DE1121897B

DE1121897B - V-belt change gear with two tapered pulley halves that are non-rotatable on one shaft

Info

Publication number: DE1121897B
Application number: DESCH27514A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Johann Lein
Original assignee: Schaerer Werke Werkzeu GmbH
Current assignee: Schaerer Werke Werkzeu GmbH
Priority date: 1960-03-04
Filing date: 1960-03-04
Publication date: 1962-01-11

Description

Keilriemenwechselgetriebe mit zwei auf einer Welle drehfesten Kegelscheibenhälften Die Erfindung betrifft ein Keilriemenwechselgetriebe mit zwei auf einer Welle drehfesten Kegelscheibenhälften, von denen mindestens eine axial verschiebbar ist, und mit mindestens einer geschlitzten Tellerfeder.V-belt change gearbox with two bevel pulley halves that are non-rotatable on a shaft The invention relates to a V-belt change transmission with two non-rotatable on a shaft Conical pulley halves, at least one of which is axially displaceable, and with at least one slotted disc spring.

Es sind Keilriernenwechselgetriebe bekannt, die an Stelle der Tellerfedern eine oder mehrere Schraubenfedern verwenden. Durch deren große Baulänge baut aber das Getriebe, selbst bei Verwendung nur einer Schraubenfeder, axial sehr lang. Auch führt die große Masse einer Schraubenfeder und ihre nur ungenaue Zentriermöglichkeit leicht zu Unwuchten. Auch die Anwendung von zwar kürzer bauenden Kegelfedern oder Kegelstumpffedem aus Rund- oder Flachmaterial führt infolge ihrer großen Masse und noch schlechteren Zentriermöglichkeit zuUnwuchten. Bekannt sind weiterhin Keilriemenwechselgetriebe mit Tellerfedern, die die Nachteile der Typen mit Schraubenfedern zwar vermeiden, aber infolge ungünstiger Bauart der Tellerfedern andere Nachteile aufweisen. Membranartig wirkende Tellerfedern und gewellte Tellerfedern haben den Nachteil einer zu großen Federkonstante, sie ergeben bei nur kleinem Federweg sehr große Kräfte. Allgemein müssen aber Federn an Keilriemenwechselgetrieben bei verhältnismäßig großem Weg nur eine wenig steigende Kraft auf die Kegelscheibenhälften ausüben. Die Federkonstante der Feder muß klein sein. Diese Forderung zu erfüllen, wird bei anderen bekannten Keilriemenwechselgetrieben mit radial geschlitzten Tellerfedern angestrebt, aber diese radial geschlitzten Tellerfedern sind insofern ungünstig ausgebildet und befestigt, als entweder der scheibenförmige Mittelteil oder der konusscheibenförmige Außenteil fest eingespannt sind, so daß die daran strahlenförmig befestigten Federarrne die ganze Federarbeit allein übernehmen müssen. Diese Federarme werden dabei überbeansprucht und brechen, da sie wegen der erforderlichen kleinen Federkonstante verhältnismäßig schwach ausgeführt werden müssen. Die übertragungsfähigkeit des Keilriemens, deren volle Ausnutzung eine kräftige Feder mit kleiner Federkonstante verlangt, kann mit dieser Art Federn nicht voll ausgenutzt werden. Dasselbe trifft für ein weiteres bekanntes Keilriemenwechselgetriebe zu, das am Umfang der Kegelscheibenhälfte strahlenförmig befestigte Blattfedern verwendet.There are known V-belt change transmissions that replace the disc springs use one or more coil springs. Due to their large length, however, it builds the transmission, even if only one coil spring is used, is very long axially. Even carries the great mass of a helical spring and its only imprecise centering possibility easy to unbalance. Also the use of shorter conical springs or Truncated cone springs made of round or flat material leads due to their large mass and even worse centering possibility to unbalance. V-belt change transmissions are also known with disc springs, which avoid the disadvantages of the types with coil springs, but have other disadvantages due to the unfavorable design of the disc springs. Membrane-like acting disc springs and corrugated disc springs have the disadvantage of being too large Spring constant, they result in very large forces with only a small spring deflection. Generally but have to use springs on V-belt change transmissions with a relatively long way only exert a slightly increasing force on the conical pulley halves. The spring constant the pen must be small. Fulfilling this requirement is known from others V-belt change gearbox with radially slotted disc springs aimed, but these radially slotted disc springs are unfavorably designed and attached, as either the disk-shaped central part or the conical disk-shaped outer part are firmly clamped, so that the Federarrne radially attached to it have to take on all the spring work alone. These spring arms are overstressed and break because they are relatively small because of the required small spring constant need to be performed weakly. The transmission capacity of the V-belt, whose full utilization requires a strong spring with a small spring constant, can with this type of feathers cannot be fully exploited. The same applies to another well-known V-belt change gear, which radiates on the circumference of the conical pulley half attached leaf springs used.

Zweck der Erfindung ist, eine geschlitzte Tellerfeder so anzuordnen und ihre Federungs- und Festigkeitseigenschaften so zu nutzen, daß die Nachteile, die an den bisher bekannten Keilriemenwechselgetrieben bestehen, vermieden werden, d. h. daß die übertragungsfähigkeit des Keilriemens in optimaler Weise genutzt wird, ohne daß die Tellerfeder zu hoch beansprucht wird.The purpose of the invention is to arrange a slotted disc spring and to use its springiness and strength properties in such a way that the disadvantages that exist in the previously known V-belt change-speed transmissions are avoided, d. H. that the transmission capacity of the V-belt is used in an optimal way without the disc spring being stressed too much.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Kombination folgender Merkmale erreicht, daß nämlich eine an sich bekannte geschlitzte Tellerfeder, die am Außenurnfang aus einem kegelscheibenförmigen, federnden Teil mit daran anschließenden, nach innen auslaufenden Armen besteht, mit ihrem Innen- und Außendurchmesser frei anliegt und lediglich an ihrem Außendurchmesser an der Außenwand einer Kegelscheibenhälfte zentriert ist und daß der Raum zwischen der Außenwand und der Nabe der Kegelscheibenhälfte genügend ausgespart ist, um Platz für die Tellerfeder bei inverser Durchbiegung zu bieten. Der kegelscheibenförmige, federnde Außenteil der Feder, an dessen innerem Rand, der nur wenig kleiner ist als der Außendurchmesser, die Arme beginnen, kann infolge seines großen mittleren Durchmessers und daher seiner kleinen Biegesteifigkeit praktisch die gesamte Federungsarbeit aufnehmen dergestalt, daß sich die im unbelasteten Zustand schwach kegelförmige Tellerfeder mit zunehmender Belastung zu einer vollkommen flachen Scheibe und darüber hinaus zu einer inversen kegelförmigen Scheibe verformt, deren Kegelspitze aber nun auf der anderen Seite der Scheibenebene liegt. Die am kegelscheibenförmigen federnden äußeren Teil der Feder angebrachten, nach innen auslaufenden Arme wirken als Hebelarme, an deren inneren Enden ein großer Federweg erreicht wird. Da das Fußende der Arme, d. h. ihre Befestigung, auf einem großen Durchmesser liegt, können sehr viele Arme untergebracht werden, die z. B. als Träger gleicher Festigkeit ausgebildet werden können. Die Fußenden der Arme können mit einer großen Rundung in den kegelscheibenförmigen federnden äußeren Teil der Feder übergehen, um Spannungsspitzen an dieser übergangsstelle abzubauen. Dadurch, daß man verhältnismäßig dickes Blech anwenden kann, wird praktisch die Federung der Arme und deren Biegespannung in vernachlässigbaren Grenzen gehalten. Infolge der innen und außen freien Auflage der Feder findet die eigentliche Biegung in dem kegelscheibenförmigen federnden äußeren Teil der Tellerfeder bei sehr gleichmäßiger Spannungsverteilung statt. Die Tellerfeder gibt dabei verhältnismäßig große Kräfte bei infolge der den Federweg verlängernden Arme sehr kleiner Federkonstante ab. Dadurch kann die Leistungsfähigkeit des Keilriemens in optimaler Weise genutzt werden.According to the invention this is achieved by the combination of the following features, namely that a known slotted disc spring, which consists of a conical disk-shaped, resilient part with adjoining, inwardly tapering arms on the outer circumference, rests freely with its inner and outer diameter and only on its Outer diameter is centered on the outer wall of a conical pulley half and that the space between the outer wall and the hub of the conical pulley half is recessed enough to provide space for the disc spring in the event of inverse deflection. The conical disk-shaped, resilient outer part of the spring, at its inner edge, which is only slightly smaller than the outer diameter, the arms begin, can, due to its large mean diameter and therefore its low flexural rigidity, absorb practically the entire suspension work in such a way that the unloaded state Slightly conical disc spring is deformed with increasing load into a completely flat disk and furthermore into an inverse conical disk, the cone tip of which, however, now lies on the other side of the disk plane. The inwardly tapering arms attached to the conical disk-shaped resilient outer part of the spring act as lever arms, at the inner ends of which a large spring deflection is achieved. Since the foot of the arms, i.e. H. their attachment, is on a large diameter, can accommodate a lot of arms that z. B. can be designed as a carrier of the same strength. The foot ends of the arms can merge with a large rounding into the conical disk-shaped resilient outer part of the spring in order to reduce stress peaks at this transition point. Because you can use relatively thick sheet metal, the suspension of the arms and their bending stress is practically kept within negligible limits. As a result of the inside and outside free support of the spring, the actual bending takes place in the conical disk-shaped resilient outer part of the disc spring with a very even distribution of stress. The plate spring emits relatively large forces with a very small spring constant as a result of the arms lengthening the spring travel. As a result, the performance of the V-belt can be used in an optimal way.

Zweckmäßigerweise macht man den äußeren Durchmesser der Tellerfeder möglichst groß und zentriert sie an ihrem Außendurchmesser. Man macht auch die Arme möglichst lang, um einen großen Federweg zu erhalten. Der Raum zwischen der Außenwand und der Nabe der Kegelscheibenhälfte wird genügend ausgespart, um Platz für die Tellerfeder bei inverser Durchbiegung zu bieten.It is expedient to make the outer diameter of the plate spring as large as possible and centers them on their outer diameter. You also do your arms as long as possible in order to obtain a large spring deflection. The space between the outer wall and the hub of the conical pulley half is cut out enough to make room for the To offer disc springs with inverse deflection.

Wegen der durch die kurz bauende Tellerfeder kurzen Getriebelänge ist es auch möglich, mehrere Keilriemenwechselgetriebe nebeneinander auf dieselbe Welle zu setzen, um so die übertragbare Leistung zu erhöhen. Die Kegelscheibe kann über den Keilriemen nicht nur auf eine Gegenscheibe unveränderlichen Durchmessers arbeiten, wobei der Achsabstand zwischen der treibenden und der getriebenen Welle im allgemeinen veränderlich sein muß, sondern sie kann auch mit einer gleichen Kegelscheibe über den Keilriemen zusammenarbeiten, wobei die Kegelscheibenhälfte dieser zweiten Kegelscheibe nicht mit Federn, sondern mit mechanischen Mitteln, wie Schrauben, Hebeln usw., die über Axiallager auf mindestens eine der Kegelscheibenhälften wirken, in ihrem gegenseitigen Abstand verändert werden können, so daß bei nunmehr festem Achsabstand zwischen der treibenden und der getriebenen Welle der Verstellbereich von beiden Kegelscheiben zusammen, d. h. das Quadrat des Verstellbereichs einer Kegelscheibe, ausgenutzt werden kann.Because of the short gear length due to the short disc spring, it is also possible to place several V-belt change gearboxes next to one another on the same shaft in order to increase the transferable power. The conical pulley can not only work on a counter pulley of invariable diameter via the V-belt, whereby the center distance between the driving and the driven shaft must generally be variable, but it can also work together with the same conical pulley over the V-belt, with the conical pulley half of this second conical pulley not with springs, but with mechanical means such as screws, levers, etc., which act on at least one of the conical pulley halves via axial bearings, can be changed in their mutual spacing, so that with a now fixed center distance between the driving and the driven shaft, the adjustment range of both conical disks together, d. H. the square of the adjustment range of a conical pulley can be used.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 1 im Schnitt und Seitenansicht. Auf einer Hohlwelle 1 sind zwei Kegelscheibenhälften 2 drehfest, aber axial verschiebbar, angeordnet, zwischen denen ein Keilriemen 3 eine nicht gezeichnete Riemenscheibe treibt. Zwei an ihrem äußeren Umfang an der Außenwand der Kegelscheibenhälften zentrierte Tellerfedern 4 pressen die Kegelscheibenhälften zusammen und drücken auf den Keilriemen 3. Die Tellerfedern 4 bestehen am Außenumfang aus einem kegelscheibenförn-ügen federnden Teil 4a, dessen innerer Durchmesser, der nur wenig kleiner als der Außendurchmesser ist, über große Rundungen 4 b in eine Zahl konzentrisch nach innen auslaufender zungenförmiger Arme 4c übergeht.An exemplary embodiment is shown in Fig. 1 in section and side view. On a hollow shaft 1 , two conical pulley halves 2 are rotatably, but axially displaceable, arranged, between which a V-belt 3 drives a pulley, not shown. Two disc springs 4 centered on the outer wall of the conical disc halves press the conical disc halves together and press on the V-belt 3. The disc springs 4 consist on the outer periphery of a conical disc-shaped resilient part 4a, the inner diameter of which is only slightly smaller than the outer diameter is, over large curves 4 b merges into a number of concentrically inwardly tapering tongue-shaped arms 4 c.

Die Tellerfedern 4 stützen sich über ihre Arme 4c am inneren Durchmesser auf je eine Büchse 5, die durch Seegeringe 6 auf der Hohlwelle 1 gehalten wird.The disc springs 4 are supported by their arms 4c on the inner diameter on a bushing 5 each , which is held on the hollow shaft 1 by circlips 6 .

Durch Veränderung des Abstandes zwischen der Hohlwelle 1 und der nicht gezeichneten Gegenwelle wird der Keilriemen 3 gezwungen, auf verschiedenen Durchmessern der Kegelscheibe 2 zu laufen. Die Tellerfedern 4 üben die in jeder Stellung erforderliche Anpreßkraft auf den Keilriemen 3 aus, damit dieser die gewünschten Leistungen übertragen kann.By changing the distance between the hollow shaft 1 and the counter shaft (not shown), the V-belt 3 is forced to run on different diameters of the conical pulley 2. The disc springs 4 exert the pressing force required in every position on the V-belt 3 so that it can transmit the desired performance.

Abb. 2 zeigt in Schnitt und Seitenansicht auf einer Hohlwelle 1 zwei über je einen Hebel 7 und Axiallager 8 auf den gewünschten gegenseitigen Abstand eingestellte Kegelscheibenhälften 2', zwischen denen der Keilriemen 3 läuft und auf durch Federn angepreßte Kegelscheiben, wie in Abb. 1 dargestellt, arbeiten muß. Die Achsen der Kegelscheiben 2 und 2' haben einen festen Abstand. Der Anpreßdruck an den Kegelscheiben 2' wird durch den Riemenzug hervorgerufen und dieser wiederum durch die Tellerfedern 4 an den Kegelscheiben 2. Die Drehzahlverstellung erfolgt durch Zusammendrücken oder Spreizen der Hebel 7. Fig. 2 shows in section and side view on a hollow shaft 1, two via a respective lever 7 and the axial bearing 8 to the desired mutual distance set conical pulley halves 2 ', between which the belt 3 runs and displayed on pressed-by springs conical disks as shown in Fig. 1 , have to work. The axes of the conical disks 2 and 2 'have a fixed distance. The contact pressure on the conical pulleys 2 'is produced by the belt tension and this in turn by the disc springs 4 on the conical pulleys 2. The speed is adjusted by compressing or spreading the levers 7.

Claims

PATENT APPROACH-1. V-belt change gearbox with two on one shaft non-rotatable conical pulley halves, at least one of which is axially displaceable, and with at least one slotted disc spring, characterized in that the Disk spring (4) on the outer circumference made of a conical disk-shaped resilient part (4a) with adjoining, inwardly tapering arms (4c), on its interior and outer diameter lies freely without restraint and only on its outer diameter is centered on the outer wall of the conical disk half (2), and that the space between the outer wall and the hub of the conical pulley half (2) are sufficiently recessed, to provide space for the disc spring in the event of inverse deflection.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that the counter-disk (2 ') consists of two conical disk halves which can be adjusted in their mutual axial distance via axial bearings (8) with an unchangeable center distance. 3. Transmission according to claims 1 and 2, characterized in that several V-belt drives are connected in parallel.

Considered publications: German Patent Nos. 686 816, 845 134, 939 360; U.S. Patent No. 2,478,289; German patent application L 17060 XII / 47 a No. 17 (published on March 22 , 1956).