Antriebsvorrichtung für Maschinen, insbesondere Wickelmaschinen Bei Antriebsvorrichtungen für Maschinen, insbe sondere für Maschinen mit langsamem Anlauf, wie Wickelmaschinen, wurde bisher die Regelung der Drehzahl meistens mittels stufenloser Getriebe, die auf Reibungsbasis arbeiten, durchgeführt. Es sind auch bereits derartige Getriebe kombiniert mit einer Kupplung bekanntgeworden. Der Nachteil aller bis her bekannten Antriebsvorrichtungen liegt aber in dem meist sehr grossen Verschleiss und in mangelnder Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Antriebs bedingungen.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer An triebsvorrichtung, welche praktisch frei von Ver schleiss ist und ausserdem leicht an die verschieden sten Antriebsbedingungen angepasst werden kann. Kennzeichnend hierbei ist, dass die Kupplung als eine Reibungskupplung in einem Schmiermittelbad ausgebildet ist, welche zusammen mit dem stufenlos regelbaren Getriebe durch ein kontinuierlich betätig- bares Organ hydraulisch derart gesteuert wird, dass im Ruhezustand des Steuerorgans und bei laufendem Motor die Kupplung ganz gelöst ist und bei Betäti gung des Steuerorgans zunächst die Kupplung mit zunehmendem Betätigungsgrad mehr und mehr in Eingriff kommt,
bis bei einer vorbestimmten Stellung des Steuerorgans die Kupplung voll eingekuppelt ist, woraufhin bei einer weitergehenden Betätigung des Steuerorgans eine stufenlose Änderung des Über setzungsverhältnisses des Getriebes in Richtung auf geringere Untersetzung erfolgt.
Nachstehend ist die erfindungsgemässe Antriebs vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert, welche in Fig.1 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung und in Fig. 2 ein Diagramm zeigt.
In Fig.l stellt 1 den Antriebsmotor, 2 die Antriebsregelscheibe, 3 die Abtriebsregelscheibe und 4 ein im Ölbad der Kupplung befindliches festes Untersetzungsgetriebe dar. Ferner ist 5 ein Ölbehäl ter, 6 eine Lamellenkupplung, 7 ein Pedal, 8 ein kontinuierlich steuerbares Überdruckventil, 9 ein Druckkolben, 10 die anzutreibende Maschine, 11 eine Zahnradpumpe mit Motor, 12 ein Schieber mit der Steuerfläche a für das Überdruckventil 8 und mit der Steuerfläche b für die Betätigung des Druckkolbens 9 und 13 ein Hebel.
Zur Inbetriebnahme der Maschine 10 werden der Motor 1 und die Zahnradpumpe 11, die den Öldruck erzeugt, eingeschaltet. Das geförderte Öl fliesst durch das unbelastete Überdruckventil 8 drucklos zurück in den Ölbehälter 5. Der Motor 1 treibt über die Antriebsregelscheibe 2 mittels des Riemens die durch eine Federvorspannung in ihrer Grundstellung ste hende Antriebsregelscheibe 3, das Untersetzungs- getriebe 4 und die gelöste Kupplung 6.
Bei Betätigung des Pedals 7, das hier das Steuerorgan darstellt, wird der Steuerkolben des Überdruckventils 8 mittels der schrägen Fläche a des Schiebers 12 verschoben, und der drucklose ölfluss wird zunächst unterbro chen. Der entgegen der Federspannung durch den steigenden Öldruck dem Steuerschieber nachlaufende Hauptkolben lässt den Öldruck entsprechend dem Weg und der Charakteristik der Feder steigen. Je nach dem Betätigungsgrad des Pedals 7 wird über die beschriebenen Bauelemente die Kupplung 6 vom leichten Schleifen zum vollen Einrücken gebracht, und es wird ein sanftes Anfahren der anzutreibenden Maschine ermöglicht.
Sobald die Kupplung 6 voll eingerückt ist, bleibt bei weiterer Betätigung des Pedals 7 in gleicher Richtung der Öldruck konstant infolge Übergang der schrägen Fläche a des Schiebers 12 in eine gerade Fläche, und die zweite schräge Fläche b bewegt den Steuerschieber des Druckkol bens 9.
Dieser eilt der Bewegung seines Steuer- Schiebers durch den erzeugten Öldruck nach und steuert den Öldruck in einem Druckzylinder der Abtriebsregelscheibe 3 für den Riemen, derart, dass er über den Hebel 13 der Federvorspannung, die die Scheiben der Antriebsregelscheibe 3 zusammen und auf ihrem grössten Durchmesser hält, entgegen wirkt und die Scheiben auseinanderdrückt.
Der Durchmesser der ebenfalls federvorgespann ten Antriebsregelscheibe 2 passt sich entsprechend der Riemenlänge dem gesteuerten Durchmesser der Regelscheibe 3 an. Mit zunehmendem Betätigungs grad der Pedalbewegung in gleicher Richtung wird also die Drehzahl der anzutreibenden Maschine er höht.
Die vorliegende Antriebsvorrichtung besitzt den grossen Vorteil, dass durch die Anordnung der Lamel- lenkupplung 6 innerhalb eines Ölbades ein besonders sanftes Anfahren der anzutreibenden Maschine 10 möglich ist. Ausserdem wird der Verschleiss der La mellenkupplung so gering, dass eine praktisch beliebig lange Lebensdauer garantiert werden kann. Durch die hydraulische Betätigung der Lamellenkupplung sei tens des als kontinuierliches Steuerorgan dienenden Pedals 7 ist gewährleistet, dass keine Rückwirkung der zum Einrücken der Lamellenkupplung erforder lichen, relativ hohen Druckkraft auf das Pedal erfol gen kann.
Ausserdem ist die Antriebsvorrichtung der vor liegenden Bauart sehr einfach an die unterschiedlich sten Antriebsbedingungen anzupassen. Durch ge eignete Ausbildung des Schiebers 12 und dessen Steuerflächen <I>a</I> und<I>b</I> kann beispielsweise erreicht werden, dass zwischen dem Betätigungsgrad des Steuerorgans und der Drehzahl der Abtriebswelle der Lamellenkupplung ein linearer Zusammenhang be steht, wie er beispielsweise in Fig. 2 durch die Linie X wiedergegeben ist.
Dieses Diagramm entspricht einem ausgeführten Ausführungsbeispiel der An triebsvorrichtung entsprechend Fig. 1, bei welchem der Antriebsmotor 1 mit einer konstanten Touren zahl von 1500 Umdrehungen pro Minute rotiert und das stufenlos regelbare Riemengetriebe im gezeich neten Zustand an der Scheibe 3 eine Drehzahl von 500 Umdrehungen pro Minute aufweist, welche kon tinuierlich bis 4500 Umdrehungen pro Minute ge steigert werden kann. An der Abtriebswelle der Lamellenkupplung kann dann eine Drehzahl zwi schen 0 und 400 Umdrehungen pro Minute erzielt werden.
Diese Drehzahl von 400 Umdrehungen pro Minute tritt auf, sobald das Pedal 7 ganz durchgedrückt wird, also das Steuerorgan zu 100 % betätigt ist.
Der Verlauf der Drehzahl der Abtriebswelle der Lamellenkupplung in Abhängigkeit vom Betätigungs grad des Steuerorgans gemäss der geraden Linie X in Fig.2 kann in einen Verlauf entsprechend der Linie Y umgeändert werden, indem lediglich der Schieber 12 gegen einen solchen mit anders gestalteten Steuerflächen<I>a</I> und<I>b</I> ausgetauscht wird. Eine Cha rakteristik gemäss der Linie Y ist besonders in solchen Fällen erwünscht, bei denen ein extrem weicher und langsamer Anlauf der angetriebenen Maschine bei grosser Leistung erfolgen soll.
Anderseits kann natür lich auch eine Charakteristik gemäss der Linie Z im Diagramm der Fig. 2 durch einen geeignet gestal teten Steuerschieber 12 erzielt werden. Von Bedeu tung ist, dass durch das kontinuierlich betätigbare Steuerorgan bei der vorliegenden Antriebsvorrichtung eine kontinuierliche Charakteristik erzielbar ist, die knick- und stossstellenfrei ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist der An triebsmotor 1 über das stufenlos regelbare Getriebe und über die Kupplung 6 mit der anzutreibenden Maschine 10 verbunden. Natürlich kann auch um gekehrt der Antriebsmotor 1 zunächst an die hydrau lisch steuerbare und im Ölbad befindliche Kupplung angeschlossen sein, die ihrerseits mit dem stufenlos regelbaren Getriebe verbunden ist, dessen Abtriebs welle dann die anzutreibende Maschine 10 in Rota tion versetzt.
Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle des stu fenlos regelbaren rtlbersetzungsgetriebes mit zwei Doppelkegelscheiben und einem Riemen auch jede andere Art eines stufenlos regelbaren Getriebes ver wendet sein kann, wenn dasselbe geeignet ist, um hydraulisch betätigt zu werden.
Drive device for machines, especially winding machines In drive devices for machines, in particular special for machines with slow start-up, such as winding machines, the control of the speed was usually carried out by means of continuously variable transmissions that work on the basis of friction. Such transmissions combined with a clutch have also become known. The disadvantage of all previously known drive devices, however, is the mostly very high level of wear and tear and the lack of adaptability to different drive conditions.
The invention aims to create a drive device which is practically free from wear and tear and can also be easily adapted to the most diverse drive conditions. The characteristic feature here is that the clutch is designed as a friction clutch in a lubricant bath, which, together with the continuously variable transmission, is hydraulically controlled by a continuously actuable member in such a way that the clutch is completely released when the control member is at rest and the engine is running When the control element is actuated, the clutch initially engages more and more as the degree of actuation increases,
until the clutch is fully engaged at a predetermined position of the control member, whereupon a stepless change in the transmission ratio of the transmission takes place in the direction of lower reduction when the control member is actuated further.
The drive device according to the invention is explained below in an exemplary embodiment with reference to the drawing, which shows a schematic section through the device in FIG. 1 and a diagram in FIG. 2.
In Fig.l 1 represents the drive motor, 2 the drive control disc, 3 the output control disc and 4 a fixed reduction gear located in the oil bath of the clutch. Furthermore, 5 is an oil container, 6 is a multi-disc clutch, 7 is a pedal, 8 is a continuously controllable pressure relief valve, 9 a pressure piston, 10 the machine to be driven, 11 a gear pump with motor, 12 a slide with the control surface a for the pressure relief valve 8 and with the control surface b for actuating the pressure piston 9 and 13 a lever.
To start up the machine 10, the motor 1 and the gear pump 11, which generates the oil pressure, are switched on. The pumped oil flows through the unloaded pressure relief valve 8 back into the oil tank 5 without pressure. The motor 1 drives the drive control disk 3, the reduction gear 4 and the released clutch 6, via the drive control pulley 2 by means of the belt, which is in its basic position due to a spring preload.
When the pedal 7, which here represents the control member, is actuated, the control piston of the pressure relief valve 8 is displaced by means of the inclined surface a of the slide 12, and the pressureless oil flow is first interrupted. The main piston, which follows the control spool against the spring tension due to the increasing oil pressure, increases the oil pressure according to the path and the characteristics of the spring. Depending on the degree of actuation of the pedal 7, the clutch 6 is brought from slight grinding to full engagement via the components described, and the machine to be driven can be started up smoothly.
As soon as the clutch 6 is fully engaged, the oil pressure remains constant upon further actuation of the pedal 7 in the same direction as a result of the transition of the inclined surface a of the slide 12 into a straight surface, and the second inclined surface b moves the control slide of the pressure piston 9.
This rushes after the movement of its control slide by the oil pressure generated and controls the oil pressure in a pressure cylinder of the output control pulley 3 for the belt, so that it is via the lever 13 of the spring preload that the pulleys of the drive control pulley 3 together and at their largest diameter holds, counteracts and pushes the panes apart.
The diameter of the drive control pulley 2, which is also spring-loaded, adapts to the controlled diameter of the control pulley 3 in accordance with the belt length. As the degree of actuation of the pedal movement increases in the same direction, the speed of the machine to be driven is increased.
The present drive device has the great advantage that the arrangement of the multi-plate clutch 6 within an oil bath enables the machine 10 to be driven to be started up particularly gently. In addition, the wear and tear on the plate clutch is so low that a virtually unlimited service life can be guaranteed. The hydraulic actuation of the multi-disc clutch be least of the pedal 7 serving as a continuous control element ensures that the relatively high pressure force required to engage the multi-disc clutch cannot act on the pedal.
In addition, the drive device of the present type is very easy to adapt to the most varied of drive conditions. By suitably designing the slide 12 and its control surfaces <I> a </I> and <I> b </I>, it can be achieved, for example, that there is a linear relationship between the degree of actuation of the control member and the speed of the output shaft of the multi-plate clutch as shown for example in FIG. 2 by the line X.
This diagram corresponds to an executed embodiment of the drive device according to FIG. 1, in which the drive motor 1 rotates with a constant number of revolutions of 1500 revolutions per minute and the continuously variable belt transmission in the drawn state on the disk 3 a speed of 500 revolutions per minute has, which can be continuously increased to 4500 revolutions per minute ge. A speed between 0 and 400 revolutions per minute can then be achieved on the output shaft of the multi-disc clutch.
This speed of 400 revolutions per minute occurs as soon as the pedal 7 is fully depressed, that is, the control element is actuated to 100%.
The course of the speed of the output shaft of the multi-plate clutch as a function of the degree of actuation of the control member according to the straight line X in Figure 2 can be changed to a course corresponding to the line Y by simply pushing the slide 12 against one with differently designed control surfaces <I> a </I> and <I> b </I> is exchanged. A characteristic according to the line Y is particularly desirable in those cases in which an extremely soft and slow start-up of the driven machine is to take place at high power.
On the other hand, a characteristic according to the line Z in the diagram of FIG. 2 can of course also be achieved by a suitably designed control slide 12. It is important that the continuously actuable control element in the present drive device can achieve a continuous characteristic that is free of kinks and joints.
In the embodiment according to FIG. 1, the drive motor 1 is connected to the machine 10 to be driven via the continuously variable transmission and the clutch 6. Of course, the drive motor 1 can first be connected to the hydraulically controllable clutch located in the oil bath, which in turn is connected to the continuously variable transmission, whose output shaft then sets the machine 10 to be driven in rotation.
It should be noted that instead of the continuously variable reduction gear with two double cone pulleys and a belt, any other type of continuously variable transmission can be used if it is suitable for being hydraulically operated.