Verstellbare Keilriemenscheibe für Regelgetriebe Die Erfindung betrifft verstellbare Keilriemen scheiben für Regelgetriebe mit axialbeweglichen Keilflankenscheiben, die axial unter der Wirkung von an der Scheibenwelle sich abstützenden Federn stehen.
Bei den bekannten Keilriemenscheiben dieser Art sind die Keilflankenscheiben zur Übertragung des Drehmomentes über Kerbverzahnungen, Keilführun gen und dergleichen mit der Scheibenwelle verbun den. Diese zwischen der Scheibenwelle und den Flankenscheiben befindlichen Führungsorgane erfor dern besondere Arbeitsgänge bei der Getriebeher stellung. Zudem müssen die Führungsflächen genau bearbeitet sein, damit die Führungen bei wechseln der Last oder bei Drehsinnänderungen nicht vorzeitig zerstört werden.
Im Gegensatz zu den bekannten verstellbaren Keilriemenscheiben werden erfindungsgemäss nun mehr die Keilflankenscheiben drehelastisch über die axial auf sie wirkenden Federn mit der Scheiben welle verbunden. Es erübrigen sich somit die er wähnten Führungsorgane, und es können einfach zu bearbeitende, zylindrische Führungsflächen verwen det werden, da nunmehr die Umfangskräfte von den Federn aufgenommen werden, die gleichzeitig auch auf die Keilflankenscheiben wirken bzw. die Aaspres sung des Keilriemens bewirken.
Zudem ergibt sich bei der erfindungsgemässen Scheibe der wesentliche Vorteil, dass die Umfangs kräfte elastisch unter weitgehender Schonung der Ge triebeteile sowie der mit dem Getriebe zusammen arbeitenden Maschinen oder dgl. übertragen werden. Um Resonanzerscheinungen auszuschalten, ist es hierbei sehr vorteilhaft, eigengedämpfte Federn zum Anpressen des Keilriemens und zum übertragen des Drehmomentes zu wählen, und zwar vorzugsweise Gummihohlfedern, welche die Scheibenwelle um fassen und eine unmittelbare Verbindung zwischen den Keilflankenscheiben und der Welle bzw. einem hierauf angeordneten Widerlager herstellen.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 bis 3 je einen Axialschnitt durch je eine von drei verstellbaren Keilriemenscheiben, und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
Die verstellbare Keilriemenscheibe besteht im wesentlichen aus der Welle 1, den beiden axial hier auf verschiebbar gelagerten Keilflankenscheiben 2, zwischen denen der Keilriemen 3 angeordnet ist, und den Gummihohlfedern 4, die sich an einem Wider lager 5 abstützen und axial auf die Scheiben 2 wirken.
Die Gummihohlfedern 4 sind nach den beiden Beispielen gemäss Fig. 1 und 2 nach Art eines abge stumpften kegeligen Hohlkörpers gestaltet und greifen mit ihren im Durchmesser grösseren Rand an .den Scheiben 2 an. Die Ränder der Federn 4 werden fest mit den Scheiben 2 und den Widerlagern 5 verbunden, so dass sie in der Lage sind, die vom Riemen 3 auf die Welle 1 oder umgekehrt über tragenen Umfangskräfte drehelastisch weiterzuleiten, wobei die Federn auf Verdrehung beansprucht wer den. Die Federn 4 dienen gleichzeitig zum Erzielen der zwischen den Scheiben 2 und dem Riemen 3 erforderlichen Aaspressung.
Um bei weitest geöffneter Scheibe schon einen gewissen Pressdruck zu erhalten, werden die Federn 4 mit gewisser Vorspannung ein gebaut, und zwar werden sie axial vorgespannt. Die noch unverformten Federn sind mit 4a bezeichnet. Zum Zwecke der Drehzahlregelung können die Schei ben 2 axial bewegt werden, wobei z.
B. die rechte Scheibe in die gestrichelt dargestellte Stellung 2' be wegt werden kann, in der die Feder 4 rinnenförmig gebogen ist. Die Befestigung der Ränder der Federn 4 kann gemäss Fig. 1 erfolgen durch Spannringe 6 und 7, die beim Anziehen der zugehörigen -Verschraubung die Ränder der Feder 4 durch Verklemmen fixieren.
Gemäss Ag. 2 können die Widerlager 5 und die Scheiben 2 mit Ringnuten 8 versehen sein, in denen die mit Vorteil verdickten Ränder der Federn 4 formschlüssig gehalten sind. Zweckmässigerweise wer den die Querschnitte der verdickten Ränder und der Nuten 8 so gehalten, dass sich die Ränder der Fe dern 4 beim Einführen in die Nuten 8 elastisch ver formen und sich hier durch Vorspannung halten.
Die Welle 1 besitzt eine zylindrische Aussen fläche 9. Die Scheiben 2 sind mit einer entsprechen den Bohrung versehen und mit Lauf- oder Gleitsitz auf der Welle 1 gelagert.
Beim dritten Beispiel nach Fig. 3 und 4 besitzen die Gummihohlfedern 4 eine im wesentlichen zylin drische Aussenfläche 10, die um ein geringes Mass nach aussen duschgewölbt ist. Die Innenflächen 11 der Federn 4 sind hingegen nach aussen gewölbt; sie werden von Kegelflächen gebildet, können aber auch von einer gleichmässig nach aussen duschgewölbten, gekrümmten Linie begrenzt sein. Durch die Flächen 10 und 11 erhält der von ihnen begrenzte Teil der Feder 4 in seinem Mittelteil eine geringere Stärke als an den Enden.
An den Federenden sind Schrägflächen 12 vor gesehen, und ihnen benachbart liegen senkrecht zur Welle 1 verlaufende Gegenflächen 13 der Scheiben 2 und der Widerlager 5. Darüber hinaus sind die Feder enden mit einer Verzahnung 14 versehen, die mit einer entsprechenden Verzahnung der Widerlager 5 und der Scheiben 2 korrespondiert. Bei Verwendung der Verzahnung 14 erübrigt sich eine Befestigung der Federenden durch besondere Klemmglieder. Die durch die Verzahnung bedingte formschlüssige Ver bindung wird hingegen noch verstärkt durch die Schrägflächen 15 an den Widerlagern 5 und den Scheiben z.
Bei axialer Belastung haben die Flächen 15 das Bestreben, die Pressung zwischen der Ver zahnung 14 und den benachbarten verzahnten Flä chen der Teile 2 und 5 zu erhöhen.
Etwa radial innerhalb der Abschrägungen 12 stützt sich die Feder 4 mit ringförmigen Wülsten 16 auf Aussenflächen der Widerlager 5 und der Schei ben 2 ab.
Beim Verstellen des Regelgetriebes, wenn also z. B. der Riemen 3 in die Stellung 3' übergeht, wer den mit beginnender Belastung die Federn 4 axial auf Druck beansprucht, wobei zunächst die Flächen 12 an den Gegenflächen 13 zur Anlage kommen. Nachdem dieses eingetreten ist oder im wesentlichen stattgefunden hat, baucht sich die Feder 4 aus und geht hierbei in die Stellung 4' über.
Da mit dem Verformen der Feder 4 in ihre am äussern Umfang gelegenen Schichten eine verhältnis mässig grosse Zerrspannung eingeleitet wird, kann die Feder zum Vermindern dieser Spannungen in ihrem Mittelteil mit einer Ringwulst 17 geringer Breite versehen sein.
Bei der Keilriemenscheibe nach Fig.3 und 4 kommen bei Axialbelastung der Gummihohlfeder 4',. also beim Verstellen der Keilflankenscheiben 2, zu nächst die an den Federenden befindlichen Abschrä- gungen 12 an den ihnen benachbarten Gegenflächen 13 zur Anlage, ohne dass der zwischen den Abschrä- gungen befindliche Federmittelteil im Sinne einer Durchmesservergrösserung verformt wird.
Erst wenn die Abschrägungen anschlagen, wird der Federmittel teil beansprucht und wölbt sich nach aussen aus. Diese Auswölbung wird mit Sicherheit durch das Vorhandensein des in seiner Stärke geringeren Feder mittelteils erzielt. Hierdurch wird bei möglichst grösster Einfederung und Belastung die Federdurch- messervergrösserung verhältnismässig klein gehalten, was vor allem mit Rücksicht auf die räumliche Un terbringung bzw. eine gedrängte Bauart günstig ist. Gerade bei solchen Anwendungen, bei denen eine metallische Schraubenfeder durch eine Gummifeder ersetzt werden soll, ist dies von grosser Bedeutung.
Es ist ferner von besonderer Wichtigkeit, dass bei einer Axialbelastung der Gummihohlfeder zunächst die an den Federenden vorgesehenen Abschrägungen 12 zum Anschlag gelangen, und erst dann, wenn diese Abschrägungen wenigstens zum grössten Teil zum Anschlag gekommen sind, die Verformung der Gummihohlfeder im Mittelteil erfolgt. Diese Vor gänge bedingen einen zügigen wünschenswerten Ver lauf der Kennlinie; diese steigt zunächst steil an, geht dann harmonisch in einen annähernd waag rechten Sattel über, um schliesslich vor Erreichen des maximalen Federweges wiederum anzusteigen.
Die Feder 4 ist vorzugsweise so eingebaut, dass der Kennlinien-Mittelteil, also der im wesentlichen waag recht verlaufende Sattel der Kennlinie wirksam ist, wodurch sichergestellt ist, dass der Keilriemen 3 über den Regelbereich weg gleiche oder annähernd gleiche Pressungen erfährt.