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Stufenlos regelbares Reibradgetriebe.
Es sind bereits regelbare Übersetzungsgetriebe bekannt, bei denen ein umlaufendes Zahnrad mit einem in seinem Durchmesser einstellbaren Zahnrad in Eingriff steht. Diese Getriebe haben den
Nachteil, dass sie nicht stufenlos regelbar sind, weil die Verstellung des einstellbaren Zahnkranzes immer nur um den Betrag mindestens einer ganzen Zahnteilung erfolgen muss.
Im Gegensatz hiezu lässt sich mit Reibrädergetrieben eine stufenlose Regelung erzielen. Die bisher bekannten Reibradgetriebe verwenden jedoch im allgemeinen konische Räder, die axial gegeneinander verschoben werden, so dass die sich berührenden Durchmesser wechseln. Diese Getriebe haben wiederum den Nachteil, dass eine axiale Verschiebung erforderlich ist undinfolge des nur geringen Reibungseingriffes keine erheblichen Kräfte übertragen werden können, vielmehr ein grosser Schlupf entsteht.
Die vorliegende Erfindung beseitigt nun diesen Nachteil und schafft ein stufenlos regelbares Reibradgetriebe, das die erwähnten Nachteile nicht aufweist. Zu diesem Zweck ist eines der beiden Reibräder dadurch in seinem Durchmesser einstellbar gemacht, dass es aus Reibsehuhen zusammengesetzt ist, die an nach Art einer Irisblende verstellbaren Armen angeordnet sind. Die Arme liegen in mehreren Lagen parallel zueinander und in Richtung der Achse hintereinander und sind an Ringe angelenkt, durch deren Verdrehung die Einstellung des Reibkranzes erfolgt.
Zum Verdrehen der Ringe kann man diese an ihrem äusseren Umfang mit Zähnen versehen, und in diese Zähne greift für die Vorwärtsdrehung einerseits und für die Rückwärtsdrehung anderseits je ein gemeinsames, im Ringgehäuse gelagertes Zahnrad ein, und beide Zahnräder werden durch ein gemeinsames Zahnrad gegenläufig verstellt. Eine noch weitere Verdrehung der beiden Ringe gegeneinander erhält man dadurch, dass man die Ringgruppen, durch deren gegenläufige Drehung der Reibkranz eingestellt wird, mit je einem Zahnrad oder Zahnsegment in Verbindung bringt, und die Zahnsegmente kämmen genau in der Mittelachse der Ringe miteinander, so dass eine Drehung der einen Ringgruppe in der einen Richtung stets einer Drehung der andern Ringgruppe in der entgegengesetzte Richtung entsprechen muss.
Die Zeichnung zeigt als Beispiel zwei Ausführungsformen der Erfindung, u. zw. ist Fig. 1 eine
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während bei der Stellung nach Fig. 3 die bei den Wellen die gleiche Geschwindigkeit haben. Fig. 4 ist ein Schnitt durch Fig. 3 nach Entfernung des Umlaufkörpers und zeigt einen einzelnen Reibkranzhebel und seine Verbindung mit den Ringen. Fig. 5-7 zeigen eine weitere Ausführungsform für das Getriebe zur Verstellung des Reibrades, u. zw. ist Fig. 5 ein Schnitt durch das Getriebe in der Lage, in der das verstellbare Reibrad seinen grössten Durchmesser hat.
Fig. 6 ist ein Grundriss von Fig. 5 unter Fortlassung des Deckels und der zwischen den Ringen angeordneten Arme und Fig. 7 ist ein gleicher Schnitt wie Fig. 5, zeigt aber die Teile in der Lage, in der das verstellbare Reibrad den geringsten Durchmesser hat.
In der Zeichnung ist 1 eine mit der treibenden Welle in Verbindung stehende Scheibe, die mit einer im Durchmesser verlaufenden Leiste 2 in eine entsprechende Nut einer Zwischenscheibe einfasst. Die Zwischenscheibe hat eine Leiste 4, die ebenfalls im Durchmesser verläuft und rechtwinklig zur Leiste 2 steht und in eine entsprechende Nut einer Scheibe 5 einfasst, die auf einer Achse 6 fest angeordnet ist. Durch diese Verbindung besteht zwischen der treibenden Welle und der Achse 6 eine lauernde feste Kupplung, die aber eine radiale Verschiebung der beiden Achsen gegeneinander zulässt.
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Die Achse 6 ist in einem Lagerkörper 7 gelagert, der in zwei Führungen 8 in der Richtung eines Durchmessers verschiebbar ist, und die Achse 6 selbst trägt den Umlaufkörper 9.
Der Reibkranz wird aus einer Anzahl von Hebeln 10 gebildet, die um Achsen 11 schwenkbar an Ringen 12 angeordnet sind. Die Ringe 12 sind in einem Gehäuse 15 drehbar gelagert. An den den
Schwenkpunkten 11 gegenüberliegenden Enden sind die Hebel 10 mit Schlitzen lla versehen, mit denen sie über Zapfen 7. 3 fassen. Letztere sind an Ringen 14 angebracht, die abwechselnd mit Ringen 12 im Gehäuse 15 untergebracht sind. Die Ringe 14 sind ebenfalls in dem Gehäuse 15 drehbar.
Zur Drehung der Ringe 12 bzw. 14 dienen Zahnräder 16 und 17, die in Verzahnungen. M bzw. 19 an den Ringen einfassen. Die Ringe 12 tragen die Verzahnungen 18 und die Ringe 14 die Verzahnungen 19, und wenn die beiden Zahnräder 16 und 17 in entgegengesetzter Richtung gedreht werden, dann werden auch die Ringe 12 und 14 entgegengesetzt zueinander gedreht, und dadurch werden nach Art einer Blende bei photographischen Apparaten die Hebel 10 nach innen und nach aussen geschwenkt. Fig. 2 zeigt die Hebel in der am weitesten aussen liegenden Lage, während sie in Fig. 3 am weitesten nach innen geschwenkt sind.
Es sind eine Reihe von Hebeln 10 nebeneinander angeordnet, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Reihen, und in jeder Reihe sind vier Hebel vorgesehen. Die einzelnen Hebel sind, wie Fig. 4 zeigt, gekröpft ausgebildet, d. h. ihre beiden Enden sind gegeneinander versetzt, so dass sie einander übergreifen können und dadurch in axialer Richtung an Raum gespart wird. Zur Drehung der beiden Zahnräder 16 und 17 dient eine auf der Nabe 20 des Gehäuses 15 angeordnete, in axialer Richtung verschiebbare Hülse 21. Die Nabe 20, an die sich das Lager 22 für die getriebene Welle 19 anschliesst, sitzt fest auf der Welle 19 und dreht sich mit dieser. Auf der Aussenseite der Nabe 20 ist ein Gewindegang eingedreht, der in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist und in den ein Zahn od. dgl. 23 an der Hülse 21 einfasst.
Die Hülse 21 selbst ist wiederum auf ihrer Aussenseite mit einem Gewindegang versehen, in den ein Zahn 24 einer in dem Lager 25 angeordneten Hülse 26 einfasst. Die Hülse 26 ist an ihrer dem Gehäuse 15 zugekehrten Seite mit einer Verzahnung 27 versehen, und diese Verzahnung greift in zwei Zahnräder 28 und 29 ein. Das letzterwähnte Zahnrad steht über einem weiteren Zahnrad 30 mit einem Zahnrad 31 auf der Welle des Zahnrades 16 in Eingriff, während das Zahnrad 28 unmittelbar mit einem Zahnrad 32 kämmt, das gleichaehsig mit dem Zahnrad 17 angeordnet ist. Wird die Hülse 21, die mit einer Nut 33 zum Einfassen eines Stellhebels ausgerüstet ist, in axialer Richtung vorgeschoben, z.
B. aus der in der Zeichnung Fig. 1 gezeigten Lage in die strichpunktierte Lage gebracht, so wird infolge des Entlanggleitens des Zahnes 23 in dem Gewindegang die Hülse 21 sich gegenüber der Nabe 20 drehen. Bei dieser Drehung nimmt sie die Hülse 26 mit.
Es wird aber ausserdem die Hülse 26 noch eine weitere Drehung ausführen, da sich ja gleichzeitig auch der Zahn 24 an der Hülse 26 in dem auf dem äusseren Umfang der Hülse 21 angeordneten Gewindegang verschiebt. Es sind zwei Zähne 23, 24 und zwei Gewindegänge angeordnet, um eine verhältnismässig grosse Drehung trotz einer sehr flachen Steigung des Gewindeganges zu erzielen. Die Steigung des Gewindeganges muss eine sehr geringe sein, um Selbsthemmung zu erreichen.
Bei der Drehung der Hülse 26 werden die beiden Zahnräder 28 und 29 mitgenommen und diese übertragen die Drehung auf die beiden Zahnräder 16 und 17, die infolge des Zwischenrades 30 entgegengesetzte Drehungen ausführen und dadurch die Ringe 12 und 14 in der oben angegebenen Weise entgegengesetzt drehen und die Hebel 10 aus der Lage gemäss Fig. 2 in die Lage gemäss Fig. 3 und wieder zurück führen.
An den Hebeln 10 sind nun Reibrollen 33 gelagert. Die Rollen liegen einzeln auf gewölbten Flächen in Aussparungen des Hebels 20 und werden durch einen herumgelegten Ring 34 gehalten. Der Ansatz an den Hebeln 10, in dem die Rollen gelagert sind, endet unten in einen kreisförmig abgerundeten Fuss 35.
Der Ansatz der Hebel 10 mit den Rollen 33 greift in entsprechende Nuten des Umlaufkörpers 9 ein. Wenn nach dem Eingreifen der Rollen in eine Nut eine Bewegung des Umlaufkörpers stattfindet, klemmen sich die Rollen infolge der gewölbten Auflagefläche in der Nut des Umlaufkörpers fest und werden von ihr mitgenommen.
Schliesslich ist noch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Feder od. dgl. vorgesehen, durch welche das Lager 7 mit der Welle 6 dauernd in radialer Richtung nach aussen gedrückt wird, also in Fig. 1 nach oben.
Die Arbeitsweise der Einrichtung ist demnach folgende : Wenn die Teile die in Fig. 1 und 2 gezeigte Lage einnehmen, dann ist die Achse des Reibkörpers 9 radial am weitesten nach aussen verschoben und die Hebel 10 sind vollkommen nach aussen gedreht, so dass der Reibkranz seinen grössten Durchmesser hat. In Fig. 2 sind nur vier Hebel 10 zu sehen, die in eine Rille des Umlaufkörpers 9 einfassen.
Es sind aber, wie schon erwähnt, sechs Rillen nebeneinander, und die Rollen an den fünf weiteren, aus je vier Hebeln bestehenden Teilen des Reibkranzes sind gegen die Rollen 3. 3 des in der Zeichnung zu sehenden Kranzes versetzt, so dass auch in den Zwischenräumen zwischen den in Fig. 2 zu sehenden Schuhen 35 mit den Rollen 33 weitere Schuhe und Rollen dahinter angeordneter Hebel 10 liegen, und tatsächlich also ein ununterbrochener Eingriff des Reibkranzes mit dem Umlaufkörper gesichert ist. Bei dieser Lage der Teile wird die Drehgeschwindigkeit der treibenden Welle 1 entsprechend dem Durchmesser des Umlaufkörpers zu dem Durchmesser des Reibkranzes ins Langsame
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übersetzt.
Die getriebene Welle 19 wird also entsprechend langsamer laufen, bei dem Ausführungbeispiel im Verhältnis von 1 : 3. Wird nun, und es kann dies während des Laufens der Vorrichtung geschehen, die Hülse 21 axial verschoben, so werden die Hebel 10 entsprechend nach innen geschwenkt.
Dabei wird der Durchmesser des Reibkranzes immer mehr verringert, die Umlaufgeschwindigkeit der Welle 19 wird entsprechend grösser, bis schliesslich in der Endlage, die in Fig. 3 gezeigt ist, der Umlaufkörper und der Reibkranz konzentrisch sind und die Geschwindigkeiten der treibenden und der getriebenen Welle die gleichen sind.
Die Einrichtung kann natürlich baulich auch anders ausgestaltet sein. So wird sich z. B. die Anzahl der Hebel 10, die nebeneinander angeordnet sind, den jeweiligen Verhältnissen, insbesondere der Grösse des Getriebes und der Grösse der zu übertragenden Kraft anpassen, ebenso auch die Anzahl und die Grösse der an den einzelnen Hebeln vorhandenen, zur Mitnahme bestimmten Rollen. Die gewölbte Form des Schuhes 35 ist dem grössten Durchmesser des Reibkranzes angepasst. Sie legt sich gegen den Boden der Nuten in den Umlaufkörper. Die Nuten selbst können rechteckigen Querschnitt haben. Die Anordnung der Rollen ermöglicht eine leichte Kupplung und Entkupplung, denn der Verstelldruck erfolgt stets radial, nur der Arbeitsdruck ist tangential gerichtet.
Der Arbeitsdruck kann auch nicht auf die Stellvorrichtung zurückwirken, im Gegenteil wird durch die Klemmwirkung der Rollen in den Nuten die Stellvorrichtung verriegelt. Der Fuss 85 dient lediglich zur Führung des Umlaufkörpers 9, nicht zur Kupplung. Das Kuppeln erfolgt lediglich durch die Reibrollen.
In den Fig. 5-7 ist noch ein weiteres Getriebe zur Verstellung des Reibrades gezeigt. Hier ist zum Zwecke der Drehung der Ringe 12 und 14 gegeneinander an sämtlichen Ringen 12 je ein Ansatz 40 und an sämtlichen Ringen 14 je ein Ansatz 41 vorgesehen. An jedem dieser Ansätze greift eine Feder 42 bzw. 43 an und das zweite Ende der Federn ist am Gehäuse 15 befestigt. Die Federn sind bemüht, die Ringe gegenläufig zu drehen, u. zw. in einer solchen Richtung, dass die an den Armen 10 vorgesehenen Reibschuhe 33 nach der Mitte zu bewegt werden, der Reibkranz also auf den kleinsten Durchmesser eingestellt wird.
Bewegt man das Reibrad 9 in radialer Richtung aus der in Fig. 7 gezeichneten Lage in die Stellung nach Fig. 5, dann werden die Hebel 10 mit den Reibschuhen 3. 3 nach aussen gedrückt und dadurch infolge der Verbindung der Arme 10 mit den Ringen 12 und 14 diese gegenläufig in die in Fig. 5 gezeichnete Lage gedreht. Die Federn geben dabei nach und werden gespannt.
Um nun zu bewirken, dass die gegenläufige Bewegung der beiden Ringgruppen genau übereinstimmend ist, sind im Gehäuse zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnsegmente 44 und 45 vorgesehen, deren Eingriffspunkt genau in der Mittelachse der Ringe 12 und 14 liegt. Die beiden Segmente sind um Zapfen 46 und 47 in dem Gehäuse 15 oder einem anschliessenden festen Maschinenteil gelagert.
Die Segmente besitzen nach aussen über den Umfang der Ringe 12 und 14 hinausragende Arme, in denen ein Zapfen oder ein Mitnehmer od. dgl. 48 bzw. 49 befestigt ist. Der Zapfen 48 fasst in Löcher ein, die an Ansätzen an den Scheiben 12 vorgesehen sind, und der Zapfen 49 in Löcher an Ansätzen der Ringe 14. Wird demnach zwecks Einstellung der Übersetzung das Reibrad 9 in radialer Richtung bewegt und dadurch auch nur auf einem der Ringe 12 oder 14 eine Drehbewegung ausgeübt, dann überträgt sich diese Drehbewegung durch die Zapfen 48 und 49 und die dazwischengeschalteten Zahnradsegmente 44 und 45 auf sämtliche andern Ringe, so dass die Ringe der einen Reihe gleichmässig in der einen und die Ringe der andern Reihe in demselben Masse in der entgegengesetzten Richtung sich drehen müssen.
Es wird hiedurch eine genaue Einstellung der beiden Ringreihen gegeneinander und auch der Ringe jeder Gruppe miteinander sichergestellt, und es bedarf zur Verstellung des Getriebes lediglich einer radialen Bewegung des Umlaufkörpers 9.
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