DE3033939C2

DE3033939C2 - Kegelscheibe für stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE3033939C2
Application number: DE3033939A
Authority: DE
Inventors: James D. Columbus Ind. Zigler
Original assignee: Reliance Electric Co
Current assignee: Reliance Electric Co
Priority date: 1979-10-15
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1985-12-05
Also published as: BE885671A; US4370139A; DE3033939A1; CH648914A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kegelscheibe für stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe mit zwei Flanschen, von denen einer fest auf einer Welle und der andere auf einer Nabe angebracht ist, die gleitend und drehfest auf der Welle angeordnet ist dergestalt, daß die Nabe mindestens eine axiale Nut aufweist, in der gleitend ein Bauteil einsitzt, das seinerseits drehfest auf der Welle angeordnet ist, und mehreren axialen über den Umfang beabstandeten Schmiermittelkanälen an der Innenseite der Nabe.

Das Axialgleitlager des beweglichen Flansches der Kegelscheibe von Kegelscheiben-Umschlingungsgetrieben ist einer einseitigen Belastung unterworfen. Es neigt daher zum Verkanten. Die Stellwege sind zumeist sehr gering, so daß der sogenannte Slip-Stick-Effekt auftreten kann. Wird der Flansch über eine längere Zeit nicht verstellt, besteht die Gefahr der übergroßen Haftreibung bzw. des Festfressens.

Eine Kegelscheibe der eingangs genannten Art ist bekannt (GB-PS 1199 095). Innerhalb des mit dem Flansch einteilig geformten äußeren Nabenteils ist eine Hülse angeordnet, die mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Nuten enthält, in denen Gleitstücke eingreifen, die ihrerseits über Zapfen fest mit der Welle verbunden sind. Da sich die Gleitstücke nur begrenzt axial über die Gleitnuten im Hülsenteil erstrecken, sorgen Wälzlager an gegenüberliegenden Enden der Gleitnuten für eine axiale Führung auf der Welle. Zwischen den Gleitnuten sind Schmiermittelnuten geformt, die einen freien Zugang zu den Gleitnuten haben. Die Anordnung ist so gewählt, daß eine hermetische Abdichtung nach außen besteht Eine Zufuhr von Schmiermittel von außerhalb ist nicht vorgesehea Mit Hilfe einer derartigen Ausbildung eines Lagers für den beweglichen Flansch einer Kegelscheibe sollen die Nachteile herkömmlichsr Keilnutverbindungen überwunden werden. Der bauliche Aufwand ist jedoch erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kegelscheibe für ein Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe zu schaffen, das aus wenigen Einzelteilen besteht, einfach zu montieren ist und für eine wirksame Schmierung sorgt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst

is daß in an sich bekannter Weise die einteilige Nabe unmittelbar auf der Welle gleitend gelagert ist und in der Welle und in der Nabe ebenfalls eine Keilnut vorgesehen ist für einen zwischen diesen Teilen wirkenden Keil wobei die Wände der Nabenkeilnut im wesentlichen durchgehend glatt geformt sind, daß die Welle eine axiale mit einem Schmiermittelanschluß versehene Schmiermittelbohrung aufweist, die über mehrere radiale Bohrungen mit einer ringförmigen Schmiernut auf der Außenseite der Welle verbunden ist die die axialen Schmiernuten der Nabe miteinander verbindet und die axialen Schmiernuten nahe einem Ende der Nabe mit einer Entlastungsringnut in der Nabe in Verbindung stehen.
Es ist bekannt in Umfangsrichtung beabstandete axiale Kanäle in der Innenwandung einer Lagerschale eines Gleitdrehlagers über eine mittlere Ringnut miteinander zu verbinden (»Grundzüge der Schmiertechnik« von Erich Falz, Verlag Julius Springer, Berlin 1931). Die einzelnen axialen Nuten haben die Aufgabe, auch bei unterschiedlichen Belastungsrichtungen des Drehlagers den gewünschten Keileffekt zu erhalten. Für ein Axialgleitlager ist eine Ringnut die sich über einen Keil erstreckt ungünstig, da im Kreuzungsbereich von Keil und Ringnut erhöhter Verschleiß auftritt In diesem Zusammenhang ist ferner bekannt den Belastungsbereich einer Lagerbuchse mit axialen Schmiermittelkanälen zu versehen, die an den Enden über jeweils eine Ringnut miteinander in Verbindung stehen (DE-PS 8 94 027). Mit dem bekannten Gleitlager ist angestrebt die Dicke des Ölfilms im Belastungsbereich zu verkleinern, um das öl als Quelle von Ungenauigkeiten zu vermeiden,

Im Gegensatz zu dem beim eingangs genannten Stand der Technik beschrittenen Weg verwendet die Erfindung wiederum die an sich bekannte mechanisch

so äußerst einfache Keilnutverbindung, um den beweglichen Flansch der Kegelscheibe drehfest und axial gleitend auf der Welle anzuordnen. Bei der Erfindung wurde erkannt, daß nicht erforderlich ist, durch entsprechende Spalte, Kanäle usw. unmittelbar in die Keilnut der Nabe Schmiermittel einzuführen. Die Nabenkeilnut ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion unmittelbar bzw. mittelbar über die Entlastungsnut bzw. die ringförmige Schmiernut am anderen Ende der Nabe mit Schmiermittel in Verbindung, so daß auch in diesem Bereich für eine sichere Schmierung gesorgt ist und der unerwünschte Slip-Stick-Effekt vermieden wird. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es daher möglich, die Schmierung eines Axialgleitlagers an Kegelscheiben einwandfrei zu gewährleisten und damit eine hohe Standzeit zu erzielen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß an jedem Ende der Nabe eine ringförmige Nut geformt ist, in der jeweils eine Dichtung angeordnet ist. Die Dich-

tung verhindert ein Austreten des Schmiermittels an den Enden der Nabe.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert

F i g. 1 zeigt im Schnitt ein Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe mit Kegelscheiben nach der Erfindung.

F i g. 2 zeigt perspektivisch den bev eglichen Flansch einer Kegelscheibe des Getriebes nach F i g. 1.

F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch die Nabe der Kegelscheibe nach F i g. 1, auf einer Welle sitzend. ι ο

F i g. 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Nabe der Kegelscheibe nach F i g. 2 entlang der Linie 4-4.

Es wird nunmehr auf die Zeichnungen, insbesondere auf F i g. 1 Bezug genommen, in welcher das Bezugszeichen 10 einen Antrieb veränderlicher Geschwindigkeit zeigt, mit einem Elektromotor 12, der auf dem Gehäuse eines Untersetzungsgetriebes 14 gelagert ist und das Untersetzungsgetriebe über ein Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe 16 mit veränderlicher Geschwindigkeit antreibt; letzteres enthält ein oberes und ein unteres Gehäuse 18 bzw. 20, die miteinander verbunden sind und eine Halterung für den Motor 12 bilden. Der Motor 12 ist ein herkömmlicher Wechselstrommotor, der vollständig eingeschlossen und korrosionssicher und daher in der Lage ist, in einem weiten Bereich industrieller Anwendungen sicher zu arbeiten. Das Untersetzungsgetriebe 14 kann von verschiedener Art sein und besitzt eine Abtriebswelle 22, die unmittelbar über eine Kupplung oder über einen Riemen- oder Kettenantrieb mit irgendeiner angetriebenen Einrichtung verbunden ist. Das Untersetzungsgetriebegehäuse hat eine Basis 24 zur Abstützung auf einem geeigneten Untergrund.

Das Getriebe 16 enthält eine treibende Kegelscheibe 30 und die angetriebene Kegelscheibe 32, wobei die treibende Kegelscheibe 30 aus einem axial festen Flansch 34 und einem auf der Welle 38 axial beweglichen Flansch 36 besteht Die Welle 38 ist durch eine geeignete Verbindung 40 mit der Abtriebswelle 42 des Motors 12 verbunden und durch einen Satz Schrauben 44 an dieser befestigt Die Kegelscheibe 32 besteht aus einem festen Flansch 50 mit einer Nabe 52, die auf einer Welle 54 gelagert ist, welche sich in das Untersetzungsgetriebe 14 hineinerstreckt. Das linke Ende der Welle 54 ist in einem in dem Gehäuse 20 untergebrachten Kugellager 56 gelagert, und das rechte Ende der Welle 54 wird durch ein oder mehrere Lager im Untersetzungsgetriebe 14 gelagert. Auf der Welle 54 ist ein axial beweglicher Flansch 60 angeordnet; er wird durch eine in einem Gehäuse 64 von Teleskopbuchsen 66 und 58 eingeschlossene Feder in Richtung auf den anderen Flansch 50 gedrückt, wobei das rechte Ende der Buchse 68 gegen einen Federring 70 anliegt der in einer ringförmigen Nut in der Welle 54 sitzt Das linke Ende der Buchse 66 liegt gegen eine Schulter 72 der Nabe 74 an.

Die beiden Kegelscheiben sind über einen Keilriemen 80 verbunden, und die Steigung der Kegelscheibe 30 wird durch eine Handsteuereinrichtung verändert, die durch das Bezugszeichen 90 bezeichnet ist und eine Kurbel 92 zum Drehen eines Nockens 93 enthält, der die Stellung eines gabelförmigen Hebels 94 verändert, der seinerseits auf einem Stift 96 drehbar gelagert ist. Von dem gabelförmigen Hebel 94 wird ein Kugellager 98 aufgenommen, das auf einer Nabe 100 gelagert ist. welche relativ zu der Welle 38 axial bewegt wird, wenn der Hebel 94 durch den Nocken 93 nach rechts oder nach b5 links bewegt wird, wie in F i g. 1 gezeigt. Die Kegelscheibe 30, die vom Lager 98 gelagert ist. wird auf dem linken Ende durch den Hebel 94 gestützt. Wird der Hebel 94 nach rechts gedreht bewegt sich der Flansch 36 in Richtung auf den Flansch 34 und drückt somit den Keilriemen 80 in der Kegelscheibe radial nach außen. Gleichzeitig übt die zusätzliche Kraft eine radial nach innen gerichtete Kraft auf die Kegelscheibe 32 aus und drückt so den Flansch 60 nach rechts und die Feder 62 zusammen. Die oben beschriebene Bewegung der beiden Flanschen 36 und 60 führt zu einer Zunahme in der relativen Geschwindigkeit der beiden Kegelscheiben und daher zu einer Zunahme der Geschwindigkeit der Abtriebswelle 22. Der Flansch 36 ist in zwei Stellungen gezeigt wobei der obere Teil den Flansch in der Stellung äußerster Verminderung der Geschwindigkeit und der untere Abschnitt den Flansch in der Stellung höch ster Geschwindigkeit zeigt Die Flansche der Kegelscheibe 32 sind ebenso oberhalb und unterhalb der Wel le 54 getrennt, um die entsprechenden Stellungen dieser Scheibe in Abhängigkeit von der Verschiebung zwischen den beiden Stellungen des Flansches 36 zu zeigen. Die Nabe 100 wird an einer Drehung relativ zur Welle 38 von einem Keil 110 gehindert, der in Keilnuten 112 und 114 in der Nabe 100 bzw. der Welle 38 angeordnet ist.

Da die Naben 74 und 100 erheblichen Schwingungen ausgesetzt sein können, insbesondere unter nachteiligen Betriebsbedingungen, besteht die Gefahr, daß Abrieb auftritt, oder ein Festfressen der Nabe auf der Weile. Zumindest kann die leichte Verstellbarkeit der Keilscheiben beeinträchtigt sein. Daher enthält die Lagerfläche der Nabe 100 eine Anzahl axialer Schmiermittelkanäle 120, die mit Abstand im wesentlichen um den gesamten Innenumfang der Nabe herum angeordnet sind, um ein Schmiermittel wirksam und gleichmäßig zwischen den Lagerflächen der Nabe 100 und der Welle 38 zu verteilen. Die Kanäle 120 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Nabe 100 und sind durch eine ringförmige Nut 122 in der Welle 54 untereinander verbunden, so daß das Schmiermittel wirksam über die Gesamtheit der Nuten 120 verteilt wird Die Enden der Kanäle 120 sind durch Schmiermitteldichtungen 124 und 125 geschlossen, welche in ringförmigen Nuten 126 und 127 an den Enden der Nabe 100 einsitzen; die Dichtungen 124,125 sind aus Gummi oder anderem elastischen Material und haben ringförmige Rippen 128 bzw. 129, die in ringförmige Nuten 130 und 151 einsitzen, um die Dichtungen zu halten. Die Kanäle 120 sind ferner durch eine Entlastungsringnut 133 untereinander verbunden, an welche eine Srhmiermittelentlastungsöffnung angeschlossen ist, die sich durch die Nabe 100 radial nach außen erstreckt. Die Keilnuten 112.114 in der Welle 38 und in der Nabe 100 liegen mittig zwischen zwei axialen Nuten, so daß die Seiten der Nabe 100 entlang der Keilnut im wesentlichen einen vollständigen Kontakt mit den Seiten des Keils innerhalb der Nabe haben, wie aus F i g. 3 ersichtlich.

Die Kanäle 120 erhalten das Schmiermittel von einer Schmieranordnung 134 am Ende der Welle 38, die über einen axialen Kanal 136 und eine oder mehrere radiale Öffnungen 138 mit der ringförmigen Nut 122 verbunden ist. Ersichtlich sind die Flächen der Nabe 100. welche den Keil 100 berühren, ununterbrochen und gerade und können daher keine Kerbwirkung an dem Keil verursachen, wodurch die Nabe 100 an einem freien Gleiten gehindert würde.

Bei der Kegelscheibe 32 wird das Schmiermittel durch den Ansatz 144 auf dem äußeren Ende der Welle 54 herangeführt.

Im Betrieb wird die Nabe 100 durch Einspritzen von

Schmiermittel über die Schmieranordnung 134, die Schmiermittelöffnung 136, die Öffnung oder Öffnungen 138 und die ringförmige Nut 122 in die axialen Schmiermittelkanäle 120 hinein geschmiert. Wenn der Motor läuft, dann treibt er die Kegelscheibe 30, die wiederum den Riemen 80, die Kegelscheibe 32 und das Untersetzungsgetriebe 14 antreibt. Die Welle 22 verbindet das Untersetzungsgetriebe mit der anzutreibenden Einrichtung. Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle verändert werden soll, beispielsweise auf eine schnellere Geschwindigkeit, dann wird die Kurbel 92 gedreht, um den Nocken 93 zu veranlassen, den Hebel 94 in Richtung auf die Kegelscheibe 30 nach innen zu bewegen. Dies veranlaßt den Flansch 36, sich in Richtung auf den Flansch 34 zuzubewegen und dadurch den Riemen 80 zu veranlassen, sich radial nach außen zu bewegen. Bei seiner Bewegung radial nach außen drückt die auf den Piemen 80 ausgeübte Spannung den Riemen in der Kegelscheibe 32 nach innen. Dies veranlaßt den Flansch 60, sich entgegen der Feder 62 nach rechts zu bewegen, wie in F i g. 1 gezeigt

Dadurch wird die relative Geschwindigkeit zwischen den Kegelscheiben 30 und 32 erhöht. Da dieser Anstieg in der Geschwindigkeit zwischen den beiden Kegelscheiben 30, 32 stattfindet, nimmt auch die Umlaufge- schwindigkeit der Welle 22 zu.

Sobald sich der Flansch 36 axial relativ zum Flansch 34 bewegt, bewegt sich die Nabe 100 axial auf der Welle 38 und wird durch das in den beabstandeten Kanälen 120 vorhandene Schmiermittel wirksam geschmiert, wobei es durch die Öffnungen 138 und die ringförmige Nut 122 wirksam zwischen den Kanälen 120 verteilt wird. Da zwischen der Seite des Keils 110 und den Seiten der Keilnut 112 eine gerade und ununterbrochene Fläche vorhanden ist, bewegt sich die Nabe 100 frei auf dem Keil 110 entlang.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40

45 50

60 65

Claims

Patentansprüche:

!. Kebelscheibe für stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe, mit zwei Flanschen, von denen einer fest auf einer Welle und der andere auf einer Nabe angebracht ist, die gleitend und drehfest auf der Welle angeordnet ist dergestalt, daß die Nabe mindestens eine axiale Nut aufweist, in der gleitend ein Bauteil einsitzt, das seinerseits drehfest auf der Welle angeordnet ist, und mehreren axialen über den Umfang beabstandeten Schmiermittelkanälen an der Innenseits der Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die einteilige Nabe (100) unmittelbar auf der Welle (38) gleitend gelagert ist und in der Welle (38) und in der Nabe (100) jeweils eine Keilnut (114, 112) vorgesehen ist für einen zwischen diesen Teiien wirkenden Keil (110), wobei die Wände der Nabenkeilnut (112) im wesentlichen durchgehend glatt geformt sind, daß die Welle (38) eine axiale mit einem Schmiermittelanschluß (134) versehene Schmiermittelbohrung (136) aufweist, die über mehrere radiale Bohrungen (138) mit einer ringförmigen Schmiernut (122) auf der Außenseite der Welle (38) verbunden ist, die die axialen Schmiernuten der Nabe (100) miteinander verbindet, und die axialen Schmiernuten (120) nahe einem Ende der Nabe (100) mit einer Entlastungsringnut (133) in der Nabe in Verbindung stehen.
2. Kegelscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende innerhalb der Nabe (100) eine ringförmige Nut (126,127) geformt ist, in denen jeweils eine Dichtung (124,125) angeordnet sind.