DE609514C - Keilriemengetriebe mit beweglichen Kegelscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Keilriemengetriebe mit beweglichen Kegelscheiben, deren Keilnutflächen aus zwei oder mehreren kegeligen, in axialer Richtung zueinander verschiebbaren Ringen zusammengesetzt sind, durch die es möglich wird, für die Übertragung größerer Kräfte verhältnismäßig schmale Riemen zu verwenden.
Zum Verschieben der kegeligen Ringe wurden bisher mehr oder weniger vernickelte Einrichtungen vorgeschlagen, deren Nachteile so groß waren, daß die mit diesen Einrichtungen ausgestatteten Keilriemengetriebe in der Praxis keine Verwendung fanden.

Erfindungsgemäß werden die kegeligen Ringe der Keilriemenscheiben durch einfache Mittel verschoben, die einen äußerst ruhigen und störungsfreien Betrieb bei der Riemenverschiebung gewährleisten. Für jeden mit den ver-

ao stellbaren Riemen versehenen Scheibenteil ist eine Anzahl senkrecht geführter Schaltbolzen vorgesehen, die mit dem einen abgeschrägten Ende auf einer Kegelfläche der Nabe der aus kegeligen Ringen zusammengesetzten Scheibenhälfte mit möglichst geringer Reibung gleiten können und deren andere ebenfalls abgeschrägten Enden an einer Kegelfläche der Rückseite der beweglichen Ringe anliegen. Die Einstellvorrichtungen für die Ringe jeder Keilscheibenhälfte sind im Innern der Wellenlager selbst angeordnet und können mit Hilfe eines mit der Einstellvorrichtung der treibenden Scheibe verbundenen Stellrades 0. dgl. bewegt werden.

In den Zeichnungen sind beispielsweise zwei Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 und 3 besteht jede der Keilriemenscheiben aus zwei Kegelscheiben mit axial verschiebbaren Kegelringen, während bei dem in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Keilriemengetriebe die eine Kegelscheibe jeder Keilriemenscheibe eine glatte Keilnutfläche hat und die Keilnutfläche der anderen Kegelscheibe aus axial beweglichen kegeligen Ringen besteht.

Nach den Fig. 1, 2, 3 besteht jede Keilriemenscheibe aus einem Kegelscheibenpaar 1,1'. Die Keilnutfläche jeder Kegelscheibe ist aus mehreren konzentrisch angeordneten Kegelringen 2, 3, 4 und 2', 3', 4' zusammengesetzt. Die Ringe 2, 2' sind durch Schrauben o, o' o. dgl. an den Kegelscheiben i, 1' befestigt. Die übrigen Kegelringe 3, 4 und 3', 4' sind sowohl zueinander als auch in bezug auf die Scheiben 1, i' axial verschiebbar.

Die Kegel- oder Tragscheiben 1, i' sind mit ihren Naben 12,12' in der Längsrichtung verschiebbar auf der Welle 10 durch den Keil 11 festgekeilt. Die Naben 12,12' ragen in Kappen 13,13', die lose auf der Welle 10 aufgeschoben sind und sich gegen die Naben mit Kugellagern 9, 9' abstützen. Die Kegelscheiben 1, i' lassen sich axial auf der Welle 10 verschieben (s.

Fig· 3)·

Auf der Welle 10 sitzt zwischen den beiden Kegelscheiben 1, i' eine zweiteilige Riemen-

scheibe 6, 6', die den kegeligen Ringen 4, 4' als Führung und dem Keilriemen 15 als Auflager dient, wenn die Keilriemenscheibe auf den kleinsten Durchmesser eingestellt ist. Jede der beiden durch Schrauben 14 verbundenen Scheibenhälften 6, 6' hat auf der Außenseite Augen 8, 8', deren Bohrungen radial zur Welle 10 verlaufen und in denen zylindrische Stahlbolzen 7, 7' lose angeordnet sind. Die Enden dieser Bolzen sind unter 45 ° abgeschrägt. Die oberen Enden der Bolzen legen sich gegen die ebenfalls unter 45 ° geneigten Kegelflächen der Rückseiten der kegeligen Ringe 4,4' und 3,3', während die unteren abgeschrägten Enden der Bolzen 7, η' auf den auch unter 45 ° verlaufenden Kegelflächen 23 der einwärts vorspringenden Nabenteile 16,16' der Tragscheiben τ, ι' gleiten können.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4, 5, 6 und 7 ist sowohl bei der unteren treibenden als auch bei der getriebenen Keilriemenscheibe die eine Kegelscheibe 18 mit einer glatten Keilnutfläche 18' versehen und an einer Nabe 19 befestigt. Diese Nabe bildet den Boden der Keilnut, auf dem der Keilriemen 15 zur Auflage kommt, wenn die Keilriemenscheibe auf kleinsten Durchmesser eingestellt ist. Die anderen Kegelscheiben der Keilriemenscheiben setzen sich je aus einer Tragscheibe 21 mit mehreren axial verschiebbaren kegeligen Ringen 2, 2' und 22 zusammen. Der kegelige Ring 2, 2' ist mit der Tragscheibe 21 fest verbunden, während die übrigen Kegelringe 22, von denen der Übersichtlichkeit halber nur einer dargestellt ist, zur Tragscheibe und zu den Kegelringen axial verschiebbar sind.

Bei dem Keilriemengetriebe nach den Fig. 4 bis 7 muß beim Ändern des Übersetzungsverhältnisses ein Verdrehen des Riemens 15 vermieden werden, und deshalb sitzt bei der treibenden Riemenscheibe (unten Fig. 4 bis 7) die Nabe 19 der Kegelscheibe 18 mit der glatten Keilnutfläche durch Keil 37' fest auf der Antriebswelle io', während die Nabe 16 der mit den axial beweglichen kegeligen Ringen versehenen Kegelscheibe 21 auf eine axial auf der Welle 10' gleitbare Hülse 25 aufgeschraubt ist. Die Nabe 19 der Kegelscheibe 18 der getriebenen (oben Fig. 4 bis 7) Keilriemenscheibe ist auf das innere Ende einer auf der Welle 10 axial verschiebbar, aber nicht drehbar (Keil 37) sitzenden Hülse 25 aufgeschraubt, während die Nabe 16 der Tragscheibe 21 der getriebenen Keilriemenscheibe in axialer Richtung verschiebbar auf der Hülse 25 angeordnet ist.

Nach den Fig. 4 bis 7 ist die Nabe 16 der Tragscheibe 21 mit der unter 45 ° geneigten Kegelfläche 23 versehen, auf die sich die radial in den Augen 8 geführten Bolzen 7 stützen. Die Augen 8 sind an der Nabe 19 angebracht und am Oberende entsprechend den rückseitigen Kegelflächen der Kegelringe 2,2', 22 abgeschrägt, so daß sie sich an diese Kegelflächen anlegen können (Fig. 4). Auch die Unterflächen der Augen 8 sind entsprechend der Neigung der Fläche 23 der Nabe 16 abgeschrägt, damit die Nabe 16 dicht an die Nabe 19 heranrücken kann (Fig. 6).

Bei Getrieben mit großem Übersetzungsverhältnis werden die Zapfen 7 zweckmäßig nicht radial und senkrecht zu der Welle 10 bzw. io', sondern schräg, etwa unter 60 ° oder unter 45 °, angeordnet. Es muß dann die Neigung der Kegelfläche 23 entsprechend geändert werden, so daß sie unter einem Winkel von etwa 30° bzw. 15° verläuft.

Auf den Außenenden der Hülsen 25 sind durch Bund 25' gehaltene Kugellager 26 angeordnet, auf denen Büchsen 27 gelagert sind. Diese tragen am Außenende durch Kette 31 ver-' bundene Kettenräder 24, 24' und sind in feste Lager 28 verstellbar eingeschraubt. Bei der treibenden Keilriemenscheibe (unten Fig. 4 bis 6) übergreift ein am Außenende der Büchse 27 angebrachter Bund das Kugellager 26, so daß beim Verstellen der Büchse 27 das Lager und mit ihm die Hülse 25 einwärts geschoben werden kann.

Bei der getriebenen (oberen) Keilriemenscheibe übergreift ein am Innenende der Büchse go 27 angebrachter Bund das Kugellager 26, so daß beim Verstellen der Büchse das Lager mit der Hülse 25 nach außen gezogen wird.

Am Außenende der Büchse 27 der treibenden Scheibe kann ein Stellrad 32 (Fig. 6) angebracht sein, jedoch könnte man das Verstellen auch von einer entfernt liegenden Stelle bewirken, in welchem Falle ein Vorgelege mit dem Kettengetriebe verbunden werden kann.

Die Welle der treibenden. Keilriemenscheibe kann unmittelbar von einem Motor 33 angetrieben werden.

Die Wirkungsweise des Keilriemengetriebes ist folgende:

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. i, 2, 3 ist die obere Welle 10 die vom Motor angetriebene. Nach Fig. 1 sind die Kegelscheiben i, 1' dieser Welle 10 soweit wie möglich auseinandergerückt. Der Riemen 15 liegt deshalb an der tiefsten Stelle der Keilnut der 110 ' Antriebsscheibe und greift am größten Durchmesser der getriebenen (unteren) Scheibe an. Soll die Übersetzung geändert werden, so werden die Kappen 13,13' der Antriebswelle 10 einander genähert, was z. B. durch ein Schneckengetriebe 17,17' (Fig. 3) geschehen kann, wobei gleichzeitig durch das Schneckengetriebe die Kegelscheiben der getriebenen Welle (unten Fig. 1) auseinanderbewegt werden.

Durch das Zusammenschieben der Kappen 13» 13' werden auch die Scheiben 1, i' einander genähert, und dabei drücken die Nabenteile 16,

i6' die Bolzen 7, 7' in die Höhe. Hierdurch werden die Kegelringe 4, 4' gegeneinander bewegt, bis sie aufeinanderstoßen. Dabei wird der Riemen 15 in die Höhe gezwungen, da gleichzeitig ein entsprechendes Auseinanderschieben der Scheiben 1,1' der getriebenen Keilriemenscheibe stattfindet.

Wird der Druck auf die Kappen 13,13' fortgesetzt, so gehen die Bolzen 7, 7' weiter in die Höhe und verschieben dadurch auch die Kegelringe 3,3', bis diese aneinanderstoßen. Die Ringe 4, 4' bleiben hierbei in der schon vorher erreichten Mittellage stehen. Die Ringe 3, 3' der getriebenen Keilscheibe gehen dabei in demselben Verhältnis auseinander, wie sich die Ringe 3, 3' der treibenden Keilscheibe nähern. Werden die Kappen 13,13' noch mehr einander genähert, so stoßen schließlich die Ringe 2, 2' aneinander (Fig. 2). Die treibende Keilriemenscheibe ist dann im größten Durchmesser eingestellt, während gleichzeitig bei der getriebenen Keilriemenscheibe der kleinste Durchmesser erreicht ist und hier der Riemen 15 dann auf dem Umfang der Doppelscheibe 6, 6' läuft.

Der Riemen 15 wird während des Steigens in der Keilnut der treibenden Scheibe gar nicht durch die Stufenform der Kegelflächen in seiner Bewegung gehindert, da, bevor die unmittelbar höhere Stufe zur Wirkung kommt, der Riemen 15 sich schon im Bereich der höheren Ringstufe befindet.

Will man die Geschwindigkeit der getriebenen Scheibe wieder vermindern und den Riemen 15 in seine Anfangslage (Fig. 1) bringen, so genügt es, den Druck auf die Kappen 13,13' abzustellen, da dann der Riemen infolge seiner keilförmigen Form von selbst die Kegelringe 2, 3, 4 und 2', 3', 4' der antreibenden Scheibe auseinandertreibt. Dies erfolgt stoßfrei. Das Verhältnis der zu- und abnehmenden Durchmesser der treibenden und der getriebenen Keilscheiben wird immer, auch beim Übergang des Riemens, von einem Keilring auf den nächsten so bleiben, daß die Summe beider Durchmesser immer gleichbleibt.

Das Keilriemengetriebe nach den Fig. 4 bis 7 wird durch das Rad 32 verstellt, bei dessen Drehung durch das Kettengetriebe 24, 24', 31 die Büchsen 27 sowohl der treibenden als auch der getriebenen Keilriemenscheibe ein- oder auswärts geschraubt werden. Diese Bewegungen haben aber auf die beiden Keilriemenscheiben verschiedene Wirkungen. Wird das Rad 32 dem Uhrzeiger entgegen gedreht, so werden die Büchsen 27 aus der Stellung Fig. 4 in die Stellung Fig. 6 verschoben. Durch den Druck des Riemens 15 wird bei der treibenden Keilriemenscheibe die Tragscheibe 21 mit den kegeligen Ringen nach außen geschoben, bis sie gegen das Lager 28 stößt. Dieses Verschieben ist möglich, da bei dem Auswärtsschrauben der Büchse 27 deren Bund aufhört, einen in entgegengesetzter Richtung wirkenden Druck auf das Kugellager 26 bzw. die Hülse 25 auszuüben. Während des Verschiebens der Tragscheibe 21 findet die Verstellung der kegeligen Ringe durch die Bolzen 7 statt. Bei der getriebenen Keilriemenscheibe wird durch das Ausschrauben der Büchse 27 die Hülse 25 und somit auch die auf ihr festgeschraubte Nabe 19 mit der Kegelscheibe 18 mitgenommen, während die Tragscheibe 21 stehenbleibt (Fig. 6), so daß je nach der Größe des Verstellens der Büchse 27 die Keilnutfläche 18' gegen die Unterkante des durch die Bolzen 7 gehaltenen kegeligen Ringes 22 (Fig. 7) oder des Ringes 2 stößt (Fig. 6).

Wird das Stellrad 32 in umgekehrter Richtung gedreht, so geht der Riemen 15 allmählich in die in Fig. 4 dargestellte Lage zurück.

Bei diesen Verstellungen arbeiten die axial verschiebbaren Kegelringe der beiden Scheiben und auch die Bolzen 7 in derselben Weise, wie dies an Hand der Fig. 1 bis 3 beschrieben worden ist. 8s

Im Falle größere Kräfte übertragen werden sollen, bei denen ein einziger Keilriemen von gewöhnlichen Dimensionen nicht genügt, kann man auf der Antriebswelle und auch auf der getriebenen Welle mehrere Keilriemenscheiben befestigen, welche so' miteinander verbunden sein können, daß gleichzeitig die beweglichen Teile jeder Scheibengruppe verschoben werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Keilriemengetriebe mit beweglichen Kegelscheiben, bei dem die eine oder beide Keilnutflächen der Kegelscheiben aus mehreren kegeligen Ringen zusammengesetzt sind, die zur Tragscheibe und auch gegenseitig in axialer Richtung verschoben werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die kegeligen Ringe durch Bolzen (7) axial verschoben werden, deren abgeschrägte Enden einerseits an einer Kegelfläche (23) der Nabe (16) der aus den kegeligen Ringen zusammengesetzten Scheibenhälfte und andererseits an einer Kegelfläche der Rückseite der verstellbaren Ringe anliegen, so daß der durch Verschieben der Tragscheibe (1, i', 21) mit ihrer Nabe (16) auf die Bolzenenden ausgeübte Druck auf die schrägen Rückenflächen der kegeligen Ringe übertragen wird und dadurch die Ringe axial verschoben werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen