CH410569A - Getriebe mit durch endlosen Riemen verbundenen Riemenscheiben - Google Patents

Description

  Getriebe mit durch endlosen Riemen verbundenen Riemenscheiben    Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe, das  wenigstens aus zwei Riemenscheiben besteht, die mit  einander durch einen endlosen Riemen verbunden  sind. Bei derartigen Getrieben ist die eine Riemen  scheibe mit der Welle der antreibenden Maschine,  beispielsweise einem Antriebsmotor, und die andere  Riemenscheibe mit der Welle der angetriebenen Ma  schine, beispielsweise einer     Werkzeugmaschine,        Trans-          mission    und dergleichen verbunden.  



  Diese Antriebe, die man auch als Reibungstriebe  bezeichnet, können bei gegebenen Abmessungen nur  ein begrenztes Drehmoment übertragen, das ab  hängig ist von der Reibung zwischen der Scheibe  und dem die Kraft übertragenden Riemen. Man hat  deshalb zur Erhöhung der     Reibungsziffer        Spannrollen     oder besondere Adhäsionsmittel, die zur Verhütung  des     Gleitens    auf dem Riemen aufgebracht werden,  vorgesehen.

   Trotzdem lässt sich bei diesen Riemen  trieben ein gewisser Schlupf nicht vermeiden. Über  dies entstehen Schwierigkeiten, wenn diese Riemen  triebe für sehr hochtourig laufende Antriebe Ver  wendung finden, weil sich der Riemen von der  Scheibe infolge der hohen Zentrifugalkräfte abhebt,  die das Eintreten eines erheblichen     Schlupfes    be  günstigen, so dass bei Riementrieben mit zunehmen  den Drehzahlen die übertragbare Leistung abnimmt.  



  Demgegenüber gestattet das     Kettengetriebe    eine       schlupffreie    Kraftübertragung. Neben geringen Achs  abständen besitzt das Kettengetriebe jedoch den Nach  teil, dass es infolge seines Aufbaues und seiner ver  hältnismässig grossen Massen für hochtourige Antriebe  wenig geeignet ist.  



  Es sind schliesslich Riemengetriebe bekanntgewor  den, bei denen der Riemen an seiner den Riemen  scheiben zugekehrten Innenseite eine Verzahnung  aufweist, die in Zahnräder bzw. entsprechend aus  gearbeitete Nuten der Riemenscheiben eingreift. Diese    Antriebe gestatten zwar einen     schlupflosen    Antrieb,  unterliegen aber einer beträchtlichen Abnutzung und  ihre Anwendung für hochtourige Antriebe ist be  grenzt, wenn eine bestimmte Drehzahl überschritten       wird.    Ferner laufen auch derartige Antriebe nicht ge  räuschlos.  



  Das Riemengetriebe nach der vorliegenden Er  findung macht sich die Vorteile des Kettengetriebes  oder des Riemengetriebes mit Verzahnung zunutze,  vermeidet jedoch deren Nachteile. Insbesondere ist  es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Riemen  getriebe zu schaffen, das bei geräuschlosem Lauf ohne  Schlupf arbeitet und keinen wesentlichen Abnutzungs  erscheinungen unterliegt.  



  Erfindungsgemäss besteht die Lösung dieser Auf  gabe darin, dass sowohl der endlose Riemen als auch  die Riemenscheiben, über die der endlose Riemen       gelegt    ist, aus teilweise     dauermagnetischem    Material'  bestehen und in     Umlaufrichtung    mit Polen wechseln  der Polarität und gleicher Polteilung versehen sind,  derart, dass sich an der Berührungsfläche zwischen  Riemen und Riemenscheibe stets ungleichnamige Pole  gegenüberliegen. Durch diese Ausbildung wird eine  magnetische Verzahnung zwischen dem endlosen Rie  men und den Riemenscheiben geschaffen, die eine       tangentiale    Verschiebung des Riemens auf der Rie  menscheibe verhindert. Damit gelingt es, jeglichen  Schlupf zu vermeiden.

   Der     erfindungsgemässe    Antrieb  wirkt praktisch wie ein Kettengetriebe, das sich jedoch  besonders für sehr hochtourige Antriebe eignet. Es       kann,    aber auch vorteilhaft für langsam laufende,       schlupffreie    Antriebe verwendet werden, bei denen  ein besonders geräuschloser Lauf gefordert wird, bei  spielsweise für Antriebe von akustischen Geräten.  



  Bei dem     erfindungsgemäss    vorgeschlagenen Ge  triebe ist die Kraftübertragung durch Friktion von  untergeordneter Bedeutung, ja sogar in den meisten      Fällen unerwünscht. Vielmehr sollen hauptsächlich  die     magnetischen    Kräfte, die zwischen Riemen und  Riemenscheibe     wirken,    die Übertragung der mecha  nischen Kräfte übernehmen. Besondere Massnahmen  zur Erhöhung des Reibungswiderstandes, wie bei  spielsweise Riemenspanner oder besondere Adhä  sionsmittel, sind nicht mehr     erforderlich.    Das nach  der Erfindung vorgeschlagene Riemengetriebe kann  sogar unter der     Einwirkung    von Öl laufen, was bei  besonderen Spezialantrieben wünschenswert sein  kann.  



  In einer Ausführungsform besteht der endlose  Riemen an seiner den Riemenscheiben zugekehrten  Seite aus einem thermoplastischen Kunststoff oder  Kautschuk, in dem ein dauermagnetischer, pulverför  miger Werkstoff mit einer hohen     Koerzitivfeldstärke     von mehr als 1000     Örsted    und einer geringen       Permeabilität    eingebettet ist.

   Als dauermagnetischer  Werkstoff können besonders die     Ferrite    des Eisens  mit einem der Metalloxyde des     Bariums,        Strontiums     oder     Bleis    besonders geeignet sein.     Selbstverständlich     können auch dauermagnetische Werkstoffe mit ähn  lichen magnetischen     Werten,    wie beispielsweise       Wismut-Mangan    und dergleichen, vorteilhaft verwen  det werden.  



  Die mit dem endlosen Riemen in Eingriff stehen  den Riemenscheiben, Walzen oder Räder können       verschiedenartig    aufgebaut sein. Nach einem Ausfüh  rungsbeispiel     wird    die Riemenscheibe als zylindri  scher Körper ausgebildet, der aus     ferromagnetischem     Werkstoff besteht und der auf seinem gesamten Um  fang mit einem Mantel aus gummiartig flexiblem       Dauermagnetmaterial,    das etwa dem des endlosen  Riemens entspricht, umgeben ist. Man     erhält    damit  eine     Riemenscheibe,    die mit verhältnismässig einfa  chen Mitteln hergestellt ist.  



  Eine andere     vorteilhafte        Ausführung    besteht  darin, dass der die Riemenscheibe     bildende    zylindri  sche oder hohlzylindrische Körper aus     ferromagneti-          schem    Werkstoff auf seinem Umfang mit     stabförmi-          gen        Dauermangeten    wechselnder Polarität bestückt  ist, zwischen denen den Polabstand bestimmende  Zwischenstücke aus     nichtferromagnetischem    Werk  stoff angeordnet sind.

   Durch eine     derartige    Ausbil  dung, die die Verwendung von Magnetmaterialien  mit .sehr hoher     remanenter        Magnetisierung    gestattet,  können hohe     Haftkräfte    erzielt werden.  



  Die Riemenscheibe kann auch vollkommen aus  dauermagnetischem Werkstoff hergestellt werden,  welche zur Bildung von körperlichen Polen an ihrem  Umfang mit Nuten versehen sein muss, die mit     un-          magnetischem    Werkstoff ausgefüllt sind.  



  Bei geringeren Ansprüchen in bezug auf das zu  übertragende Drehmoment genügt es, aus Eisen be  stehende Riemenscheiben im Abstand der Pole des  Riemens     zu    verzahnen und die Zahnlücken mit     un-          magnetischem    Werkstoff auszufüllen. Bei einer sol  chen Anordnung wirken nur anziehende     Kräfte,    wäh  rend abstossende Kräfte durch das Fehlen der Dauer-         magnete    in den Riemenscheiben nicht wirksam wer  den können.  



  In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungs  beispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es  zeigen:       Fig.    1 eine Draufsicht auf das Getriebe mit teil  weise geschnittenem magnetisiertem Riemen,       Fig.    2 eine     Teilansicht    des Getriebes in perspekti  vischer     Darstellung    und       Fig.    3 bis 5 Ausführungsbeispiele von Riemen  scheiben.  



  Der endlose Riemen 1 nach     Fig.    1, der aus einem  der bekannten Riemenmaterialien hergestellt ist und  zur Erhöhung der Festigkeit und zur Vermeidung  einer     Längung    mit dünnen Stahldrähten versehen sein  kann, besitzt an seiner inneren, der Riemenscheibe  zugekehrten Seite eine Schicht aus Kautschuk oder  einem thermoplastischen Kunststoff wie     Polyvinyl-          chlorid,    dem ein pulverförmiger     Dauermagnetwerk-          stoff    einverleibt ist. Dieser Belag kann mit dem Rie  menmaterial durch Verkleben, Verschweissen oder  Vulkanisieren verbunden sein. Der endlose Riemen  steht mit den Riemenscheiben 2 und 3 in Verbin  dung.

   Die Riemenscheibe 2 ist beispielsweise mit  einem hier nicht dargestellten Antriebsmotor und die  Riemenscheibe 3 mit einer nicht dargestellten, an  zutreibenden Werkzeugmaschine über entsprechende  Wellen verbunden. Wie aus     Fig.    1 ersichtlich ist,  besitzt der Belag des dauermagnetischen Riemens 1  in Umlaufrichtung eine Vielzahl von Polen wechseln  der Polarität, die sich über die gesamte Riemenbreite  erstrecken können. Vorzugsweise sind die Pole an  der inneren, d. h. der Oberfläche der Riemenscheibe  zugewandten Seite des Riemens angebracht. Die Rie  menscheiben 2 und 3, um welche der endlose Rie  men 1 gelegt ist, sind ebenfalls auf ihrem Umfang  in Umlaufrichtung mit Polen wechselnder Polarität  versehen.

   Sowohl die auf dem Riemen 1 befindlichen  Pole, als auch die auf dem Umfang der Riemen  scheibe     aufmagnetisierten    Pole, besitzen den gleichen       Polabstand,    so dass stets Pole ungleichnamiger Polari  tät gegenüberstehen, wie aus     Fig.    2 erkennbar ist.  



  In     Fig.    3 ist eine Riemenscheibe dargestellt, die  aus einem zylindrischen Körper 4 aus     ferromagneti-          schem    Werkstoff besteht und mit einem Mantel 5  aus gummiartig flexiblem     Dauermagnetmaterial,    das  etwa des endlosen Riemens entspricht, umgeben ist.  Auf der Oberfläche des Mantels befinden sich über  die gesamte Walzenbreite verteilt Pole mit in Umlauf  richtung wechselnder Polarität, die den gleichen Pol  abstand wie die auf dem endlosen Riemen befindli  chen Pole besitzen.  



  In     Fig.    4 ist ein     Ausführungsbeispiel    einer Rie  menscheibe dargestellt, die aus einem Zylinder oder  Zylinderring 6 aus     ferromagnetischem        Werkstoff    be  steht, auf dessen Umfang     stabförmige    Dauerma  gnete 7 mit wechselnder Polarität angebracht sind,       zwischen    denen den Polabstand bestimmende Zwi  schenstücke 8 aus nichtmagnetischem Werkstoff an  geordnet sind.

        Die in     Fig.    5 dargestellte Riemenscheibe besteht  durchgehend aus dauermagnetischem Werkstoff, bei  spielsweise aus einer der bekannten Magnetlegierun  gen, und weist an ihrem Umfang zur Bildung von  körperlichen Polen Nuten 9 auf, die mit einem     un-          magnetischen        Werkstoff        ausgefüllte        sein        können.    Die  zwischen den Nuten gebildeten Pole 10     wechselnder     Polarität besitzen wiederum den gleichen Polabstand,  wie die mit ihnen zusammenwirkenden Pole auf den  endlosen Riemen.

   Es ist selbstverständlich auch denk  bar, dass die Riemenscheiben aus einem weichmagne  tischen Werkstoff hergestellt sind, welche, wie     in          Fig.    5 dargestellt ist, Nuten 9 aufweisen. Erwartungs  gemäss sind bei einer derartigen Ausbildung die Haft  kräfte geringer.  



  Die     Erfindung    ist nicht auf die in der Zeichnung       dargestellten    Ausführungsbeispiele beschränkt. Eine       vorteilhafte    Anwendung der Erfindung ist auch bei  Keilriemenantrieben oder anderen Riementrieben mit  verschiedenartig gestalteten Riemen und Riemen  scheiben denkbar.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Getriebe mit durch endlosen Riemen verbunde nen Riemenscheiben, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der endlose Riemen als auch die Riemenschei ben, über die der endlose Riemen gelegt ist, aus teil weise dauermagnetischem Material bestehen und in Umlaufrichtung mit Polen wechselnder Polarität und gleicher Polteilung versehen sind, derart, dass sich an der Berührungsfläche zwischen Riemen und Riemen scheiben stets ungleichnamige Pole gegenüberliegen. UNTERANSPRÜCHE 1. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sich die wechselnden Pole über die gesamte Breite des endlosen Riemens und der Riemenscheiben erstrecken. 2.

   Getriebe nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die den Riemenscheiben zugekehrte Seite des endlosen Riemens aus einem thermoplasti schen Kunststoff oder Kautschuk besteht, in welchem ein dauermagnetischer, pulverförmiger Werkstoff mit einer hohen Koerzitivfeldstärke von mehr als 1000 Örsted und einer geringen. Permeabilität, bei spielsweise Barium-, Strontium- oder Blei-Ferrit oder Wismut-Mangan, eingebettet ist. 3.

   Getriebe nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Riemenscheiben aus einem ferromagnetischen Werkstoff bestehen und mit einem Mantel aus gummiartig flexiblem Material mit darin einverleibten pulverförmigen Dauermagnetwerkstoffen hoher Koerzitivfeldstärke, beispielsweise Barium-, Strontium-, Blei-Ferrit oder Wismut-Mangan, umge ben sind. 4.

   Getriebe nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass auf dem Umfang der Riemen scheiben, die als ferromagnetischer Rückschlusskörper dienen, stabförmige Dauermagnete mit radialer Ma gnetisierung und wechselnder Polarität im Abstand der Polteilung des endlosen Riemens angeordnet sind, zwischen denen sich 'et Polabstand bestimmende Zwischenstücke aus nichtmagnetischem Werkstoff be finden. 5.

   Getriebe nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Riemenscheiben vollkommen aus dauermagnetischem Material bestehen und zur Bildung von körperlichen Polen auf ihrem Umfang Nuten besitzen, die gegebenenfalls mit unmagneti- schem Material ausgefüllt sind.