DE2116547A1

DE2116547A1 - Drehzahlveränderliche Antriebsübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2116547A1
Application number: DE19712116547
Authority: DE
Inventors: James Lewis Kalamazoo Mich. Cherpes (V.StA.). P
Original assignee: Clausing Corp
Current assignee: Clausing Corp
Priority date: 1970-04-06
Filing date: 1971-04-05
Publication date: 1971-10-28
Also published as: CA924537A; DE2116547B2; DE2116547C3; US3618413A; GB1307157A

Description

Clausing Corporation, 2019 North Pitcher Street, Kalamazoo, Michigan (USA)

Drehzahlveränderliche Antriebsübertragungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine drehzahlveränderliche Antriebsübertragungsvorrichtung.

Obwohl sich drehzahlveränderliche Riemen-Antriebs-Übertragungen sich auf einem hohen Entwicklungsstand befinden, gibt es noch beträchtliche Schwierigkeiten hinsichtlich ihres Betriebs und ihrer Lebensdauer, insbesondere bei der Verwendung solcher Antriebe in Werkzeugmaschinen wie Bohrmaschinen, Drehbänken oder Schleifmaschinen.

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Finden drehzahlveränderliche Antriebsübertragungen in Werkzeugmaschinen Verwendung', so müssen sie in der Lage sein, eine konstante Antriebsleistung über ihren gesamten Drehzahlbereich zu übertragen. Gleichzeitig muß die Vorrichtung dazu geeignet sein, wiederholt schnell anzulaufen, anzuhalten und/oder ihre Drehrichtung umzukehren, damit die Werkzeugmaschine mit ihrer größten Leistung und höchstem Wirkungsgrad betrieben werden kann.. ■

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Es gibt zwar bekannte drehzahlveränderliche Antriebsübertragungen, welche einigermaßen zufriedenstellend arbeiten. Diese weisen jedoch noch unerwünschte Eigenschaften hinsichtlich' ihres Aufbaus und ihrer Betriebsweise auf, welche einem optimalen Betrieb der Werkzeugmaschine entgegenstehen. Ein besonderer Störfaktor besteht bei bekannten Vorrichtungen darin, daß bei schneller Umkehrung der Drehrichtung und beim Anlaufen und Anhalten ein Schlagen zwischen den Riemenscheiben und deren Führungskeilen auftritt. Dies rührt daher, daß bei den bekannten Vorrichtungen aufgrund der Toleranzen bei der Herstellung und Montage gewöhnlich ein Spiel zwischen dem Wellenkeil und der beweg- Ϊ liehen Riemenscheibe besteht. Die Massenträgheit von Riemenscheiben und Wellen bewirkt bei schnellem Anlaufen. Anhalten oder schneller Umkehr der Drehrichtung eine relative Drehung zwischen .der Riemenscheibe und der Keilwelle. DiesesSchlagen ist nicht allein wegen des entstehenden Geräusches nachteilig, sondern es übt auch unerwünschte Schlagwirkungen und -spannungen auf die Riemenscheibe und die Keilwelle aus, welche zu vorzeitigem Verschleiß führen.

Ein weiterer Nachteil zahlreicher bekannter drehzahlveränderlicher Antriebsübertragungen besteht darin, daß es praktisch nicht möglicht ist, die Eingangswelle an beiden Enden ausreichend zu lagern. Einige der bekannten drehzahl-

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veränderlichen Antriebsübertragungen verwenden beispielsweise eine auf der Eingangswelle angeordnete herkömmliche Verstellriemenscheibe, deren eine Hälfte mittels einer freitragend um das eine Wellenende angebi'achten Stelleinrichtung axial verschiebbar ist.. Somit läßt die Stelleinrichtung gewöhnlich eine ausreichende Lagerung des Wellenendes nicht su, so daß die Eingangswelle vollkommen freitragend ist. Dadurch übt die Riemenscheibe unerwünschte Belastungen und Biegekräfte, auf die Eingangszeile aus, welche dann durch mechanisches Verstärken der gesamten ^-iiordnung ausgeglichen, werden müssen.

Ferner weisen bekannte mechanische drehzählveränderliche Antriebsübertragungen noch den Nachteil auf, daß sie nicht mit der wünschenswerten Schnelligkeit anlaufen und anhalten können. Die Wellen und Riemenscheiben der meisten bekannten drehzalilveränderlichen Antriebsübertragungen bestehen nämlich aus Eisenlegierungen und haben daher relativ große Masse und Trägheit. Die auftretenden großen Hassenkräfte der aus Wellen und Riemenscheiben bestehenden Anordnung erschwert ein schnelles Anlaufen und. Anhalten und erbringt damit eine Schwierigkeit hinsichtlich der Konstruktion. Die großen Massenkräfte der Riemenscheiben und Wellen verstärken außerdem das beim Anlaufen und Anhalten zwischen den Riemenscheiben und Wellenkeilen, auftretende Schlagen und damit einen vorzeitigen Verschleiß.

Noch ein weiterer Nachteil bekannter drehzahlveränderlicher Jjitriebsübertragungen mit einer Eeilv/ellenanordnung zur Führung einer beweglichen Riemenscheibenhälfte auf der Welle besteht darin, daß diese zu hoher i-bnützung und Festklemmen der Riemenscheibenhälfte bei deren Axialbewegung auf der Weile neigen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehzahlveranderliche Riemen-Antriebsübertragungsvorrichtung anzugeben, bei der die vorstehenden Nachteile vermieden sind. Insbesondere soll mit der Erfindung eine stufenlos drehzahlveränderliche Riemen-Antriebsübertragungsvorrichtung mit konstanter Leistungsübertragung über den gesamten Drehzahlbereich angegeben werden,' die sich besonders zur Verwendung in Werkzeugmaschinen eignet, deren Antriebs-übertragungseinrichtungen häufig stoßartig angelassen, angehalten und ihre Drehrichtung geändert werden.

Eine Antriebsübertragungsvorrichtung der genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein Gehäuse, durch eine eine Antriebswelle aufweisende Antriebsquelle durch eine antriebsübertragend mit der Antriebswelle verbundene Eingangshalle, durch eine am Gehäuse angeordnete !lageranordnung zur Lagerung der Eingangswelle wenigstens an ihrem der Antriebswelle abgekehrten Ende, durch eine mit Abstand zur Eingangswelle im Gehäuse drehbar gelagerte Ausgangswelle, durch die Eingangswelle mit der Ausgangsxtfelle drehzahlveränderlich antriebsübertragend verbindende Einrichtungen mit jeweils einer drehfest auf einer der beiden Wellen befestigten Riemenscheibenanordnung und einem diese antriebsübertragend verbindenden Riemen, wobei die auf einer Welle angeordnete Riemenscheibenanordnung verstellbar ist und ein starr auf der Welle befestigtes erstes. Riemenscheibenkeil sowie ein auf das feste Riemenscheibenteil zu und von diesem weg axial zur Welle beweglich auf diester angeordnetes zweites Riemensclieibenteil aufweist, durch einen in Axialrichtung,starr an der Welle befestigten, durchgehenden,Wellenkeil, welcher sich durch das feste und das bewegliche Riemenscheibenteil erstreckt und diese dreh-... fest auf der;Welle.,führt, und durch bewegungsübertragend

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mit dem "beweglichen Riemenscheibenteil verbundene Betätigungseinrichtungen zum Verschieben des Riemenscheibenteils in axialer Richtung relativ zum festen Riemenscheibenteil und damit zum Verändern der Übertragungsverhältnisse der Antriebsübertragungsvorrichtung.

Die erfindungsgemäße Antriebsübertragungsvorrichtung bietet die folgenden Vorteile:

1« Sie eignet sich insbesondere für"die Verwendung an bzw. in einer Werkzeugmaschine mit dem bei solchen Maschinen im normalen Betrieb auftretenden schnellen Anlaufen und Anhalten sowie schnellen Änderungen der Drehrichtung;

2. Die bewegliche Riemenscheibenhälfte ist ohne unzulässigen Verschleiß bzw. ohne die Gefahr des Pestklemmens frei auf der Eingangswelle verschiebbar;

3". Der einstückige, lange, durchgehende, starr an der Welle befestigte und durch die feste und die bewegliche Riemenscheibenhälfte verlaufende Wellenkeil gewährleistet die freie Beweglichkeit der beweglichen Riemenscheibenhälfte;

4. Das bei herkömmlichen Antriebsübertragungsvorrichtungen dieser Art beim schnellen Anlaufen und Anhalten auftretende Schlagen zwischen dem Wellenkeil und der beweglichen Riemenscheibenhälfte und die sich dadurch ergebenden nachteiligen Wirkungen sind hier wesentlich verringert;

5. Die bei der erfindungsgemäßen Antriebsübertragungsvorrichtung auftretendenMassenkräfte sind in wesentlichem· Maße verringert, so daß die Vorrichtung schnell anlau-. fen, anhalten sowie ihre Drehrichtung umkehren kann;

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6. Zur weiteren Verringerung der Kassenkräfte sind die Einzelteile der übertragungsvorrichtung so ausgebildet, daß ihre Herstellung aus Aluminium möglich ist;

7. Die erfindungsgemäße Antriebsübertragungsvorricliüung ist wirtschaftlich und vergleichsweise billig herstellbar und montierbar, erfordert nur geringe Wartung und hat eine lange Betriebslebensdauer.

Es ist vorteilhaft , wenn eine zwischen der einen Welle un^dem beweglichen Riemenscheibenteil angeordnete Buchsenanordnung aus einem reibungsarmen, selb'st-schmierenden Werkstoff als einzige Gleitführung des beweglichen Riemens ehe ib ent eil s bei dessen Axialbewegung auf der welle vorgesehen ist. Dadurch wird keine gesonderte Schmierung erforderlich.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Eingangswege an beiden Enden .gelagert ist, wobei die bewegliche Riemenscheibenhälfte das eine Ende der Eingangswelle umschließen kann.

Tn.&%neT bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das feste Riemenscheibenteil eine axial hervorstehende, zylindrische, äie eine Welle umschließende Nabe aufweist, welche von einer Nut zur Aufnahme des WeI-lenkeiis axial durchsetzt ist und einen diametral verlau-v fenden, sieh über einen Teil ihrer axialen Länge erstrekkenden Schlitz aufweist, welcher durch die Hut hindurch geführt ist und die Nabe in zwei einander gegenüberstehen*- de feile unterteilt, welche mittel β sie fest verbindender Einrichtungen unter Klemmdruck in Anlage an der einen Welle und den eiiianaei* gegenüberiiegenden Seitenflächen des WeI-lenkeilsi gehalten sind. Duiich eine derartige Elemmnabe, die UBtejp Elemmdruck in Anlage an beide» Seiten des Keils ist, ist praktisöh jegliehes Spiel au$geschlossen·

vafe, ;:■/;:

Es ist weiterhin günstig, wenn die Betätigungseinrichtung ein Paar druckbetätigter Zylinderanordnungen aufweist, welche über bewegliche Kolben mit dem Druckring verbunden sind.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. In dieser zeigt:

Fig. Λ eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen, drehzahiveränderlichen Antriebsübertragungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Stirnansicht derselben von rechts in Fig. Λ\

Fig. 5 eine Schnittansicht entsprechend der Linie Ι11-ΙΪΙ in Fig. 1; und

Fig. M- eine Schnitt an sieht entsprechend der Linie IV-IV · in Fig. i.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße drehzahlveränderliche Antriebsübertragimgsvorriehtung dargestellt, bei der auf einer koaxial zur Antriebswelle angeordneten und, antriebsübertragend mit dieser verbundenen Eingangswelle eine verstellbare Riemenscheibenanordnung vorgesehen ist, Vielehe antriebsübertragend mit einer auf einer im wesentlichen parallel zur Eingangswelle verlaufenden Ausgangswelle angeordneten federbelasteten Riemenscheibenanordnung verbunden ist. Die Eingangs- und die Ausgangswelle sind in einem Gehäuse angeordnet und jeweils an ihren beiden Enden in geeigneten Legern gehalten- Die verstellbare Riemenscheibenanordnung und die federbelastete Rieraenscheibenariordnung

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weisen jeweils eine feste Hälfte und eine axial ver.ochiebbare Hälfte auf, welche mittels eines durchgehenden, ■ laiigen _ Wellenkeils drehfest auf der jeweiligen Welle geführt sind. Die festen Riemenscheibenhälften haben jeweils eine geteilte Nabe, welche unter KlemmdruGk in Anlage an den Seiten des Wellenkeils und an der Welle ist und damit beim Anlaufen, Anhalten und bei Umkehrung der Drehrichtung das Schlagen zwischen der festen Riemenscheibenhälfte, und der Welle verhindert. Die Betätigungseinrichtung, welche vorzugsweise

" ein Paar sich diametral gegenüberstehender, druckmittelbetätigter Zylinder aufweist, ist zunächst an dem der Antriebsquelle abgekehrten Wellenende angeordnet und dient der gesteuerten Iiängsbextfegung der beweglichen Hälfte der verstell-, baren Riemenscheibenanordnung. In der beweglichen Hälfte . sind aus reibungsarmem, selbstschmierendem Material bestehende Buchsen derart angeordnet, daß sie die betreffende Welle einschließlich des Wellenkeils vollständig umschließen, und damit die freie Beweglichkeit der beweglichen Riemenscheibenhälfte in Axialrichtung gewährleisten. Die Wellen und Riemenscheibenanordnungen sind vorzugsweise aus Auluminium gefertigt, um die Rotationsträgheit der Antriebs-

h übertragungseinrichtung zu verringern und ein schnelles Anlaufen, Anhalten sowie sehneile Drehrichtungsänderurgen zu ermöglichen.

Die in der folgenden Beschreibung angewandten Bezeichnungendienen lediglich der Erläuterung und haben kei-. ne einschränkende Bedeutung. Die Ausdrücke "aufwärts", "abwärts", "rechts", und "links" beziehen sich jeweils auf die Zeichnung. Die Ausdrücke "einwärts" und "auswärts" beziehen sich auf Richtungen zum geometrischen Hittelpunkt ' der Vorrichtung und Teilen davon hin bzw. von diesem weg.

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lieben den vorstellend im einzelnen angeführten Bezeichnungen gilt das gleiche für Abwandlungen derselben und auf Ausdrücke gleicher Bedeutung.

1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete drehzahlveränderliche Antriebsübertragungsvorrichtung. Die Vorrichtung 10 enthält einen Motor 11, welcher antriebsübertragend mit einer Eingangswelle 12 verbunden ist. Auf der Welle 12 ist eine verstellbare Riemenscheibenanordnung 13 vorgesehen. Um diese ist ein Riemen 14- geschlungen, welcher andererseits antriebsübertragend um eine angetriebene, federbelastete Riemenscheibenanordnung 16 geführt ist. Die angetriebene Riemenscheibenanordnung 16 steht in Antriebsverbindung mit einer im wesentlichen parallel zur Eingangswelle 12 verlaufenden Ausgangswelle 17· Die Wellen 12 und 17 sind in einem Gehäuse 18 gelagert.

Der Motor 11 hat eine Antriebswelle 21, welche koaxial auf die Eingangswelle 12 ausgerichtet und mittels einer Kupplungsmuffe 22 antriebsübertragend mit dieser verbunden ist. Innerhalb der Kupplungsmuffe 22 ist zwischen den Enden der Antriebswelle 21 und der Eingangswelle 12 eine federnde Zwischenlage 23 eingefügt. Die Eingangswelle 12 ist an ihren beiden Enden in herkömmlichen reibungsarmen Lagern 26, 27 gelagert, welche in einender im Abstand gegenüberstehenden Wandungen 28 bzw. 29 des Gehäuses 18 gehalten sind. -^:

Auf der Welle 12 ist eine verstellbare Riemenscheibenanordnung drehfest angebracht. Sie weist eine auf der . Eingangswelle 12 starr befestigte feste Riemenscheibenhälfte 31 sowie eine drehfest und in Axialrichtung auf der Welle verschiebbar geführte bewegliche Riemenscheibenhälfte 32 auf.

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In der Welle 12 ist eine langgestreckte Keilnut 34- gebildet, in welcher eic rechteckigen Querschnitt aufweisender Wellenkeil 35 fest eingesetzt ist. Der Keil 33 erstreckt sich sowohl durch die feste als auch durch die bewegliche Eiemenscheibenhälfte 31 bzw. 32, um diese drehfest auf der Welle 12 zu sichern.

Die feste Riemenscheibenhälfte 31 hat eine axial hervorstehende zylindrische Nabe 55 mit einem diametral hindurchlaufenden Schlitz 36, durch den sie in zwei im wesentlichen halbzylindrische Nabenhälften 37? 38 geteilt ist (Fig. 3)- Die feste Eiemenscheibenhälfte 31 ist mittels sich zwischen den Nabenhälften 37, 38 erstreckender Schrauben 39 auf der Welle befestigt, indem die Schrauben 39 ä-ie Nabenhälften 37 ν 38 unter Klemmdruck um die Welle 12 zusammenziehen. Die zylindrische Nabe 35 ist in Axialrichtung von einer Nut 41 durchsetzt, welche in Verlängerung des Schlitzes 36 verläuft und einen Teil desselben bildet. Im Bereich des Diametralschlitzes 36 bildet die Nut 41 einander gegenüberstehende, im wesentlichen radial verlaufende Wandungen 42, welche bei auf die Welle 12 aufgesetzter Riemenscheibenhälfte 31 in Anlage an die entsprechenden Seitenflächen des Wellenkeils 33 kommen. Das Festziehen der Schrauben 39 bewirkt dann, daß die Nabenhälften 37» 38 nicht nur die Welle einspannen,sondern auch, die Seitenflächen des Keils, so daß der letztere in Bezug auf die Welle 12 und . auf die Riemenscheibenhälfte 31 unverrückbar gehalten ist.

Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 32 v/eist ebenfalls eine die Welle 12 und den Keil 33 umschließende zylindrische Nabe 43 auf. Die Nabe 43 enthält zwei in axialem Abstand darin angeordnete einander gleiche Buchsen 44, die die Welle 12 und den Keil 33 ebenfalls vollständig umschlie-

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ßen und die freie Beweglichkeit--der Riemenscheibenhälite 32 auf der Welle 12 gewährleisten (Fig. 4). Die Buchsen 44 weisen jeweils ein ringförmiges Teil 46 auf, welches fest bzw.einstückig mit einem rinnenförmigen Teil 47 verbunden ist. Das rinnenförmige Teil verläuft um den Keil (Fig. 4). Ferner weisen die Buchsen 44 an einem ihrer Enden jeweils einen ringförmigen Rand 48 auf, welcher dazu "bestimmt ist, in einer in der Innenwandung der zylindrischen lirbe 43 gebildeten Ringnut einzurasten und die Buchse gegen Axialbewegung gegenüber der Habe zu sichern. Die Buchsen bestehen vorzugsweise aus einem reibungsarmen, selbstschmiereiiden, nichtmetallischen Werkstoff, um den Verschleiß und mögliches Fressen zwischen der Riemenscheibe und dem Wellenkeil möglichst zu verringern. Ein besonders geeignetes Material für die Buchsen ist Delrin mit darin eingebetteten Teflonfasern, beispielsweise Delrin mit der Typenbezeichnung AF.

Die axiale Bewegung der Riemenscheibenhälfte 32 ist mittels einer Betätigungseinrichtung 5I steuerbar, welche das der Riemenscheibenhälfte 32 zugeordnete Ende der Welle 12 umschließend angeordnet ist. Beim dargestellten Beispiel weist die Betätigungseinrichtung ein Paar sich in Bezug auf die Welle diametral gegenüberstehender druekmittelbetätigter Zylinder 52 auf, welche jeweils eine fest in der Gehäuse wandung 29 angebrachte Zylinderbuchse 53 enthalten. Die Zylinderbuchsen 53 umschließen gleitend darin geführte Kolben 3?4 und haben jeweils eine Einlaßöffnung für die Zufuhr eines Druckmittels in den Zylinder zum Bewegen der Kolben 54-· Eine mit einer Zuführleitung 58 verbundene Verteilerleitung 57 verbindet die Einlaßöffnungen 56 untereinander. Die Zufuhrleitung ist an einer (nicht dargestellten) Druckmittelquelle angeschlossen, mittels welcher die iirahlweise Betätigung bzw. Axialverschiebung der Riemenscheibenhälfte 32 bewirkbar ist.

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Die gleitend beweglichen Kolben 54- sind fest mit einem Druckring 59 verbunden, welche die Welle 12 umschließt und in Anlage am Außenring 61 eines Kugellagers 62 ist. Der Innenring 63 des Kugellagers 62 ist fest auf der zylindrischen Nabe 4-3 der Riemenscheibenhälfte 32 aufgesetzt und befindet sich in Anlage an einer daran gebildeten Stufe 64.

Die Ausgangswelle 17 ist im Gehäuse 18 ebenfalls in herkömmlichen reibungsmindernden Lagern 66, 67 gelagert, welche zunächst den beiden Enden der Welle 17 angeordnet und in den Gehäusewandungen 28 und 29 befestigt sind. An einem Ende der Welle 17 ist eine Keilnutenverzahnung 68 für den antriebsübertragenden Anschluß einer anzutreibenden Vorrichtung gebildet. Λ ■

Auf der Welle 17 ist die angetriebene Riemenscheibenanordnung 16 drehfest angebracht. Diese enthält eine feste Riemenscheibenhälfte 71 und eine bewegliche Riemenscheibenhälfte 72, Der drehfesten Halterung der Riemenscheibananordnung 16 auf der Welle 17 dient ein einstückiger, langgestreckter Wellenkeil 73» welcher sich in Axialrichtung durch beide Riemenscheibenhälften 71 und 72 erstreckt und in einer in der Welle -I7 gebildeten Nut 74- fest angeordnet ist.

Die Riemenscheibenhälfte 71 ist axial und in Umfangsriehtung unbeweglich auf der Ausgangswelle 17 befestigt und weist, ebenso wie die vorstehend beschriebene Rieinenseheibenhälfte y\ eine geteilte zylindrische Nabe auf, mittels welcher sie im Klemmsitz auf der Welle 17 und dem Keil 73 gehalten ist,

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Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 72 ist durch den. Vellenkeil 73 gegen Drehung auf der Welle 17 gesichert und axial auf dieser verschiebbar. Ebenso wie- die vorstehend beschriebene bewegliche Riemenscheibenhälfte 32 weist sie eine axial hervorstehende, zylindrische Nabe 76 auf. In der Nabe 76 ist ein Paar Buchsen 77 in. gegenseitigem Abstand befestigt. Die Buchsen 77 sind gleitend auf der Welle 17 mit dem Wellenkeil 73 geführt. Sie gleichen den vorstehend beschriebenen Buchsen 44-, so daß eine nähere Beschreibung derselben nicht notwendig erscheint.

Die bewegliche Riemenscheibenhälfte 72 ist durch eine Schraubenfeder 78 dauern in Axialrichtung zur festen Riemenscheibenhälfte 71 hin belastet. Die Feder 78 umschließt die zylindrische Nabe 76 und stützt sich an der beweglichen Riemenscheibenhälfte 72 ab. Mit dem anderen Ende stützt sich die Feder 78 in einer sie umschließenden becherförmigen Halterung 79 ab, welche die Welle 17 umschließt und gleitend darauf geführt ist. Die Halterung 79 stützt sich ,^ihrerseits an einem Druckring 81 ab, welcher in Anlage am Innenring des Lagers 66 ist.

Die Eingangswelle 12,die Ausgangswelle 17, die beiden Hälften 31 und 32 der treibenden Riemenscheibenanordnung 13 und die beiden Hälften 71 und 72 der angetriebenen Riemenscheibenanordnung 16 sind vorzugsweise sämtlich aus Aluminium hergestellt, um die Massenkräfte sowie das Gewicht der Antriebsübertragungsvorrichtung zu verringern. Die Wellenkeile 33 und 73 sind vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, da sie in dieser Weise wirtschaftlicher herstellbar sind als herkömmliche verchromte Stahlkeile. Die aus Aluminium gefertigten Wellen 12 und 17 sind zur Erhöhung iher Ver-

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Schleißfestigkeit in einem Eloxalverfahren mit,einer besonders harten Oberfläche versehen. Neben der Verringerung des Gewichts und der Massenträgheit der Antriebsübertragungsvorrichtung -bewirkt die Verwendung von Wellen und Riemenscheiben aus Aluminium eine schnellere Wärmeabführung, so daß die gesamte Vorrichtung eine niedrigere Betriebstemperatur hat.

Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nachstehend deren Betriebsweise im einzelnen beschrieben.

Der Antrieb durch den Motor 11 versetzt die Eingangswelle 12 und die verstellbare Riemenscheibananordnung 13 in Drehung. Diese treibt über den Riemen 14 die federbelastete Riemenscheibenanordnung 16 und versetzt damit die Welle 17 in Drehung. Das Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangswelle 12 und der Ausgangswelle 17 ist von der jeweiligen Axialstellung .der Riemenscheibenhälften JI und -" 32 zueinander abhängig. In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand sind die beiden Hälfte in größtem Abstand zueinander angeordnet, so daß der in reibungsschlüssiger Anlage an den geneigten Innenflächen der Riemenscheibenhälften ~$A, 32 befindliche Riemen 14 in der radial innersten wirksamen Stellung in Anlage daran ist. Bei" der Verschiebung der beweglichen Hälfte 32 in die äußere axiale Endlage, durch welche der Eintritt desRiemens 14 in die radial innerste Stellung bewirkt wird, entsteht in letzterem ein beträchtliches Spiel. Dieses Spiel gestattet die Verschiebung der angetriebenen beweglichen Riemenscheibenhälfte 72 durch die Feder 78 axial einwärts zur festenRiemenscheibenhälfte y\ hin, wodurch das Spiel des Riemens 14 aufgenommen wird und dieser am größten wirksamen Durchmesser der angetriebenen Riemenscheibenanordnung 16 in Anlage kommt. Bei dem in Fig. 1

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dargestellten Zustand bestellt also die größte Drehzahluntersetzung von der treibenden zur angetriebenen Welle.

Zur Verringerung der Drehzahluntersetzung von der Eingangs- zur Ausgangswellejwird den Zylindern 53 über die Zuführleitung 58 und die Verteilerleitung 57 ein Druckmittel zugeführt, unter dessen Wirkung die Kolben 5^ und der Druckring 59 axial einwärts, in i'ig. 1 also nach links, bewegt werden. Dementsprechend verschiebt sich die bewegliche Riemenscheibenhälfte 32 in Axialrichtung zur festen Riemenscheibenhälfte 31 hin. Die Axialverschiebung der beweglichen Riemenscheibenhälfte 32 bewirkt, daß sich der Riemen 14 in Bezug auf die Welle 12 radial auswärts bewegt, und infolgedessen in Bezug auf die Welle 1? radial einwärts. Die radiale Einwärtsbewegung des Riemens 14 in Bezug auf die Welle 17 bewirkt die Verdrängung der beweglichen Riemenseheibeiihälfte 72 in Axialrichtung von der festen Riemenscheibenhälfte 71 weg gegen die Belastung durch die Feder 78. Damit vergrößert sich der effektive Durchmesser der Riemenscheibenanordnung 131 während sich der der Riemenscheibenanordnung 16 verkleinert, so daß die Drehzahluntersetzung von der Eingangswelle 12 zur Ausgangswelle 17 abnimmt. Dadurch, daß die Eingangswelle 12 an beiden Enden in den Lagern 26 bzw. 27 gehalten ist, ist sie keiner Belastung unter Hebelwirkung ausgesetzt, wodurch die Lager nur schwach belastet sind und eine besonders lange Betriebslebensdauer bei nur geringem Wartungsbedürfnis haben.

Dadurch, daß die Riemenscheibenanordnungen 13 und 16 sowie die Wellen 12 und 17 sämtlich aus Aluminium sind, kann die Antx'iebsübertragungsvorrichtung 10 ohne Schwierigkeit extrem schnell anlaufen und anhalten. Die Verringerung der Rotationsträgheit des gesamten Systems ermöglicht eine beträchtliche Vergrößerung der Winkelbeschleunigung und -ver-

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zögerung und damit das Anlaufen und Anhalten der Antriebsübertragung in äußerst kurzen Zeiträumen. Das Anlaufen und Anhalten der Antriebsübertragungsvorrichtung oder die Umkehr von deren Drehrichtung geschieht ohne jegliches Schlagen zwischen den Riemenscheibenanordnungen und den Wellenkeilen, da die festen Riemenscheibenhälften mit ihren geteilten Naben sowohl um. die Welle als auch um den Keil festgespannt sind, so daß keinerlei Spiel dazwischen verbleibt. -■""-■"

Die Verwendung von langen, einstückigen Wellenkeilen 33 und. 73 ₅ welche sich sowohl durch die festen als auch durch die beweglichen Riemenscheiben erstrecken, verhindert das Auftreten von Spannungen zwischen dem Keil oder der Riemenscheibe und der Welle. Dadurch ist nicht nur der Verschleiß verringert,: sondern auch der örtliche Anlagedruck zwischen Riemenscheibe und Welle und insbesondere zwischen dem Keil und der Welle»'Ferner erleichtert die Verwendung eines einzigen Keils die gleitende Verschiebung der beweglichen Riemenscheibenhälfte. Die Beweglichkeit der Riemenscheibenhälfte ist weiterhin durch die Buchsen AA- und 74- verbessert, welche die Welle und den Keil derart umschließen, daß an keiner Stelle zwischen der beweglichen Riemenscheibenhälfte und der betreffenden Welle Metall auf Metall gleitet.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merlaaale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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Claims

P at e η t a η s. ρ r ü c h e

1. Drehzahlveranderliche Antriebsübertragungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (18), durch eine eine Antriebswelle (21) aufweisende Antriebsquelle (11), durch eine antriebsübertragend mit der Antriebswelle verbundene Eingangswelle (12), durch eine am' Gehäuse angeordnete Lageranordnung (26, 27) zur Lagerung der Eingangswelle wenigstens an ihrem der antriebswelle abgekehrten Ende, durch eine mit Abstand zur Eingangswelle im Gehäuse drehbar gelagerte Ausgangswelle (17) ₅ durch die Eingangswelle mit der Eingangswelle drehzahlveränderlich antriebsübertragend verbindende Einrichtungen mit jeweils einer drehfest auf einer der beiden Wellen befestigten Riemenscheibenanordnung (13 bzw. 16) und einem diese antriebsübertragend verbindenden Riemen (14·), wobei die auf einer Welle (12) angeordnete Riemenscheibenanordnung (13) verstellbar ist und ein starr auf der Welle befestigtes erstes Riemenscheibenteil (3Ό sowie ein auf das feste Riemenscheibenteil zu und von diesem weg axial zur Welle beweglich auf dieser angeordnetes zweites Riemenscheibenteil (32) aufweist, durch einen in Axialrichtung starr an der Welle befestigten, durchgehenden Wellenkeil (33i 73)» welcher sich durch das feste und das bewegliche Riemenscheibenteil erstreckt und diese drehfest auf der Welle führt uad durch bewegungsübertragend mit dem beweglichen Riemenscheibenteil verbundene Betätigungseinrichtungeh (5'1) zum 'Verschieben des Riemenscheibenteils in axialer Richtung relativ zum festen Riemenscheibenteil und damit zum Verändern des Übertragungsverhältnisses der Antriebsübertragungsvorrichtung.

2. Antriebsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen der einen

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Welle (12) und dem beweglichen Riemenscheibenteil (32) angeordnete Buchsenanordnung (44) aus einem reibungsarmen, selbstschmierenden Werkstoff als einzige Gleitführung des beweglichen Biemenscheibenteils bei dessen Axialbewegung auf der Welle.

3· Antriebsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das feste Riemenscheibenteil (31) eine axial hervorstehende, zylind-. rische, die eine Welle (12) umschließende Nabe (35) aufweist, welche von einer Nut (41) zur Aufnahme des Wellenkeils (33) axial durchsetzt ist und einen diametral verlaufenden, sich über einen Teil ihrer axialen Lange erstreckenden Schlitz (36) aufweist, welcher durch die Nut hindurch geführt ist und die Nabe in zwei einander gegenüberstehende Teile (37» 38) unterteilt, welche mittels sie fest verbindender Einrichtungen (39) unter. Klemmdruck in Anlage an der einen Welle und den einander gegenüberliegenden Seitenflächen (42) des Wellenkeils gehalten sind.

4. Antriebsübertragungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch g e k e η η ζ e i c h xt, et , daß wenigstens die eine Welle (12) und die ihr zugeordneten festen und beweglichen Riemenscheibenteile (31, 32) aus Aluminium hergestellt sind. _

5« Antriebsübertragungsv'orrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche i bis 4, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß die Buchsen (44) Jeweils ein die freie IJmfangsflache der einen Welle (12) umschließendes, ringförmiges Teil (46) sowie - ein fest mit diesem verbundenes, die freie Außenfläche des Wellenkeils (33) vollständig umschließendes rinnenförmiges Teil (47) aufweisen. - - -

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6. Antriebsübertragungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung mehrere in gleichmäßigem gegenseitigem Abstand um die eine Welle (12) herum angeordnete druckmittelbetätigte Zylinderanordnungen (52 bis 56) aufweist, welche jeweils über einen beweglichen Kolben (54-) zum Bewegen des beweglichen Riemenscheibenteils (32) in axialer Richtung relativ zum festen Riemenscheibeiiteil (31) bewegungsübertragend mit diesem verbunden sind. "" .

7. Antriebsübertragungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge k e η ηζ e i c h η e t, daß die zweite Riemenscheibenanordnung (16) ein drittes, fest auf der anderen Welle (17) angeordnetes Riemenscheibenteil (71) und ein viertes, auf der anderen Welle axial zum dritten, festen Riemenscheibenteil hin und von diesem weg gleitend beweglich angeordnetes viertes Riemenscheibenteil (72) aufweist, daß ein durchgehender, langer Wellenkeil (73) fest an der anderen Welle angeordnet ist und sich zur drehfesten Sicherung der dritten und vierten Riemenscheibenteile auf der Welle durch diese hindurch erstreckt und daß das vierte Riemenscheibenteil (72) durch eine mit diesem und dem Gehäuse (18) zusammenwirkende Federanordnung (78 bis 81) in Axialrichtung zum dritten Riemenscheibenteil hin belastet ist.

8. Antriebsübertragungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß am Gehäuse (18) reibungsmindernde Lage-r (26, 27, 66, 67) zur drehbaren Lagerung der Eingangs- und der Ausgangswelie (12, I7) jeweils an beiden Enden vorgesehen sind.

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9. . Antriebsübertr-agungsvorriclitung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gek en η zeichnet ,- daß in dem zweiten sowie in dem dritten Riemenscheibenteil (32 bzw. 72) jeweils wenigstens eine Buchse (44 bzw. 77) fest angeordnet ist, Vielehe die betreffende Welle (12)-bzw. 17) mit dem zugeordneten Keil (33 bzw.73) vollständig umschließt.

10. Antriebsübertragungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gek en η zeichnet , daß die Eingangs- und die Ausgangswelle, die verstellbare , und die zweite Riemenscheibenanordnung sämtlich aus Aluminium sind. ■' ■ . - - .

11. Antrieb.sübertragungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungseinrichtung (51) ein Paar sich im wesentlichen in Bezug auf die eine -Welle- (12) diametral gegenüberstehender Betätigungsglieder (52) aufweist, welche mit einem eine zylindrische Habe (43) des zweiten,_beweglichen Riemenscheibenteils (52) umschließenden Druckring (59) in Wirkverbindung stehen, und daß an der zylindrischen ITabe des zweiten Riemenscheibenteils (32) eine reibungsmindernde Lageranordnung befestigt ist (61), an welcher der Druckring bewegun-;sübertragend in Anlage ist.

12. Antriebsübertragungsvorrichtung wenigstens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Buchsenanordnung (44) geschlossen ist und die eine Welle (12)" und deren Wellenkeil (33) vollständig umschließt, so daß jegliche Gleitberührung zwischen dem zweiten Riemenscheibenteil einerseits und der Welle und d.em Keil andererseits vermieden ist.

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13· Antriebsübertragungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche Λ bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungseinrichtung ein Paar druckbetätigter Zylinderanordnungen (52 bis 56) aufweist, welche über bewegliche Kolben (5^) mit dem Bruckring (59) verbunden sind.

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