DE4016812A1 - Zahnriemen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Zahnriemenkonstruktion, wie sie beispielsweise die DE-PS 33 05 504 beschreibt, dient der Minderung der durch die Luftverdrängung beim Zusammenwirken der Zahnflanken von Zahnscheibe und Zahnriemen entstehenden Geräusche.

Ein anderes, letztlich der Erfindung zugrunde liegendes Problem bei Zahnriemen besteht in der Sicherstellung der gleichmäßigen Verteilung der zu übertragenden Kräfte im Querschnitt des Zahn­ riemens. Als Extremfall sei eine Schrägstellung des Riemenrads angeführt, die zu sogenannten Kantenträgern führt, d.h. einer bevorzugten Belastung der Kantenbereiche des Zahnriemens bei der Kraftübertragung. Gegenüber einer derartigen ungleichmäßigen Verteilung der Beanspruchung im Riemenquerschnitt bedeutet eine gleichmäßige Beanspruchungsverteilung bei gleichbleibender Breite des Riemens eine höhere Belastbarkeit bzw. bei vorgegebe­ ner Last die Möglichkeit einer Verringerung der Breite des Zahnriemens.

Im Prinzip ließe sich den genannten Schwierigkeiten durch Einsatz von zumindest zwei schmaleren Zahnriemen begegnen, die parallel zueinander angeordnet dieselben Zahnscheiben oder Zahnräder umschlingen. Dieses Lösungsprinzip führt jedoch zu anderen Schwierigkeiten. So führen insbesondere die gezogenen Riementrums infolge Lose Relativbewegungen aus, die zu Berührungen zwischen einander benachbarten Riemenflanken führen können; daraus wie­ derum resultieren Beschädigungen der Riemen zumindest über längere Betriebszeiten. Dieser Nachteil könnte durch Verwendung von Zahnrädern mit Mittelrippe oder mit einer aufgesteckten Abstandsscheibe vermieden werden, was aber einen großen Aufwand seitens des Zahnrades (Mittelrippe, geteiltes Rad oder zusätzlich aufzusteckende Abstandsscheibe) erfordert. Weiterhin ist bei dieser Lösung nicht gewährleistet, daß die Längen der parallel eingesetzten Zahnriemen exakt gleich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Zahnriemen zu schaffen, der eine gleichmäßige Verteilung der in ihm wirkenden Kräfte bzw. Spannungen über seinen Querschnitt sicherstellt, ohne daß Schwierigkeiten hinsichtlich der Ausbil­ dung der Zahnscheiben oder Zahnräder des betrachteten Zahnriemen­ triebs oder hinsichtlich der Länge des Zahnriemens auftreten.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausbil­ dungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

In Abweichung von der Zahnriemenkonstruktion nach der eingangs genannten DE-PS 33 05 504, bei der die Längsnuten, ausgehend von den Zahnspitzen, vor den Zugsträngen enden und demgemäß letztlich ein einziger, starrer Zahnriemen verbleibt, erstreckt sich bei der Erfindung die Längsnut (auch) zwischen den Zugsträn­ gen, so daß gleichsam mehrere nebeneinander verlaufende Teilzahn­ riemen entstehen, die elastisch miteinander verbunden sind.

An dieser Stelle sei zur Abrundung des Standes der Technik auf die DE-AS 17 50 708 hingewiesen, die einen Mehrfachkeilrie­ men, also nicht einen Zahnriemen, beschreibt, bei dem die parallel verlaufenden Einzelkeilriemen durch elastisch biegsame Verbin­ dungszonen miteinander verbunden sind. Dieser Stand der Technik bezieht sich aber, wie gesagt, nicht auf einen Zahnriemen, sondern auf einen Keilriemen, der demgemäß mit einer eine ent­ sprechende Vielzahl von umlaufenden Rippen aufweisenden Keilrie­ menscheibe zusammenwirkt. Derartige Rippen zu vermeiden ist nach dem eingangs Gesagten aber eine der Erfindung zugrundelie­ gende Aufgabe.

Wie aus den Unteransprüchen ersichtlich, kann die auch als Einschnitt zu bezeichnende Längsnut von den Zahnspitzen oder - in Abweichung vom Stand der Technik - vom Zahnrücken ausgehen. Im letztgenannten Fall sind also die durch die Längsnut voneinan­ der getrennten Bereiche des Zahnriemens insbesondere durch Bereiche der Zähne elastisch miteinander verbunden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die Querschnitte durch den jeweiligen Zahnriemen zeigt.

Betrachtet man zunächst die Konstruktion nach Fig. 1, so kann man bei dem Zahnriemen drei Bereiche definieren: Den Rückenbe­ reich 1, den mit Zugsträngen 2, die in Längsrichtung und damit in Übertragungsrichtung der Kräfte verlaufen, versehenen mittle­ ren Bereich 3 sowie den Bereich der Zähne 4. Man erkennt die von den Zahnspitzen 5 ausgehende Längsnut 6, die sich über die gesamte Länge des Zahnriemens erstreckt und deren Tiefe so bemessen ist, daß sie auch zwischen Zugsträngen 2 verläuft. übrig bleibt also ein verhältnismäßig flacher Steg 7 im Bereich des Zahnrückens 1, der elastisch verformbar ist und Relativbewe­ gungen der so entstandenen beiden Zahnriemenbereiche einerseits zuläßt (so daß ein gutes Anschmiegen des Riemens über seinen gesamten Querschnitt an die Riemenscheibe bzw. das Riemenrad sichergestellt ist), andererseits diese Relativbewegungen aber auch dämpft bzw. begrenzt. Infolge der dauernden Verbindung der beiden Riemenbereiche sind Beschädigungen, wie sie bei vollständiger Unterteilung des Riemens, also Verwendung von zwei parallel verlaufenden Riemen, durch unerwünschte Berührungen auftreten können, vermieden. Dabei kann eine Riemenscheibe bzw. ein Riemenrad einfachsten Aufbaus, also ohne irgendwelche Rippen, Einsatz finden.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß die Längsnut 20 vom Rückenbereich 21 des Riemens ausgeht; sie erstreckt sich wiederum zwischen den Zugsträngen 22 und reicht bis in einen Bereich der Zähne 23, der zwischen dem Zahngrund 24 und den Zahnspitzen 25 liegt. Dadurch ergibt sich im Bereich der Zahnspitzen 25 ein elastischer Verbindungssteg 26 zwischen den beiden nebeneinander verlaufenden Riemenbereichen.

Gemäß Fig. 3 kann der hier allgemein mit 30 bezeichnete Zahnrie­ men auch mit mehreren Längsnuten - hier drei Längsnuten 31, 32 und 33 - versehen sein, die sich wiederum zwischen Zugsträngen 34 erstrecken.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 ist der Zahnriemen durch die Längsnut 40 zunächst in zwei Einzelriemen 41 und 42 unter­ teilt worden. Danach sind diese beiden Teilriemen durch den zusätzlichen elastischen Trägerrücken 43 wieder zusammengefaßt worden. Dies geschieht verständlicherweise bei exakter Ausrich­ tung der Zähne 44 und 45 der beiden Teilriemen 41 und 42.

In jedem Falle ist durch elastische Nachgiebigkeit des Zahnrie­ mens in seinem Querschnitt für eine Vergleichmäßigung der Bean­ spruchung aller seiner Querschnittsbereiche gesorgt, ohne daß Schwierigkeiten hinsichtlich einer besonderen Ausgestaltung der Zahnriemenräder bzw. der Sicherstellung einer gleichen Riemenlänge in allen seinen Querschnittsbereichen auftreten.

Claims (4)

1. Zahnriemen mit Zugsträngen und zumindest einer Längsnut, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnut (6) zwischen Zug­ strängen (2) verläuft.

2. Zahnriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (6), von den Zahnspitzen (5) ausgehend, sich bis in einen Bereich jenseits der Zugstränge (2) erstreckt.

3. Zahnriemen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (40) bis zu einem zusätzlichen elastischen Trägerrücken (43) erstreckt.

4. Zahnriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nut (20), ausgehend vom Rücken (21) des Zahnriemens, bis in einen Bereich der Zähne (23) erstreckt.