünschte Erhitzung der in Relativbewegung zueinander kommenden Elemente verringern. Außerdem wird die Geräuschentwicklung reduziert; ferner wird hiedurch auch hinsichtlich der zwei letztgenannten Merkmale eine Trennung der Führungsfunktion in Querrichtung von der Funktion der Bewegungsübertragung der Querelemente ermöglicht.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine durchgehende Längsrippe vorgesehen. Dies ermöglicht eine einfache kontinuierliche Herstellung des Zugbandes und vereinfacht auch dessen Schließung zu einem endlosen Band.

In einer Variante ist vorgesehen, daß die Längsrippe von beiden Seitenflächen des Zugbandes den gleichen Abstand besitzt. Durch diese symmetrische Ausbildung ist eine größtmögliche Sicherheit gegen das Verlaufen des Zugbandes bzw. des Keilriemens gegeben.

In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Zugband mit zwei Längsrippen versehen ist, die von den Seitenflächen der Seele gleichen Abstand aufweisen. Durch diese Variante ist es möglich, Zugbandmaterial zu sparen und das Aufbringen der Querelemente zu erleichtern.

Zu diesem Zweck ist es auch möglich, die Längsrippe an der Außenfläche des Zugbandes so vorzusehen, daß sie in der Montageöffnung jedes Reiters liegt.

Diese Maßnahme zeitigt den genannten Effekt auch dann, wenn zwei Längsrippen an der Außenfläche des Zugbandes entsprechend angeordnet werden.

Eine vergrößerte Montageöffnung für die Reiter erzielt man bei gleichzeitiger Verlagerung der Querbeanspruchungen der Reiter auf deren eigentlichen Körper dadurch, daß das Zugband mindestens eine Längsrippe auf der Innenfläche aufweist.

Eine bevorzugte Variante sieht vor, daß auch die Querelemente im wesentlichen aus einem bewehrten oder unbewehrten Kautschuk- oder Kunststoffmaterial bestehen, daß die Ausnehmung jedes Reiters, in der die Längsrippe des Zugbandes gelagert ist, zumindest längs der mit der Längsrippe in Kontakt kommenden Oberfläche aus Metall besteht und daß die Längsrippe des Zugbandes zumindest in dem mit der Lagerung der Reiter in Kontakt kommenden Teil aus einem Kautschuk- oder Kunststoffmaterial mit hoher Druckfestigkeit und hoher Verschleißfestigkeit im Kontakt mit dem Metall der Reiter besteht.

Dadurch ist es möglich, bei gleichzeitiger Verbesserung der Abrieb- und Standfestigkeit die Laufruhe zu -2-

Nr. 390 827 verbessern und die auftretenden Geräusche zu verringern.

In einer anderen Variante kann vorgesehen werden, daß die Querelemente jeweils aus zwei in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Elementen bestehen, die gegenseitig in Querrichtung des Keilriemens festgelegt sind und daß die zweiten Elemente, die gegenüber den Seitenwänden der Keilriemenscheibe zurückgesetzt sind und Ausnehmungen aufweisen, die als Lagerung für die Längsrippen des Zugbandes dienen, zumindest im Bereich dieser Lagerung aus Metall bestehen.

Diese Maßnahme ermöglicht es, für die Übertragung der Kräfte zwischen den Querelementen und den Riemenscheiben einerseits und der Kraftübertragung zwischen den Querelementen und dem Zugband anderseits ideale Bedingungen, wie beispielsweise Materialpaarungen, zu schaffen und dabei die erfindungsgemäßen anderen Vorteile beizubehalten.

Besonders günstige Kraftverteilungen erhält man, wenn die Querelemente hintereinander in der Weise angeordnet sind, daß die ersten Elemente mit den zweiten Elementen abwechseln.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Keilriemen, bei dem die Seele auf der Außenfläche eine der Zentrierung dienende Längsrippe aufweist, die von den beiden Seitenflächen der Seele gleichen Abstand aufweist und in die Montageöffnung der Reiter eingepaßt ist, Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Keilriemen, dessen Seele erfindungsgemäß auf ihrer Außenfläche zwei Längsrippen aufweist, die von den beiden Seitenflächen gleichen Abstand besitzen und in die Montageöffnung der Reiter eingepaßt sind, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Keilriemen, bei dem erfindungsgemäß die Innenfläche der Seele, die mit den Reitern in Kontakt steht, Längsrippen aufweist, die in entsprechende Rillen in der mit der Innenfläche der Seele in Kontakt kommenden Fläche der Reiter eingepaßt sind, die Fig. 4 und 5 Querschnitte verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Keilriemens mit zwei Seelen sowie die Fig. 6 bis 9 Querschnitte durch vier erfindungsgemäß bevorzugte Ausführungsformen von Keilriemen mit spezieller Materialausbildung, wie oben erläutert.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Querschnitt durch eine Keilriemenscheibe (1) mit konischen Seitenwänden teilweise dargestellt, in der ein erfindungsgemäßer Keilriemen (2) vorgesehen ist, der im wesentlichen aus Reitern (3) besteht, die auf der Seele (4) montiert sind. Die Seele (4), die im wesentlichen rechteckigen, in Querrichtung abgeplatteten Querschnitt besitzt, weist eine Außenfläche (41), eine Innenfläche (42), die mit den Reitern in Kontakt steht, sowie zwei Seitenflächen (43) auf, die von der Symmetrieachse (XX') der Keilriemenscheibe (1), die zugleich die Mittelebene der beiden Seitenflächen (43) darstellt, gleichen Abstand besitzen. Die Seele (4) kann ferner eine Bewehrung (44) aufweisen, die beispielsweise in Längsrichtung durchläuft. Die seitlichen Außenflächen (31) der Reiter (3) sind zueinander geneigt, damit sie sich wie ein Keil zwischen die konischen Seitenflächen (11) der Keilriemenscheibe (1) anlegen. Die Reiter (3) besitzen ferner einen hufeisenförmigen Querschnitt, wobei die beiden Schenkel (32) eine Montageöffnung bilden, die beim Zusammenbau des Keilriemens (2) das Einlegen der Seele (4) in die Reiter ermöglicht.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist die Außenfläche (41) der Seele (4) gemäß Fig. 1 eine Längsrippe (5) auf, die von den beiden Seitenflächen (43) der Seele (4) gleichen Abstand besitzt. Die Längsrippe (5) liegt zwischen den beiden Schenkeln (32) der Reiter (3). Die Längsrippe (5) verhindert so eine Querbewegung der Seele (4), d. h. eine Bewegung parallel zur (nicht dargestellten) Drehachse der Keilriemenscheibe (1) gegenüber den Reitern (3). Hiedurch wird die Erzielung eines gleichbleibenden und relativ großen Spiels zwischen den Seitenflächen (43) der Seele (4) und der entsprechenden Wand (33) des Inneren der Reiter (3) ermöglicht, das wiederum, beim Fehlen von hin- und hergehenden Querbewegungen, die Reibung der Seitenflächen (43) der Seele (4) an den Reitern (3) verhindert. Hiedurch resultiert ferner, daß die Seitenflächen (43) der Seele (4) kein Gewebe oder ein anderes Schutzmittel für die Oberfläche brauchen, während die Innenfläche (42) der Seele (4) sowie ihre Außenfläche (41) mit der Längsrippe (5) bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel mit einem Gewebe (6) zum Oberflächenschutz versehen sind. Aufgrund dieses Erfindungskonzepts ist es entsprechend möglich, eine Einheit mehrerer nebeneinanderliegender Seelen einstückig auf einer zylindrischen Form herzustellen, die dann zur Erzeugung einzelner Seelen mit nicht geschützten Seitenflächen aufgeschnitten wird.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt. Bei diesem Beispiel weist die Seele (4) auf ihrer Innenfläche und ihrer Außenfläche Oberflächenverstärkungen auf, die gleich sind wie bei der in Fig. 1 dargestellten Seele. Im Gegensatz dazu weist die Außenfläche (41) der Seele erfindungsgemäß zwei Längsrippen (51) und (52) auf, die von den Seitenflächen (43) gleichen Abstand besitzen. Die beiden Schenkel (32) der Reiter (3) liegen anderseits an der Rundung an, mit der die Längsrippen (51) bzw. (52) in die Seitenflächen (43) der Seele übergehen. Hiedurch wird eine bessere Verteilung der Reibung der Reiter (3) an der Seele (4) erzielt.

Bei der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsvariante der Erfindung ist eine Seele (4) vorgesehen, deren Innenfläche (42), die mit den Reitern (3) in Kontakt steht, Längsrippen (5) aufweist.

Diese Längsrippen (5) besitzen erfindungsgemäß jeweils paarweise gleichen Abstand von den Seitenflächen (43) der Seele (4) und liegen in entsprechenden Rillen (35) der Reiter (3).

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen erlauben eine Vergrößerung der Montageöffnung der Reiter (3), d. h. des Querabstands (f) zwischen den Schenkeln (32) der Reiter (3). Die Erfindung erlaubt nicht -3-

Nr. 390 827 nur eine beliebige Wahl des Abstands oder Spiels (e) zwischen der jeweiligen Seitenfläche (43) der Seele (4) und der entsprechenden Innenfläche (33) der Reiter (3), sondern ermöglicht zugleich auch, der Innenfläche (33) ein gerundetes Profil zu verleihen, das eine Deformation der Reiter (3) ohne Bruchrisiko beim Aufsetzen auf die Seele (4) erlaubt, da aufgrund des Erfindungskonzepts die Seitenflächen (43) der Seele (4) nicht mehr an den 5 entsprechenden Flächen (33) der Reiter (3) zur Anlage kommen müssen.

Die Reiter (3) sind vorzugsweise Formkörper aus Kunststoff, die durch Spritzgießen hergestellt sind. Die Bewehrung der Seele (4) kann aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen; die Seele (4) selbst besteht aus einem vulkanisierten oder thermoplastischen Elastomer oder einem gegossenen oder spritzgegossenen Polyurethan, wobei äußere Schutzschichten (6) wie etwa ein gekreuztes Gewebe aus Baumwolle oder Polyamid 10 vorgesehen sind, das durch Reibung oder Adhäsion kraftübertragend wirkt.

In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Keilriemen dargestellt, der zwei Seelen (301) und (302) aufweist. Die beiden Seelen weisen erfindungsgemäß jeweils eine Längsrippe (303) bzw. (304) auf ihren Innenflächen auf, die jeweils in einer entsprechenden Ausnehmung der Reiter (504) zu liegen kommen.

In Fig. 5 ist ein Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Keilriemen mit zwei Seelen (401) und (402) 15 dargestellt, die jeweils eine Längsrippe (403) bzw. (404) auf ihren Außenseiten aufweisen, die jeweils in die entsprechende Montageöffnung der Reiter (505) eingepaßt sind.

Bei den in den Fig. 6 bis 9 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen sind zur Verbesserung des Kontakts zwischen der Keilriemenscheibe und den Reitern folgende Materialien verwendet: Stahl, Gußeisen, leichte Legierungen einerseits und gefüllte oder ungefüllte Thermoplaste oder Duroplaste wie Polyamide, Polyacetale, 20 Polyimide, Polyurethane, vulkanisierte Elastomere anderseits.

Zur Verbesserung des Kontakts zwischen den Reitern und der Seele werden folgende Materialien eingesetzt: Stahl, leichte Legierungen einerseits und gefüllte oder ungefüllte Thermoplaste oder Duroplaste wie Polyamide, Polyester, Polyurethane, fluorhaltige Polymere, vulkanisierte Elastomere, gegebenenfalls in Form von Fasern, Filamenten oder Fäden, anderseits. 25 So besteht beispielsweise der Reiter (103) von Fig. 6, der mit den Seitenwänden des Rillenprofils der Keilriemenscheibe (1) in Kontakt steht, nach der ersten Ausführungsvariante aus einem 6.6-Polyamid außer dem Teil (131), der aus Metall (Stahl) besteht. Der Teil (132) der Ausnehmung (130) des Reiters, der mit der Innenfläche der Seele (104) in Kontakt kommt, besteht ebenfalls aus Metall (Stahl).

Die Seele (104) des Keilriemens weist auf ihrer Außenfläche eine Längsrippe (105) auf, deren Fläche 30 (141), die mit dem Reiter (103) in Kontakt kommt, aus einem Polyamidgewebe besteht.

Nach der zweiten Ausführungsvariante besteht der in Fig. 7 dargestellte Reiter (103) aus Stahl mit Ausnahme der Teile (132), die mit den Seitenwänden des Rillenprofils der Keilriemenscheibe (101) in Kontakt kommen. Diese Teile (132) bestehen beispielsweise aus Polyurethan oder einem vulkanisierten Kautschuk. Die Seele (104) weist eine der Zentrierung dienende Längsrippe (105) auf. Die Längsrippe (105) besitzt einen 35 Überzug aus einem Polyamidgewebe zumindest längs der Flächen (141), die im Lagerungsbereich (130) des Reiters (104) zur Anlage kommen.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Querschnitte durch eine der dritten Ausführungsvariante entsprechende Ausführung eines erfindungsgemäßen Keilriemens, wobei Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie (IX-IX) von Fig. 8 darstellt. Bei dieser Ausführungsform ist lediglich ein Reiter (103) dargestellt 40 Die Seele (104) und die Längsrippe (105) bestehen aus Kautschuk, der gegebenenfalls außen mit einem Polyamidgewebe doubliert ist

Der Reiter (103) besteht aus zwei Elementen (133), (134), die gegenseitig zumindest in Querrichtung durch zwei Vorsprünge (135) am ersten Element (133) festgelegt sind, die in entsprechende Ausnehmungen des zweiten Elements (134) eingreifen. 45 Wie in Fig. 8 gestrichelt dargestellt ist, ist das erste Element (133), das in Fig. 9 hinter dem zweiten Element (134) angeordnet ist, in bezug auf die Seele (104) zurückgesetzt und steht mit den Seitenwänden der Keilriemenscheibe (101) in Kontakt. Das erste Element (133) besteht ganz aus spritzgegossenem Polyamid.

Die Außenflächen (136) des zweiten Elements (134) sind in bezug auf die Seitenwände der Keilriemenscheibe (101) zuriickgesetzt; sie stehen mit der Längsrippe (105) der Seele (104) in Kontakt. Das 50 zweite Element (134) besteht ganz aus Metall, beispielsweise aus einer Leichtmetall-Legierung.

Ebenfalls entsprechend dem Erfindungskonzept besitzt das erste Element (133) eine Ausnehmung (130), bei der keinerlei mechanischer Kontakt mit der Seele (104) vorliegt; das zweite Element (134) des Reiters (103) weist ferner keinerlei mechanischen Kontakt mit den Seitenflächen der Keilriemenscheibe (101) auf. Die Reiter (103) sind vorzugsweise hintereinander auf der Seele (104) in der Weise angeordnet, daß die ersten Elemente 55 (133) mit den zweiten Elementen (134) abwechseln.

Aus der US-PS 4 338 081 ist es zwar bekannt, Reiter aus Kunststoffmaterial mit Reitern aus Metall abwechseln zu lassen. Die Ausnehmungen dieser beiden Arten von Reitern, in denen die Seele des Treibriemens angeordnet ist, sind aber identisch, wobei zugleich die Reiter aus Kunststoff die Seitenwände der Keilriemenscheibe nicht berühren. Der Zweck einer derartigen alternierenden Anordnung der Reiter besteht darin, 60 den Treibriemen leichter zu machen und das durch den gegenseitigen Kontakt der metallischen Reiter hervorgerufene Geräusch zu verringern. -4-

Claims

Nr. 390 827 PATENTANSPRÜCHE 1. Keilriemen, dessen äußere Querschnittskontur im wesentlichen trapezförmig ausgebildet ist und der im wesentlichen aus mindestens einem endlosen Zugband und Querelementen besteht, die auf dem Zugband aneinanderstoßend derart vorgesehen sind, daß die Innenfläche des Zugbandes mit den Querlementen in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugband (4) auf seiner Außenfläche (41) und/oder seiner Innenfläche (42) mindestens eine Längsrippe (5) aufweist, die dauernd in einer entsprechenden Ausnehmung der Querelemente (3) liegt unddaß das Zugband (4) aus einem bewehrten Kautschuk- oder Kunststoffmaterial besteht.
2. Keilriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine durchgehende Längsrippe (5) aufweist.
3. Keilriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Längsrippe (5) aufweist, die von beiden Seitenflächen (43) des Zugbandes (4) den gleichen Abstand besitzt.
4. Keilriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Zugband (4) mit zwei Längsrippen (52) aufweist, die von den Seitenflächen (43) der Seele (4) gleichen Abstand besitzen.
5. Keilriemen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippe (5) auf der Außenfläche (41) des Zugbandes (4) vorgesehen ist und in der Montageöffnung jedes Reiters (3) liegt.
6. Keilriemen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippen (51, 52) auf der Außenfläche (41) des Zugbandes (4) vorgesehen sind und in der Montageöffnung der Reiter liegt
7. Keilriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugband (4) mindestens eine Längsrippe (5) auf der Innenfläche (42) aufweist
8. Keilriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Querelemente (3) im wesentlichen aus einem bewehrten oder unbewehrten Kautschuk- oder Kunststoffmaterial bestehen, daß die Ausnehmung jedes Reiters (3), in der die Längsrippe (5) des Zugbandes (4) gelagert ist, zumindest längs der mit der Längsrippe (5) in Kontakt kommenden Oberfläche aus Metall besteht, und daß die Längsrippe (5) des Zugbandes (4) zumindest in dem mit der Lagerung der Reiter (3) in Kontakt kommenden Teil aus einem Kautschuk- oder Kunststoffmaterial mit hoher Druckfestigkeit und hoher Verschleißfestigkeit im Kontakt mit dem Metall der Reiter (3) besteht.
9. Keilriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querelemente (103) jeweils aus zwei in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Elementen (133,134) bestehen, die gegenseitig in Querrichtung des Keilriemens festgelegt sind und daß die zweiten Elemente (134), die gegenüber den Seitenwänden (11) der Keilriemenscheibe (101) zurückgesetzt sind und Ausnehmungen aufweisen, die als Lagerung für die Längsrippen (105) des Zugbandes (104) dienen, zumindest im Bereich dieser Lagerung aus Metall bestehen.
10. Keilriemen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Querelemente (103) hintereinander in der Weise angeordnet sind, daß die ersten Elemente (133) mit den zweiten Elementen (134) abwechseln. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -5-