-
Reibungsgetriebe mit selbsttätig stufenlos veränderbarem Übersetzungsverhältnis
Die Erfindung betrifft ein Reibungsgetriebe mit selbsttätig stufenlos veränderbarem
Übersetzungsverhältnis, das aus zwei sich drehenden Kegeln, deren Achsen in einer
Ebene liegen, und aus einem Übertragungsring besteht, der zwischen den beiden Kegeln
eingeklemmt ist, einen dieser Kegel umgibt und aus zwei konzentrischen Ringen gebildet
wird. Der eine dieser Ringe hat am treibenden und der andere am getriebenen Kegel
Anlage. Beide Ringe sind gegeneinander um ihre gemeinsame Achse entgegen der Wirkung
zwischen ihnen angeordneter Federn drehbar. Der eine Ring trägt ein gegenüber dem
anderen Ring durch Verdrehung der Ringe gegeneinander axial verstellbares Glied.
Die Drehung der Ringe gegeneinander wird durch eine Störung des Gleichgewichtes
zwischen dem treibenden und getriebenen Drehmoment bewirkt und verursacht eine Schrägstellung
und demzufolge eine Verlagerung des Übertragungsringes zur Wiederherstellung des
Gleichgewichtes.
-
Die Erfindung hat den Zweck, dieses bekannte Reibungsgetriebe mehr
als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis anzupassen.
-
Die Erfindung besteht darin, daß das axial verstellbare Glied und
der gegenüber diesem axial verstellbare Ring gegenüber einem Schlitten, der parallel
zu den Berührungsmantellinien der Kegel mit dem Übertragungsring verschiebbar ist,
drehbar gelagert und um verschiedene Achsen schwenkbar sind; die Schwenkachsen liegen
im Verhältnis zum Schlitten fest und parallel zu einer beiden Berührungsmantellinien
gemeinsamen Senkrechten.
-
Die Erfindung besteht außerdem in weiteren Einzelheiten, die gleichzeitig
oder auch für sich allein angewendet werden können.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Reibungsgetriebe, Fig.
1 a eine Seitenansicht zu Fig. 1 im Schnitt, Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen
zur Erläuterung der Wirkungsweise des Reibungsgetriebes gemäß den Fig. 1 und 1a,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Übertragungsring einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise
des Übertragungsringes gemäß Fig. 4.
-
Das Reibungsgetriebe gemäß der Erfindung eignet sich im besonderen
für Kraftfahrzeuge. Der in den Fig. 1 und 1 a dargestellte Regler besteht aus zwei
umlaufenden Kegeln A und B, deren Achsen in einer Ebene liegen. Einer
dieser Kegel kann durch einen Zylinder ersetzt werden. Der Kegel A treibt den Kegel
B über den Übertragungsring C, der um den Kegel B herum angeordnet ist.
-
Die Endzapfen 1 des Kegels B sind in in der Gehäusewand 3 befestigten
Lagern 2 gelagert. Der eine Endzapfen 4 des Kegels A ist in einem Pendellager 5
derart gelagert, daß die Spitze des Kegels in dem Lager liegt. Das Lager 6 des anderen
Endzapfens ist in einem Schlitz 7 des Gehäuses 3 geführt, der sich in der gemeinsamen
Ebene der Kegelachsen erstreckt. Durch eine Feder 8 wird der Kegel A gegen den Kegel
B gedrückt, wodurch der für die Mitnahme des Übertragungsringes C erforderliche
Druck gewährleistet ist. Eine Verstellschraube 9 ermöglicht die parallele Einstellung
der sich gegenüberliegenden Mantellinien D und E der Kegel A und B.
-
Der Übertragungsring C besteht aus zwei konzentrischen Ringen, und
zwar einem äußeren Ring 10, der aus Gründen der leichteren Montage aus zwei Teilen
zusammengesetzt ist, und einem inneren Ring 11. Der äußere Ring 10 liegt an dem
Kegel A an und der innere Ring 11 an dem Kegel B. Beide Ringe sind mit einer Führung
versehen, die es ermöglicht, daß sich der eine Ring gegenüber dem anderen in einer
Schraubenlinie verschiebt, wenn sich Änderungen des treibenden gegenüber dem getriebenen
Drehmoment ergeben. Aus diesem Grund ist der innere Ring 11 mit dem äußeren Ring
10 durch in Drehrichtung der Ringe sich erstreckende Federn 12 verbunden, deren
Enden zwischen Stützen 13 und 14 eingespannt wurden, von denen die einen am Ring
10 und die anderen am Ring 11 befestigt sind. Außerdem sitzen Führungsstifte
15
am inneren Ring 11, diese weisen Rollen 16 auf und ragen mit diesen in schräge Schlitze
17 des äußeren Ringes 10 hinein. Die Rollen und Schlitze sind derart angeordnet,
daß die Mittelebenen der Ringe 10 und 11 parallel zueinander gehalten werden. Zwischen
den Ringen sind noch Rollen 18 vorgesehen, um die Drehung und Axialverschiebung
der Ringe gegeneinander zu erleichtern.
-
Die Achsen dieser Rollen 18 könnten parallel zur gemeinsamen Achse
des inneren und äußeren Ringes liegen. Indessen müßten die Rollen 18 nicht nur zwischen
den beiden Ringen rollen, sondern auch in axialer Richtung wenigstens gegenüber
einem dieser Ringe gleiten können. Es ist aber einleuchtend, daß solche Rollen schlecht
für ein axiales Gleiten geeignet sind.
-
Es ist daher wesentlich vorteilhafter, die Achsen dieser Rollen senkrecht
zur Schraubenlinie anzuordnen, auf der sich die Ringe gegeneinanderbewegen. Die
die Schlitze 17 zwischen sich einschließenden Rollen müssen senkrecht zur Mittelebene
dieser Schlitze liegen, wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist, und die Achsen der übrigen
Rollen müssen entsprechend angeordnet sein. Auf diese Weise wird jedes Gleiten zwischen
den Rollen 18 und dem äußeren oder dem inneren Ring verhindert und dadurch die Wirkungsweise
des Reibungsgetriebes verbessert. Die beiden Ringe bzw. ihre Führungen sind so ausgebildet,
daß bei jeder Stellung des Mitnehmerringes C beide Ringe um verschiedene Achsen
schwenken können, die parallel zu einer auf beiden Mantellinien D und E der Kegel
A und B Senkrechten liegen.
-
Vorteilhafterweise fällt die eine dieser Achsen mit der besagten gemeinsamen
Senkrechten zusammen. Beide Achsen liegen in der Mittelebene des Übertragungsringes,
wenn dieser senkrecht zu den Berührungsmantellinien D und E steht.
-
Zu diesem Zweck ist ein Schlitten 19 mit Hilfe von Rollen 20 auf einer
festen Schiene 21 frei verschiebbar, die parallel zu den Berührungsmantellinien
D und E liegt. Außerdem ist um eine Achse 22 eine Gabel 23 mit Rollen 24a und 24b
schwenkbar gelagert. Diese Rollen liegen an den Stirnflächen des inneren Ringes
11 an. Eine weitere Gabel 25 ist fest mit dem Schlitten 19 verbunden und weist zwei
Rollen 26a und 26b auf, die an den Stirnflächen des äußeren Ringes 10 anliegen.
-
Sobald der innere Ring 11 eine axiale Bewegung gegenüber dem äußeren
Ring 10 macht, wird er durch die Gabel 23 und die Rollen 24a gezwungen, sich entsprechend
der Schwenkung der Gabel 23 um die Achse 22 zu drehen. Dadurch wird wiederum der
äußere Ring 10 zu einer Drehung um die Achse F gezwungen, die parallel zu den Achsen
der Rollen 26a und 26b und in der Mitte zwischen diesen liegt und ihre Lage zum
Schlitten 19 ebenso wie die Achse 22 unverrückbar beibehält (s. Fig. 2, 3).
-
Wenn der Übertragungsring C sich in der Gleichgewichtslage befindet,
wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, so fallen die Mittelebenen der Ringe 10 und 11
zusammen und liegen senkrecht zur Schiene 21 und damit auch zu den Berührungsmantellinien
D und E.
-
Sobald der Gleichgewichtszustand zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsmoment
gestört wird, verschieben sich die Ringe zueinander axial. Diese Verschiebung bewirkt
eine Drehung des Ringes 11 um die Achse 22 und des Ringes 10 um seine Achse F. Der
Übertragungsring C dreht sich demzufolge um eine zu den Mantellinien D und E senkrechte
Achse und ändert seine Stellung entlang den Mantellinien D und E zufolge der Drehung
der Kegel A und B so lange, bis der Gleichgewichtszustand zwischen den Drehmomenten
wiederhergestellt ist.
-
In diesem Sinne wirkt das Reibungsgetriebe nur dann, wenn die Kegel
A und B sich in der Vorwärtsrichtung drehen. Drehen sie sich im entgegengesetzten
Sinne, so wird der Übertragungsring C automatisch in die Stellung der größten Geschwindigkeitsminderung
gebracht. Dies ist für die Anwendung bei Kraftfahrzeugen von besonderer Bedeutung.
Das Reibungsgetriebe sichert im Vorwärtsgang das Gleichgewicht zwischen dem treibenden
und getriebenen Drehmoment und beim Rückwärtsgang die größte Übersetzung.
-
Da der Übertragungsring C nur um eine zu den Mantellinien senkrechte
Achse zu schwenken braucht, kann man den Berührungsflächen 27 und 28 der Kegel eine
zylindrische Form geben. Der Anpreßdruck der Kegel sichert so eine günstige Stellung
des Übertragungsringes zu den Kegeln.
-
Bei der beschriebenen Ausführungsform verschieben sich die beiden
Ringe 10 und 11 axial gegeneinander. Demzufolge müssen die Berührungsflächen 27,
28 auf den Flächen der Kegel A und B parallel zu den Berührungsmantellinien D und
E gleiten. Die Drücke können dabei abhängig von dem zu übertragenden Drehmoment
erheblich sein.
-
Man kann dieses Gleiten vermeiden, wenn man außer den beiden Ringen
10 und 11 noch einen Hilfsring verwendet, der mit den Kegeln nicht mehr in Berührung
kommt und bei Verdrehung des inneren Ringes gegenüber dem äußeren allein eine Axialverschiebung
erfährt, die die Wiederherstellung des Drehmomentgleichgewichtes bewirkt.
-
Zu diesem Zweck sind, wie in Fig. 4 dargestellt, der äußere Ring 10a
und der innere Ring 11a nur noch gegeneinander verdrehbar, aber nicht mehr axial
verschiebbar. Die Rollen 18a zwischen den beiden Ringen haben demzufolge zur Achse
der Ringe parallele Achsen. Am inneren Ring 11a sind radiale Stifte 15a mit Rollen
16a befestigt, die in Schlitze 17a des äußeren Ringes 10a hineinragen. Im Gegensatz
zu den Schlitzen 17 gemäß Fig. 1 liegen diese Schlitze 17a parallel zur Mittelebene
des äußeren Ringes 10a. Ein Hilfsring 29 ist konzentrisch zu den Ringen 10a und
11a angeordnet und ragt mit radialen Stiften 30 und Rollen 31 in Schlitze 32 des
inneren Ringes und Schlitze 33 des äußeren Ringes. Die Schlitze 32 liegen parallel
zur Ringachse. Die Schlitze 33 sind schräg angeordnet. Der Hilfsring 29 kann sich
zum inneren Ring 11a axial verschieben, aber nicht drehen. Gegenüber dem äußeren
Ring 10a kann er sich dagegen drehen und axial verschieben. Wenn der Ring 1011 sich
zufolge einer Änderung des getriebenen Drehmomentes unter Zusammendrücken der Federn
1211 dreht, so wird der Hilfsring 29 gegenüber den Ringen 10a und 11a axial verschoben.
-
Das Reibungsgetriebe ist ebenfalls mit einem Schlitten 19, mit einer
Schiene 21, mit einer Gabel 25 und einem Paar Rollen 26a und 26b versehen. Ein Hebel
35 ist um einen Schwenkpunkt 34 am Schlitten 19 schwenkbar gelagert und weist Rollen
36 auf, die gegen die Stirnfläche des Hilfsringes 29 anliegen. Zwischen dem über
den Schwerpunkt hinaus verlängerten Ende des Hebels 35 und einem festen Punkt 38
am Schlitten ist eine Druckfeder 37 vorgesehen, die die Rollen 36 gegen die Stirnfläche
des Hilfsringes 29 drückt.
-
Das Reibungsgetriebe gemäß den Fig. 4 bis 6 unterscheidet sich von
demjenigen gemäß Fig. 1 bis 3 dadurch,
daß nur der äußere Ring 10
gemäß Fig. 1 um um die Achse F schwenken kann, während bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 4 beide Ringe 10a und 11a um die Achse F schwenkbar sind, und daß der innere
Ring 11 gemäß Fig. 1 um die Achse 22 schwenkbar ist, während bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 4 der Hilfsring 29 als um die Achse 34 schwenkbar angesehen werden kann,
da der Hebel 35 ständig parallel zur Stirnfläche des Hilfsringes 29 zufolge der
unter ständigem Druck an dieser Stirnfläche anliegenden beiden Rollen 36 bleibt.
-
Die Ausführungsform gemäß den Fig. 4 bis 6 hat gegenüber derjenigen
gemäß den Fig. 1 bis 3 den Vorteil, daß die beiden Ringe nicht mehr entlang den
Berührungsmantellinien D und E der Kegel A und B gleiten müssen, wodurch eine größere
Betriebssicherheit und eine schnellere Reaktion des Reibungsschiebers auf eine Gleichgewichtsveränderung
der Drehmomente erreicht wird.