EP2210015A2 - Laufscheibe, spann- und/oder umlenkrolle sowie keilrippenriementrieb - Google Patents

Laufscheibe, spann- und/oder umlenkrolle sowie keilrippenriementrieb

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Publication number
EP2210015A2
EP2210015A2 EP08851471A EP08851471A EP2210015A2 EP 2210015 A2 EP2210015 A2 EP 2210015A2 EP 08851471 A EP08851471 A EP 08851471A EP 08851471 A EP08851471 A EP 08851471A EP 2210015 A2 EP2210015 A2 EP 2210015A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ribbed belt
running
straight
belt
tread
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08851471A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Mennerat
Thomas Rasche
Johann Singer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2210015A2 publication Critical patent/EP2210015A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32—Friction members
    • F16H55/36—Pulleys
    • F16H55/49—Features essential to V-belts pulleys

Definitions

  • the invention relates to a running disk of a tensioning and / or deflection roller for a V-ribbed belt drive according to the preamble of claim 1. Furthermore, a tensioning and / or deflection roller with a running disk according to the invention and a V-ribbed belt drive having a tensioning and / or deflection roller with such a running disk includes.
  • V-ribbed belt drives like other traction mechanism drives, serve to transmit a torque, wherein a V-ribbed belt is used as traction means.
  • the V-ribbed belt has a plurality of longitudinal elevations, the so-called ribs, which generally have a substantially V-shaped cross-section.
  • the V-ribbed belt is stretched over at least one drive and one driven roller, each having a running disk for receiving the belt.
  • the circumferential treads of the pulleys have, to the ribs of the V-ribbed belt corresponding, circumferential V-shaped depressions, called grooves on.
  • the ribs of the V-ribbed belt are in engagement with the grooves of the running surfaces, wherein the rib side surfaces abut against the flank surfaces of the grooves.
  • V-ribbed belt drives are used today predominantly in the motor vehicle industry for driving ancillaries, such as, for example, an alternator, cooling water pump or air-conditioning compressor, it being possible to drive several units at the same time with one belt.
  • ancillaries such as, for example, an alternator, cooling water pump or air-conditioning compressor
  • To ensure a constant belt force tensioning of the V-ribbed belt usually takes place via automatic clamping systems, wherein the belt is guided over at least one tensioning and / or deflection roller.
  • these rollers also have running wheels with grooves corresponding to the belt profile.
  • V-ribbed belts are already designed for a long service life, a general concern remains to extend the service life by minimizing belt wear in order to postpone the time-consuming and expensive replacement of the belt as long as possible.
  • a running disk of a tensioning and / or deflection roller according to claim 1.
  • the cross-sectional profile of the running surface of the running disk is completely or partially straight, with the straight portions lying on the envelope surface of the running surface.
  • Low-friction running of the V-ribbed belt on the straight, groove-free running surface of the running disk can also reduce fuel consumption and thus also pollutant emissions. Especially at high speeds, a reduction of the frictional forces is noticeable in this way.
  • the substantially cylindrical design of the running disk has the advantage that it is inexpensive to produce due to the simple design, regardless of whether steel or plastic is used as the material for the running disks.
  • plastic pulleys with smooth treads can be made by using simple injection tools. Instead of several radial slide to form the groove shape, it only requires two semi-cylindrical shapes.
  • Rotary and axial runout values can be subsequently improved by 3D corrections. Accordingly, the manufacturing and processing costs can be significantly reduced even with a steel disc.
  • the cross-sectional profile of the running surface of the running disk is partially, that is sections, straight.
  • the straight sections lie on the envelope of the tread.
  • the cross-sectional profile of the tread to the straight sections substantially V-shaped depressions, wherein in each case between two V-shaped depressions, the tread extends straight. That is, the tread completes laterally each with a substantially V-shaped recess.
  • the flank surfaces of the recesses serve as contact surfaces for the ribs of the V-ribbed belt.
  • the radial extent of the depressions is selected to be smaller than the profile depth of the ribs of the V-ribbed belt to be used, so that even in this embodiment an Ringing the belt contact surface and thus a lower stress due to friction can be achieved.
  • the service life of the V-ribbed belt increases, while at the same time fuel consumption and pollutant emissions can be minimized.
  • radially extending ribs are provided both in the case of the running disk with a straight running surface and in the running disk with a partially straight running surface.
  • the rims are intended to prevent the belt from running or jumping off.
  • the rims have inner flank surfaces, which preferably extend inclined to the straight running surface or to the straight portions of the tread.
  • the distance between the inner flank surfaces increases towards the outside.
  • the opposing inner flank surfaces of the shelves form conically extending boundary surfaces, which facilitate centering of the belt.
  • the inner flank surfaces of the ribs preferably have at least one circumferential step.
  • the step limits the portion of the inner flank surfaces, which serve as a contact surface for the lateral flank surfaces of the V-ribbed belt.
  • a clamping and / or deflection roller with a running disk according to the invention differs from a conventional roller only with regard to the inventive design of the running disk. Clamping and / or deflection rollers with profiled running disks can therefore be exchanged without changing the V-ribbed belt drive, so that the described advantages can also be achieved by retrofitting to a V-ribbed belt drive already in use.
  • a V-ribbed belt drive is claimed with a tensioning and / or deflection roller having a running disk according to the invention.
  • the running surface of the running disk preferably has a straight cross-sectional profile and an annular gap is formed in the operating state between the running surface and the V-ribbed belt in the region of the interstices between the ribs.
  • the contact surface of the belt is thus limited to the rib ends, which are preferably made flattened. Only then frictional forces act, so that the proportion of the surfaces subject to wear is reduced.
  • the normal force to the contact surface is not reinforced by wedge action and there is no relative movement between the belt ribs and V-shaped depressions when the belt starts and ends.
  • the running surface can also have a cross-sectional profile which is adapted to the ribs of the V-ribbed belt so far that in operation each rib of the V-ribbed belt is in engagement with a recess of the running surface, wherein between the straight portions of the running surface of the running disk and the V-ribbed belt in each case forms an annular gap.
  • the belt has a cross-sectional profile, in which in each case an annular gap between see forming the flattened ends of the ribs of the V-ribbed belt and the bottom of the substantially V-shaped recesses of the tread.
  • the rib ends are then also subject to no frictional stress.
  • the invention also relates to the use of a V-ribbed belt drive according to the invention in an internal combustion engine of a motor vehicle, in particular for driving an auxiliary unit. Due to the reduced contact surface and the associated reduced wear of the belt replacement of the belt can be postponed in time. In addition, the friction losses decrease, so that the fuel consumption and thus ultimately the emission of pollutants, which are criteria that is generally given more attention today when buying a motor vehicle.
  • FIG. 3 shows the cross-sectional profile of a first embodiment of a running disk according to the invention
  • FIG. 4 shows the cross-sectional profile of a second embodiment of a running disk according to the invention.
  • FIGS. 1 a and 1 b The running disk according to the invention serves to receive a known KeN ribbed belt as shown in FIGS. 1 a and 1 b.
  • FIG. 1 a shows the cross-sectional profile of a V-ribbed belt provided with ribs 9 on one side, the rib gaps 8 being V-shaped.
  • the ribs 9 have outer, straight sections 10.
  • FIG. 1 b shows the cross section of a V-ribbed belt provided with ribs 9 on both sides.
  • This embodiment of a V-ribbed belt also has substantially V-shaped rib gaps 8 and ribs 9 with outer, straight sections 10.
  • V-ribbed belts are known from the prior art running wheels, which have a cross-sectional profile corresponding to FIG.
  • the rib side walls 13 engage the inner flank surfaces 12 of the recesses 3. In this way an optimal adhesion between the belt and the rotor is achieved.
  • FIG. 3 shows the cross-sectional profile of a running disk according to the invention, in which the running surface 1 runs straight, that is to say without depressions 3.
  • the straight rib sections 10 of the belt are pressed onto the running surface 1 (see also FIGS. 1 a and 1 b, identification of the contact surfaces by a double line).
  • the frictional connection between the belt and the running disk is thereby reduced, it does not have a negative effect on a tensioning and / or deflecting roller since no torque has to be transmitted.
  • only the straight rib sections 10 are subject to wear, since the rib side walls 13 do not come into contact with the running surface. In particular, at high speeds, this circumstance also has a positive effect on the required drive power, so that overall fuel consumption and pollutant emissions decrease.
  • radially extending shelves 4 are provided for lateral delimitation of the tread and for guiding the belt. They have inner flank surfaces 5, which are formed at least partially corresponding to the lateral flank surfaces 6 of the belt. They form contact surfaces or running surfaces for the two outer rib side walls 13 of the belt, so that the belt is guided and counteracts drainage of the belt (see also FIGS. 1 a and 1 b, identification of the contact surfaces by a double line).
  • a circumferential step 7 limits the tread of the lateral belt flanks in the radial direction, the moreover extending inner flank surfaces of the flanges serving as additional securing means for the belt, for example to prevent the belt from jumping off.
  • FIG. 4 An alternative embodiment of a running disk according to the invention is shown in FIG. 4.
  • Straight sections 2 and essentially V-shaped depressions 3 of the running surface 1 can be taken from the illustrated cross-sectional profile.
  • the depressions 3 extend in the radial direction to such an extent that the rib side walls 13 do not rest completely against the inner flank surfaces 12 of the depressions 3.
  • the straight sections 2 of the tread 1 also ensure that an annular gap remains between the belt and the running surface in the intercostal spaces 8, respectively. If a belt with a cross-sectional profile according to FIG. 1 a or 1 b is used, due to the straight sections 10 of the ribs 9 there also remains a circumferential annular gap between the bottom 11 of the depressions 3 and the straight sections 10 of the ribs 9.
  • the belt contact surface thus reduces on subregions of the rib side walls 13, whereby a reduced wear of the belt also occurs here.
  • the running disk according to FIG. 4 preferably also has laterally arranged, radially extending ribs 4 with inner flank surfaces 5 as contact surfaces or running surfaces for the lateral flanks 6 of the belt.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pulleys (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laufscheibe einer Spann- und/oder Umlenkrolle für einen Keilrippenriementrieb, die umfangseitig eine Lauffläche (1) für die Rippen (9) des Keilrippenhemens besitzt. Erfindungsgemäß ist das Querschnitts profil der Lauffläche (1) ganz oder teilweise gerade ausgebildet, wobei die geraden Abschnitte (2) auf der Hüllfläche der Lauffläche (1) liegen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Spann- und/oder Umlenkrolle mit einer erfindungsgemäßen Laufscheibe sowie einen Keilrippenriemenantrieb, der eine Spann- und/oder Umlenkrolle mit einer solchen Laufscheibe umfasst. Ferner wird die Verwendung eines derartigen Keilrippenriementriebs in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges beansprucht.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Laufscheibe, Spann- und/oder Umlenkrolle sowie Keilhppenhementrieb
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Laufscheibe einer Spann- und/oder Umlenkrolle für einen Keilrippenriementrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner eine Spann- und/oder Umlenkrolle mit einer erfindungsgemäßen Laufscheibe sowie einen Keilrippenriementrieb, der eine Spann- und/oder Umlenkrolle mit einer solchen Laufscheibe umfasst.
Keilrippenriementriebe dienen wie andere Zugmitteltriebe der Übertragung eines Drehmomentes, wobei als Zugmittel ein Keilrippenriemen eingesetzt wird. Der Keilrippenriemen weist mehrere längs verlaufende Erhebungen, die so genannten Rippen auf, die in der Regel einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt besitzen.
Der Keilrippenriemen ist über wenigstens eine Antriebs- und eine Abtriebsrolle gespannt, die jeweils eine Laufscheibe zur Aufnahme des Riemens besitzen. Die umfangseitigen Laufflächen der Laufscheiben weisen zu den Rippen des Keilrippenriemens korrespondierende, umlaufende V-förmige Vertiefungen, so genannte Rillen, auf. Im Betriebszustand stehen die Rippen des Keilrippenriemens in Eingriff mit den Rillen der Laufflächen, wobei die Rippenseitenflächen an den Flankenflächen der Rillen anliegen. Durch Vergrößerung der Riemenanlagefläche, beispielsweise gegenüber einem flachen Riemen, sowie durch Erhöhung der Normalkraft aufgrund der Keilwirkung kann ein verbesserter Kraftschluss zwischen dem Riemen und den Laufflächen erzielt werden. Der verbesserte Kraftschluss wiederum verringert die Gefahr des Schlupfes, so dass eine möglichst konstante Antriebsleistung sichergestellt wird. Ferner ver- hindern die in Eingriff mit den Vertiefungen der Laufscheibe stehenden Rippen des Riemens ein seitliches Ablaufen des Riemens während des Betriebes, da in axialer Richtung ein Formschluss zwischen Riemen und Lauffläche erreicht wird.
Keilrippenriementriebe werden heute im Kraftfahrzeugbau überwiegend zum Antrieb von Nebenaggregaten, wie beispielsweise Lichtmaschine, Kühlwasserpumpe oder Klimakompressor, eingesetzt, wobei mit einem Riemen mehrere Aggregate zugleich angetrieben werden können. Zur Gewährleistung einer konstanten Riemenkraft erfolgt das Spannen des Keilrippenriemens in der Regel über automatische Spannsysteme, wobei der Riemen über wenigstens eine Spann- und/oder Umlenkrolle geführt wird. Zur Aufnahme und Führung des Riemens weisen auch diese Rollen Laufscheiben mit Rillen entsprechend dem Riemenprofil auf.
Gleichwohl Keilrippenriemen bereits auf eine lange Lebensdauer ausgelegt sind, besteht weiterhin ein allgemeines Anliegen darin, die Lebensdauer durch Minimierung des Riemenverschleißes zu verlängern, um den zeit- und kostenintensiven Austausch des Riemens möglichst lange hinauszuschieben.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Keilrippenriementrieb oder dessen Komponenten derart zu gestalten, dass dem Riemenverschleiß entgegengewirkt wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Laufscheibe einer Spann- und/oder Umlenkrolle entsprechend Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist das Querschnittsprofil der Lauffläche der Laufscheibe ganz oder teilweise gerade ausgebildet, wobei die geraden Abschnitte auf der Hüllfläche der Lauffläche liegen.
Bei der Ausführung einer geraden Lauffläche, das heißt ohne Rillen, gelangen lediglich die Rippenspitzen bzw. deren abgeflachte Enden in Anlage mit der Lauffläche der Laufscheibe. Die Anlagefläche wird somit verringert, demzufolge auch die Fläche des Riemens, auf die zum Verschleiß führende Reibkräfte wirken. Dabei ist unerheblich, dass sich zugleich ein verringerter Reibschluss einstellt, denn im Unterschied zu einer Antriebs- bzw. Abtriebsrolle wird bei einer Spann- und/oder Umlenkrolle kein Drehmoment übertragen. Eine Spann- und/oder Umlenkrolle soll den Riemen lediglich führen.
Durch reibungsarmes Laufen des Keilrippenriemens auf der geraden, rillenfreien Lauffläche der Laufscheibe kann zudem der Kraftstoffverbrauch und somit auch der Schadstoffausstoß reduziert werden. Insbesondere bei hohen Drehzahlen macht sich eine Verringerung der Reibkräfte auf diese Weise bemerk- bar.
Des Weiteren hat die im Wesentlichen zylindrische Ausbildung der Laufscheibe den Vorteil, dass diese aufgrund der einfachen Bauform kostengünstig herzustellen ist, unabhängig davon, ob als Werkstoff für die Laufscheiben Stahl oder Kunststoff eingesetzt wird. Beispielsweise können Laufscheiben aus Kunststoff mit glatten Laufflächen durch Einsatz einfacher Spritzwerkzeugen hergestellt werden. Anstelle mehrerer radialer Schieber zur Ausbildung der Rillenform, bedarf es lediglich noch zweier halbzylindrischer Formen. Rund- und Planlaufwerte können nachträglich durch 3D-Korrekturen verbessert wer- den. Entsprechend können auch bei einer Stahllaufscheibe die Herstellungsund Bearbeitungskosten erheblich reduziert werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Querschnittsprofil der Lauffläche der Laufscheibe teilweise, das heißt abschnittsweise, gerade ausgebildet. Die geraden Abschnitte liegen dabei auf der Hüllfläche der Lauffläche. Bevorzugt weist das Querschnittsprofil der Lauffläche zu den geraden Abschnitten im Wesentlichen V-förmige Vertiefungen auf, wobei jeweils zwischen zwei V-förmigen Vertiefungen die Lauffläche gerade verläuft. Das heißt die Lauffläche schließt seitlich jeweils mit einer im Wesentlichen V-förmigen Vertiefung ab. Die Flankenflächen der Vertiefungen dienen als Anlageflächen für die Rippen des Keilrippenriemens. Wobei die radiale Ausdehnung der Vertiefungen geringer gewählt ist als die Profiltiefe der Rippen des einzusetzenden Keilrippenriemens, so dass auch bei dieser Ausführungsform bereits eine Ver- ringerung der Riemenanlagefläche und damit eine geringere Beanspruchung durch Reibung erreicht werden. In der Folge erhöht sich die Lebensdauer des Keilrippenriemens, gleichzeitig können der Kraftstoffverbrauch und der Schadstoffausstoß minimiert werden.
Aufgrund der geringen radialen Ausdehnung der Vertiefungen der Lauffläche verringert sich auch die seitliche Führung des Riemens. Weist die Lauffläche gar keine Vertiefungen entsprechend der ersten Ausführungsform der Erfindung auf, ist durch zusätzliche Maßnahmen sicher zu stellen, dass der Riemen nicht seitlich ablaufen kann.
Vorzugsweise sind daher zur seitlichen Begrenzung der Lauffläche und zur Führung des Keilrippenriemens -sowohl bei der Laufscheibe mit einer gerade ausgebildeten Lauffläche, als auch bei der Laufscheibe mit einer teilweise ge- rade ausgebildeten Lauffläche- sich radial erstreckende Borde vorgesehen. Die Borde sollen ein Ablaufen oder Abspringen des Riemens verhindern.
Die Borde weisen innere Flankenflächen auf, die bevorzugt geneigt zur geraden Lauffläche bzw. zu den geraden Abschnitten der Lauffläche verlaufen. Da- bei nimmt der Abstand der inneren Flankenflächen zueinander nach außen hin zu. Die sich gegenüberliegenden inneren Flankenflächen der Borde bilden konisch verlaufende Begrenzungsflächen, die ein Zentrieren des Riemens erleichtern. Zugleich dienen die geneigten inneren Flankenflächen der Borde zumindest in Teilbereichen als Anlageflächen für die seitlichen Flankenflächen des Keilrippenriemens.
Weiterhin bevorzugt weisen die inneren Flankenflächen der Borde wenigstens eine umlaufende Stufe auf. Die Stufe begrenzt den Teilbereich der inneren Flankenflächen, die als Anlagefläche für die seitlichen Flankenflächen des Keilrippenriemens dienen.
Die eingangs beschriebene Aufgabe wird gleichermaßen durch eine Spann- und/oder Umlenkrolle mit einer erfindungsgemäßen Laufscheibe gelöst. Eine solche Spann- und/oder Umlenkrolle unterscheidet sich von einer herkömmlichen Rolle lediglich im Hinblick auf die erfindungsgemäße Ausführung der Laufscheibe. Spann- und/oder Umlenkrollen mit profilierten Laufscheiben können daher ohne Änderung am Keilrippenriementrieb ausgetauscht werden, so dass die beschriebenen Vorteile auch im Wege der Nachrüstung an einem bereits im Einsatz befindlichen Keilrippenriementrieb erreicht werden können.
Weiterhin wird ein Keilrippenriementrieb mit einer eine erfindungsgemäße Laufscheibe aufweisenden Spann- und/oder Umlenkrolle beansprucht. Bevor- zugt weist hierbei die Lauffläche der Laufscheibe ein gerades Querschnittsprofil auf und es bildet sich im Betriebszustand zwischen der Lauffläche und dem Keilrippenriemen im Bereich der Rippenzwischenräume jeweils ein Ringspalt aus. Die Anlagefläche des Riemens beschränkt sich somit auf die Rippenenden, die vorzugsweise abgeflacht ausgeführt sind. Lediglich hierauf wirken Reibkräfte ein, so dass der Anteil der dem Verschleiß unterliegenden Flächen verringert wird. Darüber hinaus wird die Normalkraft zur Kontaktfläche nicht durch Keilwirkung verstärkt und es entsteht bei An- und Auslaufen des Riemens keine Relativbewegung zwischen Riemenrippen und V-förmigen Vertiefungen.
Entsprechend der alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufscheibe kann die Lauffläche auch ein Querschnittsprofil aufweisen, das den Rippen des Keilrippenriemens soweit angepasst ist, dass im Betriebszustand jede Rippe des Keilrippenriemens in Eingriff mit einer Vertiefung der Lauffläche steht, wobei sich zwischen den geraden Abschnitten der Lauffläche der Laufscheibe und dem Keilrippenriemen jeweils ein Ringspalt ausbildet. Das heißt, dass die Profiltiefe des Riemens größer ist als die Eindringtiefe. Nur auf Teilbereiche der Rippenseitenflächen wirken Reibkräfte, das sind die Teilbereiche, die in Anlage mit den inneren Flankenflächen der Vertiefungen der Lauffläche gelangen.
Bei einer Weiterbildung eines solchen Keilrippenriementriebs weist der Riemen ein Querschnittsprofil auf, bei dem sich zusätzlich jeweils ein Ringspalt zwi- sehen den abgeflachten Enden der Rippen des Keilrippenriemens und dem Boden der im Wesentlichen V-förmigen Vertiefungen der Lauffläche ausbildet. Die Rippenenden unterliegen dann ebenfalls keiner Reibbeanspruchung.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Keilrippenriementriebes in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, insbesondere zum Antrieb eines Nebenaggregats. Aufgrund der verringerten Anlagefläche und dem damit einhergehenden verringerten Verschleiß des Riemens kann der Austausch des Riemens zeitlich hinausgeschoben werden. Zudem verringern sich die Reibungsverluste, damit der Kraftstoffverbrauch und damit letztlich der Schadstoffausstoß, welches Kriterien sind, denen beim Kauf eines Kraftfahrzeuges heute allgemein mehr Beachtung geschenkt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeich- nungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 a + b jeweils ein Querschnittsprofil eines Keilrippenriemens nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 das Querschnittsprofil einer Laufscheibe nach dem Stand der
Technik,
Fig. 3 das Querschnittsprofil eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Laufscheibe,
Fig. 4 das Querschnittsprofil eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Laufscheibe.
Die erfindungsgemäße Laufscheibe dient der Aufnahme eines bekannten KeN- rippenriemens wie er in den Fig. 1 a und 1 b dargestellt ist. Fig. 1 a zeigt das Querschnittsprofil eines einseitig mit Rippen 9 versehenen Keilrippenriemens, wobei die Rippenzwischenräume 8 V-förmig ausgebildet sind. Die Rippen 9 weisen außen liegende, gerade Abschnitte 10 auf. Der Fig. 1 b dagegen ist der Querschnitt eines doppelseitig mit Rippen 9 ausgestatteten Keilrippenriemens zu entnehmen. Auch diese Ausführung eines Keilrippenriemens weist im Wesentlichen V-förmige Rippenzwischenräume 8 und Rippen 9 mit außen liegenden, geraden Abschnitten 10 auf.
Zur Aufnahme derartiger Keilrippenriemen sind aus dem Stand der Technik Laufscheiben bekannt, die ein Querschnittsprofil entsprechend Fig. 2 aufweisen. Korrespondierend zu den Rippen 9 des Riemens besitzen sie Vertiefun- gen 3, in welche die Rippen 9 eingreifen können. Dabei gelangen die Rippen- seitenwände 13 mit den inneren Flankenflächen 12 der Vertiefungen 3 in Anlage. Auf diese Weise wird ein optimaler Kraftschluss zwischen Riemen und Laufscheibe erreicht. Aufgrund der auf die Riemenanlageflächen, hier die Rip- penseitenwände 13, wirkenden Reibkräfte wird jedoch auch der Verschleiß des Riemens gefördert.
Fig. 3 ist das Querschnittsprofil einer erfindungsgemäßen Laufscheibe zu entnehmen, bei der die Lauffläche 1 gerade verläuft, das heißt keine Vertiefungen 3 aufweist. Im Betriebszustand werden lediglich die geraden Rippenab- schnitte 10 des Riemens auf die Lauffläche 1 gedrückt (siehe auch Fig. 1 a und 1 b, Kennzeichnung der Anlageflächen durch Doppellinie). Der Kraftschluss zwischen Riemen und Laufscheibe wird dadurch zwar herabgesetzt, wirkt sich bei einer Spann- und/oder Umlenkrolle jedoch nicht negativ aus, da es kein Drehmoment zu übertragen gilt. Insoweit unterliegen auch nur die geraden Rippenabschnitte 10 dem Verschleiß, da die Rippenseitenwände 13 nicht in Anlage mit der Lauffläche gelangen. Insbesondere bei hohen Drehzahlen wirkt sich dieser Umstand auch positiv auf die erforderliche Antriebsleistung aus, so dass Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß insgesamt sinken.
Gegenüber Laufscheiben entsprechend Fig. 2 besteht bei der Laufscheibe nach Fig. 3 kein Formschluss der Riemenrippen 9 mit der Lauffläche 1 in axialer Richtung. Zur seitlichen Begrenzung der Lauffläche und zur Führung des Riemens sind daher seitliche, sich radial erstreckende Borde 4 vorgesehen. Sie besitzen innere Flankenflächen 5, die zumindest teilweise korrespondierend zu den seitlichen Flankenflächen 6 des Riemens ausgebildet sind. Sie bilden Anlageflächen bzw. Laufflächen für die beiden äußeren Rippenseiten- wände 13 des Riemens, so dass der Riemen geführt wird und einem Ablaufen des Riemens entgegengewirkt wird (siehe auch Fig. 1 a und 1 b, Kennzeichnung der Anlageflächen durch Doppellinie). Eine umlaufende Stufe 7 begrenzt die Lauffläche der seitlichen Riemenflanken in radialer Richtung, wobei die sich darüber hinaus erstreckenden inneren Flankenflächen der Borde der zusätzlichen Lagesicherung des Riemens dienen, beispielsweise, um ein Abspringen des Riemens zu verhindern.
Eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laufscheibe zeigt Fig. 4. Dem dargestellten Querschnittsprofil sind gerade Abschnitte 2 und im Wesentlichen V-förmige Vertiefungen 3 der Lauffläche 1 zu entnehmen. Die Vertiefungen 3 erstrecken sich in radialer Richtung soweit, dass die Rippensei- tenwände 13 nicht vollständig an den inneren Flankenflächen 12 der Vertiefungen 3 anliegen. Die geraden Abschnitte 2 der Lauffläche 1 gewährleisten zudem, dass zwischen Riemen und Lauffläche jeweils in den Rippenzwischenräumen 8 ein Ringspalt verbleibt. Wird ein Riemen mit einem Querschnittsprofil entsprechend der Fig. 1 a oder 1 b eingesetzt verbleibt aufgrund der geraden Abschnitte 10 der Rippen 9 ebenfalls ein umlaufender Ringspalt zwischen dem Boden 11 der Vertiefungen 3 und den geraden Abschnitten 10 der Rippen 9. Die Riemenanlagefläche reduziert sich somit auf Teilbereiche der Rippensei- tenwände 13, wodurch sich auch hier ein verminderter Verschleiß des Riemens einstellt.
Die geringe Profiltiefe der Vertiefungen 3 gewährleistet nur eine geringe seitliche Führung des Riemens. Bevorzugt besitzt die Laufscheibe nach Fig. 4 daher ebenfalls seitlich angeordnete, sich radial erstreckende Borde 4 mit inneren Flankenflächen 5 als Anlageflächen bzw. Laufflächen für die seitlichen Flanken 6 des Riemens. Durch Einsatz einer Laufscheibe gemäß den Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 bei einer Spann- und/oder Umlenkrolle in einem Keilrippenriementrieb kann die Lebensdauer eines Keilrippenriemens merklich erhöht werden. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz einer erfindungsgemäßen Laufscheibe, den heutigen Anforderungen an einen sparsamen Umgang mit Ressourcen gerecht zu werden, da der Kraftstoffverbrauch sinkt. In der Folge leistet die erfindungsgemäße Laufscheibe einen weiteren Beitrag zum Umweltschutz, da mit verringertem Kraftstoffverbrauch auch der Schadstoffausstoß verringert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Laufscheibe einer Spann- und/oder Umlenkrolle für einen Keilrippenrie- mentrieb, die umfangseitig eine Lauffläche (1 ) für die Rippen (9) des Keilrippenriemens besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsprofil der Lauffläche (1 ) ganz oder teilweise gerade ausgebildet ist, wobei die geraden Abschnitte (2) auf der Hüllfläche der Lauffläche (1 ) liegen.
2. Laufscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Querschnittsprofil der Lauffläche (1 ) im Wesentlichen V-förmige Vertiefungen (3) aufweist und die Lauffläche jeweils zwischen zwei V-förmigen Vertiefungen gerade verläuft.
3. Laufscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur seitlichen Begrenzung der Lauffläche (1 ) und zur Führung des Keilrippenriemens sich radial erstreckende Borde (4) vorgesehen sind.
4. Laufscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bor- de (4) innere Flankenflächen (5) aufweisen, die geneigt zur geraden
Lauffläche bzw. zu den geraden Abschnitten der Lauffläche verlaufen, wobei der Abstand der inneren Flankenflächen (5) zueinander nach außen hin zunimmt.
5. Laufscheibe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten inneren Flankenflächen (5) der Borde (4) zumindest in Teilbereichen Anlageflächen für die seitlichen Flankenflächen (6) des Keilrippenriemens bilden.
6. Laufscheibe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Flankenflächen (5) der Borde (4) wenigstens eine umlaufende Stufe (7) aufweisen.
7. Spann- und/oder Umlenkrolle für einen Keilrippenriementheb mit einer Laufscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
8. Keilrippenriementrieb mit einer eine Laufscheibe nach den Ansprü- chen 1 bis 6 aufweisenden Spann- und/oder Umlenkrolle.
9. Keilrippenriementrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (1 ) der Laufscheibe ein gerades Querschnittsprofil aufweist und sich im Betriebszustand zwischen der Lauffläche und dem Keilrippenriemen im Bereich der Rippenzwischenräume (8) jeweils ein
Ringspalt ausbildet.
10. Keilrippenriementrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (1 ) der Laufscheibe ein Querschnittsprofil mit geraden Abschnitten (2) und Vertiefungen (3) aufweist, das den Rippen (9) des
Keilrippenriemens soweit angepasst ist, dass im Betriebszustand jede Rippe (9) des Keilrippenriemens in Eingriff mit einer Vertiefung (3) der Lauffläche (1 ) steht, wobei sich zwischen den geraden Abschnitten (2) der Lauffläche der Laufscheibe und dem Keilrippenriemen jeweils ein Ringspalt ausbildet.
11. Keilrippenriementrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich zusätzlich jeweils ein Ringspalt zwischen den außen liegenden, geraden Abschnitten (10) der Rippen (9) des Keilrippenriemens und dem Boden (11 ) der im Wesentlichen V-förmigen Vertiefungen (3) der Lauffläche ausbildet.
12. Verwendung eines Keilrippenriementriebes nach einem der Ansprüche 8 bis 11 in einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, insbesonde- re zum Antrieb eines Nebenaggregats.
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