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Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlaufreibrädergetriebe mit Reibringen,
die zwischen axial gegeneinander verschiebbaren konischen Reibscheiben im Eingriff
stehen.
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Es ist bekannt, daß die meisten der heutigen Fahrzeuggetriebe nur
in Stufen regelbar sind, so daß der Nachteil eintritt, daß für eine bestimmte Motordrehzahl
bestimmte Geschwindigkeitsbereiche fehlen. Der Motor läuft dabei entweder mit einer
zu hohen oder einer zu niedrigen Drehzahl.
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Es sind zwar auch stufenlos regelbare Getriebe bekannt, beispielsweise
Zugmittelgetriebe oder hydraulische Getriebe, aber die Zugmittelgetriebe sind verhältnismäßig
unhandlich und kompliziert, während die hydraulischen Getriebe sich erst bei hoher
Leistung und großen Umfangsgeschwindigkeiten rentieren.
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Es sind auch schon stufenlos veränderliche Wechselgetriebe, die aus
Zahnrädern und Reibscheiben bestehen, vorgeschlagen worden, bei denen das Getriebe
so ausgebildet ist, daß nur der eine wirksame Planetenradhalbmesser als Lauffialbmesser
der planetenartig umlaufenden Reibräder stufenlos veränderlich ist, während der
andere wirksame Halbmesser als Zahnradhalbmesser einen gleichbleibenden Wert behält
und sich mit gleichbleibendem übersetzungsverhältnis gegen das als Abstützrad benutzte
Sonnenzahnrad abstützt.
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Auch ein reines Reibscheibengetriebe ist bekanntgeworden, bei dem
auf der Antriebswelle mehrere Reibscheiben parallel nebeneinanderliegend angeordnet
sind, die mit mehreren ringförmig ausgebildeten Reibscheiben, die mit der Abtriebswelle
gekuppelt sind und die zusammen mit dem Gehäuse, in dem sie gelagert sind, radial
auf der geraden Linie verschoben werden. Zu diesem Zweck sind mit dem Gehäuse Führungen
verbunden, die in den entsprechenden Führungen eines stationären Gehäuses gleiten.
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Bei einem Mehrfachreibradgetriebe mit parallel nebeneinanderliegenden
Reibradpaaren ist es bekannt, die Antriebsreibscheiben aller Reibräderpaare von
einem gemeinsamen Antriebselement anzutreiben, wobei der Antrieb aller Paare über
Zahnräder erfolgt, die an einer für alle Reibräderpaare gemeinsamen, die Umstellung
des Getriebes auf andere Geschwindigkeitsbereiche übernehmenden Schwinge gelagert
sind. Die Schwinge ist dabei axial verschieb lich und schwenkbar auf der Abtriebswelle
gelagert.
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Es ist ferner bei einem Planetenrädergetriebe und einem damit verbundenen
stufenlos regelbaren Reibscheibengetriebe bereits vorgeschlagen worden, Reibscheiben
im Planetenräderträger um die Achse der Planetenräder anzuordnen, die aus einer
zentrisehen Stellung heraus verschwenkbar sind, wobei die Reibscheiben in ihren
exzentrischen Stellungen auf diesen entsprechenden, veränderlichen Rollkreisen zwischen
Konusringen abrollen und ihre entsprechende, den Rollkreisen veränderliche Drehbewegung
auf ein Reaktionsglied des Planetenrädergetriebes übertragen.
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Diese Reibscheibengetriebe haben den Nachteil, daß sie eine stufenlose
Regelung auch nur in einem begrenzten Bereich ermöglichen und die Einregelung eines
bestimmten Abtriebsdrehmomentes relativ schwierig und ungenau ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Umlaufreibrädergetriebes,
welches die genannten Nachteile der bekannten Getriebe nicht besitzt und die Änderung
des übersetzungsverhältnisses über den Stillstand der getriebenen Welle hinaus in
einfacher Weise bewirkt und durch Anordnung mehrerer Reibradeingriffe auf dem Umfang
die Leistung auf mehrere Eingriffsstellen verteilt.
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Erreicht wird das dadurch, daß die Umlaufwellen je mit einem
Exzenter ausgebildet sind, der über ein Umlaufzahnrad, ein Zentralrad und einen
selbsthemmenden Schneckentrieb einstellbar ist, daß auf dem Exzenter ein Reibring
drehbar gelagert ist, der mit zwei zueinander konzentrischen Paaren von Reibscheiben
im Eingriff steht, daß innere Reibscheibenpaare mit nach außen konischen Reibflächen
im Umlaufräderträger drehfest und äußere Reibscheibenpaare mit nach innen konischen
Reibflächen im Umlaufräderträger drehbar angeordnet und diese mit Umlaufzahnrädern
versehen sind, welche gemeinsam mit dem getriebenen Zentralrad kämmen.
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Die äußeren Reibscheiben sind in einem Gehäuse axial verschieblich,
aber unverdrehbar gelagert, das seine Drehbewegung über Zahnräder auf die Abtriebswelle
überträgt.
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Die Reibscheiben werden durch Federn gegen den Reibring gedrückt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch
das Getriebe, F i g. 2 und 3 einen Schnitt auf der Linie II-H der
F i g. 1, wobei F i g. 2 die Zentralstellung des Reibringes zeigt,
während F i g. 3 eine Verschwenkungsstellung des Reibringes zeigt, und F
i g. 4 einen Schnitt auf der Linie IV-IV, der die Verstelleinrichtung zur
Verschwenkung des Reibringes zeigt.
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Das Getriebe ist in einem topfförmigen Gehäuse 3
untergebracht,
das an seiner vorderen Seite durch den Deckel 4 abgeschlossen ist. Beide Teile haben
mittig und axial zueinander liegende, mit zylindrisehen Flanschen versehene öffnungen,
die als Lager für""die Antriebs- bzw. Abtriebswellen dienen. Der am Gehäuse angeordnete,
nach innen ragende Flansch ist mit 3' bezeichnet und der am Deckel angeordnete
Flansch mit 4'.
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Der Antrieb erfolgt über die Antriebswelle 1, die mit einem
Unflaufräderträger 2 fest verbunden ist. Am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses
ist auf dem Deckelflansch 4 unter Zwischenschaltung eines Lagers 6 ein weiterer
Umlaufräderträger 2 a angeordnet, der in seinen Abmessungen und Lageranordnungen
dem Umlaufräderträger 2 entspricht. Die 4agerung der Antriebswelle in dem gehäuseseitigen
Flansch 3' erfolgt in dem Lager 5, welches in der Flanschbohrung angeordnet
ist. Auf der äußeren Umfläche des Gehäuseflansches 3' ist ein Zahnrad
7
befestigt, das ein radial verdrehbares Zentralzahnrad 8 trägt, welches
mit einem Flansch 8'versehen ist, auf dem eine aus Schneckenrad 9 und Schnecke
10
bestehende Verschwenkeinrichtung für das Zentralzahnrad 8 angeordnet
ist. Die Welle 10' der Schnecke 10 führt durch das Gehäuse
3 nach außen zu einer entsprechenden Verstellvorrichtung.
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In dem Umlaufräderträger 2 sind Lagerstellen 40 gebildet, in denen
die kreisförmigen, mit einer Zentrischen Bohrung versehenen Reibscheiben
11 befestigt sind. In der Bohrung der Reibscheiben 11
liegt ein Lager
28, das eine Hohlwelle 26 aufnimmt,
die mit ihrem
äußeren Ende mit dem Zahnrad 29
verkeilt ist, das mit dem Zahnrad
7 kämmt. Das Zahnrad 7 ist, wie oben beschrieben, an dem Gehäuseflansch
3' befestigt.
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In der Hohlwelle 26 lagert eine Umlaufwelle 24, die mit ihrem
äußeren Ende mit dem Umlaufzahnrad 30 verbunden ist, das mit dem Zahnrad
8,
welches die Verstellvorrichtung 9, 10 trägt, kämmt. Etwa in der
Mitte ist auf der Umlaufwelle 24 ein Exzenter 24' gebildet, der mit einer Bohrung
41 versehen ist, durch die ein Bolzen 23 führt, durch den ein Exzenter 22
mit der Welle 24 verbunden ist. Durch die Verzahnung 25 (s. F i
g. 2 und 3)
erfolgt eine Verbindung mit der Hohlwelle 26. Auf
dem Exzenter 22 ist ein Reibring 20 gelagert, der auf diese Weise durch Verschwenkung
der Zahnräder 8 und 30 und der Umlaufwelle 24 zwischen den Reibscheiben
11, 12 und 17 und 19 verschwenkt werden kann, wie in F i
g. 3 der Zeichnung dargestellt.
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Das andere Ende 42 der Umlaufwelle 24 liegt in einem Lager
27, das in dem hohlzylindrischen Schaft 43 der Reibscheibe 12 ruht. Der hohlzylindrische
Schaft 43 der Reibscheibe 12 liegt wiederum in einem Lagerhalter 13, der
in einer entsprechenden Bohrung des Umlaufräderträgers 2 a gelagert ist und mit
diesem fest verbunden ist. Der Umlaufräderträger 2 a ist, wie bereits oben geschildert,
unter Einfügung des Lagerringes 6 auf dem zylindrischen Deckelflansch 4'
gelagert. Auch der hohlzylindrische Schaft 43 ist mit dem Lagerhalter
13 fest verbunden.
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Der Lagerhalter 13 ist auf seiner Außenseite bei
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mit einer Abstufung versehen, auf die ein Lager 15
aufgeschoben ist,
das ein becherförmiges Gehäuse 14 trägt, dessen im Durchmesser verringerter Flansch
44 in einer entsprechenden stufenfönnigen Ausnehmung 45 ein Umlaufzahnrad
31 aufnimmt. Dieses Umlaufzahnrad 31 ist mit dem Gehäuse 14 fest verbunden
und läuft mit diesem um und kämmt mit einem getriebenen Zentralrad 32, das
mit der Abtriebswelle 33 verbunden ist.
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In das Gehäuse 14 ist eine Reibscheibe 19 eingeschoben und
mit dem Gehäuse fest verbunden, die die Reibscheibe 12 umgibt. Gegenüber der Reibscheibe
12 liegt die Reibscheibe 11, die wiederum von der Reibscheibe 17 umgeben
ist, die mit dem Gehäuse 14 in ähnlicher Weise wie die Reibscheibe 19 verbunden
ist. Während die Reibscheibe 17 unverschieblich mit dem Gehäuse 14 verbunden
ist und nach außen durch den Sprengring 18 gehalten ist, ist die Reibscheibe
19 in dem Gehäuse axial verschieblich, aber unverdrehbar gelagert. Dieselbe
Lagerung ist für die Reibscheibe 12 vorgesehen, die mit ihrem hohlzylindrischen
Schaft 43 ebenfalls unverdrehbar, aber axial verschieblich in dem Lagerhalter
13 untergebracht ist. Auf diese Weise können die Federn 35, die zwischen
den Reibscheiben 12 und 19 einerseits und dem Gehäuse 14 bzw. Lagerhalter
13 liegen, die Reibscheiben 12 und 19
gegen den Reibring 20 drücken,
der seinerseits gegen die unverrückbar im Gehäuse 14 gelegenen Reibscheiben
11 und 17 drückt.
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Zwischen der Reibscheibe 11 und der Reibscheibe 17 ist
ein Lager 16 angeordnet. Die zum Inneren bzw. zum Reibring 20 weisenden Ringflächen
der Reibscheiben 11, 12, 17 und 19 sind abgeschrägt, so daß
stumpfe Winkel entstehen, deren Scheitelpunkte in der Neutralstellung bzw. auf der
Verbindenden Umfangslinie der Reibscheiben 12 und 19
bzw. 11 und
17 liegen.
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Die Federn 35 und 36, die in dem Ausführungsbeispiel
als ringförmige Tellerfedern dargestellt sind, sorgen für den erforderlichen Anpreßdruck
zwischen Reibscheiben und Reibring.
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Das oben beschriebene und in der oberen Hälfte der Fig.
1 dargestellte Getriebe ist vorzugsweise mehrfach in dem Gehäuse
3, 4 um dessen Achse, die durch An- und Abtriebswellen geht, herum angeordnet.
Aus F i g. 2 und 3 ist zu erkennen, daß wenigstens zwei derartige
Getriebe, die einander diametral gegenüberliegen, wegen des Massenausgleiches vorhanden
sind. Zur übertragung größerer Drehmomente können auch mehrere derartige Getriebe
unter gleichen Abständen um die Achse von An-und Abtriebswellen herum verteilt sein.
Für diesen Fall wären die Umlaufräderträger 2 und 2 a mit weiteren Lagerstellen
zu versehen.
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Das oben beschriebene Getriebe hat die folgende Wirkungsweise: Angenommen,
die Umlaufräderträger 2 und 2 a drehen sich mit der Drehzahl der Antriebswelle
1, dann wälzen sich die Zahnräder 29
und 30 auf den stillstehenden
Zentralrädem 7 und 8
ab und geben der Welle 24 und der Hohlwelle
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eine gleiche zusätzliche Drehung um ihre Achsen. Liegen die Drehachsen
des Ringes 22 und des Reibringes 20 zentrisch zueinander, dann wird der Reibring
20 durch die Reibscheiben 11 und 12 festgehalten, d. h., die Reibscheiben
17 und 19 und das Gehäuse 14 drehen sich nicht um ihre eigenen Achsen.
Zwischen dem Umlaufzahnrad 31 und dem Zentralrad 32 findet keine Abwälzung
statt.
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Die Abtriebswelle 33 dreht sich daher mit der Antriebsdrehzahl.
Diese Getriebestellung ist in F i g. 2 dargestellt. Wird nun die Schnecke
10 durch die Welle 10' verdreht, so wird über das Schneckenrad
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das Zentralrad 8 relativ zum Zahnrad 7 verschwenkt. Dadurch
ergibt sich auch eine Verstellung bzw. Verdrehung der Zahnräder 29 und
30 zueinander, wobei durch das Zahnrad 29 die Hohlwelle
26, die Verzahnung 25 und damit der Exzenter 22, der den Reibring
20 trägt, verstellt wird. Durch die veränderten Anlageradien des Reibringes 20 wird
dieser zum Abrollen an den festen Reibscheiben 11 und 12 gezwungen und erteilt
den Reibscheiben 17 und 19
und dem Gehäuse 14 und damit auch dem Umlaufzahnrad
31 eine den Radien entsprechende Drehung um ihre Achsen. Das Umlaufzahnrad
31 und das Zentralrad 32 wälzen sich aufeinander ab. Die Abtriebswelle
33 dreht sich entsprechend ihrer Drehzahländerung.
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Das erfindungsgemäße Getriebe kann so ausgelegt werden, daß eine stufenlose
Regelung von Antriebsdrehzahl gleich Abtriebsdrehzahl über eine Abtriebsdrehzahl
gleich Null bis zu einer entgegen-Cresetzt gerichteten Drehrichtung des Abtriebs
möglich C
ist. Die F i g. 3 zeigt das Getriebe in einer Verstellstellung.