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Rollenlagerung für die Laufrollen von Reibungs-oder Adhäsionsgetrieben.
Bei Reibungs- oder Adhäsionsgetrieben mit zur Kraftübertragung dienenden Laufrollen begegnet die Lagerung der Rollen, welche eine leichte Steuerung derselben gestattet, erheblichen Schwierigkeiten, wenn die Rollen gleitungsfrei ohne grossen Zeitaufwand und ohne Anwendung erheblicher Kräfte von einer Stellung in die andere während des Betriebes verschwenkt werden sollen. Diese Schwierigkeiten rühren von der Tatsache her, dass die Rolle die Tendenz hat, den einmal eingeschlagenen Laufkreis auf den Laufringen beizubehalten und einer Änderung desselben einen Widerstand entgegensetzt.
Da nun einerseits die Rolle während der Verstellung den im Getriebe auftretenden auf sie wirkenden Kräften unterliegt, anderseits jedoch auch eine Verstellung von Hand bewirkt werden muss, somit auch eine äussere sich den Kräften im Getriebe nicht anpassende Kraft einwirkt, welche einen bestimmten Weg zu erzwingen sucht, so ergeben sich bei der Regelung störende Erscheinungen, die die Betriebssicherheit der Vorrichtung und die Sicherheit der Regelung beeinträchtigen.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Rollen völlig frei mit drei Freiheitsgraden in bezug auf die Rotation zu lagern und nur die Zapfen oder sonstigen Teile, auf denen sie gelagert sind, zu steuern, so dass die durch die Verstellung von Hand aus in das Getriebe eingreifenden Kräfte nicht unmittelbar \\ irken, die Rollen vielmehr nur unter dem Einfluss der inneren Getriebekräfte allmählich die der Verstellung entsprechenden Stellungen einnehmen. Der von den Rollen eingeschlagene Weg entspricht dann ganz den im Innern des Getriebes herrschenden Kräften.
Diese Art der Selbsteinstellung der Rollen ist jedoch mitunter nicht völlig zufriedenstellend, da sie immerhin bedeutende Stabilisierungskräfte voraussetzt, die nicht in allen Fällen bei jedem Regelvorgang vorhanden sind, und da sie auch leicht zu Überregulierungen mit nachfolgendem Pendeln der Rollen Anlass geben kann. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Lagerung mit zwei Freiheitsgraden zu bewirken, welche die oben erwähnten Vorteile aufweist, aber auch ein direktes Angreifen der Verstellkräfte gestattet, so dass die angeführten störenden Nebenerscheinungen beseitigt werden.
Eine solche Lagerung mit zwei Freiheitsgraden beruht auf der Erkenntnis, dass die auftretenden Kräfte so wirken, dass die Rolle ihre Rotationsebene beizubehalten sucht und dass daher die von der Verstellung herrührenden Kräfte stets eine Drehung der Rolle um eine in der Laufkreisebene liegende Achse bewirken. Der Erfindung gemäss wird daher die Rolle mit ihrer Rotationsachse derart angeordnet, dass eine in ihrer Laufkreisebene liegende körperliche oder ideelle Drehachse festgehalten wird, um die sie frei schwingbar ist.
Diese Achse wird ferner vorteilhaft schräg in bezug auf den berührenden Durchmesser der Rolle, u. zw. in solcher Weise gelegt, dass sie in bezug auf die Rotationsrichtung einen Voreilwinkel aufweist, d. h. also durch eine entgegengesetzt dem Rotationssinne erfolgende Drehung um einen bestimmten Winkel gegenüber dem durch die Berührungspunkte gehenden Durchmesser erhalten gedacht werden kann. Die Schrägstellung hat den Zweck, sie von den beiden Lagern zu entfernen, in denen ein labiler oder indifferenter Zustand in bezug auf die auftretenden Kräfte herrscht und welche durch den Berührungsdurchmesser und durch die hiezu senkrechte Linie (die auch die Versehwenkungsachse für die Regulierung von Hand aus ist) gegeben sind.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch und in mehreren beispielsweisen Ausfiihrungsformen dargestellt. Die Fig. 1 stellt ein vereinfachtes Schema, Fig. 2 ein ausführlicheres Schema der Einrichtung dar, die Fig. 3 und 4 zeigen gemeinsam im Schnitt und in der Draufsicht eine Ausführungsform der Anordnung mit innerhalb der Rollen gelagerten schrägen, als Achsen dienenden Zapfen, die Fig. 5, G
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Rolle um eine Achse auf ihrem Lager stattfinden kann. Der in Fig. 6 dargestellte Schnitt ist hiebei entlang der Linie 28-28, die zu der Richtung der schrägen Achse senkrecht steht, geführt.
Fig. 7 zeigt
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eine weitere Ausführungsform der Einrichtung, bei welcher eine ideelle Verschwenkungsachse durch seitliche, die Rolle in der Achsenrichtung mit Spiel fassende, nur eine Verschwenkung gestattende Anschläge gebildet wird. Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch diese Schilde sowie ihre Lage in bezug auf die von ihnen längs einer Linie gefasste Rolle. Die Fig. 10 und 11 zeigen in der Ansicht bzw. im Horizontalschnitt eine Ausführungsform der in Fig. 8 und 9 angegebenen Art, die auch für verschiedene Rotationsrichtungen brauchbar ist, und eine selbsttätige Einstellung der Anschläge für diese Rotationsrichtungen gestattet.
Schliesslich zeigt Fig. 12 einen Schnitt durch ein Getriebe mit konischen Laufringen mit einer weiteren Ausführungsform der Rollenlagerung, bei der die Laufringe in der Mittelebene, die Rollen jedoch in einer durch die schräge Achse gehenden Ebene geschnitten gedacht sind, um die als Achse dienenden Zapfen zu zeigen.
Das in Fig. 1 dargestellte vereinfachte Schema zeigt eine Rolle 3 zwischen zwei Laufringen 1 und 2, die bei Antrieb des Laufriuges 1 in der Richtung des Pfeiles 7 im Sinne des Pfeiles 8 gedreht wird. Wird der Mittelpunkt 4 der Rolle 3 hiebei festgehalten gedacht, so wird der Laufring 2 von der Rolle mit der
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der Laufring 2 fest, so wandert die Rolle 3 in solcher Weise, dass der Punkt 4 auf der Linie 9"-9"mit der halben Geschwindigkeit des getriebenen Laufringes 1 fortschreitet.
Die Laufringe sind mit geraden Erzeugenden dargestellt und sind daher als Halbzylinder aufzufassen, deren gemeinsame Achse die Linie 9"-9"ist. Ein Verschwenken der Rolle zwecks Änderung der Getriebeübersetzung kann daher nur um die Achse 9"-9"erfolgen. Es ist nun klar, dass ein solches zwangsweises Verschwenken ein Gleiten der Rollen in der Querrichtung der Laufringe bedingt, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden, um die Rollen gleitungsfrei von einer Lage in die andere zu bringen. Dieses Gleiten sowohl vie alle Kräfte, welche auf die Rolle wirken, ergeben sehr erhebliche Widerstände gegen die Rollenverstellung und die Gefahr einer Beschädigung des Getriebes.
Der Erfindung gemäss wird daher ein Weg eingeschlagen, welcher einerseits ein unmittelbares Einwirken der VerstellvolTichtung auf die Rollen, anderseits jedoch freie Einstellbarkeit der Rollen unter dem Einfluss der auf sie wirkenden Kräfte in genügendem Ausmass gestattet. Um die Rolle aus der in Fig. 1 dargestellten Mittellage in eine andere Lage, bei der sie um die Achse 9"-9" verschwenkt ist,
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verläuft, und die Rolle muss sich daher derart einstellen können, dass sie diesen Weg gleitungsfrei zurücklegen kann. Die erforderliche Stellung der Rolle erfordert daher stets auch eine Komponente der Drehung um die Achse 9'-9'.
Diesen Bedingungen wird entsprochen, wenn die um die Achse 9"-9"verschwenkbare Rolle beispielsweise auch um die in der Ebene des Berührungskreises liegende Achse 9-9 frei drehbar angeordnet ist, die schräg zur Achse 9"-9" bzw. 9'-9'liegt. Die Achse 9-9 ist hiebei in der Drehrichtung gegenüber dem Durchmesser 5-6 voreilend angeordnet.
Die Verstellkraft kann somit unmittelbar auf die Rolle wirken, die sich aber selbst zufolge ihrer Verschwenkbarkeit derart einstellen wird, dass ihre Bahn stets der Resultierenden aller auf sie einwirkenden Kräfte und Bewegungen entspricht, so dass die Überführung von einer Schwenklage in die andere stets ohne erheblichen Kraftaufwand und ohne Gleiten erfolgen kann.
Fig. 2 zeigt die-prinzipielle Lösung für eine derartige Rollenlagerung. Die Rolle 3, die sich zwischen den torusförmigen Laufringen 1, 2 abwälzt, ist in einem Rahmen 11 gelagert, der um die Zapfen 10 drehbar angeordnet ist. Der Rahmen 11 ist mit der Verschwenkvorrichtung auf irgendeine geeignete Weise verbunden. Er trägt Stützen für die in der Berührungsebene der Rolle mit den Laufkreisen liegenden
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Die konstruktive Ausgestaltung der in Fig. 2 schematisch dargestellten Rollenlagerung kann in mannigfache Weise erfolgen. Einige Ausführungsbeispiele sind dargestellt.
Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine körperliche durch einen Drehzapfen oder Schaft 16 gebildete Verschwenkungsachse vorhanden. Die Rolle ist hier in einem Rahmen 11 gelagert, der auf eine nicht dargestellte bekannte Weise (etwa durch einen Winkelhebel od. dgl. ) mit der Verstellvorrichtung verbunden ist und der mittels Drehzapfen in dem Rollenkäfig des Getriebes gelagert ist. Die Rolle 3 sitzt drehbar auf einem Lagening 15, der mit Bohrungen versehen ist, in die der Bolzen : 16 eintritt. Dieser letztere wird von einem Zapfenlager oder Pivot 14 gehalten, das an dem Achsstummel 20 sitzt, der mittels des Bolzens 21 und der'Schraube 22 im Rahmen 11 festgehalten wird.
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deuteten Bewegung des Laufringes 1 entspricht.
Für die entgegengesetzte, durch die Pfeile 17, 18 angedeutete Drehrichtung des Laufringes und der Rolle muss der Zapfen 16 in die durch die Linie 19-19 angedeutete Lage gedreht werden.
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Bei dieser Ausführungsform trägt der um die Zapfen 10 drehbare, mit der Verstellvorrichtung verbundene Rahmen 11 einen festen Bolzens-/, auf dem die Rolle. 3 mittels eines Kugellagers 23 mit äusserer sphärischer Laufbahn sitzt : das Kugellager gestattet an sieh drei Freiheitsgrade der Rotationsbewegung. Ein Freiheitsgrad wird jedoch durch die Schilde 24 unterdrückt, die beiderseits der Rolle 3 auf dem Bolzen 4 festgemacht sind und sich gegen die Rollen abstutzen.
Diese Schilde tragen Einsätze, Auflagen oder zylindrische Auswölbungen 27 mit SchlitzfÜhrungen 29, die in der gewünschten Richtung,
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nur eine Bewegung der Rolle um die ideelle Achse 9-9 zugelassen, so dass diese nur zwei Freiheitsgrade der Bewegung trotz der allseitig beweglichen Lagerung am Bolzen 4 aufweist.
Die Schilde können auch wesentlich verkleinert werden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. In dieser Figur sind bloss Führungslappen 34 angeordnet, die sich bloss beiderseits der Schlitzführungen auf die Rollenkörper stützen. Die Anordnung ist im übrigen dieselbe wie die in den Fig. 5 und 6 dargestellte.
Die Verschwenkbarkeit um eine ideelle Achse 9-9 kann auch in anderer Weise erzielt werden, indem, wie in Fig. 8-11 dargestellt, die Rolle allseitig beweglieh, beispielsweise in sphärischen Kugellagern gelagert wird, wobei jedoch die Rolle entlang einer Linie durch beiderseits fassende Schneiden oder Wülste oder sonstige entlang einer Linie berührende. Flächen festgehalten wird. Dieses Festhalten der Achse in Schneiden oder Wülste wird am besten mit einem gewissen Spi, erfolgen, um eine Reibung der sich drehenden Rolle in der Normallage auszuschliessen, da ein geringes Spiel den beabsichtigten Erfolg nicht beeinträchtigt. Das Prinzip dieser Anordnung ist in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht.
Beiderseits der Rollen werden in der Richtung der Drehachse 9-9 Anschlagplättchen 44 am Bolzen 4
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geführte Schnitt gemäss Fig. 9 erkennen lässt, Schneiden, Wülste oder auch bombierte Flächen aufweisen, die sich entlang einer Linie an die Rolle. 3 anlegen und somit eine Drehachse festhalten, um die allein die Rolle sich verschwenken kann. Vorteilhaft sind diese Schneiden stumpf oder etwas abgerundet, treten jedoch beiderseits der Linie 9-9 zurück, so dass sie der Rolle entsprechende Bewegungsfreiheit geben, wie dies in der Figur in gestrichelten Linien angedeutet ist. Zwischen den Schneiden oder Wülsten und dem Rollenumfang wird hiebei ein mässiges Spiel gelassen, um ständige Reibung zwischen diesen Teilen bei der Rotation der Rolle zu vermeiden.
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der Rolle.
Die die Schneiden oder Wülste tragenden Plättchen 44 sitzen hiebei lose drehbar auf den festen Bolzen 4 der in dem um die Zapfen 10 drehbaren Rahmen 11 befestigt ist. Dieser Bolzen trägt auch das Kugellager 23 der Rolle 3, das eine äussere sphärische Fläche aufweist. Die Schraube 26 dient zum axialen Festhalten der Teile. Auf dem Rahmen 11 sowie auf der Unterlagsseheibe. 39 befindet sich je ein Stift 25, der als fester Anschlag für die Plättchen- dient. Die Rolle läuft mit Spiel zwischen den inneren Anschlagflächen derselben. Sie wird bei Änderung der Drehrichtung die Plättchen 44 mitnehmen und sie bis zum Anschlag an den Stift 25 bewegen, wo sie festgehalten werden.
Die Anschlagplättchen 44 sind hiebei so ausgebildet, dass der Anschlag an den Stift entweder in der Lage 9-9 oder in der Lage 19-19 erfolgt, in welcher sie, so lange die Drehrichtung ungeändert ist, verbleiben und zur Fixierung der Schwenkachse der Rolle 3 dienen.
In Fig. 12 ist ein Teil eines Getriebes mit konischen Laufflächen 1, 2 dargestellt, zwischen denen die Planetenrollen. 3 eingelegt sind. Das Getriebe ist selbst im senkrechten Schnitt, die Rolle jedoch entlang einer Ebene geschnitten gedacht, die durch die schräge Sshwenkachse hindurchgeht. Die Bolzen 4 sind hier in einer Scheibe 30 gelagert, die mit der langsam laufenden Welle. 31 verbunden ist. Auf ihnen sind
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weist einen Absatz auf, gegen den sich das Zapfenlager 14 stützt, das durch einen Steckbolzen 32 in seiner Lage am Bolzen 4 fixiert wird. Das Zapfenlager nimmt den unteren Teil der beiden Zapfen 16
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