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Reibungsübersetzungsgetriebe.
Es sind Reibungsübersetzungsgetriebe bereits bekannt, bei welchen der eine Getriebeteil aus zwei an den Enden einer Welle angeordneten, kalottenförmigen Reibkörpern besteht und dieser Getriebeteil schwingbar im Inneren einer, den zweiten Getriebeteil bildenden Glocke angeordnet ist, mit deren innerer Reibfläche die kalottenförmigen Reibkörper zusammenwirken. Bei diesen bekannten Reibungs-
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und die Verschwenkung des einen Getriebeteiles von der offenen Seite der Reibungsgloeke aus leicht durchgeführt werden, doch ergibt die fliegende Lagerung der Reibungsglocke verschiedene Nachteile, wie insbesondere Vibrationen der Glocke, die eine Verschlechterung der Kraftübertragung verursachen.
Vorliegende Erfindung bezweckt, ein Reibungsübersetzungsgetriebe zu schaffen, das die erwähnten Nachteile beseitigt und das zufolge des guten Wirkungsgrades bei der Kraftübertragung sich für Zwecke aller Art, insbesondere auch dort mit Vorteil eignet, wo es, wie dies z. B. bei Fahrzeugen der Fall, Er- schütterungen ausgesetzt ist. Der Erfindung gemäss wird dies dadurch erreicht, dass der den einen Getriebeteil umgebende zweite Getriebeteil zu einer an beiden Seiten in Lagern gelagerten Trommel ausgebildet ist und die zum Schwenken des innen liegenden Getriebeteiles dienende Einrichtung durch eines der
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Reibungsübersetzungsgetriebes gemäss der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Reibungsübersetzungsgetriebes schematisch im Querschnitt, Fig. 2 stellt das Getriebe im vertikalen Längsschnitt und Fig. 3 im horizontalen Längsschnitt da. r. Die Fig. 4-6 zeigen eine zweite insbesondere für Fahrzeuge geeignete Ausführungsform
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Fig. 6 im horizontalen Längsschnitt. In Fig. 7 ist schematisch eine dritte Ausführungsform dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1-3 ist 1 die Antriebsmaschine, z. B. ein Elektromotor ; derselbe ist an beiden Enden seiner Welle 6 mit kalottenförmigen Reibkörpern 7 und 8 versehen, die auf verschiedenartigste Weise, z. B. mittels Schraubengewinden, gegenseitig nach aussen bewegt und dadurch an die Innenfläche einer Reibungstrommel 9 gedrückt werden. Die Reibungstrommel 9 ist zu beiden Seiten in den Lagern 26 und 27 (Fig. 3) gelagert. Der Motor 1 ist mittels der Zapfen 3, 19 schwenkbar in einem Bügel 22 (Fig. 2) gelagert ; derselbe ist an einer Seite im Lager 23 zentriert und an der andern Seite mittels der Nabe 28 aus der Trommel herausgeführt und am Ständer 43 befestigt.
Das Schwenken des Motors zwecks Änderung des Übersetzungsverhältnisses kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel erfolgt dies mittels Lenker 44, welche mit ihrem einen Ende am Hebel 20 und mit ihrem andern Ende an Zapfen einer Mutter 46 angelenkt sind. Das eigentliche Schwenken des Motors 1 erfolgt durch eine am Orte sich drehende Schraube 47 mittels des Handrades 48. Die auf der Bewegungssehraube 47 sitzende Mutter 46 bewegt sich in der Nabe 28 des festen Bügels 22. Dieser Bügel ist mit einer Öffnung für die Stromzuleitungsdrähte 49 versehen, die zu den Klemmen des Motors 1 führen.
Die Wirkungsweise des Reibungsübersetzungsgetriebes ist folgende :
Hat der im Betriebe befindliche Motor 1 die mittlere Lage, wie sie in Fig. 3 angedeutet ist, so befindet sich die Trommel 9 und die getriebene Welle 12 in Ruhe. Bei der Schwenkung des Motors aus
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der Nullage (Fig. 3) zur einen Seite dreht sich die Trommel 9 und dadurch auch die getriebene Welle 12 in einer Richtung. Bei der Schwenkung des Motors aus der Nullage (Fig. 3) zur andern Seite erfolgt eine Drehung der Trommel 9 und der Welle 12 in umgekehrter Richtung. Die Umdrehungszahl der Trommel 9 und die der getriebenen Welle 12 ist dabei von der Grösse der Schwenkung des Motors 1 bzw. des Hebels 20 abhängig.
Am Wesen der Erfindung ändert sich nichts, falls bloss einer von den beiden kalottenförmigen Reibkörpern 7, 8 auf der Welle 6 verschiebbar und die andere Reibungskalotte fest angeordnet ist. Auch in diesem Falle ist der gegenseitige Eingriff der beiden Kalottenkörper mit der inneren Reibfläche der Trommel 9 gesichert.
Die Welle 6 muss nicht direkt von einem Motor angetrieben werden ; sie kann vielmehr auch mittels einer Antriebseinrichtung von aussen her in Umdrehung versetzt werden. Ein diesbezügliches Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 4-6
Auf der Hauptwelle 1 (Fig. 5 und 6) des einen Getriebeteiles ist ein Kegelrad 2 aufgekeilt, welches in das am Zapfen 3 lose drehbar gelagerte Kegelrad 4 eingreift. Mit dem Kegelrad 4 steht das Kegelrad 5 in Eingriff, welches fest mit der Welle 6 verbunden ist, die an beiden Enden die kalottenförmigen Reibkörper 7 und 8 trägt. Beide Reibungskalotten 7, 8 sind gegenseitig axial verschiebbar und werden, was auf verschiedene Weise möglich ist, an die innere Wand eines Reibungsringes 9 gedrüekt, welcher mit den Schildern 10 und 11 eine Trommel bildet, die fest mit der Welle 12 verbunden ist.
Die Teile 9, 10, 11 und 12 bilden den zweiten Getriebeteil, u. zw. vorliegend den getriebenen.
In Fig. 4 sind die Mittel zumAndrüeken der Reibungskalotten 7, 8 an den Reibring 9 durch Schraubengewinde 13 von angemessener Steigung angedeutet. Eine von den beiden Kalotten besitzt Linksgewinde und die andere Rechtsgewinde, so dass bei bestimmter Drehrichtung der Welle 6 beide Reibungskalotten 7 und 8 sich in der Richtung von innen nach aussen ausschrauben. Beide Reibungskalotten 7
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und geführt. Zum Zwecke der Sicherung der Berührung der Reibungsflächen werden die Reibungs- kalotten't, 8 leicht an den Reibring 9 mittels schwacher Federn 16 angedrückt, wie dies in Fig. 4 bei der Kalotte 7 angedeutet ist.
Die Welle 6 mit den Reibungskalotten 7, 8 ist in Lagern 17 gelagert ; diese sind im Hilfsgehäuse 18 angeordnet, das fest mit den Zapfen 3 und 19 verbunden ist. Am Zapfen 19 ist ein Hebel 20 befestigt.
21 ist ein von der Welle 6 durchsetzte8 Mittelstück, in welchem die inneren Enden der Zapfen 3 und 19 befestigt sind. Die Welle 6 mit den Reibungskalotten 7 und 8, die Organe 18 und 21, die Zapfen 3 und 19, der Hebel 20 und die Kegelräder 4 und 5 bilden eine Einheit, welche um die Zapfen 3, 19 schwenkbar im Bügel 22 gelagert ist. Der Bügel 22 ist in Lagern 23 und 24 gelagert. Am Bügel 22 ist das Lager 25 angeordnet, welches die treibende Welle 1 führt. Sämtliche beschriebene Bestandteile sind in der aus dem Reibungsring 9 und den Schildern 10, 11 gebildeten Trommel angeordnet. Diese Trommel ist in den Lagern 26 und 27 gelagert, die direkt in einem das ganze Übersetzungsgetriebe umgebenden Gehäuse 36 angeordnet sind.
Durch die Öffnung zwischen der Nabe 28 des Bügels 22 und der Trommelnabe 29 verläuft eine Zugstange 30, welche mit ihrem innen gelegenen Ende an einem Zapfen 31 des Schwenkhebels 20 angelenkt ist. Das andere Ende der Stange 30 ist mittels Hebel, Gestänge oder andere geeignete Organe zu einer Stelle geführt, von wo aus die Schwenkvorrichtung vom Wagenführer gut bedient werden kann. Selbstverständlich kann die Schwenkung der die Reibungskalotten 7, 8 tragenden Welle 6 auch durch irgend-
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Die Wirkungsweise des Reibungsübersetzungsgetriebes gemäss den Fig. 4-6 ist folgende :
Die Bewegung der treibenden Welle 1 wird vom Kegelrad 2 auf das Kegelrad 4 übertragen, das mittels des Kegelrades 5 die Welle. 6 mit den Reibungskalotten 7 und 8 antreibt.
Unter dem Einfluss
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gewindes auf die zweite Kalotte werden die kalottenförmigen Reibkörper 7, 8 mit einer dem zu übertragenden Moment entsprechenden Kraft an den Reibring 9 angedrückt. Hiebei ist die Umdrehungszahl der Trommel und die der angetriebenen Welle 12 von der jeweiligen Schwenklage der Welle 6 abhängig.
In Fig. 6 ist die eine Grenzlage der Welle 6 angedeutet, welche der grössten Geschwindigkeit der angetriebenen Welle 12 in einer Richtung entspricht. Wird vermittels der Zugstange 30 die Welle 6 so gedreht, dass sich der Winkel zwischen Welle 6 und der Achse der Welle 12 vergrössert, so verringern sich die wirksamen Halbmesser an den Reibungskalotten 7 und 8 und es sinkt dadurch die Umdrehungzahl der angetriebenen Welle 12. Schliesst die Welle 6 mit den Achsen der Wellen 1 und 12 einen Winkel vom 90 ein, so ist der wirksame Halbmesser der Kalotten 7 und 8 gleich Null ; die angetriebene Welle 12 steht also.
In dieser Nullage besteht nur ein ganz geringer Anpressdruck der Reibflächen, nachdem die mittlere Punktberührung. an den geschmierten Flächen bloss ein geringes Moment hervorruft, durch welches die von Schraubengewinden 13 getragenen Kalotten 7 und 8 leicht an den Reibring 9 gedrückt werden.
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Bei weiterer Bewegung der Zugstange 30 wird die Nullage überschritten und es tritt eine Um- kehrbewegung der Trommel und der angetriebenen Welle 12 ein. Bekanntlich ist die Rücklaufgeschwindig- keit bei Fahrzeugen verhältnismässig klein. Um nun mit einem kleinen Durchmesser der Trommel 9, 10, 11 das Auslangen zu finden, ist das Kegelrad 5 auf der Welle 6 an jener Seite befestigt, die sich beim Schalten auf Rückwärtsfahrt dem Zahnrad 2 nähert. Die maximale Winkelstellung der Welle 6 und damit die grösste Rücklaufgesehwindigkeit ist dadurch bestimmt, dass das Kegelrad. 5 noch nicht mit dem Kegelrad 2 in Berührung gelangt ist. Bei der Bewegung nach vorne kann dagegen die Welle 6 um einen grösseren Winkel verschwenkt und damit auch eine grössere Geschwindigkeit erhalten werden.
Der maximale Ausschlag nach dieser Richtung hin ist dadurch begrenzt, dass die Welle 6 noch nicht gegen das Kegelrad 2 stösst (vgl. Stellung der Welle 6 in Fig. 6).
Soll die maximale Geschwindigkeit nach vorne gleich sein der maximalen Geschwindigkeit nach rückwärts, so kann dies entweder durch Vergrösserung des Durchmessers des Zahnrades 4 oder durch Einschaltung einer Übersetzung erreicht werden. Letzterer Fall ist in Fig. 7 schematisch veranschaulicht.
Die treibende Welle 32 besitzt ein Zahnrad 33, welches ein doppeltes Kegelrad 36 antreibt ; in die eine Seite des Kegelrades 36 greift das Rad 33 und in die andere Seite das Rad 34 ein. Das Kegelrad 34 ist auf der Welle 35 befestigt, die an beiden Enden die kalottenförmigen Reibkörper trägt. Die Welle 35 hat in diesem Fall die Möglichkeit, gleich grosse Schwenkungen nach beiden Seiten hin durchzuführen.
Die Vorteile von Reibungsübersetzungsgetrieben mit kalottenförmigen Reibkörpern, die an den Enden einer schwenkbaren Welle angeordnet sind und mit der inneren Seite einer Reibungstrommel zusammenwirken, bestehen darin, dass die im Getriebe auftretenden, sehr beträchtlichen Kräfte sich teilweise und wenn notwendig auch ganz ausgleichen lassen. Nachdem die Krümmung der Reibungkalotten 7, 8 einen Halbmesser aufweist, der geringer ist als der Halbmesser der Trommel, so entsteht an den Berührungsstellen der Reibflächen ein Moment, welches durch die Wirkung der Reaktion R an den Armen x hervorgerufen wird. Es ist daher nur nötig, dieses Moment durch einen drehbaren Mechanismus aufzufangen.
Bei der beschriebenen Bauart des Reibungsübersetzungsgetriebes ist es möglich, dieses
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sprechend der Drehrichtung der treibenden Welle 1 das freilaufende Kegelrad 4 entweder unten gelagert wird, wie dies die Fig. 4-6 zeigen, oder oben und dass dadurch vom Kegelrad 5 (Fig. 4-6) oder Kegelrad 34 (Fig. 7) ein das Moment R, x zur Gänze oder teilweise aufhebendes Moment hervorgerufen wird.
Es ist selbstverständlich, dass die Funktionen der treibenden Welle und der getriebenen Welle vertauscht werden können, ohne dass sich am Wesen vorliegender Erfindung etwas ändern würde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Reibungsübersetzungsgetriebe, bei welchem der eine Getriebeteil zwei an den Enden einer schwenkbaren Welle angeordnete, kalottenförmige Reibkörper aufweist, die mit der inneren Reibfläche eines den zweiten Getriebeteil bildenden Hohlkörpers zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Getriebeteil zu einer an beiden Seiten in Lagern (26, 27) gelagerten Trommel (9, 10, 11) ausgebildet ist und die Einrichtung zur Schwenkung des in der Trommel liegenden Getriebeteiles durch eines (27) der beiden Lager (26, 27) geführt ist.