Verstellbares Kejiriemengetriebe
Die Erfindung betrifft ein verstellbares Keilriemengetriebe mit einer treibenden und einer angetriebenen Riemenscheibe und ein zwischen beiden angeordnetes Riemenscheibenpaar, dessen Aussenscheiben auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind. Erfindungsgemäss wird ein derartiges Getriebe vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch eine zwischen den Aussenscheiben axial verschiebbare gemeinsame Mittelscheibe, mit einem Riemen, der mit der treibenden Riemenscheibe und der einer Riemenscheibe des Paares in Eingriff steht, und mit einem Riemen, der mit der getriebenen Riemenscheibe und der anderen Riemenscheibe des Paares in Eingriff steht, einen Rahmen, an dem die gemeinsame Welle gelagert ist und der zwischen der treibenden und der angetriebenen Riemenscheibe durch eine Stellvorrichtung verstellbar ist,
sowie Mitteln zur Begrenzung des Verstellweges des Rahmens.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht eines Teils einer Drehmaschine mit einem regelbaren Riemengetriebe;
Fig. 2 einen zur Ansicht nach Fig. 1 senkrechten Schnitt durch das Getriebe;
Fig. 3 und 4 einen Schnitt entlang der Linien 3 bis 3 und 4-4 der Fig. 2;
Fig. 5 einen vergrösserten Ausschnitt aus dem Getriebe nach Fig. 2 mit dem Mechanismus zur Einstellung der Drehzahl;
Fig. 6 eine Seitenansicht des Einstellmechanismus in Richtung der Pfeile 6-6 der Fig. 5;
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 6;
Fig. 8 einen Teilschnitt entlang der Linie 8-8 der Fig. 4;
Fig. 9 eine schematische Darstellung des Systems zur Steuerung der Drehzahl;
;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform des Mechanismus nach Fig. 6, und
Fig. 11 eine Seitenansicht des Mechanismus nach Fig. 10 in Richtung der Pfeile 11-11.
Obwohl im folgenden die Erfindung anhand des Spindel antriebs einer Drehmaschine beschrieben wird, ist sie selbstverständlich auch für andere Zwecke anwendbar. Die in den Fig. 1 und 2 ausschnittweise dargestellte Drehmaschine hat ein Maschinenbett mit einem Spindelstock 14, der mit einer Spindel 16 versehen ist, die mit verschiedenen Drehzahlen anzutreiben ist. Am Spindelstock befindet sich eine Wanne 18, die am oberen Teil eines Gehäuses 20 befestigt ist, in dem sich das regelbare Getriebe befindet. In dem Gehäuse 20 befinden sich Öffnungen 21, durch die das Getriebe zugänglich ist.
Der Motor 22 hat eine Grundplatte 24, die zur Einregulierung des Getriebes auf einer Plattform 26 verstellbar ist. Diese Plattform ist beispielsweise an einem sich nach oben erstreckenden Stützteil 28 festgeklemmt, der sich an einer Konsole 30 befindet, die ein Teil des Gehäuses 20 ist. Der Stützteil 28 ist gegenüber der Konsole 30 in senkrechter Richtung verstellbar, indem es beispielsweise mit einem Gewindeschaft 32 versehen ist, der durch Schraubenmuttern 34 an der Konsole befestigt ist. Das Stützteil 28 hat einen nach oben verlaufenden Schlitz 36, durch den sich ein Bolzen 38 erstreckt, der für das benachbarte Ende der Plattform 26 eine Stütze bildet. Das andere Ende der Plattform kann schwenkbar an einem Trageteil 40 montiert sein, das einen Gewindeschaft 42 hat, der an einer Lasche 44, die sich an dem Gehäuse 20 befindet, hängend befestigt ist.
Zahlreiche andere Mittel sind jedoch ebenfalls geeignet, um die Hauptplattform 26 zu verstellen, um die genaue Beziehung und Spannung der verschiedenen Riemen des Getriebes zueinander einzustellen.
Für die richtige Spannung der beiden durch den Motor 22 angetriebenen Riemen 64, 62 kann eine Spannrolle 47 vorgesehen sein, die eine zusätzliche Spannung auf einen dieser Riemen 64 ausübt, während der andere Riemen durch die Einstellung der Plattform gespannt wird. Die Grundplatte der Spannrolle 47 kann an der Plattform 26 montiert sein und ihre Lager können gegenüber der Grundplatte einstellbar sein. Der Motor 22 hat eine Welle 48 mit zwei Riemenscheiben 50 und 52 von unterschiedlichem Durchmesser, wobei die Riemenscheibe 50 grösser ist als die Riemenscheibe 52. Der Motor steht ausserdem in Antriebsverbindung mit einer Vorgelegewelle 56, an der zwei Riemenscheiben 58 und 60 montiert sind.
Die grössere Riemenscheibe 58 wird über einen Riemen 64 von der kleineren Riemenscheibe 52 der Motorwelle angetrieben, während die kleinere Riemenscheibe 60 der Vorgelegewelle durch den Riemen 62 der grösseren Riemenscheibe 50 der Motorwelle angetrieben wird.
An der Vorgelegewelle 56 befindet sich eine Riemenscheibe 68, die mit einem Riemen 70 zusammenarbeitet, der zu einer Anordnung von Zwischenriemenscheiben 72 führt, die ihrerseits die Antriebsleistung mit verschiedenen Drehzahlen über einen Riemen 74 zu einer angetriebenen Riemenscheibe 76 der Drehspindel leitet. Die Vorgelegewelle 56 ist in Lagern 78 frei drehbar, die sich an einem Rahmen 79 befinden, der an der Plattform 26 befestigt ist. Sie kann entweder durch Riemenscheiben 58 oder 60 über eine Kupplung angetrieben werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist an der Vorgelegewelle eine Kupplung 80 vorgesehen, die die Riemenscheibe 58 mit der Welle 56 verbindet, und die Kupplung 82 verbindet bei ihrer Betätigung die Riemenscheibe 60 mit der Vorgelegewelle 56. Weiterhin befindet sich an der Vorgelegewelle eine Bremse 84, die die Vorgelegewelle festhalten kann.
Für die Kupplungen und die Bremse ist eine der bekannten Konstruktionen verwendbar, so dass ihre Beschreibung nicht erforderlich ist. Es ist ersichtlich, dass bei Betätigung einer der Kupplungen die Drehung der Vorgelegewelle 58 zu der Riemenscheibe 68 übertragen wird und von dort zu der Anordnung 72 der Zwischenriemenschei ben.
Die Anordnung 72 der Zwischenriemenscheiben kann in bekannter Weise erfolgen. Im vorliegenden Bei spiel ist ein äusserer Rahmen 90 vorgesehen, der an einer Seite schwenkbar an einem Stützteil 92 des Gehäuses 20 befestigt ist. Das Stützteil hat zwei Arme 94, die sich von einem seiner Enden nach aussen erstrecken und mit einstellbaren Stiften 96 versehen sind. Diese Stifte greifen in Aussparungen oder konische Löcher im Stützteil 92 ein, so dass der Rahmen 90 gegenüber dem Gehäuse 20 in senkrechter Richtung frei schwenkbar ist.
Wie aus den Fig. 4 und 8 ersichtlich ist, hat die Anordnung der Zwischenriemenscheiben eine Welle 98, die in den Lagern 100 des Rahmens 90 frei drehbar ist.
Auf der Welle sind zwei Aussenscheiben 102 und 104 unverschiebbar befestigt. Zwischen den Naben der Aussenscheiben 102 und 104 und der Welle hat diese Welle einen Teil 106 mit einem vergrösserten Durchmesser. Eine Axialbewegung der Aussenscheiben auf der Welle wird durch Muttern 108 verhindert, die auf dem Wellenteil 106 aufgeschraubt sind. Zwischen den beiden feststehenden Aussenscheiben 102 und 104 befindet sich eine verschiebbare Mittelscheibe 110, die drehbar auf einer Hohlwelle 112 angeordnet ist, die um die Welle 98 drehbar ist. Die Mittelscheibe 110 ist somit auf der Hohlwelle 112 in axialer Richtung zu der Welle 98 relativ zu den Scheiben 102 und 104 verschiebbar. Der Riemen 74 treibt die Spindel der Drehmaschine an. Er befindet sich zwischen der Aussenscheibe 104 und der verschiebbaren Mittelscheibe 110.
Der Riemen 70, der von der Vorlegewelle 56 kommt, arbeitet zwischen der Mittelscheibe 110 und der Aussenscheibe 102. Die Nabe der verschiebbaren Mittelscheibe 110 kann mit einer ringförmigen Vertiefung 114 versehen sein, die an die Hohlwelle 112 angrenzt, so dass durch Füllen dieser Vertiefung mit einem Schmiermittel und einer in der Hohlwelle 112 vorgesehenen Öffnung 116 die Gleitfläche zwischen der Hohlwelle und dem Teil 118 der Welle 98 geschmiert wird und zwischen beiden eine freie Bewegung gesichert ist.
Durch diese Konstruktion kann die Mittelscheibe
110 leicht in axialer Richtung verschiedene Positionen relativ zu den feststehenden Aussenscheiben 102 und
104 einnehmen. Verändert sich die Spannung des Riemens 70 zwischen der Aussenscheibe 102 und der Mittelscheibe 110, so verschiebt sich die Mittelscheibe 110 infolge der Druckdifferenz des Riemens 70 die auf diese Mittelscheibe 110 wirkt, nach rechts oder links und der Riemen 74 wird so bewegt, dass er die Aussenscheibe
104 und die Mittelscheibe 110 in grösserem oder kleinerem Abstand von der Welle 98 berührt. Damit ändert sich auch die Umlaufgeschwindigkeit des Riemens 74.
Wird somit der Rahmen 90 um seine Achse geschwenkt, so ändert sich durch die Anderung der Spannung des Riemens 70 die Umlaufgeschwindigkeit des Riemens 74 und damit die Drehzahl der Spindel der Drehmaschine.
Um die Position des Rahmens 90 automatisch ver ändern zu können, ist an dem Rahmen 90 ein Kolben mit einem Zylinder vorgesehen, die z. B. durch eine pro grarruierte Steuereinheit gesteuert werden. Bei der dargestellten Konstruktion ist ein Zylinder 120 vorgesehen, der schwenkbar an der Stelle 122 mit der Plattform 26 verbunden ist. Der Zylinder 120 arbeitet mit einer Kolbenstange 124 zusammen, die mit dem äusseren oder freien Ende des Rahmens 90 bei 126 schwenkbar verbunden ist. Das Druckmedium wird auf übliche Weise dem Zylinder an seinen beiden Enden zugeführt. Hierfür ist im Boden des Zylinders ein Rohr 128 und im Kopf 150 des Zylinders ein Rohr 129 vorgesehen.
Somit ist der Kolben 124 durch die Zufuhr eines Druck mediums zu einer Seite des Zylinders heb- oder senkbar, so dass das freie Ende des Rahmens 90 entsprechend um die Verbindungsstelle mit dem Stützteil 92 am Gehäuse schwenkbar ist. Der Betrag, um den der Rahmen
90 gehoben oder gesenkt wird, bestimmt die Geschwin digkeit, mit der der Riemen 74 von der Zwischenriemen scheibenanordnung 72 angetrieben wird.
Um den Grad zu bestimmen, um den die Kolbenstange 124 zur Veränderung der Position des Rahmens 90 und damit der Drehzahl der Spindel 16 der Dreh maschule bewegt wurde, ist beispielsweise eine Anschlagstange 130 parallel zu dem Kolbenschaft 124 angeordnet. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, hat die Anschlagstange an ihrer einen Seite eine Reihe von Rasten
132 und die Kolbenstange 124 ist mit einem Halter 134 versehen, von dem aus sich ein Arm 136 nach aussen erstreckt. Dieser Arm 136 ist mit der Anschlagstange 130 verschiebbar verbunden. Zur Begrenzung der Bewegung des Armes 134 längs der Anschlagstange 130 sind zwei Anschläge 140 vorgesehen, die in verschiedenen Stellungen längs der Stange 130 mit Vorsprüngen 142 in die Rasten 132 der Stange einsetzbar sind.
Die Anschläge 140 haben einen rechteckförmigen Ausschnitt, durch den die Stange 130 hindurchgeführt ist, so dass sie diesen umfassen und auf ihm verschiebbar sind. An der dem Vorsprung 142 der Anschläge 140 gegenüberliegenden Seite sind die Anschläge mit einem Kolben 144 versehen, der durch eine Feder 146 gegen die Rückseite der Anschlagstange 130 gedrückt wird.
Zur leichteren Betätigung der Anschläge 140 ist ein Knopf 148 vorgesehen. Wird dieser Knopf 148 in Richtung der Anschlagstange 130 gedrückt, so erhebt sich der Vorsprung 142 aus der Raste 132 heraus, so dass der Anschlag auf der Stange in die gewünschte Position geschoben werden kann.
Die Anschlagstange ist beispielsweise mit einem Gewindeende 152 in den Zylinderkopf 150 eingeschraubt und durch eine Mutter in ihrer genauen Lage fixiert.
Das Gewindeende der Anschlagstange ermöglicht eine genaue Einstellung in vertikaler Richtung. Die beiden Anschläge 140 an der Stange 130 sind für zwei verschiedene Drehzahlen der Spindel der Drehmaschine vorgesehen.
Beim Betrieb des beschriebenen Regelbetriebes kann durch die Programmsteuereinheit 160, wie in Fig. 9 angedeutet, die Bremse 84 und die Kupplungen 80 und 82 gesteuert werden, um zwei auf die Vorgelegewelle 56 übertragene Drehzahlen zu steuern. Die Programmsteuereinheit steuert ausserdem den Zutritt von Öl oder anderen Arbeitsmedien zu dem Zylinder 120.
Durch genaue Einstellung der von dem Zylinder abgegebenen Ölmenge kann die Drehzahl schnell und sanft ohne Schwingungen verändert werden.
Adjustable Kejir belt gear
The invention relates to an adjustable V-belt drive with a driving and a driven belt pulley and a pair of belt pulleys arranged between the two, the outer pulleys of which are attached to a common shaft. According to the invention, such a transmission is proposed, which is characterized by a common center pulley axially displaceable between the outer pulleys, with a belt which is in engagement with the driving pulley and that of one pulley of the pair, and with a belt which is connected to the driven pulley and the other pulley of the pair is in engagement, a frame on which the common shaft is mounted and which is adjustable between the driving and the driven pulley by an adjusting device,
and means for limiting the adjustment path of the frame.
In the following the invention is described in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:
1 shows a side view of part of a lathe with a controllable belt drive;
FIG. 2 shows a section through the transmission perpendicular to the view of FIG. 1;
Figures 3 and 4 are a section along lines 3 to 3 and 4-4 of Figure 2;
FIG. 5 shows an enlarged section from the transmission according to FIG. 2 with the mechanism for setting the speed;
Figure 6 is a side view of the adjustment mechanism in the direction of arrows 6-6 of Figure 5;
Figure 7 is a section along line 7-7 of Figure 6;
Fig. 8 is a partial section along line 8-8 of Fig. 4;
9 is a schematic representation of the system for controlling the speed;
;
Fig. 10 shows a further embodiment of the mechanism according to Fig. 6, and
Figure 11 is a side view of the mechanism of Figure 10 in the direction of arrows 11-11.
Although in the following the invention is described using the spindle drive of a lathe, it is of course also applicable for other purposes. The lathe shown in detail in FIGS. 1 and 2 has a machine bed with a headstock 14 which is provided with a spindle 16 which is to be driven at different speeds. On the headstock there is a trough 18 which is attached to the upper part of a housing 20 in which the variable transmission is located. In the housing 20 there are openings 21 through which the transmission is accessible.
The motor 22 has a base plate 24 which can be adjusted on a platform 26 for adjusting the transmission. This platform is clamped, for example, to an upwardly extending support part 28 which is located on a bracket 30 which is part of the housing 20. The support part 28 can be adjusted in the vertical direction with respect to the console 30 by being provided, for example, with a threaded shaft 32 which is fastened to the console by screw nuts 34. The support member 28 has an upwardly extending slot 36 through which a bolt 38 extends which provides support for the adjacent end of the platform 26. The other end of the platform may be pivotally mounted on a support member 40 having a threaded shaft 42 suspended from a bracket 44 located on the housing 20.
However, numerous other means of adjusting the main platform 26 to adjust the precise relationship and tension of the various belts of the transmission are also suitable.
For the correct tension of the two belts 64, 62 driven by the motor 22, a tensioning pulley 47 can be provided which exerts additional tension on one of these belts 64, while the other belt is tensioned by the adjustment of the platform. The base plate of the tension roller 47 can be mounted on the platform 26 and its bearings can be adjustable with respect to the base plate. The motor 22 has a shaft 48 with two pulleys 50 and 52 of different diameters, the pulley 50 being larger than the pulley 52. The motor is also in drive connection with a countershaft 56 on which two pulleys 58 and 60 are mounted.
The larger belt pulley 58 is driven by a belt 64 from the smaller belt pulley 52 of the motor shaft, while the smaller belt pulley 60 of the countershaft is driven by the belt 62 of the larger belt pulley 50 of the motor shaft.
On the countershaft 56 is a pulley 68 which works together with a belt 70, which leads to an arrangement of intermediate pulleys 72 which in turn conducts the drive power at various speeds via a belt 74 to a driven pulley 76 of the rotating spindle. The countershaft 56 is freely rotatable in bearings 78 which are located on a frame 79 which is attached to the platform 26. It can be driven either by pulleys 58 or 60 via a clutch. As shown in Fig. 3, a clutch 80 is provided on the countershaft which connects the pulley 58 to the shaft 56, and the clutch 82, when actuated, connects the pulley 60 to the countershaft 56. There is also a brake on the countershaft 84 that can hold the countershaft in place.
One of the known constructions can be used for the clutches and the brake, so that it is not necessary to describe them. It can be seen that when one of the clutches is actuated, the rotation of the countershaft 58 is transmitted to the belt pulley 68 and from there to the arrangement 72 of the intermediate belt pulleys.
The arrangement 72 of the intermediate belt pulleys can take place in a known manner. In the present case, an outer frame 90 is provided which is pivotably attached to a support part 92 of the housing 20 on one side. The support member has two arms 94 which extend outward from one of its ends and are provided with adjustable pins 96. These pins engage in recesses or conical holes in the support part 92, so that the frame 90 can be freely pivoted relative to the housing 20 in the vertical direction.
As can be seen from FIGS. 4 and 8, the arrangement of the intermediate belt pulleys has a shaft 98 which is freely rotatable in the bearings 100 of the frame 90.
Two outer disks 102 and 104 are fixed on the shaft so that they cannot be displaced. Between the hubs of the outer disks 102 and 104 and the shaft, this shaft has a part 106 with an enlarged diameter. An axial movement of the outer disks on the shaft is prevented by nuts 108 which are screwed onto the shaft part 106. Between the two stationary outer disks 102 and 104 there is a displaceable central disk 110 which is rotatably arranged on a hollow shaft 112 which is rotatable about the shaft 98. The center disk 110 is thus displaceable on the hollow shaft 112 in the axial direction to the shaft 98 relative to the disks 102 and 104. The belt 74 drives the spindle of the lathe. It is located between the outer disk 104 and the displaceable central disk 110.
The belt 70, which comes from the countershaft 56, works between the central pulley 110 and the outer pulley 102. The hub of the displaceable central pulley 110 can be provided with an annular recess 114 which adjoins the hollow shaft 112 so that by filling this recess with a lubricant and an opening 116 provided in the hollow shaft 112, the sliding surface between the hollow shaft and the part 118 of the shaft 98 is lubricated and free movement is ensured between the two.
With this construction, the center disc
110 slightly different positions in the axial direction relative to the fixed outer disks 102 and
104 take. If the tension of the belt 70 between the outer pulley 102 and the central pulley 110 changes, the central pulley 110 shifts to the right or left as a result of the pressure difference of the belt 70 which acts on this central pulley 110 and the belt 74 is moved so that it Outer pane
104 and the center disk 110 touches at a greater or lesser distance from the shaft 98. This also changes the speed of rotation of the belt 74.
If the frame 90 is thus pivoted about its axis, the change in the tension of the belt 70 changes the rotational speed of the belt 74 and thus the rotational speed of the spindle of the lathe.
In order to be able to change the position of the frame 90 automatically ver, a piston with a cylinder is provided on the frame 90, the z. B. can be controlled by a per grarruierte control unit. In the illustrated construction, a cylinder 120 is provided which is pivotally connected at location 122 to platform 26. The cylinder 120 cooperates with a piston rod 124 which is pivotably connected to the outer or free end of the frame 90 at 126. The printing medium is fed to the cylinder at both ends in the usual way. For this purpose, a tube 128 is provided in the bottom of the cylinder and a tube 129 is provided in the head 150 of the cylinder.
Thus, the piston 124 can be raised or lowered by the supply of a pressure medium to one side of the cylinder so that the free end of the frame 90 can correspondingly pivot about the connection point with the support part 92 on the housing. The amount by which the frame
90 is raised or lowered, determines the speed at which the belt 74 is driven by the pulley assembly 72 of the intermediate belt.
In order to determine the degree by which the piston rod 124 was moved to change the position of the frame 90 and thus the speed of the spindle 16 of the turning machine, a stop rod 130 is arranged parallel to the piston shaft 124, for example. As shown in Fig. 6, the stop bar has a series of notches on one side
132 and the piston rod 124 is provided with a holder 134 from which an arm 136 extends outward. This arm 136 is slidably connected to the stop rod 130. To limit the movement of the arm 134 along the stop rod 130, two stops 140 are provided, which can be inserted into the notches 132 of the rod in various positions along the rod 130 with projections 142.
The stops 140 have a rectangular cutout through which the rod 130 is passed so that they encompass it and can be displaced on it. On the side opposite the projection 142 of the stops 140, the stops are provided with a piston 144 which is pressed by a spring 146 against the rear of the stop rod 130.
A button 148 is provided for easier actuation of the stops 140. If this button 148 is pressed in the direction of the stop rod 130, the projection 142 rises out of the catch 132, so that the stop can be pushed into the desired position on the rod.
The stop rod is screwed into the cylinder head 150 with a threaded end 152, for example, and is fixed in its exact position by a nut.
The threaded end of the stop rod enables precise adjustment in the vertical direction. The two stops 140 on the rod 130 are provided for two different speeds of the spindle of the lathe.
During the operation of the described regulating operation, the brake 84 and the clutches 80 and 82 can be controlled by the program control unit 160, as indicated in FIG. 9, in order to control two rotational speeds transmitted to the countershaft 56. The program control unit also controls the admission of oil or other working media to the cylinder 120.
By precisely setting the amount of oil dispensed by the cylinder, the speed can be changed quickly and smoothly without vibrations.