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Riemscheibe veränderbaren Durchmessers.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Riemscheibe, die wesentlich einen aus mehreren ineinanderschiebbaren Gruppen von Segmenten gebildeten, genau kreisrunden Laufmantel besitzt, wobei die Segmente zu einer Scheibe von wechselndem Durchmesser zwangläufig eingestellt werden können, um eine Bewegungsübertragung von verschiedenen Geschwindigkeiten zu ermöglichen.
Der Erfindung gemäss sind zwischen zwei miteinander verbundenen, mit radialen Schlitzen versehenen Stirnseiten in diesen mittels Rollen gleitende, den Laufmantel bildende Segmente in Gruppen so angeordnet, dass beim kleinsten Durchmesser der Scheibe innerhalb der äussersten Gruppe die anderen Gruppen gelagert sind. Beim wachsenden Durchmesser treten immer die Segmente der nächsten Gruppe zwischen die sich voneinander entfernenden Segmente der äusseren Gruppe, und auf diese Weise wird stets ein geschlossener Laufmantel gebildet. Die Segmente sind mit radialen Armen versehen und werden mittels sternförmig zusammengebauter radialer, konische Abstufungen und Führungsnuten aufweisender Rippen, welche unter die Segmente durch die Schlitze der Scheibenstirnseiten eindringen, auf verschiedene Durchmesser eingestellt.
Zwecks gerader Führung und leichter Bewegung der Segmente innerhalb der Scheibenwände sind die Arme der Segmente mit Rollen versehen, die sich längs der Schlitze an den Seitenwänden führen und ein Ecken der Segmente verhindern. Die Segmente der innersten Gruppe sind aus einem Stück mit den Armen hergestellt und ihre Krümmung' entspricht, der Bogenform des Kreises vom grössten Durchmesser.
Die übrigen Segmente sind aus federndem Material hergestellt, damit ihre Krümmung bei wachsendem Durchmesser der entsprechenden Kreisbogenform angepasst werden kann, und werden nach ausser oder nach innen radial verschoben. Wenn die Segmente so zusammen- geschoben sind, dass sie eine Scheibe vom kleinsten Durchmesser bilden, so wird deren Laufmantel nur von der äussersten Segmentgruppe gebildet ; alle anderen sind innerhalb derselben gruppenförmig im Kreise zusammengelegt, und'zwar für jeden gewünschten Durchmesser eine Gruppe.
Jeder der Segmentarme ist mit einem der Länge nach verlaufenden Schlitz versehen, in welchen eine der um die Riemscheibenwelle sternförmig angeordneten Rippen eingreift, und besitzt eine in diesem Schlitze gelagerte Rolle* Diese führt sich in einer in jeder Rippe ausgesparten, geneigten Führungsnut, die für jeden gewünschten Scheibendurchmesser einmal oder zweimal abgestuft ist. Die Führungsnuten aller Arme besitzen beinahe die gleiche Neigung ; jene einer und derselben Gruppe reichen bis zur Abstufung in genau derselben bezüglichen Entfernung von der Mitte. Die Rippen sind ebenfalls in Gruppen ; eine jede derselben entspricht einer Gruppe von Segmenten, und die Gruppe für die äussersten
Segmente besitzt eine verschiedenartige Neigung, so dass die Segmente der Scheibe von grösstem Durchmesser nicht gleichzeitig, sondern nacheinander in ihre Stellung einfallen.
Jedes der Segmente der äussersten Gruppe besitzt an seiner Innenseite an jedem Ende einen Bolzen und jedes der Segmente der innersten Gruppe hat einen kammartigen Ein- schnitt zwecks Betätigung der federnden Enden der vorerwähnten Segmente, um den Enden der nächstinneren Segmente freie Bahn zu schaffen und deren Eingriff mit den federnden
Enden zu einem genauen Kreisrund zu ermöglichen.
In den Segmenten der angrenzenden Gruppen sind Schlitze ausgespart, damit die
Bolzen durchgeführt werden können, und in den Segmenten der innersten Gruppe sind ebenfalls Schlitze vorgesehen, damit die Bolzenenden nebeneinander durchgehen und in der zusammengedrängtesten Lage unbehindert ruhen können.
Die durch die Schlitze der Scheibenstirnseiten geführten Rippen sind an ihren beiden
Enden an Hülsen o. dgl. befestigt, so dass sie einen auf der Welle verschiebbaren Schaft bilden, der durch einen Stellhebel betätigt werden kann.
Um die Zentrifugalkraft der Segmente bei Drehung der Scheibe auszubalancieren, steht der Schaft unter Einfluss von Federkraft.
Diese Riemscheiben werden gewöhnlich paarweise gegenseitig angeordnet und gleich- zeitig betätigt, so dass, wenn der Durchmesser der einen erweitert wird, jener der anderen eine dementsprechende. Verkleinerung erfährt. Die Betätigung kann durch einen gegabelten
Hebel entweder von Hand aus oder mechanisch vor sich gehen.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand dargestellt, und zwar ist Fig i eine schaubildliche Ansicht eines Riemscheibenpaares nach der Erfindung in gegenseitiger Beziehung zueinander stehend, jedoch mit entblössten Teilen. Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer Riemscheibe für drei Geschwindigkeiten, auf den kleinsten Durchmesser eingestellt, ohne Betätigungsvorrichtung, jedoch mit punktiert angedeuteten Schutzhauben. Fig. 3 ist ein Längsschnitt der Scheibenstirnseiten, Fig. 4 ein Querschnitt der Scheibe für drei Geschwindigkeiten und zeigt die Stellung der Teile bei Einstellung auf den grössten Durchmesser in vollen Linien, auf den mittleren in strichpunktierten und auf den keinsten mit punktierten Linien.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen einen Teil der Segmente im grösseren Massstabe bei ihrer Einstellung, und zwar in Fig. 5 auf den kleinsten Durchmesser, in Fig. 6 im Übergang zum mittleren, in Fig. 7 bei Einstellung auf den mittleren und in Fig. 8 auf den grössten
Durchmesser. Die Fig. 9 und 10 stellen die Anordnung der Rippen und der Stirnseitenschlitze in noch grösserem Massstabe dar. Die Fig. II, I2 und 13 sind schaubildliche Ansichten der Teile der äusseren, mittleren und inneren Segmente in vergrössertem Massstabe und Fig. 11 a, o I2 a und I3 a Ansichten der zugehörigen Rippen. Fig. 14 ist eine Ansicht in noch grösserem Massstabe, darstellend die Enden aller Rippen aufeinandergelegt.
Die Segmente der dritten oder äussersten Gruppe besitzen Köpfe 14 aus federndem
Metall, die, zusammengeschoben, die Scheibe von kleinstem Durchmesser bilden (Fig. 4) und bei deren Erweiterung zum grösseren Durchmesser einen Teil ihres Laufmantels ausmachen (Fig. 7 und 8). Diese federnden Segmentköpfe 14 tragen auf ihrer Innenseite Bolzen 15, sind vorteilhaft zweiteilig und besitzen einen Arm 16, der zu zwei radialen Flanschen 17 ausgebildet ist, welch letztere unter Einfügung einer Einlage 18 miteinander so zusammen- genietet sind, dass zwischen ihnen ein freier Raum 19 entsteht.
Die Segmente der zweiten Gruppe haben ebenfalls Köpfe aus federndem Metall und legen sich bei Einstellung der Scheibe auf den kleinsten Durchmesser knapp innerhalb der
Köpfe 14 an diese an. Jeder zweite Segmentkopf 20 ist vorteilhaft eine bogenförmige, auf den Arm 21 angeschraubte Feder. Der Arm 21 besteht aus zwei Seitenteilen 23 mit Ein- lage 22, die zwischen den ersteren einen Raum 24 freilässt. Die Köpfe 21 besitzen an jedem ihrer Enden Schlitze 53, durch welche die Bolzen 15 nach innen vorragen können.
Die innersten Segmente haben feste Köpfe 25, die mit dem mit einem Längsschlitz 27 versehenen Arme 26 vorteilhaft aus einem Stück hergestellt sind.
Jeder der Segmentköpfe 25 ist an einem Ende mit fingerartig ausgebildeten Vorsprüngen 28 versehen, welche in zusammengeschobener Stellung in ähnliche Vorsprünge 28 des angrenzenden Segmentkopfes 25 eingreifen und freie Bewegung der Segmente bei deren Verschiebung ermöglichen. Ferner hat jedes dieser Segmente vertiefte wulstartige Kämme 31, die, mit den Enden der Bolzen 15 in Berührung kommend, die federnden Segmente 14 nach aussen pressen, so dass die Segmentköpfe 20 bei den Enden der Segmente 14 vorübergehen (Fig. 6), um sodann in diese einzufallen (Fig. 7).
Alle Segmente sind zwischen zwei Scheiben angeordnet, welche die Riemscheibenstirnseiten 32 bilden, deren eine mit einer auf der Welle 33 aufgekeilten, langen Nabe 54 versehen ist, während die zweite mittels Schrauben 55 zur ersten verschraubt und das Ganze'mittels Versteifungsschrauben 56 zusammengehalten ist. Die Segmentarme tragen in den vorspringenden Teilen Rollen 57, die sich innerhalb der Stirn eitenschlitze 36 führen, und an jeder Seite zwei Klammern mit je einem Paar Führungsrollen 47, die innerhalb der Stirnseiten 32 gleiten. Innerhalb der Aussparung trägt ferner jeder dieser Arme eine Führungsrolle 46. Die Schlitze 36 können, wie gezeichnet, regelmässig im Kreise angeordnet sein ; wenn jedoch die Riemscheibe mehr als dreimal ihre Grösse ändern soll, können sie der Anzahl und Grösse der Segmente entsprechend verteilt werden.
Die radialen Rippen 37, deren jede für ein Segment vorgesehen ist, sind durch die
Schlitze 36 durchgeführt und an ihren Enden mit Gleithülsen 38 und 39 verbunden. Diese können vermittelst eines Gabelhebels 40 durch einen von Hand aus oder anders einzustellenden Hebel 42 a betätigt werden. Jede Rippe 37 besitzt einen ausgesparten geneigten Führungsschlitz 4'2, welcher die Stufen 43, 44, 44 a und 45 verbindet. Eine jede der Rollen. 46 der Segmentarme führt sich innerhalb des zugehörigen Schlitzes 42. Die
Stufen 43, 44, 44a und 45 sind mit Bezug auf die Rollen 46 und die Länge der Segmentarme jeder Gruppe so angeordnet, dass jedes Segment auf diesen Stufen in seine gewünschte
Stellung springt, sobald jede der wechselnden Glössen der Scheibe. erreicht ist.
Deshalb sind die Stufen 43 aller Schlitze 42 vom gleichen Halbmesser, wogegen für den nächst grösseren Durchmesser der Scheibe die für die Segmente 14 vorgesehenen Stufen 44 einen kleineren
Halbmesser haben, als jene Stufen 44, die den Segmenten 20 und 25 zugehören. Für die
Segmente 14 ist in den Führungsnuten 42 der Rippen 37 noch eine weitere Stufe 44 a vorgesehen, damit diese Segmente zweimal spielen und geräuschlos in ihre Stellung gelangen können. Beim äussersten Scheibendurchmesser sind die Stufen 45 für alle Gruppen vom
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Hülsen Verwendung finden. :.
Die Stellung der Rippen 37 ; bei welcher diese mit ihren Stufen 43 vom kleinsten Halbmesser die Segmente angreifen, entspricht der Scheibe mit kleinstem Durchmesser. -. In dieser, Stellung sind die Segmente in Gruppen zusammengeschoben (Fig. 4 und 5). Bei einer Längsverschiebung der Rippen 37 wird jedes der Segmente mittels seiner in dem geneigten Schlitz 42 steigenden Rolle 46 nach auswärts gedrückt. Während dieser Bewegung kommen die Kämme 31. der Segmente 26 in Berührung mit den Bolzen M, pressen die Enden der Segmente 14 nach aussen, machen den Enden der Segmente 20 freien Weg und gestatten sodann die Schliessung der Segmente 14 (Fig. 6 und 7).
Umgekehrt werden bei Zusammenziehung der Riemscheibe mittels der Kämme 31 und Bolzen die Enden der
Segmente 14 und 20 freigemacht und die Einschiebung der letzteren unter die ersteren ermöglicht. Die Rollen 46 der äusseren Segmente JM erreichen ihre Stufe 44 in den Rippen 37 und bleiben hier stehen, während die'Rollen der zwei inneren Gruppen der Segmente 20 und 26 weitergehen, bis auch sie ihre. Stufe 44 erreicht haben, worauf die Segmente 20 bis zur Stufe 44 a fortgleiten, und sich leicht zwischen die Segmente 14 einlegen. Bei weiterer gleicher Bewegung der Rippen 37 werden alle Segmente noch weiter aus dem Mittel gedrückt, bis die Rollen 46 der Segmente.
M und 20 ihre äusserste Stufe 45 erreichen, worauf sie stehen bleiben, wäshrend sich die innersten Segmente 25 weiter auswärts bewegen, bis sie nacheinander zwischen die Segmente 14 und 20 treten, wobei sie die Enden der letzteren (14 und 20) mit ihren Einschnitten nach auswärts biegen und so eine richtige Kreisbahn bilden (Fig. 8).
Bei der Bewegung der Rippen 37 im verkehrten Sinne geht die Tätigkeit umgekehrt und die Segmente werden nach und nach zu kleineren Durchmessern zusammengezogen.
Die Riemscheiben werden gewöhnlich paarweise verwendet, wie in Fig. i angedeutet ist, jede mit'einem Gabelhebel 40 versehen und durch eine Verbindungsstange 41 gekuppelt ; die beispielsweise mittels eines Handhebels 42 a am Quadranten eingestellt werden kann, und zwar auf solche Weise, dass, wenn die eine Scheibe im Durchmesser vermehrt wird, die andere ihren Durchmesser erweitert und der Riemen die gleiche Spannung beibehält.
Es kann jedoch auch nur eine dieser Riemscheiben in Verbindung mit einer Spannrolle verwendet werden. Des ferneren kann die Betätigungsvorrichtung auch mit Rasten o. dgl.
'für die einzelnen Scheibendurchmesser versehen werden. Die Riemscheibe ist vorteilhaft beiderseits gänzlich gedeckt, z. B. durch eine feste Deckung auf der zu betätigenden Seite und eine drehbare Deckung auf der anderen Seite, wie es in Fig. 2 punktiert angedeutet ist.
Zur Überwindung der in den Segmenten, Rippen und der innerhalb der Führungs- schlitze befindlichen : Rollen auftretenden Fliehkräfte ist der die Rippen zusammenhaltende
Schaft mittels einer Spannfeder 54 (Fig. 2) belastet.
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