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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung befasst sich mit der Ausbildung und einem Verfahren zur Herstellung von Riemenscheiben.
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Riemenscheiben sind im Stand der Technik sehr gut bekannt und weit verbreitet und werden im Allgemeinen dort eingesetzt wo es gilt, eine Drehbewegung von einer Welle auf eine andere Welle mittels eines Treibriemens zu übertragen. Darüber hinaus gibt es eine große Anwendung für Riemenscheiben, wenn es gilt, beispielsweise Treibriemen zu spannen, um deren Durchhang zu beseitigen. Dazu drückt die jeweilige Riemenscheibe leicht gegen den Treibriemen und läuft im übrigen lose, d.h. in einer keine Drehbewegungen auf andere Bauteile übertragenden Weise, mit.
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Riemenscheiben gemäß Lueger, Lexikon der Technik, Band 1, Grundlagen des Maschinenbaus, 1960, Seite 425f umfassen eine Nabe und einen Riemenlaufkranz, welcher die Nabe mit radialem Abstand umgibt. Der Verbindung zwischen Nabe und dem Riemenlaufkranz, an welchem der Treibriemen an liegt, ist allgemein so gestaltet, dass die Nabe einen in Richtung des Riemenlaufkranzes weisenden ersten Ansatz und der Riemenlaufkranz einen in Richtung der Naben weisenden zweiten Ansatz aufweist. Ist die Riemenscheibe einstückig etwa als Gussteil ausgebildet, fallen die beiden Ansätze zusammen, wobei ein scheibenartiger Verbindungsbereich entsteht. Soll Gewicht oder Material eingespart werden, kann dieser scheibenartige Verbindungsbereich auch mit Durchbrüchen versehen sein, so dass sich die Verbindung zwischen Nabe und Riemenlaufkranz auf einige Arme reduziert. Daneben sind Riemenscheiben bekannt, die zur besseren Montierbarkeit auf einer Welle zweigeteilt ausgebildet sind. Jedes dieser beiden Teile ist mit Blick in Rotationsrichtung im Wesentlichen D-förmig bzw. halbkreisförmig ausgebildet, so dass beim Verbinden dieser beiden Teile an den geraden Seiten die Riemenscheibe gebildet wird. Damit die zweiteilige Riemenscheibe an einer Welle oder Achse ohne Demontage derselben montiert werden kann, sind die geraden Seiten der beiden Teile jeweils mit einem halbkreisförmigen Einzug versehen. Diese beiden halbkreisförmigen Einzüge stellen sicher, dass die beiden Teile zur Montage an einer Welle oder Achse seitlich an diese angelegt werden können und nach Verbinden der beiden Teile mittels von durch die geraden Seiten der beiden Teile geführten Schrauben, deren Schaftachsen quer zur Rotationsachse verlaufen, die so gebildete Riemenscheibe auf der Welle oder Achse klemmen.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, Riemenscheiben fortzubilden, insbesondere diese Riemenscheiben so auszugestalten, dass unterschiedliche Durchmesser von Riemenscheiben möglichst einfach und kostengünstig realisiert werden können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung modular ausgebildeter Riemenscheiben ist in Anspruch 6 angegeben. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind den Ansprüchen 2 bis 5 bzw. 7 und 8 entnehmbar.
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Sind gemäß Anspruch 1 eine Mehrzahl von Speichen vorgesehen sind, die im radialen Abstand zwischen Riemenlaufkranz und Naben angeordnet sind und die den Riemenlaufkranz und die Nabe miteinander verbinden, indem Schrauben, Bolzen oder Nieten, deren Schaftachse parallel zur Rotationsachse der Riemenscheibe verlaufen, durch die Ansätze und die Speichen geführt sind, lassen sich in sehr einfacher Weise eine Vielzahl von im Durchmesser unterschiedlich großen Riemenscheiben realisieren. Das einzige Bauteil, welches auf den gewünschten Durchmesser abgestellt sein muss, ist der Riemenlaufkranz. Bei den übrigen die Riemenscheibe bildenden Bauteilen kann auf gleich ausgebildete „Standardbauteile“ zurückgegriffen werden, die zumindest bei der Montage mit den Riemenlaufkränzen einen großen Bereich von Riemenlaufkranzdurchmessern abdecken können. Steht der Durchmesser der Nabe fest und soll diese Nabe als Standardnabe für im Durchmesser unterschiedlich große Riemenlaufkränze dienen, lässt sich dies sehr einfach realisieren, ohne dass dazu auf unterschiedlich lange Speichen zurückgegriffen werden muss. Die Verwendung von gleichlangen Speichen für unterschiedlich große radiale Abstände zwischen Nabe und Riemenlaufkranz gelingt dann, wenn bei gleichem Nabendurchmesser und unterschiedlichen Riemenlaufkranzdurchmessern die Speichen zur Überbrückung des radialen Abstands mit Blick in Richtung der Rotationsachse unterschiedlich steil angestellt werden.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn die Einzelteile der modular ausgebildeten Riemenscheibe Blechumformteile sind. Dies nicht nur deshalb, weil sich die entsprechenden Teile mit hoher Prozesssicherheit herstellen lassen, sondern insbesondere auch deshalb, weil für die für viele Riemenscheibendurchmesser standardisierten Bauteile nur sehr wenige Werkzeuge erforderlich sind, so dass sich auch die Werkzeugkosten entsprechend schnell amortisieren.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Riemenlaufkranz und/oder die Nabe jeweils zweiteilig ausgebildet sind, wobei die eine zweiteilige Nabe und/oder einen zweiteiligen Riemenlaufkranz bildenden Teile in Richtung der Rotationsachse spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. Durch diese Zweiteiligkeit wird die Standardisierung nicht nur fortgeführt werden, sondern es lassen sich auch durch Anwendung einfacher Umformschritte, wie beispielsweise Tiefziehen oder Prägen in Umfangsrichtung, nahtlose Riemenlaufkränze und Naben fertigen, die im verbundenen Zustand eine umlaufende, hohlkehlenartige Nut aufweisen. Eine solche Zweiteiligkeit der jeweiligen Riemenlaufkränze und/oder Naben bedingt, dass die jeweiligen Hälften von Nabe und Riemenlaufkranz zu ihrer Vervollständigung noch miteinander verbunden werden müssen. Dies ist nicht weiter nachteilig. Da die Speichen ohnehin mit den Naben und den Riemenlaufkränzen verbunden werden müssen, kann die Verbindung der beiden Häften des Riemenlaufkranzes mit den Speichen bzw. der Speichen mit den beiden Teilen der Nabe in einem Schritt erfolgen.
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Nach einer Ausbildung der Erfindung kann die Nabe ein Wälzlager aufnehmen. Diese Ausbildung ist zu wählen, wenn die Riemenscheibe drehbar auf einer Achse angeordnet werden soll.
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Die modular aufgebauten Riemenscheiben lassen sich bevorzugt im Zusammenhang mit landwirtschaftlichen Anwendungen verwenden. Dies nicht nur deshalb, weil diese Anwendungen zum Antrieb der verschiedensten Arbeitsstufen nicht nur eine Vielzahl von unterschiedlich großen Riemenscheiben erfordern, sondern auch, weil landwirtschaftliche Arbeitsgeräte in aller Regel auf Fahrgestellen montiert sind, um sie auf verschiedenen Äckern einzusetzen, und daher die besonders leichten aus Blechumformteilen modular aufgebauten Riemenscheiben zur Gewichtsreduzierung beitragen.
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Die Herstellung von Riemenschieben ist besonders einfach, wenn gemäß Anspruch 6 zunächst die die Riemenscheibe bildenden Bauteile durch Blechumformung gebildet werden,
dass dann der Riemenlaufkranz mit der Nabe verbunden wird, indem die Speichen zwischen Nabe und Riemenlaufkranz angeordnet und mit der Nabe und dem Riemenlaufkranz verbunden werden, indem Schrauben, Bolzen oder Nieten, deren Schaftachse parallel zur Rotationsachse der Riemenscheibe verlaufen, gleichzeitig durch die Ansätze von Riemenlaufkranz und Nabe sowie die Speichen geführt werden.
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Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Schaftachsen der verbindenden Schrauben, Nieten usw. parallel zur Rotationsachse verlaufen, da bei einer solchen Ausrichtung die Schrauben, Nieten usw. auch für entsprechende Automaten besonders gut zugänglich sind.
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Wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung die Nabe mit einem Wälzlager ausgestattet ist, ist es vorteilhaft, die Naben zweiteilig auszubilden. Wird vor dem Vervollständigen der aus zwei Hälften gebildeten Nabe ein Wälzlager zwischen den beiden, die Nabe bildenden Hälften angeordnet, wird das Wälzlager gleichzeitig mit dem Verbinden der beiden die Nabe bildenden Teile mit den Speichen lagefixiert, so dass dann besondere Maßnahmen zur Befestigung des Wälzlagers entfallen können.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Es zeigen:
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1a bis 1c jeweils eine Riemenscheibe in Seitenansicht; und
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2 eine Riemenscheibe im Schnitt.
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Detaillierte Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher beschrieben werden
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In den 1a bis 1c ist jeweils eine Riemenscheibe 1 gezeigt. Jede dieser Riemenscheiben 1 wird von einer Nabe 2, einem Riemenlaufkranz 3, der die Naben 2 mit radialem Abstand umrandet, und einer Mehrzahl von Speichen 4, die sich im Wesentlichen radial zwischen Nabe 2 und Riemenlaufkranz 3 erstrecken. Alle drei in den 1a bis 1c Riemenscheiben 1 unterscheiden sich dadurch, dass beginnend mit der Riemenscheibe 1 gemäß 1a deren Durchmesser D1, D2, D3 zunimmt und die Anzahl der Speichen 4 ansteigt. So hat etwa die Riemenscheibe 1 gemäß 1c, welche den größten Durchmesser D3 aller in den 1a bis 1c gezeigten Riemenscheiben 1 hat, auch mit 20 Speichen die größte Speichenanzahl.
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Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass ein Anstieg der Speichen 4 nicht notwendig dem zunehmenden Durchmesser D des Riemenlaufkranzes 3 geschuldet ist. Vielmehr könnte im in 1c dargestellten Ausführungsbeispiel die dort gezeigte Riemenscheibe 1 auch nur – wie die Riemenscheibe 1 in 1a – 8 Speichen 4 haben, etwa dann, wenn diese Riemenscheibe 1 im Vergleich zu der Riemenscheibe 1 gemäß 1c nur weniger stark belastet wird. Weist eine Riemenscheibe 1 mit dem Durchmesser gemäß 1c nur 8 Speichen 4 auf, müssen diese bei Verwendung identisch langer Speichen 4 ähnlich wie in 1c einen ähnlich großen Winkel α3 mit dem Umfangsrand 5 der Nabe 3 einschließen.
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Jede Speiche 4 gemäß den 1a bis 1c ist als Flachband ausgeführt und an ihren Enden mittels einer Schraube 6 mit dem an der Nabe 2 vorgesehenen ersten Ansatz 7 und mit ihrem anderen Ende ebenfalls mittels einer weiteren Schraube 6 mit dem am Riemenlaufkranz 3 vorgesehenen zweiten Ansatz 8 verbunden.
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In den in den 1a bis 1c gezeigten Ausführungen verbindet jede Schraube 6 jeweils zwei verschiedene Speichen 4 mit jeweils einem Ansatz 7, 8, wodurch eine ökonomische Art der Verbindung geschaffen wird. Da i.ü. die Schaftachsen der Schauben 6 parallel zur Rotationsachse R der Riemenscheibe 1 verlaufen und damit sehr gut für Montagewerkzeuge zugänglich sind, können die Riemenscheiben 1 sehr schnell und gut endmontiert werden.
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In 2 ist eine Riemenscheibe 1 im Schnitt gezeigt, wobei nur der Teil oberhalb der Rotationsachse R gezeigt ist. Der Riemenlaufkranz 3 gemäß 2 wird von zwei identisch ausgebildeten Hälften 9a und 9b gebildet. Jede dieser beiden Hälften 9a, 9b hat einen Z-förmigen Querschnitt. Die im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse R verlaufenden Stege 10 der beiden Hälften 9a, 9b bilden später die Anlageflächen für den Treibriemen (nicht gezeigt). Ferner weist jede Hälfte 9a, 9b einen von der Rotationsachse R abgewandten Flansch 11 und einen der Rotationsachse R zugewandten zweiten Ansatz 8 auf. Jede dieser Hälften 9a, 9b ist als einstückiges Blechumformteil gebildet.
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Zur Bildung eines Riemenlaufkranzes 1 sind die beiden Hälften 9a, 9b an ihren zweiten Ansätzen 8 aneinander gesetzt.
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Nur der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass der Riemenlaufkranz einer einfachen Ausbildung auch einstückig hergestellt sein kann. Auch ist es denkbar, den Riemenlaufkranz 3 aus einem Band zu bilden und die Enden nach der Formung eines Reifens miteinander zu verschweißen.
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In ähnlicher Weise wie der Riemenlaufkranz 3 gemäß 2 ist auch die Nabe 2 ausgebildet und wird von zwei Hälften 12a, 12b gebildet, welche jeweils einen Z-förmigen Querschnitt aufweisen und ebenso einem parallel zur Rotationsachse R verlaufenden Steg 10, einen Flansch 11 und einen ersten Ansatz 7 umfassen. Auch sind die Hälften 12a, 12b der Nabe 2 jeweils als einstückige Blechumformteile ausgebildet. Im Unterscheid zum Riemenlaufkranz 3 weisen jedoch die Flansche 11 der Hälften 12a, 12b in Richtung der Rotationsachse R, während die ersten Ansätze 7 der beiden Hälften 12a, 12b in Richtung des Riemenlaufkranzes 1 weisen. Stoßen – wie in 2 gezeigt – die beiden Hälften 12a, 12b mit ihren ersten Ansätzen 7 aneinander, ist die Nabe 2 vervollständigt.
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Zwischen dem Steg 10 und den Flanschen 11 der vervollständigten Nabe 2 ist eine Nut 13 gebildet, in welcher ein Wälzlager 14 angeordnet ist, wobei der Außenring 15 dieses Wälzlagers 14 zwischen den beiden Flanschen 11 der Nabe 2 eingeklemmt wird.
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Diese Klemmung des Außenrings 15 in der Nut 13 wird dadurch erreicht, dass in Umfangsrichtung der Nabe 2 eine Mehrzahl von Nieten 16 durch die ersten Ansätze 7 der beiden Hälften 12a, 12b geführt sind. Jeder Niet 16 verbindet gleichzeitig auch noch zwei an den ersten Ansätzen 7 anliegenden Speichen 4 mit der Nabe 2.
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Da die Speichen 4 – so wie in den 1a bis 1c gezeigt – auch im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel unter Einschluss eines Winkels mit dem Umfangsrand 5 der Nabe 2 verlaufen, sind in der Darstellung gemäß 2 von den Nieten 16, welche die zweiten Ansätze 8 des Riemenlaufkranzes 1 und die Speichen 4 verbinden, nur deren Köpfe 17 sichtbar.
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Um eine Riemenscheibe 1 gemäß 2 herstellen, werden zunächst alle Einzelteile 10a, 10b, 12a, 12b, 4 vorzugsweise durch Blechumformung gefertigt. Sodann werden die Hälften 10a, 12a und die Hälfte der verwendeten Speichen 4 in einer geeigneten Aufnahme (nicht dargestellt) zusammengefügt. Anschließend wird dann das Wälzlager 14 eingebracht, so dass dieses mit seinem Außenring 15 auf dem Flansch 11 der Hälfte 12a der Nabe 2 ruht. Anschließend wird dann die Riemenscheibe 1 komplettiert, indem die anderen Hälften 10b, 12b mit ihren Ansätzen 7, 8 auf die Ansätze 7, 8 aufgelegt werden, die bereits in der Aufnahme angeordnet sind. Schließlich werden dann noch die restlichen Speichen angeordnet und in einem letzten Schritt die Hälften 10, 12 und Speichen 4 von den Nieten 16 verbunden werden
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Riemenscheibe
- 2
- Nabe
- 3
- Riemenlaufkranz
- 4
- Speichen
- 5
- Umfangsrand
- 6
- Schrauben
- 7
- erster Ansatz
- 8
- zweiter Ansatz
- 9
- Hälften
- 10
- Steg
- 11
- Flansch
- 12
- Hälften
- 13
- Nut
- 14
- Wälzlager
- 15
- Außenring
- 16
- Niet
- 17
- Kopf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Lueger, Lexikon der Technik, Band 1, Grundlagen des Maschinenbaus, 1960, Seite 425f [0003]
