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Es sind Vorrichtungen an Reibungsgetrieben bekannt, bei denen durch geringe Relativbewegungen zwischen zwei Teilen Axialdrücke erzeugt werden, die dem zwischen diesen beiden Teilen übertragenen Drehmoment proportional sind und zum gegenseitigen Anpressen der miteinander in Reibungseingriff stehenden Getriebeteile dienen. Derartige Vorrichtungen weisen meist gegenüberliegende Schrägflächen auf, zwischen denen zwei oder mehrere Rollkörper, z. B. Kugeln oder Rollen, gelagert sind. Wenn die Steigung der Schrägflächen verhältnismässig gross ist, so werden auch die Rollkörper mitunter weggelassen und die Schrägflächen, die in diesem Falle meist als Schraubenflächen ausgebildet sind, gleiten dann direkt aufeinander.
Das Drehmoment wird in allen Fällen dem einen Teil der Anpressvorrichtung zugeführt, etwa indem dieser mit der Getriebewelle fest verbunden ist, und vom zweiten Teil weitergeleitet, etwa indem dieser mit einem lose auf der Welle sitzenden Getriebeteil fest verbunden ist. Die von der Anpressvorrichtung erzeugte Axialkraft ist also proportional jenem Drehmoment, das von dem mit der Vorrichtung verbundenen Getriebeteil ausgeübt wird. Ist dieses Drehmoment relativ klein und die erforderliche Axialkraft relativ gross, so ergeben sich meist sehr kleine Steigungswinkel an den Schrägflächen, was mancherlei genugs ! 1-m bekannte Nachteile zur Folge hat.
Ausserdem ist es mit einer Anpressvorrichtung in der genannten Anordnung unmöglich, solche Axialkräfte zu erzeugen, dass ihre Änderungen proportional sind den Änderungen der Summe oder der Differenz der Drehmomente, welche von verschiedenen Getriebeteilen ausgeübt werden.
Gemäss der Erfindung wird das zur Erzeugung der Axialkraft verwendete Drehmoment der Anpressvorrichtung unter Zwischenschaltung einer Übersetzung zugeführt. Durch eine solche Über- setzung können die erzeugten Axialkräfte entsprechend dem Übersetzungsverhältnis vergrössert werden. Anderseits gestattet eine solche Übersetzung eine Verbindung der Anpressvorrichtung mit mehreren Getriebeteilen, so dass das in der Anpressvorrichtung wirksame Drehmoment der Summe oder der Differenz mehrerer verschiedener Drehmomente entspricht, wobei diese Summe oder Differenz oder eine ihrer Komponenten auch noch je nach dem Übersetzungsverhältnis der verwendeten Übersetzungssysteme vergrössert oder verkleinert werden kann.
Das Übersetzungsverhältnis kann auch veränderlich und von aussen regelbar sein, so dass sich jede gewünschte Abhängigkeit der erzeugten Axialkraft, sowohl vom Drehmoment als auch von andern Bestimmungsgrössen, wie Übersetzungsverhältnis des Getriebes, Geschwindigkeit der Teile usw., herstellen lässt.
In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgedankens dargestellt. Fig. 1 zeigt schaubildlieh ein Schema einer einfachen Anordnung, Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine Ausführungsform gemäss dem Schema nach Fig. 1, die Fig. 3 und 4 zeigen zwei weitere schematische Anordnungen, Fig. 5 zeigt im Längsschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss dem Schema der Fig. 4, Fig. 6 veranschaulicht schematisch die Übersetzungsverhältnisse der Ausführungsform nach Fig. 5, die Fig. 7 und 8 zeigen in Diagrammen den Verlauf verschiedener Axialkräfte, und die Fig. 9 und 10 zeigen im Längsschnitt zwei Ausführungsformen mit veränderli her Übersetzung.
Gemäss Fig. 1 wird mittels Hebelübersetzung eine Vergrösserung der dur h die eigentliche Anpressvorrichtung erzeugten Axialkraft durch Vergrösserung des ihr zugeführten Drehmomentes bewirkt. Auf der gemeinsamen Getriebewelle 1 befindet sich lose drehbar und längsverschieblich der Getriebeteil. S, welcher sich im Sinne des Pfeiles 3 dreht. Der Teil 2 ist mit der Achse 1 durch eine Anpressvorrichtung verbunden, die eine Axialkraft erzeugt, die dem von 2 auf 1 (oder umgekehrt)
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übertragenen Drehmoment proportional ist. Diese Anpressvorrichtung ist durch zwei Teile 4 und 5 schematisch dargestellt, deren jeder ein V-förmig angeordnetes Schrägflächenpaar 8 bzw. 9 trägt, zwischen denen sich eine Kugel 10 befindet.
Der Teil 5 ist mit der Welle 1 fest, der Teil 4 mit ihr lose drehbar und längsverschieblich verbunden. Zwischen die Teile 2,4 und 5 ist eine Übersetzung eingeschaltet, u. zw. in Form eines Hebels H, der durch das Gelenk 12 mit dem Teil 2, durch das Gelenk 13 mit dem Teil 4 und durch das Gelenk 14 mit dem Teil 5 verbunden ist.
Bezeichnet man den Abstand zwischen 2 und 5 mit a und den Abstand zwischen 4 und 5 mit b, so ist die an den Schrägflächen 8 wirksame Umfangskraft 16 im Verhältnis a : b grösser als jene Kraft, die dort wirksam wäre, wenn die Teile 2 und 4 miteinander starr-verbunden wären. Im gleichen Verhältnis ist somit auch die von der Anpressvorrichtung 8, 9, 10 erzeugte Axialkraft 17 vergrössert. In
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momente in der Anpressvorrichtung 8, 9, 10 zur Wirkung gebracht und damit auch die Steigungswinkel der Schrägflächen beliebig gross gemacht werden können. Bei kleinen Steigungswinkeln ist die Anwendung von zwischengeschalteten Rollkörpern 10 unerlässlich, da die Bewegungswiderstände bei gleitender Reibung zu gross wären, um ein sicheres Arbeiten der Vorrichtung zu gestatten.
Bei einem Steigungswinkel, welcher kleiner wäre als der Reibungswinkel, würde überhaupt ein gänzliches Versagen der Vorrichtung eintreten. Hingegen ist bei einem Steigungswinkel von etwa 45 oder 60 der Einfluss des Reibungswinkels der gleitenden Reibung sehr gering (u. zw. je nach der Beschaffenheit der beiden gleitenden Oberflächen kaum 10%) und es ist unter diesen Umständen möglich, auch ohne zwischengeschaltete Rollkörper Anpressvorrichtungen zu bauen, die den Schwankungen des übertragenen Drehmomentes sicher folgen.
Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine bauliche Ausführungsform, die dem in Fig. 1 dargestellten Schema entspricht. Mit der Welle 21 ist der Teil 22 fest verbunden, der in bekannter Weise mit mehreren über seinen. Umfang verteilten, V-förmig angeordneten Schrägflächen 25 versehen ist. Aussen besitzt der Teil 22 mehrere Bohrungen 28, von denen in Fig. 2 nur eine im Schnitt dargestellt ist. Auf der Welle 21 sitzen lose die Teile 23 und 24, wobei 24 etwa einen Laufring eines Reibungsgetriebes darstellt, dessen Drehmoment durch die Anpressvorrichtung auf die Welle 21 übertragen werden soll. Der Teil 23 ist mit V-förmigen Schrägflächen 26 versehen. Zwischen letzteren und den Schrägflächen 25 des Teiles 22 sind Kugeln 27 eingelegt, von denen nur eine dargestellt ist.
Der Teil 23 ist aussen mit mehreren radialen Schlitzen 32 versehen, welche so am Umfang verteilt sind, dass sie gerade gegenüber den Bohrungen 28 des Teiles 22 sowie gegenüber entsprechenden Bohrungen 34 des Teiles 24 liegen. Die Übersetzung zwischen den Teilen 22,23 und 24 wird durch Stangen 29 hergestellt, welche an beiden Enden mit kugeligen Köpfen 30, 31 versehen sind, die in die Bohrungen 28, 34 passen. Die Stangen 29 besitzen ferner eine kugelige Verdickung 29', welche in den radialen Schlitz 32 des Teiles 23 passt.
Es ist ersichtlich, dass beim Verdrehen des Teiles 24 auch alle Stangen 29 verschwenkt werden und dabei zwischen den Teilen 22 und 23 ein vergrössertes Drehmoment zur Wirkung bringen. Unter der Voraussetzung, dass die Bohrungen 28 und 34 den gleichen Abstand von der Achse haben, ist die wirksame Übersetzung gleich dem Verhältnis der Abstände 30-31 zu 30-29'. Beim Arbeiten der Vorrichtung verdrehen sich auch die Teile 23 und 24 gegeneinander, so dass zur Übertragung des von der Anpressvorrichtung 25, 26,27 erzeugten Axialdruckes von 23 auf 24 zwischen diese beiden Teile ein Kugellager 35 eingeschaltet werden muss, um die Reibung zu vermindern.
Da jedoch die Relativbewegungen zwischen 23 und 24 ziemlich klein sind, so können die Kugeln 35 auch durch radialgestellte, zylindrische Rollen ersetzt werden, welche auf den plangeschliffenen Stirnflächen der Teile 23,24 laufen, so dass die Herstellung von Rillen für die Kugeln 35 erspart werden kann. Es ist ferner ersichtlich, dass die Anordnung auch in umgekehrter Reihenfolge derart getroffen werden könnte, dass die Anpressvorrichtung 25, 26,27 zwischen den Teilen 23,24 und dagegen das Drucklager 35 zwischen den Teilen 22, 23 angeordnet wäre, ohne dass dadurch an der Wirkungsweise der Vorrichtung etwas Wesentliches geändert würde.
Fig. 3 stellt schematisch eine Anordnung dar, bei welcher zwei verschiedene gleichgeriehtete Drehmomente, zum Teil direkt, zum Teil durch eine Übersetzung vergrössert, auf eine Anpressvorrichtung wirken. Auf der Welle 36 sitzt der Teil 39 fest, welcher die Schrägflächen 40 trägt. Ein Teil 41, welcher mit den Schrägflächen 42 versehen ist, ist auf der Welle 36 frei drehbar und längsverschieblich und trägt in seinem oberen Teil einen Ansatz 47, welcher als achsparalleler Drehzapfen für einen Hebel 46 dient. Auf der Welle 36 sind ferner die Teile 44 und 45 gleichfalls lose drehbar auf der Welle 36 gelagert.
Auf den Teil 44 wirkt ein Drehmoment D im Sinne des Pfeiles 37, auf den Teil 45 ein Drehmoment D45 im Sinne des Pfeiles 38. Es wird sich also schliesslich auch der Teil 39 im Sinne des Pfeiles 58 bewegen.
Zwischen den Schrägflächen 40,42 befindet sich eine Kugel 43. Der Teil 44 ist durch das Gelenk 53 mit dem inneren Ende des Hebels 46 verbunden, während das äussere Ende dieses Hebels durch das
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Gelenk 50 mit dem Teil 45 verbunden ist. Ein weiterer Hebel 48 ist bei 49 auf dem Teil 41 drehbar und durch das Gelenk 51 mit dem Teil 39, durch das Gelenk 50 mit dem Teil 45 verbunden.
Die Wirkungsweise ist die folgende : Angenommen, dass die beiden Drehmomente D und D45 von solcher Grösse sind, dass die in dem Gelenk 53 entstehende Kraft 54 der im Gelenk 50 entstehenden Kraft 57 mit Bezug auf den Drehpunkt 52 des Hebels 46 das Gleichgewicht hält, so wird die Summe beider Drehmomente über den Ansatz 47 dem Teil 41 zugeführt und weiter über die Anpressvorrichtung42, 43,40 zum Teil 39 und damit zur Welle 36 geleitet.
Überwiegt nun beispielsweise das Drehmoment D, so wird im Gelenk 50 das Gleichgewicht zwischen der von D44 hervorgerufenen Reaktionskraft 56 und der dem Drehmoment D 45 entsprechenden Kraft 57 gestört, und da die Kraft 57 nunmehr grösser ist als die Kraft 56, so wird der Kraftüberschuss den Hebel 48 betätigen. Hiedurch wird die Anpressvorrichtung im gleichen Sinne wie durch das über 52, 47, 41 geleitete Summendrehmoment bewegt.
Die gesamte erzeugte Axialkraft ist daher grösser, als es der Summe der beiden Drehmomente D, D entspricht.
Wird nun umgekehrt D45 kleiner. als es dem Gleichgewichtszustand des Hebels 46 entspricht, so überwiegt im Gelenk 50 die Kraft 56 und der Hebel 48 wird mit dem Kraftüberschuss zwischen 56 und 57 in Richtung der Kraft 56 bewegt. Infolge dieser Bewegung wird durch den Hebel 48 die Anpressvorrichtung 40,42, 43 zum Teil von der Wirkung der im Gelenk 52 wirkenden Summenkraft 55 entlastet. Es wird also eine Axialkraft erzeugt, die kleiner ist, als es der Summe von D44 und D45 entsprechen würde.
Man besitzt also in der beschriebenen Anordnung eine Vorrichtung, welche bei einem bestimmten, beliebig wählbaren Verhältnis von D zu D45 eine Axialkraft erzeugt, welche der Summe dieser beiden Drehmomente proportional ist. Ändert sich dieses Verhältnis zugunsten von D41, so ist die erzeugte Axialkraft grösser, als der Summe der Drehmomente entspricht, u. zw. um so grösser, je weiter sich dieses Verhältnis nach D45 zu verschiebt. Bei einer Änderung des Verhältnisses von D44 zu D45 nach der andern Seite, also nach D37 zu, wird die erzeugte Anpresskraft kleiner als es der Summe der Drehmomente entspricht.
Es lassen sieh auf diese Art für nahezu alle Arten von Getrieben mit veränderlicher Übersetzung die erzeugten Axialkräfte so abstimmen, dass in allen Stellungen des Getriebes die gerade erforderliche Anpresskraft zwischen den Reibrädern und den mit ihnen zusammenarbeitenden Laufringen vorhanden ist.
In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei der das eine der beiden Drehmomente direkt der Anpressvorrichtung zugeführt wird, während das zweite Drehmoment nach Änderung seiner Grösse und Umkehrung seines Drehsinnes auf die Anpressvorriehtung übertragen wird. Auf der Welle 74 sitzt der Teil 59 fest, der die Schrägflächen 60 trägt. Die gegenüberliegenden Schrägflächen 63 befinden sich auf einem Teil 62, der auf der Welle 74 drehbar und längsverschieblich gelagert ist. Zwischen den Schrägflächen 60, 63 befinden sich die Kugeln 65. Das eine der beiden Drehmomente D wird nun direkt dem Teil 62 zugeführt, welcher sich dadurch im Sinne des Pfeiles 68 zu drehen sucht.
Der Teil 66, welcher gleichfalls lose auf der Welle 74 sitzt, unterliegt einem Drehmoment De welches ihn im Sinne des Pfeiles 67, also in entgegengesetzter Richtung, zu verdrehen sucht. Das Drehmoment D66 soll nun auf die Anpressvorrichtung 60, 63, 65 in gleichem Sinne wie D62 wirken und dabei auch noch vergrössert werden. Zu diesem Zwecke ist auf dem Teil 59 bei 70 ein Hebel 71 gelagert, welcher mit dem Gelenk 73 mit dem Teil 62 und durch das Gelenk 72 mit dem Teil 66 verbunden ist. Die in den Gelenken 72 und 73 wirkenden Kräfte sind ihrer Richtung nach durch kleine Pfeile angedeutet und es ist ersichtlich, dass zufolge der Übersetzungsverhältnisse des Hebels 71 auf den Teil 62 eine Kraft im Sinne eines vergrösserten Drehmomentes im Sinne des Pfeiles 68 ausgeübt wird.
Das schliesslich vom Teil 59 auf die Welle 74 übertragene Drehmoment hat die Richtung des Pfeiles 69, solange D grosser ist als D und entspricht in seiner Grösse der Differenz dieser beiden Drehmomente.
Sind die Drehmomente gleich gross und verhalten sich die Hebelarme des Hebels 71 wie 1 : 1, so ist das auf die Welle 74 übertragene Drehmoment Null ; trotzdem wird von der Anpressvorrichtung eine
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In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für das Schema nach Fig. 4 dargestellt. Es ist dies ein Reibungsgetriebe mit schwenkbaren-Reibrollen, welches die Änderung der Übersetzung von einem bestimmten Wert bis auf 1 : 1 bei gleichem Drehsinn der Antriebs-und Abtriebswelle gestattet. Auf der Antriebswelle 75 sitzt der Rollenträger 77 fest, auf dem mehrere (nicht schwenkbare) Rollen 78 lose drehbar gelagert sind. Diese Rollen 78 laufen einerseits auf dem lose auf der Welle 75 drehbaren Ring 79 und anderseits auf einer Bahn des Ringes 80, der auf der Abtriebswelle 76 drehbar gelagert ist. Die Abtriebswelle 76 ist mit dem Rollenträger 83 der schwenkbaren Rollen 82 fest verbunden und wird durch die Drehung dieses Rollenträgers gleichfalls in Umlauf versetzt.
Die Verstellung der Rollen 82 zwecks Änderung des Übersetzungsverhältnisses kann durch eine Vorrichtung bekannter Art erfolgen, die nur durch eine Hülse 84 mit Muffe 85 angedeutet ist. Die Schwenkrollen 82 laufen einerseits auf dem Ring 80 und anderseits auf dem Ring 81, der mit dem rohrförmigen Gehäuse 86 derart verbunden ist, dass diese beiden Teile auf Drehung gekuppelt sind, der Ring 81 jedoch eine geringe Längsverschieblichkeit besitzt, um durch die Schraubenmutter 87 in geringen Grenzen verstellt werden zu können.
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Wird der Ring 79 festgehalten, d. h. an der Drehung gehindert und die Antriebswelle 75 gedreht, so wird der Ring 80 durch die Reibrollen 78 inDrehung versetzt, u. zw. schneller, als die Welle 75 umläuft. Wird nun auch der Ring 81 festgehalten, so wird der Rollenträger 83 und damit auch die Abtriebswelle 76 in Drehung versetzt, da die Schwenkrollen 82 nach Art von Planetenrädern abrollen.
Je nach der Stellung der Rollen 82 ist die Umlaufszahl des Rollenträgers 83 bzw. der Welle 76 verschieden. In der gezeichneten Stellung ist diese Umlaufszahl am grössten und im wesentlichen gleich der Drehzahl der Antriebswelle 75. Werden die Rollen 82 aus dieser Stellung im Sinne des Uhrzeigers verschwenkt, so ergeben sich kleinere Drehzahlen für die Welle 76. Das Reaktionsmoment des Getriebes tritt an zwei Getriebeteilen auf, u. zw. am Ring 81 und am Ring 79. Das Reaktionsmoment des Ringes 79 ist mit dem Antriebsmoment gleichgerichtet, während das Reaktionsmoment des Ringes 81 dem Antriebsmoment entgegengesetzt gerichtet ist.
Läuft das Getriebe nun mit der Übersetzung 1 : 1, so sind die beiden Reaktionsmomente auch gleich gross, wie sich aus der Figur ergibt, wenn man berücksichtigt, dass in diesem Falle ja die Drehmomente an der Antriebswelle 75 und an der Abtriebswelle 76 einander gleich sind. Da aber, wie bemerkt, die Reaktionsmomente der Ringe 81 und 79 entgegengesetzte Richtung haben, d. h. die Ringe in entgegengesetzter Richtung zu drehen suchen, so heben sich die beiderseitigen Reaktionsmomente auf und das Gesamtreaktionsmoment des Getriebes ist Null. Für alle andern Übersetzungen, d. h. Stellungen der Schwenkrollen 82, überwiegt das Reaktionsmoment des Ringes 81, so dass ein positives Gesamtreaktionsmoment übrigbleibt, wobei mit positiv ein Reaktionsmoment bezeichnet ist, das entgegengesetzte Richtung wie das Antriebsdrehmoment aufweist.
Soll nun die axiale Anpresskraft zwischen den Rollen 82 und den Ringen 80, 81 in jeder Stellung der Rollen 82 einen Wert haben, der dem gerade erforderlichen möglichst nahekommt, so muss die auf das Getriebe ausgeübte Axialkraft proportional dem Drehmoment der Welle 76 sein ; eine Regelung der Axialkraft proportional zum Drehmoment eines der beiden Ringe ergäbe wesentlich schlechtere Verhältnisse und bedeutende Überlastungen, wie dies im Patent Nr. 140952 ausführlich dargelegt ist. Es kann jedoch die Summe der Drehmomente der Ringe 80, 81 zur Regelung verwendet werden, da diese Summe ja immer gleich dem Drehmoment des Rollenträgers 83 sein muss.
In der dargestellten Ausführungsform wird das Drehmoment des Ringes 81 auf einfache Weise über eine Anpressvorrichtung geleitet, indem am rechten Ende des Gehäuses 86 ein Ring 88 befestigt ist, der mit Schrägflächen 89 versehen ist. Ein zweiter Ring 90 mit ebensolchen Flächen 91 stützt sich durch Kugeln 93 gegen den Ring 79 ab und ist so angeordnet, dass die Anpresskugeln 92 zwischen den Schrägflächen 89, 91 Platz finden. Wird nun der Ring 90 an der Drehung gehindert, aber axial beweglich gelassen, so wird in der Anpressvorrichtung 89, 92, 91 eine Axialkraft erzeugt, welche dem Drehmoment des Ringes 81 proportional ist. Das Festhalten des Ringes 90 kann dabei etwa durch eine Hohlwelle 94 erfolgen, welche aussen eine Bremstrommel 95 trägt.
Durch ein Bremsband oder etwa eine Schraubenbandfeder 96 kann diese Trommel 95 an der Drehung gehindert werden. Die Einrichtung kann dabei so getroffen sein, dass die Trommel nur an der Drehung in einer Richtung gehindert wird, in der andern Richtung aber freigegeben ist. Die bisher beschriebene Anpressvorrichtung entspricht den Teilen 59-62 der Fig. 4. Der Ring 90 entspricht dem Teil 59, die Hohlwelle 94 der Welle 74 und der Ring 88 dem Teil 62 der Fig. 4.
Es wurde oben gezeigt, dass die richtige Axialkraft erzeugt würde, wenn über eine Anpressvorrichtung ein Drehmoment geleitet wird, welches der algebraischen Summe der Drehmomente der beiden Ringe 80, 81 entspricht. Nun steht das Reaktionsmoment des Ringes 79 in einem konstanten Verhältnis zum Drehmoment des Ringes 80. Es ist nur im Verhältnis der Laufkreishalbmesser der Rollen 78 auf den beiden Ringen 80, 79 verkleinert und hat weiters, wie oben gezeigt, die entgegengesetzte Richtung wie das Drehmoment von Ring 81. Es muss also das Drehmoment des Ringes 79
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damit es zusammen mit dem Drehmoment des Ringes 81 die geforderte Summenwirkung ergäbe.
In Fig. 5 ist zu diesem Zwecke statt einer einfachen Hebelübertragung eine solche mittels Verzahnungen vorgesehen, die in Fig. 6 durch die Teilkreise und durch die wirksamen Hebelarme veranschaulicht sind. Der Ring 79 ist aussen mit einer Verzahnung 97 versehen, die mit Zähnen 98 eines Segmentes 99 in Eingriff steht, welches auf dem in einem Ansatz 101 des Gehäuses 86 befestigten Bolzen 100 drehbar ist. Das Segment 99 besitzt ferner einen zweiten Zahnkranz 102, der seinerseits in eine Verzahnung 103 der Trommel 95 eingreift. Die soeben beschriebene Anordnung entspricht dem Hebel 71 der Fig. 4, mit dem einzigen Unterschied, dass dieser in axialer Richtung angeordnet ist, während die Übersetzung in Fig. 5 in radialer Richtung wirksam ist.
Dem Drehpunkt 70 des Hebels 71 (Fig. 4) entspricht der Eingriffspunkt 105 der Teilkreise 102, 103, die zur Vereinfachung in Fig. 6 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind wie die Verzahnungen in Fig. 5. Dem Gelenk 72 (Fig. 4) entspricht der Eingriffspunkt 104 der Teilkreise 97, 98. Dem Gelenk 73 entspricht die Drehachse 100 des Zahnsegmentes 99.
Bei der Berechnung der wirksamen Hebelübersetzung ist natürlich zu berücksichtigen, dass die Punkte 104, 105 und 100 auf verschiedenen Radien liegen.
Dreht sich die Antriebswelle 75 im Sinne des Pfeiles 110 (Fig. 6), so will sich auch der Ring 79 mit Zahnkranz 97 im Sinne des gleichgerichteten Pfeiles 106 drehen. Der Ring 80 dreht sich gleichfalls im Sinne des Pfeiles 106 und der Ring 81 trachtet, sich im entgegengesetzten Sinne, also in Richtung
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des Pfeiles 109 zu drehen. Die Umfangskraft 107 im Teilkreis 97 wird als Kraft 108 auf die Achse 100 übertragen. Dabei entsteht eine Reaktionskraft 111 im Punkte 105, also im Teilkreis 103 der Trommel 95.
Der Kraft 108 entspricht ein auf das Gehäuse 86 übertragenes Drehmoment von gleicher Grösse wie das Drehmoment des Ringes 80. Das aus den Drehmomenten der Ringe 80 und 81 im Gehäuse 86 i gebildete Summendrehmoment wird durch die Anpressvorrichtung 89, 92, 91 auf die Trommel 95 übertragen. Diesem Summendrehmoment entspricht im Teilkreis 103 eine Umfangskraft 112. Im
Falle der Getriebeübersetzung 1 : 1 sind (unter Vernachlässigung der Reibungsverluste) die Kräfte 111 und 112 gleich gross und heben sich daher auf. Das Gesamtreaktionsmoment des Getriebes ist dann
Null und die beschriebene Anordnung erlaubt trotzdem mittels einer einzigen, von den Reaktions- momenten betätigten Anpressvorrichtung die dem zwischen den Wellen 75 und 76 übertragenen
Drehmoment proportionale Axialkraft zur Anpressung des Getriebes zu erzeugen.
Die beschriebene Getriebeanordnung kann mit geringen Änderungen in bezug auf die Antriebs- und Abtriebswelle auch als sogenanntes Differentialgetriebe verwendet werden, wobei bei gleicher
Anordnung der Anpressvorrichtung ebenfalls die jeweils erforderliche Axialkraft erzeugt wird. Es muss in diesem Fall nur die Welle 75 bzw. der mit ihr verbundene Rollenträger 77 stillstehen, während die Rohrwelle 94 bzw. die Trommel 95 angetrieben werden muss. Die Abtriebswelle 76 bleibt mit dem
Rollenträger 83 verbunden. Man erhält dann einen Drehzahlbereich der Abtriebswelle 76 von etwa
0-7 der Drehzahl der Antriebswelle 75 bis zum Stillstand, der in der gezeichneten Rollenstellung ein- tritt.
Falls der Neigungswinkel der Rollen 78 kleiner ist als der grösstmögliche Neigungswinkel der
Rollen 82, erhält man auch noch Drehzahlen der Abtriebswelle 76 über den Nullpunkt hinaus in ver- kehrter Richtung.
Bei der beschriebenen Getriebeart ist es besonders wichtig, dass die erzeugte Axialkraft proportional dem Drehmoment des Rollenträgers 83 ist, da andernfalls das Getriebe wesentlich grösser dimensioniert werden müsste, um nicht einer raschen Zerstörung zu unterliegen. Dies soll an Hand der Diagramme nach Fig. 7 und 8 klargemacht werden, bei denen auf der Ordinatenachse die Axial- kräfte, auf der Abszissenachse die verschiedenen Übersetzungen des Getriebes von 1 : 1 bis 1 : 3 auf- getragen sind. Fig. 7 veranschaulicht die Axialkräfte, die durch eine Anpressvorrichtung erzeugt werden, die nur mit einem der Ringe 80 oder 81 verbunden ist. Die Kurve 110 zeigt jene Axialkraft, welche erforderlich ist, um bei konstantem Drehmoment an der Antriebswelle eine gleitungsfreie Übertragung zu sichern.
Man sieht, dass diese Axialkraft ziemlich geradlinig im Verhältnis der Über- setzung ansteigt. Würde nun eine Anpressvorrichtung mit dem Ring 80 bzw. mit dem Ring 79 ver- bunden, so würde sich die Gerade Al ergeben, d. h. die Axialkraft ist konstant und hat dauernd den höchsten Wert, der etwa dreimal so gross ist als ihr niederster Wert. Mit andern Worten, die Anpress- drücke im Getriebe sind so gross, als wenn die dreifache Leistung übertragen würde.
Die Verluste sind dementsprechend gross und die Lebensdauer des Getriebes gering ; würde man anderseits die
Anpressvorrichtung nur mit dem Ring 81 verbinden, so erhielte man die Kurve dz Dabei ist wohl die Überlastung bei den hohen Geschwindigkeiten vermieden, dagegen steigt die Axialkraft gegen die Übersetzung 1 : 3 zu bedeutend an und ist etwa dreimal so gross als nötig. Es müsste also aus diesem
Grunde das Getriebe wesentlich stärker bemessen werden, um Bruchgefahr zu vermeiden, oder aber man dürfte das Getriebe bei den von 1 : 1 abweichenden Drehzahlverhältnissen nur mit einem Bruchteil der normalen Last betreiben. Die in beiden soeben beschriebenen Fällen bei verschiedenen Über- setzungen auftretenden Überlastungen sind durch schraffierte Flächen kenntlich gemacht.
Fig. 8 stellt die Verhältnisse für die in Fig. 5 gezeigte Anordnung dar. Die durch die vereinigten
Drehmomente der Ringe 79 und 81 erzeugte Axialkraft ist 113, die zur Kraftübertragung gerade benötigte Axialkraft ist wieder Man erkennt, dass die auftretenden Überlastungen sehr gering sind. Sie lassen sich noch verkleinern, wenn man etwa durch geeignete Wahl der Hebelübersetzung den Unterschied zwischen Ao und. 113 in der Nähe der Übersetzung 1 : 1 noch verkleinert und dann nach Art der Anordnung der Fig. 3 vom Punkte, an dem Ag = 110 ist, gegen die Übersetzung 1 : 3 zu eine Verminderung der Axialkraft eintreten lässt.
Eine solche Anordnung wird naturgemäss etwas verwickelter als die in Fig. 5 beschriebene, mit der man in den meisten praktischen Fällen das Aus- langen finden wird.
Eine Änderung der erzeugten Axialkraft, welche unabhängig von Änderungen des Drehmomentes des mit der betreffenden Anpressvorrichtung verbundenen Getriebeteiles ist, lässt sich auch bei einer
Anordnung nach Fig. 2 erzielen, wenn die Hebelübersetzung veränderlich ausgebildet wird. Derartige
Anordnungen sind in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Gemäss Fig. 9 ist auf der Welle 120 der Ring 121 befestigt, welcher auf seiner rechten Seitenfläche mit Schrägflächen 122 versehen ist. Zwischen diesen und den gegenüberliegenden Schrägflächen 125 des auf der Welle 120 lose drehbaren und längsverschieblichen Ringes 124 befinden sich Kugeln 123. Der Ring 124 stützt sich durch eine Kugelreihe 126 gegen den Getriebelaufring 127 ab, welcher gleichfalls lose drehbar und längsverschieblich auf der Welle 120 gelagert ist.
Der Ring 121 ist, ähnlich wie der Teil 22 in Fig. 2, aussen mit einer Reihe Bohrungen 128 versehen. Ebenso ist der Laufring 127 mit einer gleichen Zahl gegenüberliegender Bohrungen 129 versehen. Der Ring 124 ist auf seinem äusseren Umfang mit einer gleichen Zahl von radialen Schlitzen 136 versehen, in denen Kugeln 133 gleiten, welche auf Stangen 130 längsbeweglieh sind. Die Stangen 130
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werden durch Klauen 137 eines Ringes 134 in einer bestimmten Lage so festgehalten, dass alle Kugeln auf ihren Stangen 130 sich in bezug auf die Köpfe 131, 132 in gleicher Lage befinden. Der Ring 134 ist als Muffe mit einer Nut 135 ausgebildet, so dass er auch während des Umlaufen in axialer Richtung durch eine (nicht dargestellte) Gabel verstellt werden kann.
Diese Verstellbewegung kann entweder mit der Verstellbewegung der Geschwindigkeitsregulierung gemeinsam erfolgen oder auch in Abhängigkeit von andern Faktoren betätigt werden.
Statt die Änderung des Übersetzungsverhältnisses durch Verschieben des mittleren Drehpunktes der Übersetzungshebel zu bewirken, kann dies auch durch andere Massnahmen, etwa durch Verschwenken dieser Hebel um ihren mittleren Drehpunkt, erfolgen. Das Übersetzungsverhältnis wird dann dadurch geändert, dass die Entfernung der Gelenke des Hebels (12 und 14 in Fig. 1) von der Getriebeachse geändert wird, während das Verhältnis der Hebelarme unverändert bleibt. Eine solche Ausführung ist in Fig. 10 gezeigt. Auf der Welle 140 sitzt der Ring 141 fest, welcher durch die Anpressvorrichtung 142, 143, 145 mit dem Ring 144 verbunden ist. Der Ring 144, welcher lose auf der Welle 140 sitzt, stützt sich mittels der Kugelreihe 146 gegen den Ring 147, der seinerseits gegen den Getriebelaufring 148 anliegt.
Auch die Ringe 147 und 148 sitzen lose auf der Welle 140. Der Ring 141 ist am Umfang mit radialen Schlitzen 149 versehen. Eine gleiche Anzahl von solchen Schlitzen befindet sich im Laufring 148. Weiters ist auch der Ring 144 mit Ausnehmungen 158 versehen, welche je zwischen den Schlitzen 149, 154 liegen. Mehrere Doppelhebel 151, 152, 159 sind mit ihrem mittleren Kugelzapfen 157 derart in den Ausnehmungen 158 des Ringes 144 gelagert, dass sie sowohl in einer axialen Ebene schwingen können, als auch senkrecht dazu geringe Verdrehbewegungen ausführen können.
Die beiden Arme 151 und 15Z des Doppelhebels tragen drehbare Kugeln 150, 153, welche sich in den Schlitzen 149 bzw. 154 bewegen können. Der Doppelhebel ist ferner mit einem Arm 159 versehen, welcher ein Gelenk 160 trägt, mittels welchem der Doppelhebel um seinen Kugelzapfen 157 verschwenkt werden kann. Die voll gezeichnete Stellung des Doppelhebels ergibt die grösste Übersetzung zwischen dem Laufring 154 und der Anpressvorrichtung 142, 143, 145, da der Abstand der Kugel 153 von der Getriebeachse sehr klein ist und somit eine grosse Umfangskraft zur Wirkung kommt. Der gestrichelten Stellung des Doppelhebels entspricht die geringste Umfangskraft und daher auch die kleinste von der Anpressvorrichtung erzeugte Axialkraft.
Es ist selbstverständlich, dass bei Verwendung mehrerer Doppelhebel alle Gelenke 160 gemeinsam verstellt werden müssen.
Statt der angeführten mechanischen Übersetzungen (Hebel, Zahnsegmente) könnten selbstverständlich auch andere Arten von Übersetzungen, z. B. auch hydraulische Übersetzungen, zur Anwendung gelangen, ohne an dem Erfindungsgedanken etwas zu ändern. Die beschriebenen Ausführungformen sind diesbezüglich nur als Schemata von grundsätzlichen Anordnungen aufzufassen, da es unmöglich ist, alle Kombinationen und Verwendungen der der heutigen Technik bekannten äquivalenten Übersetzungsvorrichtungen zu beschreiben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anpressvorrichtung, insbesondere für Reibungsgetriebe, die durch Relativbewegung ihrer Teile wirksam wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Erzeugung des Anpressdruckes verwendete Drehmoment der Anpressvorrichtung unter Zwischenschaltung einer Übersetzung zugeführt wird.