Stufenlos regelbares Reibgetriebe Es ist eine grosse Vielfalt von regelbaren Reib getrieben bekannt. Bei einer Gattung wirkt als Lei- stungsüberträger zwischen treibendem und angetrie benem Glied ein mit beiden Gliedern in Reibungs- schluss stehender Walzkörper, welcher sich zur Än derung des Übersetzungsverhältnisses axial verschie ben lässt.
Um diese Verschiebung zu ermöglichen, muss entweder der Reibungsschluss kurzzeitig unter brochen oder aber durch eine entsprechend hohe Regelkraft überwunden werden - beides im Sinne einer stetigen, möglichst verschleissarmen und leicht gängigen Regelbarkeit unvollkommene Lösungen. Dazu kommt, dass sich solche Walzkörper mit ver nünftigem technischem Aufwand nur entlang einer Geraden verschieben lassen, andere als lineare Än derungen des Übersetzungsverhältnisses nach diesem Prinzip also schwer zu verwirklichen sind.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines ein fachen, billigen Reibgetriebes, dessen übersetzungs- verhältnis mit minimalem Aufwand an Steuerleistung stufenlos sowohl linear als auch nichtlinear in einem grossen Bereich verändert werden kann.
Das erfindungsgemässe Reibgetriebe ist gekenn zeichnet durch zwei um in der gleichen Ebene lie gende Achsen gelagerte rotationssymmetrische Kör per, von welchen mindestens der eine auf mindestens dem grössten Teil seiner Länge einen sich ändernden Durchmesser hat, wobei der zweite so geformt und gelagert ist, dass zwischen den beiden rotationssym- metrischen Körpern ein Spalt gleichmässiger Weste besteht, ferner gekennzeichnet durch einen in sich geschlossenen, den einen der beiden rotationssym metrischen Körper lose umgebenden Ring,
der im Betriebszustand im Spalt auf entgegengesetzten Sei ten seines Querschnittes einem Druck der beiden rotationssymmetrischen Körper ausgesetzt ist und dadurch mit diesen in reibungsschlüssiger Verbin- dung steht, und schliesslich durch Mittel zur Ver änderung der Lage des Ringes in Richtung des Spaltes zwecks Veränderung des übersetzungsver- hältnisses des Getriebes.
Die beiden rotationssymmetrischen Körper kön nen sowohl einfach wie doppelt gekrümmte Mantel flächen aufweisen. Im ersteren Fall handelt es sich um Zylinder oder Kegel, wobei ein Zylinder mit einem Kegel oder zwei Kegel miteinander kombi niert sein können. Wessen .die beiden Kegel umge kehrt gleiches Steigungsverhältnis auf, so liegen ihre Achsen parallel. Als rotationssymmetrische Körper mit doppelt gekrümmter Mantelfläche kommen z. B. Kugelkörper und dazu passende Sattelkörper in Be tracht.
Es versteht sich, dass einfach und doppelt gekrümmte Mantelflächen auch in ein und demsel ben rotationssymmetrischen Körper kombiniert auf treten können; z. B. kann ein Kugelmantelausschnitt zwei Kegelmäntel verschiedener Steigung miteinan der verbinden. Das Auftreten doppelt gekrümmter Mantelflächenteile bedeutet, dass in diesem Bereich das übersetzungsverhältnis nicht linear, sondern progressiv bzw. degressiv zum Steuerausschlag ver ändert wird.
Auf diese Weise lassen sich besondere Effekte erzielen, z. B. wird durch entsprechende Formgebung der beiden rotationssymmetrischen Kör per innerhalb eines grösseren Regelbereiches bei be stimmten Übersetzungsverhältnissen eine Feineinstel lung möglich.
Der einen der beiden rotationssymmetrischen Körper lose umgebende Ring kann z. B. runden, ellip- tischen oder polygonalen, insbesondere rechteckigen oder rhombischen Querschnitt aufweisen. Falls an den beiden rotationssymmetrischen Körpern dop pelt gekrümmte Mantelflächenteäle auftreten, wird ein Ring mit rundem oder elliptischem Querschnitt bevorzugt.
Der von den beiden rotationssymmetrischen Kör pern an entgegengesetzten Seiten seines Querschnittes auf den Ring ausgeübte Druck kann dadurch zu stande kommen, dass mindestens einer der beiden rotationssymmetrischen Körper radial verschiebbar gelagert ist und durch Federdruck in Richtung auf den andern Körper gepresst wird. In diesem Falle können sowohl die rotationssymmetrischen Körper als auch der Ring aus Metall bestehen und eine praktisch undeformierbare, harte Oberfläche auf weisen.
Die beiden rotationssymmetrischen Körper können aber auch fest gelagert sein, wobei der für guten Reibungsschluss erforderliche Druck da durch erzielt wird, dass der zwischen den beiden rotationssymmetrischen Körpern bestehende Spalt et was enger gewählt wird, als es dem Querschnitt des Ringes entspricht, und dass mindestens .eines der drei beteiligten Elemente mindestens in der Ober flächenzone aus gummielastischem Material besteht.
Beispielsweise können die beiden rotationssymmetri schen Körper aus Stahl und der Ring aus Gummi oder Kunststoff bestehen, oder es kann umgekehrt ein Stahlring mit zwei rotationssymmetrischen Kör pern kombiniert werden, die ganz oder nur in der Oberflächenzone aus Gummi oder Kunststoff be stehen, oder es können schliesslich alle drei Elemente aus Gummi, Kunststoff oder andern elastisch de formierbaren Stoffen gefertigt sein.
Die Weite des Spaltes zwischen den beiden ro tationssymmetrischen Körpern kann apparativ fest gelegt oder aber innerhalb bestimmter Grenzen ver stellbar sein. Eine Verstellung geschieht im allge meinen durch radiale Verschiebung der Achsenla ger eines der beiden rotationssymmetrischen Körper, z. B. mittels einer Einstellschraube; ist einer der beiden rotationssymmetrischen Körper kegelförmig, so kann die Spaltweite auch durch axiale Verschie bung dieses Kegels verstellt werden.
Diese Verstel lung der Spaltweite ist einer allfälligen Radialver- schiebung durch Federdruck, wie sie oben beschrie ben wurde, überlagert und bezweckt eine Verände rung des von den beiden rotationssymmetrischen Körpern auf den durch den Spalt verlaufenden Ring ausgeübten Druckes.
Dadurch kann die Leistungs- übertragung den im Betrieb auftretenden Verhältnis sen angepasst und es können unnötige Reibungsver luste vermieden werden. Die Spaltweite kann auch vorübergehend bis zum Aussetzen des Reibungs schlusses geöffnet werden, wodurch ein Kupplungs effekt erzielt wird. Solches Kuppeln ist aber wohl verstanden zur Regelung des im Betriebszustand be findlichen Getriebes nicht erforderlich.
Die Mittel zur Veränderung der Lage des Ringes in Richtung des Spaltes zwischen den beiden rota tionssymmetrischen Körpern, d. h. die Führungsglie- der, durch deren Hilfe das Übersetzungsverhältnis des Getriebes verändert wird, können in verschieden artiger Weise ausgebildet sein, wie für den Fach mann ohne weiteres erkennbar ist, z.
B. als Gabeln, Ösen, Rollen bzw. Rollenpaare und dergleichen, die an einer Gleitschiene, Spindel oder dergleichen ver schiebbar befestigt sind. Dadurch, dass man mit Hilfe dieser Führungsglieder den zwischen die beiden ro tationssymmetrischen Körper einlaufenden Ring steu ert, bewirkt man dessen Wanderung innerhalb des Spaltes in die gewünschte neue Lage.
Diese Wan derung erfolgt sehr rasch und auf Grund einer ganz geringen Steuerleistung, wodurch die leichte Regel barkeit des Getriebes trotz gutem und ununterbro chenem Reibungsschluss bei entsprechend günstiger Leistungsübertragung bedingt ist. Damit das Getriebe in beiden Drehsinnen ohne Unterschied arbeitet, ist es zweckmässig, die Führungsglieder bezüglich der durch die Achsen der beiden rotationssymmetrischen Körper bestimmten Ebene symmetrisch anzuordnen.
Beiliegende Zeichnung stellt beispielsweise eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Reibgetriebes dar, in welcher die beiden rotations symmetrischen Körper z. B. aus Stahl gefertigt und in unveränderlichem Achsabstand gelagert sind, wäh rend der Ring aus gummielastischem Material be steht.
Fig. 1 zeigt diese Ausführungsform im Aufriss, teilweise im Schnitt, und Fig.2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-11 von Fig. 1.
Das Getriebe weist zwei kreisscheibenförmige Platinen 1 und 2 auf, wobei die erste zugleich der Gehäusedeckel eines Elektromotors 3 sein kann, dessen Welle 4 mittels eines Kugellagers 5 dreh bar und unverschiebbar in dieser Platine 1 gelagert ist. Drei zur Achse der Welle 4 parallele Stützbol zen 6 sind mit ihrem Schraubensatz 6a fest in entsprechende, in gleichem Abstand von der Dreh achse der Welle 4 und in gleichem Abstand vonein ander angeordnete Gewindelöcher der Platine 1 ein geschraubt und haben an ihrem anderen, die Platine 2 stützenden Endteil ein zentrales Gewindeloch.
Mittels Schrauben 7, die in letztgenannte Gewinde löcher eingreifen, ist die Platine 2 an den Stütz bolzen 6 befestigt.
Auf der Welle 4 sitzt ein rotationssymmetrischer Körper 8 fest, der in der Nähe der beiden Platinen je einen Flansch 8a bzw. 8b, im übrigen aber eine sich von der Platine 1 zur Platine 2 hin konisch verjüngende Mantelfläche 8c hat.
In den beiden Platinen ist mittels Kugellagern 9 eine zur Welle 4 parallele Welle 10 drehbar und unverschiebbar gelagert. Auf ihr sitzt ein rotations symmetrischer Körper 11 fest, dessen Mantelfläche 11a, die gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Ko- nizitätwie die Mantelfläche 8c hat, so dass zwischen beiden Mantelflächen ein Spalt 12 gleichmässiger Weite vorhanden ist.
Ein in sich geschlossener Ring 13 aus gummi elastischem Material umgibt lose den Körper 8 und einen Schieber 14, der auf einem der Stütz bolzen 6 geführt ist und als Mutter mit einer Ge windespindel 15 zusammenarbeitet, welche mit ihren Endzapfen<I>15a, 15b</I> in Bohrungen der Platinen 1, 2 drehbar und unverschiebbar gelagert ist; auf dem Endzapfen 15a ist ein Verstellknopf 16 festgesetzt.
In Blindlöchern des Schiebers 14 sitzen zwei Stahl- drähte 17 fest, die je einen U-förrnig abgebogenen, den Ring 13 umgreifenden Endteil 17a besitzen.
Ein topfförmiger Abschlussdeckel 19 mit Durch lassöffnungen für die Welle 10, für den Zapfen 15a und für eine Schraube 18 ist mittels letzterer an der Platine 2 befestigt.
Es ist leicht einzusehen, dass bei Betrieb des Getriebes durch die Mittel 14-17 die Lage des Ringes 13 in Richtung des Spaltes 12 verändert werden kann und dass dabei das übersetzungsver- hältnis des Getriebes stufenlos verändert wird. Der Ring hat keineswegs die Tendenz, seine Lage von sich aus zu verändern, etwa wegen der Konizität der Mantelflächen 8c, 11a, sondern dreht sich ruhig um seine jeweilige Eigenachse. Die durch das Getriebe übertragbare Leistung ist überraschend gross, woge gen die Reibungsverluste und der Verschleiss sehr gering sind.
Es wäre möglich, sämtliche Teile des Getriebes aus geeignetem Kunststoff zu fertigen. Ein solches Getriebe würde sich besonders für die Verwendung in chemischen Laboratorien eignen, wo es mit Medien in Berührung kommt, die auf die üblichen Bau stoffe, wie Stahl, korrosiv wirken.