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Stufenlos verstellbarer Kege1scheiben-Umschlingungstrieb
Die Erfindung betrifft einen stufenlos verstellbaren Kegelscheiben-Umschlingungstrieb mit mindestens einer auf einer Welle axial verschiebbar angeordneten Kegelscheibe, die unter Federbelastung oder einer von aussen wirkenden Kraft steht und zur Verhinderung schädlicher Reibung der aufeinander bewegten Teile untereinander mit Wälzkörpem oder einem zweckentsprechend behandelten Gleitwerkstoff ausgerüstet ist.
Es sind Kegelscheiben-Umschlingungstriebe bekannt, bei denen die Kegelscheiben auf Nadelrollen gleiten zwischen denen Mitnehmerrollen angeordnet sind. Diese sind im Durchmesser grösser als Nadelrollen und ruhen in Dreiecksausnehmungen der Nabe und der Welle. Bei dieser Ausführung gleiten die Kegelscheiben auf den Wälzkörpern, wenn auch die Reibung sehr herabgesetzt ist, so wird durch das Flattern des Umschlingungsorganes ein Eindrücken der harten Wälzkörper in die Nabe nicht vermeidbar sein.
Bei einer weiteren bekannten Ausführung sind die Kegelscheiben mittels Kugeln auf der Welle in der Weise gelagert, dass sowohl in die Bohrung der Nabe als auch in die Welle Längsnuten eingefräst sind, in denen Kugeln in einer Reihe aneinanderliegend angeordnet sind. Auf dem Umfang der Welle sind üblicherweise vier derartige Lagerelemente vorgesehen.
Es ist bekannt in längsbeweglichen Drehmomenten übertragenden Wälzkörperführungen die Kugeln in mehreren Einschnitten oder Nuten der Welle und Nabe in Eingriff laufen zu lassen und über Umlenkkurven in die Nabe oder eine Zwischenbuchse rücklaufen zu führen.
Schliesslich sind Kegelscheiben-Umschlingungstriebe bekannt, bei denen die radiale Abstützung der Kegelscheiben durch Wälzkörperkränze in der Nähe der Nabenenden erfolgt und bei denen die übertragung der Drehmomente durch axiale Formstücke erfolgt, die zur Vermeidung von schädlicher Gleitreibung von Wälzkörpern umgeben sind.
Die erwähnten Ausführungen haben wesentliche Nachteile. Die Nadelrollen lassen sich wohl mit geringem Spiel zwischen Welle und Nabe einpassen. Es ist jedoch nicht vermeidbar, dass sich im Laufe des Betriebes dieses Spiel vergrössert. Wenn dies eintritt und selbst bei Vorhandensein des notwendigen Bewegungsspieles werden die Nadelrollen nur jeweils an ihren Enden tragen. Die dort vorhandenen Kanten der Nadelrollen werden sich begünstigt durch das Flattern des Umschlingungsorganes einarbeiten.
Bei der Anordnung von Kugeln in Längsnuten der Nabe und Welle hat es sich gezeigt, dass die Anordnung derartiger Lagerelemente an relativ wenig Stellen des Umfanges der Welle beim Betrieb des Kegelscheiben-Umschlingungstriebes zu Geräuschen und starkem Verschleiss führt. Während eines Umlaufes sind unterschiedliche Lagerverhältnisse vom Kraftangriffspunkt aus gesehen vorhanden.
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Bei einem Kugelumlauf mit Rückführung der Kugeln durch die Nabe tritt der für
Kegelscheiben-Umschlingungstriebe wesentlichste Nachteil der zu grossen umlaufenden Massen ein. Diese Triebe werden in überwiegendem Masse auf Wellenzapfen von Elektromotoren aufgepasst. Sie beeinflussen durch ihre Masse das Biegemoment der Wellen und die Belastung der Lager. Die Verwendung von Wälzkörpern für die radiale Abstützung und die übertragung des Drehmomentes bedingt eine Fertigung von Teilen mit kleinen Toleranzen, hoher Oberflächengüte und Formgenauigkeit sowie die Verwendung von Werkstoffen hoher Fertigkeit.
Kegelscheiben-Umschlingungstriebe dieser Ausführung sind sehr aufwendig in der Herstellung und haben daher hohe Fertigungskosten.
Mit der Erfindung wird der Zweck verfolgt, stufenlos verstellbare KegelscheibenUmschlingungstriebe unter Vermeidung der angeführten Mängel und unter Einsatz von Wälzkörperkränzen und Gleitkörpern wartungsarm zu gestalten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stufenlos verstellbaren Kegelscheiben-Umschlingungstrieb zu entwickeln, bei dem die Wälz- und/oder Gleitreibung zwischen Nabe und Welle, sowie in der Mitnehmerverbindung zweckentsprechend so gestaltet wird, dass für oszillierende Bewegungen der Kegelscheiben hervorgerufen durch Breitenschwankungen des Umschlingungsorganes und durch Lastschwankungen der Antriebsmaschine Wälzreibung und der Mitnehmerverbindung Gleitreibung eintritt, die keinen schädlichen Einfluss auf die Funktion und Lebensdauer des Kegelscheiben-Umschlingungstriebes hat.
Gleichzeitig sind die Fertigungskosten auf ein Minimum zu senken.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an den günstigsten Belastungsstellen der Nabenbohrung mindestens je ein geschlitzter Federring aus vorzugsweise Vierkantoder Halbrundprofil in radial angeordneten, entsprechend geformten Nuten eingesetzt ist. Zur Kraftübertragung ist axial in der Nabenbohrung ein Formstück aus hinsichtlich der Schmierung besonders zweckentsprechendem Werkstoff mit eingelagerten, vorzugsweise Festkörperschmierstoffen fest eingesetzt und gleitend in der Nut der Welle gelagert. Der Federring ist mit seinen Enden unter einer Schrägung von etwa 100 zu seiner Mittelachse frei federnd aneinandergefügt. Seine innere Anlagefläche, gegen welche sich die Wälzkörper abstützen, ist in Achsrichtung gerade, leicht gewölbt oder dem Durchmesser der Wälzkörper angepasst.
Das in der Nabenbohrung fest eingesetzte Formstück ist zur Aufnahme der in der Nabenbohrung eingesetzten Wälzkörper abgesetzt und mit einer Krümmung entsprechend dem Radius der Welle versehen.
Durch die erfindungsgemässe Lösung der eingesetzten geschlitzten Federringe wird eine wesentliche Verbesserung in der Fertigung erreicht. Ausserdem wird durch die geschickte Anordnung der Wälzkörper an den günstigen Belastungsstellen erreicht, dass die auf die Kegelscheiben einwirkenden Riemenkräfte jeweils mit dem maximalen Hebelarm auf die Welle übertragen werden, wodurch die auftretenden Pressungen in zulässigen Grenzen bleiben. Durch die abgesetzten Enden des Formstückes wird erreicht, dass die Wälzkörper als geschlossener Kranz um die Welle geführt werden können und somit die Möglichkeit gegeben ist, dass ein Umlauf der Wälzkörper stattfinden kann. Die Berührungspunkte werden verlagert und der örtliche Verschleiss wird ausgeschaltet.
An einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. In diesen Zeichnungen zeigen : Fig. l einen Schnitt durch einen stufenlos verstellbaren Kegelscheiben-Umschlingungstrieb, Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. l, Fig. 3 einen geschlitzten Federring und Fig. 4 einige Querschnittsformen des geschlitzten Federringes.
Auf einer zylindrischen Welle --1--, welche mit entsprechenden Bohrungen--2--zur Anbringung des Kegelscheiben-Umschlingungstriebes an einer Maschine od. dgl. versehen ist, sind zwei
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geschlitzter Federring--5--aus vorzugsweise Halbrund-oder Vierkantprofil zur Aufnahme der Wälzkörper-6-angeordnet.
Ein Formstück --7-- aus hinsichtlich der Schmierung besonders zweckentsprechendem Werkstoff mit eingelagerten, vorzugsweise Festkörperschmierstoffen ist in der Nabenbohrung--4-fest eingesetzt und gleitet in der Nut-8-der Welle-l-. Die Enden --12-- des Formstückes
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Die Enden-10 ; 11- des geschlitzten Federringes --5-- sind in einem Winkel von etwa 10 zur Mittelachse des Federringes--5--frei aneinandergefügt (s. Fig. 3).
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