DE69700377T2

DE69700377T2 - Rippenriemen, Herstellungsverfahren dafür und diese enthaltendes Getriebe

Info

Publication number: DE69700377T2
Application number: DE69700377T
Authority: DE
Inventors: Jean Jacques Robert; Jean Claude Sedilleau; Alain Winninger
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: FR2753766B1; US20020055406A1; US6497832B1; EP0831247A2; US20050164815A1; US7247110B2; FR2753766A1; ES2137764T3; EP0831247A3; US6033331A; DE69700377D1; EP0831247B1; JP3665886B2; US6896634B2; JPH10184813A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rippenriemen, insbesondere mit V-Profil, für Anwendungen im Automobilbereich.
Die Anmelderin vertreibt gezahnte V-Rippenriemen, sogenannte Riemen mit angepaßtem Modul, welche Kordfäden auf Basis von Polyamid 6.6 beinhalten und für elektrische Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen oder Wäschetrockner vorgesehen sind.
Derartige Riemen weisen ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm auf, das ihren Elastizitätsmodul kennzeichnet und dessen mittlere Steigung zwischen 1% und 10% Dehnung im wesentlichen gleich 5,5 daN/% Dehnung pro Zentimeter Riemenbreite und pro Trum liegt.
Die Montage dieser Riemen wird durchgeführt, indem sie außerhalb der Riemenscheibe festgelegt und dabei unter Zugspannung gesetzt und nach erfolgter Anordnung entspannt werden (automatische oder "Snap-On"-Montage).
Es gibt jedoch gegenwärtig auf dem Markt keine Riemen dieses Typs, die den Anwendungen im Automobilbereich entsprechen.
Die Anwendung eines Kordfadens in einem Rippenriemen für Anwendungen im Automobilbereich zum Zweck der Kraftübertragung zwischen einem Motor und einem Abnehmerorgan wie einer Wechselstromlichtmaschine bereitet zahlreiche Probleme, insbesondere aufgrund des azyklischen Charakters des Leistungsdiagramms des Motors, wobei diese Ungleichförmigkeit bei 4-Zylinder-Motoren stärker als bei Motoren mit 6 oder 8 Zylindern, und bei Dieselmotoren viel stärker ist als bei Benzinmotoren ausgeprägt ist.
Die gegenwärtige Tendenz zu einem vermehrten elektrischen Bedarf von Kraftfahrzeugen (Klimaanlage usw.) führt zu einer Zunahme der Amperezahl der Wechselstromlichtmaschinen und somit ihrer Trägheit, wodurch die Ansprüche an die Riemen entsprechend erhöht werden.
Eine Aufgabe der Erfindung ist ein Riemen für Kraftfahrzeuge mit einer erhöhten Langlebigkeit auch bei starker Last.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Riemen, der für den Betrieb mit Motoren mit einer erhöhten Ungleichförmigkeit geeignet ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Riemen für Kraftfahrzeuge, der die Erzielung eines Ausfilterns der höheren Harmonischen gestattet, die in der Zusammensetzung des Geschwindigkeits- und Spannungssignals des Abnehmerorgans auftreten, insbesondere wenn das Abnehmerorgan eine Wechselstromlichtmaschine ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist ein Riemen, der in eine Übertragungsvorrichtung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle eingegliedert werden kann durch eine automatische Montage ("Snap-On"), und zwar vorteilhaft ohne die Notwendigkeit einer fest angeordneten Spannvorrichtung.
Zumindest bestimmte dieser Aufgaben werden mittels eines Rippenriemens für die Kraftübertragung gelöst, mit einer Matrix aus Elastomermaterial und einer Längsarmierung von Kordfäden auf der Basis von Polyamid 4.6, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Armierung derart gewählt ist, daß das Spannungs-Dehnungs-Diagramm des Riemens eine zwi schen 12 und 20 daN/% Dehnung pro Zentimeter Breite und pro Trum liegende mittlere Steigung aufweist, daß die Kordfäden mit einer sehr geringen oder keiner Nennspannung gewickelt sind, und daß die Arbeitsschritte des Vulkanisierens und des Kühlens nach dem Vulkanisieren ohne Zugbeanspruchung des Riemens durchgeführt werden. Die mittlere Steigung kann insbesondere zwischen 12 und 15 daN/% Dehnung und pro Zentimeter Breite und pro Trum betragen.
Es wird angemerkt, daß die Patentanmeldung US-4 701 377 wie auch die Patentanmeldung EP-381 281 einen Rippenriemen betrifft, bei dem die Kordfäden mit erhöhtem Elastizitätsmodul auf Basis von Polyamid 4.6 sind, jedoch schlägt dieses Dokument keine Verwendung solcher Kordfäden zur Herstellung eines Riemens mit niedrigem Modul vor.
Es zeigt sich nämlich, daß die mittlere Steigung des nützlichen Bereichs der Dehnungskurve bei gegenwärtig bekannten Kraftfahrzeugriemen in der Größenordnung von 30 daN/% Dehnung pro cm Breite und pro Trum ist. Es zeigt sich des weiteren, daß die Bruchdehnung derartiger Riemen im allgemeinen unter 10% liegt.
Erfindungsgemäß beträgt die mittlere Steigung zwischen 1% und 10% Dehnung bevorzugt im wesentlichen gleich 17 daN/% Dehnung pro cm Breite und pro Trum.
Der Riemen ist vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Riemens bei Messung auf einem Prüfstand gemäß der Norm ISO 9981 um 1% bis 6% geringer als diejenige der Nennlänge der Übertragung ist, und beispielsweise um 1% bis 5% oder auch um 1% bis 4% geringer als die Nennlänge der Übertragung ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Länge des Riemens bei Messung auf einem solchen Prüfstand um 2% bis 3% geringer als diejenige der Nennlänge der Übertra gung, wobei der bevorzugte Wert im wesentlichen gleich 2% ist.
Der Riemen weist vorteilhaft eine stabile Betriebsspannung in der Größenordnung von 14 bis 20 daN/cm Breite/Trum auf, und bevorzugt zwischen 14 und 17 daN/cm Breite/Trum.
Die Kordfäden des Riemens weisen einen Durchmesser d auf, der bevorzugt zwischen 0,7 und 1,3 mm liegt.
Der Zwischenraum zwischen den Kordfäden beträgt vorteilhaft zwischen 0 (Seillage mit aneinanderliegenden Windungen) und 4d, und bevorzugt zwischen 0 und 2d.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines Riemens gemäß der obenstehenden Definition, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Schritte aufweist:
a) Ausbilden eines Riemenrohlings, beispielsweise auf einer Trommel, wobei dieser Schritt ein wendelförmiges Wickeln von Kordfäden mit einer sehr geringen oder quasi keiner Nennspannung anwendet,
b) Vulkanisieren des Rohlings ohne Aufbringen einer mechanischen Zugbeanspruchung,
c) Abkühlenlassen des vulkanisierten Rohlings ohne Aufbringen einer mechanischen Zugbeanspruchung,
d) Schneiden des vulkanisierten Rohlings in vereinzelte Riemen.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum sogenannten "automatischen" Montieren eines Riemens auf einer Riemenscheibe einer Kraftübertragungsvorrichtung. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte aufweist:
i) Ansetzen eines Montagewerkzeugs gegen die Riemenscheibe derart, daß mindestens ein Radialanlagebereich des Montagewerkzeugs gegen die Außenkontur der Riemenscheibe abgestützt ist, wobei das Montagewerkzeug einen Rampenbereich aufweist, welcher sich von der Rille der Riemenscheibe bis hin zu einem in Arbeitsrichtung nachfolgenden Bereich erstreckt, so daß der Riemen ab der Rille bis hin zu einer von der Seitenfläche der Riemenscheibe beabstandeten Ebene von der Riemenscheibe beabstandet geführt wird.
ii) Radiales Bewegen des Montagewerkzeugs entlang der Außenkontur der Riemenscheibe mittels Hebelwirkung, so daß der Riemen in die Rille der Riemenscheibe eingezogen wird, indem eine Zugkraft auf ihn ausgeübt wird.
iii) Nach erfolgter Anordnung des Riemens in der Rille (62) Entfernen des Montagewerkzeugs.
Die Erfindung betrifft schließlich eine Vorrichtung für die Kraftübertragung zwischen einer Teil einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors bildenden Riemenscheibe und mindestens einer Teil einer Abtriebswelle eines Abnehmerorgans bildenden Riemenscheibe, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Riemen gemäß der obenstehenden Definition aufweist, und daß sie keine fest angeordnete Spannvorrichtung aufweist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der Lektüreder nachfolgenden Beschreibung, die beispielhaft und nicht-einschränkend gegeben ist, in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, in der:
- Fig. 1 im Querschnitt einen erfindungsgemäßen Rippenriemen zeigt,
- Fig. 2 eine mit einem erfindungsgemäßen Riemen ausgerüstete Übertragungsvorrichtung veranschaulicht,
- Fig. 3a ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm darstellt, das einem erfindungsgemäßen Riemen (Kurve I) bzw. einem nicht-erfindungsgemäßen Riemen (Kurve II) auf einem in Fig. 3b schematisch dargestellten Prüfstand entspricht,
- Fig. 4a und 4b einen vergleichenden Versuch des Antreibens einer Kraftfahrzeug-Wechselstromlichtmaschine mittels eines Riemens des Standes der Technik bzw. eines erfindungsgemäßen Riemens darstellen,
- Fig. 5a und 5b eine bevorzugte Ausführungsform eines Montagewerkzeugs darstellen, das für die Durchführung der automatischen Montage eines erfindungsgemäßen Riemens geeignet ist, und
- Fig. 6 das Verfahren zum Montieren des Riemens veranschaulicht.
Ein endloser Riemen 10 weist eine Längsarmierung 20 aus Kordfäden auf, die in eine Matrix aus einem Elastomermaterial 21 eingebettet sind, wie etwa einer Kautschuk- Polychloropren-Mischung oder Naturkautschuk oder jeglichem üblichen Typ, der infolge der guten Hafteigenschaften, die er aufweist, für die Herstellung von endlosen Kraftübertragungsriemen bekannt ist. Dieser Riemen ist vorteilhaft vom "gerippten" Typ, d. h. auf seiner Innenfläche 22 mit Zähnen 23 ausgebildet, deren Steigung P normalisiert ist, ebenso wie ihr dargestellter Querschnitt, der dreiecksförmig (V- Riemen) oder auch trapezförmig sein kann, wobei jedes Bezugszeichen H, J, K, L, M der Norm ISO 9981 auch die zwischen dem Zahngrund 24 und der Außenfläche des Riemens gemessene Dicke des Riemens definiert. Der Riemen 10 wirkt mit Riemenscheiben 11, 12, 14, 15, 16 usw. zusammen, deren Kranz ein Profil aufweist, das demjenigen der Zähne 23 angepaßt ist, d. h. Rillen mit einer gleichen Beschaffenheit aufweist, und mit einem Querschnitt, der dem beispielsweise dreiecks- oder trapezförmigen Querschnitt der Zähne 23 ähnlich ist, die beim Betrieb des Übertragungssystems aufliegen. Der Riemen 10 weist zwei Trümer 17 und 18 auf.
Die Riemen mit V-Profil für die Kraftübertragung im Automobilbereich weisen im Regelfall sechs Zähne mit einer Breite 1 = 3,56 mm, d. h. eine Gesamtbreite L des Riemens von gleich 21,36 mm auf.
Gemäß der Erfindung sind die Kordfäden auf der Basis von Polytetramethylenadipamid oder Polyamid 4.6. Es handelt sich hierbei um Harze, die durch Polykondensation von 1,4- Diaminobutan und Adipinsäure hergestellt sind, etwa die unter der Handelsbezeichnung STANYL von der Fa. DSM hergestellten. Diese in Fadenform hergestellten Harze werden anschließend für die Bildung von Kordfäden präpariert.
Riemen, die unter den harten Bedingungen verwendbar sind, wie sie bei der Kraftübertragung im Automobilbereich angetroffen werden, werden hergestellt, indem die Abmessung der Kordfäden sowie ihre Steigung p derart gewählt werden, daß der Riemen ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm mit beispielsweise zwischen 1% und 10% Dehnung, einer mittleren Steigung von zwischen 12 daN/% Dehnung pro cm Breite und pro Trum und 2 0 daN/ % Dehnung pro cm Breite und pro Trum, und bevorzugt im wesentlichen gleich 17 daN/% Dehnung pro cm Breite und pro Trum aufweist.
Diese Steigung kann insbesondere zwischen 12 und 15 daN/% Dehnung pro cm Breite und pro Trum betragen.
Des weiteren unterscheidet sich das Verfahren zur Herstellung der Riemen gemäß der Erfindung von demjenigen, das bei herkömmlichen Kraftfahrzeugriemen angewendet wird, bei denen die Kordfäden während des gesamten Herstellungsvorgangs unter Zugspannung gehalten werden.
Bei dem herkömmlichen Verfahren werden die Kordfäden vorausgehend gespannt, um wendelförmig auf die Trommel aufgewickelt zu werden, die die Gummibahnen trägt.
Die Kordfäden, die bei ihrem Aufwickeln auf die Trommel unter Zugspannung stehen, stehen beim Vulkanisieren des Rohlings noch immer unter Zugspannung. Für dieses Vulkanisieren wird der Rohling im Regelfall in einer Form mit der Formgebung der herzustellenden Riemen angeordnet, daraufhin durch Radialexpansion gegen die Innenwand der Form gepreßt. Diese Radialexpansion erhöht die Spannung der Kordfäden.
Diese Spannung der Kordfäden verschwindet beim Austritt aus dem Vulkanisieren beim Entformen des Rohlings, und diese Aufhebung der Spannung der Kordfäden setzt sich in eine Schrumpfung, d. h. eine Verringerung der Länge der Riemen um.
Um diese Schrumpfung zu vermeiden, wird auf die Kordfäden bei dem genannten herkömmlichen Verfahren bei ihrem Abkühlen von der Vulkanisiertemperatur auf die Umgebungstemperatur eine Zugkraft aufgebracht, wodurch ihre Länge beibehalten und jegliche Schrumpfung verhindert wird.
Dieses Verfahren hat eine bestimmte Anzahl von Folgen:
- nach dem Montieren des Riemens setzen sich die Schwankungen der Betriebstemperatur des Riemens in Schwankungen der Riemenlänge um, und insbesondere wenn sich seine Temperatur erhöht, wird der Riemen in den anfänglichen Zustand zurückgeführt, und die Kordfäden tendieren dazu, die Länge zu verringern, was sich in eine Erhöhung der Riemenspannung während des Betriebs umsetzt.
- Bei einer Absenkung der Temperatur des Riemens tendiert seine Länge dazu, sich zu vergrößern, und seine Spannung verringert sich, wobei dieses Phänomen noch durch die permanente Verformung erschwert wird, die aus dem Kriechen der Kordfäden resultiert.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Riemens hingegen werden die Kordfäden wendelförmig auf eine Trommel aufgewickelt, die Gummibahnen mit einer nominalen Spannung trägt, die im Idealfall Null sein sollte, jedoch in der Praxis sehr gering oder quasi Null ist, was einem Aufwickeln bei der geringstmöglichen Spannung entspricht, worunter zu verstehen ist, daß beim Aufwickeln immer eine sehr geringe oder quasi keine Restspannung verbleibt (beispielsweise weniger als oder gleich 5N), die unvermeidlich ist, schon allein durch die Spannung aufgrund des Gewichts der Kordfäden.
Daraufhin, beim Vulkanisieren unter Druck, wird der Rohling ohne radiale Expansion auf die Innenwandung der Form gepreßt, und die Kordfäden weisen somit fast keine Restspannung auf.
Nach dem Entformen und beim Abkühlen wird der Rohling ohne Aufbringen einer Zugbeanspruchung abgekühlt. Nach dem Abkühlen weisen die Kordfäden eine Spannung Null auf.
Ein erfindungsgemäßer Riemen weist auf diese Weise den Vorteil auf, daß die Schwankungen der Betriebstemperatur sich bei weitem nicht so stark auf die Länge der Riemen auswirken wie bei Anwendung des herkömmlichen Verfahrens. Diese geringere Variation der Länge in Abhängigkeit von der Temperatur setzt sich desgleichen in eine viel geringere Spannungsschwankung um, wodurch ein Schlupf der Riemen auf den Riemenscheiben vermieden und das erzeugte Geräusch verringert wird.
Eines der schwerwiegenden Probleme bei den Anwendungen im Automobilbereich ist die Ungleichförmigkeit infolge der ungleichförmigen zeitlichen Verteilung der abwechselnd von den Kolben erzeugten Belastungen. Dies induziert starke Beanspruchungen der Riemen, und insbesondere eine Restspannung des Riemens nach der Stabilisierung (d. h. nach mehr stündigem Betrieb), die viel geringer ist als im Fall von Übertragungen ohne Ungleichförmigkeit, beispielsweise Übertragungen ausgehend von einem Elektromotor.
Diese starken Beanspruchungen hatten zur Folge, daß es bis zum heutigen Tage nicht möglich war, Riemen mit einem Elastizitätsmodul zur Verfügung zu stellen, der für diese automatische Montage des Riemens auf einer Kraftübertragungsvorrichtung im Automobilbereich geeignet war.
Überraschenderweise weisen die erfindungsgemäßen Riemen, die eine solche mittlere Steigung von zwischen 12 und 20 daN pro % Dehnung, pro cm Breite und pro Trum besitzen, eine stabile Betriebsspannung nach ca. zehn Betriebsstunden auf, die in der Größenordnung von 14 bis 20 daN pro cm Breite und pro Trum liegt.
Gute Ergebnisse werden mit Kordfäden mit einem Durchmesser von zwischen 0,7 und 1,3 mm erzielt, wobei der Zwischenraum zwischen den Kordfäden zwischen 0 und 4 d und bevorzugt 0 und 2 d liegt.
Fig. 3a veranschaulicht den Fall von zwei Riemen für die Kraftübertragung im Automobilbereich mit 6 Zähnen mit einer Breite von 3,56 mm und mit Kordfäden 20 aus Polyamid 4.6, die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurden (Wickeln mit fast keiner Nennspannung, Vulkanisieren und Abkühlen ohne Aufbringen einer Zugbeanspruchung).
Der Riemen, der der Kurve I (Kordfäden mit 470 dtex · 6 · 3) entspricht, weist eine mittlere Steigung zwischen 1% und 10% Dehnung (festgestellt mit dem Verfahren der geringsten Fehlerquadrate) auf, die gleich 17 daN pro % Dehnung, pro cm Breite und pro Trum ist.
Der Riemen, der der Kurve II entspricht, weist eine solche mittlere Steigung zwischen 1% und 10% Dehnung auf, die gleich 11 daN pro % Dehnung, pro cm Breite und pro Trum ist.
Die Dehnungsprüfung, die die Erstellung dieser Kurven gestattet, wird beispielsweise an einem Trum mit einer Länge von 200 mm, das zwischen zwei Klemmbacken aufgenommen ist, von denen die eine 30 ortsfest und die andere 31 beweglich ist, mittels eines Dynamometers durchgeführt (s. Fig. 3b).
Die oben erwähnte mittlere Steigung hat einzig den Zweck, einen charakteristischen Wert des Spannungs- Dehnungs-Diagramms zu geben, erhalten mittels des Verfahrens der geringsten Fehlerquadrate, jedoch sollte nicht angenommen werden, daß diese Kurven geradlinig sind, da sie tatsächlich an jedem Punkt eine Steigung aufweisen, deren Wert entlang der Kurve merklich variiert.
Ein Riemen für den Automobilbereich, der der Kurve I entspricht und 6 Zähne mit einer Breite von 3,56 mm aufweist, wurde auf eine Kraftübertragungsvorrichtung ohne fest angeordnete Spannvorrichtung montiert. Seine Montage wurde durchgeführt, indem der Riemen für seine Anordnung in den Riemenscheiben der Kraftübertragungsvorrichtung in einen gedehnten Zustand gebracht wurde. Nach der Entspannung ist der Riemen mit einer Dehnung von 2% angeordnet, was einer anfänglichen Dehnungskraft von 80 daN/Trum entspricht (s. Kurve I), was im wesentlichen 13 daN pro Zahn und pro Trum entspricht. Nach mehrstündigem Betrieb wird die stabilisierte Spannung gemessen. Ihr Wert ist im wesentlichen gleich 6 daN pro Zahn und pro Trum. Diese Spannung bleibt stabil, und der Riemen weist eine erhöhte Lebensdauer auf.
Ein Riemen für den Automobilbereich, der der Kurve II entspricht und 6 Zähne mit einer Breite von 3,56 mm aufweist, wurde auf eine Kraftübertragungsvorrichtung ohne fest angeordnete Spannvorrichtung montiert. Seine Montage wurde durchgeführt, indem der Riemen für seine Anordnung in den Riemenscheiben der Kraftübertragungsvorrichtung in einen gedehnten Zustand gebracht wurde.
Nach mehreren Stunden wurde die stabilisierte Spannung gemessen. Ihr Wert ist viel geringer als 6 daN pro Zahn und pro Trum, und der Riemen tendiert zu Schlupf auf den Riemenscheiben, was ein Geräusch verursacht, und die Lebensdauer des Riemens ist nicht zufriedenstellend.
Eine weitere in Betracht zu ziehende Anforderung geht insbesondere auf die Eigenschaften des Ausfilterns der oberen Harmonischen zurück, die in der Zusammensetzung des Geschwindigkeits- und Spannungssignals des Abnehmerorgans auftreten. Dieses Phänomen ist insbesondere stark, wenn erhöhte Trägheitswerte vorliegen, d. h. wenn das Kraftfahrzeug mit einer Wechselstromlichtmaschine ausgerüstet ist.
Dieses Phänomen des Ausfilterns ist in den Fig. 4a und 4b veranschaulicht. In jeder der Figuren ist in Abhängigkeit von der Zeit die Drehzahl der Motorwelle (Kurve M) dargestellt, im vorliegenden Fall der Motor eines Dieselfahrzeugs im Leerlauf und diejenige der Welle (Kurve A) eines Abnehmerorgans 14. Der Riemen 10 überträgt die von der Drehung der Riemenscheibe 11 gelieferte Drehzahl auf die Riemenscheiben 12, 14, 15 und 16 der Abnehmerorgane, insbesondere die Riemenscheibe 14, die die Wechselstromlichtmaschine antreibt, die ein Moment von 3,5 10&supmin;³ kg.m² aufweist.
Die Kurve A von Fig. 4a wurde unter Verwendung eines handelsüblichen Standardriemens erhalten, dessen Kordfäden aus Polyester bestehen, und zwar nach 48 h Betrieb, nachdem der Riemen eine stabilisierte Betriebsspannung erreicht hatte.
Es ist ersichtlich, daß die Kurve A eine rekursive Anomalie 40 mit einer mehr oder minder stabilen Form aufweist, die einer Unterbrechung der Steigung bei einer Verlangsamung entspricht. Diese Anomalie entsteht insbesondere durch die Tatsache, daß der Riemen die Ungleichförmigkeit des Motors auf die abnehmende Riemenscheibe 14 zurücküberträgt (s. Kurve M). Dieses Phänomen ist umso ausgeprägter, je stärker die Ungleichförmigkeit des Motors ist. Beispielhaft wird angemerkt, daß ein Benzinmotor mit vier Zylindern eine Ungleichförmigkeit in der Größenordnung von 6% bis 7% aufweist. Diese Ungleichförmigkeit liegt bei einem Benzinmotor mit 6 Zylindern in der Größenordnung von 4% bis 5%, bei einem Dieselmotor jedoch im allgemeinen in der Größenordnung von 10% bis 15%. Bestimmte Dieselmotoren weisen sogar einen Ungleichförmigkeit in der Größenordnung von 20% bis 25% auf. Die Anomalien 40 gehen auf die kombinierte Wirkung der Ungleichförmigkeit des Motors und der Trägheit des Abnehmerorgans zurück und verstärken sich mit dem Wert des Ungleichförmigkeit des Motors und mit der Trägheit des Abnehmerorgans.
Die Kurve von Fig. 4b wurde mit einem erfindungsgemäßen Riemen erhalten, entsprechend der Kurve I von Fig. 3a, nach 48 h Betrieb. Der Riemen hat eine stabilisierte Betriebsspannung von 15 daN pro cm Breite und pro Trum erreicht. Es ist ersichtlich, daß die Anomalie 40 gänzlich verschwunden ist. Der erfindungsgemäße Riemen weist die ganz und gar bemerkenswerte Eigenschaft auf, daß er die oberen Harmonischen ausfiltert, die in der Zusammensetzung des Geschwindigkeitssignals des Abnehmerorgans vorkommen.
Die Beseitigung dieser Anomalien 40 führt zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Riemens.
Die automatische Montage eines Riemens auf eine Kraftübertragungsvorrichtung eines Automobils erfordert hohe Zugkräfte. Eine erleichterte Montage kann mit Hilfe der nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 5a, 5b und 6, beschriebenen Gerätschaft durchgeführt werden. Das Montagewerkzeug 40, das insbesondere in den Fig. 5a und 5b dargestellt ist, weist einen mittleren Bereich 41 mit einer quadratischen Aussparung 42 auf, welche die Aufnahme eines komplementären Teils 51 eines Betätigungsschlüssels 50 gestattet. Es wird angemerkt, daß der Handgriff 50 ein fester Bestandteil des Werkzeugs 40 sein kann. Das Werkzeug 40 weist einen konischen, geneigten Bereich 43 auf, über dem ein Führungsplättchen 44 angebracht ist, und ein L-förmiges Teil, das ab dem Mittelbereich 42 einen Flügel 49 aufweist, dessen ebene Unterseite 48 dazu vorgesehen ist, sich auf der Oberfläche 61 der Riemenscheibe 60 abzustützen, und einen Endabschnitt 46, der bezüglich des Flügels 49 eine Biegung von im wesentlichen 90º aufweist und dessen Innenfläche 47 gegen den Rand 63 der Außenkontur der Riemenscheibe 60 anliegt.
Über dem Flügel 49 ist ein im wesentlichen kreisbogenförmiger Führungsbereich 45 angebracht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zielt darauf ab, den Riemen durch Hebelkraft mit Hilfe des Montagewerkzeugs 40 "einzuziehen", das entlang der Außenkontur (62, 63) der Riemenscheibe 60 geführt wird, die drehfest angeordnet sein kann oder auch um eine in ihrer mittleren Aussparung 65 befindliche Antriebsachse drehen kann.
Der konische Bereich 43, der durch das geneigte Plättchen 44 begrenzt ist, und der Bereich 45 gestatten mittels Rampenwirkung die Führung des Trumbereichs 27 des Riemens 10 ab seinem Trumbereich 26, der bereits in der Rille 62 der Riemenscheibe 60 zu liegen gekommen ist, bis hin zu dem Trumbereich 28, der von der Fläche 61 beabstandet ist. Dies wird durch Betätigung des Handgriffs 50 bewerkstelligt.
Der Arbeitsvorgang ist wie folgt. Das Werkzeug 40 wird derart angesetzt, daß die Fläche 48 des Flügels 49 sich vorteilhaft auf der Fläche 61 der Riemenscheibe 60 abstützt und der konische Bereich 43 und die Fläche 47 des Abschnitts 46 am Außenumfang der Riemenscheibe 60, d. h. am Rand 63, in Anlage geraten. Es wäre demgegenüber möglich, diese Anschlagwirkung durch Abstützen des Werkzeugs 40 in der Rille 62 der Riemenscheibe 60 zu erzielen.
Der Riemen 10 wird in der Rampe, die durch die Bereiche (43, 44, 45) gebildet ist, vorausgehend angeordnet. Durch Betätigung des Hebels 50 in der Richtung des Pfeils F wird das Werkzeug 40 entlang des Umfangs der Riemenscheibe 60 in der Richtung des Pfeils F' verschoben, wodurch es ermöglicht wird, den Riemen 10 in die Rille 62 einzuziehen.
Falls die Riemenscheibe 60 drehfest angeordnet ist, findet diese Verschiebung des Werkzeugs 40 gleitend statt. Falls die Riemenscheibe 60 drehbar angeordnet ist, begleitet diese Verschiebung des Werkzeugs 40 die Drehung der Riemenscheibe 60. In jedem Fall ermöglicht die Hebelwirkung in Verbindung mit der Rampenwirkung eine einfache Montage.
Insbesondere findet diese Montage in der Ebene der Riemenscheibe 60 bzw. in ihrer Nachbarschaft statt, weshalb sich dieser Arbeitsvorgang für den Austausch einer Riemenscheibe im Motorraum eines Kraftfahrzeugs mit seiner üblicherweise verringerten Zugänglichkeit eignet.

Claims

1. Rippenriemen für die Leistungsübertragung, mit einer Matrix aus Elastomermaterial und einer Längsarmierung von Kordfäden auf der Basis von Polyamid 4.6, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierung derart gewählt ist, daß das Spannungs-Dehnungs-Diagramm des Riemens eine zwischen 12 und 20 daN/% Dehnung pro Zentimeter Breite und pro Trum liegende mittlere Steigung aufweist, daß die Kordfäden mit einer sehr geringen oder keiner Nennspannung gewickelt sind, und daß die Arbeitsschritte des Vulkanisierens und des Kühlens nach dem Vulkanisieren ohne Zugbeanspruchung des Riemens durchgeführt werden.

2. Riemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Steigung gleich 17 daN/% Dehnung und pro Zentimeter Breite und pro Trum ist.

3. Riemen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Riemens bei Messung auf einem Prüfstand gemäß der Norm ISO 9981 um 1% bis 6% geringer als diejenige der Nennlänge der Übertragung ist.

4. Riemen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Riemens bei Messung auf einem solchen Prüfstand um 2% bis 3% geringer als diejenige der Nennlänge der Übertragung ist.

5. Riemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen eine stabile Betriebsspannung in der Größenordnung von 14 bis 20 daN/cm Breite/Trum aufweist.

6. Riemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kordfäden einen zwischen 0,7 und 1,3 mm betragenden Durchmesser d aufweisen.

7. Riemen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den Kordfäden zwischen 0 und 4d beträgt.

8. Riemen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den Kordfäden zwischen 0 und 2 d beträgt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Riemens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte aufweist:

a) Ausbilden eines Riemenrohlings, wobei dieser Schritt ein wendelförmiges Wickeln von Kordfäden mit einer sehr geringen oder keiner Nennspannung anwendet,

b) Vulkanisieren des Rohlings ohne Aufbringen einer mechanischen Zugbeanspruchung,

c) Abkühlenlassen des vulkanisierten Rohlings ohne Aufbringen einer mechanischen Zugbeanspruchung,

d) Schneiden des vulkanisierten Rohlings in vereinzelte Riemen.

10. Verfahren zum Montieren eines Riemens nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf einer Riemenscheibe einer Kraftübertragungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte aufweist:

i) Ansetzen eines Montagewerkzeugs gegen die Riemenscheibe (60) derart, daß mindestens ein Radialanlagebereich (43, 47) des Montagewerkzeugs (40) gegen die Außenkontur (62, 63) der Riemenscheibe (60) abgestützt ist, wobei das Montagewerkzeug einen Rampenbereich (43, 45) aufweist, welcher sich von der Rille (62) der Riemenscheibe (60) bis hin zu einem in Arbeitsrichtung nachfolgenden.

Bereich erstreckt, so daß der Riemen ab der Rille (62) bis hin zu einer von der Seitenfläche (61) der Riemenscheibe (60) beabstandeten Ebene von der Riemenscheibe beabstandet geführt wird;

ii) radiales Bewegen des Montagewerkzeugs entlang der Außenkontur (62, 63) der Riemenscheibe (60) mittels Hebelwirkung, so daß der Riemen in die Rille (62) der Riemenscheibe (60) eingezogen wird, indem eine Zugkraft auf ihn ausgeübt wird;

iii) nach erfolgter Anordnung des Riemens in der Rille (62) Entfernen des Montagewerkzeugs (40).

11. Vorrichtung für die Kraftübertragung zwischen einer Teil einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors bildenden Riemenscheibe und mindestens einer Teil einer Abtriebswelle eines Abnehmerorgans bildenden Riemenscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Riemen nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist, sowie dadurch, daß sie keine fest angeordnete Spannvorrichtung aufweist.