DE1057411B

DE1057411B - Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung

Info

Publication number: DE1057411B
Application number: DEU2861A
Authority: DE
Inventors: Joachim Uhing
Original assignee: UHING JOACHIM ING
Current assignee: UHING JOACHIM ING
Priority date: 1954-07-02
Filing date: 1954-07-02
Publication date: 1959-05-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung mit in kraftschlüssigem Eingriff und in einem veränderbaren Winkel zueinander stehenden zylindrischen Körpern. Die bekannten Getriebe dieser Art sind bisher so ausgebildet gewesen, daß eine umlaufende Welle von mindestens einer Reibrolle berührt wird, deren Achse in einem zur Wellenachse parallel verschieblichen Gestell derart gelagert ist, daß die Reibrolle um die senkrecht zur Wellenachse durch den Berührungspunkt von Welle und Rolle hindurchgehende Achse verdreht werden kann. Durch Verstellen des Winkels der Rollenachse relativ zur Wellenachse läßt sich die durch den gegenseitigen Abwälzvorgang bedingte Relativbewegung des Gestells gegen die Welle hinsichtlich Richtung und Geschwindigkeit verändern. In Fig. 1 ist das Schema des bekannten Getriebes in Seitenansicht und Draufsicht perspektivisch dargestellt. Diese bekannte Anordnung ist nur für verhältnismäßig geringe Schubkräfte brauchbar, Der notwendige Andruck P der Rolle muß nämlich durch die Gegendrücke Pa₁ und Pa₂ der Wellenlager aufgenommen werden, so daß die übertragenden Kräfte nur gering sind. Es müssen auch Vorkehrungen getroffen werden, daß die Rolle nicht von der Welle abgleitet, was einen zusätzlichen Formschluß erforderlich macht. Man hat zwar versucht, die Leistung dadurch zu erhöhen, daß man zwei oder mehrere Rollen um die Welle herum anordnete, wodurch man die Lagerdrücke der Welle vermeiden kann und die Schubleistung mit der Anzahl der Rollen erhöht. Der Anpreßdruck kann aber zur Vergrößerung der Schubkraft nicht sehr groß gewählt werden, da zwischen den Vollzylindern eine punktförmige Berührung vorhanden ist. Ein weiterer Nachteil des bekannten Getriebes besteht darin, daß seine Bauhöhe für viele Zwecke zu groß ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Reibungsgetriebe mit denselben kinematischen Eigenschaften wie das bekannte, jedoch mit größerer Leistung als dieses zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein oder mehrere in einem gemeinsamen Gestell gelagerte Ringkörper mit ihrer Innenfläche in kraftschlüssigem Eingriff mit der Außenfläche einer Welle stehen, wobei die Ringkörper zwecks Veränderung des Vorschubverhältnisses um senkrecht zur Hauptachse des Getriebes liegende Achsen gemeinsam verdrehbar sind.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß die beiden in Reibungsverschluß miteinander befindlichen Zylinder an der Berührungsstelle nach derselben Seite — der eine konkav, der andere konvex — gekrümmt sind und sich dadurch aneinander besser anschmie-Reibungsgetriebe

zur Umwandlung einer Drehbewegung
in eine Vorschubbewegung

Anmelder:

Joachim Uhing,
Kiel-Schulensee, Dorfstede 34

Joachim Uhing, Kiel-Schulensee,
ist als Erfinder genannt worden

gen. Dies bedeutet eine Vergrößerung des zulässigen gegenseitigen Anpreßdrucks der Zylinder und damit eine Erhöhung der Leistung des Getriebes.

Durch die Druckrichtung befindet sich der Ringkörper in stabilem Gleichgewicht zur Welle. Zusätzliche Maßnahmen, die sein Abgleiten verhindern, sind daher nicht erforderlich, wodurch die Konstruktion vereinfacht ist. Allerdings muß die innere Lauffläche der Ringe ballig sein, was aber nicht schwierig herzustellen ist.

An Hand der Fig. 2, in der zunächst ein einfaches Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung nach der Erfindung in Seitenansicht und Draufsicht sowie im Querschnitt schematisch dargestellt ist, sei der Erfindungsgedanke näher erläutert.

Die Welle 1 verläuft innerhalb eines dreh- und schwenkbaren Ringes 2, welcher mit der Kraft P gegen die Welle gedrückt wird. Wird der Ring gegen die sich drehende Welle gedrückt, so verschiebt er sich auf ihr, wenn er so verschwenkt wird, daß die Drehachsen des Ringes und der Welle nicht parallel zueinander stehen. Die Schubgeschwindigkeit ist abhängig von der Drehzahl der Welle und dem Schwenkwinkel des Ringes. Die Schubkomponente 6* liegt in Richtung der Wellenachse. Man kann also die Schubgeschwindigkeit durch Änderung der Drehzahl V₁ der Welle, noch besser aber durch Verstellen des Schwenkwinkels α und die hierdurch bewirkte Änderung der Drehzahl P₂ des Ringes ändern.

Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens kann die Leistung des Getriebes noch weiter dadurch gesteigert werden, daß man mehrere Rollringe verwendet. Besonders günstig ist die Anordnung

909 S10/274

Claims

von drei Ringen nach Fig. 3. Die Figur zeigt, daß der mittlere Ring 3 die Welle 8 auf der den Berührungspunkten der beiden äußeren Ringe 4 und 5 gegenüberliegende Seite berührt. Eine Feder 6 erzeugt den Anpreßdruck P, der über das als Gehäuse ausgebildete Gestell 7 und die Welle 8 beim Berührungspunkt des Ringes 5 mit der Welle 8 noch einmal den Druck P und beim Ring 3 den Druck 2 P erzeugt. Der Gesamtdruck beträgt also 4 P; die Schubkraft S ist demnach viermal größer als bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Die dargestellten Reibringe sind in Kugeln gelagert; die Lagerung kann jedoch auch anders ausgeführt werden. Wichtig ist, daß die Ringe leicht drehbar sind, damit auf der Welle kein Gleiten entsteht. Wie der untere Teil der Fig. 3 zeigt, müssen die beiden Außenringe, welche die Wellen von unten berühren, in gleicher Richtung, der innere obenlaufende Ring jedoch entgegengesetzt geschwenkt werden, wenn sich die Schubkräfte der drei Ringe addieren sollen. Diese Bedingung wird durch geeignete Verbindung der drei Ringe zwangläufig erreicht. Im Falle des Ausführungsbeispiels ist die Verbindung durch drei Zahnräder 9, 10 und 11 hergestellt. Sie kann aber auch in anderer Weise, z. B. durch Schubgestänge erfolgen. Das Getriebe kann vielseitig verwendet werden. Wenn man den die Drehachsen der Ringe 3, 4, 5 verstellenden Hebel 12 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 auf den Winkel α einstellt, so wird sich das Gehäuse in der Pfeilrichtung S verschieben, bis der Hebel 12 gegen den Anschlag 13 schlägt und von diesem allmählich auf a = 0 gestellt wird und das Gehäuse stehenbleibt. Sorgt man dafür, daß der Hebel immer kraftschlüssig an dem Anschlag 13 anliegt, so folgt das Getriebe dem Anschlag, wenn dieser verstellt wird; es ist also in dieser Form ein Nachlaufgetriebe. An die Stelle des Anschlags kann auch die Hand treten. Die Geschwindigkeit kann nach einem festen Programm gesteuert werden, wenn man zum z. B. — wie in Fig. 4 gestrichelt gezeichnet ist — einen die Drehachsen der Ringe 3., 4, 5 verstellenden Hebel über eine Kurve gleiten läßt, welche die Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Gehäuses steuert. Diese Kurve kann gegebenenfalls verschiebbar oder veränderlich augeführt sein, wodurch man zusätzliche Veränderungsmöglichkeiten erhält. Diese Ausführungsform kann mit Vorteil in automatischen Werkzeug- und Arbeitsmaschinen angewandt werden. Sorgt man dafür, daß in der Ausführungsform nach Fig. 4 der Verstellhebel mit einem Übertotpunkt-Sprungwerk versehen ist, welches den Hebel 12 beim Berühren des Anschlages 13 über die Stellung a = 0 in die andere Stellung α springen läßt, so erhält man einen hin- und hergehenden Antrieb zwischen zwei Anschlägen, wie er z. B. als Pendelantrieb bei Flachstrickmaschinen benötigt wird. Durch Verstellen der Anschläge ist die Arbeitsweise dieser Maschine, durch den veränderlichen Winkel die Strickgeschwindigkeit einstellbar. Durch diese Beispiele sind die Anwendungsmöglichkeiten des Getriebes nicht erschöpft. Man kann für größere Leistungen noch mehr Ringe zusammenfassen, vorzugsweise Gruppen zu je drei Stück. Ein derartiges Ausführungsbeispiel für große Schubkräfte zeigt Fig. 5, gemäß dem zwei Gruppen zu je drei Ringen 14,15,16 einerseits und 17,18,19 andererseits auf der Welle lauf en. Die Schwenkachsen der beiden Gruppen sind um 90° zueinander versetzt, wodurch eine raumsparende Anordnung von großer Schubkraft erzielt wird, die nur zwei Druckfedern — für jede Dreiergruppe eine Andruckfeder — benötigt; die Rollringe müssen so miteinander verbunden sein, daß sie stets den genau gleichen Winkel mit der Wellenachse bilden. Bei Winkeldifferenzen würde neben reinem Rollen auch Gleiten auf der Welle entstehen, was die Leistung des Getriebes herabsetzen würde. Diese Getriebeanordnug läßt erkennen, daß die Richtungen der Schwenkachsen der Ringe, die zweckmäßig durch den Berührungspunkt zwischen Ring und Welle gehen, durchaus nicht parallel zueinander zu liegen brauchen. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, die Achsen wenigstens gruppenweise parallel anzuordnen. Legt man die Richtung der Schwenkachse außerhalb der Berührungsstelle, so kann man erreichen, daß die Schubkräfte auf die Schwenkachse ein Drehmoment ausüben, was zu besonderen Steuerungsaufgaben ausgenutzt werden kann. Die Verstellung der Rollen- bzw. Ringschwenkachse kann auch von der Wellendrehung mit geeigneten getrieblichen Mitteln abgeleitet werden. Die Einrichtung zur Steuerung des Winkels kann auch mit elektrischen, hydraulischen, pneumatischen oder sonstigen Mitteln arbeiten. PaTENTANSPBÜCHE:

1. Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung mit in kraftschlüssigem Eingriff und in einem veränderbaren Winkel zueinander stehenden zylindrischen Körpern, z. B. für Werkzeug- und Arbeitsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere in einem gemeinsamen Gestell (7) gelagerte Ringkörper (2) mit ihrer Innenfläche in kraftschlüssigem Eingriff mit der Außenfläche einer Welle (1) stehen, wobei die Ringkörper zwecks Veränderung des Vorschubverhältnisses um senkrecht zur Hauptachse des Getriebes liegende Achsen gemeinsam verdrehbar sind.

2. Reibungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gemeinsamen Gestell (7) drei Ringkörper (3, 4, 5) gelagert sind, welche die Außenfläche der Welle (1) auf zwei einander gegenüberliegenden Mantellinien berühren.

3. Reibungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen der Ringkörper ballig ausgebildet sind.

4. Reibungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungen der Schwenkachsen der Ringkörper durch die jeweiligen Berührungspunkte der Ringkörper mit der Welle (8) gehen.

5. Reibungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen zu insbesondere je drei Ringkörpern vorgesehen sind, derart, daß die Schwenkachsen einer Gruppe jeweils parallel zueinander, jedoch geneigt zu den Schwenkachsen der anderen Gruppen bzw. Gruppe verlaufen.

6. Reibungsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schwenkachsenrichtungen der verschiedenen Gruppen von Ringkörpern symmetrisch auf den Kreisquerschnitt der Welle verteilen.