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Stufenloses Reibungsgetriebe
Die Erfindung betrifft ein stufenloses Reibungsgetriebe mit im Antriebsteil durch Fliehkraft nach aussen getriebenen kegelförmigen Drehkörpern, die sich an einem axial verschiebbaren, mit der Getriebeachse konzentrischen Körper abwälzen und ihre Drehung auf die Abtriebswelle übertragen. Die vorteilhafte Ausbildung dieses Getriebes ermöglicht es, dasselbe für alle Zweige der Technik, vor allem aber für den Kraftwagen-und Werkzeugmaschinenbau und überall dort, wo grosse Untersetzungen sowie die Übertragung grosser Leistungen erforderlich sind, zu verwenden.
Bei einem bekannt gewordenen Getriebe dieser Art erfolgt die Leistungsübertragung auf zweigetrennten Wegen, u. zw. die Drehmomentubertragung durch fliehkraftabhängiges Anpressen der Laufflächen von kegelförmigen Drehkörpern an einem Reibring, die Drehzahlübertragung hingegen über ausserhalb des Kraftweges angeordnete Treibkonusse oder Zahnräder. Dieses Getriebe hat sich für universelle Zwecke als nicht geeignet erwiesen.
Demgegenüber wird ein universell verwendbares Getriebe der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, bei welchem erfindungsgemäss die Drehkörper paarweise mit in entgegengesetzter Richtung zueinander schräg zur Getriebeachse verlaufenden Drehachsen versehen sind und sich entlang einer Erzeugenden des Kegels berühren.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher in den Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen stufenlosen Reibungsgetriebes im axialen Längsschnitt dargestellt sind und in Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie III - III der Fig. 2 gezeigt ist.
Das Getriebe nach Fig. 1 ist insbesondere für den Kraftwagenbau bestimmt, weil es kleine ausmasse besitzt, dabei aber grosse Leistungen übertragen kann. Es weist ein zylindrisches Gehäuse 1 auf, das aussen mit Kühlrippen 2 versehen und nur nach einer Seite zu mit einem Deckel 3 abgeschlossen ist. In diesem ist ein Antriebsstern 4 an seinem einen Ende drehbar gelagert, welcher kegelförmige Drehkörper 11, 11' trägt. Der Antriebsstern 4 ist als Käfig ausgebildet und lagert die Abtriebswelle 5, die innerhalb des Antriebssternes mit zwei Kegelrädern 6, 6'versehen ist.
An zwei einander zugewendeten Kegelflächen 7, 7'des Antriebssternes sind gegeneinander gerichtete Zapfen 10, 10'gelagert, auf denen die Drehkörper 11, 11'zentrisch aufgeschoben und mit ihnen durch Nutenverzahnung axial verschiebbar verbunden sind.
Die Zapfen 10, 10'tragen an ihren der Abtriebswelle zugewendeten Enden Kegelradritzel 12, 12', die mit den Kegelrädern 6, 6'im Eingriff stehen.
Die Drehkörper 11. 1 l'wälzen sich an Reibkörpern 13, 14 ab, welche die Funktion eines feststehen- den Sonnenrades ausüben, axial verschiebbar und gegen Drehung gesichert sind. Über eine Nocke 15 und einen Handhebel 16 werden die beiden Reibkörper 13,14 in die gewünschte Stellung gebracht, wodurch die Über- bzw. Untersetzung eingestellt wird. Die Drehkörper 11, 11'werden durch die Fliehkraft gegen die Reibkörper 13,14 gedrückt. Zum besseren Ausgleich befinden sich im inneren der Drehkörper Tellerfedern 18. Ausserdem sind die Drehkörper als Kegel mit einem Winkel von 900 ausgeführt und stutzen sich entlang einer Erzeugenden gegenseitig ab, so dass bei grösseren Kräften kein Ausweichen der Drehkörper erfolgt.
Es werden mindestens zwei Drehkörperpaare 11, 11'gewählt, ihre Anzahl kann aber je nach den zu übertragenden Kräften beliebig gesteigert werden, wobei nur zu beachten ist, dass die Paare in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.
Die Abtriebswelle 5 ist im Antriebsstern 4 und der Nabe 17 des Reibkörpers 13 gelagert.
Das erfindungsgemässe Getriebe arbeitet in folgender Weise : Die dem Antriebsstern 4 vermittelte Drehung wird auf die in ihm gelagerte Zapfen 10, 10'übertragen, wodurch die Drehkörper 11, 11'infolge der Fliehkraft nach aussen getrieben werden, bis sie satt an den Reibkörpern 13,14 anliegen. Sie wälzen
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sich an diesen ab und übertragen ihre Drehbewegung auf die Zapfen 10,10', welche über die Kegelrä- der 12, 12'die Kegelräder 6, 6'und damit die Abtriebswelle 5 antreiben.
In Abhängigkeit von der Einstellung des Handhebels 16 treibt die Nocke 15 die Reibkörper 13,14 mehr oder weniger auseinander, wodurch ihr Reibungseingriff mit den Drehkörpern 11, 11'auf einem grö- Beren oder kleineren Durchmesser erfolgt, wodurch eine grössere oder kleinere Untersetzung des Getriebes bewirkt wird.
Fig. 2 zeigt ein Getriebe, das vorzugsweise für den Werkzeugmaschinenbau bestimmt ist. Bei diesem
Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 21 nach beiden Seiten offen und durch die Reibkörper 33,34 abge- deckt. Von diesen ist der Reibkörper 33 so angeordnet, dass er nur eine axiale Verschiebung erfahren kann und damit das feststehende Sonnenrad bildet, wogegen der Reibkörper 34 neben einer Axialverschiebung auch eine Drehung ausführen kann, die ihm von den ihn berührenden Drehkörpern 31'erteilt wird.
An Stelle des Antriebssternes 4 nach Fig.1 ist ein hülsenförmiger Antriebskörper 24 vorgesehen, auf welchem ein Triebstern 40 aufsitzt. In diesem sind Nuten 41, 41' zur Aufnahme von Trägern 42, 42'vor- gesehen, die mit Bolzen 44, 44'in Löchern 45, 45'des Triebsternes 40 gelagert sind. Auf den Trägern 42,42' sitzen Zapfen 30, 30', auf welche die Drehkörper 31, 31'zentrisch aufgeschoben sind, die durch
Drucklager 46, 46'in axialer Richtung gesichert sind. Die Bolzen 44, 44'sitzen in entsprechenden Aus- nehmungen 47, 47'des Antriebskörpers 24. Der Reibkörper 33 sitzt auf einer Gewindehülse 48, die mit dem Handrad 36 verbunden ist, welches zur Axialverstellung des Reibkörpers dient.
Der Reibkörper 34 ist mit Zähnen in Nuten 49 einer Hülse 50 gelagert, die auf der Abtriebswelle 25 aufsitzt und mit dieser durch einen Stift 51 auf Drehung gekoppelt ist. Die Hülse 50 weist auch ein Gewinde auf, durch das der
Reibkörper 34 unabhängig vom Reibkörper 33 mittels der Mutter 52 verstellt werden kann. In diesem Fal- le kann die Verstellung des Reibkörpers 33 während des Laufes des Getriebes vorgenommen werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 treibt der Antriebskörper 24 über die Bolzen 44, 44'den An- triestern 40 an, durch dessen Drehung die Drehkörper 31, 31'umlaufen und gegen die Reibkörper 33,34 gedrückt werden. Dabei wälzt sich der Drehkörper 31 am Reibkörper 33 ab, wogegen der Drehkörper 31' den Reibkörper 34 mitnimmt. Von diesem wird die Drehung über die Hülse 50 der Abtriebswelle 25 ver- mittelt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stufenloses Reibungsgetriebe mit im Antriebsteil durch Fliehkraft nach aussen getriebenen, ke- gelförmigen Drehkörpern, die sich an einem axial verschiebbaren, mit der Getriebeachse konzentrischen
Reibkörper abwälzen und ihre Drehung auf die Abtriebswelle übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehkörper (11, 11'bzw. 31,31') paarweise mit in entgegengesetzter Richtung zueinanderschräg zur Getriebeachse verlaufenden Drehachsen versehen sind und sich entlang einer Erzeugenden des Kegels berühren.
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Infinitely variable friction transmission
The invention relates to a continuously variable friction transmission with conical rotating bodies driven outward by centrifugal force in the drive part, which roll on an axially displaceable body concentric with the transmission axis and transmit their rotation to the output shaft. The advantageous design of this gear makes it possible to use the same for all branches of technology, but above all for motor vehicle and machine tool construction and wherever large reductions and the transmission of large powers are required.
In a known transmission of this type, the power transmission takes place on two separate paths, u. Between the torque transfer by centrifugal force-dependent pressing of the running surfaces of conical rotating bodies on a friction ring, the speed transfer, however, via drive cones or gears arranged outside the power path. This transmission has proven unsuitable for universal purposes.
In contrast, a universally applicable gear of the type mentioned is proposed in which, according to the invention, the rotating bodies are provided in pairs with axes of rotation running in opposite directions at an angle to the gear axis and touching one another along a generatrix of the cone.
These and further features of the invention are explained with reference to the drawing, in which two exemplary embodiments of the continuously variable friction transmission according to the invention are shown in axial longitudinal section in FIGS. 1 and 2 and in FIG. 3 a section along the line III - III of FIG is shown.
The transmission according to FIG. 1 is intended in particular for motor vehicle construction because it has small dimensions, but it can transmit large powers. It has a cylindrical housing 1 which is provided with cooling ribs 2 on the outside and is closed off with a cover 3 on only one side. In this a drive star 4 is rotatably mounted at its one end, which conical rotating body 11, 11 'carries. The drive star 4 is designed as a cage and supports the output shaft 5, which is provided with two bevel gears 6, 6 ′ within the drive star.
On two mutually facing conical surfaces 7, 7 'of the drive star, mutually directed pins 10, 10' are mounted, on which the rotating bodies 11, 11 'are pushed centrically and are axially displaceably connected to them by toothing.
At their ends facing the output shaft, the journals 10, 10 ′ have bevel gear pinions 12, 12 ′, which mesh with the bevel gears 6, 6 ′.
The rotating bodies 11. 1 ′ roll on friction bodies 13, 14, which perform the function of a stationary sun gear, are axially displaceable and are secured against rotation. The two friction bodies 13, 14 are brought into the desired position via a cam 15 and a hand lever 16, whereby the step-up or step-down is set. The rotating bodies 11, 11 'are pressed against the friction bodies 13, 14 by the centrifugal force. For better compensation, there are cup springs 18 inside the rotating bodies. In addition, the rotating bodies are designed as cones with an angle of 900 and mutually support one another along a generatrix so that the rotating bodies do not give way when the forces are greater.
At least two pairs of rotating bodies 11, 11 'are selected, but their number can be increased as required depending on the forces to be transmitted, whereby it must only be ensured that the pairs are arranged at the same distance from one another.
The output shaft 5 is mounted in the drive star 4 and the hub 17 of the friction body 13.
The transmission according to the invention works in the following way: The rotation imparted to the drive star 4 is transmitted to the journals 10, 10 'mounted in it, whereby the rotating bodies 11, 11' are driven outwards as a result of the centrifugal force until they are fed up with the friction bodies 13, 14 are present. You wallow
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from this and transmit their rotational movement to the pins 10, 10 ', which drive the bevel gears 6, 6' and thus the output shaft 5 via the bevel gears 12, 12 '.
Depending on the setting of the hand lever 16, the cam 15 drives the friction bodies 13, 14 more or less apart, whereby their frictional engagement with the rotating bodies 11, 11 'takes place on a larger or smaller diameter, whereby a larger or smaller reduction of the gear is effected.
Fig. 2 shows a transmission which is preferably intended for machine tool construction. With this one
In the exemplary embodiment, the housing 21 is open on both sides and covered by the friction bodies 33, 34. Of these, the friction body 33 is arranged in such a way that it can only experience an axial displacement and thus forms the stationary sun gear, whereas the friction body 34, in addition to an axial displacement, can also perform a rotation which is imparted to it by the rotating bodies 31 ′ that touch it.
In place of the drive star 4 according to FIG. 1, a sleeve-shaped drive body 24 is provided on which a drive star 40 rests. In this, grooves 41, 41 'are provided for receiving supports 42, 42', which are mounted with bolts 44, 44 'in holes 45, 45' of the drive star 40. On the supports 42,42 'sit pins 30, 30' on which the rotating bodies 31, 31 'are pushed centrically, which through
Thrust bearings 46, 46 'are secured in the axial direction. The bolts 44, 44 'sit in corresponding recesses 47, 47' of the drive body 24. The friction body 33 sits on a threaded sleeve 48 which is connected to the handwheel 36, which is used to axially adjust the friction body.
The friction body 34 is mounted with teeth in grooves 49 of a sleeve 50, which rests on the output shaft 25 and is coupled to it for rotation by a pin 51. The sleeve 50 also has a thread through which the
Friction body 34 can be adjusted independently of friction body 33 by means of nut 52. In this case, the adjustment of the friction body 33 can be carried out while the transmission is running.
In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the drive body 24 drives the antriest 40 via the bolts 44, 44 ′, the rotation of which rotates the rotating bodies 31, 31 ′ and presses them against the friction bodies 33, 34. The rotating body 31 rolls off on the friction body 33, whereas the rotating body 31 ′ takes the friction body 34 with it. The rotation is transmitted from this via the sleeve 50 to the output shaft 25.
PATENT CLAIMS:
1. Infinitely variable friction gear with cone-shaped rotating bodies driven outwards by centrifugal force in the drive part, which are located on an axially displaceable, concentric with the gear axis
Roll friction bodies and transfer their rotation to the output shaft, characterized in that the rotating bodies (11, 11 'or 31, 31') are provided in pairs with axes of rotation running in opposite directions at an angle to the gear axis and touch one another along a generatrix of the cone.