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Reibradgetriebe.
Im Patent Nr. 149894 ist ein Reibradgetriebe unter Schutz gestellt, bei welchem das Abtriebsreibrad auf ein Ritzel treibt, das, auf einem Schwingarm sitzend, frei um die Achse eines Sonnenrades schwingt und in dessen Zahnkranz eingreift, wobei durch den Rückdruck der beiden Zahnräder der Anpressdruck zwischen den beiden Reibrädern erzeugt wird. Es wurde festgestellt, dass elastische oder nachgiebige Glieder im Übertragungsgetriebe nicht vorhanden sein dürfen, wenn man ein einwandfreies Arbeiten des Getriebes und einen kräftigen Anpressdruck zwischen den Reibrädern erzielen will. Das Wesen der Erfindung wurde deshalb bei diesem älteren Patent darin gesehen, dass das Abtriebsreibrad auf der Achse des frei um die Achse des Sonnenrades schwingenden Ritzels angeordnet wird.
Diese Anordnung stellt nur eine bestimmte Ausführungsmöglichkeit dar. Die gleiche Wirkung lässt sich, wie eingehende Versuche ergeben haben, allgemein auch dann erreichen, wenn das Abtriebsreibrad mit der Achse des frei um die Achse des Sonnenrades schwingenden Ritzels unnachgiebig, z. B. durch Zahn-, Schrauben-oder Schneckenräder, gekuppelt wird. Bei derartigen Getrieben lässt sich auch eine bestimmte Vorschrift für die Drehrichtung des Getriebes geben, die massgebend ist, wenn der erhöhte Anpressdruck und damit das gute Arbeiten des Getriebes erreicht werden sollen.
Zur näheren Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der teils bekannte, teils neue Ausführungsformen dargestellt sind. Fig. 1-4 erläutern die ver-
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Beim Getriebe nach Fig. 1 geht der Antrieb von der Welle 1 aus, die eine Reibscheibe 2 in der durch einen Pfeil bezeichneten Richtung antreibt. Die Abtriebsreibscheibe 3 steht mit einem Ritzel 4 in fester Verbindung, das von einem Schwingarm 5 geführt wird und in die Zähne des auf der Abtriebswelle 6 sitzenden Sonnenrades 7 eingreift. Die Darstellung in Fig. 1 veranschaulicht ein einstufiges Getriebe. Ersetzt man die Reibscheibe 2 durch eine kegelförmige Reibscheibe 2'und bildet man die Abtriebsreibscheibe 3'entsprechend aus, so kommt man zum stufenlosen Reibradgetriebe, bei dem durch Axialverschiebung der Antriebswelle 1, z. B. mittels Zahnstange 8 und Zahnrad 9, verschiedene Übertragungsgeschwindigkeiten von der gleichlaufenden Antriebswelle 1 auf die Abtriebswelle 6 übertragen werden können.
Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht zu Fig. 1, aus der insbesondere die zu wählenden Umlaufrichtungen zu erkennen sind, damit man am Schwingarm 5 einen Rückdruck Z zwischen den Zahnrädern 4 und 7 erhält, der als Anpressdruck P an die Berührungsstelle zwischen der Antriebsreibscheibe 2 und der Abtriebsreibscheibe 3 übertragen wird. Fig. 3 zeigt im schematischen Längsschnitt und Fig. 4 in schematischer Seitenansicht im Prinzip das gleiche Getriebe, nur steht das Ritzel 4, welches sich gemäss dem früheren Patent auf der gleichen Achse befindet wie die Abtriebsreibscheibe 3, mit einem Sonnenrad 7'in Eingriff, das mit Innenverzahnung versehen ist. Es ergibt sich daraus eine Umkehr der Bewegung des Abtriebsreibrades 3 gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 und 2.
Der Schwingarm 5 ist in diesem Falle zwischen die Abtriebsreibscheibe 3 und das Ritzel 4 verlegt worden.
Statt der aus dem Patent Nr. 149894 bekannten Anordnung von Abtriebsreibscheibe 3 und Ritzel 4 auf der gleichen Achse können nun günstige Anpressdrücke auch mit Anordnungen erzielt
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werden, bei denen das Abtriebsreibrad mit der Achse des frei um die Achse des Sonnenrades schwingenden Ritzels unnachgiebig, z. B. durch Zahnräder, gekuppelt ist. Solche Ausführungen sind in den Fig. 5-10 veranschaulicht. Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung, dass zwischen die Abtriebsreibscheibe 3 und das frei um die Achse 6 des Sonnenrades 7 schwingende Ritzel 4 eine Räderkette gelegt ist, die im gezeichneten Beispiel aus den Zwischenrädern 10 und 11 besteht. Sämtliche vier Räder 7,4, 10, 11 sind an einem gemeinsamen Schwingarm 12 gelagert.
Bei den in Fig. 5 eingetragenen Umlaufrichtungen ergeben sich Zahndrücke Z zwischen Sonnenrad 7 und Ritzel 4, Z'zwischen Ritzel 4 und Rad 10 und Z" zwischen den beiden Zwischenrädern 10 und 11. Alle diese Zahndrücke werden über den gemeinsamen Schwingarm 12 auf die Achse der Abtriebsreibscheibe übertragen und wirken sich als Anpressdruck P an der Anlagestelle zwischen Antriebsreibscheibe 2 und Abtriebsreibscheibe 3 aus.
Es ist zu ersehen, dass Fig. 5 keine besonders günstige Kraftausnutzung darstellt, denn der Zahndruck Z''wirkt in umgekehrter Richtung wie die Zahndrücke Z und Z". Es wird sich demnach an der Anlagestelle zwischen den beiden Reibrädern ein Anpressdruck P einstellen, der sich, abgesehen von den verschiedenen Hebelarmen, an denen die Zahndrücke angreifen, ungefähr aus Z + Z"-Z' ergibt.
Will man eine günstigere Ausnutzung haben, so muss man die Zahndrücke so verlegen, dass das ungünstige Moment, welches sich aus dem Zwischendruck Z'ergibt, vermindert wird. Fig. 6 zeigt eine Anordnung, wie ein erhöhter Anpressdruck P zwischen Antriebsreibscheibe Z und Abtriebsreibscheibe 3 erzielt werden kann. Die zusätzlichen Zahnräder 11 und 10 sind aus der gemeinsamen Verbindungslinie zwischen Sonnenrad 7 und Ritzel 4 herausgerückt.
Noch günstiger werden die Verhältnisse, wenn man diese Herausrückung noch mehr vergrössert.
Fig. 7 zeigt z. B. eine Anordnung, bei der sämtliche Zahndrücke Z, Z'und Z"im gleichen Sinne drehende Momente um die Abtriebswelle 6 erzeugen, so dass also in diesem Falle ein Maximum von Anpressdruck P zwischen Antriebsreibscheibe 2 und Abtriebsreibscheibe 3 erzielt werden kann.
Während die Fig. 5-7 die Anordnung der ganzen Räderkette an einem gemeinsamen Schwing- arm 12 zeigen, gibt Fig. 8 eine Anordnung wieder, bei der die starre Kupplung zwischen Ritzel 4 und Abtriebsreibscheibe 3 über ein einziges Zwischenrad 13 erfolgt, das an einem Schwingarm 14 gelagert ist, der um die Achse 15 des Ritzels 4 ausschwingen kann. Bei den eingezeichneten Drehrichtungen ergeben sich dabei Zahndrücke Z und Z', die beide über den Schwingarm 14 auf die Achse der Abtriebsscheibe 3 übertragen werden. An diesem Schwingarm 14 setzen sich die Kräfte Z und Z'zu einer Resultierenden zusammen, die dann den Anpressdruck P zwischen Antriebsreibscheibe 2 und Abtriebsreibscheibe 3 ergibt.
In diesem Falle kann das Kupplungsrad 13 zwischen Ritzel 4 und Abtriebsreibscheibe 3 eine Schwingbewegung nicht nur um die Achse 15 des Ritzels 4, sondern auch um die Achse 6 des Sonnenrades 7 vollführen. Man hat infolgedessen eine völlig freie Einstellmöglichkeit der Abtriebsreibscheibe 3 gegenüber der Antriebsreibscheibe 2 und infolgedessen auch ein Höchstmass an Ausnutzung der Rückdrücke aus den Zahnrädern für den Anpressdruck P.
Ist man sich über das Wesen des Entstehens des Anpressdruckes P aus beiden Rückdrücken Z und Z'beim Getriebe nach Fig. 8 klar, dann kann man die völlig freie Führung des Kupplungsrades 3 auch durch eine erzwungene Führung ersetzen, die beispielsweise durch den in Fig. 9 gezeichneten Lenker 16 oder durch den gestrichelt gezeichneten Lenker 16'herbeigeführt wird. Jeder dieser Lenker schwingt natürlich um eine feste Achse 17 bzw. 18. Es ist zu erkennen, dass die gewählte Führung eine freie Übertragung der zwischen den Zahnrädern entstehenden Rüokdrücke auf die Anlagestelle zwischen Antriebsreibscheibe und Abtriebsreibscheibe ermöglicht.
Genau das gleiche erreicht man, wenn man statt der in Fig. 9 gezeichneten Lenkerführungen andere Führungen anwendet, z. B. die in Fig. 10 angenommene feste Führung 19 für den Zapfen 20 des Zwischen-oder Eupplungsrades j.
Bei allen bisher beschriebenen Einrichtungen waren zur unnachgiebigen Kupplung des Abtriebsreibrades mit dem Ritzel Zahnräder zur Anwendung gekommen. In gleich günstiger Weise lassen sich jedoch zwischen das frei um die Achse 6 des Sonnenrades 7 schwingende Ritzel 4 und die Abtriebsreibscheibe 3 auch andere Rädergetriebe einschalten, z. B. Schrauben- oder Schneckenräder. Fig. 11 zeigt eine Anordnung, bei der die Abtriebsreibscheibe 3 mit einem Schneckenrad 21 auf der gleichen Achse 20 vereinigt ist. Mit dem Schneckenrad 21 steht die Schnecke 22 in Eingriff, die ihre Bewegung über Kegelräder 23 und 24 auf das Ritzel 4 überträgt. In diesem Falle entsteht bei den gewählten Drehrichtungen in der Ebene der Reibscheiben ein Rückdruck Z zwischen Sonnenrad 7 und Ritzel 4 und ein Rückdruck Y zwischen Schnecke 22 und Schneckenrad 21.
Beide zusammen ergeben den Anpressdruck P der Abtriebsreibscheibe 3 an die diesmal ausserhalb der Abtriebsreibscheibe 3 angeordnete Antriebsreibscheibe 2.
Beachtet man die in die Figuren eingetragenen Drehrichtungen, so erkennt man, dass für die Wahl der richtigen Drehrichtungen bestimmte Regeln gelten. In allen den Fällen, in denen das Sonnenrad mit Aussenverzahnung versehen ist, muss die Umlaufrichtung des Abtriebsreibrades im Sinne der Wanderbewegung gewählt werden, mit der bei festgehaltenem Sonnenrad sieh die Abtriebsreibscheibe in Bewegung zu versetzen sucht. In Fig. 5 z. B. ist für die Abtriebsreibscheibe 3 eine im Sinne des Uhrzeigers verlaufende Drehrichtung angenommen. Wird hiebei das Sonnenrad 7 festgehalten gedacht,
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so hat diese Bewegung zur Folge, dass sich das dem Sonnenrad 7 zunächst liegende Ritzel 4 im Sinne der Uhrzeigerbewegung auf dem festgehaltenen Sonnenrad abzurollen sucht.
Da sämtliche Achsen der Räder im Falle der Fig. 5 mit dem gemeinsamen Schwingarm 12 verbunden sind, erstreckt sich diese Wanderbewegung bei festgehaltenem Sonnenrad auch auf die übrigen Räder 10 und 11. Der rechts drehenden Wanderbewegung entspricht also die rechts drehende bzw. im Sinne des Uhrzeigers verlaufende Drehung der Abtriebsreibseheibe. Genau die gleiche Regel gilt für die übrigen Ausführungen 6-11.
Wird dagegen das Sonnenrad, wie in Fig. 3 dargestellt, mit Innenverzahnung versehen, so tritt eine Umkehr in der Wanderbewegung ein. Bei Sonnenrädern mit Innenverzahnung muss demnach die Umlaufrichtung des Abtriebsreibrades entgegengesetzt zum Sinne der Wanderbewegung bei festgehaltenem Sonnenrad bzw. festgehaltener Abtriebswelle gewählt werden, wenn man einen ausreichenden Anpressdruck und damit ein gutes Arbeiten des Getriebes erzielen will.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Reibradgetriebe, bei welchem das Abtriebsreibrad (3) auf ein Ritzel (4) treibt, das, auf einem Schwingarm (5 bzw. 12) sitzend, frei um die Achse (6) eines Sonnenrades (7) schwingt und in dessen Zahnkranz eingreift, wobei der Zahndruck (Z) der beiden Zahnräder (7, 4) den Anpressdruck (P) zwischen den beiden Reibrädern (3, 2) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsreibrad (3) mit dem Ritzel (4) zwangläufig durch einen Rädertrieb (10-11, 13 bzw.
21-22-23) derart gekuppelt ist, dass die im Rädertrieb entstehenden Rückdrücke (Z', Z", Y) den Anpressdruck (P) zwischen den beiden Reibrädern (3, 2) verstärken.