DE2508105B2

DE2508105B2 - Vorrichtung zum antrieb einer vielzahl von riemenscheiben

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Publication number: DE2508105B2
Application number: DE19752508105
Authority: DE
Priority date: 1974-02-27
Filing date: 1975-02-25
Publication date: 1976-09-09
Also published as: DE2508105A1; CS224601B2; GB1503801A; CH601695A5; US4030372A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Antrieb einer Vielzahl von Riemenscheiben mit einem endlosen angetriebenen Riemen und einer Vielzahl von den Riemen für einen vorgegebenen Kontaktwinkeil in Berührung mit den angetriebenen Riemenscheiben pressenden Führungsscheiben, denen verstellbare Einstellmittel zugeordnet sind.

Ein solcher Spindelantrieb ist aus der DT-AS 66 112 bekannt. Der bekannte Spindelantrieb ist so ausgebildet, daß im gleichen Abstand zwischen zwei von dem gleichen Treibriemen angeordneten Spindelwirteln Druckrollen angeordnet sind, die in als Hebelarm wirkenden Gabeln gelagert sind. Die Gabeln erstrecken sich beidseitig zu einem gemeinsamen Lagerpunkt, wo sie unter der Einwirkung jeweils einer starken und verstellbaren Feder stehen. Dadurch legen sich die Druckrollen elastisch und federnd an die Innenseite des Treibriemens an, führen ihn zugleich und pressen inn an die Spindelwirtel. Es ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, den Zug und Druck und alle Schläge des meist nicht ganz gleichmäßigen und daher beim Laufen flatternden Treibriemens aufzunehmen, wodurch die feststehenden Spindeln von unnötigem Druck, Stoßen und Drehschlägen entlastet werden. Die Verstellbarkeit der einwirkenden Federkraft dient der Anpassung an sich möglicherweise ändernde Schwingungsamplituden des Riemens; dies bewirkt gegebenenfalls einen unterschiedlichen Kontaktwinkel, was jedoch lediglich heiläufiz zum Ausdruck kommt.

Üblicherweise werden bei Spinnmaschinen eine Vielzahl von Spindeln gleichzeitig von einem mit den Spindeln oder zugeordneten Riemenscheiben der Spindeln tangential in Berührung kommenden Riemen angetriebea Sehr viele solcher Spinnmaschinen weisen jeweils eine Vielzahl von Einheiten auf, die aus einer getriebenen Riemenscheibe und aus einer Führungsriemenscheibe ähnlichen Aufbaus bestehen, so daß die getriebene Riemenscheibe eine ähnliche Belastung

ίο ertragen muß. Die Führungsriemenscheiben haben die Aufgabe, den endlosen Riemen gegen die angetriebenen Riemenscheiben zu pressen. Eine Vielzahl solcher Einheiten sind dann in linearer Anordnung mit gleichen Abständen so angeordnet, daß die Spindeln dieser

Einheiten sich in einer vorgegebenen Reihe befinden. Bei einer solchen Anordnung erfährt die in Riemenlaufrichtung gesehen Letzte Spindel eine übermäßige Belastung, verglichen mit der Last, die sich auf die erste Spindel, in Bewegungsrichtung des Riemens gesehen,

auswirkt Bei solchen Anordnungen ist der Kontaktwinkel zwischen dem Riemen und der jeweils zugewandten Oberfläche der getriebenen Riemenscheiben grundsätzlich der gleiche. Das führt dann dazu, daß die der — in Riemenlaufrichtung gesehen — letzten Spindel zugemutete übermäßige Belastung zu einem Lagerschaden an

dieser Spindel führt, auch benötigt man auf diese Weise eine sehr hohe Antriebskraft für die Gesamtanordnung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe

zugrunde, Vorkehrungen bei einer solchen Vorrichtung zum Antrieb einer Vielzahl von Riemenscheiben zu treffen, damit solche übermäßigen und ungleichmäßigen Belastungen einzelner Spindellagerungen vermieden werden und alle Spindelwellen die zum Antrieb erforderliche Minimalbelastung aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs genannten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß die Einstellmittel so gestellt sind, daß sich die Kontaktwinkel zwischen den jeweiligen getriebenen Riemenscheiben und dem Riemen, der Bewegungsrichtung des Riemens folgend, verringern.

Indem man die Belastungen, die den Riemenscheiben der Spindeln von dem Riemen auferlegt werden, gleichmacht, indem man die Kontaktwinkel zwischen dem endlosen Riemen und jeder der Riemenscheiben in einer solchen Weise bestimmt, daß sich im dynamischen Zustand eine gleichmäßige Belastung ohne Belastungsspitzen für die einzelnen Riemenscheiben ergibt, gelingt es, Betrieb und Lebensdauer eines solchen tangentialen Riemenantriebssystems beträchtlich zu erhöhen. Die Kontaktwinkel werden dabei so über das Gesamtsystem geändert, daß sie allmählich in Bewegungsrichtung des Riemens abnehmen.

Als Folge einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 2 bestimmen die den Riemen in Kontakt mit den anzutreibenden Riemenscheiben pressenden Führungsscheiben automatisch den optimalen Kontaktwinkel für den Riemen, der dann im Betrieb fixierbar ist.

Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine übliche Antriebsanordnung für einen Tangentialriemen, F i g. 2 zeigt eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des Systems der F i g. 1, die

F i g. 3 bis 7 zeigen in diagrammäßiger Darstellung Riemenspannungen und Querbelastungen über die

ringe des Systems gesehen, wobei die F i g. 3,4 und 5 ^d, auf den stationären Zustand und die F i g. 6 und 7 auf den dynamischen oder Betriebszustand des bekannten Sytems beziehen,

F i g.8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, die

F i g. 9 bis 13 zeigen ebenfalls wieder in dugrammäßi- «r Darstellung den Verlauf des Kontaktwinkels der Riemenspannung _uncj d_er Querbelastung bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, nämlich dem der Fig.8, wobei die Fig.9, 10 und 11 sich auf den stationären Zustand und die F i g. 12 und 13 sich auf den dynamischen Zustand des Systems beziehen, die

Fig. 14 bis 17 zeigen vergrößerte Ausschnittsdarstellungendes Riemenantriebssystems der F i g. 8, die

pjg ig zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung mit anzutreibenden Riemenscheiben, Riemen und Pressen der Führungsscheibe, die

ρ j g 19 und 20 stellen wiederum Diagramme dar, die den Verlauf von Kräften bei dem Ausführungsoeispiel der F i g. 18 zeigen, dabei zeigt die F i g. 19 das System im Betriebszustand und F i g. 20 im stationären Zustand,

F i g. 21 bis 24 sind vergrößerte Ausschnittsdarstellungen von möglichen Ausführungsformen des Systems nach F ig. 18, die

F i g. 25 zeigt ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel vorliegender Erfindung ähnlich dem der F i g. 8,

F i g. 26 zeigt wiederum ein Diagramm der Querbelastung bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.25, schließlich zeigen die

Fig.27 bis 31 vergrößerte Ausschnittsdarstellungen von möglichen Ausbildungsformen des Systems der F ig. 25.

Es sind Spinnmaschinen bekannt, bei denen eine Anzahl von Spindeln durch tangentiale Kontaktberührung mit einem Antriebsriemen gleichzeitig angetrieben werden. In der Darstellung der F i g. 1 und 2 sind solche Spinnmaschinen gezeigt; der Mechanismus besteht aus einem Antriebsriemen 4, einem Keilriemen oder Transmissionsriemen, der über einer vorgegebenen Anzahl η von Spindeln 2a, 2b, 2c ... 2n hängt, der Riemen 4 selbst ist dabei von einer Riemenscheibe 1 angetrieben. Weiterhin sind Führungsscheiben 3a, 3b... 3m so angeordnet, daß sie den Riemen 4 mit den entsprechenden Spindeln in einen geeigneten Kontaktwinkel θ bringen, so daß ein sogenannter tangentialer Antrieb erreicht wird.

Bei üblichen tangentialen Antriebssystemen sind sämtliche Kontakt- oder Berührungswinkel 8_a, θή, 9_C... θ_π zwischen dem Riemen 4 und den jeweiligen Spindeln 2a, 2b ... 2n einander gleich, wie dies in der diagrammäßigen Darstellung der Fig.2 gezeigt ist. Dementsprechend ergibt sich für die Lager der jeweiligen Spindeln im stationären Zustand die gleiche Belastung. Wird beispielsweise genauer gesagt die Riemenspannung zwischen der Spindel 2a und der Antriebsscheibe t als T* bezeichnet, die Riemenspannung zwischen der Spindel 2a und der Führungsscheibe 3a als T₆ und die Spannungen zwischen den nachfolgenden Spindeln und Riemenscheiben als T_a Td-- ■ T_n+m +1, dann ergibt sich die folgende Beziehung für das System der Darstellung der F i g. 4 im stationären Zustand:

folgende Formel ausgedrückte Beziehung: F,=F₄= F_c=... F_n.

Wird nun das System angetrieben, so daß die Antriebsscheibe 1 sich in Uhrzeigerrichtung bewegt und der Riemen 4 sich in Richtung des Pfeils A der F i g. 1 verschiebt, dann ergibt sich die folgende, in F i g. 6 auch diagrammäßig dargestellte Beziehung:

T_t>Tb>T_c> ...>Ti,_+mi.\,

hinischtlich der seitlichen Belastungen auf die Spindellager ergibt sich die in F i g. 7 gezeigte diagrammäßige Verteilung entsprechend der nachfolgenden Beziehung:

F_t>F_b>Fc>...>F„.

Während des Betriebes einer solchen Anordnung ist es erforderlich, daß der Schlupf zwischen jeder Spindel und dem Riemen 4 auf so niedrigen Werten gehalten wird, daß durch diesen Schlupf keine Schwierigkeiten entstehen könnea Um diesen Schlupf möglichst gering zu halten, ist es erforderlich, daß eine minimale seitliche Belastung F₀, wie in F i g. 7 gezeigt, zur Verhinderung eines Schlupfes aufrechterhalten wird. Das bedeutet, daß den Lagern der jeweiligen Spindeln entsprechend der Differenz zwischen der tatsächlichen seitlichen Belastung und der minimalen seitlichen Belastung, die erforderlich ist, zusätzliche Kräfte oder Belastungen auferlegt werden, nämlich entsprechend den Begriffen: (Fa-F₀), (Fb-F₀), · · (F_n-F₀)L Das bedeutet für die üblichen tangentialen Antriebssysteme, daß es zu einer Verkürzung der Lebensdauer von Lagern und sonstigen Elementen kommt, und zwar aufgrund der überschüssigen Kräfte, die beim Betrieb eines solchen Systems aufgenommen werden müssen.

Wie der Darstellung der Fig.8 als erstes Ausführungsbeispiel entnommen werden kann, wird in Bewegungsrichtung des Riemens 4 der Kontaktwinkel oder Berührungswinkel θ zwischen der Spindel (Antriebsscheibe) und dem Riemen allmählich verringert. Genauer gesagt, ist der Kontaktwinkel zwischen einer Spindel und dem Riemen 4 größer als der Kontaktwinkel zwischen dem Riemen und der darauf folgenden, stromabwärtigen, also in Bewegungsrichtung des Riemens angeordneten Spindel. Erfindungsgeniäß gelingt es daher durch eine solche Anordnung die den Lagern der jeweiligen Spindeln während des Betriebes im wesentlichen einander gleich zu machen und so die maximale seitliche Belastung zu reduzieren.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die Figuren noch genauer erläutert. Wie der F i g. 8 entnommen werden kann, sind die Achsen der Spindeln 2a, 2b, 2c ... in der gleichen horizontalen Ebene angeordnet, während die Führungsscheiben 3a, 3b, 3c... so angeordnet sind, daß sich die Abstände /_Λ /& Ό ··· zwischen den Achsen der Führungsscheiben und der horizontalen Ebene allmählich reduzieren (in der Darstellung der F i g. 8 gesehen, erfolgt die Reduzierung von rechts nach links), 30 daß es zu einem allmählichen Ansteigen der Kontaktwinkel Θ_Λ 0h, 6(v Sd.. ■ der Spindeln mit Bezug auf den Riemen komm; entsprechend folgender Beziehung:

b=Tc= ... -in +m+l ι

bezüglich der seitlichen Belastungen F„, Fb, F_c... F_n, die sich auf die Lager der jeweiligen Spindeln auswirken, silt dann die in F i g. 5 schon dargestellte und durch Diese Beziehung ist in Fig.9 dargestellt. In diesem Fall sind die Riemenspannungen T_a, Th ... r_n+m+i im stationären Zustand gleich und sind durch die in F i g. dargestellte horizontale Linie ausgedrückt. Die seitlichen Belastungen F_a, Ff, ... F_n verhalten sich im

wesentlichen proportional zu den unter Riemenspannungen stehenden Kontaktwinkeln im stationären Zustand, soweit die Kontaktwinkel sich innerhalb des üblicherweise bei tangentialen Antriebssystemen verwendeten Bereiches befinden. Dementsprechend ergeben sich die in F i g. 11 dargestellten und durch die folgenden Beziehungen ausgedrückten Verhältnisse:

F.<F_b<F_c<...<F„.

Während des Betriebes müssen sich die Spannungen selbstverständlich in stromabwärtiger Bewegungsrichtung des Riemens wie in F i g. 12 gezeigt vergrößern, da jedoch die Kontaktwinkel sich in stromabwärtiger Richtung reduzieren, werden die seitlichen Belastungen auf die Lager der jeweiligen Spindeln im wesentlichen einander gleichgemacht, wie dies in Fig. 13 dargestellt ist, so daß die seitlichen Belastungen als Ganzes reduziert werden können. Die Riemenspannungen T* Tb, ... Tn+m+i während des Betriebes bestimmen sich durch die Anfangsspannung auf dem Riemen und die Belastung auf jeder Riemenscheibe, sie sind jedoch nicht durch den Kontaktwinkel beeinflußt. Dementsprechend gelingt es dann, wenn die Kontaktwinkel nach der folgenden Beziehung Θ,,<Θ6<Θγ< ... <θη, wie in F i g. 9 gezeigt, ausgewählt und festgelegt werden und wenn die Produkte dieser Kontaktwinkel mit den entsprechenden Riemenspannungen während des Betriebes mit Bezug auf sämtliche Riemen gleichgemacht werden,die seitlichen Belastungen F_bFb...F_n während des Betriebes einander ebenfalls, wie in F i g. 13 gezeigt, gleichzumachen. Genauer gesagt, gelingt es auf diese Weise, die seitlichen Belastungen F^Fb... r„sämtlicher Spindeln im wesentlichen gleich der minimalen seitlichen Belastung F₀ zu machen, die erforderlich ist, um den Schlupf während des Betriebes im wesentlichen auf dem Wert Null zu halten. Auf diese Weise werden so überschüssige und wirkungslose Kräfte wie (F₃ — Fo), (Fb-F₀) ... (F_n-F₀X die bei üblichen Systemen unvermeidbar sind, bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht hineingebracht.

Bei vorliegendem System könnte man annehmen, da im stationären Zustand unter den seitlichen Ladungen die folgende, in F i g. 11 verdeutlichte Verteilung herrscht:

F_a<F_b<F_c<...<F„,

daß auf einige der Spindeln sich übermäßige Belastungen auswirken könnten. Aus einem Vergleich der Darstellung der F i g. 7 mit der der Fi g. 13 geht jedoch hervor, daß die seitlichen oder lateralen Belastungen oder Querbelastungen im stationären Zustand im System im allgemeinen geringer sind als die seitlichen Belastungen bei üblichen tangentialen Antriebssystemen während des Betriebes. Daher braucht man sich auch hinsichtlich übermäßiger seitlicher Belastungen bei vorliegender Erfindung keine Sorgen zu machen. Schließlich ist es möglich, den Riemen im stationären Zustand durch einfache Mittel zu entlasten und freizugeben, so daß sich hier keine Probleme ergeben.

Beim tatsächlichen Betrieb wird das Ziel schon dann voll erreicht wenn es gelingt, lediglich die größte seitliche Belastung oder Querbelastung zu reduzieren, selbst dann, wenn die seitlichen Belastungen bei entsprechenden Spindeln nicht absolut einander gleich sind. Hinsichtlich dieses Umstandes ist leicht einzusehen, daß es nicht unausweichlich erforderlich ist daß die Kontaktwinkel entsprechender Spindeln allmählich ansteigen, die Erfindung umfaßt auch das Merkmal, daß die Spindeln in Gruppen unterteilt werden können, die jeweils aus einer geringeren Anzahl von Spindeln bestehen, wobei sich dann die Kontaktwinkel jeweils von Gruppe zu Gruppe ändern. Beispielsweise lassen sich die Spindeln in Gruppen von jeweils drei Spindeln aufteilen, wobei die Kontaktwinkel in dieser Weise und nach der folgenden Beziehung geändert werden können:

Auch auf diese Weise ist es möglich, eine Verteilung der seitlichen oder Querbelastungen zu erhalten, die im wesentlichen vom praktischen Standpunkt au- gleich sind und den erfindungsgemäßen Zweck völlig erfüllen.

Als Mittel zur Veränderung der Kontaktwinkel Θ_Λ θ* ... θ_η kann auf die Möglichkeit hingewiesen werden, die Abstände zwischen den Spindelachsen und den Führungsscheiben 3a, 3b,..., wie in Fi g.8 dargestellt, zu ändern; es ist auch beispielsweise möglich, die Drehwelle der Führungsscheibe 3a mittels eines exzentrischen Haltearms, wie in Fig. 14 gezeigt, zu lagern, so daß die Position der Drehwelle der Riemenscheibe 3a sich kontinuierlich zwischen den Punkten 3a — a und 3a — b bewegen und verändern kann. Es ist auch möglich, allmählich die Durchmesser der Riemenscheiben zu verändern. Schließlich könnte man auch eine Änderung der Abstände zwischen zwei aneinandergrenzenden Spindeln in Betracht ziehen, eine solche Möglichkeit wird jedoch aus praktischen Gründen weniger bevorzugt

Eine andere Möglichkeit zur Einstellung der Kontaktwinkel in geeigneter Weise ist in F i g. 15 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel liegen die Führungsscheiben 3 auf der oberen Fläche des Riemens 4 auf, der mit den beiden darunterliegenden Spindeln 2 Kontakt hat. dabei können die Riemenscheiben 3 mit Hilfe von Einstellschrauben 5 schräg nach oben und unten bewegt werden. Genauer gesagt sind die Einstellschrauben 5 an einer Befestigungsplatte 6 angeordnet, die ihrerseits am nichtdargestellten Maschinenrahmen befestigt ist; die Riemenscheiben oder Führungsscheiben 3 sind dann drehbar jeweils an den Abbiegungsendbereichen einer elastischen Platte oder eines elastischen Trägers 7

befestigt. Der Mittelpunkt der Platte 7 ist an der Befestigungsplatte 6 für die Einstellschrauben 5 angeordnet so daß die Einstellschrauben 5 auf die oberen Flächen jeweils der Endbereiche der elastischen Platte 7 ausgerichtet sind. Bei einer solchen Anordnung

lassen sich die Führungsscheiben 3 durch die Einstellschrauben bei deren stärkeren Eindrehen nach unten ebenfalls nach unten verschieben, so daß die Kontaktwinkel zwischen dein Riemen 4 und den an die Führungsscheiben angrenzenden Spindeln vergrößert

werden.

Als weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 16 eine exzentrische Nocke 9 gezeigt die anstelle der in F i g. 15 verwendeten Einstellschrauben verwendet werden kann. Wie die F i g. 16 zeigt ist die exzentrische Nocke 9, die die Form einer exzentrisch gelagerten Scheibe hat drehbar am unteren Ende eines Hebels 6a gelagert der sich von der Befesn'giingsplatte 6 nach unten erstreckt Wird die exzentrisch« Nocke 9 gedreht dann bewegt sich, wie ersichtlich das freie Ende der elastischen Platte 7 in vertikaler Richtung, wodurch sich die Position der Führungsscheiben und der Kontaktwinkel zwischen Riemen und Spindeln jeweils verändern läßt Eine weitere Möglichkeit zur Einstellung der

Kontaktwinkel in geeigneter Form ist in Fig. 17 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das eine Ende eines Hebels 11 frei eingepaßt auf einem Zapfen 10 gelagert, der seinerseits am unteren Teil eines Hebels Sb gelagert ist, der an der Befestigungsplatte 6 angeordnet ist; am anderen Ende des Hebels 11, nämlich am beweglichen Ende, ist dann eine drehbare Führungsscheibe 3 gelagert. Wird auf die obere freie Fläche des Hebels 11 durch die Einstellschraube 5, die ebenfalls an der Befestigungsplatte 6 gewindemäßig angeordnet ist, ein Druck ausgeübt, dann kann man einen geeigneten Kontaktwinkel zwischen Riemen 4 und Spindel 2 bestimmen. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 15 läßt sich der Kontaktwinkel zwischen der Spindel 2 und dem Riemen 4 durch Bewegen der Einstellschraube 5 in vertikaler Richtung verändern. Es ist auch möglich, für eine weitere Erstreckung des am Hebel 66 angeordneten Zapfens 10 beispielsweise in der rückwärtigen Richtung zu sorgen und an diesem dann freien Ende einen weiteren Hebel 11a zu montieren, an welchem, wie in F i g. 17 gezeigt, ein weiteres Führungsrad in dieser Weise befestigt ist.

Aus den bisherigen Erläuterungen geht hervor, daß es möglich ist, überschüssige und übermäßige, auf die Spindeln sich auswirkende Querbelastungen zu vermeiden, was zu einer beträchtlichen Verlängerung der Gebrauchsdauer solcher Spindeln führt, selbst dann, wenn nur Lage¹" üblicher Art verwendet werden. Da auch nicht die Gefahr besteht, daß selbst dann, wenn die anfängliche Spannung des Riemens reduziert ist, ein Schlupf auftritt, läßt sich auch die Lebensdauer des Riemens verlängern, selbstverständlich verringern sich auch die Ansprüche hinsichtlich der Leistungsabgabe des Antriebs.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung gelingt es durch geeignete Einstellung des Gesamtgewichtes der Führungsscheiben und anderer von dem Riemen über diese Führungsscheiben gelagerter und getragener Elemente, die Kontaktwinkel, die zur Bewegung der angetriebenen Spindeln zwischen diesen und dem Riemen gebildet werden und erforderlich sind, dadurch einzustellen, daß die Führungsscheiben so angeordnet werden, daß die Achse jeder Führungsscheibe sich zu gleichen Abständen von den Achsen benachbarter angetriebener Spindeln oder Spindelscheiben erstreckt, die sich zu beiden Seiten der Führungsscheibe befinden. Auf diese Weise gelingt es, die sich auf diese angrenzenden angetriebenen Spindeln oder Riemenscheiben auswirkenden Querbelastungen im wesentlichen einander gleich zu machen. Benutzt man das System in F i g. 18, dann gelingt es ebenfalls, die Querbelastungen oder seitlichen Belastungen für sämtliche angetriebenen Riemenscheiben oder Spindeln einander anzugleichen.

In Fig. 18 ist eine Führungsscheibe jeweils zwei angetriebenen Spindeln oder Riemenscheiben zugeordnet, dabei sind die angetriebenen Riemenscheiben 2, und 2/₊₁ parallel zueinander in der gleichen horizontalen Ebene montiert Über den Riemen 4 ist diesen beiden Riemenscheiben 2, und 2,+, eine Führungsscheibe 3* zugeordnet, dabei befindet sich, wie schon erwähnt, die Achse dieser Führungsscheibe 3* in den wesentlichen gleichen Abständen zu den Achsen der beiden benachbarten angetriebenen Riemenscheiben 2> und 2/+1, die zu beiden Seiten der Führungsscheibe 3* angeordnet sind. Die Führungsscheibe 3» ist von einem Lagerelement 15 getragen, welches frei einem Trägerteil 16 eingepaßt ist. das an dem nicht dargestellten Maschinenrahmen befestigt ist. Auf diese Weise ist die Führungsscheibe 3* drehbar gelagert und kann sich lediglich in vertikaler Richtung verschieben. Das Gesamtgewicht der Führungsscheibe 3; und des Lagerelements 15 ist mit W bezeichnet, der Kontaktwinkel zwischen der Führungsscheibe 3;₍ und dem Riemen 4 trägt die Bezeichnung 2Θ.

Bezeichnet man die Spannungen auf den Riemen stromaufwärts und stromabwärts zur angetriebenen Riemenscheibe 2y mit 7}+jt_i und T_J+k, und die Spannungen auf die angetriebene Riemenscheibe 2/+i als Tj₊ jt+i und Tj+k+i, dann lassen sich die wirksamen Spannungen Pj, Pj₊ \ und Pjt auf die angetriebenen Riemenscheiben 2yund 2y₊1 und aut die Führungsscheibe 3* wie folgt ausdrücken:

k+2·

— τ _ τ

j + k 'j + k + i ■

Bei tangentialen Antriebssystemen ist es im allgemeinen erforderlich, um eine vorgegebene Anzahl von angetriebenen Riemenscheiben mit sehr kleinem Kontaktwinkel zwischen Scheibe und Riemen mit einem Riemen anzutreiben, die seitliche Last oder die Querbelastungen soweit wie möglich zu reduzieren.

Dementsprechend sind die wirksamen Spannungen Pj, Pj+ ι und Pk sehr klein, verglichen mit den Riemenspannungen T/+A-I, 7}+* und 7}+*+i sowie 7}+*+ 2. Daher lassen sich die Querbelastungen Fj und F₁₊1 auf die angetriebenen Riemenscheiben 2j und 2y+i wie folgt ausdrücken:

sin —

+ T_j

Θ _{j + k+1}) -y ·

Aufgrund des sich auf die Führungsscheibe 3*: auswirkenden Kräftegleichgewichtes kann man folgende Gleichung erstellen:

β
(6)

Aus den obigen Gleichungen (1) und (6) ergeben sich die Werte für F) und F/+1 wie folgt:

1 -

609537/3

Da jeder der Ausdrücke PjIl T₁+ *, Pj+\I2 7}+*· und /V2 Tj+k nahe Null ist, ergeben sich für die Begriffe Fi und Fj+1 die folgenden Werte:

und

F -

Wird daher das Gewicht IV der Führungsscheibe 3* und der Trägerelemente 15 für diese Führungsscheibe so ausgelegt, daß diese obige Beziehung gilt, dann kann die axiale Belastung auf jeder der angetriebenen Riemenscheiben auf dem gleichen Wert IV aufrechterhalten werden, selbst dann, wenn aufgrund des Riemens ein Spannungsgradient erzeugt wird.

Bezeichnet man die minimale axiale Belastung für die angetriebene Riemenscheibe mit F₀ und stellt man das obenerwähnte Gesamtgewicht in der Weise ein, daß sich, wie in F i g. 19 auch gezeigt, die Beziehung IV= 2Fo ergibt, dann kann die Querbelastung auf die angetriebene Riemenscheibe sowohl während des Betriebes als auch im stationären Zustand auf den minimal notwendigen Wert F₀ aufrechterhalten werden. Die Fig. 19 und 20 zeigen den Zustand, bei welchem die axialen Belastungen auf die angetriebenen Riemenscheiben entweder während des Betriebes oder im stationären Zustand gleichgemacht sind.

Die bisherigen Erläuterungen bezogen sich auf den Fall, bei welchem eine Führungsscheibe zwei angetriebenen Riemenscheiben zugeordnet ist, wie Fig. 18 zeigt. Im Fall, daß pro angetriebener Riemenscheibe eine Führungsscheibe vorgesehen ist, läßt sich aus der vorhergehenden Erläuterung entnehmen, daß das obenerwähnte Gesamtgewicht IVso bemessen werden muß, daß sich die Beziehung IV= Fo ergibt.

Im folgenden wird auf die Darstellung der Fig.21 genauer eingegangen, bei welcher eine Führungsscheibe 3 drehbar an einem Lagerarm 25 angeordnet ist; dieser Lagerarm ist über einen Zapfen 26 mit einem nicht dargestellten Maschinenrahmen scharniermäßig verbunden. In diesem Fall bestimmt sich der Kontaktwinkel zwischen dem Riemen 4 und den angetriebenen Riemenscheiben oder Spindeln durch das Gesamtgewicht der Führungsscheibe 3 und ihres Lagerarms 25.

In F i g. 22 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher der Riemen in einer Neigung zur horizontalen Ebene angeordnet oder aufgehängt wird. Die Riemenscheibe 3 ist an einem Lagerelement 35 aufgehängt, so daß die Riemenscheibe in der Ebene rotieren kann, die zur Vertikalrichtung (Schwerkraftrichtung) um den Winkei « geneigt verläuft Dabei ist das Lagerelement 35 frei in einen Trägerteil 36 eingepaßt und gleitet in diesem; der Trägerteil 36 ist am nicht dargestellten Maschinenrahmen befestigt Wird das Gesamtgewicht der Riemenscheibe 3 und des Lagerelements 35 mit W bezeichnet dann wirkt sich auf den Riemen 4 eine Preßkraft von W- cos* aus. Wird dementsprechend der Wert von IVso festgesetzt, daß sich die Beziehung lV-cosa=2F₀ ergibt dann läßt sich die Querbelastung auf die angetriebene Riemenscheibe auf dem mindest erforderlichen Niveau halten.

In F i g. 23 ist der Fall dargestellt bei welchem die Riemenfläche vertikal verläuft Die Führungsscheibe 3 ist hier an einem Lagerelement 45 befestigt, welches den axialen Mittelpunkt der Riemenscheibe 3 unterstfitzt, so daß sich die Riemenscheibe 3 in horizontaler Richtung bewegen oder drehen kann; das Lagerelement 45 isi wiederum frei in einen Trägerteil 46 eingepaßt, der urr nicht dargestellten Maschinenrahmen befestigt ist. Ar einer an dem Lagerelement 45 angeordneten Befesti gungslasche 47 ist ein Gewicht 50 aufgehängt, und zwai mit Hilfe eines elastischen Übertragungselements beispielsweise eines Seils, welches über eine Umlenk scheibe 48 läuft. Auf diese Weise wird die Führungs·

ίο scheibe 3 mit dem Gewicht Wdes Gewichtes 50 auf der Riemen 4 gepreßt. In diesem Fall kann die Bewegungsrichtung der Riemenscheibe auch in einem gewünschten optimalen Winkel angeordnet werden.
Die bisherigen Ausführungen gelten für solche Fälle

bei denen das Gesamtgewicht der Führungsscheibe und der die Führungsscheibe tragenden Lagerelemente oder das Gesamtgewicht der Führungsscheibe, der Lagerelemente und sonstiger, an diesen befestigter Gewichte als die Gewichtskraft verwendet wird, die dem Riemen

auferlegt wird. Es kann aber auch lediglich das Gewicht der Riemenscheibe direkt verwendet werden als Gewicht, welches sich auf den Riemen auswirkt. In diesem Fall kann das Lagerelement weggelassen werden, und die Riemenscheibe wird drehbar an einem

Z₅ nicht dargestellten Führungselement für die Riemenscheibe befestigt. Kurz gesagt, wird das Gewicht der l·uhrungsscheibe, die mit dem Riemen Kontakt hat, und das Gewicht der anderen Elemente, die von dem Riemen getragen werden, so eingestellt, daß sich die

obige Beziehung ergibt.

Bei dem bisher dargestellten Ausführungsbeispiel wird jeweils eine Führungsscheibe pro angetriebener Riemenscheibe oder Spindel verwendet, vom praktischen Gesichtspunkt aus wird jedoch vorgezogen,

jeweils eine Führungsscheibe für zwei angetriebene Kiemenscheiben zu verwenden.

In Fig.24 ist der Fall dargestellt, bei welchem eine Vielzahl von Führungsscheiben 3 von einem einzigen Lagerelement 55 für diese getragen sind. Beide Enden

des Lagerelements 55 sind frei in Führungselemente 56 eingepaßt, und de:· Riemen 4 wird in vertikaler Richtung nach unten gedruckt. In diesem Fell wird das Gesamtgewicht IV'der Führungsscheiben 3 und des Lagerelements 55 für diese so eingestellt, daß der

Beziehung IV '=2- /7-F₀entsprochen wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, auf ein kompliziertes _ System von Einstellapparaturen für die Fuhrungsscheiben. wie es bei üblichen tangentialen Riemenantriebssystemen verwendet wird, zu verzichten, da das Gesamtgewicht der Riemenscheibe und der anderen Lagerelemente auf dem Riemen verwendet ZwT α "ί ^{aUf die}^getriebenen Riemenscheiben auswirkenden Querbelastungen zu kontrollieren; so läßt

TLhTu ΐ^{ε Maßnahme} ^hr einfach und sicher durchfuhren Darüber hinaus erzielt man den Vorteil, die Belastungen gleichmäßig gemacht werden en, und zwar gleich der Querbelastung Fa
^?inpm weiteren Ausführungsbeispiel kann man ^et° Einstellung des Gesamtgewichtes der " und anderer Ober diese Führungsgetragener Lagerelemente wie bei dem vorhergehenden erzielen. Fi g. 25 zeigt ein Ausfüh-A«: _un„u UL , ^{jlchem d}«e Lagerelemente mit Hilfe von Schraubbolzen oder anderer Befestigungselemente

SAS? ⁰^ "*"" ^gungselemente Vert'Ü l^eigl ■", ^dia8ran«naßiger Darstellung die Verteilung der axialen Belastung, die man im station!·

ren Zustand erzielt, nachdem die Position jeder Führungsscheibe während des Betriebes fixiert worden ist.

Der Fig.27 läßt sich eine an einem Lagerarm 25 drehbar gelagerte Führungsscheibe 3 entnehmen, dabei ist der Lagerarm 25 an einem nicht dargestellten Maschinenrahmen über einen Zapfen 26 scharniermäßig gelagert. Zwischen dem Lagerarm 25 und einer Festplatte 6, die am Maschinenrahmen befestigt ist, ist ein Abstandselement 8 eingefügt, um die Position der Führungsscheibe 3 festzulegen. Die Fixierung der Position der Führungsscheibe 3 wird begünstigt durch die Rückstellkraft des Riemens 4.

In F i g. 28 ist ein der F i g. 22 ähnliches Ausführungsbeispiel dargestellt, mit der Ausnahme, daß bei der Darstellung der Fig.28 eine Feststellschraube 65 vorgesehen ist. Diese Feststellschraube 65 ist am Trägerteil 36 so montiert, daß sich das Lagerelement 35 für die Führungsscheibe 3 fixieren läßt.

In Fig.29 ist ein dem Ausführungsbeispiel der F i g. 23 ähnliches System dargestellt mit der Ausnahme, daß auch hier eine Feststellschraube 65 vorgesehen ist. In diesem Fall wird die Position der Führungsscheibe 3 durch die Einstellung der Feststellschraube 65, die am Trägerteil 46 gewindemäßig angeordnet ist, fixiert. Es ist möglich, bei einem solchen System so vorzugehen, daß die Position der Führungsscheibe 3 zunächst in entsprechender einwandfreier Weise unter Verwendung eines Gewichtes während des Betriebes bestimmt und die so bestimmte Position dann fixiert wird, beispielsweise eben mit Hilfe der Einstellschraube 65; anschließend kann das Gewicht entfernt werden. Auch auf diese Weise läßt sich die Gesamtgewichtsbelastung der Maschine reduzieren.

In F i g. 30 ist ein der F i g. 24 ähnliches Ausführungsbeispiel dargestellt mit der Ausnahme, daß auch hier wieder die Einstellschrauben 65 vorgesehen sind. Die Einstellschrauben sind hier an den SeiteniFlächen der Trägerteile 56 vorgesehen, wobei die Position der Führungsscheibe dann durch Fixieren des Lagerelements 55 durch diese Einstellschrauben 65 bestimmt wird.

Schließlich ist in dem Ausführungsbeispiel der F i g. 21 ein der Fig. 15 ähnliches System gezeigt, v/o ebenfalls die Führungsscheiben 3 von einer elastischen Platte 7 getragen sind und den Riemen 4 in vertikaler Richtung nach unten aufgrund ihrer Gewichtsbelastunger. drükken. Zwischen der elastischen Platte 7 und der Befestigungsplatte 6 sind Einstellschrauben 5 oder Abstandsstücke 8 angeordnet, um die Position jeder Führungsscheibe 3 zu Fixieren.

Die vorhergehenden Erläuterungen beziehen sich auf Fälle, bei denen das Gesamtgewicht der Führungsscheibe und der diese lagernden Elemente oder das Gesamtgewicht der Führungsscheibe, der Lagerelemente und weiterer daran befestigter Gewichte als Gewichtsbelastung verwendet wird, die dem Riemen auferlegt wird. Allerdings ist es auch möglich, lediglich das Gewicht der Führungsscheibe direkt als das dem Riemen auferlegte Gewicht zu verwenden. In diesem Fall werden die Lagerelemente für die Führungsscheibe fortgelassen und die Führungsscheibe wird drehbar an einem nicht dargestellten Führungselement gehalten. Kurz zusammengefaßt wird das Gewicht der mit dem Riemen in Kontakt stehenden Führungsscheibe und der anderen über diese Führungsscheibe vom Riemen ebenfalls getragenen Elemente so eingestellt, daß sich die weiter vorn angegebenen Beziehungen ergeben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann pro angetriebener Riemenscheibe eine Führungsscheibe verwendet werden, vom praktischen Standpunkt aus wird jedoch bevorzugt, daß für jeweils zwei angetriebene Riemenscheiben eine Führungsscheibe Verwendung findet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es daher nicht erforderlich, komplizierte Einstellsysteme für die Führungsscheiben vorzusehen, die notwendigerweise bei üblichen tangentialen Riemenantriebssystemen verwendet werden müssen, da in vorteilhafter Weise das Gesamtgewicht der Führungsscheibe und der anderen von dieser getragenen Elemente verwendet wird, um automatisch den Kontaktwinkel einzustellen, wodurch man in der Lage ist, jeder der antriebenen Riemenscheiben während des Betriebes eine konstante seitliche Belastung oder Querbelastung zuzuweisen; die Position der Führungsscheibe kann dann fixiert und in diesem hxierten Zustand festgelegt werden. Man gelangt auf diese Weise zu einem sehr einfachen und sicheren Betrieb ohne extreme Lagerbelastungen für die Spindeln oder angetriebenen Riemenscheiben, die zu schneller Abnutzung oder Störungen führen.

Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß die Lagerbelastungen gleichmäßig gehalten werden können, auch gelingt es, die jeder angetriebenen Riemenscheibe auferlegte axiale Belastung auf einem minimalen, noch notwendigem Niveau zu halten, so daß man beträchtlich weniger Leistung benötigt und zu einer wesentlich größeren Lebensdauer der Lager gelangt da Schäden an den Lagern infolge ungleichmäßiger und überhöhter Belastungen ausgeschlossen sind. Darüber hinaus ergibt sich bei Beobachtung des tatsächlichen Betriebes bei vorliegender Erfindung noch der Vorteil, daß aufgrund des Umstandes, daß die Führungsscheiben in ihrer Position fixiert sind, Schwingungen oder Vibrationen des Riemens, wie sie beim anfänglichen Startvorgang dann auftreten, wenn die Führungsscheiben nicht fixiert sind, wirksam verhindert werden können. Vorteilhaft ist weiterhin, daß im Fall einer zunächst erforderlichen zusätzlichen Gewichtsbelastung der Lagerelemente für die Führungsscheiberi dann, wenn dieses Gewicht weggenommen werden kann, wie weiter vorn ausführlich erläutert, auch das Gesamtgewicht der Maschine eine Reduzierung erfährt.

Hierzu 13 Blatt Zcichnunccn

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Antrieb einer Vielzahl von Riemenscheiben mit einem endlosen angetriebenen Riemen und einer Vielzahl von den Riemen für einen vorgegebenen Kontaktwinkel in Berührung mit den angetriebenen Riemenscheiben pressenden Führungsscheiben, denen verstellbare Einstellmittel zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel so gestellt sind, daß sich die Kontaktwinkel zwischen den jeweiligen geüiebenen Riemenscheiben (2g, 2b, 2c, 2d...) und dem Riemen (4), der Bewegungsrichtung des Riemens folgend, verringern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen jeweils zwei "getriebenen Riemenscheiben (2; 2> 2j+\) eine Führungsscheibe (3jt) in gleichen Abständen zu den Achsen der Riemenscheiben befindet und daß der auf den endlosen Riemen (4) übertragene, zum Antrieb der Riemenscheiben (2> 2_J+ ,) nötige Druck durch das aus der Führungsscheibe (3*) und den zugeordneten Elementen (Lagerelement 15) bestehende Gewicht erzeugt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Feststelleinrichtungen (5, 65, 8) zum Fixieren der durch das Gewicht bestimmten Position der Führungsscheiben (3) während des Betriebes vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem getriebenen Riemenscheibenpaar (2) jeweils sine Führungsscheibe (3) in gleichen Abständen zu den Riemenscheibenachsen zugeordnet ist (F i g. 15).