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Reibrollengetriebe
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Gleichzeitig wird im Gehäuse der Regelverstellring mit einer an sich bekannten Kegelverzahnung untergebracht, wobei der Regelverstellring mittels einer Passfeder axial verschieblich angeordnet ist.
Um das Reibrollengetriebe gedrungen bauen zu können, wird konstruktionsmässig der Laufring mit Aussparungen versehen, in die ein Kupplungsteller mit entsprechenden Aussparungen eingreift. Dadurch entsteht eine axial verschiebbare Klauenkupplung, die wenig Platz benötigt.
Bei der Anordnung der Kegelrollen zwischen dem Treibkonus und dem Stützring unter veränderlichem Kraftschluss ergeben sich für die Leistungsübertragung völlig neue Möglichkeiten. Der Stützring wird als Teil eines Kugeldrucklagers ausgebildet und durch eine bewegliche Kugeldruckscheibe mit Druckfedern fest gegen die Kegelrollen gepresst. Der Federdruck kann durch eine auf dem Flanschlager angeordnete Ringmutter den Betriebsverhältnissen entsprechend eingestellt werden.
Der Treibkonus erhält zweckmässig eine unterteilte Reibfläche, die das Verkanten der Kegelrollen vermeidet und ein Anliegen der Kegelmantellinien an zwei Punkten der Reibfläche stets ermöglicht, weil die unterteilte Reibfläche des Treibkonus und die einteilige Tragfläche des Stützringes zu den Mantellinien der Kegelstümpfe der Kegelrollen parallel sind.
Die Kegelrollen sind auf Rollenachsen aufgesteckt, die in einem Rollenkorb, der auf dem zylindrischen Schaft des Treibkonus gelagert ist, befestigt sind. Die Rollenachsen sind mit quadratischen Zapfen und Führungsleisten versehen, die in Aussparungen des Rollenkorbes eingesteckt sind. Die Rollenachsen sind im Rollenkorb unverlierbar durch die eingepresste Laufbüchse gehalten. Durch diese Anordnung sind die Rollenachseninder Mittelebene radial schwenkbar. Diese Ausführung gestattet es, im Betrieb Fertigungsungenauigkeiten der Kegelrollen auszugleichen.
An Stelle quadratischer Zapfen an den Rollenachsen können auch zylindrische Zapfen mit Kugelstücken vorgesehen werden, wobei aber die Aussparungen des Rollenkorbes noch kugelige Ausfräsungen haben müssen. Dadurch ist es möglich, den Rollenachsen Bewegungsfreiheit nach allen Seiten zu geben, um den Kegelrollen das Einstellen während des Betriebes noch weiter zu erleichtern.
Diese Konstruktionsmerkmale sind für die Kegelrollenfertigung sehr wichtig, da bei der Herstellung der Bohrungen für die Rollenachsen fast immer Ungenauigkeiten zur gedachten Mittelachse auftreten und dadurch die Kegelrollen unrund laufen, was während des Betriebes bei starren Rollenachsen zur sofortigen Verkeilung führen würde.
Es ist zweckmässig, Getrieberaum und Lagerstellen schmiertechnisch voneinander zu trennen. Im Getrieberaum wird das Öl durch die auftretenden Reibdrücke schnell in seiner Schmierfähigkeit beeinträchtigt. Daher ist es richtig, die Lagerstellen für Ein- und Abtrieb mit Fett zu schmieren.
Es ist aus betriebstechnischen Gründen wichtig, die Abtriebswelle mit dem Kupplungsteller doppelt zu lagern, um eine Verkantung und damit eine Verklemmung des Kupplungstellers mit dem Laufring zu vermeiden.
Konstruktionsmässig sind aus fertigungstechnischen und Montagegründen alle Bauelemente zur Leistungsübertragung ausser dem Reibring des Laufringes im Flanschlager angeordnet.
Die Vorteile der Erfindung sind folgende :
Hoher Wirkungsgrad durch Anordnung der Kegelrollen zwischen Treibkonus und Stützscheibe unter im Betrieb veränderlichem Kraftschluss ; durch die unterteilte Reibfläche des Treibkonus wird stets eine Zweipunktauflage der Kegelrolle erreicht. Bei der Anordnung mehrerer Kegelrollen ist immer gute Anpressung gegeben. Schlupf kann durch Einstellungsmöglichkeit. der schwenkbaren Rollenachsen und damit der Kegelrollen in Verbindung mit der unter Federdruck stehenden Stützscheibe nicht auftreten.
Da konstruktionsmässig Fertigungsungenauigkeiten der Kegelrollen und Rollenachsen während des Betriebes vom Getriebe selbsttätig ausgeglichen werden können, ist die wirtschaftliche Fertigung besonders hervorzuheben.
Durch die Ausbildung des drehbeweglichen Laufringes und des Kupplungstellers der Abtriebswelle zu einer während des Betriebes axial verschiebbaren Klauenkupplung wird die Baulänge des Getriebes klein gehalten. Ein- und Ausbau der Abtriebswelle mit Kupplungsteller ist dadurch sehr einfach und ohne grosse Kosten durchführbar.
Die Führung des Verstellringes im Gewindering des Gehäuses gestattet eine gute axiale Verschiebbarkeit, Verklemmungen wie sie an den üblichen Führungen mit Schlitzen und Stiften auftreten, fallen weg.
Leichte, sichere Einstellung der gewünschten Drehzahl durch den mit Kegelverzahnung ausgestatteten Spindelantrieb des Regelverstellringes.
Durch die Anordnung aller Bauelemente zur Leistungsübertragung am Flanschlager ist einfacher und billiger Ein- und Ausbau gegeben.
Durch die Unterteilung des Gehäuses in den Getriebsraum mit Ölfüllung und in die mit Fettschmierung
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versehenen Lagerräume wird die Betriebssicherheit wesentlich erhöht, weil durch entstehende Ölkohle die Lager nicht zerstört werden können.
EinAusführungsbeispielderErfindungistin der Zeichnung dargestellt. Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hiefür noch weitere Erfindungsmerkmale hervor.
Fig. 1 zeigt den teilweisen Längsschnitt durch das Reibrollengetriebe, Fig. 2 zeigt die perspektivische Ansicht des Verstellringes mit verschiebbarem Regelverstellring und dem drehbeweglichen Laufring, Fig. 3 zeigt den Treibkonus, Fig. 4 zeigt den Schnitt durch den Rollenkorb mit Rollenachsen und Laufbüchse, Fig. 5 zeigt den Grundriss des Rollenkorbes mit Rollenachsen und Laufbüchse, Fig. 6 zeigt einen teilweisen Schnitt durch den Rollenkorb, Fig. 7 zeigt einen teilweisen Grundriss des Rollenkorbes, Fig. 8 zeigt die Kegelrolle, Fig. 9 zeigt die Ansicht der Rollenachse, Fig. 10 zeigt den Grundriss der Rollenachse, Fig. 11 zeigt einen teilweisen Schnitt durch den Rollenkorb mit Rollenachsen mit Kugelstücken und Laufbüchse, Fig. 12 zeigt die Ansicht der Rollenachse mit Kugelstück, Fig. 13 zeigt den Grundriss der Rollenachse mit Kugelstück, Fig.
14 zeigt die perspektivische Ansicht des Kupplungstellers mit Abtriebswelle und Gehäuseschild.
In den Fig. 1-14 ist der Aufbau des Reibrollengetriebes gezeigt.
Im Gehäuse 1 sind das Handrad 40 mit Spindel 41 und Kegelrad 42 unverlierbar eingebaut. In der Bohrung 52 des Gehäuses 1 ist der Regelverstellring 43 mit Kegelverzahnung 44, der verschiebbar auf dem Verstellring 46 durch Nuten 45 und Passfedern 48 angeordnet ist, eingebaut. Er wird durch den Anschlag 50 des Gehäuses 1 und durch den Sicherungsring 51 in seiner Lage festgehalten. Seine Kegelverzahnung 44 greift in das Kegelrad 42 ein.
Durch Drehen des Handrades 40 werden der verschiebbare Regelverstellring 43 zusammen mit dem Verstellring 46 in Drehung versetzt. Dadurch tritt eine axiale Verschiebung des Verstellringes 46, je nach dem Drehsinn, auf, bedingt durch den im Gehäuse 1 befindlichen Gewindering 24 und dem mit ihm im Eingriff befindlichen Gewindeansatz 47 des Verstellringes 46.
Im Verstellring 46 ist der drehbewegliche Laufring 53 mit festem Lagerbund 54 oder mit Kugellager gelagert und durch Sicherungsringe 49 in seiner Lage gehalten. Im Laufring 53 ist der Reibring 55 mit beiderseitigen Phasen 56, der zur Übertragung der verschiedenen Drehzahlen und Drehmomentedient, angeordnet.
In der Bohrung 52 des Gehäuses 1 wird das Gehäuseschild 7 mit Abtriebswelle 28 und Kupplungsteller 29 eingebaut. Die Abtriebswelle 28 ist im Gehäuseschild 7 mit Kugellager 12 gelagert. Das Kugellager 12 ist durch den Lagerdeckel 10 mit Schrauben 11 festgehalten. Durch den Radialdichtungsring 13 ist der Getrieberaum abgedichtet. Das Gehäuseschild 7 ist durch den Sicherungsring 51 und den Ansatz des Lagerschildes 2 festgehalten. Gegen Verdrehung ist das Gehäuseschild 7 durch die Schraube 8 gesichert.
Am Gehäuse 1 ist das Lagerschild 2 mit Schrauben 6 befestigt. Zwischen Gehäuseschild 7 und Lagerschild 2 ist. der Dichtungsring 9 angeordnet. Die Abtriebswelle 28 ist im Lagerschild 2 mit Kugellager 3 gelagert. Das Kugellager 3 ist durch den Sicherungsring 4 festgehalten. Die Abdichtung des Lagerschildes 2 erfolgt durch den Dichtungsring 5.
Der Kupplungsteller 29, der auf der Abtriebswelle 28 befestigt ist, hat Aussparungen 58, die in den drehbeweglichen Laufring 53, der ebenfalls mit Aussparungen 57 versehen ist, eingreifen. Durch diese axial verschiebbare Klauenkupplung wird die Drehzahlübertragung auf die Abtriebswelle 28 vorgenom- men.
In das Gehäuse 1 ist entgegengesetzt dem Lagerschild 2 das Flanschlager 14 eingebaut. Die Abdichtung zwischen Gehäuse 1 und dem Flanschlager 14 erfolgt durch den Dichtungsring 15.
Das Flanschlager 14, das die wichtigsten Bauelemente des Reibrollengetriebes trägt, lässt sich nach Entfernen der Schrauben 27 und des Abdeckschildes 26 aus dem Gehäuse 1 herausziehen, was für die Fertigung und die Montage von grossem Wert ist.
Auf dem Flanschlagèr 14 ist ein Gewindeansatz 25, auf dem die Ringmutter 77 aufgeschraubt ist. Die Ringmutter 77 hat Bohrungen 78, die zur Führung und Lagerung der Druckfedern 76 dienen. Die Druckfedern 76 pressen die bewegliche Kugeldruckscheibe 74 fest gegen die Kugeln 72, die in einer Kugelführungsscheibe 73 gehalten sind, an und geben so dem Stützring 68 den notwendigenAnpressungsdruck für die Kegelrollen 38. Der Anpressungsdruck lässt sich durch Verdrehen der Ringmutter 77 entsprechend den benötigten Kraftverhältnissen vergrössern oder verkleinern. Die Sicherung der Ringmutter 77 erfolgt nach ihrer Einstellung durch den Gewindestift 79. Die bewegliche Kugeldruckscheibe 74 ist gegen Verdrehen durch den Stift 16, der in die Nute 75 eingreift, gesichert.
Der Stützring 68 hat für die Kugeln 72 die Kugelführungsrille 71. Sein Begrenzungskegel 70 dient zur Auflage der Stützfläche 81 (s. auch Fig. 8) der Kegelrollen 38. Damit der Begrenzungskegel 70 nicht am
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Reibring 55 des drehbeweglichen Laufringes 53 anlaufen und beschädigt werden kann, ist die Phase 56 vorgesehen. Die einteilige Tragfläche 69 dient zur Abstützung und zur Kraftübertragung des Kegelstumpfes 66 der Kegelrolle 38. Die Mantellinien des Kegelstumpfes 66 und der einteiligen Tragfläche 69 sind parallel. Durch die federnde Anordnung des Stützringes 68 können Ungenauigkeiten der Kegelrollen 38 im Betrieb störungsfrei ausgeglichen werden.
Im Flanschlager 14 ist der Treibkonus 30 drehbeweglich gelagert. Die Lagerung erfolgt mit einem Kugel- und einem Drucklager 20,18, die durch eine Distanzbüchse 19 fest miteinander verbunden sind.
Die Distanzbüchse 19 wird bei der Montage auf den zylindrischen Ansatz des Treibkonus 30 aufgeschoben und durch die Ringmutter 35, die auf den Gewindeansatz 32 aufgeschraubt wird, fest verspannt.
Durch den im Flanschlager 14 angeordneten Radialdichtungsring 17 wird der Getrieberaum abgedichtet.
Das Kugellager 20 ist im Lagerschild 21 eingepresst, das am Flanschlager 14 mit Schrauben 23 befestigt ist.
Die Abdichtung gegenüber dem Treibkonus 30 wird durch den Dichtungsring 22 vorgenommen.
Auf dem zylindrischen Schaft des Treibkonus 30 ist der Rollenkorb 36, der die Rollenachsen 37 und die Kegelrollen 38 trägt, angeordnet. Der Treibkonus 30 besitzt eine unterteilte Reibfläche 31, auf der die Kegelstümpfe 66 abrollen. Beide Mantellinien sind zueinander parallel. Die unterteilte Reibfläche 31 gleicht bei der Übertragung der Drehmomente Ungenauigkeiten der Kegelrollen aus und sichert so einen störungsfreien Betrieb zu. Der Begrenzungskegel 80 führt die Stützflächen 81 der Kegelrollen 38.
Zur Führung der Kegelrollen 38 dient der Rollenkorb 36. Im Rollenkorb 36 sind die Rollenachsen 37, die mit den Schmierbohrungen 60,61 versehen sind, schwenkbeweglich in radialer Richtung angeordnet.
Der Rollenkorb 36 hat Aussparungen 59, in die die quadratischen Zapfen 62 der Rollenachsen 37 eingeschoben sind. Die Führungsleisten 63 verhindern das Herausrutschen der Rollenachsen 37. Die Rollenachsen 37 haben Abschrägungen 64, die das nötige Spiel gegenüber der in den Rollenkorb 36 eingepressten Laufbüchse 39 geben. Durch die schwenkbewegliche Anordnung der Rollenachsen 37 werden Ungenauigkeiten bei der Herstellung der Bohrungen 67 in den Kegelrollen 38 während des Betriebes ausgeglichen ; s. Fig. 4, 5,6, 7,9, 10.
Es besteht aber auch noch die Möglichkeit, die Rollenachsen 82 allseitig schwenkbar im Rollenkorb 85 anzuordnen. Die Rollenachsen 82 mit Schmierbohrungen 60,61 haben zylindrische Zapfen 83 und Kugelstücke 84 mit Abschrägungen 64. Die Rollenachsen 82 sind in die Aussparungen des Rollenkorbes 85 eingeschoben, die mit kugeligen Ausfräsungen 86 versehen sind. Die eingepresste Laufbüchse 39 sichert die Rollenachsen 82 gegen Herausfallen.
Beim Einbau des Flanschlagers 14 mit seinen montierten Bauelementen ist darauf zu achten, dass die axialen Mantellinien der Spitzkegel 65 der Kegelrollen 38 fest an der axialen Reibfläche des Reibringes 55 des drehbeweglichen Laufringes. 53 anliegen. Die Verstellung des Anpressdruckes wird durch die Ringmutter 77 vorgenommen.
In die Bohrung 33 des Treibkonus 30 wird der Wellenzapfen des am Gehäuse 1 angebauter, Elektromotors eingeschoben, der mit seinem Keil in die Nut 34 eingreift.
Die Regelelemente im Getrieberaum laufen im Ölbad, während die Lagerstellen der Abtriebswelle und des Treibkonus Fettschmierung haben.
Die Arbeitsweise des Reibrollengetriebes ist folgende :
Die konstante Motordrehzahl wird direkt auf den Treibkonus 30 übertragen. Durch die unterteilte Reibfläche 31 des Treibkonus 30 und die einteilige Tragfläche 69 des Stützringes 68 wird unter Kraftschluss die Drehbewegung auf die Kegelstümpfe 66 und die Spitzkegel 65 der Kegelrollen 38 und damit auf die Reibfläche des Reibringes 55 des drehbeweglichen Laufringes, 53 übertragen. Der drehbewegliche Laufring 53 ist durch den Kupplungsteller 29 mit der Abtriebswelle 78 axial beweglich in Form einer Klauenkupplung gekuppelt. Zur stufenlosen Regelung der Abtriebsdrehzahl innerhalb konstruktionsmässig festgelegter Grenzen werden durch Drehen des Handrades 40 mit Spindel 41 und Kegelrad 42, der Regelverstellring 43, der mit seiner Kegelverzahnung 44 im Eingriff mit Kegelrad 42 ist, und der Verstellring 46 verdreht.
Durch den Gewindeansatz 47 des Verstellringes 46, der sich im Eingriff mit dem Gewindering 24 des Gehäuses 1 befindet, tritt entsprechend der Drehung am Handrad 40 eine axiale Verschiebung des Verstellringes 46 und des in ihm drehbeweglich gelagerten Laufringes 53 auf. Dadurch verschiebt sich der Reibring 55 axial auf den Mantellinien der Spitzkegel 65 der Kegelrollen 38 und erhält infolge der verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten (längs einer Erzeugenden) der Spitzkegel 65 entsprechende Um-
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Die störungsfreie Arbeitsweise und die Betriebssicherheit des Reibrollengetriebes ist durch die neuartige Konstruktion gewährleistet.
Durch die schwenkbewegliche Anordnung der Rollenachsen 37 können Fertigungsungenauigkeiten bei
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der Herstellung der Kegelrollen 38, insbesondere der Bohrungen 67 für die Rollenachsen 37 ausgeglichen werden. Die Kegelrollen 38 haben durch diese Anordnung zwei Freiheitsgrade. Der eine besteht darin, dass die Kegelrollen axial verschiebbar sind, sich also automatisch infolge der Keilwirkung auf den not- wendigen Durchmesser einstellen können. Der zweite Freiheitsgrad besteht darin, dass sich die Kegelrollen durch ihre schwenkbewegliche Anordnung in der Mittelebene noch bewegen und entsprechend einstellen können.
Der Treibkonus 30 hat die unterteilte Reibfläche 31, während die Stützscheibe 68 eine einteilige Tragfläche 69 besitzt. Beide Flächen sind zu den Mantellinien der Kegelstümpfe 66 der Kegelrollen 38 parallel. Dadurch ist eine Anpassung der Teile untereinander möglich. Die Anpassung der Teile untereinander wird noch durch die federnde unter Kraftschluss stehende Anordnung der Stützscheibe 68 unterstützt, da so Fertigungsungenauigkeiten ausgeglichen werden und nicht zum Verkanten und Verkeilen der Kegelrollen 38 auf der einteiligen Tragfläche 69 des Stützringes 68 führen können. Bei einer Verschiebung der Kegelrollen 38 auf der unterteilten Reibfläche 31 des Treibkonus 30 tritt auch kein Abgleiten von der unterteilten Reibfläche 31 auf, da die Kegelrollen 38 immer noch an zwei Punkten aufliegen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Reibrollengetriebe mit stufenlos veränderlicher Übersetzung der Drehzahl in der einen oder andern Drehrichtung mittels planetenartig umlaufender Doppelkegelrollen, die axial verschieblich gelagert sich mit ihren Spitzkegeln gegen den mit der Abtriebswelle verbundenen Reibring abstützen und an ihren Kegelstümpfen einen nach dem Spitzkegel hin gerichteten Verkeilungsdruck erfahren, der von dem mit der Antriebswelle verbundenen Treibkonus und dem lastabhängig angepressten Stützring ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibkonus (30) eine unterteilte Reibfläche (31) besitzt, auf welcher die Kegelstümpfe (66) abrollen und der Stützring (68) als Teil eines Kugeldrucklagers einteilig ist, wobei die Mantellinien von Treibkonus, Stützring und Kegelstumpf zueinander parallel verlaufen,
ferner die Verbindung mit dem Reibring (55) und dem auf der Abtriebswelle angebrachten Kupplungsteller (29) durch eine an sich bekannte Klauenkupplung erfolgt.