DE3000264A1

DE3000264A1 - Keilriemenantrieb

Info

Publication number: DE3000264A1
Application number: DE19803000264
Authority: DE
Inventors: Sybrand Willem Vogt
Original assignee: Volvo Car BV
Current assignee: Volvo Car BV
Priority date: 1979-01-09
Filing date: 1980-01-05
Publication date: 1980-07-17
Also published as: JPS5594051A; FR2446425A1; IT1129056B; GB2041116A; IT8067021A0; NL7900152A

Description

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VON KREISLER SCHDNWALO EI3HOLD FUES VON KREISLER KELLER SElTSNG WERNER

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler t 1973

Anmelder in : Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

VOLVO CAR B. V. Dr. J. F. Fues, Köln

,--__ ,,_ __,,__ Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

5700 MC HELMOND- _n. , _r, _r , _v ,, „...

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Niederlande Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

Sch-DB/my

4.Januar 1980

Keilriemenantrieb

Die Erfindung betrifft einen Keilriemenantrieb mit zwei Antriebsscheiben und zwei angetriebenen Scheiben, um die ein Keilriemen umläuft.

Derartige Keilriemenantriebe sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt, wobei sowohl feste als auch variable ■ Transmissionen möglich sind, und ein Unterschied gemacht werden kann zwischen Gummi-/Baumwollriemen und Metallriemen.

Alle diese Antriebe haben den Nachteil, daß der Riemen beim Einlaufen in die Scheiben und beim Austritt aus diesen am meisten eingeklemmt wird. Dies ergibt sich dadurch, daß die Scheiben von dem Riemen exzentrisch belastet und dadurch verbogen werden. Bei verschiebbaren Scheiben wird in manchen Fällen das Spiel so unterdrückt, daß das Durchbiegen der

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BAD ÖAfölNAL

Scheiben scheinbar verstärkt wird.

Die genannten Faktoren haben einen nachteiligen Einfluß auf die Lebensdauer der Riemen. Steifere Scheiben und geringeres Spiel können diesen Nachteil zwar mindern,aber ihm nicht abhelfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Keilriemenantrieb hinsichtlich der genannten Nachteile zu verbessern, und dies wird dadurch erreicht, daß die Scheiben eines Scheibennaares in bezua aufeinander so angeordnet sind, daß an der Stelle, an der der Riemen in die Scheiben, eintritt und aus diesen austritt, der gegenseitige Abstand der Scheiben größer ist als in dem Bereich, in dem der Riemen zwischen den Scheiben verläuft.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die Achsen der beiden Scheiben eines Scheibenpaares sich unter einem stumpfen Winkel schneiden.

Bei einem Keilriemenantrieb für einen variablen Antriebsmechanismus, bei dem die Scheiben eines Scheibenpaares relativ zueinander axial verschiebbar, jedoch zueinander nicht drehbar sind, ist die Erfindung vorteilhaft dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen der verschiebbaren Scheibe bewußt exzentrisch angeordnet sind.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles eines Keilriemenantriebs näher erläutert. Es zeigt: ·

Fig. 1 ein Schema der Klemmkraft bei einem Riemen, der zwischen einem herkömmlichen Scheibenpaar umläuft,

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Fig. 2a einen schematischen Axialquerschnitt durch die Scheibenpaare eines variablen Antriebsmechanismus gemäß der Erfindung,

Fig. 2b eine schematische Darstellung der Stellung der Scheibenpaare in verkleinertem Maßstab,

Fig. 3 ein Schema der Klemmkraft bei dem Riemen,der zwischen den Scheibenpaaren gem. Fig. 2a und 2b umläuft, und

Fig. 4a - 4d schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Lage des theoretischen Angriffspunktes der bei D verschiedenen Stellungen des Riemens auf die Scheiben wirkenden Kräfte.

Gemäß Fig. 1 läuft ein Riemen 1 zwischen zwei Scheiben eines Scheibenpaares um, das nicht dargestellt ist, deren gemeinsame Achse sich jedoch mit der Linie H deckt, die senkrecht zu der Zeichnungsebene verläuft. Es ist der Zeichnung zu entnehmen, daß die durch die aufeinanderfolgenden Pfeile A angedeutete Klemmkraft am Eintritt und Austritt der Scheiben am größten ist.

Durch geringfügige Neigung der Rotationsachsen der beiden Scheiben in bezug aufeinander wird eine vollkommen andere Verteilung der Klemmkraft in dem Riemen erreicht. Die größte Klemmkraft ergibt sich dann zwischen der Eintritts- und Austrittsstelle.

Fig. 2a zeigt einen axialen Querschnitt eines variablen Antriebsmechanismus mit stationären Scheiben 2 und axial verschiebbaren Scheiben 3,wobei zwischen den Scheibenpaaren ein Riemen 1 umläuft. Die Scheiben 2 sind auf Achsen 4 befestigt,und es wird angenommen, daß sie in Fig. 2 waagerecht verlaufende Achsen H haben, d.h. die gleiche Achse, die D senkrecht zur Ebene der Zeichnung der Fig. 1 und 3 gerichtet ist.

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Die Scheiben 3 und die Achsen 4 wirken derart zusammen, daß die Scheiben 3 sich auf den Achsen 4 axial verschieben, sich jedoch in bezug auf die stationären Scheiben 2 nicht drehen können.

Jede Achse 4 wird von einem Lager 6 in einem Gehäuse 5 abgestützt, während eine mit der bewegbaren Scheibe 3 verbundene Hülse 8 von Lagern 7 in dem Gehäuse 5 abgestützt wird, wobei die Achsen der Bohrungen,in denen die Lager 7 untergebracht sind, sich von den Achsen der Bohrungen unterscheiden, in denen sich die Lager 6 befinden, so daß die Hülsen 8 und damit die verschiebbaren Scheiben 3 eine geneigte Achse K haben. Der Deutlichkeit halber ist in dieser Figur 2a die bewegbare Scheibe der beiden Scheibenpaare auf der gleichen Seite gezeichnet. In der Praxis befinden sich die bewegbaren Scheiben auf gegenüberliegenden Seiten.

Fig. 2b veranschaulicht wiederum schematisch die Lage der Achsen.

Der Verlauf der in Fig. 3 angegebenen Klemmkräfte B unterscheidet sich deutlich von den Klemmkräften A nach Fig. 1, wobei insbesondere das Maximum nicht mehr an den Stellen liegt, an denen die Riemen eintreten und austreten. Dadurch wird jetzt vermieden, daß sich zwei Lastspitzen ergeben, die in sehr unregelmäßiger und häufig plötzlicher Weise erreicht werden. Statt dessen tritt nur eine Lastspitze auf, die gleichmäßig zunimmt und v/ieder abnimmt. Dies ist für die Lebensdauer des Riemens vorteilhaft.

Es wird hervorgehoben, daß die gleichen günstigen Ergebnisse erzielt werden, gleichgültig ob die Erfindung bei festen oder variablen Transmissionen benutzt wird und unab-

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hängig davon, ob das Transmissionsmittel aus Gummi-oder Baumwollriemen oder Metallriemen besteht.

Verschiebbare Scheiben von variablen Antriebsmechanismen verbiegen sich unter gewissen Umständen derart, daß der unerwünschte Effekt der höchsten Riemenbelastung durch Unterbindung des Spieles verstärkt wird, wenn dieser Riemen in die Scheiben eintritt oder aus diesen austritt. Dies hängt jedoch sehr stark von der Lage der Scheibenlager ab, wie unter Bezug auf die Fig. 4a-4d nachstehend erläutert wird.

Gem. Fig. 4a und 4b übt der Riemen eine Axialkraft D und eine Radialkraft E auf die Scheibe 3 aus. Die Axialkraft ist etwa viermal größer als die Radialkraft.

Wenn die Resultante F dieser Kräfte die Achse der Scheibe in einem Punkt S schneidet, dessen Abstand vom Schwerpunkt Z der stationären Scheibenhälfte größer ist als der Abstand des Lagers 8 ( Figur 2a ) der Scheibe vom Schwerpunkt, wird die Toleranz so unterdrückt, daß die Scheibe an der Außenseite weiter geöffnet ist. Wenn jedoch die Resultante E die Achse der Scheibe an einer Stelle zwischen dem Schwerpunkt Z der stationären Scheibenhälfte und dem Scheibenlager schneidet, neigt sich die Scheibe infolge der Toleranz in die andere Rechtung. Dies bedeutet, daß der gegenseitige Abstand der Scheiben an der Außenseite kleiner wird, während der gegenseitige Abstand an der dem anderen Scheibenpaar gegenüberliegenden Seite zunimmt. Ferner ergibt sich hierdurch, daß die angestrebte Wirkung damit sicher bei Transmissionen mit Stahlriemen erreicht wird, weil nur kleine Unterschiede betroffen sind.

Bei dieser Anordnung ist es wichtig, daß die Lage des Angriffspunktes der Resultante der auf die Scheibe wirkenden Kräfte

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ε ich nur wenig verändert.

Bei einem bestimmten Scheibenpaar wird die Wirklinie der von dem Riemen auf die Scheibe ausgeübten Axialkraft nahezu konstant sein. Wie aus Fig. 4c und 4d ersichtlich, ergibt sich dies dadurch, daß der gespannte Bogen oL zunimmt, wenn der
Krümmungsdurchmesser R des Riemens größer wird.

Vorstehendes bedeutet, daß die angestrebte Wirkung nicht nur dadurch erzielt werden kann, daß die Achsen der Scheiben zueinander unter einem Winkel verlaufen, sondern auch dadurch, daß die Lager der Scheiben voneinander entfernt werden.

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Claims

-J- ANSPRÜCHE

1. Keilriemenantrieb mit zwei Antriebsscheiben und zwei angetriebenen Scheiben, um die ein Keilriemen umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (2,3) eines Scheibenpaares in bezug aufeinander so angeordnet sind, daß an der Stelle, an der der Riemen (1) in die Scheiben (2,3) eintritt und aus diesen austritt, der gegenseitige Abstand der Scheiben (2,3) größer ist als in dem Bereich, in dem der Riemen (1) zwischen den Scheiben verläuft.

2. Keilriemenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der beiden Scheiben (2,3) eines Scheibenpaares sich unter einem stumpfen Winkel schneiden.

3. Keilriemenantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen auf der gemeinsamen Achse der Scheiben (2,3) eines Scheibenpaares mit einem solchen Abstand zueinander angeordnet sind, daß unter dem Einfluß der von dem Riemen (1) auf die Scheiben (2,3) ausgeübten Kraft die Toleranzen aufgehoben werden, so daß die Öffnung der Scheibenpaare an den einander gegenüberliegenden Seiten größer ist als an den einander abgewandten Seiten.

4. Keilriemenantrieb nach den Ansprüchen 1 oder 2 für einen variablen Antriebsmechanismus, bei dem die Scheiben eines Scheibenpaares relativ zueinander axial verschiebbar ,jedoch zueinander undrehbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Lagerstellen der verschiebbaren Scheibe bewußt exzentrisch angeordnet sind.

5. Keilriemenantrieb nach Anspruch 4 für eine variable Transmission, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (2,3) eines Scheibenpaares in bezug aufeinander so angeordnet sind, daß an der Stelle, an der der Riemen (1) in die Scheiben eintritt und aus den Scheiben austritt, der gegenseitige Abstand der Scheiben (2,3) größer ist als in dem Bereich, in der der Riemen (1) zwischen den Scheiben verläuft.

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