DE3146975A1

DE3146975A1 - Toothed belt

Info

Publication number: DE3146975A1
Application number: DE19813146975
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hoshiro; Katsuo Kobe Hyogo Kanamori
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1983-06-01
Also published as: DE3146975C2

Abstract

The invention proposes a toothed belt drive comprising a toothed belt (10) and a belt pulley (15) in which the toothed belt runs quietly and in a trouble-free manner and has an extended life. In a longitudinal section perpendicular to the axis of rotation of the belt pulley (15), the teeth (13) of the toothed belt have flat flank faces (22, 23) and, between them, an arched end face (25). The groove (14) of the belt pulley (15) has corresponding flat flank faces (17, 18). The arched end region of the tooth (13) of the toothed belt is arranged within a circular segment. The centre of the circular segment is the point of intersection (19) of one flank face (17) with a dividing line (20) of the toothed belt, which line is in turn defined by tension elements (tension cables, tension wires, tension threads or the like) of the toothed belt body (11). The end region (25) of the tooth has a circular cross-section centred about a point (27); the point (27) is situated in a predetermined section of the tooth centre line (24). <IMAGE>

Description

Zahnriemen Timing belt

Die Erfindung bezieht sich auf Treibriemen, insbesondere Zahnriemen bzw. Zahnriemenantriebe.The invention relates to drive belts, in particular toothed belts or toothed belt drives.

In einer herkömmlichen Ausführungsform umfaßt der Riemenantrieb einen Zahnriemen mit einem langgestreckten Zahnriemenn körper und einer Vielzahl von in Längsrichtung voneinander beabstandeten, vom Zahnriemenkörper abstehenden Zähnen. Die Zähne sind zur Aufnahme in Nuten einer Zahnriemenscheibe ausgebildet zur Herstellung einer festen, schlupffreien Verbindung zwischen beiden Teilen. Derartige Riemen können ohne Schmierung eingesetzt werden, wie diese bei herkömmlichen Z-ahnradantrieben oder Kettenantrieben benötigt wird.In a conventional embodiment, the belt drive comprises one Toothed belt with an elongated toothed belt body and a variety of in Longitudinally spaced apart teeth protruding from the toothed belt body. The teeth are designed to be received in grooves of a toothed belt pulley for manufacture a firm, slip-free connection between the two parts. Such straps can be used without lubrication, as is the case with conventional gear drives or chain drives are required.

Bei der Verwendung derartiger Zahnriemen treten jedoch Probleme auf, die auf die Wechselwirkung zwischen den Riemen und der Riemenscheibe während des Ineingriffgelangens und des Außereingriffgelangens der Zähne zurückzuführen sind und die eine verkürzte Lebensdauer zur Folge haben. Insbesondere kann eine derartige Wechselwirkung unerwünschte Reibung sowie ein Reißen des Riemens an der Zahnwurzel oder Zahngrund zur Folge haben.When using such timing belts, however, problems arise affecting the interaction between the belt and the pulley during the Engagement and disengagement of the teeth and which result in a shortened service life. In particular, such Interaction of unwanted friction and tearing of the belt at the tooth root or the root of the tooth.

In einem Lösungsansatz für das Reibungsproblem wird der Zahn- riemen mit trapezförmigen Zähnen ausgebildet und die Riemenscheibe mit Evolventen-Nuten. Ein derartiger Zahnriemenantrieb ist aus der US-PS 3,404,576 bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Zahnriemen wiederum nur kurze Lebensdauer haben aufgrund des während des Betriebes auf die Riemenzahnflanken wirkenden konstanten Druckes.In one approach to the friction problem, the tooth belt designed with trapezoidal teeth and the pulley with involute grooves. Such a toothed belt drive is known from US Pat. No. 3,404,576. It has shown, however, that such toothed belts again have only a short service life due to the constant pressure acting on the belt tooth flanks during operation.

Ein weiterer Lösungsansatz dieses Problems ist in der US-PS 3,117,460 beschrieben. Der hieraus bekannte Riemen löst das Problem wiederum nicht zur vollen Zufriedenheit aufgrund der Längung des Zuggliedes, die eine Vergrößerung des Zahnzu-Zahn-Abstandes des Riemens während des Gebrauchs zuläßt.Another approach to this problem is in US Pat. No. 3,117,460 described. The belt known from this, in turn, does not fully solve the problem Satisfaction due to the elongation of the tension member, which increases the tooth-to-tooth distance of the belt during use.

Infolgedessen werden an den Wurzeln der Zähne starke Spannungskräfte erzeugt, was zu Rissen führt.As a result, strong tension forces are created at the roots of the teeth creates what leads to cracks.

Die Erfindung stellt einen verbesserten Zahnriemenantrieb bereit mit langer, störungsfreier Lebensdauer selbst bei Übertragung hoher Arbeitslasten. Der Riemenantrieb behält eine hohe Präzision des gegenseitigen, zwangsläufigen Eingriffs seiner Teile bei.The invention provides an improved toothed belt drive with ready long, trouble-free service life even when transferring high workloads. Of the Belt drive maintains high precision of mutual, inevitable engagement its parts.

Insbesondere wird erfindunqsgemäß ein verbesserter Zahnriemen bereitgestellt zum Einsatz mit einer Zahnriemenscheibe, wobei die einander zugewandten Flankenflächen aufeinanderfolgender Zähne eben sind und eine Nut definieren mit einem öffnungswinkel von 2 0. Die Nut öffnet sich radial nach außen zur Scheibenumfangsfläche hin. Die Nut definiert ferner eine Riementeilung bzw. Riementeilungslinie sowie eine Bodenfläche (bzw. Nutgrundfläche) am inneren Ende der Flankenflächen. Die erfindungsgemäß verbesserte Zahnriemenanordnung umfaßt einen Zahnriemenkörper mit einem langgestreckten äußeren Zugkörper an der Riementeilungslinie sowie einer Vielzahl von in Längsrichtung voneinander beabstandeten, zur Aufnahme in den Nuten der Riemenscheibe ausgebildeten Zähnen. Die Zähne sind durch querverlaufende, ebene Vorlauf- und Nachlaufflankenflächen definiert-, die wiederum einen Neigungswinkel von im wesentlichen 2 0 einschließen. Die Zähne haben innere Zahnenden sowie eine sich zwischen den inneren Enden der Riemenzahnflankenflächen erstreckende Stirnfläche. Die inneren Enden der ebenen Flankenflächen liegen, im Querschnitt betrachtet, am Schnittpunkt einer zur Flankenfläche senkrechten Linie (mit der Flankenfläche), wobei diese Linie die radiale Mittellinie der Nut in einem Bereich schneidet, der in Richtung radial nach außen durch einen äußeren Punkt an der Zahnwurzel definiert bzw. begrenzt ist und in radialer Richtung nach innen durch einen inneren Punkt, der vom äußeren Punkt nach innen um einen Abstand 0.5B tanO versetzt ist, wobei B die Zahnbreite an der Zahnwurzel bedeutet.In particular, an improved toothed belt is provided according to the invention for use with a toothed belt pulley, whereby the mutually facing flank surfaces successive teeth are flat and define a groove with an opening angle of 2 0. The groove opens radially outwards towards the disk circumferential surface. the Groove also defines a belt division or belt division line and a bottom surface (or groove base) at the inner end of the flank surfaces. The improved according to the invention Toothed belt assembly includes a toothed belt body with an elongated outer Tensile body at the belt division line and a plurality of each other in the longitudinal direction spaced teeth formed to be received in the grooves of the pulley. The teeth are through transverse, flat leading and trailing flank surfaces defined- that again an angle of inclination of substantially Include 2 0. The teeth have inner tooth ends as well as one between them inner ends of the belt tooth flank surfaces extending end face. The inner ones When viewed in cross section, ends of the flat flank surfaces lie at the point of intersection a line perpendicular to the flank surface (with the flank surface), whereby this line intersects the radial center line of the groove in an area that extends in the radial direction is defined or limited to the outside by an external point at the tooth root and radially inward through an inner point that is from the outer point is offset inward by a distance 0.5B tanO, where B is the face width at the Tooth root means.

In einer bevorzugten Ausführungsform beschreibt die Kopffläche des Zahns, im Querschnitt betrachtet, ein Kreissegment, dessen Kreismittelpunkt mit dem genannten Schnittpunkt zusammenfällt und dessen Radius gleich der Länge der auf der ebenen Fläche senkrecht stehenden Strecke ist.In a preferred embodiment, the top surface describes the Zahns, viewed in cross section, a segment of a circle whose center point with the said intersection coincides and its radius is equal to the length of the is perpendicular to the flat surface.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kopffläche des Zahns bei statischem gegenseitigen Eingriff von Riemen und Riemenscheibe innerhalb eines Kreisbogens angeordnet, dessen Mittelpunkt mit dem Schnittpunkt der Ebene einer der Nutflankenflächen mit der Zahnriemen-Teilungslinie (belt pitch line) zusammenfällt und dessen Radius gleich der Länge einer Linie ist, die sich vom zuletzt genannten Schnittpunkt bis zu einem Schnittpunkt dieser Linie unter rechtem Winkel mit der Ebene der anderen Nutflankenfläche erstreckt.In a preferred embodiment of the invention, the top surface is of the tooth with static mutual engagement of belt and pulley within an arc of a circle arranged whose center point with the intersection of the plane one of the groove flank surfaces coincides with the belt pitch line and the radius of which is equal to the length of a line extending from the latter Intersection up to an intersection of this line at right angles with the Extends plane of the other groove flank surface.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Riemenscheiben-Bodenfläche (bzw. der Nutgrund) eben, die daher zusammen mit ihren Flankenflächen eine trapezförmige (ggf. trapezoidförmige) Nut festlegt.In one embodiment of the invention, the pulley bottom surface is (or the bottom of the groove) flat, which is therefore a trapezoidal shape together with its flank surfaces (possibly trapezoidal) groove.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Stirnfläche der Riemenzähne zylinderförmig.In a preferred embodiment of the invention, the end face is the belt teeth cylindrical.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Zähne beschreibt die Stinnfläche konzentrische zylindrische Abschnitte, die jeweils vom inneren Ende der Riemenflankenflächen ausgehen sowie einen vom Riemenkörper abgeleenen ebenen Stirnbereich, der sich zwischen den inneren Enden der zylindrischen Abschnitte erstreckt.In a further embodiment of the invention describes the teeth the channel surface concentric cylindrical sections, each from the inner end of the belt flank surfaces and a flat one cut away from the belt body End portion that extends between the inner ends of the cylindrical sections.

Aufgrund der ebenen distalen Fläche kann sich die Höhe des Zahns um einen Wert im Bereich von 5 % bis 25 % verringern.Due to the flat distal surface, the height of the tooth can change decrease a value in the range of 5% to 25%.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Querschnittsform der Riemenzähne identisch mit der Querschnittsform der Riemenscheibennut.In a preferred embodiment of the invention, the cross-sectional shape is the belt teeth identical to the cross-sectional shape of the pulley groove.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Höhe der Zähne ab der Zahnwurzel größer als die Tiefe der Riemenscheibennuten von der Umfangsfläche aus.In another embodiment of the invention is the height of the teeth from the tooth root greater than the depth of the pulley grooves from the circumferential surface the end.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Höhe des unverformten Zahn dieselbe wie die Tiefe der Riemenscheibennut, wobei die Stirnfläche des Zahns zur Anlage an die Nut-Bodenfläche gelangt, wenn der Riemen zusammen mit der Riemenscheibe betrieben wird.In a further embodiment of the invention, the height of the undeformed tooth same as the depth of the pulley groove, with the end face of the tooth comes to rest on the groove bottom surface when the belt together with the pulley is operated.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Zahn schmäler ausgebildet als die Nut, so daß ein Spalt zwischen den einander zugewandten Flankenftächen des Zahns und der Riemenscheibe entsteht, wenn sich der Riemen in statischem Eingriff mit der Riemenscheibe befindet.In a further embodiment, the tooth is designed to be narrower than the groove, so that a gap between the facing flank surfaces of the The tooth and the pulley is created when the belt is in static engagement with the pulley.

Bevorzugt liegt der von den Flanken des- Zahns eingeschlossene Winkel im Bereich zwischen etwa 300 und 500.The angle enclosed by the flanks of the tooth is preferably located in the range between about 300 and 500.

Die erfindungsgemäße Zahnriemenanordnung sorgt für vermin- derte gegenseitige Wechselwirkung, insbesondere verringerte gegenseitige Belastung und Reibung von Zahnkopf und Nutenflanken der Riemenscheibe. Dies hat eine verlängerte Lebensdauer zur Folge. Der Riemen eignet sich für diejenigen Añwendungsfälle, in denen hohe Arbeitslasten zu übertragen sind.-Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.The toothed belt arrangement according to the invention ensures reduced derte mutual interaction, in particular reduced mutual stress and Friction between the tooth tip and the groove flanks of the pulley. This has an extended Service life result. The belt is suitable for those applications in to which high workloads are to be transferred. Further features and advantages of the invention result from the following description in conjunction with the drawing.

Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines von einer Riemenscheibennut aufgenommenen Riemenzahns zur Veranschaulichung einer Anzahl von für die erfindung gemäße Zahnriemenantriebsanordnung wesentlicher Parameter; Fig. 2 eine geschnittene Teilansicht, die den Eingriff eines herkömmlichen Zahnriemens mit einer herkömmlichen Riemenscheibe unter hohen Arbeitsbelastungsbedingungen zeigt; Fig. 3 eine Schnittansicht zur Veranschaulichung des Eingriffs eines erfindungsgemäßen Zahnriemens in eine Antriebsriemenscheibe; Fig. 4 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab zur näheren Veranschaulichung der Parameter des erfindungsgemäßen Riemenantriebs; Fig. 5 einen Querschnitt einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Riemenzahnes, Fig. 6 einen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Riemenzahns; Fig. 7 einen Querschnitt einer weiteren- erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Riemenzahns; und Fig. 8 einen Querschnitt zur Veranschaulichung des Zusammenwirkens zwischen einem Riemenzahn, beispielsweise gemäß Fig. 4, mit einer Riemenscheibennut geringerer Tiefe, wobei der Zahnkopf die Bodenfläche der Riemenscheibennut berührt.It shows: FIG. 1 a schematic longitudinal section of one of one Pulley groove recorded belt tooth to illustrate a number of essential parameters for the toothed belt drive arrangement according to the invention; Fig. 2 is a partial sectional view showing the engagement of a conventional toothed belt with a conventional pulley under heavy workload conditions; Fig. 3 is a sectional view to illustrate the engagement of an inventive Toothed belt in a drive pulley; 4 shows a partial section on an enlarged scale Scale for a more detailed illustration of the parameters of the belt drive according to the invention; 5 shows a cross section of another embodiment of a belt tooth according to the invention, 6 shows a cross section of another according to the invention Embodiment a belt tooth; 7 shows a cross section of a further embodiment according to the invention a belt tooth; and FIG. 8 shows a cross section to illustrate the interaction between a belt tooth, for example according to FIG. 4, with a belt pulley groove shallower depth, with the tooth tip touching the bottom surface of the pulley groove.

Wie Fig. 1 zeigt, befaßt sich die Erfindung mit der Herstellung eines allgemein mit 10 bezeichneten Zahnriemens, welcher einen langgestreckten, geschlossenen (in einer Schleife geschlossenen) Körperabschnitt bzw. Zahnriemenkörper 11 aufweist, in den eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckender Zugkabel, Zugschnüre, Zugfäden (tensite cords) 12 o. dgl. entlang der Riemen-Teilungslinie (belt pitch line) eingebettet sind. Der Zahnriemen ist mit einer Vielzahl von in Längsrichtung voneinander beabstandeten Zähnen 13 versehen, die von komplementären Nuten 14 einer Riemenscheibe 15 mit einer äußeren Umfangsfläche 16 aufgenommen werden können. Die Teilungslinie (pitch line), ggf. Teilung, der Riemenscheibe 15 fällt mit der Teilungslinie (ggf. der Teilung) des Zahnriemens 10 zusammen, was ein glattes Eingreifen bzw. Wiederlösen der Riemenzähne 13 in bzw. von den Riemenscheibennuten 14 der Riemenscheibe 15 erlaubt, wie in Fig. 1 dargestellt.As shown in Fig. 1, the invention is concerned with the manufacture of a generally with 10 designated toothed belt, which is an elongated, closed (closed in a loop) body portion or toothed belt body 11, in which a multitude of longitudinally extending pull cables, pull cords, Tensite cords 12 or the like along the belt division line (belt pitch line) are embedded. The timing belt is with a variety of lengthways spaced apart teeth 13 provided by complementary grooves 14 of a Pulley 15 with an outer peripheral surface 16 can be received. the Division line (pitch line), if necessary division, the pulley 15 coincides with the division line (possibly the division) of the toothed belt 10 together, which ensures smooth engagement or Re-release the belt teeth 13 in or from the pulley grooves 14 of the pulley 15 allowed, as shown in FIG.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Riemen 10 aus geeignetem Material, wie z.B. Gummi, synthetischem Harz, o. dgl. gebildet.In the illustrated embodiment, the belt 10 is made of a suitable Material such as rubber, synthetic resin, or the like.

Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich, definiert die Nut 14 eine erste Flankenfläche 17 sowie eine gegenüberliegende Flankenfläche 18, die einen Winkel von 2 0 einschließen.As can also be seen from Fig. 1, the groove 14 defines a first Flank surface 17 as well as an opposite flank surface 18 which forms an angle of 2 include 0.

Die Flankenflächen 17 und 18 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel eben und definieren im dargestellten Querschnitt 'chnittpunkU 19 19 und 19' mit der Riementeilungslinie 20 bzw. der zentralen oder neutralen Faser des Riemens 10) Diese Linie 20 ist, wie vorstehend erwähnt, durch die Zugkabel 12 definiert.The flank surfaces 17 and 18 are in the illustrated embodiment flat and define in the cross section shown 'cut point 19 19 and 19 'with the belt pitch line 20 and the central or neutral fiber, respectively of the belt 10) This line 20 is, as mentioned above, through the pull cables 12 Are defined.

Die Riemenscheibennutl4 legt weiterhin einen Nutgrund oder Bodenfläche 21 fest.The pulley groove 14 also defines a groove bottom or floor surface 21 fixed.

Die Riemenzähne 13 legen Flankenflächen22 und 23 fest, die im dargestellten Ausführungsbeispiel eben sind und einen Winkel von angenähert 2 e einschließen. Der Riemenzahn 13 definiert eine vertikale oder radiale Mittellinie 24. Der Riemenzahn 13 legt ferner eine distale (von der Zahnwurzel ferne) Stirnfläche 25 fest sowie Zahnwurzelabschnitte 26 am übergang zum Zahnriemenkörper 11.The belt teeth 13 define flank surfaces 22 and 23, which are shown in FIG Embodiment are flat and include an angle of approximately 2 e. The belt tooth 13 defines a vertical or radial center line 24. The belt tooth 13 also defines a distal end face 25 (remote from the tooth root) as well Tooth root sections 26 at the transition to the toothed belt body 11.

Erfindungsgemäß wird eine verbesserte Riemenzahnanordnung bereitgestellt, die für vergrößerte Lebensdauer und störungsfreien Betrieb des Riemens sorgt. Wie erwähnt, rührt die verbesserte Funktion des Riemenantriebs her von der verbesserten Querschnittsausbildung, wie im näheren Detail ausgeführt werden wird. Wie Fig. 2 zeigt, greift ein in bisher üblicher Weise mit Zähnen versehener Riemen T in die Riemenscheibe 15 ein, was hohe Spannungen erzeugt und hierdurch ein Reißen oder Brechen von Zahnwurzeln o. dgl verursacht. Wie Fig. 3 zeigt, weist der Antriebsriemen 10 gemäß der Erfindung eine abgeänderte Querschnittsanordnung auf, was für eine wesentlich verbesserte niedrige Reibung sowie für niedrige Spannungen beim Ineingriffgelangen und Außereingriffgelangen bezüglich der Riemenscheibe 15 sorgt, also während die Zähne 13 in Wirkverbindung und außer Wirkverbindung mit der Riemenscheibe 15 gelangen.According to the invention, an improved belt tooth arrangement is provided, which ensures a longer service life and trouble-free operation of the belt. As mentioned, the improved function of the belt drive comes from the improved Cross-sectional training, as will be detailed in greater detail. Like Fig. 2 shows, engages a belt T provided with teeth in a conventional manner Pulley 15, which creates high stresses and thereby tearing or Breakage of tooth roots or the like caused. As Fig. 3 shows, the drive belt 10 according to the invention shows a modified cross-sectional arrangement, what a Much improved low friction as well as low tension engagement and disengagement of the pulley 15, i.e. during the Teeth 13 come into operative connection and out of operative connection with the belt pulley 15.

Erfindungsgemäß wird insbesondere ein Antriebsriemen 10 bereitgestellt, bei dem die Flankenflächen 22 und 23 planar oder eben sind. Jede Flankenfläche erstreckt sich nach innen (d.h. in Richtung auf die Achse der den Riemen 10 um sich herum führenden Riemenscheibe 15) bis zu einem Punkt 27, der der Schnittpunkt einer zur Flankenfläche 27 senkrechten, geraden Linie 28 (mit der Flankenfläche) ist. Diese Linie 28 kreuzt die radiale Mittellinie 24 der Nut 14 in einem Bereich dieser Mittellinie 24, der in radialer Richtung nach außen durch einen äußeren Punkt 29 auf der Mittellinie 24 an der Zahnwurzel 26 definiert bzw. begrenzt ist und in radialer Richtung nach innen durch einen inneren Punkt 30, der vom äußeren Punkt 29 radial nach innen um eine Abstandsstrecke versetzt ist, die gleich dem Wert 0.5B tan e ist, wobei B die Breite des Riemenzahns an der Zahnwurzel ist. Wie Fig. 4 zeigt, kann die Linie 28 mit ihrem linken Ende an beliebiger Stelle auf dem Linienabschnitt zwischen den Punkten 29 und 30 angeordnet sein, wobei sie jeweils senkrecht zur Zahnflankenfläche 23 steht.According to the invention, in particular a drive belt 10 is provided, in which the flank surfaces 22 and 23 are planar or flat. Each flank face extends inside (i.e. in the direction of the axis of the belt 10 around itself leading pulley 15) to a point 27, which is the point of intersection a straight line 28 perpendicular to the flank surface 27 (with the flank surface) is. This line 28 crosses the radial center line 24 of the groove 14 in one area this center line 24, which in the radial direction outwards through an outer point 29 is defined or limited on the center line 24 at the tooth root 26 and in radial inward direction through an inner point 30 extending from the outer point 29 is offset radially inward by a distance equal to the value 0.5B tan e, where B is the width of the belt tooth at the tooth root. Like Fig. 4 shows, the left end of the line 28 can be at any point on the line segment be arranged between points 29 and 30, each perpendicular to the Tooth flank surface 23 is.

Die vorstehende Beschreibung der Anordnung der Zahnflankenflächen bezieht sich auf die Zahnflankenfläche 23; es ist klar, daß eine ähnliche (geometrische) Bestimmung durchgeführt wird, was die Ausdehnung bzw. Länge der Zahnflankenfläche 22 betrifft, wodurch man zur Mittellinie 24 symmetrische Zahnflankenflächen22 und 23 erhält.The above description of the arrangement of the tooth flank surfaces relates to the tooth flank surface 23; it is clear that a similar (geometrical) Determination is carried out what the extension or length of the tooth flank surface 22 concerns, whereby one to the center line 24 symmetrical tooth flank surfaces22 and 23 receives.

In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist die Stirnfläche 25 zylindrisch;- im Querschnitt ist sie daher gebogen. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist die Stirnfläche 25 vorzugsweise in bezug auf einen Kreisbogen 31 (radial) nach außen versetzt. Dieser Kreisbogen 31 ist um den Schnittpunkt 19 als Mittelpunkt geschlagen mit einem Radius 32, der auf der Zahnflankenfläche 23 senkrecht steht. Derjenige Abschnitt der Kopffläche 25 auf der entgegengesetzten Seite der radialen Mittellinie 24 liegt dementsprechend innerhalb eines (nicht dargestellten) Kreisbogens, der um-den entgegengesetzten Schnittpunkt 19' der Flankenfläche 23 mit der Teilungslinie 20 zentriert ist.In the embodiment shown in FIG. 4, the end face is 25 cylindrical; - it is therefore curved in cross-section. As shown in Fig. 4 is the end face 25 preferably with respect to an arc 31 (radially) outwards offset. This circular arc 31 is struck around the point of intersection 19 as the center with a radius 32 which is perpendicular to the tooth flank surface 23. The one Section of the head surface 25 on the opposite side of the radial center line 24 accordingly lies within an arc (not shown), the around the opposite point of intersection 19 'of the flank surface 23 with the dividing line 20 is centered.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist die Stirnfläche 25 des Zahns 13 oberhalb der Bodenfläche der Nut 14 mit Abstand von dieser angeordnet. Dies gilt für sämtliche Aus führungen der Stirnfläche einschließlich der untersten Position 33-, die von der Linie bzw. dem Radius 28 erzeugt wird, wenn dieser Radius vom untersten Punkt 30 ausgeht Auf grund dieser Abrundung der Stirnfläche 25 erreicht mang daß diese sich weg von den Nutenflankenflächen 17 und 18 erstreckt und so ein glattes oder weiches Ineingriffgelangen und Außereingriffgelangen des Riemens in bezug auf die Riemenscheibe erlaubt, selbst unter Antriebsbedingungen mit extrem hoher Last, was zu einer Vergrößerung des Zahnzu-Zahn-Abstandes aufgrund einer Längung des Zugkörpers führen kann.In the embodiment according to FIG. 4, the end face 25 is the tooth 13 arranged above the bottom surface of the groove 14 at a distance therefrom. this applies for all designs of the face including the lowest position 33-, which is generated by the line or the radius 28, if this radius from the lowest Point 30 is based on this rounding of the end face 25 achieved that this extends away from the groove flank surfaces 17 and 18 and so a smooth one or soft engagement and disengagement of the belt with respect to the pulley allows, even under driving conditions with extremely high loads, which leads to an increase in the tooth-to-tooth distance due to an elongation of the tensile body can lead.

Die abgerundete Stirnfläche 25 sorgt weiterhin für geringe Geräuschentwicklung beim Betrieb des Antriebes aufgrund des glatten Ineingriffgelangens und Außereingriffgelangens während nach wie vor die ebenen Flankenflächen für ein (schlupffreies) zwangsläufiges Ineinandergreifen von Riemen 10 und Riemenscheibe 15 sorgen.The rounded end face 25 also ensures low noise development when operating the drive due to the smooth getting in and out of engagement while still the flat flank surfaces for a (slip-free) inevitable Ensure that the belt 10 and pulley 15 mesh with one another.

In Fig. 5 ist eine abgewandelte erfindungsgemäße Ausführungsform eines allgemein mit 113 bezeichneten Riemenzahns dargestellt. Dieser Zahn 113 umfaßt'einen Zahn mit einer Querschnittsform, die - grundsätzlich der des Zahns 13 ähnelt, jedoch mit einem abgestumpften Kopfabschnitt, der eine ebene distale (vom Riemen abgelegene) Fläche 134 festlegt, die sich zwischen gebogenen Segmenten 135 und 136 erstreckt. Diese Segmente 135 und 136 wiederum laufen von den inneren Enden 127 der ebenen Flankenflächen 122 und 123 aus nach einwärts. Der Riemenzahn 113 ähnelt daher dem Riemenzahn 13; er ist jedoch abgestumpft oder verkürzt durch Bildung der ebenen Fläche 134 am äußeren Zahnende.In Fig. 5, a modified embodiment of the invention is a shown generally at 113 designated belt tooth. This tooth 113 includes one Tooth with a cross-sectional shape that is basically similar to that of tooth 13, however with a truncated head section that has a flat distal (remote from the strap) Defines surface 134 that extends between arcuate segments 135 and 136. These segments 135 and 136 in turn run from the inner ends 127 of the planar ones Flank surfaces 122 and 123 from towards inwards. The belt tooth 113 is therefore similar to that Belt tooth 13; however, it is truncated or shortened through education the flat surface 134 at the outer tooth end.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Verkürzung des Zahns im Bereich von angenähert 75 bis 95 % der Höhe des vollständig abgerundeten Zahns 13, wie in Fig. 5 durch die unterbrochene Linie 13 angedeutet ist. Genauer gesagt, liegt-die von dem Wurzelabschnitt 126 bis zur distalen Fläche 134 reichende Abmessung h vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 75 bis 95 g der Höhe des Zahns entlang der Mittellinie 24 nach unten vom Wurzelcibschnitt 126 bis zur gedachten Fläche 13.In the illustrated embodiment, the shortening of the tooth is in the range of approximately 75 to 95% of the height of the fully rounded tooth 13, as indicated in FIG. 5 by the broken line 13. More precisely, is the dimension extending from the root section 126 to the distal surface 134 h preferably within a range of 75 to 95 grams along the height of the tooth the center line 24 down from the root incision 126 to the imaginary surface 13th

Der Zahn 113 sorgt daher trotz seiner Abplattung für eine wirksame Leistungsübertragung in der gleichen Weise wie der Zahn 13. Der Zahn 113 eignet sich vor allem für die in vielen herkömmlichen Riemenantrieben eingesetzten Riemenscheiben mit Nuten geringer Nuttiefe.The tooth 113 therefore ensures an effective one despite its flattening Power transmission in the same way as tooth 13. Tooth 113 is suitable especially for the pulleys used in many conventional belt drives with grooves of shallow groove depth.

Wie weiter aus Fig. 5 ersichtlich ist, erstrecken sich die distalen gebogenen Flächenbereiche 135 und 136 vorzugsweise innerhalb des Bogens 131, der durch den Radius 132 definiert ist, wie vorstehend in Verbindung mit dem Zahn 13 (Bogen 31 und Radius 32) erläutert worden ist.As can also be seen from FIG. 5, the distal ones extend curved surface areas 135 and 136 preferably within the arc 131, the is defined by radius 132 as in connection with tooth 13 above (Arc 31 and radius 32) has been explained.

In Fig. 6 ist eine weiter abgewandelte, allgemein mit 213 bezeichnete Zahnform gezeigt, die einen Zahn zeigt, der dem Zahn 13 grundsätzlich ähnlich ist. Der Radius 228 der Stirnfläche 225 geht jedoch vom Schnittpunkt 237 der Zahnmittellinie 24 aus, wohingegen die komplementäre, gebogene Fläche 214, die die Bodenfläche der Riemenscheibennut definiert, durch einen Radius 238 festgelegt ist, der von einem ähnlichen Schnittpunkt 239 auf der Mittellinie 240 der Riemenscheibennut ausgeht. Die Beziehung zwischen. der Länge des Radius 238 an der Riemenscheibe und des Riemenzahnradius 228 drückt sich mathematisch aus als: 0 < Rp - Rb < 0,02 C.In Fig. 6 is a further modified, generally designated 213 Tooth shape shown showing a tooth that is basically similar to tooth 13. The radius 228 of the end face 225, however, goes from the intersection 237 of the tooth center line 24, while the complementary curved surface 214 that forms the bottom surface of the Pulley groove is defined by a radius 238 defined by a similar intersection 239 on the center line 240 of the pulley groove starts. The relationship between. the length of radius 238 on the pulley and the belt tooth radius 228 is expressed mathematically as: 0 <Rp - Rb <0.02 C.

Hierbei ist R die Länge der Linie 238 und Rb die Länge der p Linie 228. Beim Zahn 213 ist Rb R Rb = O; in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind die Punkte 237 und 239 jedoch gegen- einander positiv versetzt.Here, R is the length of line 238 and Rb is the length of the p line 228. For tooth 213, Rb R Rb = O; in the embodiment of FIG. 6 are the Points 237 and 239, however, contradict positively offset each other.

Der Zahn 213 sorgt für ein verbessertes Ineingriffgelangen und Außereingriffgelangen mit der Riemenscheibe und gleichzeitig für ein kontrolliertes Spiel bzw. Flankenspiel zwischen Zahn und Riemenscheibe.Tooth 213 provides for improved engaging and disengaging with the pulley and at the same time for a controlled play or backlash between tooth and pulley.

In Fig. 7 ist eine weiter abgewandelte erfindungsgemäße Ausführungsform eines allgemein mit 310 bezeichneten Zahnriemens gezeigt, der mit einem Zahn 313 versehen ist in ähnlicher Ausführung wie der Zahn 13. Die Höhe des Zahns 313 von der Zahnwurzel 326 aus entlang der Zahnmittellinie 24 gemessen, ist größer als die Tiefe der Riemenscheibennut 314, nach einwärts gemessen von der Riemenscheiben-Umfangsfläche 316 aus. In der Ausführungsform gemäß Fig. 7 berührt daher die gekrümmte Stirnfläche 325 des Zahns 313 die Bodenfläche 321 der Riemennut ehe die Flankenflächen des Zahns mit den Flankenflächen der Riemenscheibennut in gegenseitige Berührung gelangen. Der Riemen 310 ist daher für Riemenscheiben mit flachen Nuten geeignet. Die verbesserte Zahn-Ausführungsform 313 sorgt dafür, daß die Stirnfläche .325 die Aufprallenergie absorbieren kann, die sich beim Ineingriffgelangen der Riemenzähne mit der Riemenscheibe während der Verwendung des Riemenantriebs ergibt.7 shows a further modified embodiment according to the invention a toothed belt, generally designated 310, which is provided with a tooth 313 is provided in a similar design as the tooth 13. The height of the tooth 313 from of tooth root 326 from measured along tooth centerline 24 is larger than that Depth of pulley groove 314 as measured inward from the pulley peripheral surface 316 off. In the embodiment according to FIG. 7, therefore, the curved end face is in contact 325 of the tooth 313, the bottom surface 321 of the belt groove before the flank surfaces of the tooth come into mutual contact with the flank surfaces of the pulley groove. The belt 310 is therefore suitable for pulleys with shallow grooves. The improved Tooth embodiment 313 ensures that the end face .325 the impact energy can absorb the meshing of the belt teeth with the pulley while using the belt drive.

Auf diese Weise werden Geräusche, wie Laufgeräusche, vermieden. Was die anderen Parameter oder Dimensionsangaben der Anordnung des Zahns 113 betrifft, so entsprechen die se den Parametern des Zahns 13 bzw. sind diesen ähnlich.In this way, noises such as running noises are avoided. What concerns the other parameters or dimensions of the arrangement of tooth 113, the se correspond to the parameters of the tooth 13 or are similar to them.

Man erhält daher auch mit dem Riemen 310 verlängerte Le-Lebensdauer und störungsfreie Funktion.Extended Le life is therefore also obtained with the belt 310 and trouble-free function.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Riemens ist allgemein mit 410 bezeichnet und in Fig. 8 dargestellt.Another embodiment of a belt in accordance with the present invention is general denoted by 410 and shown in FIG.

Diese Ausführungsform ähnelt die Riemenanordnung der des Riemens 10 bis auf die Breite B des Zahns, die kleiner ist als die Breite C der Riemenscheibennut. Wie dargestellt, ist der gebogene Stirnabschnitt 425 des Zahns 413 je doch in ähnlicher Weise innerhalb des Bogens 431 angeordnet, der um einen Punkt 419 geschlagen ist (mit Bogenradius 432), der den Schnittpunkt zwischen der Flankenfläche 417 der Riemenscheibennutund der Riemen-Teilungslinie 420 (bzw.In this embodiment, the belt arrangement is similar to that of belt 10 except for the width B of the tooth, which is smaller than the width C of the pulley groove. As shown, the curved end portion 425 of the tooth 413 is each but similarly arranged within the arc 431, which is struck around a point 419 is (with arc radius 432), which is the point of intersection between the flank surface 417 of the Pulley groove and the belt division line 420 (resp.

neutralen Faser des Riemens) bildet. Bei dem Riemen 410 wird daher ein insbesondere zu mechanischen Uberbelastungen, Rissen o. dgl. führendes Zusammenstoßen Vön Zahn 313 und Riemenscheibe während des Ineingriffgelangens und des Außereingriffsgelanges wirksam verhindert und zwar in der gleichen Weise wie beim Ineingriffgelangen und Außereingriffgelangen der Zähne 13 mit den Flankenflächen 18 der Riemennuten in der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform.neutral fiber of the belt). The belt 410 is therefore a collision leading in particular to mechanical overloads, cracks or the like From tooth 313 and pulley during on-engagement and dis-engagement effectively prevented in the same way as engaging and The teeth 13 disengage from the flank surfaces 18 of the belt grooves in FIG the embodiment shown in FIG.

Jede der Riemenzahn-Anordnungen der Riemenausführungsformen 110, 210, 310 und 410 gemäß Fig. 5, 6, 7 bzw. 8 entspricht der des Zahns 13 gemäß Fig. 4, außer es ist abweichendes beschrieben. In sämtlichen Ausführungsformen gemäß Fig. 5 bis 8 sind Bauelemente des Riemens, welche Bauelementen des Riemens 10 entsprechen oder diesen ähnlich sind, mit derselben Bezugsziffer versehen, jedoch jeweils vermehrt um die Zahl 100 bzw. 200, 300 und 400. Die jeweiligen Funktionen entsprechen einander bzw. sind sich ähnlich bis auf diejenigen Punkte, die vorstehend in Verbindung mit den einzelnen Ausführungsformen diskutiert sind.Each of the belt tooth arrangements of belt embodiments 110, 210, 310 and 410 according to FIGS. 5, 6, 7 and 8 corresponds to that of tooth 13 according to FIG. 4, unless otherwise described. In all embodiments according to FIG. 5 to 8 are components of the belt which correspond to components of the belt 10 or are similar to these, provided with the same reference number, but increased in each case around the number 100 or 200, 300 and 400. The respective functions correspond to one another or are similar except for those points above in connection with the individual embodiments are discussed.

Insbesondere gilt für sämtliche erfindungsgemäßen Ausführungsformen, daß die Kopfflächen der Riemenzähne innerhalb eines vorgewählten Bogens angeordnet sind, wobei dieser Bogen um einen Punkt zentriert ist, der den Schnittpunkt einer Riemennut-Flankenfläche und der Riemen-Teilungslinie (belt pitch line) bildet. Der Stirnabschnitt des Zahns ist ausgehend vom inneren Ende der ebenen Flankenflächen des Riemenzahns gewölbt oder gekrümmt, um auf diese Weise den von der Zahnwurzel abgelegenen (distalen) Teil des Zahns von den Riemenscheibennut-Flankenflächen weglaufen zu lassen, was zu verbessertem Ineingriffgelangen und Außereingriffgelangen während des Betriebes des Riemenantriebs führt. Eine Folge dieser erfindungsgemäßen Zahnausprägung ist, daß eine Vergrößerung des Zahnabstands (tooth pitch) des Riemens, z.B. aufgrund einer Längung des Zugkörpers bei hoher Antriebsbelastung, keinen Zusammenstoß zwischen dem Stirnabschnitt und den Riemenscheibennut-Flanken mehr zur Folge hat. Ein Reißen oder Brechen des Wurzelbereichs des Riemenzahns ist daher wirksam vermieden; die Kraft wird in gleichmäßiger Weise bei geringem Geräuschpegel zwischen dem Riemen und der Riemenscheibe übertragen Die erfindungsgemäßen Riemen sorgen für hohe Genauigkeit während des Betriebes zuzüglich zu einer langen störungsfreien Lebensdauer.In particular, applies to all embodiments according to the invention, that the head surfaces of the belt teeth are arranged within a preselected arc with this arc centered around a point that is the intersection of a Belt groove flank surface and the belt pitch line. Of the The front section of the tooth is based on the inner end of the flat flank surfaces The belt tooth is arched or curved in order to avoid that of the tooth root remote (distal) portion of the tooth run away from the pulley groove flank surfaces to let what lead to improved engagement and disengagement during the operation of the belt drive leads. A consequence of this tooth shape according to the invention is that an increase in the tooth pitch of the belt, e.g. elongation of the traction body at high drive loads, no collision between the end section and the pulley groove flanks more result. A tear or breakage of the root area of the belt tooth is therefore effectively avoided; the Force is generated in a uniform manner with little noise between the belt and the pulley. The belts according to the invention ensure high accuracy during operation plus a long, trouble-free service life.

Erfindungsgemäß wird also ein verbesserter Zahnriemen -antrieb mit einem Zahnriemen und einer mit Nuten versehenen Riemenscheibe vorgeschlagen. Wie z.B. Fig. 1 zeigt, weisen die Zahnriemenzähne 13 in einem zur Drehachse der Riemenscheibe 15 senkrechten Längsschnitt ebene Flankenflächen 22, 23 sowie eine dazwischenliegende gewölbte Stirnfläche 25 auf. Die Nut 14 der Riemenscheibe 15 weist dementsprechende ebene Flankenflächen 17, 18 auf. Der gewölbte Stirnbereich des Zahnriemenzahns 13 ist innerhalb eines Kreissegments angeordnet. Der Mittelpunkt des Kreissegments ist der Schnittpunkt 19 einer Flankenfläche 17 mit einer Zahnriemen-Teilungslinie 20, welche wiederum durch Zugelemente (Zugkabel, Zugdrähte, Zugfäden o. dgl.) des Zahnriemenkörpers 11 definiert ist. Der Zahnstirnbereich 25 hat kreisförmigen, um einen Punkt 27 zentrierten Querschnitt; der Punkt 27 befindet sich in einem vorgegebenen Abschnitt der Zahnmittellinie 24.According to the invention, an improved toothed belt drive is also used proposed a toothed belt and a grooved pulley. As For example, Fig. 1 shows the toothed belt teeth 13 face in one direction to the axis of rotation of the pulley 15 vertical longitudinal section of flat flank surfaces 22, 23 and one in between curved end face 25. The groove 14 of the pulley 15 has corresponding flat flank surfaces 17, 18. The curved face area of the toothed belt tooth 13 is arranged within a segment of a circle. The center of the circle segment is the intersection 19 of a flank surface 17 with a toothed belt division line 20, which in turn by pulling elements (pulling cables, pulling wires, pulling threads, etc.) of the Toothed belt body 11 is defined. The tooth front portion 25 has circular to a point 27 centered cross section; the point 27 is located in a predetermined one Section of the tooth centerline 24.

Claims

Toothed belt patent claims LjZahn belt (10; 110; 210; 310; 410) for use with a toothed belt pulley (15), with mutually facing flank surfaces (17, 18) successive teeth of the toothed belt pulley (15) one outwards opening to a pulley circumferential surface (16; 316), an opening angle of 2 e having a belt division line (20) or belt division determining groove (14) with a bottom surface (21) at the inner end of the flank surfaces (17, 18), characterized by a toothed belt body (11) with an elongated, outer tension element (12) at the belt division line (20) and with a plurality teeth (13; 113; 213; 313; 413) spaced apart from one another in the longitudinal direction, the designed for successive reception in the grooves (14) of the toothed belt pulley (15) are, the teeth (13, 113, 213, 313, 413) by transverse, flat, one Inclination angle of essentially 2 e including leading and trailing flank surfaces (22, 23) and one between the inner ends of the flat flank surfaces (22, 23) extend de end face (25) are set, furthermore the inner ends of the flank surfaces; seen in cross section, each at a point of intersection, possibly a base point (27), a straight line perpendicular to the respective flank surface (22, 23) Line (28) lie 7 which line (28) is a radial center line (24) of the groove (14) cuts in a section passing through an external point (29) at the tooth root (26) and an inner point offset radially inward by a distance 0.5B tan e (30), where B is the width of the belt tooth (13) at the tooth root (26) is.

2. Toothed belt according to claim 1, characterized in that the end face . (25) describes in cross section a segment of a circle which is around the intersection of the straight line (28) is centered with the center line (24) and has a radius, which is equal to the length of this straight straight line which is perpendicular to the flat flank surface (22, 23) Line (28) is.

3. Toothed belt according to claim 1 or 2, characterized in that the end face (25) in static engagement with the toothed belt pulley (15) within of a circular arc (31; 131; 431) lies around the point of intersection (19; 419) of a the planes of the flank surfaces (17, 18; 417) of the groove (14) with the belt division line (20) is centered and has a radius equal to the length of one from the intersection (19; 419) outgoing, on the level of the respective other flank surface (18) below a straight line tapering to a right angle (432).

4. Toothed belt according to one of the preceding claims, characterized in that that the bottom surface (21) of the groove (14) of the pulley (15) is flat and with the Flank surfaces (17, 18) form a trapezoidal groove (14).

5. Toothed belt according to one of the preceding claims, characterized in that that the end face (25; 225; 325; 425) is cylindrical.

6. Toothed belt according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the end face has concentric cylindrical sections (135, 136), which extend from the inner ends of the flank surfaces (122 123) of the tooth (113) and a flat end portion (134) extending between the inner ends of the cylindrical Sections (135, 136) extends

7. Toothed belt according to claim 6, characterized in that that the height (h) of the tooth (113) from the tooth root (126) to the forehead area (134) is in the range from 75% to 95%, based on a corresponding tooth (13), its end area from a continuation of the cylindrical sections (135, 136) is formed to form a cylindrical end region

8. Toothed belt after one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional shape of the Zahns is essentially the same as the cross-sectional shape of the groove of the pulley.

9. Toothed belt according to one of the preceding claims, characterized in that that the height of the tooth (313) of the toothed belt (310) from the tooth root (326) taken is greater than the depth of the groove (314) of the pulley from the peripheral surface (316) excluded

10. Toothed belt according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the height of the undeformed tooth of the toothed belt is taken from the tooth root, is the same as the depth of the pulley groove from the outer peripheral surface taken from, and that the end face of the tooth to the bottom surface the groove when the toothed belt is in operation together with the pulley.

11. Toothed belt according to one of the preceding claims, characterized in that that the tooth (213) of the toothed belt (210) is narrower than the groove (214) of the pulley to provide a gap between facing flank surfaces of the Tooth (213) and the groove (214) with static engagement of the belt (210) with the Pulley.

12. Toothed belt according to one of the preceding claims, characterized in that that the angle 2 0 is in the range between approximately 300 and 500.