DE3319963C2 - Keilriemen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Keilriemen mit einer Seele (4), die eine Längsrippe (5) sowie unabhängige Reiter (3) aufweist, die in Längsrichtung nur wenig zusammendrückbar sind und auf der Seele (4) vorgesehen sind; sie weisen eine der Längsrippe (5) der Seele entsprechende Ausnehmung (32) auf. Der erfindungsgemäße Keilriemen eignet sich insbesondere für stufenlos regelbare Keilriemengetriebe.

Description

— 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, und

— daß das Zugband (4) aus einem bewehrten Kautschuk- oder Kunststoffmaterial besteht

2. Keilriemen, nach Anspruch I₁ gekennzeichnet durch eine durchgehende Längsrippe (5).

3. Keilriemen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Längsrippe (5), die von beiden Seitenflächen (43) des Zugbandes (4) den gleichen Abstand besitzt

4. Keilriemen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Zugband (4) mit zwei Längsrippen (52), die von den Seitenflächen (43) der Seele (4) gleichen Abstand besitzen.

5. Keilriemen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, Jaß 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 (10t) 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 vrsten Elemente (133) mit den zweiten Elementen (134) abwechseln.

Die Erfindung betrifft einen Keilriemen, dessen äußere Querschnittskontur im wesentlichen trapezförmig ausgebildet ist, und der im wesentlichen aus mindestens

Μ einem endlosen Zugband und Querelementen besteht die auf dem Zugband aneinanderstoßend derart vorgesehen sind, daß die Innenfläche des Zugbands mit den Querelementen in Kontakt steht
Derartige Keilriemen werden beispielsweise in bestimmten stufenlos regelbaren Getrieben eingesetzt bei denen das Übersetzungsverhältnis durch Einstellung des Abstands der Seitenwände konischer Keilriemenscheiben versteKr. wird. Bei diesen Getrieben wird das Antriebsmoment durch Zusammendrücken der Querelemente gegeneinander zwischen den Seitenwänden der Keilriemenscheiben und längs des abgeplatteten, ringförmigen Zugbandes übertragen. Hierbei tritt zwischen dem Zugband und den Querelementen ein Längsschlupf auf. Um diesen Längsschlupf zu ermöglichen, wird zwischen den beiden Seitenflächen und der Außenfläche des Zugbands einerseits und den Querelementen andererseits ein Spiel vergesehen. Die Innenfläche des Zugbands 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 Zugbands gegenüber den Querelementen. Diese Relativbewegungen führen zu Reibungserscheinungen, Erhitzung und Verschleiß der Innenfläche sowie der beiden Seitenflächen des Zugbands.

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 41569, 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 Zugbands bedürfen dabei einer individuellen Behandlung, beispielsweise durch Umklei-

dung 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 s 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 dem Hauptanspruch gemäß gelöst Vorteilhafte Wolterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

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 hierdurch, auch hinsichtlich der zwei letztgenannten Merkmale eine Trennung der Führungsfunktion in Querrichtung von der Funktion der Bewegungsübertragung der Querelemente ermöglicht.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Keilriemens dargestellt Es zeigt

F i g. 1: einen Querschnitt, bei dem das Zugband auf der Außenfläche eine der Zentrierung dienende Längsrippe aufweist, die von den beiden Seitenflächen des Zugbands gleichen Abstand aufweist und in die Montageöffnung der Querelemente eingepaßt ist;

Fig.2: einen Querschnitt durch einen Keilriemen, dessen Zugband erfindungsgemäß auf seiner Außenfläche zwei Längsrippen aufweist, die von den beiden Seitenflächen gleichen Abstand besitzen und in die Montageöffnung der Querelemente eingepaßt sind;

F i g. 3: einen Querschnitt durch einen Keilriemen, bei dem die Innenfläche des Zugbands, die mit den Querelementen in Kontakt steht, Längsrippen aufweist, die in entsprechende in der mit der Innenfläche des Zugbands in Kontakt kommenden Fläche der Querelemente eingepaßt sind;

F i g. 4 und 5: Querschnitte verschiedenster Ausführungsformen mit zwei Zugbändern;

F i g. 6 bis 9: Querschnitte durch vier Ausführungsformen von Keilriemen mit spezieller Materialausbildung.

In den F i g. 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 Querelementen 3 besteht, die auf dem Zugband 4 montiert sind. Das Zugband 4, das im wesentlichen rechteckigen, in Querrichtung abgeplatteten Querschnitt besitzt, weist eine Außenfläche 41, eine Innenfläche 42, die mit Querelementen in Kontakt stent, sowie zwei Seitenflächen 43 auf, die von der Symmetrieachse XX' der Keilriemenscheibe 1, die zugleich die Mittelebene der beider Seitenflächen 43 darstellt, gleichen Abstand besitzen. Das Zugband 4 kann ferner eine Bewehrung 44 aufweisen, die beispielsweise in Längsrichtung durchläuft. Die seitlichen Außenflächen 31 der Querelemente 3 sind zueinander geneigt, damit sie sich wie ein Keil zwischen die konischen Seitenflächen 11 der Keilriemenscheibe 1 anlegen. Die Querelemente 3 besitzen einen hufeisenförmigen Querschnitt, wobei die beiden Schenkel 32 eine Montageöffnung bilden, die beim Zusammenbau des Keilriemens 2 das Einlegen des Zugbands 4 in die Querelemente ermöglicht.

Nach einer ersten Ausführungsform weist die Außenfläche 41 des Zugbunds 4 gemäß F i g. 1 eine Längsrippe 5 auf, die von den beiden Seitenflächen 43 des Zugbands 4 gleichen Abstand besitzt. Die Längsrippe 5 liegt zwischen den beiden Schenkeln 32 der Querelemente 3. Die Längsrippe 5 verhindert so eine Querbewegung des Zugbands, d. h. eine Bewegung parallel zur (nicht dargestellten) Drehachse der Keilriemenscheibe 1 gegenüber den Querelementen 3. Hierdurch wird die Erzielung eines gleichbleibenden und relativ großen Spiels zwischen den Seitenflächen 43 des Zugbands 4 und der entsprechenden Wand 33 des Inneren der Querelemente 3 ermöglicht, das wiederum, beim Fehlen von hin- und hergehenden Querbewegungen, die Reibung der Seitenflächen 43 des Zugbands 4 an den Querelementen 3 verhindert Hierdurch resultiert ferner, daß die Seitenflächen 43 des Zugbands 4 kein Gewebe oder ein anderes Schutzmittel für die Oberfläche brauchen, während die Innenfläche 42 des Zugbands 4 sowie ihre Außenfläche 41 mit der Längsrippe 5 bei dem in F i g. 1 dargestellten Beispiel mit einem Gewebe 6 zum Oberflächenschutz versehen sind. Aufgrund dieses Erfindungskonzepts ist es möglich, eine Einheit mehrerer nebeneinander liegender Zugbänder einstückig auf einer zylindrischen Form herzustellen, die dann zur En^ugung einzelner Zugbänder mit nicht geschützten Se*!?enflächen aufgeschnitten wird.

In F i g. 2 ist eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt Bei diesem Beispiel weist das Zugband 4 auf seiner Innenfläche und seiner Außenfläche Oberflächenverstärkungen auf, die gleich sind wie bei dem in F i g. 1 dargestellten Zugband. Im Gegensatz dazu weist die Außenfläche 41 des Zugbands erfindungsgemäß zwei Längsrippen 51 und 52 auf, die von den Seitenflächen 43 gleichen Abstand besitzen. Die beiden Schenkel 32 der Querelemente 3 liegen andererseits an der Rundung an, mit der die Längsrippen 51 bzw. 52 in die Seitenflächen 43 des Zugbands übergehen. Hierdurch wird eine bessere Verteilung der Reibung der Querelemente 3 an dem Zugband 4 erzielt

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsvariante ist ein Zugband 4 vorgesehen, dessen Innenfläche 42, die mit den Querelementen 3 in Kontakt steht, Längsrippen aufweist.

Diese Längsrippen 5 besitzen erfindungsgemäß jewe'ls paarweise gleichen Abstand von den Seitenflächen 43 des Zugbands 4 und liegen in entsprechenden Rillen 35 der Querelemente 3.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausfunrungsformen erlauben eine Vergrößerung der Montageöffnung der Querelemente 3, d. h. des Querabstands /zwischen den Schenkeln 32 der Querelemente 3. Die Erfindung erlaubt nicht nur eine beliebige Wahl des Abstands oder Spiels e zwischen der jeweiligen Seitenfläche 43 des Zugbands 4 und der entsprechenden Innenfläche 33 der Querelemente 3, sondern ermöglicht zugleich auch, der Innenfläche 33 ein gerundetes Profil zu verleihen, das eine reformation der Querelemente 3 ohne Bruchrisiko beim Aufsetzen auf das Zugband 4 erlaubt, da aufgrund des Erfindungsko^.epts die Seitenflächen 43 des Zugbands 4 nicht mehr an den entsprechenden Flächen 33 der Querelemen*.e 3 zur Anlage kommen müssen.

Die Querelemente 3 sind vorzugsweise Formkörper aus Kunststoff, di^ durch Spritzgießen hergestellt sind. Die Bewehrung des Zugbands 4 kann aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen;das Zugband 4 selbst besteht aus einem gegossenen oder spntzgegossenen Polyurethan, wobei äußere Schutzschichten 6 wie etwa ein gekreuztes Gewebe aus Baumwolle oder Polyamid vorgesehen sind, &z durch Reibung oder Adhäsion kraftübertragend wirken.

In F i g. 4 ist ein Querschnitt durch einen erfindungs-

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gemäßen Keilriemen dargestellt, der zwei Zugbänder 301 und 302 aufweist. Die beiden Zugbänder weisen jeweils eine Längsrippe 303 bzw. 304 auf ihren Innenflächen auf, die jeweils in einer entsprechenden Ausnehmung der Querelemente 504 zu liegen kommen.

In F i g. 5 ist ein Querschnitt durch einen erfindungsgcmäßen Keilriemen mit zwei Zugbändern 401 und 402 dargestellt, die jeweils eine Längsrippe 403 bzw. 404 auf ih.ren Außenseiten aufweisen, die jeweils in die entsprechende Montageöffnung der Querelemente 505 eingepaßt sind.

Bei den in den F i g. 6 bis 9 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen sind zur Verbesserung des Kontakts zwischen der Keilriemenscheibe und den Querelemenien folgende Materialien verwendet: Stahl, Gußeisi;n, leichte Legierungen einerseits und gefüllte oder ungefüllte Thermoplaste oder Duroplaste wie Polyamide, Polyacetale, Polyminide, Polyurethane, vulkanisierte Elastomere andererseits.

Zur Verbesserung des Kontakts zwischen den Querelementen und dem Zugband v/erden 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, andererseits.

So besteht beispielsweise das Querelement 103 von F i g. 6, das mit den Seitenwänden des Rillenprofils der Keilriemenscheibe 1 in Kontakt steht, nach der ersten Ausführungsvariante aus einem 6,6-Polyamid außer c.emTeil 131, der aus Metall (Stahl) besteht. Der Teil 132 der Ausnehmung 130 des Querelements, das mit der Innenfläche des Zugbands 104 in Kontakt kommt, besteht ebenfalls aus Metall (Stahl).

Das Zugband 104 des Keilriemens weist auf seiner Außenfläche eine Längsrippe 105 auf, deren Fläche 141. die mit dem Querelement 103 in Kontakt kommt, aus einem Polyamidgewebe besteht.

Nach der zweiten Ausführungsvariante besteht das in F i g. 7 dargestellte Querelement 103 aus Stahl mit Ausnahme der Teile 132, die mil: den Seitenwänden des Rillenprofils der Keilriemenscheibe 101 in Kontakt kommen. Diese Teile 132 bestehen beispielsweise aus Polyurethan oder einem vulkanisierten Kautschuk. Das Zugband 104 weist eine der Zentrierung dienende Längsrippe 105 auf. Die Längsrippe 105 besitzt einen Überzug aus einem Polamidgewebe zumindest längs der Flächen 141, die im Lagerungsbereich 130 des Querelements 104 zur Anlage kommen.

Die F i g. 8 und 9 zeigen Querschnitte durch eine der dritten Ausführungsvariante entsprechenden Ausführung eines Keilriemens, wobei Fig.9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX von Fig.8 darstellt Bei dieser Ausführungsform ist lediglich ein Querelement 103 dargestellt

Das Zugband 104 und die Längsrippe 105 bestehen aus Kautschuk, der gegebenenfalls außen mit einem Polyamidgewebe doubliert ist

Das Querelement 103 besteht aus zwei Elementen 133, 134, die gegenseitig zumindest in Querrichtung durch zwei Vorspünge 135 am ersten Element 133 festgelegt sind, die in entsprechenden Ausnehmungen des zweiten Elements 134 eingreifen.

Wie in F i g. 8 gestrichelt dargestellt ist ist das erste Element 133, das in F i g. 9 hinter dem zweiten Element 134 angeordnet ist, in bezug auf das Zugband 104 zurückgesetzt und steht mit den Seitenwänden der Keilriemenscheibe 101 in Kontakt. Das erste Element 133 besteht ganz aus spritzgegossenem Polyamidimid.

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

Das erste Element 133 besitzt eine Ausnehmung 130, bei der keinerlei mechanischer Kontakt mit dem Zugband 104 vorliegt; das zweite Element 134 des Querclements 103 weist ferner keinerlei mechanischen Koniaki mit den Seitenflächen der Keilriemenscheibe 101 auf Die Querelemente 103 sind vorzugsweise hintcrcinan der auf dem Zugband 104 in der Weise angeordnet, dat die ersten Elemente 133 mit den zweiten Elementen 13* abwechseln.

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Keilriemsn, 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 Zugbands mit den Querelementen in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet,