DE2726904B2

DE2726904B2 - Endloser, rohkantiger V-Riemen

Info

Publication number: DE2726904B2
Application number: DE2726904A
Authority: DE
Inventors: Dewey Dane Henderson; Gerald Charles Hollaway Jun.; Jerry Wayne Rogers
Original assignee: Dayco Corp
Current assignee: Day International Corp
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1977-06-15
Publication date: 1979-06-21
Also published as: NO146168B; DE2726904C3; US4031768A; MX147891A; DE2726904A1; DK270277A; NO772096L; JPS5337266A; NO146168C

Description

Die Erfindung geht aus von einem V-Riemen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und durch einen älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlaggemäß der DE-OS 2724509 bekanntgewordenen Art, welcher Stand der Technik bereits eine Verbesserung des durch die US-PSen 3987864 bzw. 3995507 ist.

Bei den Riemen nach den US-PSen ist zwischen dem Zug- und Druckabschnitt am Lastaufnahmeabschnitt aus Cord-Material und „wischen diesem und dem Druckabschnitt, eine Flanformschicht aus elastomerem Material. Dieser Keilriev en hat zwar eine hohe Biegsamkeit und kann stark belastet werden; er hat aber, insbesondere wenn der Riemen bei drehempfindlichen Antrieben und in Antrieben verwendet wird, wo er unter Federspannung steht, eine unerwünscht hohe Riemenspannung. Dies deshalb, weil die Reibung zwischen den Seitenwänden des Riemens und den zugehörigen Wänden der Riemenscheibe verhältnismäßig groß ist. Dadurch kann der Riemen übermäßig verschleißen. Ein Riemen, bei dem der Zug-, Druck- und Zwischenabschnitt aus elastomerem Material bestehen, ist aus der CH-PS 327419 bekannt; er weist daher ebenfalls die oben beschriebenen Nachteile auf.

Riemen mit einem Zug- und Druckabschnitt aus elastomerem Material sind auch aus der DE-OS 2324089 und der GB-PS 719842 bekannt, so daß ihre Seitenwände einen hohen Reibungskoeffizienten haben.

Hohe Reibungskoeffizienten der Seitenwände haben auch die Keilriemen nach den GB-PSen 638390, 766941 und den DE-PSen 943023 und 944911, bei denen die Zug- und Druckabschnitte jeweils aus Gummimaterial bestehen. Zur Verminderung des Reibungskoeffizienten ist in der DE-OS 2724509 vorgeschlagen, den Lastaufnahmeabschnitt aus thermisch stabilem Cord-Material herzustellen und in der Plattenschicht Anti-Reibungsmaterial vorzusehen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, V-Riemen der durch die US-PSen 3 987 684 bzw. 3 995 507 bekanntgewordenen Art insoweit zu verbessern, daß Reibungskräfte und Wärmeentwicklungen bei entsprechenden Anwendungen des Riemens, zum Bei- spiel bei drehempfindlichen Antrieben und in Antrieben, wo der Riemen unter Federspannung gehalten wird, besser als bisher beherrscht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen und die Merkmale, die darin bestehen, daß in dem Riemen homogen verteiltes Anti-Reibungsmaterial vorgesehen ist.

Im Unteranspruch 2 wird noch eine für dL· Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildung beansprucht.

Es ist zwar durch die DE-GmS 1807744 bekanntgeworden, im Druckabschnitt eines Riemens Kohlenstoff in Form von Graphit zuzugeben, jedoch zu einem anderen Zweck wie bei der Erfindung, nämlich um die elektrostatische Aufladung zu verbessern. Auch die sonstigen technischen Verhältnisse sind bei diesem Stand der Technik ganz anders gelagert wie bei der Erfindung.

Infolge der Verwendung einer Verbindung aus elastomerem Material mit einem Polymer und Zugabe einer bestimmten Graphitkonzentration als Äusgangsmaterial zur Herstellung des Zug- und Druckabschnitts kann ein Riemen geschaffen werden, dessen Seitenwände einen gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verminderten Reibungskoeffizienten aufweist. Dadurch körinen die Reibungskräfte und damit die Wärmeentwicklung des Riemens vermindert werden, so daß der Riemen vorteilhaft bei drehempfindlichen Antrieben und in Antrieben verwendet werden kann, wo er unter Federspannung gehalten wird. Bei dem erfindungsgemäßen Riemen ist der Reibungskoeffizient so gering, daß infolge der dadurch verminderten Gesamtriemenspannung der Verschleiß besonders klein ist und der Riemen dadurch eine hohe Gebrauchsdauer hat.

Obwohl in dem umfangreichen Stand der Technik konstruktiv ähnliche Riemen bekannt sind, finden sich dort weder im Hinblick auf die Aufgabe noch die vorliegenden Gestaltungsmerfcmale Anregungen, die Reibungskräfte und Wärmeentwicklung beim Betrieb des Riemens besser beherrschen zu können. Daher konnte auch die DE-GmS 1807 744 nicht dazu anregen, dem Druckabschnitt eines Riemens Kohlenstoff in Form von Graphit zuzusetzen.

Wenn der erfindungsgemäße Riemen in bearbeiteten Metallscheiben, sogenannten Graugußscheiben mit V-förmiger Nut vorgesehen ist, liegt der Reibungskoeffizient, der sich aus dem Verhältnis der Tangensialkraft, die zum Starten oder zur Aufrechterhaltung einer gleichförmigen Relativbewegung zwischen zwei Kontaktflächen notwendig ist, zur senkrecht dazu wirkenden Kraft, die diese Kontaktflächen in Berührung hält, in einem Bereich von 0,25 und 0,40.

Die Merkmale der Erfindung und deren technischen Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung und im Schnitt eine erste AusfUhrungsform eines endlosen Kraftübertragungsriemens,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 in einer Darstellung entsprechend Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Kraftübertra-

gungsriemens und

Fig. 4 in perspektivischer Darstellung und im Schnitt eine dritte Ausführungsform eines endlosen Kraftübertragungsriemens.

Fig. 1 zeigt einen rohkantigen, endlosen Kraftübertragungsriemen 20 mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt, einen sogenannten V-Riemen. Dieser Riemen 20 wird hauptsächlich in zugehörigen Scheiben verwendet, wie zürn Beispiel in bearbeiteten Metallscheiben, sogenannten Gußeisenscheiben. Wegen seines, im Vergleich zu Riemen mit zueinander parallelen Seitenflächen, verminderten Reibungskoeffizienten und der dadurch verringerten Gesamtriemenspannung ist der Riemen insbesondere zur Verwendung in sogenannten drehempfindlichen Antrieben, für solche Anwendungsgebiete, wo Stoßbelastungen von unterschiedlicher Riemenspannung auf den Riemen ausgeübt werden oder wo er zur Steuerung seiner Spannung federbelastet ist, und dergleichen geeignet.

Der Riemen 20 hat einen Zugabschnitt 21, einen Druckabschnitt 22 und einen zwischen dem Zugabschnitt 21 und dem Druckabschnitt 22 angeordneten Zwischenabschnitt 23. Ferner sind eine Außenschicht oder Gewebeschicht 24 und eine Innenschicht oder Gewebeschicht 25 vorhanden.

Jede Gewebeschicht 24 und 25 kann aus einem Faservlies, aus einem Webstoff oder aus Maschenware bestehen. Zur Erhöhung der Reibung ist jede Gewebeschicht 24 und 25 mit elastomerem Material versehen, das so gewählt ist, daß es am zugehörigen Abschnitt der Schicht sicher haftet.

Der Zwischenabschnitt 23 hat Lastaufnahmeteile in Form eines schraubenlinienförmig gewundenen Lastaufnahmeseiles 30, das zweckmäßig in bekannter Weise in einem elastomeren Polster oder einer elastomeren Matrix 31 eingebettet ist. Das schraubenlinienförmig gewundene Seil 30 kann aus jedem geeigneten und üblicherweise hierfür verwendeten Material bestehen.

Der Zugabschnitt 21 und der Druckabschnitt 22 bestehen jeweils aus einer elastomeren Verbindung mit Gleiteigenschaften, die den Reibungskoeffizienten der nicht parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen 33 des Riemens verringern. Die für die Abschnitte 21 und 22 verwendete elastomere Verbindung hat die Form einer elastorneren Matrix 34 (Fig. 2), in die eine Vielzahl von willkürlich angeordneten Fasern 35 eingebettet sind, deren Achsen im wesentlichen quer, im Ausführungsbeispiel senkrecht zur Längsachse oder zur Endlosbahn des Riemens 20 verlaufen. Die Fasern 35 können aus jedem geeigneten Material bestehen. Vorzugsweise sind die Fasern nichtmetallische Fasern, wie Baumwollfasern oder Fasern aus einem geeigneten synthetischen Material. Jede Faser 35 kann einen Durchmesser zwischen 0,025 mm und 1,27 mm und eine Länge zwischen 0,025 mm und mehreren Millimetern haben. Die Fasern 35 können auch aus Mischgarnen oder aus Mischungen verschiedener Faserarten bestehen.

Der Riemen 20 besteht aus elastomerem Material; im Ausführungsbeispiel in Form eines Polymers, als Teil seiner elastomeren Matrix 34 und enthält Graphit, wodurch das elastomere Material den größten Teil seiner Gleiteigenschaften erhält. In einem Ausführungsbeispiel des Riemens wurden zwischen 15 und 90 Gewichtsteile Graphit auf 100 Gewichtsteile Polymer verwendet. Darüber hinaus können in einigen Anwendungsgebieten der Erfindung zusätzlich zu der oben angegebenen Graphitmenge ungefähr zwei Gewichtsteile Stearinsäure auf 100 Gewichtsteile Polymer verwendet werden, um die Schmiereigenschaiten des Riemens zu verbessern.

Die im Riemen 20 vorgesehenen Fasern 35 dienen zur Erhöhung seiner Quersteifigkeit oder Querfestigkeit. In den Fällen, in denen Graphit in einem Konzentrationsbereich zwischen 15 und 90 Gewichtsteilen pro 100 Teile Polymer verwendet wird, kann die Konzentration an Fasern 35 pro 100 Gewichtsteile Polymer zwischen 10 und 50 Gewichtsteilen liegen.

In der folgenden Tabelle ist eine übliche elastomere Verbindung für die Zug- und Druckabschnitte 21 und 22 mit einer solchen Quersteifigkeit und Anti-Reibungseigenschaften angegeben, die den Reibungskoeffizienten der Seitenflächen 33 des Riemens 20 verringern.

Tabelle

Material	Gewichtstelle
Polymer	100,00
Graphit	15,00-90,00
Füllstoff zur Verstärkung	0-50,00
Verfahrensöl	5,00
Antioxidationsmittel	2,00
Magnesiumoxid	4,00
Stearinsäure	2,00
Zerhackte Fasern	10,00-50,00
Zinkoxid	5,00
Beschleuniger	0,25

In den Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Riemen 2OA und 20ß dargestellt. Diese Riemen entsprechen im wesentlichen dem Riemen 20 nach den Fig. 1 und 2, daher sind entsprechende Teile mit gleichen Bezugsziffern wie beim Riemen 20 versehen (gleichgültig, ob diese Teile in der Beschreibung erwähnt sind oder nicht). Für anders als beim Riemen 20 ausgebildete Teile der Riemen 2OA und 2Ou sind neue Bezugszeichen gewählt worden.

Der trapezförmige Riemen 20/1 gemäß Fig. 3 hat einen Zugabschnitt 21A, einen Druckabschnitt 22A, einen Zwischenabschnitt 23A und symmetrisch zueinander angeordnete, einander gegenüberliegende und nicht parallel zueinander verlaufende rohkantige Seitenflächen 33A. Die Zug- und Druckabschnitte bestehen jeweils aus einer elastomeren Verbindung mit Gleiteigenschaften, in der Verstärkungsfasern angeordnet sind. Der Riemen 2OA hat jedoch keine Innen- und Außenfaserschichten, wie bei 4OA zu erkennen ist.

Der im Querschnitt trapezförmige Riemen 20 B gemäß Fig. 4 hat einen Zugabschnitt 21B, einen Druckabjchukt 22B und einen Zwischenabschnitt 235. Er hat ferner symmetrisch zueinander angeordnete, einander gegenüberliegende und nicht zueinander parallel verlaufende rohkantige Seiten 33 B. Die Zug- und Druckabschnitte oestehen jeweils aus einer elastomeren Verbindung mi* Gleiteigenschaften, in die, wie zuvor beschrieben, Lastaufnahmeteile in Form von Fasern eingebettet sind. Der Riemen 205 hat ferner eine Außen- oder Gewebeschicht 24 B und eine Innen- und Gewebeschicht 255. Die Gewebeschichten 24 B und 25 B können aus jedem geeigneten Gewebe bestehen. Der wesentliche Unterschied zwischen den Riemen 20Ä und 20 besteht darin, daß der Riemen 2OB einen Druckabschnitt 22B mit einem oeztihnten Außenteil

aufweist, der durch eine Vielzahl von abgerundeten Zähnen 41B gebildet wird, wobei die innere Gewebeschicht 2SB gleichmäßig wellenförmig verläuft. Der Druckabschnitt 22B kann jedoch einen Außenteil aufweisen, der durch eine Vielzahl von sogenannten quadratischen oder scharfeckigen Zähnen gebildet wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist in der elastomeren Verbindung ein Polymer mit Gleiteigenschaften verwendet worden. Ein solches Polymer kann jeder natürliche oder synthetische Gummi sein und »Neopren«-Gummi, Styren-Butadien (SBR), Polybutadien oder jede gewünschte Kombination dieser Polymere enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Endloser, rohkantiger V-Riemen mit einem Zug- und einem Druckabschnitt, jeweils unter > Verwendung von elastomerem Material hergestellt und mit einem zwischen diesen angeordneten Lastaufnahmeteil aufweisenden last- bzw. kraftübertragenden Zwischenabschnitt, wobei in dem fciemen homogen verteiltes Anti-Reibungsmate- «ι rial vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugabschnitt (21) und der Druckabschnitt (22) jeweils aus einer elastomeren Verbindung mit einem Polymer und 15 bis 90 Gewichtsteilen Graphit pro 100 Gewichtsteile Polymer bestehen. r>

2. Riemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Verbindung ungefähr zwei Gewichtsteile Stearinsäure pro 100 Gewichtsteile Polymer enthält.

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