DE102019000211A1

DE102019000211A1 - Regel-Reibradgetriebe

Info

Publication number: DE102019000211A1
Application number: DE102019000211.3A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-01-12
Filing date: 2019-01-12
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2039-01-13
Also published as: DE102019000211B4

Abstract

Am Umfang eines Kreises um die Getriebeachse sind vier Reibrollen im gleichen Abstand zueinander angeordnet, sie berühren in den konkaven Mänteln die Wälzflächen von dem Antriebsreibkörper und dem Abtriebsreibkörper; ihre Rotationsachsen schneiden sich in einem Punkt auf der Getriebeachse. Die Reibrollen sind jeweils mittels eines Kugellagers und eines Kegelrollenlagers auf einer Spindel drehbar gelagert; an dem einen Ende sind sie jeweils als Gabelköpfe ausgebildet und mit den Schwenkwellen in deren Mitte starr verbunden.Am Stützring sind vier Stützen radial befestigt und haben an den anderen Enden jeweils ein Gleitlager, in denen die Schwenkwellen drehbar gelagert sind. Das vorgegebene Längenmaß der Stützen dient nach Maßgabe zur Bestimmung der mit den Schwerachsen von den Schwenkwellen zusammenfallenden Seiten des Quadrates, damit das Flankenspiel in den Kegelradpaaren den Vorgaben gemäß der Zahnradtechnik entsprichtDer Stützring ist begrenzt im Gehäuse gleitend verschiebbar und durch einen Gewindezapfen gesichert. Zur stufenlosen Drehzahlverstellung dient ein Verstellrad mit einer Verstellwelle, die am Ende an einer Schwenkwelle befestigt ist.Damit der Antriebreibkörper und der Abtriebsreibkörper mit den Schwenkwellen in ständiger Berührung bleiben, ist auf der Antriebswelle eine Druckfeder eingebaut. Im Betriebszustand richtet sich die Größe der Anpresskraft in den Wälzpunkten nach der Leistungsübertragung des Regel-Reibradgetriebes. Aus der daraus resultierenden Umfangskraft ist auch die Axialkraft bestimmbar, die mit der auf der Antriebswelle eingebauten Anpressvorrichtung realisiert wird.

Description

Bisher ist ein Reibradwechselgetriebe bekannt geworden mit mindesten zwei Reibrollen als Zwischenräder von zwei Haupträdern. Es ist nicht definiert worden, nach welchen konstruktiven Merkmalen mit mehr als zwei Reibrollen das Reibradwechselgetriebe nicht zum Stand der Technik gehört. Weil keine diesbezüglichen Patentansprüche aufgestellt werden können, kann diese Erfindung mit mehr als zwei Reibrollen nicht als neu gelten.
Der Erfindungsgegenstand bezieht sich auf ein Regel-Reibradgetriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung mit zwei Reibkörpern in der Form eines Kegelstumpfes (Torus) mit konkaver Mantelfläche, auf der Getriebeachse liegenden Schwerlinien und mit den beiden kleinen Stirnflächen der Reibkörper gegenüberliegend und auf Zusammenwirken mit einer Gruppe von vier über den Umfang in gleichen Abständen angeordneten Reibrollen jeweils am Umfang behaftet mit einer sphärischen Reibfläche; deren Schwerlinien sich in einem Punkt auf der Getriebeachse schneiden und einheitlich pendelnd um die Schwenkachsen angeordnet sind.
Durch eine selbsttätige Sperrvorrichtung über einen mit der Antriebswelle koaxial zusammenwirkenden zentralen Reibkörper die dadurch dem zu übertragenden Drehmoment entsprechend eine axiale Anpresskraft erzeugt.
Anstelle einer Sperrvorrichtung ist ein mehrgängiges Gewindeschloss einzusetzen, das aus einer Trapezgewindemutter im Reibkörper eingebaut und einer Trapezgewindemuffe auf der Antriebswelle verschiebbar angeordnet besteht. Das Trapezgewindeschloss ist nicht zeichnerisch dargestellt worden.
1, 2 und 3 sind eine schematische Darstellung dreier Querschnitte einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regel- Reibradgetriebes.
Die vier Reibrollen 5 sind im Umfangsinn gleichmäßig verteilt und berühren jeweils mit einem Wälzpunkt den Antriebsreibkörper 1 und mit dem anderen Wälzpunkt den Abtriebsreibkörper 2. Die Rotationsachsen von den vier Reibrollen 5 schneiden sich in einem Punkt auf der Getriebeachse, die zugleich auch die Schwerachse von der Antriebswelle 3 und der Abtriebswelle 4 ist. Am Umfang der vier Reibrollen 5 mit sphärischen Kreisflächen liegen die beiden Wälzpunkte einerseits auf dem Antriebsreibkörper 1 und andererseits auf dem Abtriebsreibkörper 2. An der einen Stirnseite der Reibrollen 5 ist diese konzentrisch durch eine Buchse mit einer gemeinsamen konzentrischen Durchgangsbohrung verlängert. In der durchgehenden zylindrischen Innenbohrung sind ein Kugellager 10 und ein Kegelrollenlager 11 in ausgebildeten Wälzlagersitzen gelagert.
Die selben Wälzlager sitzen auch auf den Spindeln 7. Zwischen dem Spindelabsatz in der Innenbohrung der Reibrolle 5 und dem Außenring des Kegelrollenlagers 11 ist ein Paket von Tellerfedern eingebaut. An dem einen Ende der Buchse ist ein Innengewinde vorhanden, in dem eine Ringmutter 14 eingebaut. An dem einen Ende der Buchse ist ein Innengewinde vorhanden, in dem eine Ringmutter 14 eingeschraubt ist und mittels eines Längsstiftes im Gewinde diese gegen Verdrehung gesichert ist. Das andere Ende von den Spindeln 7 ist als Gabelkopf ausgebildet und ist mit der Schwenkwellen 6 in ihren Längenmitten starr verbunden.
Alle Schwenkwellen 6 haben die Form eines Quadrates, das senkrecht zur Getriebeachse steht. In den vier Eckpunkten des Quadrates, wo jeweils zwei Schwenkwellen 6 zusammenstoßen, sind Kegelradpaare 22 drehgesichert zu den Schwenkwellen 6 eingebaut.
Die Schwenkwellen 6 sind in ihren Längenmitten in den Gabelköpfen von den Spindeln 7 drehbar gelagert; die Stützen 8 sind mit dem einen Ende auf dem Stützring 9 starr angeordnet. Der Stützring 9 ist in axialer Richtung begrenzt verschiebbar durch einen von außen im Gehäuse 23 eingeschraubten Gewindezapfen 26, der in einem am Stützring 9 vorhandenen Längsschlitz ragt. Mit einem eigebauten Verstellrad 24 werden über eine Verstellwelle 25 alle Schwenkwellen 6 in gleicher Weise um denselben Betrag geschwenkt. Am Umfang vom Antriebsreibkörper 1 und vom Abtriebreibkörper 2 sind Schwingungsdämpfer 27 und von den vier Reibrollen 5 sind Schwingungsdämpfer 28 angebracht.
Vom mitdrehenden Antriebsreibkörper 1 ausgehend, der auf der Antriebswelle 3 befestigt ist, wird wegen der selbsttätig wirkenden Sperrkugeln 21 vom mitdrehenden Nutring 19 auch der Gegennutring 20 in Drehung versetzt. Weil der Gegennutring 20 und der Antriebsreibkörper 1 fest miteinander verbunden sind, wird auch dieser in Drehung versetzt. Dies erfolgt in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis, das dadurch verändert werden kann, indem die Lage der Berührungs- bzw. Wälzpunkte zwischen dem zentralen Antriebsreibkörper 1 und der Reibrollen 5 verändert wird; selbsttätig geht auch die Veränderung in den Berührungs- bzw. Wälzpunkten zwischen den vier Reibrollen 5 und dem zentralen Abtriebsreibkörper 2 vonstatten. Die durchzuführende Verstellbewegung zwecks Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle 3 und der Abtriebswelle 4 wird durch die entsprechende Schwenkbewegung der Spindeln 7, auf der die vier Reibrollen 5 gelagert sind, durch das Verstellrad 24 über Verstellwelle 25 bewirkt.
Am Innengewinde der Stirnwand 32 ist eine Ringmutter 14 angebracht, an welcher sich ein Kegelrollenlager 15 über eine eingebaute Druckfeder 16 und ein Kugellager 18 abstützen, von diesem wird auch die auftretenden axiale Verschiebung auf den Nutring 19 über das dazwischenliegende Kugellager 18 übertragen.
Der Nutring 19 ist auf die Antriebswelle 3 geschoben und gegen Verdrehung gesichert. Ferner ist auf der Antriebswelle 3 ein Gegennutring 20 lose und frei drehbar angeordnet und andererseits mit dem Antriebsreibkörper 1 starr verbunden. Zwischen dem Nutring 19 und dem Gegennutring 20 sind drei auf dem Umfang gleichmäßig verteilte Sperrkugeln 21 eingebaut, die in Nuten 29 mit dreieckiger Querschnittsfläche radial auf dem Nutring19 und dem Gegennutring 20 gelagert sind. Damit ist eine axial wirkende Sperrvorrichtung geschaffen, welche die entsprechende axiale Anpresskraft FA aus dem zu übertragenden Drehmoment mit der Tangentialkraft F_t erzeugt. Die axial einstellbare Ringmutter 14 ermöglicht die Regulierung der Vorspannung von der Feder 16, damit die erforderliche Anpresskraft in den Wälzpunkten vorhanden ist. Die Neigung der resultieren Normalkraft R wird durch den Winkel α an der Flanke der Nut 29 definiert.
Von der Anpressvorrichtung ausgehend werden im Getriebe hohe dynamische Kräfte erzeugt mit Komponenten, die eigens auf die Tellerfedern wirken. Weil eine daraus resultierende Veränderung der Federlängen unzulässig ist, werden in den Spindeln 7 Distanzbuchsen 17 eingebaut.
Die Stützen 8 dienen dazu , die vier Reibrollen 5 über die Spindeln 7 mit dem Antriebreibkörper 1 in ständigem Kontakt zu halten. Außerdem wird die stabile Lage des Stützringes 9 über die Spindeln 7 auf die vier Reibrollen 5 und dem Antriebsreibkörper 1 übertragen.

Claims

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wälzgetriebe mit mechanisch stufenlos einstellbarer Übersetzung mit einem treibenden und einem getriebenen Reibkörper (1 und 2) mit konkaven Wälzflächen, deren Achsen auf gleicher Linie liegen und mit vier Reibrollen (5) mit sphärischen Reibflächen als Zwischenräder ausgestattet sind und im Umfangsinne gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die vier Reibrollen (5) sind so gelagert, dass sie Pendelbewegungen um die Schwenkwellen (6) ausführen können; die Rotationsachsen der vier Reibrollen (5) und die Schwerachsen der Spindeln (7) sind deckungsgleich, dadurch gekennzeichnet, dass vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Reibrollen (5) mit dem Antriebsreibkörper (1) und dem Abtriesreibkörper (2) in den Wälzpunkten durch Reibschluß aneinander gekoppelt sind und an den in die vier Reibrollen (5) eingebauten Spindeln (7) mit Gabelköpfen deren Schwerachsen mit den Rotationsachen von den Reibrollen (5) übereinstimmen und durch diese mit den vier Schwenkwellen (6) starr verbunden sind. Die vier Reibrollen (5), mit zwei Wälzlagersitzen ausgestattet, werden mit den Spindeln (7), ebenso mit zwei Wälzlagersitzen ausgestattet, über zwei eingebaute Wälzlager gekoppelt.
Regel-Reibradgetriebe nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkwellen (6) mit ihren Schwerachsen mit den vier Seiten eines Quadrates zusammenfallen und eine gemeinsame Ebene bilden, die senkrecht zur Getriebeachse steht. In jedem der vier Eckpunkte der quadratischen Schwenkwellenanordnung ist ein ist ein Kegelradpaar (22) drehgesichert mit der Schwenkwelle (6) starr verbunden.
Regel-Reibradgetriebe nach Patentanspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des zylindrischen Gehäuses (23) ein Stützring (9) begrenzt verschiebbar durch einen Gewindezapfen (26) angeordnet ist. Mit dem Stützring (9) sind vier Stützen (8) radial und parallel zur Stützringebene in vier gleichen Bogenabständen starr verbunden. An ihren Enden sind Bohrungen angebracht, in denen die Schwenkwellen (6) drehbar gelagert sind.
Regel-Reibradgetriebe nach Patentanspruch 1,2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Antriebsreibkörper (1) und auf dem Abtriebsreibkörper (2) ein Schwingungsdämpfer (27) befestigt ist. Jede der vier Reibrollen (5) ist mit einem Schwingungsdämpfer (28) starr verbunden.