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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steganordnung für ein Traktionsgetriebe, umfassend eine Nabe und eine Mehrzahl radial von der Nabe abragender Zapfen, die jeweils einen Reibroller tragen, der aus einem um eine tangentiale Schwenkachse schwenkbar an dem Zapfen gelagerten Rollergrundkörper und einem um den Rollergrundkörper rotierbar an diesem gelagerten Rollerring aufgebaut ist,
wobei zur Schwenklagerung des Rollergrundkörpers am Zapfen dieser eine den Rollergrundkörper von dessen radial innen liegender Unterseite her zu seiner radial außen liegenden Oberseite hin durchsetzende Zentralausnehmung durchsetzt und seinerseits von einem entlang der Schwenkachse ausgerichteten Bolzen durchsetzt ist, dessen über ihn hinausstehende Bolzenenden am Rollergrundkörper verankert sind.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Montage eines solchen Traktionsgetriebes.
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Stand der Technik
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Gattungsgemäße Steganordnungen sowie Traktionsgetriebe, in denen sie Anwendung finden, sind aus der
DE 10 2016 223 922 A1 bekannt.
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Wie bei Traktionsgetrieben üblich, stehen sich mit unterschiedlichen, koaxialen Wellen verbundene Reibscheiben mit konkaven Reibflächen gegenüber und sind durch reibschlüssig an beiden Reibflächen anliegende Reibroller drehmomentübertragend miteinander gekoppelt. Die Reibroller sind bei dem bekannten Traktionsgetriebe dreh- und schwenkbar auf einem sternförmigen Steg gelagert. Eine Rotation der Antriebs-Reibscheibe wird aufgrund des Reibkontaktes zum Reibroller in eine im Wesentlichen senkrecht dazu ausgerichtete Rotation des Reibrollers übersetzt, die sodann in eine wiederum im Wesentlichen senkrecht dazu orientierte Rotation der Abtriebs-Reibscheibe übersetzt wird. Das spezielle Übersetzungsverhältnis hängt vom Kippwinkel der Reibroller, d.h. von der Ausrichtung ihrer konkreten Drehachse, ab (in diesem Sinne ist das obige „im Wesentlichen senkrecht“ zu verstehen). Um unter allen Winkelbedingungen der Reibroller deren reibschlüssigen Presskontakt zu den Reibflächen der Reibscheiben zu bewahren, sind die Relativabstände zwischen den Reibscheiben und der Steganordnung variierbar.
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Für die Schwenk- und Drehlagerung der Reibroller an den Zapfen des sternförmigen Steges sind unterschiedliche Realisierungsvarianten bekannt. In der oben genannten Druckschrift bestehen die Reibroller im Wesentlichen aus einem schwenkbeweglich am Zapfen gelagerten Rollergrundkörper und einem diesen umlaufenden, rotierbar am Rollergrundkörper gelagerten Rollerring. Die Drehlagerung des Rollerrings am Rollergrundkörper erfolgt über ein den Rollergrundkörper umlaufendes Kugellager. Für die Schwenkbewegung des Rollergrundkörpers relativ zum Zapfen weist der Rollergrundkörper eine ihn rolleraxial (axial, bezogen auf den Reibroller selbst) durchsetzende Zentralausnehmung auf. Diese Zentralausnehmung wird von dem Zapfen durchsetzt. Mit anderen Worten ist der Rollergrundkörper mit seiner Zentralausnehmung auf den Zapfen aufgesteckt. Zudem weisen der Rollergrundkörper und der Zapfen eine senkrecht zur Zentralachse des Getriebes, d.h. zur Axialrichtung der Nabe, und senkrecht zur Zapfenachse, also insgesamt tangential, bezogen auf die Steganordnung, ausgerichtete Bohrung auf, die von einem Bolzen durchsetzt ist. Der Bolzen ist entweder im Bereich der Zapfenbohrung oder im Bereich der Rollergrundkörper-Bohrung wenigstens bolzenaxial (d.h axial, bezogen auf den Bolzen) fixiert und im Bereich der jeweils anderen Bohrung zumindest schwenkbeweglich gelagert. Der Bolzen stellt daher die konstruktive Verkörperung der Schwenkachse dar. Diese Konstruktion ist nicht unproblematisch, da die Bohrung im Rollergrundkörper diesen im Bereich der Lauffläche für den Rollerring durchsetzt. Dies macht, um Rauheiten des Lagerlaufs und vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden, eine extrem präzise und damit kostenintensive Bearbeitung und Montage erforderlich. Zudem wird die Montage insofern erschwert, als der Rollerring und sein Lager erst nach Montage des Rollergrundkörpers auf dem Zapfen montiert werden können.
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Aufgabenstellung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Steganordnung derart weiterzubilden, dass ein leichteres und kostengünstigeres Montageverfahren ermöglicht wird.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes, verbessertes Montageverfahren für ein Traktionsgetriebe zur Verfügung zu stellen.
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Darlegung der Erfindung
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Diese erstgenannte Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Bolzenenden in nach radial außen offenen und nach radial innen geschlossenen Seitentaschen der Zentralausnehmung gelagert sind.
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Die oben zweitgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst, d.h. durch ein Verfahren zur Montage eines Traktionsgetriebes mit einer sternförmigen, eine Mehrzahl von Reibrollern tragenden Steganordnung, die so zwischen zwei Reibscheiben angeordnet ist, dass die Reibroller in Reibkontakt mit einander zugewandten Reibflächen der Reibscheiben stehen, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen einer ersten Reibscheibe,
- - zur ersten Reibscheibe koaxiales Positionieren einer erfindungsgemäßen Steganordnung auf der ihre Reibfläche tragenden Seite der ersten Reibscheibe, wobei die Reibroller mittels einer an der Steganordnung angebrachten Montagehilfe nach radial außen gepresst werden, sodass jeder Bolzen an dem Boden der ihm zugeordneten Seitentasche anliegt,
- - zur ersten Reibscheibe sowie zur Steganordnung koaxiales Positionieren einer zweiten Reibscheibe, sodass die Reibroller zwischen den Reibscheiben in Presskontakt zu deren Reibflächen gehalten werden,
- - Entfernen der Montagehilfe.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Reibroller bei Betrieb des Traktionsgetriebes in radialer Richtung, d.h. in Richtung der Zapfen, ausschließlich nach außen hin kraftbeaufschlagt werden. Zur räumlichen Fixierung des die Schwenkachse repräsentierenden Bolzens ist es also nicht erforderlich, diesen über seinen gesamten Umfang radial abzustützen. Vielmehr genügt eine Abstützung nach „unten“, d.h. nach radial innen, bezogen auf das Gesamtgetriebe bzw. die Steganordnung. Diese Erkenntnis wird erfindungsgemäß dadurch umgesetzt, dass die von den Zapfen durchsetzte Zentralausnehmung des Rollergrundkörpers um Seitentaschen erweitert wird, in welchen die den Zapfen seitlich überragenden Bolzenenden liegen. Diese Seitentaschen sind nach „oben“, d.h. nach radial außen in Bezug auf das Gesamtgetriebe bzw. die Steganordnung, offen und nach unten geschlossen, d.h. sie weisen einen Boden auf, auf welchem die Stegenden aufliegen, um nach unten abgestützt zu werden. Die Seitentaschen sind in bolzenaxialer Richtung ebenfalls geschlossen, d.h. sie durchsetzen die Außenwand und insbesondere die Lagerlauffläche nicht. Insofern besteht hier nicht die Gefahr einer Laufrauheit des Rollerrings bzw. seines Lagers.
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Zur Montage kann der komplette Reibroller mit Rollergrundkörper und daran gelagertem Reibring auf den Zapfen gesteckt werden, sodass der Zapfen die Zentralausnehmung des Rollergrundkörpers durchsetzt. Der Reibroller wird dabei so tief aufgesteckt, dass seine Querbohrung über dem oberen Rand des Rollergrundkörpers zu liegen kommt. Alsdann wird der Bolzen durch die Querbohrung des Zapfens gesteckt und der Reibroller in seine finale Position nach oben, d.h. nach radial außen, entlang dem Zapfen verschoben. Dabei werden die überstehenden Bolzenenden in den korrespondierend zu ihnen positionierten Seitentaschen versenkt. Die Finalposition ist erreicht, wenn die Bolzenenden am Boden der Seitentaschen anschlagen. An dieser Stelle des Montageverfahrens findet eine Montagehilfe Einsatz, mittels derer der Reibroller in besagter Finalposition gehalten wird. Beispielsweise kann eine den unteren Teil des Zapfens umgreifende Distanzhülse verwendet werden, deren Außendurchmesser größer als die Zentralausnehmung des Rollergrundkörpers ist und die ein Herabrutschen des Reibrollers am Zapfen verhindert. Andere Arten von Montagehilfen, die beispielsweise ringförmig ausgebildet sind und mit axial ausgerichteten Stützfingern in die Zwischenräume zwischen den Zapfen eingreifen um ein Herabrutschen sämtlicher Reibroller gemeinsam zu verhindern, sind ebenfalls denkbar. Eine solche Steganordnung mit in ihrer jeweiligen Finalposition fixierten Reibrollern kann dann in üblicher Weise zwischen den Reibscheiben des aufzubauenden Traktionsgetriebes positioniert werden. Sobald die Reibroller in Presskontakt mit den konkaven Reibflächen der Reibscheiben stehen, ist die Gefahr eines Herabrutschens am Zapfen gebannt, sodass die Montagehilfe entfernt werden kann. Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der radial innen liegende, geschlossene Boden der Seitentaschen in Axialrichtung des Bolzens gerade und senkrecht dazu gekrümmt ist. Mit anderen Worten ist der Boden der Seitentaschen in Form einer gerundeten Rinne gestaltet. Der Krümmungsradius des Bodens entspricht dabei bevorzugt dem halben Außendurchmesser des Bolzens. Hierdurch wird eine gewisse Radiallagerung realisiert. Insbesondere wird ein seitliches Verrutschen des Bolzens verhindert.
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Wie oben bereits erläutert, ist bei Betrieb eines derartigen Traktionsgetriebes ein Abrutschen der Reibroller nach radial innen, d.h. ein Herausheben des Bolzens aus seiner Lagerung am Boden der Seitentaschen, nicht zu befürchten. Es ist daher nicht erforderlich, dass die Krümmung des Bodens mehr als den halben Umfang des Bolzens umspannt. Eine exakt den halben Bolzen umspannende Krümmung wird bevorzugt. Diese stellt ein größtmögliches Maß an Radiallagerung dar, erlaubt aber zugleich das zuvor beschriebene Einsetzen des Bolzens von oben in besagte Seitentaschen.
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Um dem Bolzen auch eine zusätzliche Axiallagerung zu geben, entspricht günstigerweise die in Bezug auf den Bolzen axiale Tiefe der Seitentaschen zuzüglich der zwischen ihnen liegenden Breite der Zentralausnehmung der Länge des Bolzens. Mit anderen Worten liegt der Bolzen mit seinen Stirnflächen ebenfalls an Wänden der Seitentaschen, nämlich an deren geschlossenen Stirnwänden, an. Bei einer solchen Ausführungsform, insbesondere in Kombination mit dem oben erläuterten, gekrümmten Seitentaschenboden, sind die Bewegungsfreiheitsgrade des Bolzens relativ zum Rollergrundkörper beschränkt auf die Rotation um die Bolzenachse sowie eine in Richtung der Zapfenerstreckung einseitig nach oben gerichtete Translation. Ersterer Bewegungsfreiheitsgrad ist ausdrücklich erwünscht und für die Funktion des Traktionsgetriebes, insbesondere die Schwenkbewegung der Reibroller, erforderlich; letzterer Freiheitsgrad wird, wie bereits mehrfach erläutert, durch die Kräfteverhältnisse beim Betrieb des Traktionsgetriebes wirksam unterbunden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Steganordnung sowie
- 2 eine ausschnittsweise Darstellung eines Reibrollers einer Steganordnung gemäß 1.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.
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1 zeigt eine räumliche Darstellung einer erfindungsgemäßen Steganordnung 10 mit einer Nabe 101, von der aus sich bei der gezeigten Ausführungsform fünf Zapfen gleichverteilt über den Umfang nach radial außen erstrecken, sodass insgesamt eine sternförmige Struktur entsteht. Bei der gezeigten Ausführungsform weist die Nabe 101 ein Innengewinde auf, mit welchem sie auf ein korrespondierendes Gewinde eines Getriebezapfens aufschraubbar ist.
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Auf jedem der Zapfen 102 sitzt ein Reibroller 20, der ausschnittsweise in 2 vergrößert dargestellt ist. Im Folgenden soll auf die 1 und 2 gemeinsam Bezug genommen werden.
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Jeder Reibroller 20 umfasst einen rundscheibenförmigen Rollergrundkörper 22, dessen Außenfläche als Innenschale eines Kugellagers 24 dient. Mittels des Kugellagers 24 ist ein Rollerring 26 rotierbar an dem Rollergrundkörper 22 gelagert. Im Montageendzustand eines nicht dargestellten Traktionsgetriebes liegt der Rollerring 26 reibschlüssig an zwei einander zugewandten Reibflächen zweier Reibscheiben an, die mit unterschiedlichen, üblicherweise koaxialen Getriebewellen verbunden sind. Bei derartigen Traktionsgetrieben ist die Steganordnung 10 typischerweise auf einem zum Getriebegehäuse festen Getriebezapfen fixiert. Andere Ausführungsformen, bei denen die Steganordnung 10 auf einer Getriebewelle und eine der Reibscheiben gehäusefest angeordnet sind, sind ebenso denkbar und zum Einsatz der vorliegenden Erfindung geeignet.
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Der Rollergrundkörper 22 ist von einer Zentralausnehmung 221 durchsetzt. Mit dieser Zentralausnehmung 201 sind die Reibroller 20 auf die Zapfen 102 der Steganordnung 10 aufgesteckt. Die Zentralausnehmung 221 weist im Verhältnis zum Zapfen 102 eine in Nabenaxialrichtung gerichtete Übergröße auf, sodass eine Relativverkippung der Reibroller um eine zur Nabentangentiale parallele Schwenkachse grundsätzlich ermöglicht wird.
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Besagte Schwenkachse wird durch einen Bolzen 30 realisiert, welcher, wie in 1 am mittleren, oberen Zapfen 102 gezeigt, formschlüssig in eine Querbohrung durch den Zapfen 102 eingeschoben wird. Dabei ragt der Bolzen 30 mit seinen Bolzenenden beidseitig über den Zapfen 102 hinaus.
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Zur Verankerung des Bolzens 30 am Reibroller 20 weist die Zentralausnehmung 221 in dessen Rollergrundkörper 22 Seitentaschen 222 auf, die insbesondere in 2 deutlich illustriert sind. Die Seitentaschen 222 haben jeweils einen gerundeten Boden 223, dessen Krümmung dem Außendurchmesser der Bolzen 30 angepasst ist. In der Montageendlage liegt der Bolzen 30 auf dem gekrümmten Boden 223 der Seitentaschen 222 auf. Der gekrümmte Boden 223 umgreift dabei den Bolzen 30 bis exakt zu dessen Mitte. Im Weiteren schließen sich senkrechte Seitenwände 224 an den Boden 223 an. In bolzenaxialer Richtung sind die Seitentaschen 222 durch Außenwände 225 begrenzt, wobei deren die Zentralausnehmung 221 überspannender Abstand der Länge des Bolzens 30 entspricht. In der Montageendlage erfährt der Bolzen 30 daher eine Axiallagerung sowie eine auf seine untere Hälfte beschränkte Radiallagerung.
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Zur Montage eines Traktionsgetriebes unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Steganordnung 10 kann zunächst die Steganordnung 10 selbst vollständig vorbereitet werden. Hierzu werden sämtliche Zapfen 102 mit Reibrollern 20 bestückt. In der in 1 gezeigten Montagestufe sind vier von fünf Reibrollern 20 bereits montiert. Der fünfte Reibroller 20 ist maximal tief über den zugeordneten Zapfen 102 gestülpt, sodass dessen Querbohrung 103 über die Oberseite des Reibrollers 20 ragt und kollisionsfrei mit einem Bolzen 30 bestückt werden kann. Alsdann wird der Reibroller 20, wie auch die übrigen Reibroller 20, nach maximal axial außen verschoben, bis der Bolzen 30 mit seinen Bolzenenden auf dem Boden 223 der Seitentaschen 222 anschlägt. In dieser Position werden die Reibroller 20 mittels einer nicht dargestellten Montagehilfe fixiert. Die derart vorbereitete Steganordnung 10 kann alsdann in üblicher Weise in einem Traktionsgetriebe reibschlüssig zwischen den Reibflächen zweier einander gegenüberstehender Reibscheiben positioniert werden. Sobald dies erfolgt ist, besteht keine Gefahr mehr, dass einer der Reibroller 20 nach unten, d.h. zur Nabe 101 hin auf den Zapfen 102 verrutscht, sodass die Montagehilfe entfernt werden kann.
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Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Steganordnung
- 101
- Nabe
- 102
- Zapfen
- 103
- Querbohrung in 102
- 20
- Reibroller
- 22
- Rollergrundkörper
- 221
- Zentralausnehmung
- 222
- Seitentasche
- 223
- Boden von 222
- 224
- Seitenwand von 222
- 225
- Außenwand von 222
- 24
- Lager
- 26
- Rollerring
- 30
- Bolzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016223922 A1 [0003]
