DE2401691C3

DE2401691C3 - Keilriemenstellgetriebe

Info

Publication number: DE2401691C3
Application number: DE19742401691
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. Muehlbeyer; Josef Muehlbeyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-15
Filing date: 1974-01-15
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE2401691A1; DE2401691B2; IT1028178B

Description

Bei Keilriemenstellgetrieben mit drehzahlabhängiger Übersetzungseinstellung und Anlaufsteuerung durch Fliehgewichte (DE-OS 20 45 732) ist es bekannt, diese zwischen der Rückieite einer Kegelscheibenhälfte und einer wellenfesten Abstützplatte anzuordnen. Mit steigender Wellendrehzahl wird durch Radialverlagerung der Fliehgewichte die Kegelscheibenhälfte axial verschoben und dadurch die Übersetzung geändert. Die Fliehgewichte bestehen aus Kugeln und sind in radialen Führungsbahnen in der Kegelscheibenhälfte und der Abstützplatte geführt Durch die Formgebung der Führungsbahnen soll eine Verrastung der Fliehgewichte nach einer bestimmten Radialverlagerung erfolgen, wobei die Verrastung durch kurzzeitige Relativverdrehung zwischen Kegelscheibenhälfte und Abstützplatte aufhebbar ist Kugeln als Riehgewichte haben aber erhebliche Nachteile. So wird z. B. die Größe des Verstellweges durch den Kugeldurchmesser bestimmt Um ein größeres Übersetzungsverhältnis zu erreichen, muß der Verstellweg entsprechend groß sein und damit der Kugeldurchmesser. Zur Drehmomentübertragung muß das Fliehgewicht breiter sein als der Verstellweg. Bei einer Kugel als Fliehgewicht bedeutet das eine wesentliche Vergrößerung ihres Volumens. Außerdem treten bei Kugeln bei der Drehmomentübertragung unerwünschte axiale Kräfte auf. Diese Nachteile bewirken, daß bei Kugeln eine sehr unsichere Verrastung gegeben ist und die Gefahr besteht, daß die Kugeln herausgeschleudert werden.
Es ist auch schon bekannt (DE-OS 21 65 245) eine Sperrung der Fliehgewichte vorzusehen in Form einer einfachen Stufe. Hier hat es sich aber ebenfalls gezeigt, daß die Verrastung unsicher ist.

Es ist auch schon allgemein bekannt die Fliehgewich· ίο te keilförmig auszubilden, um hierdurch die Flächenpressung zu verringern und die Lebensdauer der Übersetzungsvorrichtung zu erhöhen (DE-OS 14 35 040).

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstelis lung besteht somit darin, das bekannte Keilriemenstellgetriebe so weiterzubilden, daß eine sichere Verrastung und eine hohe Lebensdauer möglich sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale a und b gelöst,
ίο Das Merkmal a isi für sich bei einfachen Kegelscheibengetrieben bereits bekannt.

Durch die Erfindung wird eine sichere Verrastung erreicht, die Flächenpressung bei der Drehmomentübertragung wesentlich verringert und das Auftreten von Axialkräften vermieden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der breitere Abschnit; der Führungsbahnen etwa doppelt so breit ist wie die Fliehgewichte. Diese Gestaltung verbessert die Sicherheit der Verrastung.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren näher erläutert.

F i g. 1 zeigt das Schema des Antriebs,

F i g. 2 zeigt die Kupplungen im Schnitt bei einer Drehzahl,

F i g. 3 eine Teilansicht von F i g. 2 bei einer höheren Drehzahl und

F i g. 4 eine: Ansicht auf die verschiebbare Kupplungsscheibe, in Richtung der Pfeile gemäß F i g. 1 gesehen. In F i g. 1 ist mit 10 ein Elektromotor bezeichnet, auf dessen verlängerter Rotorachse ein Keilriemenstellgetriebe U befestigt ist. Von dieser gehen ein oder mehrere Keilriemen 12 zu einer Riemenscheibe 13, die auf einer Achse der Waschtrommel 14 sitzt und über welche die Trommel angetrieben wird.

Die Rotorachse ist in Fig.2 abgebrochen dargestellt und mit 15 bezeichnet. Auf die Rotorachse 15 aufgepreßt ist eine Büchse 16, auf der zvei Keilriemenstellgetriebe 17,18 angeordnet sind. Beide Keilriemengetriebe weisen feststehende Abstützplatten 2, 3 auf. Diese Abstützplatten 2, 3 sind auf die Büchse 16 aufgepreßt und mit Ringen 19 gegen ein Verschieben gesichert Ferner hat jedes Keilriemenstellgetriebe eine Kegelscheibenhälfte 4, 5 die auf der Büchse 16 verschiebbar sind. Zur Führung der Kegelscheibenhälfte 4, 5 und als Anschläge für die Begrenzung des Verschiebeweges dienen Ringe 20. Zwischen den Außenseiten der verschiebbaren Kegelscheibenhäiften 4,3 ist ein Keilriemen 21 vorgesehen.
Wie aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen ist, weisen die Abstützplatten 2, 3 mehrere in vorliegendem Fall drei Nuten 6 auf, die als Führungsbahnen für die Fliehgewichte 1 dienen. Diese Nuten 6 befinden sich am äußeren Umifang der Abstützplatten und weisen eine Grundfläche mit einer Schräge 22 auf. Die Schräge 22 läuft in einen Schlitz 23 aus. Die gegenüberliegenden Seiten der verschiebbaren Kegelscheibenhäiften 4, 5 haben in gleicher Höhe entsprechende Nuten 7 jIs

24 Oi

Führungsbahnen. Allerdings sind diese Nuten 7 weniger tief. Die Grundfläche hat die gleiche Schräge wie bei den Nuten 6.

In den beiden Nuten 6, 7 befinden sich keilförmige Fliehgewichte 1. Die Außenseiten der Fliehgewichte haben eine den Grundflächen der Nuten 6, 7 entsprechenden Schräge.

Die Kegelscheibenhälften 4, 5 haben eine Ausdrehung 24 (Fig.3), von deren Stirnseite die Nuten 6 ausgehen. An diese Ausdrehung 24 schließt sich nach außen ein ringförmiger Kranz 25 an, in dem weitere Nuten 8 als Führungsbahnen für die Fliehgewichte angeordnet sind (F i g. 2 und 4). Diese Nuten 8 haben die gleiche Mittelachse 9 wie die Nuten 7. Die Grundfläche der Nuten 8 liegt in der Verlängerung der Schräge der Grundfläche der Nuten 7. Die Nuten 8 erstrecken sich bis zum äußeren Umfang der Kegelscheibenhälften 4,5.

Aus F i g. 4 ist die Breite der Nuten 7 und 8 zu ersehen. Hierbei ist gezeigt, daß die Nuten kreisbogenförmig verlaufen und breiter sind als das keilförmige Fliehgewicht f. Die Nuten 7 sind etwa doppelt so breit wie das Fliehgewicht una die Nuten 8 etwa 2,5 mal so breit, wobei letztere mit zur Stirnseite hin ansteigenden Schrägen 26,27 versehen sind.

Die Arbeitsweise des Keilriemenstellgetriebes ist wie folgt:

Zum Waschen lauf: der Motor mit einer Drehzahl von 750 U/min. Das Keilriemenstellgetriebe befinde sich in der in F i g. 2 im oberen Teil gezeigten Stellung, wobei die Fliehgewichte 1 am Boden der Nuten 6 und 7 aufsitzen. Zum Vorschleudern wird der Motor von 750 U/min auf 3000 U/min umgeschaltet. Aufgrund der größeren Fliehkraft bewegen sich die Fliehgewichte 1 entlang den schrägen Grundflächen der Nuten 6,7 nach außen und verschieben die Kegelscheibenhälften 4, 5 gegeneinander. Hierdurch wird der keilförmige Spalt zwischen den Kegelscheibenhälften 4,5 kleiner, und der Keilriemen 21 bewegt sich nach außen (F i g. 3 unteres Teil).

Die Beschleunigung der Trommel 14 auf die Vorschleuderdrehzahl erfolgt mit einer gewissen Verzögerung. Hierdurch bewegt sich das Fliehgewicht 1 nicht schlagartig nach außen. Dies führt dazu, daß die Fliehgewichte 1 nicht geradlinig in den Nuten 8 bewegt werden, sondern je nach Drehrichtung an die Schrägen 26 und 27 der Nut 8 anstoßen. Das heißt, die Fliehgewichte 1 bewegen sich bei der Drehrichtung 28 aus der Pos. A in die Pos. B(F i g. 4).

Zum Trockenschleudern muß die Trommel 14 mit einer Drehzahl von 1000 U/min laufen. Hierzu wird der Motor kurzzeitig ab- und gleich wieder angeschaltet. Dadurch wird die Trommeldrehzahl aufgrund des großen Trägheitsmoments der Trommel kurzzeitig größer als die Rotordrehzahl des Motors. Durch die Trommelgeschwindigkeit werden die Fliehgewichte in Drehrichtung mitgenommen und kommt dadurch vor die Nuten 8 und gelangen aufgrund der auf die Fliehgewichte einwirkenden Fliehkräfte in die Nuten (Pos. Cin F i g. 4). Die Kegelscheibenhälften 4,5 werden hierdurch noch weiter gegeneinander bewegt, und der Keilriemen 21 gelangt in die in Fig.3 dargestellte Position. Diese Stellung und die Motordrehzahl von 3000 U/min entsprechen der Schleuderdrehzahl der Trommel von 1000 U/min.

Durch Herunterschalten des Motors auf 705 U/min kann wieder der Waschgang erreicht werden. Aufgrund der geringeren Fliehkräfte bewegen sich die Fliehgewichte 1 wieder in die Stellung nach F i g. 2 zurück. Der Elektromotor sitzt auf einer nicht dargestellten Wippe, die den Keilriemen immer auf Spannung hält Eine gesonderte Keilriemenspannung kann entfallen.

Aus obigem ergibt sich, daß die Schleuderdrehzahl bestimmt wird durch die axiale Verschiebung der Kegelscheibenhälften und damit durch die Lage des Keilriemens. Die Verschiebung wird hervorgerufen durch die Radialbewegung der Fliehgewichte und bestimmt durch die Lage der unteren Kante der oberen Nuten und dem Winkel der Nutschräge.

Ein Vorteil besteht auch darin, daß keine starre Verbindung zwischen dem Motor und dem anzutreibenden Aggregat, z. B. der Waschmaschinentrommel, vorhanden ist. Während des gesamten Anlaufvorgangs ist eine sich kontinuierlich verändernde Übersetzung und dementsprechend auch ein sich kontinuierlich veränderndes Drehmoment vorhanden, die sich beide dem Anlauf des Aggregats flexibel anpassen. Durch das Keilriemenstellgetriebe wird im ersten Moment des Anlaufens ein sehr hohes Drehmoment erzeugt, das dann auf das Betriebs-Drehmoment abfällt, wobei sich die Drehzahl langsam erhöht und die Fliehgewichte sich langsam nach außen bewegen. Aufgrund dieser Eigenschaften des Keilriemenstellgetriebes ist diese auch als Anlaufkupplung für große Aggregate besonders geeignet.

Mit dem Keilriemenstellgetriebe lassen sich bei zwei Motordrehzahlen bis zu fünf Drehzahlen des Aggregats erreichen. Hierbei ist man in Bezug auf die Größe der Drehzahlen frei und diese können unabhängig voneinander gewählt werden. Die Vorschleuder- und die Schleuderdrehzahl bei Waschmaschinen sind z. B. nicht miteinander gekoppelt. Die Drehzahlen werden bestimmt durch die Wahl der Motordrehzahl, dem Abstand der Nutenunterkante von der Mittelachse und durch das Ein/Aus-Schalten des Motors.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

24 Ol 691 Patentansprüche:

1. Keilriemenstellgeiriebe mit drehzahlabhängiger Obersetzungseinstellung und Anlaufsteuerung durch Fliehgewichte, die zwischen der Rückseite einer Kegelscheibenhälfte und einer wellenfesten Abstützplatte angeordnet sind und mit steigender Wellendrehzahl durch Radialverlagerung die Kegelscheibenhälfte axial verschieben und die Obersetzung ändern, wobei die Fliehgewichte in radialen Führungsbahnen der Kegelscheibenhälfte und der Abstützplatte geführt sind und durch die Formgebung der Führungsbahnen eine Verraslung der Fliehgewichte nach einer bestimmten Radialverlagerung erfolgen soll und die Verrastung durch kurzzeitige Relativverdrehung zwischen Kegelscheibenhälfte und Abstützplatte aufhebbar ist dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Fliehgewichte (1) keilförmig ausgebildet sind und an Grundflächen anliegen, die die gleiche Schräge wie die Außenflächen der keilförmigen Fliehgewichte aufweisen und

b) daß die Führungsbahnen als radiale Nuten (6,7, 8) ausgebildet sind, wobei die radial innen liegenden Nutenabschnitte (7) in Umfangsrichtung breiter als die keilförmigen Fliehgewichte sind und die radial außen liegenden Nutenabschnitte (8) gleiche Breite wie die Fliehgewichte aufweisen und die Übergangsstelle zwischen den beiden Abschnitten (6, 7, 8) einen die Verrastung bildenden Absatz bildet, durch den die Fliehgewichte (1) bei ihrer Verschiebung gegenüber der Mittellinie (9) der Führungsbahnen infolge der Anlaufbeschleunigung an einer weiteren Radialbewegung gehindert werden.

2. Keilriemenstellgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der breitere Abschnitt (7) der Führungsbahnen etwa doppelt so breit ist wie die Fliehgewichte (1).