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Druckrollengetriebe.
Die Erfindung besteht in einem Getriebe zwischen zwei Wellen zum Zwecke der Regelung der Winkelgeschwindigkeit der getriebenen Welle mittels eines Satzes von glatten Rollen, die ohne
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Berührungsstellen ausüben.
Die gebräuchlichen Formen der Reibungsübertragung zwischen gleichgerichteten Wellen weisen folgende ungünstige Eigenschaften auf.
Der Normaldruck zwischen den Reibflächen ist ein segebener und nur für eine te- gebene, dem Reibungskoffizienten entsprechende kleinste Tangentialkraft entsprechend.
Widerstände. welche diese Tangentialkraft überschreiten, erzeugen Gleitung und Zerstörung der Reibflächen.
Für grössere Kräfte erzeugt ausserdem der unverhältnismässig grosse Lagerdruck für brauchbare Lagerbauarten eine unzulässige Verringerung des Wirkungsgrades und Beanspruchung des Lagers selbst.
Vorliegende Erfindung bezweckt nun. ein Rollengetriebe zu schaffen. welches die schädlichen Lagerdrücke bis auf ein zulässiges Mindestmass entfernt und die zur Überwindung des Tangential-
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innerhalb der Elastizitätsgrenze des verwendeten Rollenmatenals hervorbringt.
Ein solches Getriebe zeigt unter weehselnder Beanspruchung sehr hohen Wirkungsgrad, sehr ruhigen Lauf und fast unmessbar geringe Abnutzung in Verbindung mit verhältnismässig geringen Herstellungskosten.
Da ein Gleiten nur unter Erhöhung des Widerstandes möglich ist, jede Erhöhung aber die genau entsprechende Erhöhung der Normalkräfte bervorbringt. so erfolgt hier die Cber-
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oder der Bruchfestigkeit der Bestandteile.
Die Erfindung besteht in einer Triebverbindung zwischen zwei Wellen mittels glatter Rollen, um das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten derselben zu verkleinern oder zu vergrössern, also zu verändern.
Die Zeichnung zeigt ein Getriebe, welches den Zweck hat. die Winkelgeschwindigkeit der getriebenen Welle zu vergrössern bzw. zu verkleinern. Das Ziel der Erfindung ist: Arbeit mittels der rollenden Glieder positiv zu übertragen. d. h. so. dass unter keinen Umständen ein Glatten stattfindet, keine Pressungen über die elastischen Grenzen der benutzten Stoffe erzeugt werden und diese Pressungen stets gleich bleiben.
Die Reibung zwischen glatten Flächen hängt von der zusammenpressenden Kraft ab und die Fähigkeit der einen Fläche, die andere zu treiben, wird durch das Produkt aus dieser Kraft und dem Reibungskoeffizienten zwischen den einander berührenden Stoffen gemessen. Bisher ist in sogenannten Reibungsgetrieben diese Kraft von aussen mittels einer Feder. eines Hebels oder eines Keils ausgeübt worden, welche Mittel bei t'belastungen und nach Abnutzung der Reibflächen verstellt werden mussten.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Keils, der durch die übertragende Kraft selbsttätig bewegbar ist und in einen keilförmigen Raum gepresst
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Arbeit dienen.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, und zwar ist Fig. 1 eine Ansicht und Fig. 2 ein Längsschnitt.
10 kann als die treibende Welle angesehen werden, die in den festen Lagern 11 gelagert ist. Auf diese Welle ist die treibende Rolle 12, deren Achse mit. M bezeichnet ist, aufgekeilt. Die getriebene Rolle 13 ist als Ring ausgebildet, aussen mit einer Riemenscheibe 14 verbunden und wird durch die dazwischenliegenden Rollen getragen ; ihre ideelle Achse liegt in 31. Die zwei Hauptrollen 12 und 13 sind daher gegeneinander exzentrisch angeordnet.
Die Keilrolle 15, zwischen 12 und 13 liegend, ist mit ihren Zapfen 16 in Lagern 17 gelagert ; diese Lager werden durch die radialen Führungsflächen 19 des Hebelarms 20 geführt. Hebelarm 20 sitzt lose auf der Nabe der Rolle 12. so dass er verschwenkbar ist. Das Gewicht der
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Anfangsdruck zu erzeugen. Da die Rolle 12 in der Richtung des Pfeiles umläuft, hat die Rolle 1. 5 das Bestreben, in den keilförmigen Raum bewegt zu werden, bis alle Rollen in Berührung kommen, worauf die Achse der Rolle 15 gegenüber den treibenden und getriebenen Rollen festgesetzt wird : ihre Bewegung besteht dann in reiner Umdrehung um die eigene Achse und die Umfangsgeschwindigkeit der getriebenen Rollen wird der der treibenden gleich.
Würde die Rolle 12 in einem dem Pfeile entgegengesetzten Sinne umlaufen, so würde die treibende Wirkung auch aufhören ; ein Getriebe wird allerdings auch möglich, wenn die Rolle 15 durch eine Feder, ein schweres Gewicht oder eine andere äussere Kraft in den Keilraum gebracht wird. Die treibende Wirkung würde jedoch von der Grösse der äusseren Kraft unabhängig sein und sich nicht mit dem Widerstand des getriebenen Gliedes selbsttätig ändern. Die relative Drehrichtung ist daher auch ein wesentlicher Faktor.
Die Keilwirkung von 15 erzeugt Pressungen normal zu den Berührungsflächen in Richtungen 32-33 und 34-35, und diese Pressungen der schwebenden Ringrolle 13 mitgeteilt. Um diese Kräfte im Gleichgewicht zu erhalten, sind Zwischenrollen 21 und 22 sowohl gegeneinander wie auch gegenüber der Rolle 15 um etwa 1200 versetzt : ihre Zapfen 23, 24 laufen in Lagern 25,26, welche durch die radialen Gleitflächen 27, 28 des Rahmens 29 geführt werden.
Diese Gegenrollen arbeiten, da sich ihre Achsen radial verschieben können. auch als Arbeits- überträger zwischen 12 und 13 und die Pressungen aller Berührungspunkte werden nahezu gleich. Das Ist wichtig, denn wenn auch die Rolle 15 sich in beiden Richtungen radial und tangential
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In Wirklichkeit wird als Winkel etwa die Hälfte des erlaubten Höchstmasses angewendet, d. h. 81/20, ohne übertriebene Pressungen in den Berührungspunkten 32, 34 zu erzeugen. Das erlaubte Mindestmass des Winkels ist etwas weniger bestimmt als das Höchstmass und hängt von der Härte der Stoffe und dem übertragenen Anstoss ab ; er soll aber nicht so klein sein, dass bleibende Formänderung erzeugt wird und dass das leichte Loslassen der Keilrolle, wenn die treibende Rolle verzögert bzw. die getriebene beschleunigt wird, verhindert ist.
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welche die Rolle in den Keil hineintreiben, gleich der Resultante der durch die Normalpressungen in den Berührungspunkten 32 und 34 erzeugten Tangentialkräfte ist, welche die Rolle aus dem Keil gegen 40 zu treiben bestrebt sind.
Aus einem Parallelogramm der Kräfte könnte man ersehen, dass die Normalpressungen in 32 und 34 sich direkt mit der Grösse des Widerstandes ändern und, wenn man die Gleichung dieser Pressung als Funktion des Widerstandes und des gewählten Winkels mit der Gleichung der Normalkraft als Funktion des Reibungskoeffizienten oder der Reibungswinkel vergleicht, so kann gezeigt werden, dass der Reibungskoeffizient gleich der halben Tangente des gewählten Winkels ist. Mit anderen Worten, das Höchstmass des zu wählende Winkels ist derjenige Winkel, dessen Tangente zweimal so gross ist wie der Reibungskoeffizient der sich berührenden Stoffe.
Es folgt aus dem oben Gesagten, dalS mit einem richtIg gewählten Winkel zwischen 12 und 13 die Rollen nie gleiten werden, wenn die Rolle 12 sich in der Richtung des Pfeiles bewegt : denn mit dem Wachsen des Widerstandes wachsen die Normalkräfte, also die Reibung, in allen sechs Berührungspunkten im gleichen Verhältnis, da die Rolle 15 das Bestreben hat, sich weiter in den Keilraum zu bewegen.
Die Stabilität der Pressungen wird dadurch erreicht, dass der Raum entsprechend gestaltet und die Keilrolle 15 weit genug von dem engsten Teil entfernt angebracht ist. Mit der dargestellten Vorrichtung kann das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen recht weiten Grenzen gewählt werden, indem man die relative Grösse und Lage der Rollen ändert, wie vorher beschrieben.
Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist nicht auf unveränderte Geschwindigkeitsverhält-
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gleichen Plane bauen.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Druckrollengetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass die treibende und getriebene Rolle
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der Übertragungsrollen als Keilglied mit einem Keilraum zusammenwirkt. dessen Winkel entsprechend dem Reibungswinkel der Stoffe der Kraft übertragenden Flächen gewählt w) rd und welches Teilglied durch die treibende Rolle in entsprechender Richtung in Umlauf versetzt, das
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verschiedenen Rollen Normalkriifte proportional der Grosse des Widerstandes der getriebenen Rolle auftreten.