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Geschwindigkeitswechselgetriebe für Keilriemenantrieb Die Erfindung
bezieht sich auf ein Geschwindigkeitswechselgetriebe für Keilriemenantrieb, bei
dem in radial verlaufenden Schlitzen von Scheiben mit Keilriemenprofilen versehene
Tragstücke für den Riemen geführt sind, die mittels seitlich der Tragstücke angeordneter
Spiralnutenscheiben radial verstellbar sind.
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Die stufenlos veränderliche Drehzahlregelung erschließt sich wegen
ihrer wirtschaftlichen Vorteile immer weitere Gebiete der Antriebstechnik. Trotzdem
gibt es noch manche Anwendungsmöglichkeiten, wo sie bisher keinen Eingang fand,
weil die zu ihrer Erzeugung erforderlichen Konstruktionen, elektrischer, hydraulischer
und mechanischer Art, wegen der erforderlichen Präzision und der damit verbundenen
Anschaffungs- und Unterhaltungskosten nicht rentabel genug sind. Man war daher gezwungen,
auch für den billigen Flach- oder Keilriemenantrieb nach einer Bauart zu suchen,
mit deren Hilfe in möglichst einfacher Weise eine stufenlose Drehzahlregelung erreicht
werden kann., Abgesehen vom Flachriemenantrieb mit konischen Scheiben gibt es bereits
einige verstellbare Keilriemenscheibenausführungen, die aber für eine allgemeine
Anwendung nicht in Frage kommen, besonders nicht für größere Leistungen. Bei einer
dieser Bauarten greifen mehrere nebeneinanderliegende Kegelscheiben mit ihren radial
geschlitzten Kegelflächen ineinander und erzeugen dabei abwechselnd unterbrochene
Laufrillenflächen, die einmal
infolge der Kanten die Riemen schnell
zerstören, anderseits infolge der begrenzten axialen Verschiebbarkeit nur eine ganz
geringe Regelmöglichkeit haben. Es gibt noch eine Ausführung, bei der in radial
verlaufenden Schlitzen von Scheiben mit Keilriemenprofilen versehene Träger geführt
werden, die mittels seitlich fier Träger angeordneter Spiralnutenscheiben radial
verstellbar sind. Aber auch hier sind infolge der auseinanderliegengen Träger nur
stark unterbrochene Rillen vorhanden. In den Außenstellungen der Träger kann man
eigentlich kaum noch von Rillen sprechen; da die Riemen in ihrer Umschlingung nicht
mehr den Teil eines Kreises, sondern den eines Vieleckes bilden.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet nun ein Geschwindigkeitswechselgetriebe
- für Keilriemenantrieb der letztgenannten Art, bei dem normale Keilriemen Verwendung
finden, die aber, während ihres ganzen stufenlosen Regelbereiches überall gleichmäßig
anliegend, in ununterbrochenen Rillen laufen, somit einerseits die gleiche Kraft
wie eine übliche Keilriemenscheibe mit festem Rillendurchmesser übertragen können
und anderseits nicht an scharfen Kanten vorzeitig abgenutzt werden.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß die Zwischenräume zwischen den
Tragstücken durch Zwischenwände überbrückt sind, die in radialer Richtung biegsam,
jedoch senkrecht dazu, d. h. in tangentialer Richtung, unnachiebig sind, derart,
daß eine ununterbrochene, in Umfangrichtung starre und im Durchmesser aber veränderbare
Rille entsteht. Die die Rillen bildenden Zwischenwände können aus einem nachgiebigen
Gewebeteil, z. B. einem dünnen Stahldrahtgewebe, und mit auf ihm durch Aufkleben,
Vulkanisieren o. dgl. befestigten kreisbogenförmigen Lamellen gebildet sein; deren
radial liegende Kanten in seitlichen Nuten der Tragstücke geführt sind, derart,
daß die Oberfläche der Zwischenwände mit den inneren Seitenflächen der Tragstücke
eine Ebene bilden.
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Statt dessen können die rillenbildenden Zwischenwände auch aus kreisbogenförmigen,
konzentrisch dicht nebeneinander angeordneten Streifen aus Metall oder einem sonstigen
festen Werkstoff bestehen, die auf ein radial liegendes Band aufgereiht sind. Am
einfachsten ist es, die Streifen aus dünnem Blech zu pressen und ihnen einen U-förmigen
Querschnitt zu geben, so daß sie bei geringem Gewicht eine sehr 'hohe. Festigkeit
aufweisen.
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In ihrer Gesamtheit bilden also die Zwischenwände der erstgenannten
Art eine kreisringförmige, mit radialen Schlitzen versehene Fläche. Sie sind durch
auf ihrer Außenseite angeordnete starre, ebenfalls mit Radialschlitzen versehene
und gegen Drehung gesicherte Scheiben abgestützt, mit denen sie an ihrem Innendurchmesser
fest verbunden sind, während sie mit ihrem zweckmäßig versteiften Außenrand entweder
über den Außenrand der Scheibe oder über Vorsprünge an der Innenseite des Scheibenaußenrandes
greifen. Am einfachsten ist es, die äußeren Teile der beim Ausstanzen der Scheibenschlitze
herausgedrückten Streifen nach dem Außenrand der Scheibe zu umzubiegen und sie so
als Halterung für die Zwischenwandflächen zu benutzen. Die Tragbänder für die aus
selbständigen Streifen zusammengesetzten Zwischenwände. sind zweckmäßig in ihrem
tragenden Teil praktisch nicht dehnbar, dafür aber zum Ausgleich der im Betrieb
auftretenden Längsdifferenzen kurz vor ihrer inneren Befestigungsstelle mäanderartig
zu einer Feder gebogen. Die äußeren Enden der Trag-, bänder, die in der Mitte zwischen
den Schlitzen liegen, werden zweckmäßig an Nasen o. dgl. befestigt, die aus den
Stützscheiben 3 herausgedrückt sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung
der Zeichnung zu ersehen, in der die Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist,
und zwar zeigt Abb. i einen axialen Längsschnitt durch das Geschwindigkeitswechselgetriebe
mit einer Darstellung des kleinsten und größten Rillendurchmessers für die beiden
Ausführungsformen der rillenbildenden Zwischenwände, Abb. 2 den Schnitt nach II-II
und III-III der Abb. i, Abb. 3 und 4 die beiden Nutenscheiben mit Ansicht auf die
Nuten, Abb. 5 die gegenseitige Verbindung und den Antrieb der Nutenscheiben, Abb.6
die Stützscheibe für die Zwischenfläche, Abb. 7 eines der Tragstücke in perspektivischer
Darstellung und Abb. 8 den Schnitt nach VIII-VIII der Abb. 2. Mit einer Hohlwelle
i, an deren Stelle selbstverständlich auch eine Vollwelle verwandt werden kann,
sind durch eine auf ihrer Außenseite angebrachte Kerbverzahnung 2 zwei Stützscheiben:
3 je Keilriemen 4 verbunden, die durch Distanzbuchsen 5 (bzw. 34) in gleichem Abstand
voneinander gehalten werden. Mittels zweier Endringe 6, 7,
die ebenfalls durch
die Kerbverzahnung 2 mit der Hohlwelle i verbunden sind, sind zwei Nutenscheiben
8, 9 mit spiralig angeordneten Nuten 10, 1 i auf der Welle gelagert, von
denen die eine Scheibe Rechts- und die andere Linksgang der Nuten hat. Durch eine
Welle 12 mit an ihren Enden aufgesetzten Ritzeln 13, 14 und eine Innenverzahnung
15, 16, mit der die Ritzel im Eingriff stehen, sind die Nutenscheiben derart zwangsläufig
miteinander gekuppelt, daß sie stets nur die gleiche Bewegung ausführen können und
somit immer in derselben gegenseitigen Stellung gehalten werden. Um mit Sicherheit
eine, auch eine etwaige geringfügige gegenseitige Verdrehung der Nutenscheiben 8,
9 zu verhindern, können zusätzliche Sicherungsmittel vorgesehen sein. Mittels Ringmuttern
17, 18, die auf die Enden der Hohlwelle i geschraubt werden, werden die Stützscheiben
3, die Distanzbuchsen 5 (bzw. 34), die Nutenscheiben 8, 9 und die Endringe 6, 7
zusammengezogen und gesichert.
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In den Spiralnuten i o, i i ruhen mit ihren Enden Träger i9, auf welche
die zwischen den Stützscheiben 3 angeordneten Tragstücke 20 für die Keilriemen aufgeschoben
sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind i6 derartige Träger
vorhanden, auf denen für vier nebeneinanderliegende Keilriemen, iin ganzen also
64 Tragstücke, untergebracht sind. Die Träger sind in radialen Schlitzen 21 der
Stützscheiben 3 geführt. Ihre Ausschnitte entsprechen dem Profil des Keilriemens,
ebenso wie der Ausschnitt der Tragstücke 20 (s. Abb. 7), auf deren Seitenflächen
22 der Keilriemen aufliegt. In der :11)1. 7 erkennt man auch die durchgehende Öffnung
23, durch die der Träger i9 hindurchgeschobeit wird. Die lTnterbrechung der Flächen
22 durch diese Üffnungen 23 wird durch die entsprechenden Schrägflächen des Trägers
i9 ganz ausgefüllt.
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Die "Zwischenräume zwischen den Tragstücken sind (s. insbesondere
2) durch Z-,vischenwände überbrückt, die aus einer nachgiebigen Unterlage 25 und
kreisl)ogetifcirniigen, in sich starren Lamellen 20 gebildet sind. Die abgeschrägten
Seitenkanteii 27 dieser Lamellen sind in entsprechend gestalteten Nntett 28 der
Tragstücke 20 geführt (s. Abb. 7 und 8), so (laß ihre Oberfläche mit der
Fläche 22 eine I?bene bildet und der Riemen so mit seinen Seitenkanten überall auf
einer glatten Fläche aufliegt, genau so wie in der Rille einer unveränderbaren Keilriemenscheibe.
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Die Verbindung der Zwischenstücke 25, 26 mit den Stützscheiben 3 kann
in verschiedener Weise erfolgen. Beispielsweise kann die biegsame Unterlage mit
einem verdickten Rand um die Außenkante der Stützscheibe herumgreifen. Eine besonders
zweckmäßige Form der Verbindung ist aus .11)b. i, linke Rille, zu ersehen. Die Stiitzscheibe
3 ist an ihrem :\tißenraii(136 senkrecht nach innen abgebogen. Das aul,ieitliegett<le
Ende 37 der aus den Schlitzen 21 ausgestanzten Streifen, deren anderer "feil abgeschnitten
wird, ist in gleicher Richtung wie der band 3l> abgebogen und umfaßt, durch die
Schlitze der biegsamen Unterlage 25 greifend, von unten leer den verdickten Rand
dieser l'nterlagen. Diese :1rt der Befestigung hat den Vorteil, daß die Zwischenwand
25, 26 immer glatt an der Stützscheibe 3 anliegt, auch wenn sie bei Umlaufen des
Getriebes der Schleuderkraft unterliegt.
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Die vorbeschriebene Ausführungsform der Zwischenwände ist in :11n.
i links dargestellt. Die andere .Ausführungsform ist aus Abb. i rechts und :1l>1>.
8 zu ersehen. Die aus dünnem Blech gepreßten Lamellen 30 haben U-förmigen
Querschnitt. Sie liegen ebenfalls finit ihren abgeschrägten Enden in den entsprechend
gestalteten Nuten 28 der Tragstück 20 und bilden mit den Flächen 22 eine Ebene.
Die Lamellen 30 sind auf ein Stahlband 31 aufgereiht, das an seinem äußeren
Ende mit aus der Stützscheibe 3 herausgedrückten Nasen 29 o. dgl. verbunden ist.
Damit die Lamellen 30 stets fest aneinander liegen, ist eine Druckfeder 32
auf das Iiatld 31 aufgeschoben, welche die Lamellen fest gegeneinander drückt. Das
innere Ende des Tragbandes ist winklig abgebogen und greift in eine Aussparung 33
des Distanzringes 3.4. Um kleine Längsdifferenzen, die beim Verschieben der Tragstücke
2o auftreten, selbsttätig auszugleichen, ist (las Tragband 31 nahe seinem
unteren Ende mäanderartig zu einer Feder 35 gebogen, die das Band in jeder Stellung
des Tragstückes 2o strafft.