DE2324998C2 - Keilriemen-Umschlingung sgetriebe - Google Patents

Description

Bei bekannten Keilriemen-Umschlingungsgetrieben nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I sind in den Riemen-Laufflächen der Scheiben zur Führung des Keilriemens dienende Rillen vorgesehen, durch die unter Beibehaltung des Scheibendurchmessers eine Erhöhung des erreichbaren Übersetzungsverhältnisses angestrebt wird. Die Rillen der bekannten Ausführung sind kreisförmig und konzenfrisch angeordnet und bilden unvermeidbar gewisse Abstufungen in der Übersetzung, da die Bereiche zwischen den einzelnen Rillen nur zeitweilig, nämlich jweils beim Übergang des Riemens von einer Rille in eine benachbarte Rille, als Lauffläche dienen. Auf diese Weise ist die Stufenlosigkeit in der Verstellung des Getriebes beeinträchtigt.

Bei weiteren bekannten Keilriemen-Umschlingungsgetrieben tritt ein verhältnismäßig hoher Wartungsaufwand auf, der auf den hohen Verschleiß des Keilriemens durch Abrieb zurückzuführen ist. Dieser Verschleiß wird insbesondere dadurch verufsacht, daß sich der Riemen bei den bekannten Scheibenausführungen während des Betriebes nicht auf einen bestimmten wirksamen Laufdurchmesser einpendelt, sondern ständig vibriert und seine Spannung wechselt, wobei sich die entstehenden Vibrationen auf die

ίο ganze Maschine übertragen und zur Ermüdung der Federn beitragen. Diese schädlichen Erscheinungen treten bei Verstellung des Riemens auf einen anderen wirksamen Laufdurchmesser der Scheiben in erhöhtem Maße auf. Ersi im ablaufenden Sektor von etwa

90° beruhigt sich der Riemen etwas und beginnt wirksam zu greifen.

Ein weilerer Nachteil der bekannten Keilriemen-Umschlingungsgetriebe ist, daß die Keilriemenscheiben einen bestimmten Mindestkeilwinkel benötigen,

*> damit zu hohe Reibungsverluste oder gar ein Festklemmen des Riemens bei starken Anzugskräften vermieden werden. Die erforderliche Größe des Keilwinkels wirkt sich sowohl auf die Baulänge der Riemenschiebe als auch auf den Regelbereich des Ge-

»5 triebes ungünstig aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgeführten Nachteile der bekannten Keilriemengetriebe zu vermeiden und ein Umschlingungsgetriebe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten

Art zu schaffen, bei dem die Laufruhe des Riemens wesentlich verbessert ist und Hurch Verringerung des Riemenverschleißes eine beträchtliche Erhöhung der Standzeiten ermöglicht wird, ohne daß die Stufenlosigkeit in den Übersetzungsverhältnissen beeinträch-

tigt ist Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Es ist zwar schon bekannt (deutsche Patentschrif ten 224 180 und 821 743), in den Kegelflächen von Riemenscheiben Nuten zu formen, die spiralförmig zum Rand der Scheibe hin verlaufen, /u dem Zweck, gegebenenfalls spiralförmige, jedenfalls aber im wesentlichen näherungsweise radial verlaufende Finger zu bilden, die den Riemen an seine Flanken wirksamer. nämlich jeweils mit gegenüberliegenden Fingerbereichen erfassen, also zu seiner verbesserten Mitnahme dienen sollen. Infolge des Ineinandergreifens der Finger durchdringen sich die Scheiben gegenseitig, und zwar derart, daß sie bei ihrer Verstellung ge-

geneinander bzw. voneinander schraubenförmig bewegt werden, wofür die jeweils zusammenwirkenden Scheiben paarweise gestaltet sein müssen.

Bei dem Keilriemen-Umschlingungsgetriebe nach der Erfindung wird hingegen in der Folge der Wirkung der spiralförmigen Rillen der Keilriemen ständig veranlaßt, in dem maximal möglichen Durchmesser umzulaufen, da er stets in Richtung zum Umfang der Riemenscheibe gedrängt wird und sich nach jeder Verstellbewegung schnell in den entsprechenden neuen wirksamen Laufdurchmesser einpendelt. Dadurch wird sowohl der Riemenvcrschleiß beträchtlich verringert als auch eine konstante Drehzahl der einmal einregulierten Scheibenhälften erreicht, denn der Keilriemen bleibt gleichmäßig gespannt. Durch dieses gemäß der Erfindung beruhigte Verhalten des Riemens im Umlaufdurchmesser können nennenswerte Vibrationen nicht mehr auftreten, weil die Spirale den Keilriemen in der Stellung fest-

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hält, in der er einreguliert ist. Außerdem wird die chert ist. Die Wellenverlängerung 3 hat den gleichen

Einregulierung der Scheibenhälften auch bei einem Außendurchmesser wie die Motorwelle 1 ur.d dient

kleineren Scheibenkeilwinkel erleichtert. beim Auf- und Abziehen einer Rohrnabe 4 auf die

Die mit dem Getriebe nach de* Erfindung erziel- bzw. von der Motorwelle 1 als Führung, baren zahlreichen Vorteile sind somit darauf zurück- 5 Die Wellen Verlängerung 3 ist ebenfalls mit einem zuführen, daß der Keilriemen sich auf den Scheiben- Innengewinde ausgestattet, in das ein Auf- und Abhälften jeweils augenblicklich in jener Umlaufbahn ziehstempel 5 eingeschraubt ist, dessen Kopf (in der einpendelt, die ihm von den Axialdruckfedern gestat- Figur links) einen etwas größeren Außendurchmesser tet wird. Da der Keilriemen im Zusammenwirken mit als die Mcitorwelle 1 und die Wellenverlängerung 3 der Keilriemen-Lauffläche mit spiralförmiger Rille io aufweist und ein Außengewinde trägt. Die Steigung bei einem wesentlich kleineren Winkel leicht regu- dieses Gewindes ist mindestens gleich groß wie die lierbar bleibt, kann die Riemenscheibe bei gleicher Steigung des Innengewindes in der Wellenverlänge-Baulänge mit einem größeren Durchmesser ausge- rung 3, jedoch ist die Steigungsrichtung des Außenführt werden. Infolgedessen kann der übliche Regel- gewindes des Auf- und Abziehstempels 5 entgegengebereich von 1:3 auf Regelbereiche von 1:4 und 15 setzt zur Steigungsrichtung des Gewindes in der WeI-darüber gesteigert werden. lenverlänge rung 3. Die Rohrnabc 4 ist mit einem ent-

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sprechenden Innengewinde ausgestattet, der Erfindung entspricht der radiale Abstand zwi- Zum Auf- bzw. Abziehen der Rohrnabe 4 auf die sehen den Windungen der spiralförmigen Rille etwa Motorwellt: 1 wird ein (in F i g. 1 nicht dargestellter) der halben Dicke des Keilriemens; hierdurch werden ao Handschlüssel 6 mit seinen beiden Zapfen 7 (vgl. optimale Betriebsverhältnisse erreicht. Es K' weiter- Fig.2) in die entsprechenden Bohrungen des Aufhin nicht unbedingt erforderlich, bei dem L'ms.hlin- und Abzielistempels 5 eingesetzt, und bei der Dregungsgetriebe nach der Erfindung jeweils beide hung des Handschlüssels 6 bewegt sich die Rohr-Scheibenhälften mit Rillen auszustatten, sondern die nabe 4 mit doppelter oder mehrfacher Hubgeschwinvorher beschriebene vorteilhafte Wirkung ist auch er- »5 digkeit von der bzw. auf die Motorwelle 1. Dabei zielbar, wenn nur eine der beiden Scheibenhälften entspricht der Hubweg des Auf- und Abziehstempels 5 mit einer Rille gemäß der Erfindung ausgestattet ist. etwa der Länge der Rohrnabe 4 im Bereich der Mo-Die Riemenscheiben von Keilriemen-Unischlin- torwelle 1. Zweckmäßig entsprechen beide Hubwege gungsgetrieben sind häufig aus Grauguß, werden bis- zusammen etwa der Länge der Motorwelle 1, so daß weilen aber auch aus Leichtmetall, vorzugsweise aus 30 die Rohrmibe 4 über die ganze Länge ihres Preßsiteiner Aluminiumlegierung ausgebildet. Demgegen- zes auf der Motorwelle 1 gezogen werden kann, über ist es von Vorteil, wenn die Scheiben aus einem Die Wellenverlängerung 3 ist nur mit Schiebesitz in Werkstoff gemäß den Ansprüchen 6 und 7 hergestellt der Rohrnabe 4 geführt und dient zu deren Zentnesind. 7. B. Asbest, weil dieses Material im Vergleich rung beim Auf- und Abziehen. Ein Ring 8 ist von dcr zu einer Alumin^;umlegierung nur etwa das halbe spe- 35 rechten Seite und ein Ring9 von der linken Seite auf zifische Gewicht bei etwa den gleichen Festigkeits- das jeweilige Ende der Rohrnabe 4 aufgezogen, eigenschaften, einer Härte von 400 Brinell und einer Ein Flachkeil 10 ragt zur Übertragung des Drehausreichenden Hitzebeständigkeit von bis zu 120' C moments von der Motorwelle 1 einerseits nur in die hat. Die Verwendung derartiger Werkstoffe hat für Wandung der Rohrnabe 4 und führt durch den die gemäß der Erfindung ausgeführten Keilriemen- 40 Ring 8 hindurch und über dessen Außendurchmesser scheiben den besonderen Vorteil, daß die Rillen in so weit hinaus, daß er in die Schlitze der Nabe der der Form einer Spiralkurve auf der Keilriemen-Lauf- linken Teilerscheibe 12 ragt. Dabei drückt er zur fläche beim Pressen der Scheibe auf besonders ein- Übertragung der Drehbewegung mit seiner Breitseite fache Weise hergestellt werden können. gegen die Schlitzwandungen in der Nabe der Teller-Die Erfindung wird im folgenden an Hand der 45 scheibe 12. Um ein Herausfallen des Flachkeils 10 zu Zeichnungen in einigen Ausführungsbeispielen erläu- verhindern, ist er mittels durch den Ring 9 geführter tert. Es zeigt Sicherungsschrauben 13 gesichert.

Fig. 1 einen Teil-Axialschnitt durch eine erste Die Tellerscheiben 11 und 12 sind mit ihren Na-Ausführungsform eines Wechselgetriebes für Breit- ben ausschließlich auf dem Außendurchmesser der keilriemen, mit zwei unter Federkraft stehenden, 50 Ringe 8 bzw 9 geführt, ohne daß zwischen den Nazueinander verschiebbaren Tellerscheiben mit spiral- ben und der Rohrnabe 4 eine Berührung stattfindet, förmigen Rillen in der Keilriemen-Lauffläche, Über die Naben der Tellerscheiben 11 und 12 sind am Fig. 2 einen Teil-Axialschnitt durch eine zweite Umfang elastische Bänder 15 gezogen, durch die das Ausführungsform, bei der nur eine der Tellerschei- Eindringen von Fremdkörpern durch die Nabenben mit einer spiralförmigen Rille versehen ist, mit 55 schlitze in das Innere zwischen den Ringen 8 bzw. 9 Auf- und Abziehvorrichtung, und den Tellerscheiben 11 und 12 verhindert wird.

Fig 3 eine Draufsicht auf die Lauffläche einer An den Ringen8 und 9 stützen sich Druckfedern der Tellerscheiben gemäß den Fi g. 1 und 2 zur Dar- 17 bzw. 18 so ab, daß sie mit ihren entgegengcsetzstellung der spiralförmigen Rille und ten, nach innen ragenden Enden die Tellerscheiben Fig.4 in schematischer Darstellung einen Axial- 60 11 und 1-1 zueinander zu schieben trachten. Obwohl schnitt durch eine dritte Ausführungsform mit Plan- in der Fi g. 1 nur zwei auf die Tellerscheibe 11 wirk- und Tellerscheibe. same Druckfedern 17 und nur eine auf die Tellerin F i g 1 ist in eine Nut in einer Motorwelle 1 ein scheibe 12 wirksame Druckfeder 18 dargestellt sind, Federkeil 2 eingesetzt, der das linke Ende der Motor- befinden sich am Umfang eine Mehrzahl, vorzugswelle 1 etwas überragt. Die Motorwelle 1 ist mit einer 65 weise vier, sechs oder acht Schraubenfedern in Axialbohrung mit Innengewinde versehen, in die der gleichmäßigen Abständen verteilt. Bolzen einer Wellenverlängerung 3 eingeschraubt ist, Zwischen den Tellerscheiben 11 und 12 ist nahe die mittels des Federkeils 2 gegen Verdrehung gesi- dem Umfang der Tellerscheiben 11 und 12 ein Breit-

keilriemen 16 dargestellt, dessen Position der Lage der Tellerscheiben in ganz zusammengeschobenem Zustand entspricht. In der unteren Hälfte der Zeichnung sind demgegenüber die Tellerscheiben 11 und 12 in ihrer am weitesten auseinandergerückten Lage gezeigt, in welcher die Schraubenfedern 17 und 18 (letztere nicht sichtbar) sich in nahezu oder ganz zusammengedrücktem Zustand befinden.

Der Riemenkeil ist in der Zeichnung mit <x gekennzeichnet. Die Keilriemen-Lauffläche 19 der Tellerscheibe 11 ist mit einer spiralförmigen Rille 20 versehen, deren Verlauf aus F i g. 3 erkennbar und dort durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist. Zur Verdeutlichung zeigt die F i g. 3 eine betont eingezeichnete Spiralkurve 21 mit hoher Steigung, die lediglich die Steigungsrichtung der spiralförmigen Rille 20 verdeutlichen soll. Der Abstand zwischen den Spiralzügen der spiralförmigen Rille 20 beträgt etwa die halbe Stärke des Breitkeilriemens 16. Die Flä- «-henbereiche 22 zwischen den benachbarten Rillen der spiralförmigen Rille 20 sind gerundet ausgebildet, wie aus F i g. 1 erkennbar ist.

Die Keilriemen-Lauffläche der Tellerscheibe 12 stimmt bei der Ausführungsform nach F i g. 1 mit der Keilriemen-Lauffläche 19 der Tellerscheibe 11 überein.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 2, die mit eingesetztem Handschlüssel6 zur Betätigung des Auf-/ Abziehstempels 5 dargestellt ist, unterscheidet sich von der Ausführung nach F i g. 1 nur dadurch, daß eine der Tellerscheiben, nämlich die rechte Tellerscheibe 14, mit glatter Keilriemen-Lauffläche ausgebildet ist und daß an Stelle der am Umfang verteilten Schraubenfedern 17, 18 hier die Rohrnabe 4 umschlingende Schraubenfedern 18 eingesetzt sind.
Bei der in F i g. 4 dargestellten schematischen Ausführungsform entspricht die Tellerscheibe 23 prinzipiell der Gestaltung der Tellerscheiben 11 und 12 gemäß F i g. 1, während die andere Scheibenhälfte als axial nicht verschiebbare Planscheibe 24 ausgebildet

ίο ist. Bei dieser Ausführungsform ist somit nur die Tellerscheibe 23 axial verschiebbar, und der Keilriemen ist als asymmetrischer Keilriemen mit dem Winkel λ/2 ausgeführt.

Mit Bezug auf die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen ist zu bemerken, daß an Stelle der Schraubenfedern auch andere Federelemente, z. B. Tellerfedern Verwendung finden können. In Fig.3 ist durch den Umfangspfeil die Drehrichtung der dargestellten Tellerscheibe gekenn/.eich-

ao net, und aus dem Verlauf der spiralförmigen Rille 20, verdeutlicht durch die Spiralkuve 21, ist ersichtlich, daß der umlaufende Breitkeilriemen 16 (in F i g. 3 nur außerhalb des Scheibenumfangcs angedeutet) infolge des Verlaufes der spiralförmigen Rille 20 ständig zum Scheibenumfang hin gedrückt wird und bestrebt bleibt, im jeweils maximal möglicher Durchmesser — entsprechend der Spreizstellung dei benachbarten Scheibenhälften — umzulaufen. Infolgedessen kann auch der Winkel <x (Fig. 1) bzw. x'l (F i g. 4) deutlich geringer gewählt werden als be herkömmlichen Keilriemen-Wechselgetrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Stufenlos verstellbares Keilriemeri-Umschlingungsgetriebe mit auf der Antriebs- und/ oder der Abtriebswelle angeordneter, als Regelscheibe oder Spreizscheibe ausgebildeter zweiteiliger Riemenscheibe, wobei mindestens eine der Scheibenhälften axial verschiebbar gefühlt und mittels eines Stellgliedes einstelbar bzw. in Riehtung der gegenseitigen Annäherung federbelastet ist und deren Keilriemenlauffläche mit Rillen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (20) in der Keilrlemenlaufftäche (19) eine Spiralkurve (21) geringer Steigung entgegen der vorgesehenen Drehrichtung der Scheibe (11, 12; 23) bilden, derart, daß bei umlaufender Scheibe (11,12; 23) die Rillen (20) zum Scheibenrand zu wandern scheinen.

2. Keilriemen-Umschlingungsgetriebc nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen den Windungen der spiralförmigen Rille (20) etwa der halben Dicke des Keilriemens (16) entspricht.

3. Keilriemen-Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 1, mit zwei Tellerscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine der Tellerscheiben (11, 12) in der Keilriemen-Lauffläche (19) eine spiralförmige Rille (20) aufweist.

4. Keilriemen-Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 1, mit einer Tellerscheibe und einer Planscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß nur die eine der beiden Scheiben (23, 24) in der Keilriemen-Lauffläche eine spiralförmige Rille aufweist.

5. Keilriemen-Umschlingungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbereiche (22) zwischen den spiralförmigen Rillen (20) gerundet und geglättet ausgebildet sind.

6. Keilriemen-Umschlingungsgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (11, 12; 23, 24) aus Kunststoff bestehen.

7. Keilriemen-Umschlingungsgetriebe nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (11, 12; 23, 24) aus einem Kunststoff der Duroplaste-Gruppe bestehen.