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Riementrieb
Die Erfindung bezieht sich auf einen Riementrieb. Es sind bereits Riementriebe bekannt, bei denen ein Elektromotor derart schwenkbar gelagert ist, dass er unter der Wirkung seines Eigengewichtes den Riemen spannt. Bei diesen Anordnungen hängt der Motor sozusagen im Riemen, so dass sowohl bei Leerlauf als auch unter Last eine annähernd konstante Riemenspannung erzielt wird. Es wird daher der Riemen verhältnismässig hoch beansprucht, während ein nennenswerter Leistungsgewinn gegenüber richtig eingestellten, starren Anordnungen nicht erreicht werden kann.
Es sind weiters Anordnungen bekannt, bei denen der Motor derart schwenkbar gelagert ist, dass das auf den Stator ausgeübte Gegendrehmoment den Motor in einer Weise verschwenkt, dass der Riemen gespannt wird. Solche Anordnungen, bei denen der Adhäsionsdruck in Abhängigkeit vom Gegendrehmoment eingestellt wird, weisen gegenüber den Anordnungen, bei denen der Adhäsionsdruck lediglich statisch durch das Motorgewicht erzeugt wird, den Vorteil auf, dass der Adhäsionsdruck bzw. die Riemenspannung im Verhältnis zu der zu übertragenden Leistung steigt und daher der Riemen nicht in überflüssiger Weise durch eine zu hohe Vorspannung beansprucht wird.
Durch solche Anordnungen konnte jedoch ein nennenswerter Erfolg noch nicht erzielt werden.
Wurde die Schwenkachse des Aggregates sehr nahe der Riemenscheibenachse gewählt, so ergab sich einerseits ein unzureichender Schwenkhub und andererseits eine zu hohe Riemenspannung, die eine übermässige Beanspruchung der Lager und Riemen zur Folge hatte. Wurde aber der Abstand zwischen Schwenkachse und Riemenscheibenachse grösser gewählt, so trat bereits von einer gewissen Übertragungsleistung an ein Schlupf auf, der den Betrieb unmöglich machte.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, die Leistung eines Riementriebes, bei dem wenigstens eine der Maschinen derart schwenkbar gelagert ist, dass durch das Reaktionsdrehmoment die Riemenspannung erhöht wird, weitgehend zu verbessern.
Bei der treibenden Maschine, die vorzugsweise ein Elektromotor ist, ist dieses Reaktionsdreh- moment das Gegendrehmoment, das entgegen der Drehrichtung der Riemenscheibe wirkt, wogegen bei der angetriebenen Maschine, z. B. einem Generator, dieses Reaktionsdrehmoment in der Drehrichtung der Riemenscheibe wirkt. Die Erfindung besteht nun in der Kombination der beiden Massnahmen, dass die treibende und/oder die getriebene Maschine derart schwenkbar gelagert ist, dass sie sich unter der Wirkung des Reaktionsdrehmomentes im Sinne einer Erhöhung der Riemenspannung verschwenkt und dass Mittel zur Erhöhung der Adhäsion zwischen Riemen und Riemenscheibe vorgesehen sind.
Die physikalisch bedingte Abhängigkeit des riemenspannenden Reaktionsdrehmomentes von der übertragenen Leistung bringt es mit sich, dass das erforderliche Reaktionsdrehmoment nur dann auftreten kann, wenn der Riemen die entsprechende Leistung mit Sicherheit übertragen kann ; der Riemen muss eine beträchtliche Leistungsreserve haben, damit einer Steigerung des Leistungsbedarfes der getriebenen Maschine eine proportionale Steigerung des Reaktionsmomentes entspricht. Das ist nur dann möglich, wenn der Riementrieb ohne oder mit kleinem Gleitschlupf arbeitet, weil von einem bestimmten Gleitschlupf ab eine Erhöhung der Riemenleistung nicht möglich ist. Bei dem Riementrieb gemäss der Erfindung wird Gleitschlupf vollkommen vermieden.
Die Kombination der schwenkbaren Anordnung der Maschine mit der Anwendung von die Adhäsion erhöhenden Massnahmen ermöglicht die Erzeugung des erforderlichen Reaktionsdrehmomentes und damit die volle Aus-
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Wechselwirkung auch der volle Effekt einer Adhäsionsscheibe nur durch die riemenspannende Wirkung des Reaktionsdrehmomentes in Abhängigkeit von der übertragenen Leistung zur Geltung gebracht wird.
Die die Adhäsion erhöhenden Massnahmen können darin bestehen, dass von den miteinander zusammenwirkenden Scheiben wenigstens der Reibungswert der kleineren Scheibe durch Schleifen, Polieren, Überziehen mit die Reibung erhöhendem Material usw. erhöht ist und/oder der Riemen als Adhä-
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sionsriemen ausgebildet ist bzw. dass der Riemen derart auf die Scheiben aufgelegt wird, dass er auf der Narbenseite (Aussenseite der tierischen
Haut) läuft.
Während weder die Anwendung von die Adhäsion erhöhenden Mitteln noch die Ausnützung des Reaktionsdrehmomentes durch schwenkbare Lagerung der Maschine für sich allein ein Gleiten des Riemens verhindern können, tritt ein vollständiger Durchzug des Riementriebes überraschend ein, wenn diese Massnahmen gemeinsam angewendet werden, so dass dann der Riemen nahezu nach Art einer Kette wirkt und nur mehr der dem Riementrieb eigene Dehnungsschlupf verbleibt.
Insbesondere wenn in Kombination mit diesen Massnahmen durch entsprechende Wahl des Schwenkbereiches der dynamisch erzeugte Adhäsionsdruck statisch durch die Wirkung des Eigengewichtes der Maschine unterstützt und eine gewisse Initialspannung unter allen Betriebsbedingungen aufrechterhalten wird, ist ein vollständiger Durchzug des Riemens unter allen Betriebsbedingungen gewährleistet, wobei nur der durch die Natur des Riemenmaterials bedingte Elastizitätsschlupf auftritt, während ein für die Leistungsübertragung schädlicher Gleitschlupf praktisch vollkommen entfällt.
Hiebei tritt der der dynamischen Riemenspannung zukommende Vorteil auf, dass der Riemen stets nur in dem für den Durchzug erforderlichen Masse gespannt und nicht in überflüssiger Weise überspannt wird, so dass der ganze Riemenquerschnitt für die Übertragung der Leistung ausgenützt werden kann und der Verschleiss der Lager und des Riemens bzw. die Dehnung des Riemens auf ein Mindestmass herabgesetzt wird.
Diese Vorteile machen die Erfindung nicht nur für Flachriementriebe, auf die sie in erster Linie abzielt, sondern auch für Keilriementriebe u. dgl. anwendbar. Diese Wirkungen der erfindunggemässen Kombination wurden auch durch ausführliche Versuche bestätigt, die bei gleichzeitiger Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen einen überraschenden Effekt ergaben, der durch Addition der den einzelnen Massnahmen zukommenden Wirkungen nicht erklärt werden konnte.
Der erfindungsgemässe Effekt kommt in besonderem Masse bei Flachriemenkurztrieben zur Geltung, die mit geringem Achsabstand zwischen treibender und getriebener Riemenscheibe arbeiten, und bei denen die Vermeidung eines übermässigen Schlupfes wegen des kleinen Umschlingungswinkels der kleineren Scheibe stets ein Problem bedeutete. Bei solchen Trieben wirkt sich der Schwenkhub auf die verhältnismässig geringe Riemenlänge besonders günstig aus.
Die schwenkbare Lagerung des Aggregates kann in einfacher Weise durch Anordnung der Maschine auf einer Wippe oder durch besondere Ausbildung der Maschine selbst, die mit Lagerstellen versehen wird, erfolgen. Hiebei ist es vorteilhaft, den Abstand der Schwenkachse von der Achse der Maschine ungefähr gleich dem Radius der Riemenscheibe zu wählen. Ein zu grosser Abstand ermöglicht nicht die nötige Riemenspannung, wogegen bei zu kleinem Abstand der Riemen überspannt und die Lager überbeansprucht werden.
Der erfindungsgemässe Riementrieb bietet für die verschiedensten Maschinen Vorteile und ist insbesondere für Elektromotorantriebe geeignet.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht. Fig. 1 stellt einen Riementrieb dar, bei welchem ein Elektromotor schwenkbar gelagert ist. Fig. 2 stellt einen Riementrieb dar, bei welchem ein Generator schwenkbar gelagert ist. Fig. 3 zeigt in Seitenansicht die Aufhängung eines Motors, bei welchem die Lagerungsorgane unmittelbar am Motorgehäuse angeordnet sind.
Fig. 4 zeigt die Aufhängung eines Motors unter Vermittlung einer Wippe. Fig. 5 zeigt in Stirnansicht die Aufhängung des Motors unter Vermittlung einer die Riemenscheibe umgreifenden Wippe.
Bei dem Riementrieb nach Fig. 1 stellt 1 einen Elektromotor mit der Riemenscheibe 2 dar.
Die getriebene Riemenscheibe ist mit 3, das ziehende Riementrum mit 4 und das gezogene Riementrum mit 5 bezeichnet. Der Motor 1 ist an beiden Stirnseiten an einem Ständer 6 um die Achse 7 schwenkbar gelagert. Die Riemenscheibe 2 des Motors 1 rotiert im Sinne des Pfeiles 19, so dass das Gegendrehmoment des Stators im Sinne des Pfeiles 8 wirkt. Durch dieses Gegendrehmoment wird nun der Motor um die Schwenkachse 7 nach links verschwenkt und der Riemen gespannt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die getriebene Maschine, z. B. ein Generator 9, schwenkbar gelagert. Der Antrieb erfolgt von einer Riemenscheibe 10 über den Riemen 4, 5 auf die Riemenscheibe 11 des Generators. In diesem Falle wirkt das mit Pfeil 12 angedeutete Reaktionsmoment in dem durch Pfeil 13 angedeuteten Rotationssinne der Riemenscheibe 11.
Unter der Wirkung dieses Reaktionsmomentes wird daher die Maschine nach rechts verschwenkt und der Riemen gespannt.
Sowohl bei der Anordnung nach Fig. l als auch bei der Anordnung nach Fig. 2 ist der Schwenkbereich der Maschine so gewählt, dass durch das Gewicht der Maschine eine leichte statische Vorspannung des Riemens erzielt wird.
Wenn die Maschine bereits von vornherein für die schwenkbare Lagerung konstruiert ist, so kann, wie Fig. 3 zeigt, die Maschine unmittelbar an den Ständern 6 gelagert sein. In diesem Falle können z. B. die Schwenkzapfen 7 am Maschinengehäuse 1 vorgesehen sein. Es kann aber auch
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Füssen 14 auf einer Wippe 15 festgelegt sein, deren Arme 16 unter Vermittlung von Lagerzapfen 7 an den Ständern 6 aufgehängt sind.
Fig. 5 zeigt in Stirnansicht eine Anordnung ähnlich der Fig. 4, wobei jedoch der Arm 16 der Wippe 15 die Riemenscheibe 2 umgreift, so dass
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die Lagerung 7 und der Ständer 6 sich ausserhalb der Riemenscheibe befinden. Da die Riemenspannung von dem Abstand x zwischen Schwenkachse 7 und Maschinenachse 17 abhängig ist, weisen die Wippenarme 16 mehrere Lagerungsorgane bzw.
Löcher 18 auf, die wahlweise für die Lagerung ausgenützt werden können. Beim Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist der Abstand x ungefähr gleich dem Radius der Riemenscheibe 2 gewählt, wodurch sich bei gleichzeitiger Verwendung von die Adhäsion zwischen Scheibe und Riemen erhöhenden Mitteln günstige Betriebsbedingungen ergeben.
PATENTANSPRÜCHE : l. Riementrieb, gekennzeichnet durch die Kombination der Massnahmen, dass die treibende und/oder die getriebene Maschine derart schwenkbar gelagert ist, dass sie sich unter der Wirkung des Reaktionsdrehmomentes im Sinne einer Erhöhung der Riemenspannung verschwenkt, und Mittel zur Erhöhung der Adhäsion zwischen Riemen und Riemenscheibe vorgesehen sind.