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Ein- oder mehrreihiges Reibrollengetriebe
Die Erfindung bezieht sich auf ein Reibrollengetriebe, ein-oder mehrreihig, mit umlaufenden Kegelrollen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, bei Reibrollengetrieben, bei denen die Reibrollen umlaufen und so ausgebildet sind, dass ein Kegelstumpf vorhanden ist, an dem der Treibkopf anliegt und anschlie- ssend an den Kegelstumpf ein kegliger Teil vorhanden ist, an dem der Abtriebring anliegt, zu erreichen, dass immer ein inniger Reibkontakt vorhanden ist, auch wenn die Last sich ruckweise ändert und wenn Deformationen der an der Kraftübertragung beteiligten Teile auftreten, oder aber wenn bei der Montage durch Toleranzen ein nicht gleichmässiges Aufliegen der kraftübertragenden Teile auftritt.
Weiterer Erfindungszweck ist es, die Kegelrollenreihen so anzuordnen, dass sich die lastabhängigen Anpresskräfte aufheben und die Lager selbst nicht mehr unter Anpressspannung stehen, d. h. druckentlastet sind.
Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, dass die Stützflächen selbsteinstellend ausgebildet sind, wodurch ein gleichmässiges Anliegen des Treibkopfes und der Hökerkupplung an den Verkeilungsflächen des Kegelstumpfes erreicht wird.
Nach diesem Erfindungsmerkmal wird also ein etwaiger Zwischenraum oder eine Verschiebung der Winkel in bezug auf den Treib- bzw. Stützkontakt dadurch vermieden, dass derartige Winkelkorrekturen nicht an der Stütz-, oder Peib- oder Antriebsfläche vorgenommen werden, sondern sich z. B. auf gelenkig ausgebildete Teile über Kugeln übertragen und dort sich ausgleichen, ohne uass aber irgendwie eine schädliche Beeinflussung der Flächenpressung stattfindet.
Eine mögliche Ausführung besteht darin, dass die sich selbst einstellenden, am Kegelstumpf anliegenden Stützflächen der Hökerkupplung von unabhängig voneinander beweglichen Stützscheiben gebildet werden, die sich gemeinsam über Kugeln an einer am Gehäuse anliegenden Stützscheibe abstützen.
In bezug auf die vorhandene Stützscheibe ist es zweckmässig, dass die0 Stützscheibe von aussen durch ein Handrad über einen Schneckentrieb derart verschieblich ist, dass der Stützdruck der Stützscheiben auf dem Kegelstumpf veränderlich ist.
In bezug auf die gelenkigen Glieder besteht ein Merkmal darin, dass die in einem Käfig geführten Kugeln in an sich bekannter Weise zwischen den Hökern der Stützscheiben, abhängig von der Last, die Anpressung auf die Verkeilungsfläche des Kegelstumpfes übertragen, dabei aber zusätzlich unabhängig von der Last von aussen durch den Käfig gegenüber den Hökern verschiebbar sind.
Mit der Möglichkeit, die in der Hökerkupplung vorhandenen Kugeln von aussen verschieben zu kön- nen, hat man es in der Hand, eine Justierung des Reibrollengetriebes zu ermöglichen, wobei man jetzt ungenauer fabrizieren kann, weil durch diese von aussen erfolgende Justierung etwaige Ungenauigkeiten beseitigt werden.
Eine Möglichkeit dieser Justierung besteht darin, dass in eine Bohrung des die Kugeln führenden Käfigs ein Stift eingreift, der durch einen Exzenter betätigt, den Käfig in der einen oder andern Richtung gegenüber den Hökern verschiebt.
Für die Betätigung dieser Justierung ist es vorteilhaft, dass der Exzenter durch 0eine Feder mittels eines Stiftes mit dem Gehäuse verbunden ist, so dass der Käfig mit den Kugeln gegenüber den Hökern in Ruhestellung des Getriebes immer die gleiche definierte Stellung einnimmt.
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Statt nun die beweglichen Flächen auf der Seite der Stützscheibe anzubringen, besteht eine weitere Möglichkeit darin, dass die an der Verkeilungsfläche des Kegelstumpfes anliegende Fläche des Treibkopfes aus einem festen Teil und einem axial unter Federdruck stehenden Angleichungsteil besteht.
Eine bevorzugte Ausführungsform der einstellenden Flächen auf der Stützseite besteht darin, dass die Wälzbahnen der Ctützscheiben als zwei in verschiedener Höhe am Kegelstumpf laufende Reibbahnen mit einem dazwischen liegenden, die selbständige Einstellung gestattenden Hohlraum ausgebildet sind.
Um die Möglichkeit eines Auftretens von Schwingen oder das Aufschaukeln von Schwingungen zu vermeiden ist es wichtig, dass der Abtriebring als schwingungsdämpfende Ringfeder ausgebildet ist.
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Abtriebglocke durch Stifte verbunden ist.
Bei einer Ausführung bei zweireihigen Getrieben ist es noch wesentlich, dass bei zweireihigen Getrieben die der Hökerkupplung gegenüberliegende Fläche der andern KegelroUenreihe elastisch verformbar, z. B. als Gummipolster ausgebildet ist.
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Lager ist es wichtig, dass auf der Treibwelle sich gegenseitig verkeilende Treibkegelflächen angeordnet sind, von denen die abtriebsseitig angeordnete Treibkegelfläche axial verschieblich durch eine an sich bekannte lastabhängige Hökerkupplung ist, oder aber ohne Hökerkupplung mittels einer Membranfeder axial unter einstellbarer Spannung steht.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass durch das Parallellaufen von zwei Kegelreihen grö- ssere Leistungen übertragen werden können, ohne dass dabei aber eine Beaufschlagung der Lager durch Anpresskräfte zu befürchten wäre. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist es, dass nur verhältnismässig geringe Genauigkeiten bei der Herstellung dieser Getriebe erforderlich sind, da die Teile mittels einer Axialschraube bei der Montage einstellbar sind, und dadurch in bezug auf die Lastübertragung mit einem optimalen Wirkungsgrad arbeiten.
Es ist in diesem Zusammenhang wesentlich, dass die Rollenachsen beim radialen Verkeilungsspiel ohne zusätzliches Verklemmen der Lager Ausweichspiel aufweisen.
Die Einstellung derartiger Lager muss ebenfalls vereinfacht werden. Eine bevorzugte Ausführung besteht darin, dass eine Membranfeder durch eine Gegenmutter die lastabhängige Kupplung vorspannt und der Rollenträger von der Gegenmutter0 über das Lager in bezug des Spieles zwischen den Kegelrollenreihen einstellbar ist.
Man kann derartige Lager dann einfach auf dem Prüfstand einstellen, indem man deren Leerlaufleistung misst und dann an den entsprechenden Gegenmutter dreht, um festzustellen, wann die Leerlaufleistung ein Minimum erreicht. Das Lager ist dann sofort optimal eingestellt mit dem richtigen Spiel, wobei wiederum hier die besonderen Vorteile zu beachten sind, dass auch aus vielen Kegelrollenreihen bestehende Getriebe einfach herzustellen und schnell einzustellen sind.
In bezug auf die Einstellung der Drehzahl ist es wichtig, dass ein über das Kegelrad verdrehbarer Stellzylinder gegenläufig Schrägschlitze besitzt, um die Zapfen an den radial federnden Stützringen in einem Schlitz gegeneinander oder auseinander zu bewegen.
Es genügt, nur ein Handrad auf dem Gehäuse anzubringen, um einen Stellzylinder zu bewegen und um dann stufenlos jede gewünschte Drehzahl einstellen zu können.
Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt ; dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hiefür noch weitere Erfindungsmerkmale hervor : Fig. 1 zeigt in der Vorderansicht ein zweireihiges Reibrollengetriebe, wobei die obere Seite im Schnitt ist und die untere Seite nur einen teilweisen Schnitt des Gehäuses zeigt, um die Drehzahlregelung erkennen zu lassen, Fig. 2 ist die Seitenansicht der Fig. 1 in Blickrichtung A-B der Fig. 1, wobei die Sicht auf die Stützringe bei herausgenommenen Reibrollen gezeigt ist, Fig. 3 zeigt eine EinzelheitdesAbtriebringes, Fig. 4 zeigt einen andern Abtriebring, Fig. 5 zeigt schematisch die Möglichkeit der selbsttätigen Nulljustierung durch einen Exzenter, Fig. 6 zeigt schematisch die Wirksamkeit der Nulljustierung der Fig. 5, Fig.
7 zeigt die Möglichkeit, wie auf der Treibkopfseite eine selbsttätige Einstellung ermöglicht werden kann, Fig. 8 zeigt im oberen Teil einen Schnitt durch das Getriebe und im unteren Teil das Gehäuse teilweise aufgeschnitten, so dass der darunteriiegende Stellzylinder sichtbar wird, Fig. 9 zeigt ein Getriebe bei dem der Rollenträger feststehend ist, Fig. 10 ist ein Schnitt längs A-B nach Fig. 2.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die beiden Reibrollen 70 über die Differentiale 2, 3 mittels Verzahnung 5 angetrieben, wobei die Achsenträger 4 lose. auf der Treibwelle 1 aufgesteckt sind. Die Reibrollenachsen 8 sind mit Spiel X mittels eines Langloches längsverschieblich, aber in Drehrichtung
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verdrehungssicher gelagert und mittels Stift 9 gesichert. Die Reibrollen 7 sind zwischen den Treibringen 6, den beiden Abtriebsringen 10 und den beiden axial verschieblichen Stützscheiben 11,12 eingekeilt. Die Kraftübertragung von den beiden Stützscheiben 11,12 findet über Kugeln 13 statt, die in einem Kugelring 14 geführt sind.
Die Kugeln, die auf der einen Seite an den Flächen der Stützscheiben 11, 12 anliegen, liegen auf der andern Seite an einer weiteren Stützscheibe 15 an, wobei diese Stützscheibe sich am Gehäuse 16 abstützt. Die Stützscheibe 15 lässt sich aber durch eine Stellmutter 17 verdrehen, wobei diese Stellmutter 17 ein Schneckenrad 18 darstellt, das über die Schneckenwelle 19 aussen vom Handrad 20 verdreht werden kann.
Der Kugelring 14 ist ebenfalls verstellbar,, u. zw. ist ein Hohlstift 21 vorhanden, In diesem Hohlstift ist die Exzenterachse 22 drehbar gelagert. Dieser Exzenter besitzt einen Stift 23, der in einen Radial- schlitz des Kugelringes 14 eingreift. Wird der Exzenter in der einen oder andern Richtung verschwenkt, so wird auch der Kugelring 14 entsprechend dem Abstand des Exzenters von der Drehwelle in der einen oder andern Richtung ebenfalls verdreht.
Die Nullstellung dieses Exzenters wird dadurch erreicht, dass am Exzenterhebel bei 24 eine Spiralfeder 25 befestigt ist, die bei 26 mit dem Gehäuse verbunden ist.
Insbesondere aus der Fig. 5 und dem Vergleich mit der Fig. 6 ka. 1kL man erkennen, dass z. B. bei Fig. 6 oben die Kugeln ihre Nullage einnehmen, d. h. die Hökerkupplung ihre Mittellage einnimmt, während in der Fig. 6 unten jetzt eine Vorspannung schon dadurch erreicht wurde, indem der Kugelring verschoben wurde. Diese Verschiebung aus der Nullage ist in der Fig. 6 mit Y bezeichnet.
Betrachtet man jetzt das Getriebe nur als einreihiges Getriebe, dann ist ersichtlich, dass die Kraft- übertragung bzw. die Verkeilung der Reibrollen 7 durch die Kegelflächen des Treibringes 6, und der Stützscheiben 11 und 12 am kegelstumpfartigen'Teil gegenüber dem Abtriebring 10 erfolgt. Mit zunehmender Last wird also von diesen Flächen ein zunehmendes Heraufdrücken nach dem Abtriebring 10 und damit ein grösserer Reibkontakt erreicht, wie es ja auch erforderlich ist.
Es ist dabei nie möglich, dass die Flächen, die am kegelstumpfartig ausgebildeten Teil angreifen, irgendwie klaffen können, da die Stütz- scheiben 11 und 12 sich so einstellen können, dass auf jeden Fall Treibring 6 anliegt und der Abtriebring 10 ebenfalls nachgiebig ist, insbesondere soweit schwingungsdämpfend ist, dass keine Schwingungen auftreten können.
In der Fig. 7 ist dann noch die andere Möglichkeit gezeigt, dass die Fläche der Treibringe 6 unterteilt ist. Diese beiden Flächen sind in der Fig. 7 mit 27, 28 bezeichnet, wobei diese 0Flächen gegeneinander unter dem Lasteinf1uss oder unter einer Deformierung oder durch Toleranzungenauigkeiten durch eine zwischengeschaltete Feder 29 sich auch gegeneinander verschieben können. Die Befestigung der Abtriebringe, die als Ringfedern ausgebildet sind, sind in den Fig. 3 und 4 noch dargestellt, dabei kann entwe- der durch Stifte 30, die in Bohrungen der Abtriebglocke 31 eingreifen, diese Befestigung erfolgen, oder aber es erfolgt ein Einschrumpfen, wie in der Fig. 3 dargestellt. Schlitze 35 dienen dann noch zur Verringerung des Trägheitsmomentes und zur leichteren Ausführung.
Bei dem Differential findet bei derDrehzahlregelung die Verstellung der beiden Antriebsringe 10 ge- geneinander durch Schlitze 30 statt, die sich in einer Verstellglocke 31 befinden. Die Zapfen 32 sind dann mit den Stützringen verbunden, wobei Schlitze 34 die Verstellung in der einen oder andern Richtung ermöglichen.
Hinsichtlich des Ausführungsbeispieles der Lagerentlastung wird zu den Fig. 8-10 das Folgende be- merkt :
Die beiden axial verschieblichen Rollenträger 43,44 tragen Zapfen 46, wobei auf jedem Zapfen Rollen schrägachsig aufgestellt sind. Wenn z. B. zwei Rollenträger 43 und 44 vorhanden sind, dann werden diese durch Mitnehmerzapfen-45 zur Aufnahme des Drehmomentes miteinander verbunden, wobei eine sichere Mitnahme bei gegenseitiger klemmfreier Abstützung bzw. Aufnahme der axialen Verkeilung stattfindet.
Die Verkeilung erfolgt, weil auf der Treibwelle 35 zwei gegeneinander geneigte Treibkegel vorhanden sind, wobei der eine Treibkegel 38 axial verschieblich ist und eine an sich bekannte Hökerkupplung mit im Käfig geführten Kugeln 39 vorhanden ist, so dass, entweder durch die Gegenmutter 42 die Mern- branfeder 41 vorgespannt ist oder durch Einleitung eines Drehmomentes der Teil 40 auf die Kugeln 39 gepresst wird und dadurch der Teil. 38 mit zunehmender Last immer mehr an die Treibkegelmantelfläche der Kegel 47-gepresst wird, so dass durch diese axiale Verkeilung die Kegelrollen jetzt so nach oben gepresst werden, dass sie sich an den Stützringen 52 und 53 abwälzen.
Um jede Verlustreibung zu vermeiden, treffen sich die jeweiligen Treibkegelmantellinien auf der Treibachsenmitte mit einem Abstand x.. wogegen sich die Tangenten der Umhüllungen der beiden Reib -
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rollen im Punkt xi au der Schnittlinie der beiden Kegelschrägachsen ausserhalb der Achsenmitte kreuzen.
Der rechte Rollenträger43 ist mit dem linken Rollenträger44 mit Spiel x4 axialverschieblich geführt und mittels Mitnehmerzapfen 45 zusammengekuppelt. Es sind auf beiden Rollenträgern die Achsen 46 mit den Kegelrollen 47 lose drehbar aufgesteckt. Der Rollenträger43'ist mit der hohlen Abtriebswelle 48 mittels Planschrauben 49 starr gekuppelt und durch Lager 50 im Gehäuseteil 51 gelagert. An den aussenliegenden Mantelflächen der beiden Kegelrollenreihen 47 werden diese mittels der beiden verdrehungsfesten, aber mit Spiel X5 radialfedernden Stützringe 52,53 radial abgestützt. Die beiden Stützringe 52 und 53 tragen z. B. je uml20 versetzte Zapfen 54, 55, die in einseitig offenen Axialschlitzen 58, 59 verschiebbar sind.
Auf dem Gehäusezylinder 36 ist ein Stellzylinder 57 mit gegenläufigen Schrägschlitzen 58, 59 drehbar aufgesteckt, in die die 0äusseren Zapfen 54,55 der Teile 52,53 hineingreifen. Die.
Ganghöhe der je drei Schrägschlitze 58,59 entspricht dem Regelweg von 1\ zum R. In der Mitte des Teiles 57 befindet sich eine Verzahnung 60 in Form einer Zahnstange, deren Länge dem Verstellweg ebenfalls entspricht. In diese Zahnstange greift das Kegelzahnrad 61 formschlüssig ein, das mit dem Schaft 62 im Gehäuseteil 51 drehbar gelagert und mittels Gegenscheibe 63 gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Aussen am Vierkantzapfen des Schaftes 62 ist das Handrad 64 befestigt. Beide Gehäuseteile 36 und 51 werden durch Schrauben 65 zusammengehalten. Das rechte Lager 50 ist durch die Stellmutter 66 im Gehäuseteil 51 axial verschieblich befestigt.
Die Wirkungsweise ist folgende : Wird die Treibwelle 35 in Pfeilrichtung x in Drehung versetzt, so
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Zapfen 46 und Zapfenträger 43,44 auf die Abtriebwelle 48 übertragen. Sobald über die Abtriebwelle 48 ein Drehmoment eingeleitet wird, verdreht sich der Treibkopf 38 zum Kugelring 39 gegen den mit Hökern ausgebildeten Andruckring 40, so dass die beiden Treibköpfe axial sich nähern und die Rollen 47 infolge gegenseitiger Abstützung in der Mitte radial lastabhängig gegen die Stützringe 52 und 53 pressen. Werden die Stützringe 52,53 durch Drehen des Handrades 64 bzw. Kegelrades 61 axial gegeneinander
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Um Verklemmungen der Zapfen 46 durch das Verkeilungsspiel zu vermeiden, besitzen die beiden Zapfenträger 43, 44 axial gegenseitiges Spiel x,. Um gleiche Laufradien an den Stützringen einstellen zu können, kann, der Zapfenträger 43,44 mit den Rollen und der Treibwelle 35 durch die Stellmutter 66 einreguliert werden. Ebenfalls kann die Axialvorspannung der Treibköpfe durch die Gegenmutter 42 eingestellt werden.
Fig. 9 zeigt ein Getriebe der beschriebenen Bauart mit dem Unterschiede, dass die Rollen 69, 70 auf Rollenträger 72 paarweise aufgebracht sind, die in bezug auf das Gehäuse 71 feststehen. Die Rollenzapfen 73 können sich beim Verkeilungsspiel entsprechend der Deformation der Abtriebringe 74,75 klemmfrei radial ausgleichen. Der Abtrieb erfolgt über die Glocke 76 und den Verstellzylinder 77, wobei die Drehzahlregelung über die Verzahnung 78 während des Umlaufes so erfolgt, dass bei Anliegen der Regelscheibe 79 am inneren Reibrad 80 über die in der Glocke 76 gelagerten Zahnräder 81, 82 ; 83 die beiden Abtriebringe 74,75 aufeinander zu, und beim Anliegen der Regelscheibe 79 nach aussen voneinander weg verstellt werden. Von der Regelscheibe 79 aussen führt eine Verstellstange 86 durch das Gehäuse 71 hindurch nach aussen.
Die axiale Einregulierung auf gleichen Radienlauf erfolgt über das Gewinde 84 des Rollenträgers 72 bei der Montage. Nach der Einjustierung wird dann die Bohrung durch Schrauben 85 ver- schlossen.
In der Fig. 10 bezeichnen gleiche Bezugszahlen die gleichen Teile. Es ist genau so möglich, die Antriebsseite mit der Abtriebsseite zu vertauschen, ohne dass die Wirkungsweise dadurch beeinträchtigt wird. Ebenfalls kann der Rollenträger am Gehäuse festgehalten und der Abtrieb über die äusseren Abtriebringe 52,53 erfolgen, d. h., dass diese umlaufen, wobei die Drehzahlregulierung dann zentral erfolgt.
Um einen Drehzahlabgriff ins Schnelle zu erreichen, können auch die beiden Abtriebringe 52,53 als Antrieb dienen, wobei entweder der Zapfenträger als Abtrieb dient und Teil 35 und 39 mit dem Gehäuse feststehen oder umgekehrt der Zapfenträger fest und die Treibwelle 35-39 als Abtrieb dienen.
Als Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind alle Möglichkeiten von Reibrollengetrieben zu bezeichnen, bei denen man unter der Vermeidung von Schwingungen beim Auftreten von Deformationen, Anpressschwankungen und Fabrikationstoleranzen eine selbsttätige Einstellung erreichen will und auch eine Justierung möglich machen will.
Durch das neue Getriebe erreicht man einen grossen linearen Regelbereich und infolge der Verkei-
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lungscharakteristik völlig spannungsfreien Lauf, einen hohen Wirkungsgrad sowie eine lastabhängige proportionale Zugkraft, so dass beachtliche wirtschaftliche Vorteile in Erscheinung treten.
Die Lastkupplung kann dabei sowohl einseitig als auch zweiseitig durchgeführt werden, wobei dann beide Treibköpfe bzw. Treibkegel lose auf die Treibwelle aufgesteckt sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Reibrollengetriebe, ein-oder mehrreihig, mit umlaufenden Kegelrollen, die am längeren unteren, als Kegelstumpf ausgebildeten Teil durch einen umlaufenden Treibkopf und einer gegenüberliegenden Stützscheibe, die gleichzeitig lastabhängig Hökerkupplung ist, gegenüber dem am oberen kegligen Teil befindlichen verschiebbaren Abtriebring verkeilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen selbsteinstellend ausgebildet sind, wodurch ein gleichmässiges Anliegen des Treibkopfes und der Hökerkupplung an den Verkeilungsflächn des Kegelstumpfes erreichbar ist.