DE3135478A1

DE3135478A1 - Riemenantrieb mit veraenderlicher geschwindigkeit

Info

Publication number: DE3135478A1
Application number: DE19813135478
Authority: DE
Inventors: Robert O. Huff; Edward F. 47201 Columbus Ind. Krome jun.
Original assignee: Reliance Electric Co
Current assignee: Reliance Electric Co
Priority date: 1980-09-26
Filing date: 1981-09-08
Publication date: 1982-05-06
Also published as: IT1138239B; CA1153583A; JPS597862B2; US4425102A; NL8103795A; MX149905A; AU7383881A; AU525485B2; BE890122A; JPS57134058A; GB2084672A; IT8124115A0; LU83590A1; FR2491179A1; SE8104970L; DK383681A; BR8106077A

Description

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Ein Riemenantrieb mit veränderliciaer Geschwindigkeit der üblichen weit verbreiteten Art besteht aus einem Paar Scheiben und einem die Scheiben miteinander verbindenden Riemen, wobei einer der Flansche auf wenigstens einer der Scheiben auf einer axial beweglichen Nabe gelagert und in Richtung auf den anderen Flansch zu und von ihm fort einstellbar ist. Die Nabe ist auf einer ¥elle gelagert, und eine Keilvox-richtung, wie beispielsweise eine Koilnutverbindung, verbindet die Flansche, die Nabe und die Welle miteinander und verhindert eine relative Drehbewegung zwischen diesen» Die einstellbare Scheibe wird durch einen Bedienungsmann oder in Abhängigkeit von einem Steuersignal verändert, und die andere Scheibe stellt sich automatisch zur Aufnahme der in der ersten Scheibe durchgeführten Einstellung ein. In einer Abwandlung dieser grundlegenden Art ist eine der Scheiben 'veränderlich, und die andere wird relativ zu der .einstellbaren Scheibe bewegt, um die Veränderungen in der wirksamen Riemenlänge auszugleichen, wenn die Einstellung dor Geschwindigkeit durchgeführt wird. Diese Antriebe mit veränderlicher Geschwindigkeit arbeiten oft während ausgedehnter¹ Zeitspannen unter schweren Lasten und unterliegen ständig übermäßiger Abnutzung, insbesondere in den axial gleitbaron Scheibenteilen, die bei der Einstellung auf verschiedene Geschwindigkeiten eine Rolle spielen. Als Folge dieser fortgesetzten widrigen Betriebsbedingungen treten Scharten an der Keilvorrichttxng und ei" η erhebliches Maß an' Abrieb und Abnutzung in den der Gleitbcrührung .unterworfencn Teilen auf, was schließlich

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den ordnungsgemäßen Betrieb und die Einstellung der Scheiben stört und letzten Endes einen Austausch der betroffenen Teile oder der gesamten Scheibe erforderlich macht. Die gleitenden Teile der Scheibe, die unter den oben erwähnten Bedingungen am meisten dem Abrieb und der Abnutzung unterliegen, bestehen in der ¥elle der treibenden Scheibe und der darauf gleitenden Nabe, die im allgemeinen zum Umlauf mit der Welle an ihr verkeilt ist und unter den richtigen Betriebsbedingungen auf der "Welle axial frei beweglich ist. ¥idrige Betriebsbedingungen können jedoch eine Rauhueit und ein Fressen zwischen dem Keil in der ¥elle und dem Gleitberührungsabschnitt dex" Nabe verursachen, so daß die Gleitbewegung zwischen den beiden Teilen in dom Maße behindert wird, daß ein ox^timaler Betrieb der Scheibe mit veränderlichem Abstand selbst unter normalen Betriebsbedingungen nicht möglich ist.

Es sind für die Einstellung des beweglichen Flansches einer Scheibe oder Scheiben mit veränderlichem Abstand bereits verschiedene Arten von Mechanismen und Systemen verwendet worden. Hierzu gehören mechanische Arten, handbetätigt oder krafbget.rieben, oder hydraulische Arten. In den mechanischen wie auch in den hydraulischen Arten der bekannten Einstei Ivorrichtungeii ist der bewegliche Flansch an der ¥elle verkeilt und kann sich axial auf der ¥elle bewegen in Abhängigkeit von Veränderungen in der Einstellung der hier vorgesehenen Einstellvorrichtung» Di.ose Eiiistoll.voz'richtTiiifien imd Sys keine arbeiten befriedigend

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uiitex- normalen Betriebsbedingungen, während die Antriebe sich in gutem Zustand befinden, sie werden jedoch oft unzuverlässig oder unbrauchbar infolge von Abrieb oder Schrammenbildung auf der Welle und den Keilen. TJm diese Schwierigkeit zu überwinden, sind bereits Kunststoffbuchsen zwischen der ¥elle und der Nabe des beweglichen Flansches und in einigen Fällen auch auf den Keilen entlang verwendet worden; jedoch ist der eigentliche Grund für die sich auf den Keilen entlang entwickelnde widrige Betriebsbedingung durch diese Buchsen nicht ausgeschaltet, obwohl die Schwierigkeit etwas gemildert sein mag. Ferner ist das hydraulische System Kur Einstellung des beweglichen Flansches häufig relativ kompliziert und schwierig in optimalem Betriebszustand zu halten.

Boi den herkömmlichen Riemenantrieben mit veränderlicher Geschwindigkeit mit einem festen Flansch in der Scheibe ist der Flansch an einer ¥elle befestigt, die direkt mit der Antriebsmotorwelle verbunden ist und von ihr gelagert wird oder an jedem Ende in einem Lagerblack gelagert ist und sich von einem der Lagerblöcke zur Verbindung mit dei* Motorwelle herauserstreckt. Die Scheiben- und Motorwellen können durch eine flexible Kupplung miteinander verbunden werden, welche Flansche mit Naben zur Lagerung auf den beiden Wellen mit Abstand zwischen ihren Enden aufweist. Diese Art Wellenverbindung verlangt ein erhebliches Maß an Platz, um die beiden Wellen und die Kupplung hinter dem entsprechenden Lagerblock zusannaen-

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zubauen, was so zu einer relativ großen Gesamtabmessung des Antriebs führt, die manchmal für bestimmte Installationen, in denen Kompaktheit zum Einpassen in begrenzte Bereiche ein wesentlicher Faktor ist, zu groß sein kann, wie beispielsweise bei dem in Gehäusen für Klimaanlagen und dergleichen verfügbaren Raum. Der oben beschriebene direkt gekuppelte Antrieb hat den Nachteil, daß er äußerst schwierig auszurichten ist. Die auf dem Motor gelagerte Yelle mit konstanter Drehzahl und die getrennt gelagerte Welle mit veränderlicher Drehzahl müssen in drei Ebenen bis auf sehr geringe Toleranzen genau parallel und rechtwinklig ausgerichtet werden (Riemen zwischen den Scheiben) , nachdem die Teile in der anzutreibenden Maschine installiert worden sind. Da verfeinerte Ausrichtevorrichtungen, Fachkenntnisse und die zur Durchführung einer richtigen Ausri.cUbung oi'forderliche Zeit am Aufstellungsort selten verfügbar sind, haben Riemen und Scheibe bei allen durch Riemen verbundenen mechanischen Antrieben mit veränderlicher Geschwindigkeit und unabhängiger Yelle grundsätzlich eine kurze Lebensdauer infolge Fehlausrichtung.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um die Verwendung einer strömungsmittelbetätigten Vorrichtung, vorzugsweise bestehend aus einer flexiblen Torsionseinrichtung von ringförmiger Gestalt, die um die Yelle konstanter Drehzahl des Riemenantriebs mit veränderlicher Geschwindigkeit im Bereiche des beweglichen Flansches desselben herum angeordnet ist, um die doppelte

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Funktion der Steuerung der axialen Lage des beweglichen Flansches und gleichzeitig der Kupplung desselben Flansches mit der ¥elle durchzuführen, auf der er gelagert ist. Eine Anlage_s die anspricht auf irgendeine vorgegebene Betriebsbedingung oder voreingestellte Drehzahl, steuert den Betrieb der strömungsmittelbetätigten Vorrichtung zur Bewegung des Flansches in die erforderliche Stellung zur· Erlangung der gewünschten Leistung des Antriebs. Die strömungsmittelbetätigte Vorrichtung ist so konstruiert und ausgelegtj daß bei Verbindung mit der ¥elle und dem beweglichen Flansch das Drehmoment zwischen der Welle und dem Flansch ohne einen Keil oder anderes Element in direkter Verbindung der beiden Bestandteile übertragen wird. Jedoch ist die Vozrrichtung verwendbar lediglich als Kupplungselement zwischen der ¥elle und dem Flansch oder lediglich als strömungsmittelgesteucrtes Element zur Einstellung des beweglichen Flansches axial auf der ¥elle. Diese Merkmale können verwendet werden bei einer spezialen Lagerung für den festen Flansch der treibenden Scheibe, der auch ein Teil der Kupplung zur Verbindung des Antriebsmotors mit der Scheibe ist. Sie können auch bei einer automatisch betätigten Vorrichtung Verwendung finden_s welche eine zusätzliche Kraft auf den beweglichen Flansch der angetriebenen .Scheibe ausübt, wenn der Antrieb sich unter relativ schwerer Last befindet, und die automatisch die zusätzliche Kraft aufhebt, wenn die Antriebslast auf den Normalwort zurückkehrt.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Antriebs mit veränderlicher Geschwindigkeit, welcher Scheiben von einstellbarem Abstand mit einer axial beweglichen Nabe aufweist, die wirksam und leicht eingestellt werden kann, um eine gewünschte Arbeitsgeschwindigkeit unter widrigen Betriebsbedingungen zu erlangen, und die. so konstruiert und angeordnet ist, daß die gleitende Nabe unter widrigen Bedingungen weiter arbeitet, ohne daß die Gleitflächen verschrammt, angefressen oder anderweitig beschädigt oder übermäßiger Abnutzung unterworfen werden.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung oiner Einstellung für den beweglichen Flansch einer der Scheiben dos Riemenantriebs mit veränderlicher Geschwindigkeit, welche eine pneumatische Einrichtung zur Steuerung der Stellung des beweglichen Flansches beinhaltet und die zusätzliche Funktion der Verbindung der Welle und des beweglichen Flansches in Betriebsbeziehung ausführt.

Dor Antrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit gemäß dex- Erfindung arbeitet während ausgedehnter Zeitspannen, ohne daß Abrieb auftritt auf den relativ gleitfähigen Oberflächen der Tfelle und dor gleitenden Nabe, die bei der Einstellung des Abstands der Scheibe eine Rolle spielen, und hält während ausgedehnter Zeitspannen und unter widrigen Betriebsbedingungen eine Betriebsleistung aufrecht.

Ferner ist in einem Antrieb von veränderlicher Geschwindigkeit gemäß der Erfindung die Kombination einer Welle und einer axial beweglich darauf" gelagerten Nabe vorgesehen, bei der Abnutzung, Abrieb und dergleichen zwischen den in Gleitberührung befindlichen Teilen selbst unter widrigen Betriebsbedingungen verhindert oder auf ein Minimum herabgesetzt sind, wodurch die Scheibe ungeachtet der Lasten, die innerhalb des gesamten normalen Betriebsbereichs des Antriebs auftreten, in optimalem Betriebszustand gehalten wird.

Der ex-f indungsgemäß vorgesehene Antrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit der oben beschriebenen Art ist ferner kompakt und kann leicht hergestellt, zusammengebaut und installiert und danach untex- Verwendting leicht installierbarer zusammenzubauender Teile und unter Einbauten leicht am Aufstellungsort gewartet und repariert werden und verlangt während der Installation am Aufstellungsort keine Fluchtlage zwischen Riemen und ¥elle.

Schließlich ist der Antrieb von veränderlicher Geschwindigkeit so konstruiert und ausgelegt, daß er während lang andauerader Iio triobszeiten und unter widrigen Bedingungen, wie beispielsweise schweren Belastungen und häufigen Wechseln in. der Last tind in den Veränderungen der Aus gang's dreh zahl eine optimale Leistung erbringt,

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Weitere Merlanale und Vorzüge des Antriebs mit veränderlicher Geschwindigkeit zusätzlich zu den oben erwähnten gehen aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Riemenantriebs mit veränderlicher Geschwindigkeit in Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei Darstellung des Motors, zweier veränderlicher Scheiben und eines Riemens, der die Scheiben miteinander verbindet,

L- Lg. 2 eine perspektivische Darstellung des iiioineiianfcriobs" m±fc veränderlicher Geschwindigkeit gemäß der Erfindung bei Betrachtung von der Seite gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Seite, ohne den Motor zum Antrieb der Scheiben,

Fig. 3 eine Draufsicht von oben und einen Teilschnitt durch den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit, bei Darstellung dor Scheiben in einer Beziehung entsprechend einem bestimmten Aus-

Fig. h eine Draufsicht von oben und einen Schnitt ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten, jedoch bei Darstellung der Scheiben in einer Beziehung entsprechend einem anderen Ausgangsdrehmoment. '

Es wird nunmehr im einzelnen auf die Zeichnungen Bezug genommen» und zwar insbesondere auf Fig. 1, in der das Bezugszeichen allgemein den Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit gemäß der Erfindung zeigt, mit einem Antriebsscheibeneinbau von konstanter Geschwindigkeit, einem Elektromotoi- lh zum Antrieb der Scheibenanordnung 12, einem Scheibeneinbau i6 mit veränderlicher Geschwindigkeit zur Verbindung mit der durch den Antrieb von veränderlicher Geschwindigkeit anzutreibenden Einrichtung, und einem breiten Keilriemen 18, der auf den Scheiben der beiden Einbauten geführt wird zur Übertragung der Energie von dem Scheibeneinbau 12 auf den Scheibeneinbau 16. Der Motor und die beiden Scheibeneinbauten sind auf einer Grundform 20 gelagert, welche aus den drei Hauptkomponenten eine einheitliche Konstruktion bildet. Der Motor kann für die Zvecko der Erfindung al?3 herkömmlich betrachtet werden and botsitzt eine Grundplatte 22, die auf der Antriebsgrundfläche 20 durch eine Anzahl Bolzen 2k befestigt wird, welche sich durch dir Motorgrundplatte und durch einen Flansch 26 auf der Oberseite der Antriebsgrundplatte 20 nach unten erstrecken. Da der Motor herkömmlich ist und verschiedene Fabrikate und Modelle in dem Antrieb verwendet werden können, wird hier keine weitere Ee-schreibung des Motors gegeben.

Die Konstruktion der Scheibenanordmmg 12 ist am besten aus den Figuren 3 und h ersichtlich und besteht aus einer Welle 3Of die in Lagerblöcken 32 und j}h gelagert ist, die durch

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Bolzen 36 und 38 der beiden Lagerblöcke befestigt sind, die sich, jeweils nach, unten durch den unteren Teil der jeweiligen Lagerblöcke und durch den oberen Flansch. 26 der Grundplatte hindurcherstrecken und dadurch die beiden Lagerblöcke fest an der Grundplatte befestigen. Der Lagerblock 32 enthält ein Kugellager 4θ, und der Lagerbio eic 34 enthält ein Kugellager >|2. Die ¥elle 30 ist mit der ¥elle 44 des Elektromotors 14 durch eine Kupplung 46 verbunden, deren Flansch 48 mit dem linken Ende der Welle 30 verbunden ist, wie in Fig. 3 gezeigt, während ihr Flansch 50 mit der Motorwelle verbunden ist, und ein flexibles Element 52 die beiden Kupplungsflansche miteinander verbindet, um das Drehmoment von dem Motor auf die Welle zu übertragen vaiü. etwaige geringere FehJ.ausx-iclibungen, die zwischen den Wellen 30 und 44 vorhanden sein können, auszugleichen. Die Nabe hj des Flansches 46 der Kupplung ist in dem Lager 40 gelagert, und eine Buchse 54, die eine gerade Bohrung um die Welle JO herum und eine verjüngte Ausßenseite hat, wird in eine passende Verjüngung der Bohrung des festen Flansches 60 hineingedrückt.

Der feste Flansch 60 besitzt drei Durchgangsbohrungen, in die drei Bolzen 62 eingesetzt sind, und die drei Bohrungen in dem Flansch 60 sind, mit drei Durchgangsbohrungen in dem Flansch der Buchse 54 ausgerichtet. Die Nabe 47 des Kupplungsf!ansehes 48 besitzt drei gebohrte und mit Gewinde versehene Löcher in der Stirnseite gegenüber dem Kupplungselement 52. Die Durch-

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gangsbohrungen in dem Flansch. 60 und der Buchse 54 sind mit den Gewindebohrungen in dem Flansch 48 ausgerichtet,, und die Bolzen 62 werden von der Arbeitsseite des Flansches 60 eingesetzt, durch Bohrungen in dem Flansch der Buchse 54, und in die Nabe hf eingeschraubt. Die Nabe hj wird auf das Ende der Welle 30 aufgedrückt und darauf verkeilt, und die Ihichse $h, die "au einem Platz in Längsrichtung gespalten ist, gleitet über die Welle 30. Die Buchse $k wird nicht an der Welle verkeilt,, Diese Anordnung erleichtert die Ausrichtung passender Durchgangsbohrungen in der Buchse 54 und dem Flansch 60 mit Gewindebohrungen in dom Flansch 48, Wenn die Bolzen in die Kupplungsnabe hj hinein angezogen werden, dann wird zwischen den drei Teilen und der WeILo 30 eine feste Kupplung gebildet. Das Anziehen der Bolzen erf nf3 fc die zueinander passenden Verjüngungen des Flansches 60 und der Buchse $h und drückt die Buchse fest auf der Welle 30 zusammen., Daher dient die Buchse $h als eine Nabe für den Flansch 60 bei Vorhandensein von Reibungshaltekräften zwischen den Seiten des Flansches der Buchse 54 und der Nabe 47 des Kupplungsf lansch.es". 48. Ein Vorteil diesel- Anordnung wird erzielt als Folge des Weges der Kraftübex-tragung in den Antrieb vom Motor 14. Da der Flansch 60 durch die Buchse 54 an der Nabe 47 festgeklemmt und verbolzt ist, wird Energie direkt von der Kupplung 46 auf den Flansch 60 übertragen, ohne auf die Welle 30 und die Wellen-Flanschnabengrenzfläche zurückzugreifen zur Übertragung des Eingangs drehmoment s auf den Flansch 60. Diese Energie wird dtircli den Kupplungsbolzenkreis und den Reibungseingriff bei einem größeren Durchmesser auf den Flansch 60 übertragen als dem

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Durchmesser der ¥elle 30 selbst, wodurch somit die auf die peissenden Bestandteile wirkenden Kräfte gegenüber einer Energieübertragung nur durch die Welle vermindert werden. Die Energie wird von dem Kupplungsband 48 auf den gleitenden Flansch über die Welle 30 übertragen, welche an der Wabe 47 des Kupplungsflansches verkeilt und in dem Lager '42 gelagert ist. Die Wirkung dieser Anordnung aus Eingangskupplung und Flansch besteht in einer geringen Einzelteillast durch einen gespaltenen Eiirsrgiep fad. Der gesamte Eingang in Pferdestärken wird von dem Motor 14 über die Kupplungskomponenten 46, 52 und 48 übertragen, und der Teil dieser Kraft für den Flansch 6"0 geht direkt von eiern Flansch 48 auf den Flansch 6θ, wobei nur der Teil für den Flansch 70 durch einen Keil zwischen der Nabe 47 und der Welle übor eine Grenzfläche in die Welle 30 einzugehen hat. Der ^T.^reränderliche Flansch 70 der Scheibenanordnung 12 ist mit dor Nabe 72 verbunden, welche auf der Welle 30 gelagert ist, und ist vorzugsweise mit Buchsen 74 und 76 geringer Reibting vorsehen, so daß die Scheibe sich mit geringem Reibungswider- :; tand auf der Welle 30 entlangbewegen kann, wenn der Abstand und die Axiallage der Scheibe gemäß den Ausgangsdrehzahlanforderungen verändert werden.

Der Scheibenflansch 70 und die Nabe 72 werden axial auf der Wolle 30 durch eine strömungsmittelbetätigte Vorrichtung 80 entlangbewegt, die auf einer Seite mit dem Flansch 20 durch eine Platte 82 und eine Anzahl Schrauben 84 verbunden ist,

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die sich, durch die Platte hindurch in Angüsse 86 auf der Außenseite des beweglichen Flansches 70 hineinerstrecken. Ein flexibles Element 90 aus elastomerein Material ist auf der Innenseite mit der Platte 82 durch einen ringförmigen Wulst 92 verbunden, der in einer ringförmigen Nut ^h auf der Platte liegt. Die gegenüberliegende Seite des flexiblen Elements QO ist durch einen Ringwulst 98 mit der Platte verbunden, der an den Umfang der Platte 96 durch einen ringförmigen Klemmring 100 angeklemmt ist, welcher durch eine Anzahl Schrauben 102 an dom Umfang der Platte befestigt ist, die mit Abstand um den Umfang der Platte 96 herum angeordnet sind. Die Platte 96 ist starr an der Welle 30 durch eine verjüngte Buchse 10^ befestigt, die in einer verjüngten Nabe der Platte einsitzt und durch eine Anzahl Schrauben I06 darin befestigt ist, welche sich durch den Flansch auf der Buchse in die Nabe der Platte 96 hineinerstrecken, die dadurch zum Umlauf mit der Welle an ihr befestigt und vorzugsweise durch einen Keil 108 an der Welle verkeilt ist, Das Element 90, die Platte 82 und die Platte 96 bilden einen Einbau, der im wesentlichen strömungsmitteldicht ist tind eine Stromungsmittelkammer 110 begrenzt, die mit einer Strömungsmittelquelle, vorzugsweise einer Druckluftquelle, durch Kanä I.0 112, 114 in der Welle 30 verbunden sind, wobei der Kanal 112 mit einer auf dem Ende der Welle gelagerten umlaufenden Kupplung 116 und durch eine Leitung (nicht gezeigt) mit der Quelle gesteuerten Luftdrucks verbunden ist.

Die Lage des Flansches 70 wird mit Bezug auf den Flansch 60

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relativ verändert, um den Abstand der Scheibe durch. Veränderung des Drucks in der Kammer 110 über das Steuersystem zu verändern, welches den Strom der Luft in die Kammer hinein und aus ihr heraus durch die Kanäle 112 und 114 regelt. ¥ährend ein anderes Strömungsmittel als Luft verwendet werden kann, verwendet doch die bevorzugte Ausführungsform Luftdruck zur Steuerung des Druckes in der Kammer 110 zur Veränderung der Lage des Scheibenflansches 70·

Zusätzlich zu der Funktion als Betätigungseinrichtung für die Einstellung des Flansches 70 auf der ¥elle 30 dient das Element 90 auch als Drehmomentübertragungselement zwischen der ¥elle 30 und dem Flansch 70. Die Bestandteile' zur Übertragung dieses Drehmoments bestehen aus der Platte $6, die starr an der Welle 30 befestigt ist, dem Element 90 und der Platte 82, die starr an dem Flansch 70 befestigt ist. Der· Flansch ist nicht durch einen Keil oder dergleichen mit der ¥elle verbunden, sondern kann, abgesehen von dem Element 90, frei auf der Welle 30 umlaufen. Jegliche nennenswerte TJmI auf bewegung zwischen der Welle 30 und dem Flansch 70 ist durch die Kupplungswirkung dos Elements 90 zwischen der Welle und dem Flansch verhindert. Das Element ist vorzugsweise aus Gummi oder guiiuiiiähiilichein Material mit zwischendurch eingeschalteten Gewebeschichten aufgebaut, so daß die beiden Seitenwände des Elements sich frei seitlich ausdehnen und zusammenziehen, ohne daß der Durchmesser des Elements nennenswert zunimmt oder abnimmt, wenn der Druck in der Kammer 110 beim Betrieb zur Veränderung der Lage

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des Flansches 70 auf" der ¥elle 30 verändert wird. Die Kammer 110 ist auf der Yelle 3° entlang durch eine Dichtung 120 abgedichtet, die in dem Ende einer Nabe JZ angeordnet ist_} und durch eine Dichtung 122, die in dem benachbarten Ende der Nabe der Platte 96 angeordnet ist. Da die Wülste 92 und 98 auf gegenüberliegenden Seiten des Elements 90 eine Dichtung mit den Umfangsabschnitten dor Platten 82 und 96 bilden, ist die Kammer 11.0 vollständig geschlossen mit Ausnahme der Kanäle 112 und 114.

Die Scheibenanordnung 16 besteht aus einem festen Flansch 130, der auf der ¥elle 132 gelagert und an ihr befestigt ist, und einem beweglichen Flansch I36, der auf der Welle zur Ausführung einer Axial- und Umlaufbewegung darauf gelagert ist. Der Flansch 130 ist an der Welle durch eine verjüngte Buchse 138 Lind drei ßol κ on 189 befestigt, die sich durch d.Lo Buchse hindurch in die Nabe des Flansches 130 hineinerstrecken. Die Welle I32 ist durch Lagerblöcke ΐ4θ und 1 42 gelagert, die durch eine Anzahl Bolzen 144 an dem oberen Flansch Z6 der Grundplatte 20 befestigt sind, wobei die Welle in Lagern 146 und 148 der Lagerblöcke 1 4θ bzw. 142 gelagert ist. Die Welle, welche Schultern 15Ο und I52 angrenzend an die Lager 146 und 148 aufweist zur Verhinderung eiiiG.r Axialbewegung der Welle, erstreckt sich über die beiden Lager hinaus nach außen, um eine Kupplung der Welle an jedem Ende mit der anzutreibenden Einrichtung zu gestatten. Der bewegliche Flansch I36 wird ständig in Richtung auf den anderen Flansch gedrückt durch eine Schraubenfeder 154, die um die Nabe 155-herum

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angeordnet und zwischen der Außenseite des Flansches und einem allgemein mit 160 bezeichneten Nockeneinbau wirksam ist. Die Feder 15*1 ist von geringer Stärke und bildet eine nicht lineare Kraft gegen den Flansch I36. Ihre Hauptfunktion besteht in der Vorspannung des Flansches während des Anlassens und Stillsetzens, wobei der Nocken zur Wahrnehmung des Drehmoments nahezu die gesamte axial auf den Flansch I36 wirkende Kraft darstellt. Wenn somit der Flansch 70 der Scheibenanordnung 12 durch Bewegung des Flansches 70 in Richtung auf den Flansch ■au vcrändorb wird, um die Drehzahl des Antriebs zu erhöhen, chum veranlaßt der von dem Riemen infolge der Bewegung des Flunsches 70 ausgeübte Druck den Flansch 136, sich von dem Flansch 130 fortzubewegen, und wenn der Flansch 70 von dem Flansch 60 fortbewegt wird, dann gestattet die Aufhebung des darcli den Riemen auf die Flansche 130 und I36 ausgeübten Drtickes es der Feder und dem Nocken, den Flansch I36 axial in Richtung avf den Flansch 130 zuzubewegen»

Um bei dex· Aufrechterhaltung der richtigen Lage des Flansches 136 relativ zu dem Flansch I30 für eine gegebene Last und/oder zur Erlangung der gewählten Geschwindigkeiten der Scheibenanox-dming 12 unterstützend mitzuwirken und dadurch das gewünschte Ausgangsdrehmoment ohne Schlupf des Riemens zu .erlangen, kommt eine Nockenanordnung 160 zur Anwendung, die ein Noclcenelement 162 mit einer Anzahl ZweirichtungsnockenbahnGri i64 darauf zur Erfassung einer Anzahl entsprechender Nockenmitläufer 166 enthält, die attf Ansätzen 168 auf der Außenseite des beweglichen

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3.1 3 5 Λ 7 a

Flansches 13b gelagert sind, Sowie die Last zunimmt, wird eine zusätzliche Kraft auf den Riemen tmd den Flansch 1 "}6 ausgeübt, was wiederum die Nockenmitläufer veranlaßt, sich auf den entsprechenden Nockenbalmen 16Ί nach oben zu bewegen, um den Flansch I36 daran zu hindern, sich unter dem Einfluß der schweren Last des Antriebs übermäßig weit von dem Flansch 130 fortzubewegen. Falls erwünscht, kann diese Bewegung eine entsprechende Bewegung des Flansches JO von dem Flansch 60 fort verursachen. Dies ist möglich im Hinblick auf die durch das flexible Element 90 und die Luft in der Kammer 110 gegebene elastische Wirkung, indem die Luft in der Kammer entweder durch die liioinenkraft und die Bewegung des Flansches ¹JO oder durch eine Drucksteuereinrichtung in der Luftdrucksteueranlage (nicht gezeigt) zusammengedrückt wird. Der Nocken 160 ist starr an der Welle 132 durch eine Buchse I70 und eine Anzahl Schrauben I72 befestigt, die sich durch einen Flansch auf der Buchse in den Nocken hineinerstrecken. Es kann ein Keil 1 T^izwischen der Buchse 170 und der Welle vorgesehen sein, so daß der Nocken fest an der Welle gegenüber sowohl einer Axialbewegung als auch gegenüber einer Winkelbewegung relativ dazu befestigt ist.

Im Betrieb des vorliegenden Keilriemenantriebs mit veränderlicher Geschwindigkeit, wie hier ausführlich beschrieben, treibt der Motor 14 die We3.1e 30 über die Kupplung h6 an, die wiederum die Scheibenflansche 60 und 70 und den Riemen 18 antreibt. Der

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Riemen 18 überträgt das Drehmoment von dem Scheibeneinbau 12 auf den Scheibeneinbau 16, der -wiederum die Welle 132 und die dax-an angeschlossene Einrichtung oder Maschinenanlage treibt. Pio erwünschte Geschwindigkeit und das Ausgangsdrehmoment des Antriebs werden gesteuert durch den Druck in der Kammer 110, weIcher den Plansch 70 auf der Welle 30 axial mit Bezug auf den Plansch 60 einstellt und dadurch den Abstand der Scheibe ändert. Wenn der Plansch 70 in Richtung auf den Plansch 60 ztibewegt wird, dann bewegt der Riemen sich nach außen in Richtung auf den Umfang der beiden Planscne zu und veranlaßt somit den !.'lernen, cine größere Kraft auf die Plansche 13O und 136 aufzubringen, und veranlaßt den beweglichen Plansch 13^> sich nach, links in den Figuren 3 und h gegen die Feder 1%k zu bewegen und so die Ausgangsgeschwindigkeit des Antriebs zu erhöhen. Eine Einstellung kann jederzeit während des Betriebes des Antriebs durch Veränderung des Drucks der Luft durchgeführt werden, die durch die Kanäle 112 und 114 von der Drucksteuer-.MiILage (nicht gezeigt) her auf die Kammer 110 übertragen wird.

Wenn der Antrieb einer Belastung ausgesetzt wird, deurrt gleicht der Antrieb automatisch die zusätzliche Last durch den Betrieb der Nockeneinrichtung 160 aus, wobei der Nockenmitläufer I66 relativ zu dem Nocken i6k wandert und den beweglichen Flansch 136 in der richtigen Stellung zur Aufrechierhaltung der gewünschten Ausgangsöeschwindigkeit hält, ungeachtet der ex-h.öhten Antriebslast. Dies hält den Riemen straff und erzeugt den erforderlichen Druck des Riemens auf die Flansche der Scheibenan-

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Ordnung 16 für die optimale Ausgangsenergie, Durch die vorliegende Erfindung wird eine Anzahl Vorteile erreicht. Beispielsweise wird durch die Anordnung 80 die Vei-wendung von Keilen etc, für die wirksame Verbindung der Welle 30 mit dem Flansch 70 verhindert. Dies setzt den Abrieb und das Fressen auf ein Minimum herab, was häufig bei einem Antrieb dieser Art auftritt, wenn zur Verhinderung einer relativen Drehbewegung zwischen einem Flansch wie dem Flansch 70 und der WeIIe₉ auf dem er gelagert ist, Keile oder dergleichen verwendet werden. Die Kunsts fcof!'büchsen 7h tinrt "6 erleichtern auch die freie Bewegung des Flansches 70 und der Nabe 72 auf der Welle und verlängern daher die optimale Betriebszeit des Antriebs. Zu den weiteren Vorteilen gehören die Kompaktheit Lind die Zuverlässigkeit der Kupplung und der Flanschkonstx'uktion zur Verbindung der Scheibe mit dem Motor, sowie dio überlegene Leistung des Antriebs aufgrund der Kombination dex* im vorhergehenden genannten Merkmale mit der nockengesteuerten angetriebenen Scheibe.

[•Jährend hier nur eine Ausführungsform des Keilriemenantriebs mit veränderlicher Geschwindigkeit gemäß der Erfindung ausführlich beschrieben worden ist, können doch verschiedene Veränderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne vom Gedanken der- Erfindung abzuweichen.

Claims

Ansprüche:

1. Riemonar>trieb mit veränderlicher Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch eine treibende Scheibe mit einer "Welle, einem auf der ¥elle axial beweglich gelagerten Flansch und einesa festen Flansch, eine angetriebene Scheibe mit einer Welle, einem auf der Welle axial beweglich gelagerten Flansch und einem festen Flansch, einen Riemen, der auf den Scheiben geführt ist, eine Kupplung mit einem flexiblen Element konzentrisch ^u der Welle der treibenden Scheibe, welche die Welle und den beweglichen Flansch der treibenden Scheibe in Antriebsbeziehung mit-inander verbindet, einen Motor zum

Europenn Piilonl Attorneys ZujjelosBeno Verlrotor holm KuropiiiKelvn Paiemnmt

Deutsche Brink AG Hnmhurg, Nr. 05/28407 (BLZ 20070000) · Postscheck Homburß "2H4B-2OO-

'Jresdijop Bank AG Hnmburjj, Nr. OUiIOOHR (BLZ 20080000)

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Antrieb der treibenden Scheibe, eine Kupplung, die den Motor mit der ¥elle der treibenden Scheibe verbindet und eine Nabe aufweist, mit der der feste Flansch der treibenden Scheibe starr verbunden ist, sowie eine elastische Einrichtung, die zwischen dem beweglichen Flansch der angetriebenen Scheibe und einem Auflager auf der Welle der entsprechenden Scheibe reagiert, um den Abstand der angetriebenen Scheibe in Abhängigkeit von Veränderungen int Abstand der treibenden Scheibe zu steuern.

2, Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Atispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung mit dem flexiblen El (linen b ο J nc S trömungsmxtteJ kammer zur Kins teilung der Lago des beweglichen Flansches der treibenden Scheibe bildet und ein Kanal zur Verbindung der Kammer mit einer Steuerströmungsmitteldruckquelle vorgesehen ist.

"}. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Element um den Flansch herum angeordnet ist und zwei nach innen gerichtete Seitenwände aufweist, sowie eine Einrichtung zur Verbindung einer der Seitenwände mit dein beweglichen Flansch, während eine Einrichtung die andere der.Seitenwande mit der Welle verbindet, um das Drehmoment zwischen der ¥elle und dem beweglichen Flansch zu übertragen.

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h. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Element um den Flansch herum angeordnet ist und zwei nach innen
weisende Seitenwände aufweist, sowie eine Einrichtung zur Verbindung einer der Seitenwände mit dem beweglichen Flansch und eine Einrichtung, welche die andere der Seitenwände mit der Welle zur Übertragung des Drehmoments zwischen der Yelle und dem beweglichen Flansch verbindet,

5. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal in der ¥elle der angetriebenen Scheibe angeordnet ist.

6, Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal in der
¥elle der angetriebenen Scheibe angeordnet ist.

7» Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager zur
Steuerung des Abstands der angetriebenen Scheibe einen
Nocken zum Zurückhalten des beweglichen Flansches der an~ getriebenen Scheibe in einer voi'gewählten Lage relativ zu dem festen Fliuisch der angetriebenen Scheibe bei Ausübung einer Last auf die Scheibe enthält.

8. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager zur

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Steuerung des Abstands der angetriebenen Scheibe einen Nocken zum Zurückhalten des beweglichen Flansches der angetriebenen Scheibe in einer vorgewählten Lage relativ zu dem festen Plansch der angetriebenen Scheibe bei Ausübung einer Last auf die Scheibe enthält.

9. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einen an der Nabe befestigten Plansch aufweist und ein Plansch auf der Welle des Motors gelagert ist, während ein nachgiebiges Element zwischen der Nabe und den Wellenflanschen angeordnet und mit ihnen verbunden ist, um ein Drehmoment zwischen dem Motor und der Welle der treibenden Scheibe zu übertragen.

10. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einen an der Nabe befestigten Plansch aufweist und auf der Welle des Motors ein Plansch gelagert ist, während zwischen der Nabe und den Wellenf!ansehen ein nachgiebiges Element gelagert und mit ihnen verbunden ist zur Übertragung des Drehmoments zwischen dem Motor und der Welle der treibenden Scheibe.

11. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einen mit der Nabe verbundenen Flansch aufweist und ein Flansch

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auf der Welle des Motors gelagert ist, während zwischen der Nabe und den Wellenflanschen ein nachgiebiges Element gelagert und mit ihnen verbunden ist zur Übertragung des Drehmoments zwischen dem Motor und der Welle der treibenden Scheibe.

12» Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Mittel, daß zwischen dem beweglichen Flansch der angetriebenen Scheibe und einem Widerlager auf der Welle der entsprechenden. Scheibe reagiert, eine um die entsprechende Welle herum angeordnete Schraubenfeder ist.

13· Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die zwischen dem beweglichen Flansch und der angetriebenen Scheibe und einem Widerlager auf der Welle der entsprechenden Scheibe rea^iorende elastische Einrichtung eine um die entsprechende Welle herum angeordnete Schraubenfeder ist.

14. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch eine treibende Scheibe mit einer Welle, einem festen Flansch und einem axial beweglichen Flansch_f der auf der Welle gelagert ist, eine angetriebene Scheibe mit einer Wolle, einem festen Flansch und einem axial beweglichen Flanscht, der auf der Welle gelagert ist, einen

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auf den Scheiben geführten Riemen, eine Kupplung mit einem flexiblen Element zur Übertragung von Drehmoment zwischen der Welle und dem beweglichen Flansch der treibenden Scheibe und eine elastische Einrichtung, die zwischen dem beweglichen Flansch der treibenden Scheibe und einem Widerlager auf der Welle der entsprechenden"Scheibe reagiert zur Steuerung des Abstandes der angetriebenen Scheibe in Abhängigkeit von Veränderungen in dem Abstand der treibenden Scheibe.

■>_ Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch lh, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende der Welle der treibenden Scheibe Lager angeordnet sind und eine Kupplungseinheit zur Verbindung der Welle mit einem Motor vorgesehen ist, die eine in dem Lager an dem entsprechenden Ende der Welle gelagerte Wabe aufweist.

lö. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 15j dadurch gekennzeichnet, daß der feste Flansch der treibenden Scheibe starr mit der Nabe der Kupplungseinheit verbunden ist.

17« Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch für die Motorkupplung starr mit der Nabe der Kupplungseinheit verbunden ist.

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18. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine Strömungsmittelkammer zur Bewegung des beweglichen Flansches in verschiedene Stellungen relativ zu dem festen Flansch begrenzt und ein Kanal zur Verbindung der Kammer mit einer Steuerströmungsmitteldruckquelle vorgesehen ist,

19· Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet₅ daß die Kupplung eine Strömungsmitteldruckkammer zur Bewegung des beweglichen Flansches in verschiedene Stellungen relativ zu dem Testen Flansch begrenzt und ein Kanal zur Verbindung der Kammer mit einer Steuerströmungsmitteldruckquelle vorgesehen ist»

20. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1^, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager zur Steuerung «Ich Ahr, bandos der angetriebenen We Il ο einen Nocken zur Wahrnehmung des Drehmoments enthält, dex- den beweglichen Flansch der angetriebenen Scheibe in einer vorgewählten Lage relativ zu dem festen Flansch der angetriebenen Scheibe hält, wenn die Scheibe einer Belastung unterworfen wird,

1. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch IQ. dadurch gekennzeichnet;, daß das Auflager" zur Steuerung des Abstands der angetriebenen Scheibe einen Nocken zum Zurückhalten des beweglichen Flansches der ange-

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triebenen Scheibe in einer vorgewählten Lage relativ zu dem festen Flansch der angetriebenen Scheibe bei Ausübung einer Last auf die Scheibe enthält.

22. Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einrichtung, die zwischen dem beweglichen Flansch der angetriebenen Scheibe und einem Auflager auf der ¥elle der entsprechenden Scheibe wirksam d.st, eine um die entsprechende Welle herum angeordnete Schraubenfeder ist.

23» Riemenantrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch dadurch gekennzeichnet,daß die elastische Einrichtung,die zwischen dem beweglichen Flansch der angetriebenen Scheibe und einem Auflager auf der ¥elle der entsprechenden Scheibe wirksam ist, nine um die entsprechende ¥elle herum angeordnete kalibrierte, nichb lineare Feder ist.

2h. Riemenantrieb mit ve.ränderl±cher Geschwindigkeit- nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken ein. Zweirichtungsnocken ist.