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Transmissionsscheiben für Riemen mit trapezförmigem oder anderem Querschnitt.
Es ist bekannt, daß bei Transmissionen mittels Riemen mit trapezförrnigem Querschnitt
der Adhäsionskoeffizient zunimmt, wenn der durch die Seiten des Riemens gebildete
Winkel abnimmt. Mit anderen Worten, j e geringer dieser Winkel ausfällt, um so vollkommener
legt sich der Riemen an und um so besser erfolgt dementsprechend die Mitnahme der
Scheibe. In der Praxis hat man sonach ein Interesse, trapezförmige Riemen zu verwenden,
deren Seiten einen möglichst kleinen Winkel bilden.' . Geht man aber mit diesem
Winkel bis unter einen gewissen Wert (ungefähr 30') hinab, so findet sowohl
beim Auflaufen als beim Ablaufen des Riemens ein Klemmen desselben in den Rillen
der Scheiben statt. Diese dem Riemen höchst schädliche Klemmung hat außerdem noch
den Nachteil, daß sie den Wirkungsgrad der Transmission so weit herabsetzt, daß
diese unter Umständen völlig unbrauchbar wird.
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Es ist ferner bekannt, daß es zwar für die Übertragung veränderlicher
Kräfte unter Umständen nützlich sein kann, Scheiben mit selbsttätiger Adhäsion zu
benutzen.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildenden Scheibenausführungen sind
mit Einrichtungen versehen, welche gestatten, bei Verwendung trapezförmiger Riemen
mit beliebigem Winkel die selbsttätigeAdhäsionherbeizuführen.
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Abb. i zeigt eine Ausführungsform im Schnitt, Abb. 2, 3 und 5 zeigen
weitere Ausführungsformen teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt, Abb. q, zeigt
eine Hälfte der Scheibenanordnung nach Abb. 3 in Stirnansicht, Abb. 6 veranschaulicht
die schiefen Ebenen in Abwicklung.
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Jede Scheibe besteht aus zwei Scheibenhälften i (Abb. i, 2, 3, 5).
Jede Scheibenhälfte kann auf ihrer Achse lose drehbar sitzen oder sich mit ihr zusammen
drehen. In allen Fällen verlaufen die Achsen der beiden Scheibenhälften nicht parallel
zueinander, sondern schneiden sich in einem Punkte, dessen Lage verschieden sein
kann.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i bestehen die Achsen der beiden
Scheibenhälften aus einem einzigen Stück 2, welches in der Mitte geknickt ist und
mit seinen Enden in Lagern 3 ruht.
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Das Treiben einer oder der beiden Scheibenhälften. kann beispielsweise
mittels Kettenräder 4 (Abb. i) oder Zahnräder usw. erfolgen.
Infolge
der Anordnung der Scheiben auf sich schneidenden Achsen liegen die Scheibenseiten,
welche die Rillen der Scheiben bilden, nicht parallel zueinander, was zur Folge
hat, daß der Riemen 5 auf einem verhältnismäßig geringen Teil des Umschlingungsbogens
geklemmt wird, während er an den Auflauf- und Ablaufstellen vollkommen frei bleibt,
ja sogar an diesen Stellen einen gewissen Spielraum erhält, der von dem Winkel abhängt,
den die Achsen unter sich bilden. In dieser Weise wird jede schädliche Klemmung
vollständig beseitigt.
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Um den Spielraum nachholen zu können, der mit der Zeit infolge der
Abnutzung zwischen dem Riemen und den Wangen der Scheibenrillen eintritt, ist die
Einrichtung nach Abb. i mit Nachstellvorrichtungen 6 versehen.
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Abb. 2 zeigt teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt eine Vorrichtung,
bei der die selbsttätige Adhäsion mit der kombiniert ist, welche die beiden Scheibenhälften
in bezug aufeinander besitzen müssen.
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Bei dieser Ausführungsform drehen sich die Achsen der beiden Scheibenhälften
zusammen mit den Scheiben. Die treibende Welle 7 (Abb. 2) empfängt die weiterzuleitende
Kraft entweder unmittelbar oder mittelbar durch ein bekanntes Organ, z. B. ein Treibrad,
ein Kettenrad usw. Diese Welle kann in einem gabelförmigen Träger 8 gelagert sein,
dessen äußerer Schenkel g die treibende Welle 7 frei, jedoch ohne Spielraum hindurchtreten
läßt. Der innere Schenkel To dient zur Aufnahme des aus Teilen ii und i2 bestehenden
zylindrischen Gehäuses. Das Ganze wird durch die Bolzen 13 fest zusammengehalten.
Der Teil ii dieses Gehäuses läßt ohne Spielraum die treibende Welle 7 hindurchgehen,
der er als zweiter Träger dient, während der erste Träger durch den Schenkel g der
Gabel 8 gebildet wird. Zwischen dem Teil ii des zylindrischen Gehäuses und dem Schenkel
g ist auf der Welle 7 die eine antreibende Scheibenhälfte festgekeilt. Der andere
Teil 12 des zylindrischen Gehäuses dient einer Hilfswelle 1q. als Träger. Diese
Welle verläuft nicht parallel zur treibenden Welle 7. Vielmehr schneiden sich die
Verlängerungen dieser beiden Wellenachsen im Punkte o. Auf dem äußeren Ende der
Welle 1q. ist die andere Scheibenhälfte festgekeilt.
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Da die Wellen 7 und 1q. der beiden Scheibenhälften nicht parallel
sind, so sind es die die Rillen bildenden Wangen ebenfalls nicht. Mithin tritt die
bereits erwähnte Klemmung ein, wobei der Riemen an den Auflauf- und Ablaufstellen
frei bleibt.
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Auf der Innenseite ist das Ende der Hauptwelle 7 mit einem Kopfstück
versehen, welches eine aus schrägen Ebenen von besonderem Profil bestehende Verzahnung
15 trägt. Abb..6 zeigt in schematischer Darstellung die Abwicklung dieser Verzahnung.
Die Hilfswelle 14 ist auf der Innenseite mit einem Hohlzylinder versehen, in welchem
der vorerwähnte Kopf der Achse 7 mit geeignetem Spielraum hineinragt. Dieser Hohlzylinder
ist auf der Innenseite mit Nuten 16 versehen, auf welche mittels der Innenmutter
z7 ein Kranz 18 befestigt ist, der eine aus schiefenen Ebenen bestehende Verzahnung
trägt, welche der Verzahnung 15 des Kopfes der Hauptwelle 7 entspricht.
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Wenn beachtet wird, daß die Hilfswelle =¢ und die entsprechende Scheibenhälfte
sich in dem Träger i2 seitlich verschieben können, so ist die Wirkungsweise dieser
Scheiben leicht zu verstehen. Die Hauptwelle 7 dreht die auf ihr festgekeilte Scheibenhälfte
mit der Antriebsgeschwindigkeit. Die Hilfswelle 1q. und ihre Scheibenhälfte werden
durch die schiefen Ebenen 15 mitgenommen, deren Wirkung sich in der Hervorrufung
der selbsttätigen Adhäsion äußert.
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Da die aus schrägen Ebenen bestehende Verzahnung 15 mit Wellen
zusammenhängt, deren Achsen sich schneiden, so kann sie nicht auf ihren ganzen Durchmesser
in Berührung treten. Dieser Mangel kann, wenn es sich um die Übertragung großer
Kräfte handelt, Mißstände verursachen, welche durch folgende Vorrichtung vermieden
werden. Die beiden Scheibenhälften sitzen frei, aber ohne Spielraum, auf den Ansätzen
2o und 21 (Abb. 3) des oberen Endes des Trägers ig. Die Achsen dieser Ansätze 2o
und 21 verlaufen nicht parallel, schneiden sich viehmehr im Punkte 22. Die erstrebte
Klemmung des Riemens in der Rille der Scheibe wird sonach innerhalb der Grenzen
erreicht.
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Die treibende Scheibenhälfte kann in der mannigfaltigsten Weise angetrieben
werden, z. B. durch Kardangelenk 23 (Abb. 3), durch Zahnräder 24 (Abb. 5), durch
ein Schneckengetriebe, durch ein Kettenrad usw.
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Auf der treibenden Scheibe ist mittels Bolzens 25 (Abb. 3) die Hilfswelle
26 starr befestigt, welche zu diesem Zwecke einen geeigneten Flansch trägt, durch
den die Mitnahme bewirkt wird. Die Welle 26 geht mit geeignetem Spielraum durch
die Ansätze 2o, 2i hindurch und ist auf der dem Befestigungsbolzen entgegengesetzten
Seite mit einem Schraubengewinde mit Mutter 27 versehen, hinter welchem Nuten 28
angeordnet sind. Sowohl diese Nuten als das Schraubengewinde dienen zur unverrückbaren
Befestigung des Kopfes 29, -.an dem eine mit schrägen Ebenen 3o ausgestattete Verzahnung
vorgesehen ist (Abb. 3).
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Auf dem zylindrischen Teil -des Kopfes 2g
ist eine
Halbkugel 31 mit geringer Reibung aufgeschoben. Diese Kugel besitzt einen Radius
R, dessen Mittelpunkt auf dem Kreuzungspunkt 22 der Achse der Scheibenhälfte sich
befindet. Diese Halbkugel 31 besitzt eine Verzahnung mit schrägen Ebenen, welche
in die Verzahnung 3o des Kopfes 29 hineinpassen. Außerdem trägt sie auf ihrem größten
Durchmesser noch eine weitere Verzahnung 32 besonderer Art (Abb. 3 und 4), welche
zur Mitnahme der zweiten Scheibenhälfte dient, die ebenfalls mit einer der Verzahnung
32 entsprechenden Innenverzahnung ausgestattet ist. Der seitliche Druck, welcher
durch die Riemenklemmung hervorgerufen wird, bewirkt, daß der hohlkugelförmige Teil
der zweiten Scheibenhälfte stets gegen den entsprechenden kugelförmigen Teil 31
gerückt wird. .
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung nach Abb. 3 ist folgende Die durch
die erste Scheibenhälfte getriebene Welle 26 überträgt ihre Drehbewegung auf die
Halbkugel 31 mittels der mit schrägen Ebenen versehenen Verzahnung 3o. Diese Bewegung
wird durch die passend geformte Verzahnung 32 auf die zweite Scheibenhälfte übertragen.
Die Verzahnung 32 besitzt den erforderlichen Spielraum, um die relative Zahnverschiebung
zu gestatten, welche von der Neigung der Achsen der in Berührung befindlichen Teile
herrührt. Im vorliegenden Falle liegt die schräge Ebene an ihrem ganzen Umfange
an, da die in Berührung befindlichen Teile aufeinandersitzen und demzufolge die
gleiche Achse haben.
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Der erwähnte seitliche Druck wird von dem zu diesem Zwecke vorgesehenen
halbkugelförmigen Teil aufgenommen. Da der Mittelpunkt dieser beiden Halbkugeln
auf dem Kreuzungspunkte 22 derAchsen sich befindet, so folgt daraus, daß die in
Berührung befindlichen halbkugelförmigenFlächen durch normale Reibung die relative
Verschiebung der zweiten Scheibe und der Halbkugel 31 absorbieren, welche beide
auf verschiedenen Achsen sitzen, die sich im Punkte 22 kreuzen.
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Ein geeigneter seitlicher Spielraum gestattet der zweiten Scheibenhälfte
und der Halbkugel 31, sich unter Einwirkung des durch die schrägen Ebenen
gebildeten Systems um die erforderliche Größe zu verschieben, wobei die selbsttätige
Adhäsion erzielt wird.
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Abb. 5 zeigt beispielsweise eine Abänderung dieser Ausführungsform.
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Die beiden Scheibenhälften drehen sich auch hier um den Kopf des Trägers
i9, d. h, um die beiden Hohlzapfen 2o und 2=, deren Achsen sich im Punkte 34 schneiden
(Abb 5), der den festen Mittelpunkt des Radius R bildet. Die Hilfswelle 35 läuft
auf der Seite des Punktes 34 in eine Verzahnung 36 aus, die ähnlich aus= gebildet
ist, wie die Verzahnung 32 bei den Anordnungen nach Abb. 3 und 4. Diese Verzahnung
36 (Abb. 5) greift mit passendem Spielraum in die an der treibenden Scheibenhälfte
vorgesehene entsprechende Verzahnung ein und bewirkt die Mitnahme der Hilfswelle
35. Die Innenfläche des Kopfes dieser Welle ist dem- Krümmungsradius R entsprechend
gewölbt. Gegen diese Fläche stützt sich der entsprechende Teil der treibenden Scheibe.
Das andere Ende der Welle 35 wirkt mittels eines auf ihr festgekeilten, durch eine
Mutter 38 gesicherten Kopfes 37 auf die zweite Scheibenhälfte ein. Der Kopf 37 trägt
schräge Ebenen 39, welche in die an der zweiten Scheibenhälfte vorgesehenen
entsprechenden Vorsprünge eingreifen. Die Wirkungsweise dieser Scheibe ist die gleiche
wie die der bereits beschriebenen Ausführungsform.
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Die Träger, in denen die Scheiben gelagert sind, können natürlich
in den verschiedensten Formen ausgeführt werden, ohne daß hierdurch an den grundsätzlichen
Anordnungen etwas geändert zu werden braucht. So können die Träger, z. B: wie bei
der Ausführungsform nach Abb. i, doppelt ausgebildet sein oder auch eine dreischenklige
Gabel aufweisen. Im letzteren Falle ist der dritte Schenkel so eingerichtet, daß
eine Verlängerung der Hilfswelle durch denselben hindurchgeht. Die Scheiben können
auch durch äußere Träger oder durch eine Kombination eines äußeren oder mittleren
Trägers usw. gestützt werden.