DE9101867U1 - Timing belt drive consisting of a timing belt and a gear - Google Patents
Timing belt drive consisting of a timing belt and a gearInfo
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Description
BRECO Kunststoffverarbeitungs-GmbH 8 Co. KG, Porta WestfalicaBRECO Kunststoffverarbeitungs-GmbH 8 Co. KG, Porta Westfalica
Zahnriementrieb aus Zahnriemen und ZahnradTiming belt drive consisting of a timing belt and a gear
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zahnriementrieb ausThe invention relates to a toothed belt drive made of
Zahnriemen und Zahnrad, bei dem die Zahnradnuten und dieTiming belt and gear, where the gear grooves and the
Zahnriemenzähne mit einem trapezförmigen Querschnitt ausgebildet sind.Timing belt teeth are designed with a trapezoidal cross-section.
„06 „90,
5 /-Le„06 “90,
5 /-Le
Bei konventionellen Zahnriementrieben läuft der aus Kunststoff oder dergleichen bestehende Zahnriemen zur Kraftübertragung kreisbogenförmig über einen Teil des Umfangs des Zahnrades. Das bei diesen konventionellen Zahnriementrieben meist gebräuchliche, in der Formgebung und Herstellung einfachste Verzahnungsprofil besteht darin, daß I die Zahnriemenzähne und die Zahnradnuten über ihre gesamte Höhe einen trapezförmigen Querschnitt haben. Hierbei wird die Breite des Riemenzahnquerschnitts üblicherweise so bemessen, daß der Zahnriemenzahn bewußt mit einem Spiel in Längsrichtung des Zahnriemens in die Zahnradnut eingreift, so daß der Zahnriemenzahn insbesondere auch dann ungehindert in die Zahnradnut einlaufen kann, wenn die Riemenzahnhöhe größer ist als die Zahnradnutentiefe, um den Zahnriemenzahn mit seiner Kopffläche zum Zwecke einer Kraftübertragung auch durch Reibung bis auf den Grund der ; Zahnradnut reichen zu lassen und gegen den Zahnradnuten- ; grund anzupressen. Dieses bewußte Spiel in Riemenlängs- ; richtung ist unproblematisch, solange der Zahnriemen in ] der konventionellen Weise kreisbogenförmig um das Zahnrad läuft und hierbei immer mit gleichzeitig mehreren Riemenzähnen in mehrere Zahnradnuten eingreift. Zu einem Problem wird dieses Spiel in Riemenlängsrichtung aber dann, wenn der konventionelle Zahnriemen in geradlinig gestreckter Form tangential über das Zahnrad laufen würde, weil dann praktisch immer nur ein Zahnriemenzahn mit demIn conventional toothed belt drives, the toothed belt made of plastic or similar material runs in a circular arc over part of the circumference of the gear wheel to transmit power. The toothing profile most commonly used in these conventional toothed belt drives and the simplest in terms of design and manufacture is that I the toothed belt teeth and the gear grooves have a trapezoidal cross-section over their entire height. In this case, the width of the belt tooth cross-section is usually dimensioned so that the toothed belt tooth deliberately engages in the gear groove with a clearance in the longitudinal direction of the toothed belt, so that the toothed belt tooth can run unhindered into the gear groove, especially when the belt tooth height is greater than the gear groove depth, in order to allow the toothed belt tooth with its head surface to reach the bottom of the gear groove and to press it against the bottom of the gear groove for the purpose of power transmission, including through friction. This deliberate play in the longitudinal direction of the belt is not a problem as long as the timing belt runs in the conventional way in a circular arc around the gear and always engages several belt teeth in several gear grooves at the same time. However, this play in the longitudinal direction of the belt becomes a problem if the conventional timing belt runs tangentially over the gear in a straight line, because then practically only one tooth of the timing belt is in contact with the
Zahnrad in wirksamem Eingriff steht und durch das Spiel in RiemenLängsrichtung es zu einer Verschiebung des Zahnriemens gegenüber dem Zahnrad in RiemenLängsrichtung kommen kann, aufgrund der Zahnriemenzähne und Zahnradzähne aufeinanderstoßen und dadurch der Zahnriemen zu einem Aufklettern auf das Zahnrad neigt. Für den tangentialen Eingriff von Zahnriemen und Zahnrad stellt sich daher die Forderung^ daß der Zahnriemenzahn fast spielfrei in die Zahnradnut eingreift bzw. bei vollständigem Eingriff in die Zahnradnut diese in Riemen längsrichtung im wesentlichen ausfüllt, damit der Zahnriemenzahn eindeutig in der Zahnradnut ge- jGear is in effective engagement and the play in the longitudinal direction of the belt can lead to a displacement of the toothed belt relative to the gear in the longitudinal direction of the belt, due to the toothed belt teeth and gear teeth colliding with each other and the toothed belt tending to climb onto the gear. For the tangential engagement of the toothed belt and gear, the requirement is therefore that the toothed belt tooth engages in the gear groove with almost no play or, if it is completely engaged in the gear groove, essentially fills it in the longitudinal direction of the belt, so that the toothed belt tooth is clearly positioned in the gear groove.
führt wird und es bei dem tangentialen Eingriff zu keiner &igr; [ Verschiebung des Zahnriemens in Riemen läng srichtung gegen- j ; über dem Zahnrad kommen kann. Dann jedoch kann der konj 15 ventionelle trapezförmige Zahnriemenzahn nicht mehr in die konventionelle trapezförmige Zahnradnut einlaufen oder aus ihr auch wieder auslaufen. Es besteht ein großes Interesse an Zahnriementrieben, bei denen ein Zahnriemen aus Kunststoff oder dergleichen in geradlinig gestreckter Form als Tangentia Iriemen über ein Zahnrad läuft und vor allem das Zahnrad die möglichst einfach und billig herstellbare konventionelle Trapezform für die Zahnradnuten hat, um ! beispielsweise mit einem solchen Zahnriementrieb den geräuschvollen Kettenantrieb bei solchen Förderanlagen zu ersetzen, bei denen eine Vielzahl von Transportro L len gemeinsam durch eine tangential über Kettenzahnräder der Transportro Ilen laufende metallische Gliederkette angetrieben werden. Vor allem besteht auch ein Interesse an Tang entia Izahnriemen für solche Transportsyst erne, in denen der Zahnriemen nicht nur als Zugorgan, sondern auch als Transportorgan dient, indem der Zahnriemen Transport- \ Paletten oder dergleichen trägt und tangential über eine Vielzahl von den Zahnriemen abstützenden Zahnrädern läuft. An einen Tangentia Lzahnriemen für solche Transportsy steme ist es eine weitere Forderung, daß er beim tangentialen überlaufen des Zahnrades sowohl mit der Kopffläche derand the tangential engagement cannot result in any displacement of the toothed belt in the longitudinal direction of the belt relative to the gear. However, the conventional trapezoidal toothed belt can then no longer enter or exit the conventional trapezoidal gear groove. There is great interest in toothed belt drives in which a toothed belt made of plastic or the like runs in a straight line as a tangential belt over a gear and, above all, the gear has the conventional trapezoidal shape for the gear grooves that is as simple and inexpensive to manufacture as possible in order, for example, to use such a toothed belt drive to replace the noisy chain drive in conveyor systems in which a large number of transport rollers are jointly driven by a metal link chain running tangentially over the sprockets of the transport rollers. Above all, there is also an interest in tangential timing belts for such transport systems in which the timing belt serves not only as a traction element, but also as a transport element, in that the timing belt carries transport pallets or the like and runs tangentially over a large number of gears supporting the timing belt. A further requirement for a tangential timing belt for such transport systems is that it is in contact with both the head surface of the
j Riemenzähne den Grund der Zahnradnuten als auch mit demj Belt teeth the bottom of the gear grooves as well as with the
Grund der Riemennuten die KopffLäche der Zahnradzähne b e J rührt, damit die ZahnriemenoberfLache mögLichst ohne eine Auf- und Abwärtsbewegung über das Zahnrad Läuft. Ein Zahnriemen, der für die kreisbogenförmige Herumführung um ein ! Zahnrad bei den konventione LLen Zahnriementrieben eine ; die Zahnradnutentiefe unterschreitende Riemenzahnhöhe hatThe base of the belt grooves touches the head surface of the gear teeth so that the toothed belt surface runs over the gear without any upward and downward movement. A toothed belt that has a belt tooth height that is less than the depth of the gear groove for the circular arc around a gear in conventional toothed belt drives
und nur am Grund der Zahnriemennuten mit dem Zahnrad in radiaLe Berührung kommt oder nach neuerer Art eine die Zahnradnutentiefe überschreitende Riemenzahnhöhe hat und nur an der KopffLäche der Riemenzähne mit dem Zahnrad in radiaLe Berührung kommt, würde bei geradLinig gestrecktem tangentiaLem Lauf über das Zahnrad auf- und abschwingen und zu Vibrationen im Transportsystem führen, durch die :15 ein Wandern des Transportgutes auf den vom Tangentia Izahn- '■ riemen getragenen Transporte Lementen entstehen kann.and only comes into radial contact with the gear at the bottom of the toothed belt grooves or, in a newer style, has a belt tooth height that exceeds the depth of the gear grooves and only comes into radial contact with the gear at the top surface of the belt teeth, would swing up and down over the gear in a straight tangential run and lead to vibrations in the transport system, which could cause the goods to wander on the transport elements carried by the tangential belt .
Ausgehend von einem Zahnriementrieb der eingangs genannten Art hat die Erfindung sich die Aufgabe gesteLLt, den Zahnriemen so auszubiLden, daß er sich auch aLs Tangentialriemen für Antriebs- oder Transportzwecke eignet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geLöst, daß für den tangentiaLen Eingriff des geradLinig gestreckten Zahnriemens in das Zahnrad die Höhe der Zahnriemenzähne und die Tiefe der Zahnradnuten im wesentLichen gleich groß ausgebiLdet sind und die Zahnriemenzähne nur zwischen ihrer KopffLäche und einer HöhenLinie, die ausgehend von einer Gleichheit von Riemenzahnhöhe und Zahnradnutentiefe etwa auf der Hälfte der Riemenzahnhöhe Liegt, einen der Trapezform der Zahnradnuten entsprechenden trapezförmigen Riemenzahnquerschnitt aufweisen, der den trapezförmigen Zahnradnutenquerschnitt in RiemenLängsrichtung imStarting from a toothed belt drive of the type mentioned at the beginning, the invention has set itself the task of designing the toothed belt in such a way that it is also suitable as a tangential belt for drive or transport purposes. This task is solved according to the invention in that for the tangential engagement of the straight toothed belt in the gear, the height of the toothed belt teeth and the depth of the gear grooves are essentially the same size and the toothed belt teeth only have a trapezoidal belt tooth cross section corresponding to the trapezoidal shape of the gear grooves between their head surface and a height line which, assuming an equality of belt tooth height and gear groove depth, is approximately half the belt tooth height, which corresponds to the trapezoidal shape of the gear grooves and which corresponds to the trapezoidal gear groove cross section in the longitudinal direction of the belt.
j wesentLichen spielfrei ausfüllt und der an der HöhenLinie in einen von im wesentLichen rechtwinklig zur Riemen-Längsrichtung verlaufenden Zahnflanken begrenzten rechteckförmigen Riemenzahnquerschnitt übergeht.j essentially free of play and which at the contour line transitions into a rectangular belt tooth cross-section delimited by tooth flanks running essentially at right angles to the belt longitudinal direction.
In der Zeichnung ist ein AusfuhrungsbeispieL eines Zahnriementriebes mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnriemen dargestellt. Es zeigenThe drawing shows an example of a toothed belt drive with the toothed belt designed according to the invention.
Figur 1 den Tangentia Iriemen und das Zahnrad mit mehreren 5 ZähnenFigure 1 the Tangentia I belt and the gear with several 5 teeth
Figur 2 bis 4 einen Zahn des Tangentia Iriemens in ver-Figure 2 to 4 a tooth of the Tangentia Iriemen in different
I schiedenen aufeinanderfolgenden Positionen des Eingriffs I in eine Nut des Zahnrades.I different consecutive positions of engagement I in a groove of the gear.
Die Zähne 1 des Zahnriemens 2 haben eine Höhe H, die |1O bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die gleiche : Größe hat wie die Tiefe T der Nuten 3 des Zahnrades 4. I Hierdurch setzt sich der Zahnriemen 2 während des tan-The teeth 1 of the toothed belt 2 have a height H which |1O in the embodiment shown is the same : size as the depth T of the grooves 3 of the gear 4. I As a result, the toothed belt 2 is set during the tan-
gentialen Laufs über das Zahnrad 4 abwechselnd aufeinan- ; derfolgend mit der Kopffläche 5 eines Riemenzahnes 1 auf I 5 dem Grund 6 einer Zahnradnut 3 respektive mit dem Grundgential run over the gear 4 alternately one after the other ; following with the head surface 5 of a belt tooth 1 on I 5 the base 6 of a gear groove 3 or with the base
! 7 einer Zahnriemennut 8 auf der Kopffläche 9 eines Zahnradzahnes 10 auf. Dies vermeidet so weit wie möglich ein Auf- und Abwärtsschwingen des Zahnriemens, was wichtig ist, wenn die Oberfläche des TangentiaIzahnriemens un- |20 mittelbar oder mittelbar für Transportzwecke angewendet I wird. Wenn der Tangentialzahnriemen nur zum Antreiben des Zahnrades angewendet wird, kann die Riemenzahnhöhe auch! 7 of a toothed belt groove 8 on the head surface 9 of a gear tooth 10. This avoids as much as possible an up and down swinging of the toothed belt, which is important if the surface of the tangential toothed belt is used directly or indirectly for transport purposes. If the tangential toothed belt is only used to drive the gear, the belt tooth height can also be
1 um ein erwünschtes Maß von der Zahnradnutentiefe abweichen. Die Zahnradnuten 3 des Zahnrades 4 sind über ihre 1 can deviate from the gear groove depth by a desired amount. The gear grooves 3 of the gear 4 are
2 5 Nutentiefe mit der konventionellen trapezförmigen Quer- ! schnittsform ausgebildet, bei der die Flanken 11 der j Zahnradnuten 3 beispielsweise um den gebräuchlichen Win-I kel von 20 gegenüber der Mitte I senkrecht en 12 der Zahni radnuten geneigt sind. Die Zahnriemenzähne 1 sind nur2 5 groove depth with the conventional trapezoidal cross-sectional shape, in which the flanks 11 of the gear grooves 3 are inclined, for example, by the usual angle of 20 relative to the center 12 of the gear grooves. The toothed belt teeth 1 are only
30 zwischen ihrer Kopffläche 5 und einer Höhenlinie 13 mit30 between its head surface 5 and a contour line 13 with
einem trapezförmigen Riemenzahnquerschnitt ausgebildet, der der Trapezform der Zahnradnuten 3 entspricht, d. h. dessen Zahnflanken 14 die gleiche Neigung haben wie die Flanken 11 der Zahnradnuten 3 und der bei dem in Figur 35 dargestellten vollständigen Eingriff des Riemenzahns in die Zahnradnut den Querschnitt der Zahnradnut in Riemen-a trapezoidal belt tooth cross-section, which corresponds to the trapezoidal shape of the gear grooves 3, i.e. whose tooth flanks 14 have the same inclination as the flanks 11 of the gear grooves 3 and which, when the belt tooth is fully engaged in the gear groove as shown in Figure 35, the cross-section of the gear groove in belt
Längsrichtung spielfrei oder wenigstens fast spielfrei j ausfüllt. An der Höhenlinie 13 geht der trapezförmige ; Riemenzahnquerschnitt in einen rechteckförmigen Riemenzahnquerschnitt über, der von im wesentlichen recht-longitudinal direction without play or at least almost without play j . At the contour line 13, the trapezoidal ; belt tooth cross-section changes into a rectangular belt tooth cross-section which is essentially rectangular
5 winklig zur Riemenlängsrichtung verlaufenden Zahnflanken 15 begrenzt ist. Wie die in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Bewegungsabläufe veranschaulichen, macht es die erfindungsgemäße Riemenzahnausbildung möglich, daß einerseits der Riemenzahn mit seinem im Querschnitt trapezförmigen Kopfbereich praktisch spielfrei und dadurch in Riemenlängsrichtung eindeutig führend in die Zahnradnut eingreifen kann, was für den tangentialen Eingriff und Lauf des Zahnriemens wichtig ist, und dabei auch bis auf den Grund der Zahnradnut herunterreichen kann,5 tooth flanks running at an angle to the longitudinal direction of the belt 15. As the movement sequences shown in Figures 2 to 4 illustrate, the belt tooth design according to the invention makes it possible for the belt tooth with its head area, which is trapezoidal in cross section, to engage in the gear groove with practically no play and thus clearly guide it in the longitudinal direction of the belt, which is important for the tangential engagement and running of the toothed belt, and can also reach down to the bottom of the gear groove,
|15 damit er beim tangentialen Lauf über das Zahnrad ab-|15 so that it can be moved tangentially over the gear wheel.
&iacgr; wechselnd mit der Kopffläche der Riemenzähne (Figur 2) und mit dem Grund der Riemenzahnnuten (Figur 4) auf dem&iacgr; alternating with the head surface of the belt teeth (Figure 2) and with the bottom of the belt tooth grooves (Figure 4) on the
&igr; Zahnrad aufliegt und infolgedessen so wenig wie möglich senkrecht zur Riemen I ängsrichtung gerichtete schwingende&igr; gear and consequently as little as possible perpendicular to the belt I longitudinal direction directed oscillation
Bewegungen ausführt, daß andererseits aber auch dermovements, but on the other hand the
Riemenzahn aufgrund seines im Querschnitt rechteckigen Wurzelbereichs so viel Spielraum in der Zahnradnut hat, daß der Riemenzahn ausreichend in der Zahnradnut relativ verschwenkbar ist, um ungehindert in die trapezförmige 5 Zahnradnut einlaufen bzw. auch aus der trapezförmigenThe belt tooth has enough clearance in the gear groove due to its rectangular cross-section root area, that the belt tooth can be pivoted relatively sufficiently in the gear groove to run unhindered into the trapezoidal 5 gear groove or out of the trapezoidal
Zahnradnut auslaufen zu können. Versuche mit dem erfindungsgemäßen Tangentialriemen haben gezeigt, daß die Lage der Höhenlinie 13, von der ab die zu einem Trapez gehörenden Riemenzahnflanken 14 in die zu einem Rechteck gehörenden Riemenzahnflanken 15 übergehen, von dem Radialmaß abhängt, um welches bei einer Gleichheit von Riemenzahnhöhe und Zahnradnutentiefe der Riemenzahn und die Zahnradnut ineinandergreifen. Es wurde gefunden, daß ausgehend von einer Gleichheit von Riemenzahnhöhe und Zahnradnutentiefe die Höhenlinie 13 etwa auf der Hälfte der Riemenzahnhöhe liegt, vorzugsweise von der halbento be able to run out of the gear groove. Tests with the tangential belt according to the invention have shown that the position of the contour line 13, from which the belt tooth flanks 14 belonging to a trapezoid merge into the belt tooth flanks 15 belonging to a rectangle, depends on the radial dimension by which the belt tooth and the gear groove engage with each other when the belt tooth height and the gear groove depth are equal. It was found that, assuming that the belt tooth height and the gear groove depth are equal, the contour line 13 lies approximately halfway up the belt tooth height, preferably halfway down the belt tooth height.
Riemenzahnhöhe um einen kleinen Betrag zu der Kopffläche des Riemenzahnes hin versetzt.Belt tooth height offset by a small amount towards the head surface of the belt tooth.
Das den Tangentialriemen antreibende Zahnrad, um welches der Zahnriemen abweichend von dem in Figur 1 dargestellten! Tangentia Leingriff auf einem Kreisbogen herumläuft, kann ohne weiteres so ausgebildet sein, daß in der bei konventionellen Zahnriementrieben gebräuchlichen Weise seine ! Zahnradnutentiefe kleiner ist als die Zahnhöhe des Tangent ia I riemens und also nur an der Kopffläche der Riemenzähne eine radiale Berührung mit dem Zahnrad stattfindet, und daß die Zähne des Tangentialriemens auch mit einem Spiel in Riemen längsrichtung in die Zahnnuten des antreibenden Zahnrades eingreifen.The gear that drives the tangential belt, around which the toothed belt runs on a circular arc, in contrast to the tangential engagement shown in Figure 1, can easily be designed so that, in the manner usual for conventional toothed belt drives, its gear groove depth is smaller than the tooth height of the tangential belt and thus radial contact with the gear only takes place on the head surface of the belt teeth, and that the teeth of the tangential belt also engage in the tooth grooves of the driving gear with a clearance in the longitudinal direction of the belt.
Claims (1)
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| DE9101867U DE9101867U1 (en) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | Timing belt drive consisting of a timing belt and a gear |
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| DE9101867U Expired - Lifetime DE9101867U1 (en) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | Timing belt drive consisting of a timing belt and a gear |
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