200222. lajstromszámú szabadalom • Mozgó tárcsa fokozatnélküli hajtóművekhez
1 HU 200222 A 2 A találmány tárgya mozgó tárcsa fokozatnélküli hajtóművekhez, elsősorban elektromechanikus szíjhajlásokhoz. Az Ismert mechanikus fokozatnélkflli hajtóművek széles körű ipari alkalmazásának akadálya az a kedvezőtlen üzemi tapasztalat, mely szerint az állítótárcsák mozgása nem megnyugtató és nem üzembiztos. Napjainkban viszont az élelmiszeriparban, a vegyiparban, a mezőgazdaság számos területén, de anyagmozgató gépeket alkalmazó más iparágakban is, igen nagy az igény üzembiztos, folyamatosan változtatható kimeneti fordulatszámú mechanikus hajtóművekre. A forgómozgás változtatható áttételi viszonyú átvitele belső fogazású ékszíjakkal olyan ismert variátort eredményez, amely napjainkban is versenyképes a korszerű elektronikus fordulatszám-szabályozású villamos hajtásokkal, valamint az ismert golyós, hullám-, vagy bolygóműves variátorokkal, mivel egyszerű, robosztus, széles állítási tartománnyal rendelkezik. Egyszerű kivitelűek a beruházási költség vonatkozásában is előnyt biztosít az ismert bordás szíjas variátoroknak. Ezeknél az ismert gépeknél fordulatszámméréssel, valamint távállítást lehetővé tevő szervomotor beépítésével lehetőség van automatizált üzemekben történő felhasználásra is. Az ismert bordás szíjas variátoros hajtóművekben azonban időszakosan az állítótárcsa leragad, amely a nem megfelelő kenés következménye. Az ismert megoldások egy része úgy igyekszik megkerülni az adott kenési problémát, hogy olyan szerkezeti kialakításokat alkalmaznak, amelyek nem igényelnek kenést, vagy csak minimális kenésre van szükségük. Ilyen megoldású például az Ebenhard Zeng NDK-beli cél megoldása, amelynél a mozgó tárcsafelek golyós csapágyakon gördülnek le, amelyek gyakorlatilag kenést nem igényelnek. Ennek az ismert megoldásnak azonban hátránya az, hogy ezáltal megnövekszik az agy mérete. Mivel ismeretes, hogy a fordulatszám változtatási átfogás függ a tárcsaátmérőktől, a megnövelt agyméret azt eredményezi, hogy ugyanazon maximális tárcsaátmérővel csak kisebb fordulatszám átfogási viszony érhető el. A 185 423 lajstromszámú HU szabadalmi leírás olyan megoldást ismertet, amelynél a tárcsák mozgatását nem rugóerő végzi, hanem az állítókar merev központi tengely segítségével mozgatja azokat. Ennél az ismert megoldásnál ezért a kenés időbeni állandó stabilitása nem olyan lényeges kérdés. Hátránya viszont a megoldásnak, hogy az állításhoz bonyolult mechaniz lusra van üymódon szükség. A csúszófelületek közé juttatott kenőanyag egyenletes eloszlását más ismert megoldásban úgy biztosítják, hogy olajat használnak kenőanyagként. Ilyen megoldású a Wallwork cég terméke, amelynél a tárcsákat összeszorító erőt ismert módon rugó biztosítja. A kenőanyag folyamatos pótlását az agyban elhelyezett olajtároló hellyel biztosítják, ahol az olaj a centrifugális erő hatására sugárirányú furatokon keresztül jut a kenedő felületekre. Az olajjal történő kenésnek a hátránya viszont az, hogy tovább növekszik az olajnak a tárcsákra történő kicentrifugálódásának a veszélye, amelyet feltétlenül el kell kerülni. Az ismert bordás szíjas mechanikus hajtóművekben tehát a tárcsák mozgásának meghatározó szerepe van. A tárcsák pozíciója határozza meg az áttétel változását, és ugyanakkor fenntartja az állandó szíjhosszúságot a teljes állítási tartományban. Az állandóságot ismert módon álta- Iában úgy biztosítják, hogy a rugóerő hatására a hajtott tengelyen a tárcsa relatíve elmozdul az állítótárcsa elmozdításának megfelelően. A tengelyirányú erő, amelyet tehát általában rugóerő hoz létre, egyben a szíjfeszítés szempontjából is meghatározó. Állandó tengelytávolságban működő variátorokban a méretezési szíjhosszúság a tárcsák pozíciójának megfelelően különböző. Egy pontosan méretezett variátornál, amennyiben az elmozduló tárcsára ható súrlódó erő a csúszófelület helytelen kialakítása miatt (például rossz kenés) eltér az előreszámított értéktől, akkor az ékszí jas fokozatnélküli hajtómű átviteli jellemzői teljesen megváltoznak. A súrlódási tényező alacsony értékének tartós fenntartása alapvető feladat ezeknél a mechanikus hajtóműveknél. A súrlódó erő ugyanis a rugóerőt csökkenti, ha a tárcsákat közelítjük egymáshoz, illetve növeli azt, ha a tárcsák távolodnak egymástól. A találmány célja fokozatnélküli hajtóművek, előnyösen ékszíjas hajtóművek, mozgó tárcsájának megfelelő kiképzése, amelynek révén a megfelelő kenés és üymódon a súrlódási tényező megfelelő értéken tartható. Kísérleteink során bebizonyosodott, hogy kenőanyagként zsírt kell alkalmazni, ugyanis ennek kicentrifugálódása kevésbé következik be, mintha olajat alkalmazunk. Felismertük, hogy a zsírral történő kenéshez az agyban a reteszpályával ellentétes oldalon axiális hornyot kell kiképezni, amelybe a zsírt bevezetjük. Az axiális horonyban levő zsír csúszófelületen történő egyenletes szétosztásához az axiál is horonyhoz csatlakozó radiális hornyokra is szükség van. Célszerű módon a radiális horony keresztmetszete kisebb kísérleteink szerint előnyösen az axiális horony keresztmetszetének 1/6-a. Felismertük továbbá, hogy a radiális hornyokat úgy kell kiképezni, hogy azok az önmagában ismert reteszhoronyban megszakadjanak és ezáltal a zsírt a retesz súrlódási szempontból kritikus oldalára vezetik. Célszerű módon az agy két végénél gyűjtőhorony van kiképezve, amelyben a mozgás során esetleg felgyűlő zsír összegyűjthető. A gyűjtőhornyot a mozgó tárcsa külső felével átmenő furat köti össze, amelyen a zsírfelesleg eltávozhat. Ismeretes, hogy a zsírzóanyag tulajdonságai hő hatására változnak, ezért felismertük, hogy gondoskodni keU a bordás szíjban keletkező hő elvezetéséről. A szíj ugyanis működése során ismert módon folyamatosan alakváltozást szenved, amelynek során jelentős mértékben megnövekszik a hőmérséklete. Az így keletkező hő felmelegíti a szíjjal érintkező tárcsákat is, amelyek hőmérséklete a kenőanyag tulajdonságaira is hatással van. Kísérleteink során rájöttünk arra, hogy amennyiben a tárcsán radiális irányban levegőmozgató szárnyakat helyezünk el, akkor a tárcsa forgása közben ezek 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
