Stufenlos regelbares Reibradgetriebe. Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares Reibradgetriebe mit zwei Arten von Reibscheiben,- nämlich flache Kegel scheiben und Randwulstscheiben, bei wel chem Getriebe eine in einem Gehäuse gela gerte Zentralwelle mit axial belastbaren, drehfest und längsverschiebbar mit ihr ver bundenen Reibscheiben der einen Art und ferner wenigstens eine, dieser Zentralwelle zwecks Übersetzungsänderung näherbare,
in einem Zustellrahmen gelagerte Zustellwelle mit auf ihr ebenfalls drehfest und längsver schiebbar angeordneten und zwischen jene Reibscheiben hineinragenden Reibscheiben der andern Art vorhanden sind.
Es gibt zwei prinzipiell voneinander ver schiedene Grundbauarten solcher Getriebe. Bei der einen Grundbauart sind die Rand wulstseheiben auf der Zentralwelle, die Ke gelscheiben auf den Zustellwellen angeordnet, so dass diese letzteren bei grösster Getriebe übersetzung am nahesten an die Zentralwelle herangerückt sind. Bei der andern Grund bauart sind umgekehrt die Kegelscheiben auf der Zentralwelle, die Randwulstscheiben auf den Zustellwellen angeordnet. Bei grösster C etriebeübersetzung sind hier die Zustell wellen am weitesten von der Zentralwelle entfernt.
Bei Schaltvorgängen beider Bau arten drücken sich die Reibkörper der Zu stellwellen und der Zentralwelle gegenseitig axial auseinander oder zusammen, je nach dem die Wellen einander genähert oder ent fernt werden. Eine Schwierigkeit tritt besonders mit Getrieben der ersteren Grundbauart in den Fällen auf, wo die Zustellwellen nicht bei laufendem, sondern bei stillstehendem Ge triebe herangeschaltet werden sollen.
Die- auf diesen Wellen befindlichen Reibscheiben, de ren Naben behufs tunlicher Beschränkung der Gesamtgetriebelänge kurz sein müssen, neigen dann beim Schalten zum Verklemmen auf ihren Wellen. Die Ursache liegt darin, dass die Angriffspunkte für die Längsver schiebung der Reibscheiben ausserhalb der Scheibenmitten, bei grösster Wellenentfer- nung sogar nahe der Scheibenränder liegen.
Um dieser Schwierigkeit begegnen zu kön nen, sind gemäss der Erfindung mit den Reib- Scheiben. der Zustellwelle zusammenwirkende zusätzliche Veratellkörper am Zustellrahmen axial verschiebbar gelagert, derart, dass die Stellen;
an denen diese Scheiben von den Verstellkörpern angegriffen werden, um mehr als 90 zu den Stellen versetzt liegen, an welchen die eben genannten Scheiben von den Scheiben der Zentralwelle berührt wer den, und ferner sind am feststehenden Ge- triebeteil vorhandene Steuerbahnen den zu sätzlichen Verstellkörpern so zugeordnet,
dass durch diese Körper bei Annäherung der Zustellwelle an die Zentralwelle eine wenig stens annähernd gleich grosse axiale Verschie bung der einzelnen Reibscheiben der Zustell welle bewirkt wird wie durch die Reibschei ben der Zentralwelle. In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes in Form von Reibradgetrieben der erstgenannten Grundbauart und eines Getriebes der zwei ten Grundbauart dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt nach der Schnittlinie I-I der Fig. 2, Fig. 2 den zugehörigen Querschnitt nach der Schnittlinie II-II -der Fig. 1, Fig. 3 einen Teil eines Längsschnittes wie Fig. 1, aber bei einer andern Schaltstellung, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt nach der Schnittlinie IV-IV der Fig. 5,
Fig. 5 den zugehörigen Querschnitt nach der Schnittlinie V -V der Fig. 4, Fig. 6 einen Teil eines Längsschnittes wie Fig. 4, aber bei einer andern Sehaltstellung, Fig. 7 eine Ansicht eines Einzelteils, in Richtung des in Fig. 6 eingetragenen Pfeils gesehen, Fig. 8 einen andern Einzelteil im Längs schnitt, Fig. 9 eine Variante zum zweiten Ausfüh rungsbeispiel, im Längsschnitt wie Fig. 4,
Fig. 10 ein zugehöriger Quersehnitt, Fig..11 eine Einzelheit einer weiteren Va riante, Fig. 12 ein drittes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt nach der Schnittlinie XII-XII der Fig. 13, Fig. 13 den zugehörigen Querschnitt nach der Schnittlinie XIII-XIII der Fig. 12,
Fig. 14 einen Schnitt durch die zusätz liche Scheibenverstellvorrichtung nach dei Schnittlinie XIV-XIV der Fig. 12, Fig. 15 einen Teil eines Längsschnitte wie Fig. 12, aber bei einer andern Schaltstel lung, Fig. 16 einen Schnitt wie Fig. 14, aber bei einer andern Schaltstellung,
Fig. 17 den beispielsweisen Aufbau eines Reibradgetriebes der oben erwähnten zweiten Grundbauart im Längsschnitt.
Bei allen Ausführungsbeispielen wird das Drehmoment von der Antriebswelle vermit tels Zahnrädern auf mehrere senkrecht zu ihrer Achse verschiebbare Vorgelegewellen und von diesen aus vermittels Reibradstufe nach einer Abtriebswelle übertragen, die in der Achsenfortsetzung der Antriebswelle liegt.
Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 ist die im linksseitigen Gehäuse deckel- 1a gelagerte Antriebswelle mit 2, die im rechtsseitigen Deckel 1b gelagerte Ab triebs- oder Zentralwelle mit 3 bezeichnet. Die drei der Zentralwelle näherbaren Zustell- oder Schwenkwellen 4 sind je in einer Gabel 5 gelagert.
Die Wellen 5a. dieser Gabeln sind in den beiden Gehäusedeckeln la und 1b drehbar gelagert und vermittels Schwenk hebeln 6 und Stangen 7 miteinander gekup pelt. Das Zahnrad 8 der Antriebswelle 2 steht mit den drei auf den Schwenkgabelwellen 5a lose gelagerten Zwischenrädern 9 im Ein griff und diese letzteren mit den drei auf den Schwenkwellen 4 aufgekeilten Zahn rädern 10.
Die Reibrad-Übersetzungsstufe wird von drei Sätzen von je fünf flachen Kegelschei ben 11 und einem zentralen Satz von sechs Randwulstscheiben 12 gebildet. Die ersteren sind auf den drei genuteten Vorgelege- Schwenkwellen 4, die letzteren auf der ebenfalls genuteten Zentralwelle 3 drehfest und längsverschieblich angeordnet.
Vermittels einer Zentralfeder 13, die sich gegen die an dieser Welle befestigte Büchse 15 stützt, wer den die Randw111stscheiben 12 in axialer Richtung in den Punkten B (Fig. 2) gegen die Kegelscheiben 11 gepresst, wobei die Schulter 14 der Zentralwelle 3 den Gegen druck der Feder 13 aufnimmt.
Die in der Zeichnung dargestellte Stellung der Schwenkwellen 4 in bezug auf die Zen tralwelle 3 entspricht der Endschaltstellung E (Fig. 2) des Schalthebels 20 bzw. des Reibradgetriebes. Bei dieser Stellung erreicht, die getriebene Welle 3 bei einer bestimmten Eingangsdrehzahl die höchste Drehzahl. Die eingestellte Übersetzung ist dann am klein sten. Um eine Änderung der Übersetzung her beizuführen, wird der Schalthebel 20 in eine 1 zwischen der Endlage E und der Nullage 0 liegende Zwischenstellung gebracht.
Durch die dadurch bewirkte Annäherung der drei Schwenkwellen 4 an die Zentralwelle 3 neh men die Kegelscheiben 11 gegenüber den Randwulstscheiben 12 z. B. die in Fig. 3 dar gestellte Stellung ein. Der Reibkontakt findet nun auf einem kleineren Halbmesser r der Kegelscheiben 11 statt. Gleichzeitig ist eine grössere gegenseitige axiale Distanzierung einerseits der Reibkörper 11, anderseits der Reibkörper 12 eingetreten, indem die im Halbmesser r gemessene Dicke e der Reib scheiben 11 grösser als an ihrem Rande ist.
Die zuäusserst links liegende Scheibe 12 ist dabei in axialer Richtung stehengeblieben, während die übrigen Reibkörper mehr und mehr nach rechts gedrückt worden sind.
Um diese beim Schalten vor sich ,gehende Axialdistanzänderung der Kegelscheiben 11 zu erleichtern, namentlich beim Schalten im Stillstand, ist eine besondere, aus zwei Haupt organen bestehende Spreizvorrichtung in das Getriebe eingebaut, vermittels welcher die Kegelscheiben 11 beim Schalten je an einem zweiten Punkt C gefasst werden, der dem Be rührungspunkt B ungefähr diametral gegen überliegt.
Das eine dieser Hauptorgane weist für jede der drei Schwenkwellen 4 einen Satz ko nischer Scheibchen 21 auf, welche auf einer in den beiden Armen 5b der Schwenkgabel 5 radial verschieblichen, unter dem Druck der Federchen 22 stehenden Stange 23 axial ver schiebbar angeordnet sind. Die Dicken der Scheibchen 21 sind so bemessen, dass zwi schen diesen und den Rändern der Kegel scheiben 11 etwas Spiel vorhanden ist, so lange die Kegelscheiben genau senkrecht auf ihrer Welle stehen, so dass diese Teile ein ander normalerweise nicht berühren.
Das andere Hauptorgan der ' Spreizvor- richtung besteht aus drei am Gehäusemantel Ic befestigten Körpern 24a mit Steuerbahn 24, welch letztere als Abschnitt einer Zy linderfläche vom Radius R ausgebildet ist.
Deren Achse A ist parallel zur -Achse der Zentralwelle 3, liegt jedoch in grösserem Ab- stand von dieser als die Achse der .Schwenk gabelwelle 5ca. Beim Schalten von E nach 0 nähern sich deshalb die auf der Steuerbahn ; 24 abrollenden Spreizscheibchen 21 der Achse der Schwenkwelle 4 um den Betrag s, wobei sie sich und die Kegelscheiben 11 an den Punkten C gegenseitig- axial auseinander schieben und die entsprechende @Axialver- ; Schiebung der einzelnen Scheiben 11 annä hernd gleich gross ist wie diejenige, die durch die Scheiben 12 bewirkt wird. Die Scheiben 11 werden also jetzt an zwei Punk ten gefasst.
Da aber bei diesem Vorgang zu nächst das erwähnte Normalspiel durch schritten werden muss, anderseits die Ver schiebung der Kegelscheiben 11 durch die Randwulstscheiben 12 gleich zu Beginn des Sehaltens eingesetzt hat, tritt nun eine leichte, von Scheibe zu Scheibe, in Richtung Antriebsseite-Abtriebsseite betrachtet, zuneh- tuende Schiefstellung der Kegelscheiben auf ihrer Welle 4 ein.
Solch geringfügige Schief stellungen sind indessen zulässig, weil zwi schen den Naben dieser schmalen Scheiben und ihrer Welle, 4 auf alle Fälle ein solch reichlich bemessenes radiales Spiel vorhanden sein muss, dass sie in Längsrichtung ungehin dert gleiten können. Ist dann die Schaltbewe gung beendet, so richten sich die Kegelschei ben 11 beim Rotieren von selbst wieder auf, wobei sie sich von der Berührung mit den Spreizkörpern 21 lösen. Um diesen Feinheiten der Spielbemessung Rechnung tragen zu können, ist zwischen den Flanschen 25 der Steuerbahnkörper 24x und dem Gehäuse 1o je ein Einstellblech 26 vor gesehen.
Dieses erlaubt ferner, die an den Reibkörpern im Betrieb eintretende, wenn auch sehr geringe Abnützung zu berüeksich- tigen. Bei dem in den Fig. 4 bis 8 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel besitzt jeder zu sätzliche Scheibenverstellkörper seine eigene, direkt in axialer Richtung wirkende Steuer bahn. Zu diesem Zweck sind in die drei; am Gehäusemantel 1c befestigten Körper 30a schraubenlinienförmig verlaufende Steuerril- len 31 geschnitten, deren Schraubenachse mit der Achse der Schwenkgahelwelle 5a zusam menfällt.
Mit R (Fig. 5) ist der Halbmesser der zugehörigen Innenzylinderfläche 30 be zeichnet. Ferner sind. die auf den Schwenk gabelstangen 23 liegenden hülsenförmigen Scheibenverstellkörper 32 mit je einem Steuerwulst 33 (Fig. 8) versehen, der mit seinem äussern Teil in die zugehörige Steuerrille 31 ragt Zund mit seinem - innern Teil zwischen zwei Reibscheibenränder greift.
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, dass die durch den Winkel a gekennzeichnete Schraubenlinien steigung von Rille zu Rille, in der Richtung verfolgt, in welcher die Scheiben bei Annähe- rung der Zustellwellen an die Zentralwelle verschöben werden, zunimmt, in Überein stimmung mit der bei dieser Annäherung auftretenden, durch den Reibscheibenkegel- winkel bedingten sukzessiven Zunahme der Längsverschiebimgswege der aufeinanderfol genden Kegelscheiben 11.
Wird nun der Schalthebel 20 (Fig. 5) in eine Zwischenstel- lung geschaltet, so bewegt sich die Stange 23 von ihrer in Fig. 7 mit E markierten End- lage in eine Zwischenlage Z, wobei jeder Körper 32 von seiner Steuerrille 31 um einen entsprechenden Betrag direkt nach rechts verschoben wird und diese Bewegung an die ihm zugeordnete Reibscheibe weitergibt.
Aus der in den Fig. 9 und 10 dargestell ten ersten Variante zum zuletztbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass die Scheibenverstellkörper 35 mit längerer Füh rungshülse ausgeführt werden können, wenn sie abwechselnd auf zwei in der Schwenk gabel 5 nebeneinander gelagerte Stangen 23 verteilt sind.
Die zusätzlichen Verstellkörper 35 können aber bei dieser Ausführungsart nicht so viel versetzt von deii Scheibenberüh- rungsstellen angeordnet werden wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen; in jedem Falle sollen aber auch bei diesem Beispiel die Stellen, an denen die Scheiben 11 von den Körpern 35 angegriffen werden, um mehr als 90 zu den Stellen versetzt liegen, an denen diese Scheiben von den Scheiben 12 berührt werden.
Bei der in Fig. 11 gezeigten zweiten Va riante sind sodann die zusätzlichen Scheiben verstellkörper 37 mit doppelten, die. Kegel scheibenränder von beiden Seiten fassenden Steuerwulsten 33 versehen. Die Steuerrillen 38 sind dementsprechend breiter ausgeführt. Diese Massnahmen ermöglichen, die zwang mässige, zusätzliche Axialverschiebung der Kegelscheiben 11 vermittels der Körper 37 sowohl beim Aufwärts- als auch beim Ab wärtsschalten zu verwirklichen.
Analog dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Steuerwulste 33 der Körper 32, 35 und 37 etwas schmäler bemessen, als dies theoretisch notwendig wäre, so dass nach been deter Schaltung im Betriebszustand ein ge ringes Spiel zwischen diesen Körpern und den Scheiben 11 vorhanden und hierdurch eine unerwünschte Berührung dieser Teile vermieden ist.
Im dritten Ausführungsbeispiel, das aus den Fig. 7.2 bis 16 ersichtlich ist, sind die Steuerbahnen 40 seitlich angeordnet, die Steuerkörper 40a deshalb an den Gehäuse deckeln 1a und 1b anstatt. am Gehäusemantel 1c befestigt. Die zusätzlichen Scheibenver- stellkörper jedes der drei Reibscheibensätze bestehen aus einzelnen, nebeneinanderliegen- d.en Flachstäben 42 bzw.
421 bis 425, welche mit je einer einen Kegelscheibenrand um greifenden Doppelwarze 43 versehen und in den beiden Schwenkgabelarmen 5b längs- , beweglich gelagert sind. Die Stäbe 42 jedes Paketes liegen mit ihren beiden Enden an Steuerhebeln 44 an, die ihrerseits an Aus legern 45 der Schwenkgabelarme 5b ange- lenkt bzw. geführt sind.
In der Endstellung E des Schalthebels 20 nimmt .der zusätzliche Verstellmechanismus die in den Fig. 12 und 14 dargestellte Lage ein, wobei .die beiden Steuerhebel 44 senk recht zu den Stäben 42. stehen. Wird nun der Schalthebel 20 in eine Zwischenlage Z (Fig. 13) abgedreht, so nimmt der Verstell- mechanismus die in den Fig. -15 und 16 ge zeigte Lage ein. Die Steuernocken 46 haben dann, indem sie den beiden auf- bzw. abstei genden 'Steuerbahnen 40 gefolgt sind, die Steuerhebel 44 abgedreht und. dementspre chend .die Stäbe 42 nach rechts verschoben.
Der in Fig. 16 zuoberst liegende Stab 421, dessen Warze 43 die antriebsseitig erste Ke gelscheibe<B>111</B> umgreift lind der den klein sten Abstand von den Gelenkachsen der He bel 44 hat, hat sich dabei nur wenig, der mit der Reibscheibe 115 korrespondierende Stab 425, der den grössten Abstand von diesen Achsen hat, am meisten verschoben, so dass wieder Übereinstimmung mit den durch die Randwulstscheiben 12 hervorgerufenen Axial verschiebungen der Scheiben besteht.
In der in Fig. 17 beispielsweise darge stellten, in der Einleitung erwähnten zweiten Grundbauart liegen die flachen Kegelscheiben 1.1 nicht mehr auf den Zustellwellen, sondern auf der Zentralwelle 3, und umgekehrt die Randwulstscheiben 12 auf den Zustellwellen 4. Die gezeichnete Wellenstellung entspricht der grössten Getriebeübersetzung, während die kleinste Übersetzung bei gegen die Welle 3 hereingeschwenkten Zustellwellen 4 ein geschaltet ist.
Das Anfahren erfolgt hier also nicht bei hereingeschwenkten, sondern bei herausgeschwenkten Zustellwellen. Die ver schiedenen Ausführungsbeispiele der zusätz lichen VerstellvorrichtLmg für die Scheiben 12 lassen sich, wie eingangs erwähnt, sinn gemäss auch auf diese Zuordnung der Reib körper 11, 12 anwenden.