-
Stufenlos regelbares Keilriernen-Wechselgetriebe Es sind smfenh>s
regelbare @ei@rienren-@@echselgetriebe bekannt, hei welchen die Riemenscheiben durch
je zwei Sclieii>eii gebildet werden, welche in einzelne Sektoren geteilt sind, deren
Neigung gegen die Drehachse veränderlich ist. Diese bekannten Vorricütungeii ergeben
jedoch nur in einer einzigen Stellung eine krrisfiirniige IZiemenlauffläche, währeird
diese in allen anderen Stellungen ein Vieleck 1>llllet. Ks wurde deshalb versucht,
durch elastische Auflagen aus Gununi (>d. dgl. wieder eine runde 1.aufRäche 'herzustellen.
-
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die um Gelenke drehbaren
Sektoren soi zu formen, daß die jeweilige hiriuenlauffläche 1>ei jeder Stellung
der Sekti>reii eine lireisliiiie bildet. Iss hat sich jedoch gezeigt, dal.i lwi
dieser Ausführung kein griiliierer IZrgell>ereicli erzielbar ist als bei den liek;iiuiteii
Xisführungsformen mit axial verschiebbaren liegelscheiben und daß es unmöglich ist,
1>ei Einhaltung dieser Bedingung auch die weitere Bedingung zu erfüllen, daß der
Winkel der Tangente an die Riemenlauffläche in der Radialel>ene der Scheibe 1>ei
jeder Stellung der Sektoren dein halben Keilwinkel des Keilriemens entspricht.
-
Gemäß der vorliegenden Eründung ki>nneii 1>eicle genannten bedingungen
erfüllt werden, wenn die Bewegung der Sektoren so gesteuert wird, <laß diese
sich dabei an der Symmetrieebene der IZieinenscheibe oder an einer zu dieser parallelen
Elwne ab-
wälzen.
-
AM i veranschaulicht dies. In Alib. t 1>ezeichnet X-X die auf der
Drehachse der lZletnenschellw
senkrecht stehende Mittelebene der
ganzen Riemenscheibe, die gleichzeitig die Syminetrieebxne des Keilriemens K ist.
Der Winkel a ist der halbe Keilw inkel des Riemens, dem bei jeder Stellung der Sektoren
der Winkel zwischen der Tangente L-1-und der Ebene X-X gleich sein soll. Der Kreisbogen
A-B ist der Schnitt durch einen der bxWeglichen Sektoren, der in drei Stellungen
.4t-131 bis
.4.3-13.3 gezeichnet ist.
-
Mit hl ist die Strecke bezeichnet, die den Unterschied zwischen dem
größten und dem kleinsten Durchmesser des Riemenlaufkreises angibt. Der Winkel (i
ist der Zentriwinkel des Bogens A-B, .1I der Mittelpunkt dieses Bogens. Wie aus
der Abb. i ersichtlich, ist die Bedingung, daß die Tangente L-L mit der Linie X-X
stets den gleichen Winkel a, bilden soll, darin erfüllt, Wenn sich der Bogen A-B
an der Linie X-X abwälzt. Bei dieser Abwälzung bewegt sich der Mittelpunkt .11 des
Kreisbogens auf der Linie F-I', während alle anderen Punkte eine Zykloide beschreiben.
-
Wird der Endpunkt A des Kreisbogens .4-B als Gelenk gewählt, um welches
der Sektor geschwenkt werden soll. so muß sich dieser Drehpunkt beim L'bergang von
der Stellung .4t-131 in die Stellung .I'-Bz der Ebene X-X nähern, beim Übergang
von der Stellung A,-BZ in die Stellung .4.3-B.3 dagegen wieder von der Ebene
X-X entfernen. #Geonretrisch entspricht diese Bewegung der Spitze einer gewöhnlichen
Zvkloide, doch kann die geringfügige Verschiebung quer zur Drehachse Z praktisch
vernachlässigt "werden, und es genügt, den Drehpunkt A parallel zur Drehachse zu
verschieben. Liegt der Drehpunkt innerhalb des Sektors AIIB, so müßte er einen einem
Teil einer verkürzten (gestreckten) Zykloide entsprechenden Weg zurücklegen. Praktisch
genügt auch 'hier eine Verschiebung in Achsenrichtung.
-
Abb. 1a zeigt schematisch eine Vorrichtung, bei welcher die geometrisch
geforderte Bewegung des Irehputiktes dadurch mit großer Annäherung erreicht wird,
daß der Drehpunkt F des Sektors durch einen Schwenkhebel geführt wird, dessen Drehpunkt
D zur Welle feststeht, wodurch sowohl der Sektor geschwenkt als auch seist Drehpunkt
verschoben Wird. Die Abbildung zeigt einen einzelnett Sektor iln Schnitt in seiner
Stellung größter Schwenkung, also in der Stellung, die der Stellung :1.3-B.3 in
Abb. i entspricht, bei der also der Laufkreis den kleinsten Durchmesser hat.
-
Die leim Umlauf der Sektoren auftretenden Fliehkräfte können zur Ei-höliung
des Anpreßdruckes des Keilriemens bei holten Umlaufgeschwindigkeiten ausgenutzt
werden. Die leim Umlauf des Sektors mit der Welle auftretenden Fliehkräfte können
am Schwerpunkt S angreifend zusammengefaßt werden. Die so erhaltene Fliehkraft C
erzeugt in Verbindung mit denn Abstand dieser Kraft voni Drehpunkt des Sektors und
abhängig von der Um(irelitingsgescliw-iti(ligkeit ein 1)relinioni°lit und damit
einen zusätzlichen Anpreßdruck 12 zwisch,it Keilricinen und Sektor. Dieser Anpreßdruck
ist ver;inderlicli finit der Umlaufgeschwindigkeit, und zwar um so größer, je größer
diese ist. Durch die Größe des bearlxitungsspiels und außerdem noch durch federnde
Stützung zwischen Steuerung und liel>elmechanisiinus kalin dieser Anpreßdruck genau
dosiert Werden.
-
Wie in Abb. i gezeigt wurde, f'illt bei der Al>-wälzung des Bogens
A-R an der Mittelebene X-X die Radialtangente mit der Keilneigung des Keilriemens
iin gleichbleibenden Abstand zusammen, nämlich der hallen, mittleren IZienienl)rcite,
so dal. der arbeitende Netindurchnnesser der Scheibe sic'li stetig vom größten zum
kleinsten Durchmesser verändern läßt. Durch geeignete Formgebung der Sektoren läßt
sich dabei erreichen, daß sich stets ein kreisrunder Riemenlauf ergibt. Denkt man
sich etwa die Getriebe-,velle zwischen die Spitzen einer Drehbank gespannt, den
Keilriemen durch einen Form-drehstahl ersetzt und den Drelistalil entsprechend der
Schwenkung der Sektoren vorrückend, so muß immer dort, w-o der 1)i-elistalil die
Scheibe berührt, ein Berührungskreis entstehen, während an den nicht arlrcitencleii
Stellen der Scheibe die durch die Scheibe gelegteli Schnittel>eneti senkrecht zur
Drehachse Vielecke ergeben können. Die Radialtangente hat daher auf dein ganzen
arbeitenden Umfang dieselbe Neigung. I?s ist dabei gleichgültig, ob diese Bearbeitung
an jedem einzelnen Stück vorgenommen wird oder an einem Vormodell, nach welchem
dann die Sektoren im Tiefzieh-, Preß- oder Gie13verfahren hergestellt werden oder
ob die Form der Sektoren durch Berechnung gefunden wird.
-
Bei starker Krümmung oder starker Belastung des Keilriemens erfährt
dieser eine elastische Formänderung, die eine Veränderung des Keilwinkels und eine
Einschniirung bedingt. Diesen Formänderungen trägt die Form der Scheiben Recliliung,
da der Keilriemen auf der Scheibenzone laufen wird, die seiner Form entspricht.
Die eintretende Riemenstreckung wird durch den zusätzlichen Anprel3druck aufgehoben.
-
In den Abb. 2 und 3 ist ein .\ttsfiilirullgsl)eisl)iel eines Getriebes
gemäß der Eifindung bin Schnitt bzw. in Draufsicht dargestellt.
-
Auf den Wellen315 sitzen je zwei Lagersterne 305, welche gegen
Verdrehung gegenüber vier Welle durch in Nutest 307 eingreifende 1'aßfedern
gesichert sind. Diese Lager nehmen also an der Drehung der Welle teil und sind auf
ihr verschiebbar. In diesen Lagersternen 3o5 sind die Sektoren 301 um die
Drehpunkte 308 drehbar gelagert. Bei dem gezeichneten Ausführungslxispiel besteht
jede Scheibenhälfte aus sechs solcher Sektoren. Diese Sektoren sind über die llebelarine
309 mit den Winkelhel)eln'302 verbunden, welche um die Drehpunkte
31 i drehbar an dem Stützlager 30.f angeordnet sind. Die Stützlager sind
mit den «'eilen 315
fest verbunden. Die NN'inkelliel>el302 tragen je eitlen
Gleitstein 303, diese Gleitsteine gleiten in einer Nut der Steuerbuchse
306. Die in axialer Richtung verschiebbare Steuei-1>ucllse 306, die an der
1)i-eliutig der Welle teililininit. Wird voll dein Steuerorgan35o gcfiihl-t, dass,
:ui der 1)relntng dei-
Welle sticht teilnehntettcl, durch Keilrollen-
oder att(lerc# gecigiiete 1_ager axiale Kräfte auf die Steuerl>urüse ültertr:igt.
Durch sticht gezeichnete Scliraulrensl»itcltln wcr(len die @tetterl>ucllsel)3o()
üb(-i- (lic Steuer@rrgaiic 3@o so geführt, daß sich die lrei<leti auf ilersellrett
Welle behndlichen Steuer-IYUCIISCiI lr('i (lCr @let:itigung (les Steuermechanismus
cinaii(lc r ii:iherii oder voiicin.iii(ler entfernen und (lal3 sich die auf verschiedenen
Wellen lrehlt(lliclicil Steucrliuclisen entgegengesetzt bewegen. Dadurch wird erreicht,
daß sich die Sektoren der einett l@ieniensrlieil>t untlegcn. w@ihren(1 sich gleichzeitig
die (k.r <ni(Iercii hiemensclicilte aufrichten und umgekehrt, w@dx#i sich alle
Sektoren einer Scheibenüä lfte zwaugsl:iuhg gleichartig bewegen.
-
Ist A1>h. 2 11u(1 3 hat die obere Scheibe die Stelltiiig gr@@l.iteti,
die untere Scheibe die Stellung kleinstet) I.aut(lurclimessers, so (lall (ler Keilrietne11
300 auf der oberen auf einem entsprechend großen, auf (lci- ttiitervii auf cinein
entsprechend kleinen Kreis lauft. Die l)tirclitnessc#r der beiden Kreise verhalten
sich (lalwi wie () : 40. Da sich bei der anderen 1?n(1-stellung ciii entsprechendes
1'lrersetzungsverhältnis voll .10 : () ergibt, folgt daraus für das Getriebe ciiie
Änderung des L'hersetzttngsverhältnisses von ()2 : 10'' _ @1 : 1(>00 oder rund 1
: 20. Dieses l`l>(#rsetzungsverh;iltni, (las iin Gegensatz zu den bekannten (ietrielreti,
welche Spezialriemen erforderii, finit »orinalen Keilrirnien erzielbar ist, iilrertritft
(las der bekannten Anordnungen bei weitem uiid l:il.it sich l)(#i Atlwen(lt111g
voll Spezialkeilriemen noch weiter steigern.
-
l'in die ztvaiigsl:ititige Bewegung der Drehpunkte der Sektoren zu
crzieleii, kann an Stelle der Verschielrtttig der Drehpunkte in Achsenrichtung auch
eine au(lere inechamsche Führung (fier Drehpunkte angewandt werden, z.13. eine Führung
der Drehpunkte durch Scliwenkliel>el oder durch Kulissetl.