Stufenloses Reibungs-Wechsel- und Wendegetriebe. Bisherige Ausführungen von stufenlosen Reibungswechsel- und Wendegetrieben haben den Nachteil, dass die beim Aneinander- drücken der Reibungsflächen auftretenden Axialreaktionen sehr komplizierte und teure Lagerkonstruktionen fordern, mittelst wel- eher diese Axialkräfte aufgefangen werden.
Dieser wesentliche Nachteil wird beim stufenlosen Reibungswechsel- und Wendege triebe gemäss der Erfindung beseitigt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Reibungsflächen aufweisenden Reibungskör per der einen Getriebehälfte axial beweg lich auf den Enden der diese Reibungskör- per tragenden Welle gelagert sind.
Die Kräfte, durch welche diese Reibungskörper der einen Getriebehälfte auseinanderbewegt werden, um ihre Reibungsflächen an die ent sprechenden Reibungsflächen der andern Ge triebehälfte anzudrücken, wirken in der Achse der die Reibungskörper tragenden Welle der erstgenannten Getriebehälfte, so dass die entstehenden Reaktionen, welche gleichfalls in der Richtung dieser Achse gegeneinander wirken, sich aufheben. Mit dem Reibungsgetriebe können inbegriffen der Nullgeschwindigkeit, die verschieden sten, stetig verlaufenden Änderungen der Geschwindigkeit in durch Höchstwerte in beiden Umdrehungsrichtungen gegebenen Werten durchgeführt werden.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele von Reibungsgetrieben darge stellt. Das erste Ausführungsbeispiel zeigen schematisch die Fig. 1 bis 5, und zwar zeigt Fig. 1 eine Stirnansicht, während die Fig. 2 bis 4 das Getriebe in Arbeitsstellung bei Nullgeschwindigkeit (Fig. 2), bei Höchstge schwindigkeit in der einen Richtung (Fig. 3) und bei Höchstgeschwindigkeit in der andern Richtung (Fig. 4) der getriebenen Seite, und die Fig. 5 eine Einzelheit des Reibungsge triebes im Schnitt in grösserem Massstab zei gen.
In den Fig. 6, 7 und 8 -sind weitere Ausführungsformen des Erfindungsgegen- standes schematisch dargestellt; Fig. 9 ferner zeigt von einem Getriebe die eine Getriebe hälfte samt darin eingebautem Motor schema tisch in grösserem Massstab.
In Fig. 1 bis 4 ist mit 1 die treibende Maschine, zum Beispiel ein Elektromotor be zeichnet, deren Welle 2 an beiden Enden Reibungskörper 3, 3' trägt, die in den ange deuteten Richtungen 4, 4' an die innere Fläche der an .der getriebenen Welle 6 befe stigten Reibungsglocke 5 gedrückt werden.
Die Reibungskörper 3, 3' sind Kugelkalot- ten, deren Halbmesser um ein geringes kleiner ist, als der Halbmesser der innern Reibungsfläche der Glocke 5. Änderungen der Übersetzung werden durch Schwenken .des Motors 1 mittelst des an ihm befestigten Hebels 7 um die Zapfen 8 erzielt, deren ge meinsame Achse in einer durch die Achse der getriebenen Welle 6 gehenden Ebene liegt und zu dieser Achse senkrecht verläuft. Das Schwenken des Hebels 7 lässt sich auf verschiedene Weise durchführen, wie zum Beispiel mittelst einer Schraube, einer Schnecke oder eines Hebelgestänges.
Ist der Hebel 7 in der Mittellage (Fig. 2), so sind,die Halbmesser .der greise, an denen die Reibungskörper 3, 3' bei der Drehung die innere Fläche der Reibungsglocke 5 be rühren, gleich Null (Punktberührung). Ist in diesem Falle der Motor 1 im Betrieb, so bleibt sowohl die Reibungsglocke 5 als auch die getriebene Welle 6 in Ruhe, das heisst eine Kraftübertragung findet nicht statt und der treibende Motor läuft leer.
Wird jedoch der Hebel 7 in der Pfeilrichtung 9 ge schwenkt, so werden sich die Halbmesser der Berührungskreise der Reibungskörper 3, 3' und demnach auch die Geschwindigkeits übersetzung in der einen Rotationsrichtung zwischen dem Antriebsmotor 1 und der ge triebenen Welle 6 vergrössern, bis sie den Höchstwert erreicht, welchem die grösste Ausschwenkung des Hebels 7 bezw. der Welle 2 des treibenden Motors 1 entspricht (Fig. 3).
Fig. 4 stellt .die Lage der Einrichtung dar, welche der Höchstübersetzung in .der entgegengesetzten Umdrehungsrichtung ent- spricht, die durch Schwingung des Hebels 7 in der Pfeilrichtung 10 entsteht.
Wie bereits erwähnt, können die Rei bungskörper '3, 3' durch verschiedene Mittel an die innere Reibungsfläche der Glocke 5 gedrückt werden. Ein Beispiel dieser Mittel ist in Fig. 5 angedeutet. Hier besteht das Druckorgan aus einer Feder 11, welche einer seits .gegen die auf der treibenden Welle 42 des Motors fest aufgesetzte und an ihrem Umfange mit einer Zylinderführung ver sehene .Scheibe 12, anderseits gegen die in nere Wand des Reibungskörpers 3 anliegt. welcher längs der Zylinderführung der Scheibe 12 axial beweglich ist.
Auf gleiche Weise wird auch die Lagerung des Rei bungskörpers 3' am zweiten Ende der trei benden Welle 2 ausgeführt, so dass die Rei bungsflächen der Reibungskörper durch die Federn 11 an die aus hartem Material her- gesgtellte, auswechselbare Einlage 13, welche die innere Reibungsfläche der Glocke 5 auf weist, gedrückt werden.
Die Glocke 5 ist auf der getriebenen Welle 6 achsial beweglich und feststellbar gelagert, so dass im Falle der Abnützung der Reibungsfläche an der Glocke 5 bezw, an der Einlage 13 längs einer Um fangszone die Glocke 5 in eine andere Lage auf der Welle 6 verschoben werden kann, um einen andern Teil der innern -Reibungs fläche der Glocke 5 bezw. der Einlage 13 mit den Reibungskörpern 3, 3' in Berüh rung zu bringen. Erst nach Abnützung über die ganze Breite braucht die Einlage 13 ausgewechselt zu werden.
Dieselbe Wirkung kann durch Verschie bung .der treibenden, die Reibungskörper 3. 3' tragenden Welle bezw. sämtlicher eine Einheit bildender Elemente der die Rei bungskörper 3, 3' aufweisenden Vorrichtungs- hälfte in Richtung der getriebenen Welle 6 erzielt werden.
Das beschriebene Getriebe eignet sich nicht nur für Elektromotorenantrieb, wie er in den F'ig. 1 bis 4 -angedeutet wurde, son dern auch für andere Arten von Antriebs maschinen. So zum Beispiel zeigt Fig. 6 eine schematische Anordnung eines Reibungs- getriebes gemäss der Erfindung in Verbin dung mit einer Zweizylinderverbrennungs- kraftmaschine 14.
Die treibende Hälfte der Vorrichtung, zu denen der Motor 14; beide Reibungskörper 3, 3' mit der gekröpfter! Welle 15 und ein nicht gezeichneter gemein samer Tragrahmen gehören, bilden eine Einheit, welche gegenüber der getriebenen, aus der Glocke 5 und der getriebenen Welle 6 bestehenden Hälfte um den Zapfen 16 gedreht werden kann. Fig. 7 zeigt ein Reibungsgetriebe, bei welchem die treibende Welle 2, welche an ihren Enden die Reibungskörper $, 3' trägt. von einem Motor 17 angetrieben wird, der ausserhalb der treibenden Welle 2 angeordnet ist. Der Antrieb der Welle 2 erfolgt ,durch die Schraubenräder 18 und 19.
Diesen An trieb kann man auch auf irgend eine andere Weise durchführen, wie zum Beispiel durch Stirnradverzahnungen oder Kegelradverzah nungen, Treibriemen oder ähnlichem. Die treibenden Teile des Reibungsgetriebes bil den gemäss dieser Anordnung ebenfalls eine um den Zapfen 20 drehbare Einheit.
Um die ganze Lage der Drehachse zu si chern, um welche die die treibende Welle und die Reibungskörper 3, 3' umfassende Einheit verschwenkt werden kann, bezw. um letztere stabil zu lagern, verwendet man zweckmässig ein Leitlager 21, welches am verlängerten Ende der getriebenen Welle 6 angeordnet ist, vergleiche Fig. 8, welche ein Reibungsgetriebe in Verbindung mit einem Elektromotor 1, dessen Welle 2 gleichzeitig Antriebswelle des Reibungsgetriebes ist, zeigt. Das Leitlager 211 dient zum Zentrieren des Bügels 22, in dessen Lagern 23, 24 die Zapfen 8 gelagert sind, derart, dass sie immer in der richtigen Lage gehalten werden.
Der Bügel 22 ist auf der gemeinsamen Grund platte 25 befestigt, welche auch das Lager 26 für die Welle 6 trägt. Die Reibungs körper 3, 3' sind an den Enden der treiben den Welle 2 angeordnet, und zum Verdrehen der treibenden Teile des Getriebes dient der Hebel 7. Bei Reibungsgetrieben, die zur Übertra gung grosser Kräfte dienen, kann beim An lassen ein Gleiten der Reibungsflächen, also eine grosse Abnützung derselben auftreten. Um dies zu verhindern, wird das Reibungs getriebe mit einer Reibungskupplung verse hen, die derart dimensioniert ist, dass sie :leitet, sobald das .zu übertragende Moment eine bestimmte Maximalgrenze überschreitet.
Eine derartige Anordnung ist in Fig. 9 angedeutet. Der Läufer des Elektromotors 2:7 ist auf .der treibenden Welle des Motors mittelst des Futters 28 lose gelagert und die Verbindung des Rotors mit der Welle 2 be sorgt zum Beispiel eine normale Lamellen reibungskupplung 29. Diese Einrichtung hat den Vorteil, dass bei richtig dimensionierter Kupplung 29 diese beim Anlassen oder bei Überlastung an den verhältnismässig grossen Lamellenflächen gleitet, während ein Glei ten der Reibungskörper gegenüber der Rei- bungs.flä.che der Gloeke nicht eintritt.
Es ist selbstverständlich, ,dass die Funk tion der treibenden und getriebenen Hälfte gegenüber den oben beschriebenen Reibungs getrieben vertauscht sein kann und Jass bei einmal fest eingestellter gegenseitiger Lage der Getriebehälften das Getriebe zur Über traguno, einer Rotationsbewegung mit einer einzigen konstanten Übersetzung verwendet werden kann.
Infinitely variable friction change and reversing gear. Previous designs of continuously variable friction change and reversing gears have the disadvantage that the axial reactions that occur when the friction surfaces are pressed together require very complicated and expensive bearing constructions, whichever way these axial forces are absorbed.
This major disadvantage is eliminated with the continuously variable Reibungswechsel- and Wendege transmissions according to the invention. The essence of the invention consists in the fact that the friction bodies having friction surfaces are mounted on the ends of the shaft carrying these friction bodies by one transmission half.
The forces by which these friction bodies of one gear half are moved apart in order to press their friction surfaces against the corresponding friction surfaces of the other gear half act in the axis of the shaft of the first-mentioned gear half carrying the friction bodies, so that the resulting reactions, which are also in the The direction of this axis act against each other, cancel each other out. With the friction gear, including the zero speed, the most varied, continuous changes in speed can be carried out in values given by maximum values in both directions of rotation.
In the drawing several Ausfüh approximately examples of friction gears are Darge provides. The first embodiment is shown schematically in Figs. 1 to 5, namely Fig. 1 shows an end view, while Figs. 2 to 4, the transmission in the working position at zero speed (Fig. 2), at Höchstge speed in one direction (Fig. 3) and at maximum speed in the other direction (Fig. 4) of the driven side, and Fig. 5 shows a detail of the Reibungsge drive in section on a larger scale conditions.
In FIGS. 6, 7 and 8 further embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically; Fig. 9 also shows a transmission half of the transmission together with the engine built therein schematically on a larger scale.
In Fig. 1 to 4, 1 is the driving machine, for example an electric motor be characterized, the shaft 2 at both ends of the friction body 3, 3 ', which is in the directions indicated 4, 4' to the inner surface of. the driven shaft 6 BEFE continuous friction bell 5 are pressed.
The friction bodies 3, 3 'are spherical caps, the radius of which is slightly smaller than the radius of the inner friction surface of the bell 5. Changes in the translation are made by pivoting the motor 1 by means of the lever 7 attached to it about the pin 8 achieved, whose common axis lies in a plane passing through the axis of the driven shaft 6 and is perpendicular to this axis. The pivoting of the lever 7 can be carried out in various ways, for example by means of a screw, a worm or a lever linkage.
If the lever 7 is in the central position (Fig. 2), the radiuses .der aged at which the friction bodies 3, 3 'touch the inner surface of the friction bell 5 during rotation, equal zero (point contact). If the motor 1 is in operation in this case, both the friction bell 5 and the driven shaft 6 remain at rest, that is to say no power transmission takes place and the driving motor runs idle.
However, if the lever 7 pivots in the direction of the arrow 9 ge, the radius of the contact circles of the friction body 3, 3 'and therefore the speed translation in one direction of rotation between the drive motor 1 and the GE driven shaft 6 will increase until they Maximum value reached, which the greatest pivoting of the lever 7 respectively. corresponds to the shaft 2 of the driving motor 1 (Fig. 3).
4 shows the position of the device which corresponds to the maximum gear ratio in the opposite direction of rotation, which is produced by the oscillation of the lever 7 in the direction of the arrow 10.
As already mentioned, the friction bodies '3, 3' can be pressed against the inner friction surface of the bell 5 by various means. An example of these means is indicated in FIG. Here the pressure element consists of a spring 11, which on the one hand. Against the .Scheibe 12, on the other hand against the inside wall of the friction body 3, which is firmly attached to the driving shaft 42 of the motor and provided on its circumference with a cylinder guide. which is axially movable along the cylinder guide of the disc 12.
In the same way, the bearing of the friction body 3 'at the second end of the driving shaft 2 is carried out, so that the friction surfaces of the friction bodies are attached to the hard material made of hard material, replaceable insert 13, which the inner friction surface the bell 5 has to be pressed.
The bell 5 is axially movable and lockable on the driven shaft 6, so that in the event of wear of the friction surface on the bell 5 or on the insert 13 along a circumferential zone, the bell 5 is moved to another position on the shaft 6 can to another part of the inner friction surface of the bell 5 respectively. to bring the insert 13 with the friction bodies 3, 3 'in touch tion. The insert 13 only needs to be replaced after it has been worn over the entire width.
The same effect can be. The driving, the friction body 3. 3 'bearing shaft or. All elements forming a unit of the device half having the friction bodies 3, 3 ′ in the direction of the driven shaft 6 can be achieved.
The gearbox described is not only suitable for electric motor drives, as shown in FIGS. 1 to 4, but also for other types of drive machines. For example, FIG. 6 shows a schematic arrangement of a friction gear according to the invention in connection with a two-cylinder internal combustion engine 14.
The driving half of the device, to which the motor 14; both friction bodies 3, 3 'with the cranked one! Shaft 15 and a common support frame, not shown, form a unit which can be rotated around the pin 16 with respect to the driven half consisting of the bell 5 and the driven shaft 6. Fig. 7 shows a friction gear, in which the driving shaft 2, which carries the friction bodies $, 3 'at its ends. is driven by a motor 17 which is arranged outside the driving shaft 2. The shaft 2 is driven by the helical gears 18 and 19.
This drive can also be carried out in any other way, such as through spur gear teeth or bevel gear teeth, drive belts or the like. The driving parts of the friction gear bil according to this arrangement also a rotatable about the pin 20 unit.
To secure the whole position of the axis of rotation around which the driving shaft and the friction body 3, 3 'comprehensive unit can be pivoted, respectively. In order to store the latter in a stable manner, a guide bearing 21 is expediently used, which is arranged at the extended end of the driven shaft 6, see FIG. 8, which shows a friction gear in connection with an electric motor 1, the shaft 2 of which is also the drive shaft of the friction gear. The guide bearing 211 is used to center the bracket 22, in whose bearings 23, 24 the pins 8 are mounted, such that they are always held in the correct position.
The bracket 22 is attached to the common base plate 25, which also carries the bearing 26 for the shaft 6. The friction bodies 3, 3 'are arranged at the ends of the drive shaft 2, and the lever 7 is used to rotate the driving parts of the transmission. In friction gears, which are used to transmit large forces, the friction surfaces can slide when on , so a great wear and tear of the same occur. To prevent this, the friction gear is provided with a friction clutch that is dimensioned in such a way that it: conducts as soon as the torque to be transmitted exceeds a certain maximum limit.
Such an arrangement is indicated in FIG. The rotor of the electric motor 2: 7 is loosely mounted on the driving shaft of the motor by means of the chuck 28 and the connection of the rotor to the shaft 2 is provided, for example, by a normal multi-plate friction clutch 29. This device has the advantage that with correctly dimensioned Clutch 29, when starting or when overloaded, this slides on the relatively large lamellar surfaces, while the friction body does not slide against the friction surface of the glove.
It goes without saying that the function of the driving and driven halves can be interchanged with the friction gears described above and that once the mutual position of the gear halves has been fixed, the gear can be used for transmission, a rotational movement with a single constant translation.