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Keilriemenscheibe Die Erfindung betrifft eine Keilriemenscheibe aus
zwei Scheibenhälften, deren Abstand voneinander in axialer Richtung veränderlich
und durch Kurvenflächen einstellbar ist.
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Es ist bereits bekannt, bei stufenlos regelbaren Getrieben Keilriemenscheiben
zu verwenden, bei denen der Abstand zwischen den Keilriemenscheibenhälften selbsttätig
eingestellt wird. Dadurch wird eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses erreicht,
wenn beispielsweise der Abstand zwischen Antriebswelle und anzutreibender Welle
verändert wird.
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Die Änderung des Drehmomentes bewirkt dabei über Kurvenflächen die
gewünschte Änderung des Abstandes in axialer Richtung. Die Anbringung von Kurvenflächen
mit ähnlicher Wirkung wurde ferner bei Keilriemenscheiben für stufenlos regelbare
Getriebe vorgeschlagen, bei denen der Abstand der Scheibenhälften an sich durch
ein Drucklager eingestellt wird.
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Bei diesen Vorrichtungen sind jedoch die Keilriemenscheibenhälften
stets nur gegenüber der Welle, nicht jedoch gegeneinander verdrehbar. Die beiden
Keilriemenscheibenhälften sind miteinander durch ineinandergreifende Kupplungselemente
oder durch übereinandergreifende Muffen, mit Nut und Feder verbunden. Wenn derartige
Keilriemenscheiben mit hoher Geschwindigkeit umlaufen sollen, so besteht die Gefahr,
daß bei ungleichmäßigen Angriff des Keilriemens ein Verklemmen der Kupplungsmittel
erfolgt, so daB die Einstellung nicht rechtzeitig bzw. nicht sicher ertfolgt.
Da
im übrigen bei hohen Geschwindigkeiten die Kupplungsmittel, durch die eine Verdrehung
der Keilriemenscheibenhälften verhindert werden soll, sehr stark beansprucht werden,
wird bei fortschreitender Abnutzung ein Flattern der Keilriemenscheibenhälften nicht
zu vermeiden sein, wenn nicht überhaupt von vornherein eine derartige Gefahr besteht.
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Unabhängig davon wurden die bekannten Vorrichtungen bisher stets nur
zur stufenlosen Regelung verwendet. Einer Verwendung zum Spannen und Entspannen
von Keilriemen in Getrieben, bei denen keine Regelung vorgesehen ist, steht entgegen,
daß eine Geschwindigkeitsbegrenzung mit einfachen Mitteln nicht möglich ist. Je
höher die Geschwindigkeit bzw. Belastung des Keilriemens ist, um so weiter werden
die Keilriemenscheibenhälften bei den bisher bekannten Vorrichtungen in axialer
Richtung gegeneinander bewegt. Dies ist zwar bei stufenlos regelbaren Getrieben
erwünscht, bei Spannvorrichtungen für Getriebe, deren Übersetzungsverhältnis nicht
verändert werden soll, jedoch unerwünscht, da bei diesen Getrieben nach Möglichkeit
nur eine Annäherung der Keilriemenscheibenhälften bis zu einem bestimmten Betrag
erfolgen soll, der dann bei weiterer Änderung sich nicht ändert bzw. der sich auf
einen bestimmten Betrag einstellt.
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Bei der Keilriemenscheibe nach der Erfindung wird nun ein selbsttätiges
Spannen und Entspannen eines Keilriemens unter Vermeidung der erwähnten Nachteile
dadurch erreicht, daß eine der beiden Scheibenhälften auf der treibenden oder der
anzutreibenden Welle fest und die andere Scheibenhälfte auf der gleichen Welle drehbar
und bei einer Drehung sich gleichzeitig in axialer Richtung verschiebend angeordnet
ist, so daß bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit bzw. Belastung des Keilriemens
dieser selbsttätig gespannt und bei einer Verringerung derselben selbsttätig entspannt
wird.
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Selbstverständlich kann auch auf beiden Wellen, d. h. also sowohl
auf der treibenden als auch der anzutreibenden Welle, eine Keilriemenscheibe nach
der Erfindung angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise können dabei an der beweglichen Keilriemenscheibenhälfte
und an der Welle gegeneinanderliegende Kurvenflächen vorgesehen sein, die eine :axiale
Verschiebung bei Verdrehung der beweglichen Keilriemenscheibenhälfte bewirken.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die eine Keilriemenscheibenhälfte
auf der Welle verkeilt, während die andere Keilriemenscheibenhälfte mit ihrer Nabe
auf der Nabe der ersten Keilriemenscheibenhälfte drehbar gelagert ist und mit einer
Kurvenfläche gegen eine entsprechende Kurvenfläche auf einer ebenfalls auf der Welle
verkeilten Hülse anliegt, und die Hülse auf dem Wellenende durch eine Schraube oder
Mutter gehalten wird. Auf diese Weise ist ein einfaches Aufbringen und Abnehmen
der Keilriemenscheibenhälfte möglich.
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Bei der Keilriemenscheibe gemäß der Erfindung rutscht der Keilriemen
bei Erhöhung der Belastung zunächst auf der konischen Fläche der auf der Welle feststehenden
Keilriemenscheibenhälfte, da deren Widerstand größer Ist als derjenige der beweglichen
Keilriemenscheibenhälfte. Infolgedessen greift der Keilriemen zunächst diese letztere
Hälfte an und bewegt sie in Drehrichtung. Dabei wird dann gleichzeitig eine Verschiebung
dieser Keilriemenscheibenhälfte in axialer Richtung bewirkt, so daß eine Spannung
des Keilriemens und gleichzeitig eine Erhöhung des Druckes auf die feststehende
Hälfte erreicht wird, die nun ebenfalls in Drehrichtung bewegt wird.
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Im Gegensatz zu den bekannten, in axialer Richtung verschiebbaren
Keilriemenscheibenhälften findet im vorliegenden Falle eine Übertragung der Kraft
nur zu einem nicht sehr großen Teil über die Kurvenflächen statt, die infolgedessen
kaum einer Abnutzung unterliegen. Selbst wenn eine Abnutzung stattfände, wäre sie
ohne große Bedeutung, da sich die bewegliche Keilriemenscheibenhälfte :stets so
einstellen würde, daß die Abnutzung ausgeglichen werden wird, was bei den bekannten
Vorrichtungen nicht möglich ist, da die Kurvenflächen entweder paarweise zusammenwirke
. oder mit anderen Teilen gekoppelt sind, so, daß jeweils ein anderer Teil der Vorrichtung
bei einer Abnutzung schädlich beeinflußt würde.
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Die Keilriemenscheibe nach der Erfindung ist infolge dessen auch für
hohe Geschwindigkeiten, z. B. in der Größenordnung von 5000 bis 6ooo Umdrehungen
in der Minute, geeignet und sehr betriebssicher, so daß sie beispielsweise bei :dem
Keilriemenantrieb von Ventilatoren bei luftgekühlten Kraftfahrzeugmotoren verwendet
werden kann.
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Überraschen der weise hat sich nun gezeigt, daß durch das Gegeneinanderverdrehen
der Keilriemenscheibenhälften eine erhöhte Beanspruchung des Keilriemens nicht stattfindet.
Der Keilriemen wird durch die Keilriemenscheibe nach der Erfindung im Vergleich
zu Keilriemenscheiben, die jeweils bei Bedarf nachgestellt werden müssen, in großem
Maße geschont. Dies dürfte vor allem darauf zurückzuführen sein, daß der Riemen
bei Nichtgebrauch entspannt ist. Außerdem wird er durch die bewegliche Scheibe langsam
gegen die starre Scheibe gedrückt, so daß ein ruckartiges Spannen des Riemens und
ein zu schneller Angriff auf dessen Seitenflächen vermieden wird.
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Wenn die Antriebswelle ihre Höchstgeschwindigkeit erreicht hat, d.
h. die Winkelbeschleunigung aufhört, so läßt außerdem im Gegensatz zu den bekannten
Vorrichtungen die Spannung des Riemens wieder etwas nach, -da nun ein Schlupf gegenüber
der beweglichen Keilriemenscheibe auftritt, cfiie sich dann wieder -etwas zurückdreht.
Auch ii:st clie Veränlderung .des. Durchmessers :des Kreises, auf,dem !der Kehlriemen.
läuft, nicht unbegrenzt afbhängig von der Belastung bzw. der Geschwindigkeit. Wenn
die feststehende Keilriemenscheibenhälfte vielmehr einmal einebestimmteGeschwindigkeit
erreicht hat, dürfte ider Reibungsdruck so groß seien, .daß ein. Schlüpfen auf der
konischen Fläche ;lieber Hälfte nicht :mehr erfoligen kann und infolagedessen
eine
weitere Verschiebung der beweglichen Hälfte nicht mehr möglich ist.
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Hinzu kommt, daß die Keilriemenscheibe nach der Erfindung einfach
und billig herstellbar ist und in ihrem Aufbau nicht wesentlich komplizierter ist,
als die bisher bekannten, einstellbaren Keilriemenscheiben, bei denen, z. B. Scheiben
zwischen die Keilriemenscheibenhälften gelegt wenden.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Keilriemenscheibe nach
der Erfindung beispielsweise dargestellt. Der obere Teil der gezeugten. Figur ist
ein Schnittlurch die Keilriemenscheibenhälften; der untere Teil zeigt die Keilriemenscheibe
in seitlicher Ansicht.
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Auf einer Welle I ist starr, z. B. mittels eines Keiles 2, eine Keilriemenscheibenhälfte
3 befestigt. Zur Sicherung kann, noch. eine Schraube 4 auf der Welle I vorgesehen
sein. Auf der Welle I sitzt ferner eine Hülse 5, die mittels eines Keiles 6 befestigt
ist. Die Hülse 5 ist an :ihrer einen Seite mit Kurvenflächen 7, 8 versehen.
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Auf der Nabe 9 der Keilriemenscheibenhälfte 3 sitzt drehbar und in
axialer Richtung verschiebbar eine Keilriemenscheibenhälfte Io, deren Nabe II ebenfalls
mit Kurvenflächen versehen ist, die den Kurvenflächen 7, 8 anliegen.
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Auf den konischen. Flächen der Keilriemenscheibenhälften 3 und Io
liegt ein Keilriemen I2 auf. Die Welle I kann an ihrem Ende mit einem ein Gewinde
tragenden Ansatz I3 versehen sein, der durch eine Öffnung in der Hülse 6 geführt
und auf den eine Mutter I4 aufgeschraubt ist. Auf Grund dieser Anordnung ist die
Keilriemenscheibe in einfacher Weise auf die Welle aufzubringen, indem man. nach
Einsetzen des Keiles 2 die Keilriemenscheibenhälfte 3 aufsetzt, auf deren Nabe 9
die Keilriemenscheibe Io schiebt, anschließend nach Einsetzendes Keiles 5 die Hülse
6 auf das Wellenende setzt und endlich auf den überstehenden Zapfen I3 die Mutter
I4 schraubt. Bei Änderung der Belastung der Welle oder des Riemens wird die Keilriemenscheibenhälfte
Io durch die einander gegenüberliegenden Kurvenflächen in ihrem Abstand zur Keilriemenscheibenhälfte
3 verändert. In der Zeichnung befinden sich die beiden Keilriemenscheibenhälften
in der größtmöglichen Entfernung voneinander, d. h. also, der Keilriemen I2 ist
entspannt.