DE2950377A1

DE2950377A1 - Antriebsriemen

Info

Publication number: DE2950377A1
Application number: DE19792950377
Authority: DE
Inventors: Mario Cicognani; Giorgio Tangorra
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1980-07-03
Also published as: FR2444855A1; BE880627A; BR7908496A; ES486738A1; GB2038990A; IT1160388B; IT7831202A0; JPS5586944A

Description

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WIEGAND NIEMANN KÖHLER GERNHARDT GLAESER

»ATI NTANWXlTl

MONCHtN TELEFON: M9-5SM76/7 OL t WIEGAND TELEGRAMME: KARPATENT

M. M. KOHUI TELEXi SlIO(S (AMD OPUNG, C QERNHARDT

HAMIURO DK.-MO. I GLAEKR

OfL-INQ. W. NKMANN D-8 0 0 0 MÖNCHEN OF COUNA HERZOG-WUHEIM-STR. 1*

14. Dezember 1979

W. 43 559/79 - 12/le

Industrie Pirelli S.p.A. Mailand (Italien)

Antrieberiemen

Die Erfindung bezieht sich auf Antriebsriemen, die \n einer Bewegungsantriebsvorrichtung arbeiten können mit Riemenscheiben, welche mit Nuten versehen sind derart, daß Berührung zwischen den Riemen und den Riemenscheiben zwischen den Seitenwänden oder Flanken des Riemens und den Flächen der Nuten der Riemenscheiben auftritt.

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Antriebsriemen, die in Geschwindigkeitsänderungsgetrieben verwendet werden sollen, d.h. in Bewegungsantriebsvorrichtungen

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mit Riemen und Riemenscheiben, in denen wenigstens eine der Riemenscheiben eine Nut änderbarer Durchmesserabmessungen hat derart, daß ein variables Übertragungsverhältnis ermöglicht ist.

Es sind im wesentlichen zwei Arten von Antriebsriemen für Geschwindigkeitsänderungsgetriebe bekannt.

Eine bekannte Art eines Antriebsriemens für Geschwindigkeitsänderungsgetriebe besteht aus eine'ü V-Riemen bzw. Keilriemen aus elastomerem Material, d.h. aus einem Riemen, der einen ringförmigen Körper aus elastomerem Material besitzt, wobei in den Schnitten rechtwinklig zur Länge der trapezförmigen Querschnittsgestalt eine Mehrzahl von biegsamen und undehnbaren Schnüren in ein und derselben Ebene und parallel zueinander in dem Riemenkörper eingebettet sind. Diese Art des bekannten Riemens für Geschwindigkeitsänderungsgetriebe besitzt ^en Nachteil, daß sie nicht zufriedenstellende Nutzlebensdauer hat, wobei außerdem die Nutζlebensdauer bei Erhöhung dar übertragenen Energie oder übertragenen Kraft sich in großem Ausmaß verkürzt.

Die andere Art von bekannten Riemen für Geschwindigkeitsänderungsgetriebe weist eine Mehrzahl von Metallblöcken auf, die quer zur Länge des Riemens trapezförmige Querschnittsgestalt haben und die mittels einer Mehrzahl von biegsamen und undehnbaren Schnüren miteinander verbunden sind, die in ein und derselben Ebene und parallel zueinander verlaufen. Diese Art von Antriebsriemen für Geschwindigkeitsänderungsgetriebe hat ausreichende Nutzlebensdauer, jedoch besteht bei ihr der Nachteil, daß während des Arbeitens der Antriebsvorrichtung Schmiermittel, beispielsweise öl, vorhanden sein muß,, so daß die Antriebsvorrichtung wegen

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der erforderlichen Schmierung von komplexer Ausführung ist. Ein anderer Nachteil dieser Art eines bekannten Antriebsriemens besteht in dem hohen Gewicht des Riemens, durch welches Schwingungen des Riemens hervorgerufen werden. Hierdurch wird viel Geräusch beim Arbeiten der Antriebsvorrichtung erzeugt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Antriebsriemens und insbesondere eines Antriebsriemens für Geschwindigkeitsänderungsgetriebe oder Geschwindigkeitsänderungsvorrichtungen, wobei der Riemen die o.g. Nachteile bekannter Riemen nicht aufweist und eine Nutzlebensdauer hat, die viel langer als die Nutzlebensdauer der bekamten Riemen ist. Weiterhin soll kein Schmiermittel in den Antriebsvorrichtungen erforderlich sein, in denen der Riemen verwendet wird. Weiterhin soll der Riemen niedriges Gewicht haben und während des Arbeitens der Antriebsvorrichtung, und zwar unabhängig von. deren Geschwindigkeit, nicht zur Erzeugung von Schwingungen führen.

Ganz generell bezweckt die vorliegende Erfindung, pinen verbesserten Antriebsriemen zu schaffen.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebsriemen mit einem biegsamen und undehnbaren ringförmigen Körper. Gemäß der Erfindung ist ein solcher kiemen dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seitenwänden oder Planken des ringförmigen Körpers je eine Mehrzahl von Platten aus einem Material hoher Reibung vorgesehen ist, die in Ebenen liegen, die in Richtung gegen die Mitte des ringförmigen Körpers konvergieren.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

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Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht eines Teiles eines Antriebsriemens gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine der Pig. 1 analoge Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Pig. 3 ist eine der Fig. 1 analoge Ansicht einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4- ist teilweise eine der Fig. 1 analoge Ansicht einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung sowie eine schaubildliche Ansicht eines der den Riemen bildeaden Elemente, und zwar von eiern Riemen abgenommen darstellt.

Ein Antriebsriemen gemäß der Erfindung umfaßt £emäß dem allgemeinsten Lösungsgedanken einen biegsamen und undehnbaren ringförmigen Körper, mit dessen Seiteuwänden oder Planken eine Mehrzahl von Platten aus einem Material verbunden ist, welches einen hohen Reibungskoeffizienten hat. Dieses Material ist vorzugsweise von derjenigen Art, wie es für Bremsbeläge und Kupplungsbeläge verwendet wird. Die Platten aus dem Material mit hoiiem Reibungskoeffizienten liegen in Ebenen, die in Richtung gegen die Mitte des ringförmigen Körpers konvergieren.

In den verschiedenen Figuren sind einige Ausführuiigsformen von Riemen gemäß der Erfindung dargestellt, die im Rahmen des oben angegebenen allgemeinen Lösungsgedankens liegen.

Pig. 1 zeigt einen Antriebsriemen gemäß der Erfindung. Wie in Fig. 1 dargestellt, weist der Riemen einen ringfömigen Körper 1 aus elastomerem Material auf, in welchem ein gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähiges Gebilde vorgesehen

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Dieses Gebilde besteht aus einer Mehrzahl von biegsamen und undehnbaren Schnüren 2, die in ein und derselben Ebene und parallel zueinander und entlang der größeren Abmessung des ringförmigen Körpers Ϊ angeordnet sind, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.

An den Seitenwänden 3 und 4 des ringförmigen Körpers 1 befindet sich jeweils eine Mehrzahl von Platten 6 bzw. 5 aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten, und vorteilhaft aus einem Material, wie es allgemein für dit Herstellung von Bremsbelägen und Kupplungsbelägen verwendet wird.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Riemens gemäß der Erfindung. Vie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Riemen einen ringförmigen Jlörper 7 aus elastomerem Material auf, der in einem Schnitt rechtwinklig zur länge des Riemens die Gestalt eines gleichschenkligen Trapezes besitzt. Ein gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähiges Gebilde ist in dem ringförmigen Körper 7 angeordnet, und dieses Gebilde ist aus einer Mehrzahl von Schnüren 8 zusammengesetzt, die in ein und derselben Ebene und parallel zueinander verlaufen und aus biegsamem und undehnbarem Material bestehen, beispielsweise aus Stahl, Faserglas, Polyamid und dgl. Sie Schnüre 8 sind entlang der größeren Abmessung des ringförmigen Körpers 7 angeordnet, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Eine Mehrzahl von Platten 12 bzw. 11 aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten ist an jeder Seitenwand 9 bzw. "Ό des ringförmigen Körpers 7 vorgesehen und mit dieser verbunden. Die Platten 11 und 12 bestehen vorteilhaft aus einem Material, wie es für Bremsbeläge und Kupplungsbeläge verwendet wird.

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Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Riemens gemäß der Erfindung. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist der Riemen einen ringförmigen Körper 13 aus elastomerem Material auf, der in einem Schnitt rechwinklig zu seiner Länge die Gestalt eines gleichschenkligen Trapezes besitzt. Ein gegen Zugbeanspruchung widerstandsfähiges Gefilde ist in den ringförmigen Körper 13 eingebettet, und dieses Gebilde besteht aus einer Mehrzahl von biegsamen und undehnbaren Schnüren 14, die in ein und derselben Ebene und parallel zueinander entlang der größeren Abmessung des ringförmigen Körpers 13 angeordnet slad. Die Schnüre 14 bestehen insbesondere a'is Stahl, Faserglas, Polyamid oder dgl.

An den Seitenwänden 15 und 16 des ringförmigen Körpers befindet sich je eine Mehrzahl von Platten 16 bzw. 17 aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten, vorteilhaft aus einem Material, wie es allgemein für die Herstellung von Bremsbelägen und Kupplungsbelägen verwendet wird. Die Platten 17 und 18 sind jeweils paarweise (d.h. jeweils eine Platte 17 und eine Platte 18) mittels Blöcken 19 miteinander verbunden, die in den ringförmigen Körper 13 aus alastomerem Material eingebettet sind.

•Fig. 4 zeigt eine weitere abgewandelte AusführuDgsform eines Riemens gemäß der Erfindung, wobei diese Ausführungsform ähnlich wie die Ausf äiirungsform gemäß Fig. 3 insbesondere für Geschwindigkeitsänderungsgetriebe geeignet ist, in denen große Kräfte bzw. große Leistungen übertragen werden.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, weist der Riemen einen ringförmigen Körper 20 aus elastomerem Material auf, in den ein gegen Zugbeanspruchung wiederstandsfähiges Gebilde eingebettet ist. Dieses Gebilde besteht aus einer Mehrzahl von

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Schnüren 21, die in ein und derselben Ebene und parallel zueinander verlaufen und aus biegsamem und undehnbarem Material bestehen, beispielweise aus Stahl, Faserglas, Polyamid und dgl. An der Oberfläche des ringförmigen Körpers 20, und insbesondere an der Fläche 22 befindet sich eine Zahnung, die durch eine Mahrzahl von Zähnen 23 gebildet ist, die durch Zwischenräume oder Zahnlücken 24 voneinander getrennt sind. Die Zähne 23 bestehen aus elastomerem Material und bilden mit dem elastomeren Material des ringförmigen Körpers 20 einen einheitlichen Körper.

Ein Körper oder Element 25 aus starrem Material, beispielsweise aus Metall, ist an den Zähnen 23 vorhanden, so daß diese mit einem Metallüberzug versehen sind. Der Körper oder das Element 25 aus starrem Material, welches einen Metallüberzug auf den 7-ähnen 23 bildet, hat folgenden Aufbau.

Der Körper 25 weist eine Hülle auf, deren Hohlraum gleiche Gestalt und im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die Zähne. 23 hat. Die Hülle besitzt einen ebenen Boden, der dazu bestimmt ist, mit dem Kopf oder der Oberseite der Zähne 25 in Berührung zu treten. Von dem Boden stehen zwei Streben 26 und 27 vor, die mit den Seiten oder Flanken der Zähne 23 in Berührung treten. Der Körper 25 weist weiterhin Arme 28 und 29 auf, die sich ebenfalls von dem Boden aus erstrecken und dazu bestimmt sind, mit den Seitenwänden der Zähne 23 und mit den Seitenwänden des ringförmigen .Körpers 20 in Berührung zu treten.

Das freie Ende 30 der Arme 28 und 29 ist L-förmig, so daß ermöglicht ist, daß die Arme 28 und 29 in Berührung mit eier gemäß Fig.4 oberen Fläche 31 des ringförmigen Köpers 20 des Riemens in Berührung treten, so daß der Körper 25

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ΛΟ

an den Riemenkörper 20 geklemmt werden kann. Die Außenflächen der Arme 28 und 29 jedes Körpers oder Elementes 25 liegen weiterhin in Ebenen, die in Richtung gegen die Mitte des ringförmigen Körpers 20 konvergieren, so daß bei jedem Körper 25 der Querschnitt rechtwinklig zur Länge des Riemens trapezförmige Gestalt hat, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Platten 32 aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten, und vorteilhaft aus einem Material, wie es für Bremsbeläge und Kupplungsbeläge verwendet wird, sind an den Außenflächen der Arme 28 und 29 oder wenigstens aux einem Teil dieser Außenflächen vorhanden und mit diesen verbunden.

Eine besondere Ausführungsform eines Körpers cder Elementes 25 aus starrem Material, der bzw. das an der Mahnung und an dem ringförmigen Körper 20 angebracht werden soll, um einen Riemen gemäß der Erfindung zu erhalten, ist in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben worden.

Die Beschreibung des besonderen Körpers oder Elementes ist als beispielsweise Beschreibung zu verstehen, so daß dadurch keine Beschränkung der Erfindung gegeben ist, weil andere gestaltete Körper aus starrem Material an dem Riemen angebracht werden können, beispielsweise Körper odor Elemente, wie sie in der schwebenden deutschen Patentanmeldung 2 819 150 beschrieben und dargestellt sind. Unabhängig von der Art des Körpers oder Elementes 25 aus starrem Material, der bzw. das an der Zahnung des ringförmigen Körpers 20 angebracht werden soll, ist es notwendig, daß an den Außenwänden, die parallel zu den Seitenwänden oder Flanken des Riemens verlaufen, Platten aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten angebracht werden, vorteil-

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haft aus einem Material, wie es allgemein für die Herstellung von Bremsbelägen und Kupplungsbelägen verwendet wird.

Bei der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen von Riemen gemäß der Erfindung, wie sie zuvor beschrieben und in der Zeichnung dargestellt sind, wurde festgestellt, daß bei jeder Ausführungsform ein ringförmiger Körper aus elastomerem Material vorgesehen ist.

Als elastomeres Material für die Herstellung von solchen ringförmigen Körpern ist praktisch jedes elastomere Material geeignet, und insbesondere jede Masse aus elastomerem Material, wie sie allgemein für die Herstellung von Antriebsriemen verwendet wird.

Jedoch wird als besonders geeignetes elastomeres Material nachstehend ein Beispiel für eine Masse für die Herstellung des ringförmigen Körpers angegeben.

. Chloropren-Kautschuk ("neoprene") 100 Gew.-teile

Zinkoxid 5 "

Vulkanisiermittel 5 "

Antioxidiermittel 2 " Weichmacher (Plastifizierungsmittel) 5 "

Büß 50 ^M

Textilfasern 20 bis 40 "

Als Textilfasem werden Polyamidstapelfasern, Polyesterfasern, Baumwollfasern oder andere Celluloseprodukte verwendet.

Aus der Beschreibung des allgemeinen Lösungsgedankens bei der Schaffung eines Riemens gemäß der Erfindung und aus . den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen ist er-

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sichtlich, daß das wesentliche Element des Riemens gemäß der Erfindung darin liegt, daß an den Seitenwänden des Riemens eine Mehrzahl von Platten aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten vorgesehen ist, und vorteilhaft aus einem Material, wie es allgemein für die Herstellung von Bremsbelägen und Kupplungsbelägen verwendet wird.

Irgendein Material, welches für die Herstellung von Bremsbelägen und Kupplungsbelägen verwendet wird, kann für die Herstellung eines Riemens gemäß der Erfindung verwendet werden.

Da es jedoch zahlreiche Arten von Material mit hohem Reibungskoeffizienten, die für die Herstellung von Bremsbelägen und Kupplungsbelägen verwendet werden, gibt, wird lediglich als ein Beispiel dieser Materialien für die Herstellung von Platten mit hohem Reibungskoeffizienten nachstehend eine Zusammensetzung angegeben.

Nitrilkautschuk . Mercaptobenzothiazyldisulfid Stearinsäure Zinkoxid Schwefel Phenolharz Pnenolpulver (fieibungspulver) Bariumoxid Asbest in Faserform Metallpulver

Wie zuvor ausgeführt, bezweckt die vorliegende Erfindung, einen Antriebsriemen zu schaffen, und insbesondere einen Antriebsriemen für Geschwindigkeitsänderungsgetriebe, wobei

10	3	Gew.-teile
0,	2	Il
o,	5	Il
o,		It
1		It
10		η
5		ti
12		Il
60		It
1	It

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- vr -

der Riemen viel längere Lebensdauer als entsprechende bekannte Riemen hat, wobei außerdem eine Verwendung von Schmiermittel in der Antriebsvorrichtung, in welcher der Riemen verwendet wird, nicht erforderlich ist, und wobei der Riemen niedriges Gewicht hat und nicht zum Auftreten von Schwingungen während des Arbeitens der Antriebsvorrichtung führt, und zwar unabhängig von der Geschwindigkeit dei Antriebsvorrichtung.

Die Art und Weise, in welcher mittels eines Riemens gemäß der Erfindung die oben angegebenen Zwecke erreicht werden, ergibt sich deutlich aus den nachstehenden Betrachtungen.

Die Übertragung von Bewegung mit einem Riemen gemäß der Erfindung tritt auf durch Berührung zwischen den Seitenwänden des Riemens und den Seitenwänden der Riemenscheibennuten der Antriebsvorrichtung, in welcher der Riemen angeordnet ist.

Zufolge des Vorhandenseins eines Materials mit hohem Reibungskoeffizienten an den Seitenwänden des Riemens und insbesondere durch das Vorhandensein eines solchen Materials in Form eines Materials, wie es allgemein für die Herstellung von Bremsbelägen und Kupplungsbelägen verwendet wird, ist erreicht, daß zufolge der Natur eines solchen Materials die Verwendung von Schmiermittel in der Antriebsvorrichtung nicht erforderlich ist.

Außerdem wird durch den hohen Reibungskoeffizienten des genannten Materials zwischen den Seitenwänden des Riemens und den Seitenwänden der Riemenscheibennuten hohe Reibung erzielt, so daß die in der Antriebsvorrichtung übertragbare Kraft, Energie, Leistung oder dgl. vergleichsweise hoch ist, ohne daß der Riemen zwischen den Seitenwänden

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hohen Druckbeanspruchungen unterworfen wird. Dies ermöglicht eine große Verringerung der Beanspruchungen in dem Riemen und insbesondere der Beanspruchungen in dem Riemen rechtwinklig zu seiner größeren Abmessung oder Länge.

Diese Verringerung der Beanspruchungen ermöglicht bereits eine große Verlängerung der Nutzlebensdauer des Riemens, und sie ermöglicht weiterhin eine Verringerung der Abmessungen des Riemenquerschnitts, obwohl die übertragbare Kraft, Energie, Leistung oder dgl. beträchtlich höher ist. Da weiterhin das Material mit hohem Reibungskoeffizienten eine besondere Masse aus elastomerem Material ist, d.h. ein Material, welches dem Material des Riemenkörpers analog ist, ergibt sich durch sein Vorhandensein an den Seitenwänden des Riemens neben der Verringerung der Abmessungen des Riemenquerschnitts auch eine große Gewichtsverringerung des Riemens und daher eine Verringerung, wena nicht Beseitigung, von Schwingungen des Riemens während der Übertragung von Bewegung. Daraus wiederum ergibt sich eine Verringerung und praktisch eine Beseitigung von Geräusch in der Antriebsvorrichtung.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

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Claims

Patentansprüche

.yAntriebsriemen mit einem biegsamen und undehnbaren ringförmigen Körper, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seitenwänden des ringförmigen Körpers (1 bzw. 7 bzw. 13 bzw. 20) sich eine Mehrzahl von Platten (5, 6 bzw. 11, 12 bzw. 17, iö bzw. 32) aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten befindet, und daß die Platten in Ebenen liegen, welche in Richtung gegen die Mitte des ringförmicen Körpers konvergieren,
2. Antriebsriemen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame und undehnbare ringförmige Körper (1 bz». 7 bzw. 13 bzw. 20) ein ringförmiger Körper ist, der aus einer Masse aus elastomerem Material gebildet ist, in welchem eine Mehrzahl von biegsamen und undehnbaren Schnüren (2 bzw. 8 bzw. 14 bzw. 21) parallel zueinander und in ein und derselben Ebene sowie entlang der größeren Abmessung des ringförmigen Körpers angeordnet ist.
3. Antriebsriemen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Körper aus einer Masse aus elastomerem Material gebildet ist, welches im Querschnitt die Gestalt eines gleichschenkligen Trapezes besitzt, und daß die Platten (11, 12 bzw. 17, 18 bzw. 32) aus dem Material mit hohem Reibungskoeffizienten mit den Seitenwänden des ringförmigen Körpers verbunden sind.

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OWGINAL INSPECTED
4. Antriebsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die an den Seitenwänden (15» 16) des ringförmigen Körpers (13) vorgesehenen Platten (17, 18) aus dem Material mit hohem Reibungskoeffizienten jeweils paarweise mittels starrer Blöcke (19) miteinander verbunden sind, die ihrerseits mit dem ringförmigen Körper verbunden sind (Fig. 3).
5. Antriebsriemen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame und undehnbare ringförmige Körper (20) an seiner einen Fläche mit einer· Zahnung (23t 24) versehen ist, starre Körper (25) mit den Zähnen (23) der Zahnung verbunden sind und auf jeder Seite des ringförmigen Körpers Platten (32) aus dem Material mit hohem Reibungskoeffizienten tragen, und daß die Platten aus dem Material mit hohem Reibungekoeffizienten eine Außenfläche haben, die in Ebenen liegen, welche in Richtung gegen die Mitte des ringförmigen Körpers konvergieren.

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