-
Reibkegelgetriebe Die Erfindung betrifft ein Reibkegelgetriebe mit
zwei kegelförinigen, von einem zu sich selbst parallel verschiebbaren Reibring umgebenen
Drehkörpern, von denen der eine mit der Antriebs- und der andere mit der koaxialen
Abtriebswelle verbunden ist.
-
Beim neuzeitlichen Getriebebau strebt die Entwicklung nach immer kleiner
werdenden Dimensionen des Getriebes, wobei Reibkegelgetriebe, abgesehen von ihren
herstellungstechnischen Vorteilen, für den erwähnten Zweck besonders vorteilhaft
erscheinen.
-
Es sind bereits Reibkegelgetriebe bekannt, bei welchen zwei kegelförmige,
je einer Antriebs- und einer Abtriebswelle zugeordnete Drehkörper von einem
Reibring umgeben sind. Bei diesen Getrieben sind zur Erzielung einer Drehmomentenwandlung
die Erzeugenden der Drehkörper gekrümmt, und zwar bei einem der Körper konkav und
beim anderen konvex, wobei der Reibring, im konkaven Drehkörper ortsfest sitzend,
eine Schwenkbewegung entlang der Erzeugenden des konvexen Körpers ausführen kann.
Abgesehen vom komplizierten Aufbau eines solchen Verstellmechanismus ist die Erzeugung
der gekrümmten Flächen an eine hohe Präzision gebunden, da bei mangelnder Genauigkeit
der Krümmung ungleichmäßige Abnutzungen der Reibflächen entstehen. Diese verlangte
Präzision ist nur schwer und mit hohem Kostenaufwand zu erzielen.
-
Bei einer anderen bekannten Ausführung sind die Drehkörper mit geraden
Erzeugenden versehen und achsparallel zueinander angeordnet, wobei der Reibring,
zu sich parallel verschiebbar, entlang der Erzeugenden der Drehkörper verstellt
werden kann. In Getrieben dieser Art sind bei Übertragung großer Drehmomente die
Wellen der Drehkörper hohen Biegebeanspruchungen ausgesetzt, demzufolge verhältnismäßig
groß dimensionierte Lager vorgesehen sein müssen. Außerdem bedingt die achsparallele
Anordnung der Wellen eine hohe oder breite Bauweise des Getriebekastens, die im
Gegensatz zu der im Getriebebau herrschenden Tendenz steht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweckmäßige Verstelleinrichtung
für ein Reibkegelgetriebe der eingangs erwähnten Art zu schaffen. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Grundflächen der kegelförmigen Drehkörper
einander zugekehrt sind und der Reibring an zwei einander gegenüberliegenden Stellen
zwischen Rollen gelagert ist, welche den Ring beiderseits füh-
ren und auf
einer verschiebbaren Gabel eines Hubsystems angeordnet sind.
-
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann das Übersetzungsverhältnis
bequem und störungsfrei sowohl im Stillstand wie auch während des Betriebes verändert
werden. Weitere Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Reibkegelgetriebes schematisch dargestellt. Es zeigen F i g. 1 und 2 einen
axialen Längsschnitt durch das Getriebe mit hydraulischer und mechanischer Abstützung
der Drehkörper, F i g. 3 den Reibring nach F i g. 1 in schaubildlicher
Darstellung, F i g. 4 eine dritte Ausführungsform des Getriebes in Seitenansicht,
F i g. 5 eine weitere Ausführungsform des Getriebes mit mehreren Drehkörperkombinationen,
F i g. 6 einen Querschnitt durch das Getriebe nach F i g. 5,
F i
g. 7 einen Querschnitt durch einen Reibring und F i g. 8 eine weitere
Ausführungsforin des Getriebes mit Vor- und Rückwärtsgang.
-
Das Reibkegelgetriebe nach F i g. 1 weist zwei auf der Antriebswelle
1 aufsitzende kegelförmige Drehkörper 2, 3 auf, deren Grundflächen
einander zugekehrt sind. Der Drehkörper 2 ist auf der Welle 1
aufgekeilt -und
hat an seinem dem Drehkörper 3
zugekehrten Ende einen hülsenförmigen Fortsatz
4, welcher zwischen zwei einseitig geschlossenen, ineinanderliegenden Hohlzylindern
5 und 6 eingespannt ist. Der Hohlzylinder 5 weist einen über
seinem Boden 7 vorstehenden Kranz 8 auf, der sich am
Boden
9 des Hohlzylinders 6 abstützt und einen Raum 10 zur Aufnahme
eines Flüssigkeitspolsters einschließt. Im Hohlzylinder5 ist ein Satz Tellerfedern
11 angeordnet, die um die Antriebswelle 1
gruppiert und zwischen dem
Boden 7 des Zylinders 5
und einer am Absatz 12 der Welle
1 anliegenden Hülse 13 eingespannt sind. Der Hohlzylinder
6 stützt sich über ein Halslager 14 am Drehkörper 3 ab, in dessen
Bohrung Nadellager 15 angeordnet sind, mittels welcher der Drehkörper
3 auf der Welle 1
verschiebbar gelagert ist.
-
Die Drehkörper 2, 3 sind von einem Reibring 16
umschlossen,
welcher an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen zwischen Rollen 17 geführt
ist. Im vorliegenden Fall sind, wie F i g. 3 zeigt, je drei in den
Ecken einer dreieckförmigen Platine 18 angeordnete Rollen 17 an jedem
freien Ende einer Gabel 19 vorgesehen, die über einen hydraulischen Kolben
20 axial verschiebbar ist. Der Reibring 16 kann in beliebiaer Weise ausgeführt
sein.
-
Im Bereiche der Berührungsstellen des Reibringes 16 mit den
Drelikörpem 2, 3 sind Düsen 22 vorgesehen, durch welche Kühlflüssigkeit auf
die Abwälzflächen gespritzt werden kann. Die Düsen 22 können zum Unterschied von
der dargestellten Lage um 90'
in die Reibringebene verdreht sein, in welchem
Fall sie tangential zu den Berührungsstellen zwischen Reibring 16 und Drehkörpern
2, 3 liegen.
-
Der Abtrieb erfolgt über ein schräg verzahntes Rad 23, welches
mit dem Drehkörper 3 verbunden ist. Der Raum 10 zwischen den Böden
7, 9 der Zylinder 5, 6 ist über den in der Achse der Welle
1
verlaufenden Kanal 24 und ein nicht dargestelltes Rückschlagventil mit einer
Pumpenanlage verbunden. An Stelle von Flüssigkeit kann auch Gas verwendet werden.
Zur Abdichtung der Flüssigkeitswege sind zwischen dem hülsenförmigen Teil 4 und
den Zylindem 5, 6 einerseits und diesen und der Welle 1
andererseits
Dichtungsringe 25 vorgesehen.
-
Das beschriebene Getriebe arbeitet in folgender Weise: Die Antriebswelle
1 nimmt den Drehkörper 2 mit. Dieser treibt den Reibring 16 an, welcher
seinerseits den Drehkörper 3 in Umdrehung versetzt. Die Tellerfedern
11 und der Druck der Flüssigkeit im Raum 10 sorgen für eine ausreichende
Anpreßkraft zwischen Drelikörpem 2, 3 und Reibring 16, wobei durch
ein Rückdruck erzeugendes Element, z. B. die Schrägverzahnung, am Abtriebsrad
23 die Anpreßkraft noch zusätzlich erhöht werden kann. Soll das übersetzungsverhältnis
geändert werden, wird der Reibring 16 durch den Kolben 20 in der Richtung
seiner Achse verschoben. Dabei kann der Reibring 16 zwischen den Rollen
17 auch in der Radialrichtung verstellt werden. Durch diese aus Axial- und
Radialverschiebung sich ergebende Parallelverstellung gelangt der Reibring
16 am Drehkörper 2 auf einen Kegelring von kleinerem Durchmesser und am Drehkörper
3 auf einen solchen von größerem Durchmesser oder umgekehrt zur Auflage.
-
Der Druck der Flüssigkeit im Raum 10 wird mit Zunahme der zu
übertragenden Leistung erhöht. Beim Ausführungsbeispiel des Getriebes nach F i
g. 2 sind ähnliche Verhältnisse wie bei dem im vorangehenden beschriebenen,
nur mit dem Unterschied, daß an Stelle des Flüssigkeitspolsters im Raum
10 Fliehgewichte 26 vorgesehen sind, welche mittels der Gleitstücke
27 in radialen Nuten 28 des mit der Antriebswelle 1 gekuppelten Drehkörpers
2 verschiebbar gelagert sind. Die Fliehgewichte 26 sind mit einer Abschrägung
29 versehen, an der eine korrespondierende Abschrägung 30 eines Druckstückes
31
aufliegt, das seinerseits über die Tellerfedern 11 und das Halslager
14 am Drehkörper 3 abgestützt ist.
-
Die Fliehgewichte 26 haben die Tendenz, mit zunehmender Geschwindigkeit
nach außen zu wandem, wodurch sie über das Druckstück 31 die Federn
11 zusammendrücken und damit die Anpreßkraft an den Anlageflächen zwischen
den Drehkörpem 2,3
und dem Reibring 16 erhöhen. Der Abtrieb erfolgt
über die Welle 33, welche einen integrierenden Bestandteil des Drehkörpers
3 bildet. Die Verstellung des Reibringes kann ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel
nach F i g. 1. auf hydraulischem Wege erfolgen.
-
Das Reibkegelgetriebe nach F i g. 4 weist zwei je
als
Doppelkegel ausgebildete Drehkörper 2', 3' auf, von welchen der eine, 2',
mit der Antriebswelle 1 und der andere, Y, mit der Abtriebswelle
33 verbunden ist oder, wie in der Zeichnung dargestellt, aus einem Stück
besteht. Beide Drehkörper 2', 3» sind an den einander zugekehrten Enden mit
je einem Zapfen 54, 55 versehen, welche in einem Plunger 56 bzw.
57
gelagert sind. Die beiden Plunger 56 und 57 sind in einem
ortsfesten Gehäuse 58 untergebracht, welches an eine nicht dargestellte öldruckleitung
angeschlossen ist.
-
Die Drehkörper 2', 3' sind von zwei an zwei im wesentlichen
diametral gegenüberliegenden Stellen zwischen zwei Rollenpaaren 59, 60 geführten
und mit ihren Drehachsen gegeneinander versetzten Reibringen 16, 16' umschlossen.
-
Die Rollenpaare 59, 60 beider einander diametral gegenüberliegender
Rollensysteme sind gegeneinander verstellbar angeordnet und ähnlich wie bei der
Konstruktion nach F i g. 3 über einen Träger 18 an einem gabelförmigen
Arm 19 angebracht, der bei 61 ortsfest gelagert und über Holme
62 an ein nicht dargestelltes Hubsystem angeschlossen ist.
-
Das Getriebe nach F i g. 4 arbeitet ähnlich wie die Getriebe
der beiden zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Bei der Verstellung der Reibringe
16,
16' können sich die Rollenpaare 59, 60 durch ihre Verstellmöglichkeit
jeder Lage der Reibringe 16, 16'» anpassen. Der zwischen den Plungern
57, 58 herrschende Druck der Flüssigkeit sorgt für eine ausreichende Anpreßkraft
zwischen den Doppelkegeln 2', 3' und den Reibringen 16, 16'.
-
Die Verstellung des Hubsystems kann auf jede beliebige Art, so z.
B. auf elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Wege oder von Hand aus erfolgen.
-
Die F i g. 5, 6 zeigen die Koppelung dreier Getriebe
der erfindungsgemäßen Bauart zu einer sternförmigen Einheit. Bei dieser Anordnung
liegt jede Antriebswelle 1 koaxial zu der dazugehörigen Abtriebswelle
33. Die Antriebswellen 1 sind über Zahnräder 38 und
39 mit einer gemeinsamen Eingangswelle 40 und die Abtriebswellen
33 über Zahnräder 41 und 42 mit einer gemeinsamen Ausgangswelle 43 gekoppelt.
Bei dieser Konstruktion liegen die Reibringe 16, welche die treibenden, 2,
und die getriebenen Drehkörper 3
umschließen, mit ihren Seitenflächen aufeinander.
Eine für diese Zwecke vorteilhafte Profilform der Reibringe ist in F i
g. 7 im Querschnitt dargestellt. Wie ersichtlich, sind die Auflageflächen
und die Abwälzfläche des Reibringes gekrümmt.
Bei der Ausführungsfonn
des Getriebes nach Fig.8 liegt die treibende Wellel konzentrisch zur getriebenen
Welle 33. Beide Wellen sind mit je zwei kegelfönnigen Drehkörpern
2 bzw. 3 versehen, wobei die Drehkörper 2 der treibenden Welle
1 kleiner als die der getriebenen Welle 33 sind. Die die Drehkörper
umschließenden Reibringe 16 nehmen eine ähnliche Lage ein wie beim Getriebe
nach F i g. 5. Zwischen den beiden Dreb.körperpaaren ist ein Stimradgetriebe
46 vorgesehen, welches außer einer Untersetzung auch eine Umkehrung der Drehbewegung
bewirken kann. Zu diesem Zweck weist das Getriebe zwei auf der treibenden Welle
33 fix befestigte Zahnräder 47, 48 auf, von welchen das Zahnrad 48 mit einem
Zahnrad 49 kämmt, das auf der Abtriebswelle 50 lose sitzt und mit ihr durch
eine Kupplung 51 antriebsweise verbunden werden kann. Die Kupplung
51 ist axial verschiebbar und über nicht dargestellte übertragungselemente
mit einem Zwischenrad 52 verbunden, welches mit dem Zahnrad 47 und einem
ihm gegenüberliegenden, auf der Welle 50 fix angebrachten Zahnrad
53 in Eingriff gebracht werden kann. Das beschriebene Getriebe ist vor allem
für Kraftfahrzeuge und Werkzeugmaschinen gedacht, bei denen ein Vor- und Rückwärtsgang
erforderlich ist. In der dargestellten Lage verbindet die Kupplung 51 das
Zahnrad 49 mit der Welle 50, wodurch der Vorwärtsgang eingeschaltet ist.
Das Zahnrad 52 ist dabei außer Eingriff mit den Zahnrädern 47 und
53. Zur Umstellung der Bewegung auf Rückwärtsgang wird die Kupplung
51 nach rechts verschoben. Dadurch wird das Zahnrad 52 mit den Zahnrädern
47 und 53
in Eingriff gebracht und das Zahnrad 49 von der Welle
50 gelöst.