NO841774L - Drivrem - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en kontinuerlig drivrem innrettet for synkron overføring av mekanisk kraft, med stort uttak og stor slitehastighet.

Ulike typer remmer er kjent som er istand til å over-føre mekanisk kraft, idet disse adskiller seg fra hverandre med deres tverrsnitt ( rektangulært eller trapesformet), ved deres materialer som de er oppbygd av og ved de forsterknings-konstruksjoner som er forbundet med disse materialer for således å øke deres mekaniske egenskap. Det foreligger også i spesielle typer av disse remmer med nøyaktige tenner innrettet for inngrep med tilsvarende tenner på trinsene på hvilke remmene er viklet, på en slik måte at overføring av den mekaniske kraft muliggjøres.

De kjente remmer av den beskrevne type har imidlertid

flere ulemper.

Fremfor alt oppstår kritiske vibrasjonsfrekvenser når de krevede -hastigheter ved. normal bruk oppnås, med den konse-kvens at det utvikles spesielt høye spenninger i selve remmene. Dette ufordelaktige forhold forårsakes av massen pr. lengdeenhet av remmen og spesielt stor i remmene av de ovenfor beskrevne typer. Videre er de kjente remmer ikke spesielt fleks-ible på grunn av den store stivhet materiale har som benyttes ved deres oppbygning, på grunn av deres tverrsnittsform og på grunn av deres forsterkninger. For således å bringe remmene til å ligge an korrekt mot trinsenes overflate, er det nød-vendig å påføre dem relativt store strekkkrefter. På grunn av remkonstruksjonens diskontinuitet betraktes det i andre tilfeller ikke å være mulig å oppnå en omkrets formet i en bue, noe som har vist seg nødvendig for å tillate tilkobling til trinseoverflåtene, fordi den søker å innta en polygonal form.

Disse remmer er videre forholdsvis støyende, især ved store hastigheter på grunn av de betydelige treghetskrefter som virker under rotasjon av remmen og på grunn av diskontin-uiteten i deres oppbygning.

Noen remmer av den beskrevne type tillater overføring kun mellom trinser som har et midtplan i det vesentlige i samme plan. Når således disse trinsers plan ikke stemmer overens eller de er påsatt skrånende akser, oppstår visse uregel-messigheter ved overføringen eller det oppstår unormale spenn-

inger i remmen som hurtig kan medføre et brudd.

Den foreliggendes oppfinnelses mål er å frembringe en kontinuerlig drivrem som unngår de tidligere nevnte ulemper og som bortsett fra å overføre store momenter, også har god slitefasthet, har liten vekt, god fleksibilitet og lavt støy-nivå og som videre er istand til å overføre bevegelse mellom trinser som er anordnet i ulike plan eller montert med i forhold til hverandre skråstilte akser.

Ved den foreliggende oppfinnelse frembringes en kontinuerlig drivrem innrettet for øverføring av bevegelse mellom to elementer som begge kan roteres rundt en akse og videre har tapper som rager ut i radial retning i forhold til aksen, hvor tappene kan innsettes korresponderende seter utformet i selve remmen,karakterisert vedat remmen er fremstilt av et første, polymerisk, deformerbart materiale med en Shore-A hårdhet større enn 75° og som videre har en forsterkende struktur omfattende flere ringformede elementer som er innlagt i det første materiale og som er fremstilt av et andre materiale med en utstrek-ning som er vesentlig mindre enn det første materiale. Remmen er viderekarakterisert vedat de ringformede elementer ligger i plan som er det vesentlige parallelle med remmens langsgående midtplan. Den ovenfor nevnte forsterkende struktur omfatter minst to serier med ringformede elementer som hver er anordnet på en side av setene.

Oppfinnelsen beskrives eksempelvis på grunnlag av tegningen hvor fig. 1 viser et perspektivriss av en overføring med remmen ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser en lengde av remmen ifølge oppfinnelsen i en første utførelse, fig. 3 viser forstørret en detalj av remdelen vist på fig. 2 i et snitt langs III-III, fig. 4 viser et snitt tilsvarende fig. 3 med en alternativ forsterkende struktur i remme, fig. 5 viser et snitt av remmen på fig. 2 langs V-V, Fig. 6 viser et perspektivriss av en remlengde i henold til den andre utførelse av oppfinnelsen, fig. 7 viser et perspektivriss av en remlengde i henhold til en tredje utførelse, fig. 8 viser skjematisk fordelingen av trykk - og overføringskreftene under overføring av bevegelse mellom remmen og trinsen på hvilken remmen er montert og fig. 9 viser et perspektivriss av en remlengde i henhold til en ytterligere utførelse av oppfinnelsen.

Drivremmen 1 på fig. 1 er innrettet for overføring av bevegelse mellom to roterbare elementer 2,3 som er fast forbundet med aksene A2,A3. De ovenfor nevnte elementer kan være trinser, ruller, tromler eller andre elementer innretter til å danne del av en transmisjon som aktiveres av en kontinuerlig rem.

Remmen ifølge oppfinnelsen er innrettet for samvirke med roterende elementer 2 og 3 som begge har flere tapper 4

som rager radialt ut fra selve elementets ytre sylinderflate 5. Remmen ifølge oppfinnelsen har videre flere seter innrettet for tilkobling med korresponderende tappe 4 på de roterende elementer 2 og 3. De ovenfornevnte seter som er vist på fig. 1-8,

har form av sylindriske hull 6.

Remmen ifølge oppfinnelsen er fremstilt av et deformerbart polymerisk materiale med en Shore-A hårdhet på 75° og har en forsterkende struktur omfattende flere ringformede elementer 7 som er innlagt i materiale i remmen og som er fremstilt av et annet materiale med vesentlig mindre lengde enn det materiale selve remmen er fremstilt av. Hvert av disse ringformede elementer 7 ligger i et plan som er i det vesentlige parallelt med remmens langsgående midtplan, slik det tydelig kan sees på fig. 2. Forsterkningsstrukturen omfatter minst to rekker med ringformede elementer 7 hver anordnet på sin side av hullene 6 i selve remmen og i den horisontale midtakse

( fig. 3 ) eller nedenfor ( fig. 4). For hensiktsmessig plasser-ing av de to rekker med ringformede elementer 7 foreligger to bånd 8 som er plassert ved siden av hullene 6 og hvor de ringformede elementer er innlagt i hvert av disse. Bredden av disse bånd velges slik at dersom d indikerer diameteren i hvert hull 6, er den totale bredde 1 av remmen mellom to og fire ganger diameteren d.

Remmen er hensiktsmessig rektangulær og fremviser således to hovedplater 9 og 10 som er forbundet med hverandre og med hullene 6, slik det kan sees på fig. 3-5. For å tillate overføring av store krefter med remmen, er hvert hulls 6 diameter d mellom 3/10 og 8/10 av avstanden p (Fig. 2) mellom to etter hverandre hulls 6 akser.

Remmen ifølge oppfinnelsen omfatter hensiktsmessig flere serier med hull 6, viss akser eksempelvis ligger i parallelle plan, som vist på fig. 6. På hver side av hver rekke med hull er anordnet en rekke med ringformede elementer 7 som hver ligger i et plan i det vesentlige parallelt med remmens langsgående midtplan.

En utførelse av oppfinnelsen er vist på fig. 7 og

kan omfatte hull 6 som ikke går helt gjennom remmen idet et lag med materialet 11 er anordnet over hullene og de ringformede elementer 7 er innlagt i dette og også i et plan som er i det vesentlige parallelt med remmens langsgående midtplan.

Fig. 9 viser en ytteligere utførelse av oppfinnelsen. Her er setene, som er innrettet for tilkobling til tappene 4, ikke sylindriske hull, men utsparinger 18 med bueformet periferi, utført i selve remmens sidekanter 19. Det er tydelig at disse utsparinger, på tilsvarende måte som hullene 6 i den tidligere beskrevne utførelse, er innrettet for samvirke med tappene 4 for overføring av bevegelse. På denne måte danner remmen buede kanter og de ringformede elementer 7 er anordnet i dens midtre del, mellom to rekker med utsparinger 18.

Det har vist seg at dersom det materiale remmen er fremstilt av, er et polymerisk materiale med den ovenfor an-førte Shore- hårdhet (over 75) og dersom strukturen tilsvarer en av de som er vist og.beskrevet, foreligger en rem med stor deformerbarhet, noe som er nødvendig for at det skal kunne legge seg an mot de roterende elementers 2 og 3 ytterflate 5, uten at det er nødvendig å tilføre noen ytterligere strekk-krefter mot selve remmen. Fjærende deformerte former med en grov bueformet omkrets som er nødvendig for å sikre en korrekt og konstant inngriping mellom hullene 6 og tappene 4 på de roterende elementer 2 og 3. Materialene som har vist seg å være spesielt egnet for fremstilling av remmen ifølge oppfinnelsen er gummisammensetninger, ulike materialer som er impregnert med gummiløsninger, poliuritaner og ulike polymerer, også slike som er meget harde.

De ringformede elementer 7 i forsterkningsstrukturen kan være fremstilt av et hvilket som helst materiale som har en forlengelse som er vesentlig mindre enn remmens grunnmateriale. For dette formål kan det benyttes ståltråder, fiberglasskorder eller tråder, polyesterkorder eller tråder, termoplast-iskharpiks, eksempelvis nylon, rayon eller et hvilket som helst fiber som har de ovenfor beskrevne karakteristika eller bånd fremstilt av bestandig og fleksibelt materiale.

Som et ringformet element for forsterkningsstrukturen kan det også benyttes et bånd, eller i det minste et lag av polymerisk materiale, eksempelvis trukket nylon, kryssforbundet polytylen, polyester, med en varaiabel tykkelse, eksempelvis mellom 0,1 og 2 mm.

Disse lag kan være anordnet over hele remmens bredde og er forankret i det første polymere materiale, eksempelvis i en mellomliggende stilling, for vulkanisering eller klebing. Det kontinuerlige lag med materiale som er innlagt i remmens tykkelse perforeres suksesivt når det over hele remmens legeme er utført ( ved egnede verktøy ) de nødvendige hull for inngrep med trinsenes tapper.

I dette tilfellet har materiale form av bånd eller lag med polymerisk materiale og omfatter sonen mellom et hull og det neste og ikke kun sidesonen.

I remmens elastiske grunnmateriale er innsatt minst et ikkeorientert, forsterkende materiale. Dette materiale kan ha form av korte fibre som er ensartet fordelt i det grunnmateriale som benyttes, eller i form av et eller flere lag med filt som er impregnert i selve materiale og innkorporert i dette.

I begge disse tilfeller frembringer ikke det forsterkende materiale noen foretrukken orientering i det grunnmateriale som benyttes.

Funksjonen og oppførselen under bruk av den beskrevne rem er som følger.

Når remmen er viklet rundt de roterende elementer 2 og 3, slik det er vist på fig. 1, vil de viste remlengder 15 og 16 på figuren,som er viklet rundt de roterende elementers 2 og 3 sylinderflater 5, innta en deformert bueformet periferi som ikke krever noen krefter for anlegg mot aksene A2 og A3 i mot-satt retning, noe som ville frembringe strekk-krefter i remmen ( remmen ville strekkes). Dette på grunn av enten den beskrevne remstruktur eller på grunn av den type og/ eller karakteristikk remmens grunnmateriale har.

Når bevegelsen overføres via remmen, fra det drivende rotasjonselement til drevne rotasjonselement, vil de omviklede lengder 15 og 16 permanent ligge i kontakt med de tilsvarende koblingsflater 5 og inngrepet opprettholdes korrekt mellom hullene 6 i selve remmen og tappene 4 på de roterende elementer 2 og 3. Dette fordelaktige forhold fremkommer ved at den elastiske belastning i lengdene 15 og 16 som er viklet rundt trinsene, også under bruk alltid holdes i en periferisk bue-form, også dersom de av diametriske årsaker skulle ha dis-kontinuiteter på grunn av hullene 6 i remmen. Også detter fremkommer ved rem-materialets beskaffenhet selv eller ved hele remkonstruksjonen.

Når det drivende rotasjonselement via remmen overfører en bestemt kraft til det drevende rotasjonselement, overfører hver tapp 4 som er sammenkoblet med et tilsvarende hull 6, en tangensialkraft T til remmen, vist skjematisk på fig. 8, slik at det oppstår i selve hullets aktive flate en fordeling av trykkene p men tilnærmet den fordeling som er vist på figuren. På grunn av hvert stegs 17 dimensjon i beltemateriale, mellom de etterfølgende hull 6 og på grunn av selve beltematerialets beskaffenhet, oppstår ingen merkbar deformasjon av selve stegene og trykkene p overføres til de ringformede elementer 7 i støttestrukturen som nettopp har det formål å motstå tangensial-krefter som oppstår ved bevegelsesoverføringen. Således foreligger en struktur hvor rem-materialet mellom to etterfølgende hull 6, har en mekanisk motstand og stivhet som er tilstrekkelig for å oppta en effektiv overføring av trykkene p fra stegene 17 og overføre disse til de ringformede elementer 7 i forsterkningsstrukturen uten å forårsake noen deformasjon, hverken i hullene eller i stegene, noe som kunne endre koblingens geo-metriske betingelser, eller som kunne medføre sykliske defor-masjoner i rem-materiale, noe som kunne medføre betydelig varme på grunn av den indre dempning eller tretthetsbrudd. Det har videre vist seg at inngrepsforholdene mellom remmen og de roterende elementer, alltid er korrekt, også dersom aksene A2 og A3 skulle være skråstilt i forhold til hverandre eller

om de plan ikke skulle stemme overens i hvilke tappene 4 befinner seg på de roterende elementer 2 og 3.

Videre har remmen ifølge oppfinnelsen vist seg å være spesielt lett i forhold til den tangensialkraft som overføres og er langt under den vekt som finnes i kjente remmer under samme .betingelser.

På grunn av den reduserte vekt vil de kritiske vibrasjonsfrekvenser ved rotasjonshastighetene, være meget høye og betydelig enn de som oppstår under bruk ved overføringer hvor remmen ifølge oppfinnelsen kan benyttes. Slike vibrasjoner vil imidlertid være sterkt dempet på grunn av det lave treghets-moment pr. lengdeenhet. Dette siste fordelaktige trekk gir muligheter for å variere hastigheten idet de ovenfornevnte kritiske frekvenser er kjente slik at det med stor pålitelig-hat kan arbeides under forhold hvor slike kritiske frekvenser ikke foreligger.

På grunn av remmens lave vekt og rem-materialets beskaffenhet oppnås en sterk stillegående gang, især ved meget store hastigheter.

Denne remkonstruksjon kan benyttes ved tilkobling til rotasjonselementenes 2 eller 3 flater 5 med en av hovedflatene 8 og 9 og vil på denne måte ha fordel ved uavhengig tilkobling av en av de ovenfornevnte flater. Oppbyggingen av remmen er enkel og kan også gjennomføres ved bruk av et bånd med eks-trudert materiale i hvilket allerede er innlagt retningsbestemt under ekstruderingen, tråder som er egnet som ringformede elementer 7 og i hvilket hullene 6 fremstilles etterhvert, på egnet måte. Ved avkutting av egnede lengder av båndet og ved å forbinde disse lengders ender ved kjent teknikk, kan også remmer med fastlagte dimensjoner oppnås.

Claims (12)

1. Kontinuerlig drivrem innrettet for overføring av bevegelse mellom to elementer som hvert er roterbart om en akse og som også har tapper som rager ut i radial retning fra aksen, innrettet for innsetning i tilsvarende seter i selve remmen, KARAKTERISERT VED at remmen er oppbygget av et første, deformerbart polymert materiale med en Shore-A hardhet større enn 75° og som har forsterkende struktur omfattende flere ringformede elementer innlagt i det første materiale og som er fremstilt av et annet materiale med en forlengelse som er betydelig mindre enn det første materialets.

2. Rem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de ringformede elementer ligger i plan som er i det vesentlige parallelle med remmens langsgående midtplan.

3. Rem ifølge krav .1-2, KARAKTERISERT VED at den forsterkende struktur omfatter minst to rekker med ringformede elementer, hvor hver rekke er anordnet på en side av setene.

4. Rem ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at den omfatter flere hull hvis akser ligger i det vesentlige i remmens langsgående midtplan og hvis at remmens bredde er mellom to og fire ganger hullenes diameter.

5. Rem ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at hvert hulls diameter er mellom 3/10 og 8/10 av avstanden mellom to etter-følgende hulls akser.

6. Rem ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at den omfatter flere rekker med hull hvor hver rekke er anordnet i et plan parallelt med remmens langsgående midtplan, idet rekker med ringformede elementer er anordnetpåhver side av rekkene med hull.

7. Rem ifølge krav 1-3, KARAKTERISERT VED at den omfatter to rekker med seter som hver er slik utformet og anordnet at de danner utsparinger i en av remmens kanter, hvor setene har en i det vesentlige bueformet periferi og at de ringformede elementer i den forsterkende struktur er anordnet i remmens midtre del, mellom rekkene med utsparinger.

8. Rem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at et ikke-orien-tert forsterkende materiale er innlagt i det første materiale.

9. Rem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det første materiale er en gummiforbindelse.

10. Rem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det andre materiale er stål.

11. Rem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det andre materiale er glass idet hvert ringformet element omfatter en eller flere tråder eller fiberglasskorder.

12. Rem ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at det andre materiale er et bånd av elastisk eller plastisk materiale med samme bredde som selve remmen.