DE1258228B

DE1258228B - Friction gear

Info

Publication number: DE1258228B
Application number: DEA47746A
Authority: DE
Inventors: Jacques Edouard Flichy
Original assignee: Ateliers Metallurgiques de Saint Urbain SA AMSU
Current assignee: Ateliers Metallurgiques de Saint Urbain SA AMSU
Priority date: 1963-12-02
Filing date: 1964-12-01
Publication date: 1968-01-04
Also published as: GB1084958A; SE314567B; NL6413944A

Description

Reibradgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Reibradgetriebe mit nicht parallel zueinander verlaufenden, insbesondere einen keilförnnigen Spalt zwischen sich einschließenden Reibflächen, in die außerhalb der Reibungszone mündende Rillen. eingearbeitet sind.Friction gear The invention relates to a friction gear with not parallel to each other, in particular a wedge-shaped gap between enclosing friction surfaces, into the one opening outside the friction zone Grooves. are incorporated.

Ein Reibradgetriebe dieser Art ist bekannt. Bei diesem sind die Reibflächen auf konischen Scheiben und Ringen vorgesehen, die quer zu ihren Achsen ineinandergeschoben werden können. Dabei sind in der Oberfläche der Reibscheiben Rillen vorgesehen. -Diese dienen bei dem bekannten Getriebe dazu, den Ölumlauf auf den Reibflächen zu verbessern. Das Öl wird dabei durch eine zentrale Welle zugeführt, die die Reibscheiben trägt. Es tritt aus Radialkanälen der Welle aus und muß daher über Nuten auf die Reiboberfläche verteilt werden, um eine einigermaßen gleichmäßige Schmiermittelbenetzung der Reibflächen zu erzielen. Es hat sich aber gezeigt, daß die auf diese Weise zu erreichende Schmierung bei höher belasteten Getrieben nicht immer ausreicht.A friction gear of this type is known. Here are the friction surfaces provided on conical disks and rings, which are inserted into each other transversely to their axes can be. Grooves are provided in the surface of the friction disks. -These are used in the known gearbox to keep the oil circulating on the friction surfaces to improve. The oil is fed through a central shaft that supports the friction disks wearing. It emerges from radial channels in the shaft and must therefore reach the Friction surface are distributed to a reasonably even lubricant wetting to achieve the friction surfaces. But it has been shown that in this way too Achieving lubrication is not always sufficient for more heavily loaded gearboxes.

Es wurde daher das bekannte Getriebe weiterentwickelt. Die ebenfalls bekannte, neue Bauform sieht vor, daß die Reibflächen in einem Ölbad arbeiten, das in einer die Reibringe und einen Teil der Reibscheiben aufnehmenden Trommel ausgebildet wird. Wenn die Reibflächen in ein Ölbad eintauchen, wird eine Verteilung des Öls durch Rillen über die Reiboberfläche sinnlos. Folgerichtig wurden bei diesem Getriebe keine Rillen in den Reibflächen mehr angebracht. Es ergab sich aber, daß bei dem Getriebe mit der Badschmierung die Übertragung sehr hoher Leistungen nicht ohne weiteres möglich war.The well-known transmission was therefore further developed. That too known, new design provides that the friction surfaces work in an oil bath that formed in a drum receiving the friction rings and part of the friction disks will. When the friction surfaces are immersed in an oil bath, there is a distribution of the oil senseless due to grooves over the friction surface. It was logical for this gearbox no more grooves made in the friction surfaces. But it turned out that with that Gearboxes with bath lubrication cannot transfer very high powers without further was possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reibradgetriebe der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß hohe Drehmomente übertragen werden können, ohne daß der Verschleiß unzulässig groß wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise der Spalt in der Reibungszone ständig mit Schmiermittel gefüllt ist und die Zahl der als möglichst kleine Druckentlastungsrillen ausgebildeten Rillen in der Reibungszone mindestens vier pro Zentimeter beträgt.The invention is based on the object of a friction gear to train initially described type so that high torques are transmitted can without the wear becoming unacceptably large. This is according to the invention achieved in that, in a manner known per se, the gap in the friction zone is constantly is filled with lubricant and the number of the smallest possible pressure relief grooves formed grooves in the friction zone is at least four per centimeter.

An sich würde man erwarten, daß die Anbringung von Rillen in den Reibflächen das Öl aus der Reibungszone entweichen läßt, so daß ein hoher Verschleiß auftritt. Überraschenderweise hat sich aber ergeben, daß die Anbringung von Rillen in wenigstens einer der in einem Ölbad arbeitenden Reibflächen zwar eine Steigerung der übertragbaren Drehmomente auf mehr als das Doppelte zuläßt, eine merkliche Vergrößerung des Verschleißes aber nicht äuftritt. Anscheinend ist dies darauf zurückzuführen, daß die in großer Zahl vorgesehenen, feinen Rillen das Öl aus der Reibungszone nicht ablaufen lassen, sondern lediglich den Druck im keilförmigen Ölpolster zwischen den Reibungsflächen abbauen. Die Schmierwirkung bleibt auf diese Weise erhalten und trotzdem können die Reibflächen ohne Behinderung durch ein unter Druck stehendes Flüssigkeitspolster fest zusammengepreßt werden. Selbstverständlich darf die Zahl der Druckentlastungsrillen nicht zu klein werden, damit tatsächlich das keilförmige Flüssigkeitspolster durchgehend druckfrei wird.As such, one would expect the creation of grooves in the friction surfaces allows the oil to escape from the friction zone, so that a high level of wear occurs. Surprisingly, it has been found that the attachment of grooves in at least one of the friction surfaces working in an oil bath increases the transferable ones Torques more than double, a noticeable increase in wear but does not occur. Apparently this is due to the fact that the in large Number of fine grooves provided, do not allow the oil to drain from the friction zone, but only the pressure in the wedge-shaped oil cushion between the friction surfaces dismantle. The lubricating effect is retained in this way and can still be used the friction surfaces without hindrance from a pressurized cushion of liquid be firmly pressed together. Of course, the number of pressure relief grooves is allowed do not become too small so that the wedge-shaped liquid cushion is actually continuous becomes pressure-free.

Vorzugsweise ist die Anzahl der Rillen so groß und ihr Abstand voneinander so klein, wie fertigungstechnisch möglich, jedoch nicht kleiner als die etwa dreifache Rillenbreite. Die Anzahl der Rillen ist damit praktisch durch die mit industriellen Bearbeitungsmethoden auf wirtschaftliche Weise erzielbaren Rillenquerschnitte begrenzt. In eine metallische Oberfläche können beispielsweise ohne weiteres noch Rillen eingeschnitten werden, deren Querschnittsbreite in der Größenordnung eines Zehntelmillimeters liegt. Diese Rillenfeinheit ist also anzustreben. Der Rillenabstand soll klein sein, wobei sich eine Grenze dadurch ergibt, daß man die Reibfläche mit den Rillen noch als glatt ansehen können muß. Ein gewisser Mindestabstand, der in der Praxis in der Größenordnung der dreifachen Rillenbreite liegt, muß eingehalten werden, damit die Flächenpressung an den Reibflächen keine plastischen Verformungen hervorruft.The number of grooves and their spacing from one another are preferably so large as small as possible in terms of production technology, but not less than approximately three times as much Groove width. The number of grooves is thus practical with that of industrial ones Machining methods limited in an economical manner achievable groove cross-sections. For example, grooves can easily be cut into a metallic surface whose cross-sectional width is on the order of a tenth of a millimeter. This groove fineness should therefore be aimed for. Of the Groove spacing should be small, with a limit resulting from the fact that the friction surface with the Must still be able to see grooves as smooth. A certain minimum distance, which is in the Practice is in the order of magnitude of three times the width of the groove, must be adhered to, so that the surface pressure on the friction surfaces does not cause any plastic deformation.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Reibradgetriebe in schematischem Längsschnitt, F i g. 2 eine Teilansicht eines der in dem Reibradgetriebe nach F i g. 1 verwendeten Reibringe in vergrößertem Maßstab und F i g. 3 einen schematischen, im Maßstab vergrößerten Querschnitt durch die Reibzone.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained. It shows F i g. 1 designed according to the invention Friction gear in a schematic longitudinal section, F i g. 2 is a partial view of one of the in the friction gear according to FIG. 1 friction rings used on an enlarged scale and F i g. 3 is a schematic, enlarged cross-section through FIG Friction zone.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besteht das stufenlos verstellbare Reibradgetriebe im wesentlichen aus einer treibenden- Welle 1, welche Nuten aufweist, längs denen drehfest gehaltene, konische Reibscheiben 2 längsverschiebbar sind. Die Teile sind im Inneren einer Trommel 3 angeordnet, die drehfest mit einer getriebenen Welle 4 verbunden ist. Die treibende Welle 1 ist durch die zentrale Öffnung eines Deckels 5 in das Trommelinnere eingeführt. Zwischen die Scheiben 2 fügen sich mit der Trommel drehfest verbundene, mit Verdickungen versehene Reibringe 6 ein, deren erster mit dem Deckel einteilig ausgeführt ist, während der letzte mit einer der Schubwirkung elastischer Scheiben 8 unterworfenen Glocke 7 ein Ganzes bildet. Die zwischen ihnen angeordneten Ringe können in der Trommel durch in das Innere derselben eingearbeiteter Nuten gleiten. Die gesamte Vorrichtung wird beispielsweise von Lagern 9 getragen.As shown in FIG. 1, there is the infinitely adjustable friction gear essentially of a driving shaft 1 which has grooves along which non-rotatably held, conical friction discs 2 are longitudinally displaceable. The parts are arranged inside a drum 3, which rotatably with a driven shaft 4 is connected. The driving shaft 1 is through the central opening of a cover 5 inserted into the interior of the drum. Between the discs 2 fit with the drum non-rotatably connected, provided with thickened friction rings 6, the first with the lid is made in one piece, while the last with one of the thrust effect elastic disks 8 subject bell 7 forms a whole. The one between them arranged rings can be machined in the drum by in the interior of the same Sliding grooves. The entire device is supported by bearings 9, for example.

Ein solches Getriebe wird bekanntlich so verwendet, daß mann die Entfernung zwischen der Achse der treibenden Welle 1 und der der Trommel verändert, wodurch das Übersetzungsverhältnis, das gleich »eins« ist, wenn diese Entfernung »null« beträgt, sich in dem Maß ändert, in dem die Verdickungen der Ringe zwischen die Scheiben eindringen. Das Öl, in welchem sich die sich drehenden Teile bewegen, kann durch einen axialen Kanal 10 zugeleitet werden, der durch radiale Kanäle 11 verlängert sein kann. Das öl sammelt sich in dem von der Trommel 3 und dem Deckel 5 begrenzten Ringraum, so daß der Reibungseingriff zwischen Scheiben und Ringen in flüssiger Umgebung stattfindet.As is known, such a gear is used in such a way that the distance between the axis of the driving shaft 1 and that of the drum is changed, whereby the transmission ratio, which is equal to "one" when this distance is "zero", changes to the extent that in which the thickenings of the rings penetrate between the discs. The oil in which the rotating parts move can be fed through an axial channel 10 , which can be extended by radial channels 11. The oil collects in the annular space delimited by the drum 3 and the cover 5, so that the frictional engagement between the disks and rings takes place in a liquid environment.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Kraftübertragung lediglich auf Grund der Reibung zwischen den seitlichen Flächen der Scheiben und der Verdickungen der Ringe erfolgt. Auf diesen sind feine Druckentlastungsrillen vorgesehen, wie sie in F i g. 2 dargestellt sind. Ihre Zahl beträgt mindestens vier pro Zentimeter.From the above it follows that the power transmission is only on Reason for the friction between the side surfaces of the discs and the thickenings the rings takes place. Fine pressure relief grooves are provided on these, such as they in Fig. 2 are shown. Their number is at least four per centimeter.

Die Verdickung 12 eines Ringes 6 trägt jeweils eine Reihe von Rillen Rl, die einen beliebigen, beispielsweise rechteckigen Querschnitt haben können. Jede der Rillen ist ungefähr um einen Punkt O zentriert, welcher der Stellung des augenblicklichen Rotationsmittelpunktes der zugehörigen Scheibe bei einer mittleren Stellung der Achse 1 entspricht, wenn sich die Rille in der Zone des höchsten Druckes des sich zwischen den Reibflächen ausbildenden Flüssigkeitskeiles befindet. In jedem Punkt, wie P, wenn sich dieser. in der ,Zone des höchsten Druckes _= des Flüssigkeitskeiles befindet, d. h. in der Zone, in welcher die Flächen miteinander in Berührung treten, sind die Rillen somit bei der mittleren Stellung parallel- zum Väktör V, welcher die Richtung der relativen Bewegung_der Scheibe in Beug. zu der Verdickung darstellt.The thickening 12 of a ring 6 each carries a series of grooves Rl, which can have any, for example rectangular, cross-section. Each of the grooves is approximately centered around a point O which corresponds to the position of the instantaneous center of rotation of the associated disk with a middle one Position of axis 1 corresponds to when the groove is in the zone of highest pressure of the liquid wedge formed between the friction surfaces. In each Period like P if this is. in the, zone of the highest pressure _ = of the liquid wedge is located, d. H. in the zone in which the surfaces come into contact, the grooves are thus in the middle position parallel to Väktör V, which the direction of the relative movement of the disc in flexion. represents the thickening.

Man wird bemerken, daß die Rillen R1 nicht zwangläufig kreisförmig sind. An der Grenze können sie in einer kurzen Zone geradlinig sein. Unter anderen Umständen können sie eine kompliziertere Form haben. Eine zweite Reihe von Rillen R., die den gleichen Querschnitt haben können, ist konzentrisch zu den Ringen- angeordnet. und schneidet die erste Reihe angenähert senkrecht.It will be noted that the grooves R1 are not necessarily circular are. At the border, they can be straight in a short zone. Among other In some circumstances they can have a more complicated shape. A second row of grooves R., which can have the same cross-section, is arranged concentrically to the rings. and cuts the first row approximately vertically.

Wie im obigen ausgeführt, überträgt ein auf diese Weise verbessertes Getriebe sehr viel größere Drehmomente, die sogar das-Vielfache der Drehmomente betragen, welche übertragen werden, wenn keine Rillen vorhanden sind, ohne daß die Lebensdauer durch Verschleiß unzulässig verkürzt werden würde.As stated above, transmits an improved in this way Gearboxes have much larger torques that are even multiples of the torques which are transferred when there are no grooves without the Service life would be impermissibly shortened through wear.

Der Flüssigkeitskeil G, der in F i g. 3 zwischen einer Scheibe und einer Verdickung und zwar vor der Zone dargestellt wurde, in welcher sich die Flächen berühren, tritt nämlich teilweise durch eine Rille wie R1 aus, so daß dort der C?ldruck gering ist. Der Druck längs der Querrillen R2, der an sich bereits gering ist, da diese Rillen vollständig den Flüssigkeitskeil durchziehen, wird außerdem noch dadurch vermindert, daß diese Rillen die Rillen R1 schneiden. Dadurch ergibt sich eine Druckentlastung im Flüssigkeitskeil, ohne daß das Schmiermittel ganz aus der Reibzone abfließen würde.The liquid wedge G, which is shown in FIG. 3 between a disc and a thickening in front of the zone in which the surfaces are located touch, namely partially exits through a groove like R1, so that there the oil pressure is low. The pressure along the transverse grooves R2, which in itself is already low, is there these grooves completely pull through the liquid wedge, is also still thereby reduces that these grooves intersect the grooves R1. This results in a pressure relief in the liquid wedge without the lubricant flowing completely out of the friction zone would.

Selbstverständlich stellt diese Anwendung der Erfindung nur ein Beispiel dar und es sind weitere möglich. So hätten die Rillen auch auf den Scheiben oder auf beiden Flächen gezogen werden können. Natürlich können die Rillen Rl, wenn sie auf den Scheiben gezogen sind, deren Arbeitszone sich in Abhängigkeit von der Einstellung des Apparates auf einer größeren Fläche verschiebt, so verlaufen, daß dabei die Veränderung der relativen Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius zum entsprechenden Punkt berücksichtigt wird.Of course, this application of the invention is only an example and others are possible. So the grooves would also have on the discs or can be drawn on both surfaces. Of course, the grooves Rl if they are drawn on the discs, the working zone of which varies depending on the setting of the apparatus moves over a larger area, so that the Change of the relative speed depending on the radius to the corresponding one Point is taken into account.

Claims

Claims: 1. Friction gear with not parallel to each other extending, in particular enclosing a wedge-shaped gap between them Friction surfaces in which grooves opening outside the friction zone are incorporated, d a d u r c h g e - indicates that in a known manner the gap in the The friction zone is constantly filled with lubricant and the number of as possible fine pressure relief grooves formed grooves in the friction zone at least four per centimeter.

2. friction gear according to claim 1, characterized in that that the number of grooves is as large and their distance from one another as small as the manufacturing process possible, but not smaller than about three times the groove width.

3. Friction gear according to claim 1, characterized in that those provided in the first friction surface Grooves parallel to the mean direction of movement of the second friction surface relative to the first in the zone of the highest in the wedge-shaped Gap occurring Fluid pressure.

4. friction gear according to claim 1, with at an angle mutually extending rows of grooves, characterized in that the rows are approximately perpendicular to each other. Publications considered: German U.S. Patent No. 280,016; French Patent Nos. 1299 074, 1344 350; French patent specification No. 81703 to French patent specification No. 1299 074.