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Reibradgetriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen.
. Unter den Getrieben, die eine stufenlose Änderung des Übersetzungsverhältnisses zulassen, verdient der Reibradantrieb wegen seiner Einfachheit im Aufbau den Vorzug. Er hat indessen den
Nachteil hohen Verschleisses und verhältnismässig schlechten Wirkungsgrades, da insbesondere bei hohen Drehzahlen starke Reibungsverluste auftreten. Obwohl bei hohen Drehzahlen und entsprechend kleinem Drehmoment der Anpressdruck zwischen den Reibrädern niedrig sein kann, ist man doch ge- nötigt, mit hohem Druck zu arbeiten, damit bei geringer Drehzahl und entsprechend grossem Dreh- moment die Leistung einwandfrei übertragen werden kann.
Ein weiterer Nachteil der Reibradgetriebe liegt im erheblichen Raumbedarf, der davon herrührt, dass die eine Scheibe bei Änderung des Über- setzungsverhältnisses radial verschoben werden muss, und dass das Mass der Verschiebung sehr gross wird, wenn man das Übersetzungsverhältnis in weiten Grenzen ändern will. Man ist dann genötigt, der andern Scheibe einen grossen Durchmesser zu geben.
Um den grossen Verschleiss an den Reibscheiben zu beseitigen, hat man bereits vorgeschlagen, den Anpressdruck entsprechend dem bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses, ungefähr gleiche
Leistung vorausgesetzt, entsprechend steigenden und fallenden Drehmoment zu verändern. Der grosse
Raumbedarf könnte dadurch beseitigt werden, dass man zwei Reibradgetriebe hintereinandersehaltet, so dass man eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses in weiten Grenzen erhält, ohne dass die
Strecke, über die die radial beweglichen Reibscheiben dabei verschoben werden müssen, sehr gross wird.
Will man bei einem derartigen, aus zwei einzelnen hintereinander geschalteten Reibradgetrieben nun auch den erstgenannten Mangel beseitigen, indem man den Anpressdruck in Anpassung an das veränderliche Drehmoment veränderlich macht, so kommt man zu erheblichen baulichen Verwicklungen.
Die Erfindung sucht ein Getriebe zu schaffen, das aus zwei einzelnen hintereinandergeschalteten Reibradgetrieben besteht und das eine Einrichtung zur Änderung des Anpressdruckes in Anpassung an das Drehmoment enthält, das sich aber durch grosse bauliche Einfachheit auszeichnet. Das Getriebe nach der Erfindung enthält an der treibenden und an der getriebenen Welle je eine Reibscheibe, zwischen denen ein zweites mittleres Reibscheibenpaar derart verschiebbar ist, dass der radiale Abstand des Berührungspunktes an der einen Berührungsstelle wächst, während er an der andern abnimmt.
Dabei wird gleichzeitig der Anpressdruck an der Berührungsstelle mit der Scheibe auf der treibenden Welle bei Verringerung des radialen Abstandes und der Anpressdruck an der Berührungsstelle mit der Scheibe auf der getriebenen Welle bei Vergrösserung des radialen Abstandes vergrössert. Einen besonders einfachen Aufbau erhält man, wenn das mittlere Reibscheibenpaar auf einem zwischen den äusseren Reibscheiben quer zu deren Achse verschiebbaren Schlitten angeordnet ist, der durch federnde Gestänge mit den Lagern der äusseren Reibscheiben derart verbunden ist, dass die auf die Lager wirkende Federspannung sich entsprechend der Verschiebung des Schlittens ändert.
Das Gestänge enthält vorteilhaft Hebel, an deren freien Enden auf dem Schlitten abgestützte Federn angreifen, und die die auf sie übertragene Kraft auf die Lager in axialer Richtung übertragen. Zur Kupplung der Hebel mit den Lagern dienen zweckmässig Zahnstangentriebe. Das Getriebe eignet sich vor allem für Bohrmaschinen, ferner für alle Werkzeugmaschinen, bei denen die Arbeitsspindel mit verschiedener Geschwindigkeit und verschiedenem Drehmoment umläuft.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Getriebes, Fig. 1 zeigt einen Querschnitt, Fig. 2 eine Seitenansicht, Fig. 3 eine Ansicht von vorn bei Einstellung auf hohe Drehzahl und Fig. 4 eine entsprechende Ansicht bei Einstellung auf niedrige Drehzahl.
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Der Motor 1 treibt eine Welle 2, auf der mittels einer Büchse 3 eine Reibscheibe 4 unverdrehbar, aber axial verschiebbar gelagert ist. Die untere Stirnfläche der Scheibe 4 steht in Berührung mit der
Kegelfläche einer zweiten Reibscheibe 5, deren Welle 6 auf einem Schlitten 7 gelagert ist und am andern Ende eine der Scheibe 5 entsprechende Reibscheibe 8 trägt, welche mit ihrer Kegelfläche eine vierte Reibscheibe 9 antreibt, die in ihrer Gestalt der Scheibe 4 entspricht und mittels einer Büchse 10 auf einer Welle 11 nicht drehbar, aber axial verschiebbar gelagert ist. Von der Welle 11, z. B. der Spindel einer Bohrmaschine, wird die Leistung abgenommen.
Zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird der Schlitten 7 mittels einer durch ein Handrad 12 drehbaren Gewindespindel auf einer Stange je'zwischen den aus Fig. 3 und 4 ersichtlichen Endstellungen verschoben.
Die mit den Scheiben 4 und 9 verbundenen Büchsen 3 und 10 sind mit einer Stangenverzahnung 14 versehen, in die Zahnräder 15 greifen, welche von Hebeln 16 bewegt werden. Diese sind bei 17 an Stangen 18 angelenkt, auf denen Druckfedern 19 gelagert sind. Die Federn stützen sich an ihren vom Gelenk 17 abgewandten Enden auf einen Fortsatz 20 des Schlittens 7 derart, dass sie zusammengepresst werden, wenn der Schlitten aus der Stellung in Fig. 3 in jene nach Fig. 4 bewegt wird. Hiedurch steigt der von den Federn 19 über die Hebel 16 und die Zahntriebe 14, 15 auf die axial verschiebbare Scheiben 4 und 9 ausgeübte Anpressdruck.
Bei der Stellung nach Fig. 4, in der die Welle 11 mit niedriger Drehzahl und entsprechend grossem Drehmoment angetrieben wird, erzeugen die nahezu völlig zusammengedrückten Federn einen hohen Pressdruck. In der Stellung nach Fig. 3 wird die Welle 11 mit hoher Drehzahl angetrieben. Der Anpressdruck ist entsprechend klein, so dass trotz hoher Geschwindigkeit geringe Reibung entsteht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Reibradgetriebe, insbesondere zum Antrieb von Werkzeugmaschinen, bei dem der Anpressdruck zwischen den Reibscheiben in annähernd demselben Verhältnis wie das vom Übersetzungsverhältnis abhängige Drehmoment geändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe je eine Reibscheibe an der treibenden und an der getriebenen Welle enthält, zwischen denen ein zweites mittleres Reibscheibenpaar derart verschiebbar ist, dass der radiale Abstand des Berührungspunktes an der einen Berührungsstelle wächst, während er an der andern abnimmt, und dass gleichzeitig der Anpressdruck an der Berührungsstelle mit der Scheibe auf der treibenden Welle bei Verringerung des radialen Abstandes und der Anpressdruck an der Berührungssstelle mit der Scheibe auf der getriebenen Welle bei Vergrösserung des radialen Abstandes vergrössert wird.