Veistelleinrichtung an einer Riemenscheibe veränderlichen Durchmessers. Bei Riemenscheiben veränderlichen Durch messers ist es bekannt, die Verstellung des Durchmessers mittels eines mit der Riemen scheibe umlaufenden Elektromotors zu be wirken. Bei einer bekannten Ausführung einer solchen Verstellvorrichtung ist die Drehachse des Motors exzentrisch zur Achse der Riemen scheibe angeordnet, wodurch bei rasch um laufenden Riemenscheiben eine beträchtliche Unwucht entsteht; zugleich beansprucht ein in dieser Weise angeordneter Motor unver hältnismässig viel Platz.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung dieser bekannten Ausführungen. Sie hat eine Verstelleinriehtung an einer Riemenscheibe veränderlichen Durchmessers zum Gegenstand, bei der die Radkranzteile in radialen Führun gen des einen von zwei gleichachsig angeord neten, umlaufenden Körpern verschiebbar sind und in spiralförmige Führungen des andern Körpers eingreifen, wobei beide Kör per zur Veränderung des Durchmessers der Riemenscheibe in bezug aufeinander durch einen mitumlaufenden Elektromotor verdreh bar sind.
Erfindungsgemäss sind Rotor und Stator des Motors gleichachsig zu den beiden Körpern angeordnet und stehen mit je einem der letzteren in drehfester Verbindung; fer ner ist eine lösbare Stellvorrichtung vorge sehen, die bei ausgeschaltetem Motor beide Körper gegengegenseitige Verdrehung sichert.
Als Elektromotor kann mit Vorteil ein solcher mit quer zur Achse verlaufendem Polspalt verwendet werden. Letzterer kann z. B. rechtwinklig zur Achse stehen; in diesem Fall: liegt der Polspalt in einer Ebene. Solche an sich bekannte Motoren erzeugen neben dem Drehmoment auch einen Zug in axialer Richtung, der zum Lösen der Stellvorrichtung verwendet werden kann.
Ausführungis"beispiele des . Erfindungsge genstandes sind an Hand der Zeichnung nachfolgend erläutert. In dieser zeigen: Fig.l einen axialen Schnitt durch eine erste Ausführungsform, Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie II II in Fig.1 und die Fig. 3 und 4 Axialschnitte durch zwei weitere Ausführungsformen..
Es bezeichnet 1 die die Riemenscheibe tragende und mit der Büchse 25 verkeilte Welle 1. 2 sind die Scheiben mit den Nuten 22, die in Gestalt einer Spirale geformt sind. Diese Scheiben sind in zwei scheibenförmigen Gehäuseteilen 18, 18' drehbar gelagert. Diese beiden Teile sind mit der Hülse 25 fest ver bunden. 3 sind segmentartige Körper, deren mit Zähnen 23 versehene Enden einerseits in die spiralförmigen Nuten 22 der Scheiben 2 eingreifen und anderseits in radial gerich teten Führungen 4 von zwei zu diesen Schei ben koaxialen, am Teil 18 bzw. 18' befestig ten .Scheiben 31 geführt sind.
Die elektro motorische Verstelleinrichtung des Antriebes besteht aus dem die Wicklung 26 tragenden, zu den Scheiben 2 und 31 koaxialen Stator 5 eines Elektromotors, dem ebenfalls zu diesen Scheiben koaxialen Rotor 6, der in einem Blechkörper 27 die radial gerichteten Anker stäbe 28 trägt und mittels eines an ihm fest angeordneten Zapfens 24 drehbar im Teil 18 gelagert ist, und dem Vorlegegetriebe mit. den Zahnrädern 13, 14, 15 und 16, die mit den Verzahnungen 15' und 16' der Scheiben 2 in Verbindung stehen. Dreiphasiger Wechsel strom wird der Wicklung 26 des Verstell motors durch die Schleifringe 19 über nicht gezeichnete, feststehende Bürsten zugeführt.
Die spiralförmigen Nuten 22 der Scheiben 2 haben trapezförmigen Querschnitt. Von den beiden Scheiben ist die in der Fig.1 obere Scheibe um das kleine Mass des bei leicht gängigen Gewinden üblichen Längsspiels axial verschiebbar angeordnet, damit bei Verstel lung der Scheibe 2 in oder entgegen der Dreh richtung des Antriebes die segmentartigen Körper 3 mit ihren Zähnen 23 leichter in den Nuten 22 der Scheiben 2 gleiten können.
Diese kleine axiale Verschiebung der einen Scheibe, die lediglich dazu notwendig ist, die Klemmreibung der Verzahnung 22, 23 bei der Verstellung der Segmentkörper 3 aufzuheben, wird von der Verstelleinrichtung selbst da durch besorgt, dass der Polspalt zwischen dem Stator 5 und dem Rotor 6 in einer zur Welle 1 rechtwinklig stehenden Ebene liegt, wo durch zu Beginn der Verstell-Verdrehung des Rotors auf diesen eine axiale Schubkompo nente ausgeübt wird.
Die Axialbewegung des Rotors 6 wird über die Büchse 11 auf Hebel 7 übertragen, die ihrerseits Bolzen 9 anheben, die an einer Druckplatte 21 befestigt sind. Die Büchse 11 steht unter dem Einfluss der Feder 12, die bestrebt ist,. den Rotor 6 an den Rei bungsanschlag 8 zu drücken und dadurch den Rotor mit dem Gehäuseteil 18 und dem Stator 5 zu kuppeln. Die am Gehäuse 18 angreifen den Federn 10 dienen dazu, die Platte 21 bei stromlosem Motor gegen die obere Scheibe 2 zu drücken und dadurch die Segmente 3 zwischen beiden Scheiben 2 festzuklemmen.
Die Wirkungsweise ist so, dass bei einge schaltetem Motor die von ihrem Festhalte druck befreite obere Scheibe 2 durch Drehen des Rotors gegenüber dem Stator über den Zapfen 24 und das Zahnradgetriebe 13, 14,15 und 16 gegenüber dem Gehäuseteil 18 ge dreht wird. Im gleichen Drehsinn verstellt sieh dann auch die zweite Scheibe 2, da beide Scheiben durch die Zahnräder 15 und 16, die auf derselben Welle 20 sitzen, miteinandei- gekuppelt sind.
Durch die gemeinsame Dre hung der beiden Scheiben 2 verschieben sieh die spiralförmigen, an den einander zugekehr ten Seiten der Scheiben 2 angeordneten Nu tdn 22 gegenüber den Zähnen 23 der segment- artigen Körper 3, die in ihren Führungen 4 nur in radialer Richtung ausweichen können, und bringen die einzelnen Segmentkörper in eine einem kleineren Durchmesser entspre chende engere Lage zueinander oder in eine einem grösseren Durchmesser entsprechende Lage. Die Segmentkörper sind mit. Keilnuten versehen, in welche die Keilriemen 17 ein greifen.
Bei eng aneinanderliegenden Segment körpern bilden diese eine in sich geschlossene Riemenscheibe kleinen Durchmessers, während bei gegen den Umfang der Gehäuseteile 18 und 18' verschobenen Segmentkörpern diese eine Riemenscheibe grossen Durchmessers bil den. Ist nun beispielsweise die Riemenscheibe über die Welle 1 mit. einem Motor gekuppelt, so kann sie zusammen mit einer zweiten, bei spielsweise an einer Werkzeugmaschine ange brachten und gemäss der Erfindung ausgebil deten Riemenscheibe ein Getriebe von verän derlicher Übersetzung bilden.
Alsdann können diese zwei verstellbaren Riemenscheiben in entgegengesetztem Sinne verstellt werden, wodurch eine relativ grosse Übersetzungsver- änderung erzielt werden kann. Es könnte aber auch die eine der beiden Riemenscheiben ein fach als Spannrolle ausgebildet sein und nur die andere Riemenscheibe einen veränderli chen Durchmesser besitzen.
Die Riemenscheibe nach Fig. 3 weist eben falls eine mit der Welle 1 fest verbundene und die beiden Gehäuseteile 18, 18' antrei bende Büehse 25 auf. An den beiden Ge häuseteilen sind einander gegenüberstehend die zwei ringförmigen Scheiben 31 befestigt. in denen radialgerichtete und als Führungen für die Randkranzteile 3 dienende Schlitze 4 angeordnet sind. Die mit spiralförmigen Nu ten 22 versehenen Scheiben 2 sind in. den Teilen 18, 31 und 18', 31' drehbar gelagert und an ihrem innern Umfang mit einer Ver zahnung 16' versehen, in die je ein auf der Büehse 32 gebildeten Zahnkranz eingreift.
Die Büchse 32, die auf der Büchse 25 mittels der Nadellager 33 drehbar gelagert ist, trägt an ihrem in Fig.3 linken Ende eine Innenver zahnung 34, in die das auf der Büchse 35 drehbar gelagerte Zahnrad 36 eingreift; die Büchse 35 dient als Distanzstück zwischen dem Gehäuseteil 18 und der damit durch Bolzen 37 verbundenen Büchse 25.
Gleichachsig zu der Welle 1 ist der Zap fen 38 angeordnet, der von zwei im Gehäuse teil 18 und in dem mit diesem verbundenen Schild 39 angeordneten Lagern getragen wird. Während das rechte Ende dieser Welle als Ritzel 41 ausgebildet ist, das in das Zahnrad 36 eingreift, ist auf dem mittleren Teile der Welle eine den Rotor 42 tragende Scheibe 43 fest aufgekeilt. Die Scheibe 43 trägt den einen Ring eines Kugelspurlagers 44, dessen anderer Ring am Schild 39 undrehbar, aber axial ver- sehiebbar befestigt ist und unter dem Druck der Federn 45 steht.
Dadurch wird bei strom losem Motor die den Rotor tragende Scheibe 4i-) stets gegen im Gehäuseteil 18 verschieb bar gelagerte Zapfen 46 gedrückt, die ihrer seits auf der in Fig. 3 linken Scheibe 2 auf liegen. Diese Scheibe ist in axialer Richtung mit geringem Spiel ausgestattet, wodurch sich der Druck der Federn 45 auf die segment- förmigen Radkranzteile 3 überträgt und diese in den Nuten 22 der beiden Scheiben 2 fest klemmt.
Der Motor zur Verstellung der Scheibe 43 in bezug auf den Gehäuseteil 18 ist in der gleichen Weise wie bei der Ausführung nach Fig.1 als Kurzschlussankermotor mit ebenem Polspalt ausgebildet, wobei der Rotor mit. Ankerstäben 28 versehen ist und der am Sehild 39 befestigte Stator die Wicklung 26 trägt. Auf einem axial nach aussen vorsprin genden Kragen des Schildes 39 sind die für die Stromzuführung zur Wicklung 26 not- wendigen Schleifringe 47 angebracht.
Bei Einschaltung des Motorstromes erzeugt dieser nicht nur ein Drehmoment, das den Rotor 42 gegenüber dem Stator zu verdrehen sucht, sondern es- entsteht auch eine Zugkraft zwi schen Stator und Rotor, durch die letzterer entgegen der Wirkung der Federn 45 vom Gehäuseteil 18 weggezogen wird. Dadurch wird die Klemmung der Radkranzteile 3 zwi schen den beiden Scheiben 2 aufgehoben und eine Verstellung des Durchmessers der Rie menscheibe ermöglicht. Je nach der Drehrich tung des Rotors in bezug auf den Stator werden die Radkranzteile 3 -und die auf ihnen aufliegenden Keilriemen 17 nach innen oder aussen verstellt.
Bei der Ausführungsform nach Fig.4 ist wiederum eine Büchse 51 mit einer Welle 1. undrehbar verbunden. Am rechten Ende der Büchse 51 ist der Gehäuseteil 18' in nicht näher dargestellter Weise befestigt, und auf ihr linkes Ende ist der Schild 53 aufgekeilt, an dem ein zweiter Gehäuseteil 18 ange schraubt ist.
An den einander zugewandten Seiten der beiden Gehäuseteile ist je eine ringförmige Scheibe 31 bzw. 31' angeordnet, die mit radialgerichteten Schlitzen 4 versehen sind, durch welche die Enden der Radkranz teile 3 hindurchgreifen. In jedem der beiden durch einen Gehäuseteil 18 bzw. 18' und eine Scheibe<B>31-</B> bzw.
31' gebildeten Gehäuse ist eine mit spiralförmigen Nuten 22 versehene Scheibe 2 drehbar gelagert, in welche Nuten 22 die Zähne 23 der Radkranzteile 3 eingrei- fei. An ihrem innern Umfang sind die Sehei- bei 2 mit einem Zahnkranz versehen, der in einen entsprechenden, an der Büchse 54 vorgesehenen Zahnkranz 50 eingreift. Die Scheiben 2 sind in dieser Weise undreh- bar mit der Büchse 54 verbunden, kön nen jedoch in axialer Richtung gegenüber der letzteren um kleine Beträge verschöben wer den.
Zur Verdrehung der Scheiben 2 bezüg lich der Gehäuseteile 18 und 18' ist die Büchse 54 auf der Büchse 51 mittels der Nadellager 55 drehbar gelagert und trägt an ihrem in der Fig. 4 rechten Ende ein in eine Ausnehmiing 56 im Gehäuseteil. <B>18'</B> ein, greifendes Rad 57 mit Innenverzahnung. Ein am Gehäuseteil 18' mittels des Bolzens 59 drehbar gelagertes Stirnrad 58 greift sowohl in die Innenverzahnung des Rades 57 als auch in einen Zahnkranz 61 ein.
Dieser letz tere ist auf einer zur Welle 1 gleichachsigen Welle 62 ausgebildet, die sowohl in der Büchse 51 als auch im Gehäuse 63 eines Elek tromotors auf Kugellagern 64 drehbar ge lagert ist. Das am Gehäuseteil 18' ange schraubte Gehäuse 63 trägt. den geblechten Stator 65 mit der Dreiphasenwicklung 66 und steht dem ebenfalls geblechten, auf der Welle 62 aufgekeilten Kurzschlussläufer 69 mit den Ankerstäben 68 gegenüber.
Die Stromzufüh rung zur Wicklung 66 erfolgt über die auf das Gehäuse 63 aufgesetzten Schleifringe 71.
Eine Stellvorrichtung zur Verhinderung der Drehung der Teile 2 in ihren Gehäusen ist im Schild 53 untergebracht. Auf das linke Ende der Büchse 54 ist die Scheibe 72 auf gekeilt. Sie trägt an ihrem Umfang den einen Ring eines Kugelspurlagers 73, dessen anderer Ring am Schild 53 undrehbar aber axial ver schiebbar befestigt ist und unter dem Ein fluss von am Schild 53 angreifenden Schrau benfedern 74 steht. In Bohrungen im Gehäuse teil 18 sind Bolzen 75 verschiebbar unterge bracht, die einerseits an der Scheibe 72 und anderseits an der in Fig. 4 linken Seheibe 2 anliegen.
Durch die Bolzen 75 wird der Druck der Federn 74 auf diese Scheibe übertragen, die sich leicht axial nach rechts verschiebt und dadurch die Radkranzteile 3 in den Nu ten 22 beider Scheiben 2 festklemmt. Soll der Durchmesser der Riemenscheibe verändert werden, so muss vorerst diese Blockierung be seitigt werden. Hierzu dient der am Schild 53 befestigte Topfmagnet 76, der sich in unmit telbarer Nähe der Scheibe 72 befindet und zu dessen Erregung die an zwei der Schleif ringe 71 angeschlossene Wicklung 77 dient.
Bei Anschaltung der Magnetwicklung 77 und der Motorwicklung 66 an eine Wechselstrom quelle zieht. der Magnet die Scheibe 72 nach links, wodurch die von den Federn 74 be wirkte Klemmung der Radkranzteile 3 zwi schen den Scheiben 2 aufgehoben wird, und der Läufer 69 beginnt sich relativ zum Stator 65 zu drehen. Diese Drehung wird über die Welle 62 und das Getriebe 57, 58, 61 auf die Büchse 54 und damit auf die beiden Seheiben 2 übertragen, die ihrerseits die Verschiebung der Radkranzteile 3 und der auf ihnen auf liegenden Keilriemen 17 bewirken.
Nach er folgter Verstellung werden die Motorwicklung 66 und die Magnetwicklung 77 wieder ausge- sehaltet; die dabei wieder zur Wirkung kom menden Federn 74 verschieben die Scheibe 72 nach rechts und drücken sie dabei über die Reibscheibe 78 an den Gehäuseteil 18, wo durch eine beschleunigte Abbremsung des 31o- kn erreicht wird.
An Stelle der in der Zeichnung darge stellten Nuten 22 von trapezförmiger Form können natürlich auch irgendwelche andern Profile verwendet werden, mit denen die er wähnte Klemmwirkung auf die Radkranzteile ausgeübt werden kann. Dabei könnte diese Klemmwirkung, anstatt, wie dargestellt, an zwei Scheiben, an nur einer einzigen Scheibe erzeugt werden.