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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für beide Drehrichtungen, mit einem mindestens zwei
Riemenrollen umschliessenden Endlosriemen, vorzugsweise Zahnriemen, und mit mindestens einer, vorzugsweise mit zwei, Spannrolle (n), die auf einem um eine, gegebenenfalls im Unendlichen befindliche
Achse verschwenkbaren Träger gelagert ist (sind).
Aus der US-PS Nr. 3, 895, 544 ist ein Riemenantrieb in einem Kinoprojektor bekanntgeworden, bei dem eine von einem Motor angetriebene Riemenrolle und zwei mit Filmspulen verbundene Riemenrollen von einem profillosen Riemen umschlossen werden. Ein koaxial zum Motor gelagerter Riemenspannmechanismus sieht eine Scheibe vor, auf der exzentrisch zwei Spannrollen gelagert sind, wobei jeweils eine der Rollen am
Riemen anliegt. Beim Wechsel der Drehrichtung wird über eine Friktionskupplung die Scheibe verdreht, wobei die eine Spannrolle ausser Eingriff, die andere Spannrolle in Eingriff mit dem Riemen kommt. Diese
Einrichtung hat den Nachteil, dass die Spannkraft des Riemens einzig von der Stärke der Friktion abhängt.
Durch die mit zunehmender Lebensdauer des Gerätes sich abnützende Friktion wird die
Spannkraft abgeschwächt, was besonders zusammen mit dem alternden und sich dadurch dehnenden
Riemen nachteilhaft auswirkt. Eine funktionstechnisch bessere, jedoch auch konstruktiv aufwendigere
Lösung zeigt die US-PS Nr. 3, 857, 633, wo zwei Spannrollen je nach Drehrichtung in Abhängigkeit von einem Betriebsartenschalter mit ihrem jeweils zugeordneten Riementrum in Eingriff gebracht werden.
Schliesslich ist aus der DE-OS 2046266 eine Vorrichtung zum Umschalten der Filmspulrichtung in einem
Kinoprojektor dargestellt, bei der unter Ausnutzung der beim Wechsel der Drehrichtung der Hauptwelle erzeugten Spannung die Umschaltung des Antriebs auf einen der beiden Wickelkerne erfolgt. Für die Riemen ist jedoch kein eigentliches Spannelement vorgesehen.
Vielmehr wird die von den Rollen bestimmte Riemenlänge und dadurch die Spannung im Riemen nicht verändert, da auch beim Verschieben des die Rollen lagernden Trägers beim Umschalten der Drehrichtung der gegenseitige Achsabstand der beiden Rollen konstant bleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für Riemenantriebe zu schaffen, die unabhängig von der Lebensdauer des Antriebs den Riemen stets mit annähernd gleicher Kraft spannt und bei Änderung der Antriebsrichtung jeweils mit dem losen Riementrum selbsttätig in Eingriff kommt.
Erfindungsgemäss gelingt dies dadurch, dass das zum Verschwenken des Trägers erforderliche, sich aus der Masse des Trägers, der Lagerreibung und gegebenenfalls auch aus einer die Spannrolle gegen das eine Riementrum belastenden Federkraft ergebende Moment geringer bemessen ist, als das bei Änderung der Antriebsrichtung im angetriebenen Riementrum auftretende und auf den Träger wirkende Moment.
Die erfindungsgemässe Einrichtung eignet sich besonders zum Spannen von Profil-Riemen, beispielsweise Zahnriemen, Gerade bei diesen Riemen muss die Spannkraft eine definierte und weitestgehend konstante Grösse haben, um einerseits den formschlüssigen Eingriff des Riemens mit der ebenfalls profilierten Riemenrolle über einen möglichst grossen Umfang zu gewährleisten, anderseits durch zu hohe Spannkraft nicht eine Selbsthemmung durch Kniehebelwirkung des Antriebs hervorzurufen.
Beim Umschalten der Drehrichtung tritt in dem nun angetriebenen Riementrum ein Moment auf, das dazu ausgenutzt wird, die vorher mit diesem Riementrum in Eingriff befindliche Spannrolle abzuschwenken und die Spannung des Riemens über das nun lose Riementrum herzustellen. Dies kann durch eine einzige Spannrolle, die mit beiden Riementrümem in Eingriff gebracht werden kann, bewirkt werden oder mit zwei voneinander getrennten Spannrollen. Zusätzlich ist es möglich, eine Kippfeder vorzusehen, die in ihren beiden Schaltstellungen über den Träger für die Spannrolle oder-rollen diese mit jeweils einem Riementrum in Eingriff hält.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich an Hand der Beschreibung von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Die Fig. 1 zeigt einen Kinoprojektor, bei dem die erfindungsgemässe Einrichtung Anwendung finden kann. Die Fig. 2 bis 7 stellen in schematischer und vereinfachter Form Ausführungsbeispiele mit jeweils unterschiedlicher Spannrollenanordnung dar.
Der in Fig. l mit-l-bezeichnete Kinoprojektor weist eine Haltewelle-2-auf, von der beispielsweise die Verschlussblende --3-- und ein Filmschaltgreifer --4-- angetrieben werden. Das Antriebsmoment auf die Hauptwelle --2-- wird von einem Motor --5-- und einem Riemen --6-- übertragen. Da besonders im Falle eines Tonprojektors hohe Anforderungen an den Gleichlauf der Hauptwelle --2-gestellt sind, wird zur Übertragung des Antriebsmoments des Motors im häufigsten Fall ein Zahnriemen verwendet. Bekanntlich wird von dieser Hauptwelle die im Bereich der Tonaufzeichnungs- oder
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Wiedergabeeinrichtung angeordnete Tonwelle angetrieben.
Dadurch ist besonders bei dieser Art von
Riementrieben die Riemenspannung ein wesentlicher Faktor für den Gleichlauf im abgetriebenen Teil.
In der Fig. 2 wird eine sehr einfache Ausführungsvariante der Erfindung dargestellt, bei der die
Riemenspannung unabhängig von der Drehrichtung des Motors stets dieselbe bleibt. Das vom Motor --5-- angetriebene Riemenrad ist gemäss Fig. 2 mit --7-- bezeichnet. Der Riemen --6-- umfasst ein auf der
Hauptwelle-2-- sitzendes Riemenrad-8-. Die Riemenspannung wird von einer Spannrolle --9-- bestimmt, die mittels eines nicht dargestellten, die Achse --10-- der Spannrolle --9-- lagernden Trägers entlang einer ortsfesten Führung --11-- verschiebbar ist.
Wird das Riemenrad --7-- vom Motor --5-- im Uhrzeigersinn (Pfeil 12) angetrieben, dann wird durch das Antriebsmoment das-bezogen auf die Fig. 2-rechte Riementrum gespannt, während das linke
Riementrum --14-- lose ist. Da jedoch die Spannrolle --9-- einen grösseren Durchmesser hat als der
Abstand der Riementrümer --13, 14--, wird die Rolle --9-- durch das Antriebsmoment im Trum --13-- nach links in die in vollen Linien dargestellte Lage geschaltet.
Bei Änderung der Drehrichtung erfolgt im Prinzip der oben beschriebene Funktionsablauf, wobei das im Riementrum --14-- auftretende Moment eine Verschiebung der Spannrolle --9-- - bezogen auf
Fig. 2 - nach rechts - hervorruft (strichliert gezeichnete Lage).
Eine weitere Lösungsvariante mit zwischen den beiden Riementrümern --13, 14-- gelagerter
Spannrolle zeigt die Fig. 3. Bei diesem Riemenantrieb ist die Spannrolle --15-- auf einem Träger --16-- gelagert, der um eine Achse --17-- schwenkbar ist. Der Träger --16-- wird von einer Zugfeder-18- entweder in die mit vollen oder in die mit strichlierten Linien dargestellte Lage belastet. Der ortsfeste Lagerpunkt der Feder --18-- befindet sich, wie die Achse --17--, auf der gedachten Verbindungslinie für die Achsen der beiden Riemenrollen --7 und 8--.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es beim Umschalter der Drehrichtung wesentlich, dass das vom Riementrum --14-- auf die Spannrolle --15-- übermittelte Moment grösser ist, als die von der Zugfeder - ausgeübte Spannkraft. Ausserdem muss bei gespanntem Riementrum --14-- der Träger --16-- eine derartige Lage einnehmen, dass der Angriffspunkt der Zugfeder --18-- in dem Bereich liegt, in dem die Zugfeder-18-die Spannrolle in die strichliert gezeichnete Lage belastet, also über den Kippunkt hinaus.
Dieselbe Anforderung an die konstruktive Ausbildung der Spannrollenlagerung ist für die Ausführungsform gemäss Fig. 4 gefordert, wobei Teile gleicher Funktion mit demselben Bezugszeichen wie in der Fig. 3 versehen sind. Der einzige Unterschied liegt darin, dass der Träger --16'-- nicht eine einzige Spannrolle sondern zwei Spannrollen --15'und 15"-- lagert, wobei die Spannrolle --15'-- dem Riementrum --13--, die Spannrolle --15"-- dem Riementrum --14-- zugeordnet ist.
Die Fig. 5 zeigt eine Spannvorrichtung ohne Kippfeder, wobei der Abstand der beiden Spannrollen - 21, 22-grosser ist als der Abstand zwischen den beiden Riementrümern --13, 14--. Die Umschaltung der Spannrollen bzw. des Trägers erfolgt in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2.
Eine technisch vorteilhaftere Lösung zeigen die Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 6 bis 8. Der Vorteil ist besonders bei der Verwendung von Zahnriemen gegeben, da bei dieser Art von Riementrieb ein grosser Umschlingungswinkel der Riemenrolle wegen des Formschlusses zwischen Rolle und Riemen gefordert ist.
Die Fig. 6 zeigt einen durch Wirkung einer Kippfeder --23-- belasteten Träger --24-- für zwei Spannrollen --25, 26--. Die Lage des Angriffspunktes der Feder --23-- am Träger --24-- entspricht dem an Hand der Fig. 3 und 4 beschriebenen Prinzip, so dass wechselweise die Spannrolle --25-- mit dem Riementrum --14-- und die Spannrolle --26-- mit dem Riementrum --13-- beim Umschalten der Antriebsrichtung der Riemenrolle --7-- in Eingriff kommt. Die normal auf das Riementrum wirkende Komponente der Federkraft --23-- ist wieder schwächer bemessen als die beim Drehrichtungswechsel auftretende Spannkraft im jeweiligen Riementrum.
Die Spannvorrichtung gemäss Fig. 7 ist in der Funktionsweise vergleichbar mit der in Fig. 5 dargestellten Einrichtung mit dem Unterschied jedoch, dass der Träger --27-- für die Spannrollen --25', 26'-- entlang einer Stift-Schlitzführung --28-- verschiebbar ist, und dass die Spannrollen von aussen am Riemen --6-- anliegen. Für die Funktion dieser Anordnung ist es massgebend, dass der Abstand zwischen den beiden Spannrollenachsen abzüglich der halben Spannrollendurchmesser kleiner ist, als der Abstand der nicht gespannten Riementrümer --13 und 14--.
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Schliesslich zeigt die Fig. 8 ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel. Der Vorteil dieser
Anordnung gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsvarianten liegt einerseits in der Erzielung eines grossen Umschlingungswinkels der Riemenrollen durch den Riemen, in der platzsparenden Anordnung und vor allem in der Wartung. Die Spannrollen --30, 31-- sind auf je einem Träger --32, 33-- gelagert, die um eine gemeinsame, mit den Riemenräder --7, 8-- ortsfeste Achse --34-- verschwenkbar sind.
Die beiden Träger --32, 33-- sind von einer Schlingfeder --35-- gegeneinander belastet, so dass die Spannrollen --30, 31-- von beiden Seiten auf die Riementrümer --13, 14-- einwirken. Die in Fig. 8 dargestellte Lage der Spannrollen --30, 31-- entspricht der Antriebsrichtung im Uhrzeigersinn gemäss Pfeil --12--. Da im Betrieb der Vorrichtung Schwankungen im angetriebenen Riementrum --14-- oder bei umgekehrter Drehrichtung im Riementrum --13-- auftreten können, ist es zweckmässig, in der Lagerung der beiden Träger --32 und 33-- eine "leichte" Friktion anzuordnen.
Dadurch wird vermieden, dass bei kleinen Lageänderungen der Rolle --31-- die jeweils den Riemen spannende Rolle - im dargestellten Fall die Rolle - -30-- - die Bewegung mitmacht und die Spannung vermindern würde.
Die erfindungsgemässe Anordnung eignet sich nicht nur bei Kinogeräten oder bei Tonbandgeräten, sondern überall dort, wo eine möglichst getreue Momentenübertragung von einem angetriebenen Riemenrad auf ein weiteres Riemenrad gefordert ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Antriebseinrichtung für beide Drehrichtungen, mit einem mindestens zwei Riemenrollen umschliessenden Endlosriemen, vorzugsweise Zahnriemen, und mit mindestens einer, vorzugsweise mit zwei Spannrolle (n) für zwei verschiedene Riementrümer des Endlosriemens, welche Spannrolle (n) auf einem um eine, gegebenenfalls im Unendlichen befindliche Achse verschwenkbaren Träger gelagert ist (sind), wobei durch ein von der Drehrichtung abhängiges, selbsttätiges Verschwenken des Trägers jeweils das andere Riementrum mit einer auf dem Träger gelagerten Spannrolle in Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Verschwenken des Trägers (16, 16', 20,24, 27,32, 33) erforderliche, sich aus der Masse des Trägers, der Lagerreibung und gegebenenfalls auch aus einer die Spannrolle (9,15, 15',
22,26, 26', 30) gegen das eine Riementrum belastenden Federkraft ergebende Moment geringer bemessen ist, als das bei Änderung der Antriebsrichtung im angetriebenen Riementrum auftretende und auf den Träger wirkende Moment.
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The invention relates to a drive device for both directions of rotation, with at least two
Endless belts surrounding belt rollers, preferably toothed belts, and with at least one, preferably with two, tensioning roller (s), which are located on one around one, possibly at infinity
Axis pivotable carrier is (are) mounted.
From US Pat. No. 3,895,544 a belt drive in a cinema projector has become known, in which a belt roller driven by a motor and two belt rollers connected to film reels are enclosed by a belt without a profile. A belt tensioning mechanism mounted coaxially to the motor provides a pulley on which two tensioning rollers are mounted eccentrically, one of the rollers on each
Belt fits. When the direction of rotation is changed, the pulley is rotated via a friction clutch, with one tension pulley disengaging and the other tension pulley engaging the belt. This
The device has the disadvantage that the tensioning force of the belt depends only on the strength of the friction.
Due to the wear and tear with increasing service life of the device, the
Tension weakened, which is especially common with the aging and thereby stretching
Belt has a detrimental effect. Technically better, but also more complex in terms of construction
The solution is shown in US Pat. No. 3,857,633, where two tensioning rollers, depending on the direction of rotation, are brought into engagement with their respectively assigned belt section as a function of a mode switch.
Finally, from DE-OS 2046266 a device for switching the film winding direction in one
Cinema projector shown, in which the drive is switched to one of the two winding cores using the voltage generated when the direction of rotation of the main shaft is changed. However, no actual tensioning element is provided for the belts.
Rather, the belt length determined by the rollers and thereby the tension in the belt is not changed, since the mutual center distance of the two rollers remains constant even when the carrier supporting the rollers is moved when the direction of rotation is switched.
The invention is based on the object of creating a tensioning device for belt drives which, regardless of the service life of the drive, always tensions the belt with approximately the same force and automatically comes into engagement with the loose belt section when the drive direction changes.
According to the invention, this is achieved in that the torque required for pivoting the carrier, resulting from the mass of the carrier, the bearing friction and possibly also from a spring force loading the tension roller against the belt section, is less than that when the drive direction changes in the driven belt section occurring and acting on the carrier moment.
The device according to the invention is particularly suitable for tensioning profile belts, for example toothed belts, especially with these belts, the tensioning force must have a defined and largely constant magnitude in order to ensure, on the one hand, the positive engagement of the belt with the likewise profiled belt pulley over the largest possible circumference , on the other hand, not to cause self-locking due to the toggle action of the drive due to excessive clamping force.
When the direction of rotation is switched, a moment occurs in the now driven belt section which is used to swivel away the tensioning pulley previously in engagement with this belt section and to tension the belt via the now loose belt section. This can be achieved by a single tension pulley, which can be brought into engagement with both belt segments, or with two separate tension pulleys. In addition, it is possible to provide a toggle spring which, in its two switching positions, keeps the tensioning roller or rollers in engagement with one belt section in each case.
Further advantages and features of the invention emerge from the description of the exemplary embodiments shown schematically in the drawings. 1 shows a cinema projector in which the device according to the invention can be used. FIGS. 2 to 7 show in schematic and simplified form exemplary embodiments, each with a different tensioning roller arrangement.
The cinema projector denoted by -l in FIG. 1 has a holding shaft-2-by which, for example, the shutter --3-- and a film switch gripper --4-- are driven. The drive torque on the main shaft --2-- is transmitted by a motor --5-- and a belt --6--. Since, especially in the case of a sound projector, there are high demands on the synchronization of the main shaft --2-, a toothed belt is most often used to transmit the drive torque of the motor. It is known that this main wave is used in the field of sound recording or
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Playback device arranged capstan driven.
This is special with this type of
Belt drive belt tension is an essential factor for synchronism in the driven part.
In Fig. 2, a very simple embodiment of the invention is shown in which the
Belt tension always remains the same regardless of the direction of rotation of the motor. The belt pulley driven by the motor --5-- is labeled --7-- according to Fig. 2. The strap --6-- includes one on the
Main shaft-2-- seated pulley-8-. The belt tension is determined by a tensioning roller --9--, which is displaceable along a stationary guide --11-- by means of a carrier (not shown) that supports the axis --10-- of the tensioning roller --9--.
If the belt pulley --7-- is driven clockwise by the motor --5-- (arrow 12), then the right belt section is tensioned by the drive torque in relation to Fig. 2, while the left belt section
Belt drum --14-- is loose. However, since the tensioning pulley --9-- has a larger diameter than the
Distance between the belt breakers --13, 14--, the pulley --9-- is switched to the left into the position shown in full lines by the drive torque in the strand --13--.
When the direction of rotation is changed, the functional sequence described above basically takes place, with the torque occurring in the belt section --14-- a shift of the tensioning roller --9-- - based on
Fig. 2 - to the right - causes (dashed line position).
Another variant of the solution with a bearing between the two belt fragments - 13, 14 -
Fig. 3 shows the tension pulley. In this belt drive, the tension pulley --15-- is mounted on a support --16-- which can be pivoted about an axis --17--. The carrier -16- is loaded by a tension spring -18- either in the position shown with full or in the position shown with dashed lines. The fixed bearing point of the spring --18-- is, like the axis --17--, on the imaginary connecting line for the axes of the two belt pulleys --7 and 8--.
In this embodiment, when changing the direction of rotation, it is essential that the torque transmitted by the belt part --14-- to the tensioning roller --15-- is greater than the tensioning force exerted by the tension spring. In addition, when the belt section --14-- is tensioned, the carrier --16-- must be in such a position that the point of application of the tension spring --18-- is in the area in which the tension spring -18- the tensioning roller in the dashed line Position loaded, i.e. beyond the tipping point.
The same requirement for the structural design of the tension roller bearing is required for the embodiment according to FIG. 4, parts with the same function being provided with the same reference numerals as in FIG. The only difference is that the carrier --16 '- does not support a single tensioning pulley but two tensioning pulleys --15' and 15 "- with the tensioning pulley --15 '- the belt section --13--, the tensioning pulley --15 "- is assigned to the belt section --14--.
FIG. 5 shows a tensioning device without a tilt spring, the distance between the two tensioning rollers - 21, 22 - being greater than the distance between the two belt fragments - 13, 14 -. The changeover of the tension rollers or the carrier takes place in the same way as in the exemplary embodiment according to FIG. 2.
A technically more advantageous solution is shown by the embodiments according to FIGS. 6 to 8. The advantage is given particularly when using toothed belts, since this type of belt drive requires a large wrap angle of the belt pulley because of the positive fit between pulley and belt.
Fig. 6 shows a carrier --24-- loaded by the action of a toggle spring --23-- for two tensioning rollers --25, 26--. The position of the point of application of the spring --23-- on the carrier --24-- corresponds to the principle described with reference to Figs. 3 and 4, so that the tensioning pulley --25-- with the belt section --14-- and the tensioning roller --26-- comes into engagement with the belt section --13-- when changing the drive direction of the belt roller --7--. The component of the spring force that normally acts on the belt section --23 - is again weaker than the tension force that occurs when the direction of rotation is changed in the respective belt section.
The function of the tensioning device according to Fig. 7 is comparable to the device shown in Fig. 5 with the difference, however, that the carrier --27-- for the tensioning rollers --25 ', 26' - along a pin-slot guide - -28-- and that the tensioning rollers are in contact with the belt --6-- from the outside. For this arrangement to function, it is essential that the distance between the two tensioning roller axles minus half the tensioning roller diameter is smaller than the distance between the untensioned belt breakers --13 and 14--.
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Finally, FIG. 8 shows a particularly advantageous exemplary embodiment. The advantage of this
Arrangement in relation to the previously described design variants lies on the one hand in achieving a large angle of wrap of the belt rollers by the belt, in the space-saving arrangement and, above all, in maintenance. The tensioning rollers --30, 31-- are each mounted on a carrier --32, 33--, which can be pivoted about a common axis --34-- fixed with the belt wheels --7, 8--.
The two supports --32, 33-- are loaded against each other by a loop spring --35-- so that the tensioning rollers --30, 31-- act on the belt breakers --13, 14-- from both sides. The position of the tensioning rollers --30, 31-- shown in Fig. 8 corresponds to the clockwise drive direction according to arrow --12--. Since fluctuations in the driven belt section --14-- or in the opposite direction of rotation in the belt section --13-- can occur during operation of the device, it is advisable to have a "slight" friction in the mounting of the two carriers --32 and 33-- to arrange.
This avoids that with small changes in position of the roller --31-- the roller tensioning the belt - in the case shown, the roller - -30-- - joins the movement and would reduce the tension.
The arrangement according to the invention is not only suitable for cinema equipment or tape recorders, but also wherever the most accurate torque transmission possible from a driven pulley to another pulley is required.
PATENT CLAIMS:
1. Drive device for both directions of rotation, with an endless belt, preferably toothed belt, surrounding at least two belt rollers, and with at least one, preferably with two tensioning roller (s) for two different belt breakers of the endless belt, which tensioning roller (s) on one by one, possibly at infinity located axis is (are) mounted pivotable carrier, wherein by an automatic pivoting of the carrier dependent on the direction of rotation, the other belt part can be brought into engagement with a tensioning roller mounted on the carrier, characterized in that the pivoting of the carrier (16, 16 ', 20, 24, 27, 32, 33) required, resulting from the mass of the carrier, the bearing friction and possibly also from a tensioning roller (9, 15, 15',
22, 26, 26 ', 30) against the spring force resulting in a belt section is less than the torque that occurs when the drive direction is changed in the driven belt section and acts on the carrier.