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Stufenlos regelbares Reibungsgetriebe mit einer schüsselförmigen Reibscheibe
Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares Reibungsgetriebe mit einer schüsselförmigen
Reibscheibe, bei welchem der Antriebsmotor, dessen Welle ein Reibrad trägt, in einem
Rahmen gelagert ist, welcher um eine zur Antriebswelle senkrechte, durch den Mittelpunkt
des erzeugenden Kreisbogens der Reibscheibe gehende Achse schwenkbar ist, zum Zweck,
das Reibrad gegenüber der getriebenen Reibscheibe zu verstellen, wobei eine vom
Antriebsdrehmoment beeinflußte Nockanordnung vorgesehen ist, um das Reibrad in axialer
Richtung gegen die Reibscheibe anzupressen.
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Bei einem bekannten Getriebe dieser Gattung ist das Reibrad gegenüber
der Antriebswelle innerhalb gewisser Grenzen drehbar und axial verstellbar und mittels
einer nockenscheibenartigen Klauenkupplung mit der Welle gekuppelt, die unter der
Einwirkung des auf das Reibrad einwirkenden Reaktionsdrehmomentes das Reibrad gegen
die Reibscheibe drückt. Zusätzlich ist das Reibrad noch mit einer Feder belastet,
um bereits beim Anlaufen des Getriebes ein genügendes Anpressen des Reibrades und
damit ein genügendes Reaktionsmoment zu erzeugen, um die Nockenanordnung wirksam
zu machen. Im allgemeinen wird jedoch die Trägheit des Reibrades beim Anlaufen ausreichen,
um den erforderlichen Anpressungsdruck zu erzeugen.
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Diese Nockenanordnung ist jedoch nicht ganz zuverlässig. So lange
das Getriebe einigermaßen schlupffrei arbeitet, hängt der Anpressungsdruck unmittelbar
vom übertragenen Drehmoment ab. Wenn aber einmal das Reibrad schlüpft, z. B. infolge
Glättung der Reibflächen durch Verschleiß oder infolge einer zufälligen Verschmierung
der Reibflächen mit Fett oder Öl, so reicht weder die Trägheit des Reibrades
noch die Federbelastung aus, um einen festen Reibschluß wieder zustande zu bringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Reaktionsdrehmoment
des Motorgehäuses zur Erzeugung einer drehmomentabhängigen Anpressung zwischen den
Reibrädern heranzuziehen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das Gehäuse des Antriebsmotors gegenüber dem schwenkbaren Rahmen sowohl um die Motorachse
drehbar als auch axial verstellbar und die Nockenanordnung zwischen dem Motorgehäuse
und dem Rahmen eingeschaltet ist. Bei dieser Anordnung wirkt beim Anlaufen des Getriebes
oder überhaupt bei jeder Beschleunigung der Antriebswelle, z. B. infolge Schlüpfen
des Reibrades, ein Reaktionsdrehmoment auf den Motorständer, das der Trägheit des
gesamten Rotors, d. h. des Reibrades und des Motorläufers, entspricht, wobei
die Trägheit des Läufers diejenige des Reibrades um ein Vielfaches übersteigt. Hierdurch
gelingt es mit einfachen Mitteln, dauernd einen festen Reibschluß zwischen dem Reibrad
und der Reibscheibe aufrechtzuerhalten.
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Auf Grund der durch diesen festen Reibschluß bedingten Wärmeentwicklung
lohnt es sich, für eine wirksame Kühlung des Getriebes zu sorgen. Hierzu können
die bereits vorhandenen Bauelemente des Getriebes mit Vorteil herangezogen werden.
Normalerweise wird der Antriebsmotor des Getriebes mit einem Kühlgebläse ausgerüstet
sein. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann in diesem Falle die Ansaugöffnung
des Kühlgebläses an der dem Reibrad zugekehrten Seite des Motors liegen, wodurch
im Bereich des Reibrades ein lebhafter Kühlluftstrom erzeugt wird. Dieser kann noch
dadurch erhöht werden, daß das Reibrad in an sich bekannter Weise mit einer axialen
Bohrung und mit von dieser Bohrung ausgehenden, nach außen offenen radialen Kanälen
versehen ist, wodurch das Reibrad selbst als ein Kreiselgebläse wirkt, welches das
Kühlgebläse des Motors speist.
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Damit der auf diese Weise erzeugte Kühlluftstrom auch die Reibscheibe
ausgiebig bestreicht, kann diese mit einer auf ihrer konvexen Seite angeordneten
Riemenscheibe, einem Zahnrad oder einem ähnlichen Kraftübertragungselement um eine
Lagerung für die Reibscheibe axial zusammengespannt sein, wobei beide Teile zur
Bildung eines Luftdurchlasses an ihrer Mitte ausgespart sind. Es wird somit ein
Luftströmungsweg durch die Mitte der Reibscheibe, an deren konkaver Seite entlang
über das als Gebläse
wirkende Reibrad bis zum Kühlgebläse des Antriebsmotors
geschaffen, so daß die Kühlluft mit Sicherheit über die kühlungsbedürftigen Stellen
geführt wird. Damit auch die konvexe Seite der Reibscheibe wirksam gekühlt wird,
kann weiter die Riemenscheibe od. dgl. an einem ringförmigen Ansatz der Reibscheibe
befestigt sein, welcher radiale öffnungen aufweist. Hierdurch wirkt auch die auf
der konvexen Seite der Reibscheibe anaeordnete ringförmige Nabe als ein Gebläse,
das einen Luftstrom über die Reibscheibe leitet.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
und zwar zeigt F i g. 1 das Getriebe in der Draufsicht, zum Teil im Schnitt
nach der Linie 1-1 in F i g. 2, und F i g. 2 eine Seitenansicht,
zum Teil im Schnitt nach Linie II-11 in F i g. 1.
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In einem Gehäuse oder Rahmen 20 ist ein im wesentlichen U-förmiger
Rahmen 1 auf einem Zapfen 2 schwenkbar gelagert, wobei der Rahmen
1 zugleich auf Kulissen bzw. Führungen 15 geführt ist. Im Rahmen
1 ist ein Elektromotor 4 in zu ihm koaxialen Lagern 21, 22 derart gelagert,
daß das Gehäuse des Motors um seine Achse drehbar und axial verschiebbar ist. Am
Motorgehäuse ist ein Nocken 23
angeordnet, welcher mit einem am Lager 21 angeordneten
Nocken 24 derart zusammenwirkt, daß bei einer Drehung des Motorgehäuses unter der
Einwirkung des Reaktionsmomentes des Motors dieser nach rechts (F i g. 1)
verschoben wird.
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Auf der Motorwelle ist ein Reibrad befestigt, das aus einem mit im
wesentlichen flach kegelstumpfförmiger Stirnfläche ausgebildeten Kunststoffring
3
besteht, welcher von einem an der Motorwelle befestigten Halter
25 getragen wird. Dieser Halter ist hohlzylindrisch und hinter dem Kunststoffring
3 mit radialen Schlitzen 26 versehen, welche auf dem Umfang des Halters
ausmünden.
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Die kegelige Stirnfläche des Reibrades 3 liegt gegen die konkave
Seite einer schüsselförmigen drehbaren Reibscheibe 7 an, welche im Gehäuse
20 drehbar gelagert ist. Die Relbscheibe 7 ist mit ihrer Achse
5 derart angeordnet, daß bei der in F i g. 1
dargestellten parallelen
Lage dieser Achse und der Achse 6 des Motors 4, die Achse 5 zwischen
der Achse 6 und der Achse des Schwenkzapfens 2 liegt. Die konkave Seite der
Reibscheibe 7 hat die Gestalt einer sphärischen Fläche, deren kreisbogenförmige
Erzeugende ihren Mittelpunkt auf der Achse des Schwenkzapfens 2 hat, so wie es mit
den beiden Radien 14 angedeutet wird. Infolgedessen wird bei jeder Drehbewegung
des Rahmens 1 mit dem Motor 4 um den Zapfen 2 das Reibrad 3 stets
gegen die konkave Seite der Reibscheibe 7 anliegen und somit die Reibscheibe
antreiben können, wobei der für den Antrieb erforderliche Druck des Reibrades
3 gegen die Reibscheibe 7 durch die Nocken 23, 24 erzeugt wird.
Die Resultante der hierdurch auf den Rahmen 1 ausgeübten Reaktionskräfte
verläuft infolge der Form der Reibscheibe durch die Achse des Zapfens 2, so daß
sie kein Drehmoment auf den Rahmen 1 ausübt, welches eine Verstellung desselben
bewirken könnte. Im Gegenteil verhält sich der Rahmen in dieser Hinsicht 'ganz neutral
und ist daher sehr leicht in eine erwünschte Lage gegenüber der Reibscheibe
7 zu bringen. Die Regelung des Getriebes kann daher mit sehr einfachen, nicht
dargestellten Mitteln und eventuell durch Fernsteuerung erfolgen. Die Reibscheibe
7 ist auf ihrer konvexen Seite mit einem ringförmigen Ansatz bzw. einer Nabe
10 versehen, die mit der Nabe einer Keilriemenscheibe 8
um den Innenring
eines Wälzlagers 9 mittels nicht dargestellter Schrauben zusammengespannt
ist, wobei der Außenring des Wälzlagers 9 im Gehäuse 20 befestigt ist. Eine
eigentliche angetriebene Welle kommt somit in Fortfall, und die vom Getriebe abzuleitende
Leistung wird einfach von der Reibscheibe 7 direkt auf die Keilriemenscheibe
8 übertragen und von dort durch einen Keilriemen weitergeleitet. Es wird
hierdurch eine sehr kurze und gedrungene Bauart erreicht. Statt der Keilriemenscheibe
8 könnte auch ein Kettenrad, ein Zahnrad od. dgl. vorgesehen sein.
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Die beschriebene Ausführung gibt weiter die Mög-
lichkeit einer
wirksamen Belüftung und Kühlung des Getriebes. Zu diesem Zweck sind die Reibscheibe
7
und die Keilriemenscheibe 8 an ihrer Mitte ausgespart, und die Nabe
10 der Reibscheibe ist mit radialen Schlitzen 11 versehen. Wenn das
Getriebe läuft, wirkt somit die Nabe 10 als Kreiselgebläse, welches die Außenluft
ansaugt und sie über die konvexe Seite der Reibscheibe zur Kühlung derselben leitet,
so wie es auf der Zeichnung mit Pfeilen 12 angedeutet wird. Ein Teil der angesaugten
Luft tritt auch durch die Aussparung 13 an der Mitte der Reibscheibe
7 und bespült deren konkave Seite. In ähnlicher Weise bildet auch der Halter
25 für das Reibrad 3 ein Gebläse, das die durch die öffnung
13 eintretende Luft ansaugt und zur Kühlung des Reibrades benutzt. Falls
der Motor 4 auch mit einem Kühlgebläse ausgerüstet ist, hat dieses vorteilhaft seine
Ansaugöffnung an der dem Reibrad zugekehrten Seite des Elektromotors, so daß ein
ungebrochener Luftstrom durch die Teile 8, 7, 3, 25 und 4 verläuft. Durch
das Vorhandensein von nicht weniger als drei Gebläsestufen in diesem Strömungsweg
wird der Luftstrom und damit auch die Kühlung sehr intensiv.