DE2632067A1

DE2632067A1 - Stufenlos verstellbarer regelantrieb

Info

Publication number: DE2632067A1
Application number: DE19762632067
Authority: DE
Inventors: Helmut Ritter
Original assignee: Heberlein and Co AG
Current assignee: Heberlein and Co AG
Priority date: 1975-07-28
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1977-02-17
Also published as: JPS5217159A; CH593434A5; IT1192150B; GB1493915A; US4048864A; FR2319819A1

Description

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Heber 1 ein Maschinenfabrik AG., CH-9630 Wattwil

Stufenlos verstellbarer Regelantrieb

Die Erfindung betrifft einen stufenlos verstellbaren Regelantrieb. Solche Regelantriebe benützen bekanntlich als Übertragungsmittel Normal- oder Breit - Keilriemen die in verschiebbaren Rillen von Kegelscheibenpaaren mit veränderlich wirksamem Durchmesser laufen. Bei Doppelscheiben-Regelantrieben besteht jedes Keilscheibenpaar aus einer mit der Welle fest verbundenen Scheibe und aus einer auf der Welle axial verschiebbaren zweiten Scheibe, die lediglich an der Drehbewegung der Welle teilnimmt. Das Verrücken der- verschiebbaren Scheibe des antreibenden Kegelscheibenpaares kann mittels eines Verstellorgans, z.B. einer Steuerspindel mit Handrad erreicht werden, weiche auf das mit der Scheibe drehfest verbundene auf der Antriebswelle lose sitzende Drucklager einwirkt/Durch das Verrücken der einen Scheibe wird dem Keilriemen in der Rille des Antriebs-

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scheibenpaares jeweils eine höhere oder niedrigere Stellung zugewiesen.Die Aenderung überträgt sich selbsttätig im umgekehrten Sinn auf den Riemen in der Rille des Abtriebsscheibenpaares und bewirkt dort eine entsprechende Verschiebung des Riemens. Der Anpressung einer Spannfeder' gehorchend passt sich abtriebseitig die verschiebbare Scheibe der jeweiligen Stellung des Riemens an.

Solche Regelantriebe haben den Nachteil,dass die Regelscheiben nur während des Betriebs verstellt werden können. Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben und einen stufenlos verstellbaren Regelantrieb zu schaffen, mit welchem die Verstellung der Regelscheibe sowohl im Stillstand als. auch im Betriebszustand möglich ist.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein stufenlos verstellbarer Regelantrieb mit mindestens auf der Antriebsseite vorhandenem Kegelscheibenpaar mit veränderlich wirksamem Durchmesser und einer Verstellvorrichtung für die verrückbare Keilscheibe, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verstellvorrichtung eine mit dem Drucklager der verrückbaren Keilscheibe kraftschlüssig verbundene hohlzylindrische Drucknabe aufweist mit einem axial in der Nabe zwischen zwei Anschlägen bewegbaren Hubelement und einer mit diesem verbundenen Hubstange,an deren aus der Stirnseite der Nabe herausragendem Ende ein Gewindebolzen befestigt ist, auf welchem ein(e) durch Verdrehung einstellbare(r) Skalenring bzw. -scheibe sitzt, der bzw,'die zu Beginn des Hub-

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Vorgangs gegen die Stirnseite der Drucknabe bewegt wird, und auf dieser während des weitern Hubvorganges anfliegt, wobei die verrückbare Keilscheibe um die Differenz des Gesamthubs des Hubelements und des Leerhubs" des bzw. der Skalenrings bzw. -scheibe bis zur Sirnseite der Drucknabe verschiebbar ist.

Gern ä ss· einer vorteilhaften Aus führung s form des erfindungsgemässen Regelantriebs kann als Hubelement ein in einem Zylinder verschiebbarer, pneumatisch oder hydraulisch betätigbarer Kolben dienen. Der Zylinder kann mit dem Aus— senring eines Lagers fest verbunden sein, dessen Innenring an einem Lagerbolzen befestigt ist, der mit der Welle des Antriebsmotors fest verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in, rein; schematischer Darstellung:

Fig. 1 den erfjndungsgemässen Regelantrieb mit der Verstellvorrichtung im Nichtbetriebszustand

Fig. 2 den in Fig. 1 gezeigten Regelantrieb mit der Verstellvorrichtung in einer Betriebsstellung

In den Figuren bedeutet 4 das antriebseiti.ge Keilscheibenpaar mit der mit der Welle 9 des Antriebsmotors 8 fest verbundenen Keilscheibe 6 und der axial verschiebbaren Keilscheibe 5. ■■"""■"

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Die Motorwelle 9 ist mittels einer nicht dargestellten Befestigungsschraube mit dem in der Bohrung der Keilscheibe 5 gelagertm Lagerbolzen 11 verbunden, an dessen einem Ende der Innenring des Lagers 12 befestigt ist. Das äbtriebseitige Keilscheibenpaar 1 besteht aus der mit der Abtrieb- ^: welle 26 fest verbundenen Keilscheibe 2 und der unter der I Wirkung der Druckfeder 28 stehenden, axial verschiebbaren Keilscheibe 3. Mit 7 ist der Keilriemen bezeichnet.

Die Verstellvorrichtung für die verrückbare Keilscheibe 5 besteht aus der hohlzylindrischen Drucknabe 17, welche mit dem Drucklager 10 der Scheibe 5 kraftschlüssig verbunden ist. In der Drucknabe 17 ist der Zylinder 16 auf einem am Aussenring des Lagers 12 befestigten Führungsring 13 befestigt. Als Hubelement dient der Kolben 27 mit der Kolbenstange 29, an deren aus der Stirnseite der Drucknabe 17 herausragendem Ende der Gewindebolzen 20 befestigt ist. Auf dem letzteren sitzt der Skalenring 21, welcher durch Drehen in eine durch den Zeiger 22 anzeigbare Position gebracht werden kann.

Der Kolben wird mittels durch die Leitungsanschlüsse 23, zugeführte Druckluft betätigt und bewegt sich zwischen den an den beiden Stirnseiten des Zylinders 16 befindlichen Anschlägen 30, 31. Der Zylinder 16 sowie die Drucknabe 17 sind mit Hilfe des am Aussenring des Lagers 12 befestigten Führungsbolzens 14 in der in einem Gestellteil befindlichen Führungsnut 15 drehfest geführt. In analoger Weise ist die Kolbenstange 29 mittels des Führungsbolzens 18 in einer in der Zylinderwand der Drucknabe befindlichen Führungsnut '19 drehfest geführt. Im Stillstand befindet sich die Druck- :

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nabe 17 an dem an einem Gestellteil befindlichen Anschlag" 25. -";"■.

Die Wirkungsweise des anmeldungsgemassen Regelantriebs ist die folgende:

Zunächst wird der Skalenring 21 durch Drehen von Hand in die durch den Zeiger 22 angezeigte Position gebracht, welche einer gewünschten Geschwindigkeit" des Abtriebskeilscheibenpaare.s 1 und der Abtriebswelle 26 entspricht, wenn der Hochlaufvorgang des Regelantriebs beendet ist. Bei Einschaltung des Motors 8 wird der Regelantrieb in Betrieb gesetzt, wobei das Abtriebskeilscheibenpaar 1 mit der untersten Grenzdrehzahl läuft. Ein nicht dargestelltes Ventil zwischen dem ebenfalls nicht gezeigten Druckluftbehälter und den Leitungsanschlüssen 23, 24 wird nun automatisch geöffnet, wobei durch, den Anschluss 24 die Druckluft zugeführt und durch den Anschluss 23 abgeführt wird« Der Kolben 27 löst sich dabei vom Anschlag 31 und bewegt sich bis zum Anschlag 30. Während dieses Hubvorgangs wird zunächst mi.t Hilfe der Kolbenstange 29 und des Gewindebolzens 2Q der Skalenring gegen die Stirnseite der Drucknabe 17 bewegt und liegt auf dieser während der weiteren Hubbewegung auf. Die Drucknabe 17 drückt nun über das Drucklager 10 gegen die axial verschiebbare Keil-, scheibe 5, die dabei um die Differenz des Gesamthubs des ^: ■ Kolbens 27 und des keerhubs des Skalenrings 21 bis zur Stirnseite der Druckngbe 17 verschoben wird. Dabei wandert der Keilriemen 7 im antriebseitigen Keilscheibenpaar 4 in eine :

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einem grössern Durchmesser entsprechende Stellung und im
abtriebseitigen Keilscheibenpaar 1 in eine einem· kleineren Durchmesser entsprechende Stellung, wobei im Keilscheibenpaar 1 die axial verrückbare Keilscheibe 3 gegen die Wirkung der Druckfeder 28 verschoben wird. Die Abtriebswell-e wird mit der zuvor mittels des Skalenrings 21 eingestellten Geschwindigkeit angetrieben, sobald der Kolben 27 den Anschlag 30 erreicht hat.

Die auf die Keilscheibe 5 wirkende Axialkraft wird über
den Riemen 7 auf die ortsfeste Keilscheibe 6 und von dieser über den Motorwellenzapfen 9, den Lagerbolzen 11, das Lager 12, und den Führungsring 13 auf den Zylinder 16 weitergelei— tet. Es besteht somit ein geschlossener Kraftverlauf, wobei auf das Motorlager keine Axialkraft ausgeübt wird.

Die Verstellung des Skalenrings 21 während des Betriebs erfolgt in gleicher Weise wie im Stillstand, jedoch wird die Geschwindigkeit der Abtriebswelle 26 nicht mehr mittels des Geigers 22 an der Skala angezeigt, sondern muss mittels eines besonderen,nicht dargestellten Messinstruments an der
Welle 26 ermittelt werden.

Bei Betriebsunterbruch, sei es durch Abstellen des Motors
oder: z.B. infolge Stromausfall, wird der Regelantrieb
selbsttätig und mit.einstellbarer Geschwindigkeit in die Ausgangsstellung mit der untersten Grenzdrehzahl der Abtriebswelle 26 zurückgebracht, indem ein nicht dargestelltes Ven-

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til eine Umkehr des Drückluftstroms bewirkt, sodass die Druckluft durch den Leitungsanshluss 23 zugeführt und durch den Anschluss 24 abgeführt wird. Der Kolben 27 wird nun vom Anschlag -30 zum Anschlag 31 zurückgeführt.

Die Hubgeschwindigkeit des Kolbens 27 kann mittels bekann- "" ter, nicht dargestellter Mittel, z.B. mittels einer Drossel eingestellt werden und kann für beide Hubrichtungen verschieden sein. Die Hubgeschwindigkeit kann z.B. bei der .Verschiebung des Kolbens 27 Von Anschlag 31 zum Anschlag 30 etwa 40 Sekunden bei der Zurückführung vom Anschlag 30 zum Anschlag 31 dagegen nur 20 Sekunden dauern.

Anstelle des pneumatisch betätigbaren Kolbens 27 sind auch andere Hubelemente verwendbar, wie z.B. ein hydraulisch betätigbarer Kolben, ein eiektro-magnetisch betätigbares Hub- ..."-"-,-.- " element oder eine mit einem Verstellmotor versehene Stell— \ spindel oder Stellnabe als -mechanische Hubelemente. '■-'-_

Der anrneldungsgemässe Regelantrieb hat eine Reihe, von'Vor"- ^ teilen." Zunächst können_;sowohl im Stillstand als auch im ■. Betriebszustand .innerhalb festgelegter Grenzen eine Vielzahl -■ von Abtriöbgeschwindigkeiten stufenlos eingestellt werdj|n^ ,.;■- ; Ferner wird das Motorlager· weder im Stillstand noch im"Be«- ^:: · trieb durch die auf'die axial verschiebbare Antriebs^'' keilscheibe wirkende Axialkraft belastet.' i . ^:

Im weitern ist der Hub des Hubelemente.s derVer.stellvor-. ; richtung für den ganzen Bereich der Antriebsgeschwindigkei-

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ten konstant, das heisst die Verschiebung des Hubelementes kann für den ganzen Regelbereich zwischen den gleichen Anschlagelementen erfolgen. Schliesslich wird der Regelantrieb bei Unterbrechung der Antriebsenergie automatisch in'die Ausgangsstellung mit der kleinsten Abtriebdrehzahl zurückgeführt.

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Claims

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Patentansprüche

Stufenlos verstellbarer Regelantrieb mit mindestens auf der Antriebseite vorhandenem Kegelscheibenpaar mit veränderlich wirksamem Durchmesser und einer Verstellvorrichtung für die verrückbare Keilscheibe dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung eine-'.mit dem Drucklager (10) der verrückbaren Keilscheibe (5) fest verbundene hohlzylindrische Drucknabe (17) aufweist mit einem axial in der Nabe zwischen zwei Anschlägen "(30, 31) bewegbaren Hubelement (27) und einer mit diesem verbundenen Hubstange (29^Λ, an deren aus der Stirnseite der Nabe herausragendem Ende ein Gewindebolzen (20) befestigt ist, auf welchem ein(e) durch Verdrehung- "einstellbare (r) Skalenring bzw. -scheibe (21) sitzt, der bzw. die zu Beginn des Hubvorgangs gegen die Stirnseite der Drucknabe . (17) bewegt wird und auf dieser während des weitern Hubvorgangs aufliegt, wobei die verrückbare Keilscheibe (5) um die Differenz des Gesamthubs des HUbelelementes (27) und des Leerhubs des bzw. der Skalerir/ings. bzw. -scheibe (21) bis zur Stirnseite der Drucknabe ;(175 verschiebbar ist, ;

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2) Regelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Hubelement ein in einem Zylinder (IG) verschiebbarer, pneumatisch oder hydraulisch betätig—
barer Kolben (27) dient.
3) Regelantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das53 der Zylinder (16) mit dem Aussenring eines I/agers (12) fest verbunden ist, dessen Innenring an einem
Lagerbolzen (11) befestigt ist, der mit der Welle (9) des Antriebsmotors (8) fest verbunden ist.
4) Regelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubelement elektromagnetisch betätigbar Lst.
5) Regelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubelement mechanisch betätigbar ist.
6) Regelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Einstellung der Hubgeschwindigkeit vorgesehen sind.
7) Regelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind zur automatischen Zurückführung desselben in die der kleinsten Abtriebdrehzahl entsprechende Ausgangsstellung bei Unterbrechung der
Antriebsenergie.

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