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Verfahren und Vorrichtung zum Auflegen von Flachriemen auf Trieben
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Auflegen endloser,
mit Vorspannung laufender Flachriemen auf Trieben mit unverstellbaren, insbesondere
kurzen Achsabständen.
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Es sind endlose Flachriemen bekannt, die zur Übertragung einer bestimmten
Leistung einen Anpreßdruck auf die Riemenscheibe ausüben. Diesen Anpreßdruck erreicht
man durch Dehnen des Riemens. Bei unverstellbarem Achsabstand muß die Riemenlänge
um die zur Erzielung des entsprechenden Anpreßdruckes erforderliche Dehnung bei
der Herstellung des Riemens bereits verkürzt werden.
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Flachriemen, die mit einer gewissen Vorspannung laufen, sind oft als
Mehrschichtriemen ausgeführt. Man unterscheidet dabei die Lauffläche und die Zugschicht,
die manchmal noch durch eine Deckschicht abgedeckt ist. Die Lauffläche übernimmt
die Übertragung der Leistung durch Reibung. Die Zugschicht ist für die im Riemen
auftretenden Zugkräfte vorgesehen.
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Große Sorgfalt muß beim Auflegen solcher Riemen auf Trieben mit festen
Achsabständen angewendet werden. Durch Beschädigung beim Auflegen, insbesondere
durch örtliches überdehnen der Zugschicht, kann die Lebensdauer der Riemen bedeutend
herabgesetzt und auch die Laufruhe des Riementriebes in Frage gestellt werden.
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Zum Auflegen von endlosen, unter Vorspannung laufenden Flachriemen
sind verschiedene Methoden und Vorrichtungen bekannt.
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Bei einer Methode wird mit geteilten Scheiben gearbeitet. Die eine
Riemenscheibenhälfte wird abgenommen, die andere durch eine Schelle auf der Welle
befestigt. Die scharfen Kanten am Übergang zwischen Radius und Teilfläche werden
mit einem Schutzmaterial wie Pappe, Gummi oder Blech abgedeckt. Der Riemen wird
aufgelegt, die Scheibenhälfte um 1801 gedreht, Schutzmaterial und Schelle
entfernt und die Riemenscheibe zusammengesetzt.
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Eine zweite Methode arbeitet mit ungeteilten Scheiben. Der Riemen
wird auf die kleine Scheibe gelegt. Auf die große Scheibe wird unter den Abknickpunkt
ein abgerundetes Brett gelegt, das gegen die Welle mit einem weiteren Brett abgestützt
wird. Der Riemen wird dann mit einer Schnur an die große Scheibe gebunden. An der
Bindestelle muß der Riemen durch Zwischenlegen von Pappe oder Gummi gegen Beschädigung
geschützt werden. Dann wird der Riemen aufgedreht.
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Im dritten Fall wird eine Exzenter-Spanneinrichtung verwendet. Die
mit einem Exzenter versehene Scheibe wird durch radiales Ausschwenken der anderen
Scheibe so genähert, daß der mit betriebsbedingter Verkürzung versehene Riemen spannungslos
aufgeschoben werden kann. Beim Zurückschwenken des Exzenters um eine halbe Umdrehung
wird der Riemen gedehnt und damit die Vorspannung des Riemens erzeugt.
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Vierte Methode: Vorspannung mit Spannschloß. Der mit betriebsbedingter
Verkürzung versehene Riemen wird spannungsfrei über die abgenommenen Scheiben gelegt.
Mit Hilfe einer Spannvorrichtung werden die Scheiben bis auf genauen Wellenabstand
auseinandergerückt. Beide Scheiben einschließlich des darübergelegten, gespannten
Riemens lassen sich nun auf die Wellenstummel schieben.
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Fünfte Methode: Aufdreh-Kegel. Zwei Kegel mit zylindrischem Ansatz
werden mit der kegeligen Seite an den Scheibenkränzen oder an den Scheibennaben
angeschraubt. Die Vorspannung wird dadurch erzeugt, daß der Riemen um den Unterschied
der geometrischen Riemenlänge, gemessen über den zylindrischen Ansätzen und über
den eigentlichen Riemenscheiben, gelängt wird.
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Die beiden zuerst genannten dieser bekannten Methoden und Vorrichtungen
eignen sich nur für größere Achsabstände. Auch dort ist eine überbeanspruchung des
Riemens nicht ganz ausgeschlossen.
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Im dritten Fall ist die Herstellung eines solchen Exzenters problematisch.
Eine ausreichende Exzentrizität läßt sich nur bei Wellen mit genügend großem Durchmesser
erreichen. Das bei der Welle erzielte Exzentrizitätsmaß muß mit dem an der Riemenscheibe
vorhandenen Maß völlig übereinstimmen. Zu diesem Zweck wird der erfahrene Betriebsmann
die Riemenscheibenmantelfläche zusammen mit der Welle fertigdrehen, so daß die Zentrierbohrungen
der Welle auch als Zentrierungen der Riemenscheibenmantelfläche dienen. Eine kleinere
oder größere Riemenscheibe kann bei der Wahl
eines anderen übersetzungsverhältnisses
nur nach Ausbau der Welle angefertigt werden. Außerdem besteht die Gefahr, daß nach
dem Zurückschwenken des Exzenters nicht mit genügender Sicherheit die zentrische
Lage gefunden oder eingehalten werden kann. Schon kleine Abweichungen von der zentrischen
Lage verursachen Unruhe des Laufes und vorzeitiges Zerstören des Riemens.
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Die beiden zuletzt genannten Vorrichtungen ergeben die Schwierigkeit,
daß an der betreffenden Maschine das Spannschloß bzw. die Aufdreh-Kegel als »lose
Teile« verbleiben. Da der Riemenwechsel in Zeiträumen von Jahren vorkommt, gehen
diese »losen« Vorrichtungen leicht verloren, wie in der Praxis immer wieder festzustellen
ist.
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Häufig ist eine der beiden Riemenscheiben nicht so frei zugänglich,
daß sie mit der Spannvorrichtung der beschriebenen vierten Methode und zusammen
mit der anderen Scheibe auf den Wellenstununel aufgeschoben werden kann.
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Bei den Aufdreh-Kegeln der fünften Methode ergibt sich als weitere
Schwierigkeit, daß der Riemen nur durch eine zusätzliche Seitenkraft in eine zu
den Drehachsen der Riemenscheiben schräge Stellung gebracht werden kann, aus der
heraus ein Aufdrehen erfolgt. Dadurch kann der Riemen leicht überdehnt und an den
Kanten beschädigt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, Vorrichtung
der im ersten Absatz genannten Art insoweit zu verbessern, daß mit einer einfachen
und leicht zu bedienenden Konstruktion eine einwandfreiere Aufbringung bzw. ein
einfaches Auflegen des Flachriemens erreicht ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei der Erfindung vorgesehen, daß zunächst
eine an sich bekannte, mit einem Innenkegel versehene Riemenscheibe derart auf einen
Wellenstummel aufgesetzt wird, daß sie in der Richtung des Riemenzuges mit dem Innenkegel
auf dem Wellenstumpf und mit einer auf diesem angebrachten, die axiale Verschiebung
der Riemenscheibe begren.#enden Haltescheibe zur Anlage kommt und daß anschließend
der Flachriemen durch radiale Verschiebung der Riemenscheibe zum Wellenstummel verspannt
wird, indem eine an sich bekannte, mit zum Wellenstummel zentrisch laufendem Außenkegel
ausgerüstete Hülse durch eine zentral angeordnete Schraube in den Innenkegel der
Riemenscheibe hineingezogen wird.
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Die zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäß benutzte Vorrichtung
ist so ausgeführt, daß in eine in an sich bekannter Weise mit einem Innenkegel versehene
Riemenscheibe eine an sich bekannte, auf einem Wellenstummel verschieblich gelagerte
und mit zum Wellenstummel zentrisch laufendem Außenkegel ausgerüstete Hülse durch
eine zentral angeordnete Schraube bis zum Anschlag an eine die weitere axiale Verschiebung
der Riemenscheibe begrenzende Haltescheibe hineinziehbar ist.
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Die von der Spannschraube herrührende, auf die Hülse bzw. auf die
Riemenscheibe ausgeübte Kraft ist durch eine in der Hülse radial geführte Druckscheibe
übertragbar.
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Es sind zwar bereits Riemenscheibenkonstruktionen bekanntgeworden,
bei denen die Riemenscheibe einen Innenkegel aufweist und über diesen i Innenkegel
mit einer mit zum Wellenstummel zentrisch verlaufendem Außenkegel ausgerüsteten
Hülse verbunden ist. Mit diesen bekannten Konstruktionen kann jedoch das für das
Spannen notwendige Radialspiel und die für Flachriementriebe notwendige Rundlaufgenauigkeit
nicht erreicht werden, weil die konische Hülse zum Spannen der Naben geschlitzt
ist und sich beim Spannen konzentrisch zusammenzieht, wobei die Kontraktion einen
nicht über den gesamten Umfang gleichen Wert annimmt, so daß der Kegelmantel der
Hülse und damit die Riemenscheibe einen für höhere Zwecke unzulässigen Radialschlag
aufweist. Wollte man mit dem die Riingmutter aufweisenden Lösungsweg oder im anderen
Fall durch axial parallel angeordnete drei Schrauben unter Verwendung eines steilen
Kegels einen Riemen spannen, so ist eine solche Ausführung mit den genannten Schrauben
nicht möglich, weil die Schrauben hälftig sowohl im Innen- als auch im Außenkegel
sitzen. Auch im Fall der Ringmutter kann deswegen keine Möglichkeit zum Spannen
gesehen werden, weil die Mutter außer Eingriff mit der Gewindebohrung gebracht werden
muß, um das für das Auflegen des Riemens notwendige Radialspiel zu erreichen, auch
wenn der Kegel sehr steil gewählt würde.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Vorteile: Sie besteht
nur aus rotationssymmetrischen Teilen. Daher ist keine Unwucht der Teile zu erwarten.
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Auch bei kleinen Scheibendurchmessem kann die Riemenscheibe um einen
genügend großen Betrag radial zum Wellenstummel verschoben werden. Dadurch kann
der Riemen bequem und ohne Gefahr einer Beschädigung aufgelegt werden.
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Die zentr-ische Lage der Riemenscheibe wird dadurch erreicht, daß die zentral
angeordnete Spannschraube bis zum Anschlag eingeschraubt wird. Dieser Arbeitsgang
kann auch von einem mit der Maschine nicht vertrauten Maschineneinrichter richtig
durchgeführt werden.
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Der Riemen wird in spannungslosem Zustand in die richtige axiale Lage
aufgebracht, so daß er nicht durch irgendwelche Seitenkräfte beansprucht wird.
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Beim Auflegen wird der Riemen auch nicht über irgendwelche scharfen
Kanten gebogen.
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Die zum Spannen notwendigen Teile verbleiben nach dem Spannen in Gebrauchslage
und stehen auch nach jahrelanger Pause sofort zur Verfügung.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
dargestellt. Die Ab b. 1 zeigt die Riernenscheibe in Gebrauchslage im Schnitt;
in Ab b. 2 ist die Riemenscheibe während des Auflegens des Riemens um den
Betrag a gegen den Wellenstummel radial verschoben dargestellt.
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Die Welle 1 wird durch den Wellenstummel 7
fortgesetzt
(Abb. 1). An der durch den Durchmesserunterschied zwischen Welle und Stummel
gebildeten Schulter liegt die Haltescheibe2 an, die radial durch den Wellenstumme17
geführt ist. An der Scheibe 2 liegt die Riemenscheibe 3, deren Bohrung kegelig
ist. Die Riemenscheibe wird durch die Hülse 4 mit deren Außenkegel zentrisch geführt.
Die Druckscheibe 5 ist durch einen Einpaßansatz 9 in der Hülse 4 mittig
gehalten. Die Druckscheibe überträgt die von der Schraube 6 herrührende Kraft
auf die Hülse 4. R ist der aufzulegende Flachriemen.
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In A b b. 2 ist die Stellung der Riemenscheibe zum Wellenstummel
während des Riemenwechsels gezeigt. Durch die mögliche radiale Verschiebung der
Riemenscheibe
zum Wellenstummel um den Betrag a kann der Vorspannweg des Riemens annähernd den
Betrag 2a annehmen. Die Spannung des Riemens erfolgt durch Einschrauben der Schraube
6,
nachdem die Hülse 4 mit der Druckscheibe 5 eingesetzt wurde.