-
Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos regelbares Reibräder-Umlaufgetriebe
mit einer aus zwei auf einer Buchse oder auf der Antriebswelle axial frei einstellbaren
Innenlaufringen bestehenden Innensonne und einer ebenfalls aus zwei Außenlaufringen
gebildeten Außensonne, von denen ein Laufring ortsfest im Gehäuse vorgesehen und
der andere axial verstellbar ist, sowie mit flachen, doppelkegeligen Umlauf- bzw.
Planetenrädern, die sowohl mit den Innenlaufringen als auch mit den Außenlaufringen
im Eingriff stehen und die ferner in einer mit dem Abtriebswellenteil des Getriebes
gekuppelten Abtriebsscheibe in radialer Richtung verstellbar gelagert sind.
-
Bei Reibräder-Umlaufgetrieben der eingangs erwähnten Gattung werden
die Planetenräder bekanntlich durch Verstellung der die Außensonne bildenden Laufringe
entsprechend der erforderlichen Abtriebsgeschwindigkeit radial verstellt, wobei
die Kegelmantelflächen der Planeten mehr oder weniger tief zwischen die Angriffsflanken
sowohl der die Innensonne als auch der die Außensonne bildenden Laufringe gedrückt
werden, die ihrerseits den Planeten eine axiale Anpreßkraft entgegenstellen, die
z. B. durch eine der Innensonne vorgeschaltete Momentenkupplung oder Federn erzeugt
werden kann.
-
Bei solchen Getrieben hängt die übertragbare Leistung wesentlich von
der Anpreßkraft ab, die den Reibschluß erzeugt. Auf Grund praktischer Erfahrung
und zahlreicher Versuche wurde festgestellt, daß sich der Reibwert an den leistungsübertragenden
Reibpunkten eines solchen Getriebes mit den verschiedenen Regelstellungen des Getriebes
stark ändert. Aus diesem Grund muß auch die erzeugte Anpreßkraft sich dementsprechend
bei den verschiedenen Regelstellungen des Getriebes ändern, damit einerseits die
gewünschte Leistung einwandfrei übertragen wird und andererseits die Anpreßkraft
nicht unerwünscht hoch wird, um unnötigen Leistungsverlust und unerwünschten Verschleiß
zu vermeiden. Eine aderartige veränderliche Erzeugung der Anpreßkraft läßt sich
beispielsweise durch eine Momentenkupplung mit entsprechend veränderlicher Steigung
der schrägen Anlaufflächen für die Bolzen dieser Kupplung erreichen (USA.-Patentschrift
3 089 350). Solche Momentenkupplungen haben sich gut bewährt, sie sind jedoch aufwendig
und damit teuer in der Herstellung.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stufenlos regelbares
Reibräder-Umlaufgetriebe der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, welches vorzugsweise
für geringe Leistungen bestimmt ist, bei welchem eine günstige Leistungscharakteristik
durch Berücksichtigung der veränderlichen Reibwerte bei der Anpressung der Reibteile
durch einen einfacheren Aufbau und damit geringeren Herstellungspreis als den einer
als Momentenkupplung wirkenden Bolzenkupplung erzielt wird.
-
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Laufringe
der Innensonne durch wenigstens eine vorgespannte Tellerfeder mit teilweise negativer
Kennlinie zusammengepreßt sind, wobei der Beginn des Arbeitsbereiches der Feder
etwa im ersten Scheitel des Federkraftmaximurns der Federkennlinie liegt.
-
Tellerfedern mit positiv ansteigender Kennlinie, ganz gleich, ob diese
Kennlinie linear, progressiv oder auch degressiv ansteigend ist, würden ein ungünstiges
Leistungsverhalten des Getriebes ergeben, da über einen Teil des Verstellbereiches
dadurch der Anpreßdruck zu hoch wäre - mit den entspiechenden unerwünschten Begleiterscheinungen
-, während über einen Teil des Verstellbereiches der Anpreßdruck zu gering wäre,
um die gewünschte Leistung übertragen zu können. Dagegen wird bei richtig ausgelegten
Tellerfedern mit teilweise negativer Kennlinie eine einwandfreie Leistungsübertragung
und richtige Dosierung der Anpreßkräfte über den ganzen Verstellbereich des Getriebes
erzielt.
-
Die Verwendung einer Tellerfeder mit negativ abfallender Kennlinie
zur Erzeugung der axialen Anpreßkraft der Laufringe der Innensonne bringt für die
Praxis sowohl in baulicher als auch in herstellungstechnischer Hinsicht Vorteile
mit sich, und zwar derart, daß es jetzt möglich ist, ein Reibräder-Umlaufgetriebe
besonders wohlfeil zu gestalten, das überdies den Erfordernissen entsprechend zuverlässig
arbeitet. Wenn auch die Vorteile einer Axialpressung durch eine Bolzenkupplung nur
annähernd erreicht werden, so reicht dies doch aus, bei Getrieben mit geringen Leistungen
einen den Erfordernissen entsprechenden Anpreßdruek aufzubringen.
-
Der hier Verwendung findenden Tellerfeder ist der positiv ansteigende
Teil der Federkennlinie bei der Montage der Feder durch Vorspannung weggenommen,
so daß nur noch der negative Teil der Kennlinie, vom Scheitelpunkt .der Kennlinie
beginnend, als tatsächlicher Arbeitsbereich der Feder benutzt wird. Somit wird hier
eine insbesondere bei Getrieben hoher Leistung bisher verwendete, als Momentenkupplung
wirkende Bolzenkupplung durch die Tellerfeder gemäß der Erfindung ersetzt.
-
Der von der Tellerfeder ausgeübte Federdruck wird über die Buchse
oder die Welle kurzgeschlossen, so daß der Axialanpreßdruck gleichmäßig auf beide
Laufringe der Innensonne verteilt wird. Somit können die Planeten mit über den Verstellbereich
veränderlicher Anpreßkraft angedrückt werden.
-
Es ist an sich nicht neu, sich bei Getrieben einer Tellerfeder mit
teilweise negativer Kennlinie zu bedienen. Bei einem bekannten Keilriemen-Getriebe
(französische Patentschrift 1228 081) ist die Tellerfeder mit negativer Kennlinie
auf der Abtriebsseite angeordnet. Bei dem bekannten Getriebe arbeitet Gummi auf
Metall: Der Reibwert bleibt also dort konstant. Der wirksame Radius der Antriebsscheibe
bei dem bekannten Getriebe ist veränderlich. Wird er kleiner, wird die Umfangskraft
größer; es ist daher bei gleichbleibendem Reibwert eine größere Anpreßkraft erforderlich.
Bei steigender Drehzahl der Abtriebsscheibe fällt die Umfangskraft, womit die erforderliche
Federkraft geringer wird. Die Feder wird jedoch dabei weitergespannt und hat daher
eine negative Kennlinie. Dabei wird die Antriebsscheibe durch Fliehgewicht, Unterdruck
und Spiralfeder mit positiver Kennlinie belastet.
-
Anders liegen die Dinge bei der Erfindung. Hier ist die Feder mit
negativer Kennlinie auf der Antriebsseite angeordnet. Der Reibwert zwischen den
Planeten, der Innensonne und Außensonne ist veränderlich. Der wirksame Radius der
Innensonne ist konstant. Der Reibwert zwischen Planeten und Innensonne wird bei
Einstellung eines größeren übersetzungsverhältnisses kleiner, also ist eine größere
Federkraft erforderlich. Dabei wird die Feder entspannt, so daß eine negative Kennlinie
erforderlich ist, um bei Einstellung eines größeren übersetzungsverhältnisses
eine
wachsende Federkraft zu erzeugen. Außerdem steigt bei Einstellung eines größeren
Übersetzungsverhältnisses zwischen Planet und Außensonne die Umfangskraft an der
Außensonne. Da .hierbei auch die Feder entspannt wird, wird bei negativer Kennlinie
eine ansteigende Federkraft erzielt, was wegen der ansteigenden Umfangskraft erforderlich
ist.
-
Das Getriebe gemäß der Erfindung hat also einen anderen Gesamtaufbau
und eine andere Aufgabenstellung als das bekannte Keilriemen-Getriebe.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben;
und zwar zeigt F i g. 1 eine Darstellung eines Reibräder-Umlaufgetriebes teils im
Schnitt, F i g. 2 eine Schnittdarstellung der hier Verwendung findenden Tellerfeder
und F i g. 3 eine Darstellung der Kennlinie der Tellerfeder.
-
In dem Getriebegehäuse 10 ist die Antriebswelle 11 in einem Radiallager
12 gelagert. Auf der Antriebswelle 11 sitzt eine durch eine Paßfeder 13 mit ihr
auf Mitnahme gekuppelte, axial frei einstellbare Kupplungsbuchse 14. Auf dieser
befindet sich eine die axiale Anpreßkraft erzeugende Tellerfeder 15 mit negativ
abfallender Kennlinie, die sich einerseits bei 16 auf der Buchse 14 und andererseits
an einem Laufring 17 der Innensonne 17,17 a abstützt.
-
Dieser Feder 15 wird bei der Montage der positiv ansteigende Teil
18 ihrer Kennlinie durch Vorspannung weggenommen, so daß ihr Arbeitsbereich
erst im Scheitel 19, und zwar über den abfallenden Teil 20 der Kennlinie hinweg
beginnt.
-
Mit den Innenlaufringen 17,17 a stehen die Planeten 21 ebenso im Eingriff
wie mit den Außenlaufringen 22, 22 a, von denen der Laufring 22 fest im Gehäuse
10 sitzt, während der andere Laufring 22 a zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
gegenüber dem ortsfesten, durch einen mit 23 bezeichneten Bolzen verstellbar ist,
der in einem Schlitz 32 einer Verstellmutter 33 geführt ist und durch die Spindel
34 verstellt wird. Zwischen den verstellbaren Außenlaufring 22 a und das Gehäuse
10 ist eine Momentenkupplung 24 eingeschaltet, die hier praktisch
wie ein wälzgelagertes Gewinde wirkt.
-
Die Planeten 21 besitzen ein- oder gegebenenfalls auch beidseitig
einen Lagerzapfen 25, der je in einer Gleitbüchse 26 lagert, die wiederum ihrerseits
in Schlitzen 27 einer mit der Abtriebswelle 28 durch einen Keil 29
od. dgl. auf Mitnahme gekuppelten Abtriebsscheibe 30 lagert. Zur Veränderung des
übersetzungsverhältnisses werden die Planeten radial verstellt, was durch Verändern
des Abstandes der Laufringe 22, 22 a zueinander erreicht wird.
-
Von der Antriebswelle 11 des Getriebes wird zunächst die mit
dieser gekuppelte Kupplungsbüchse 14
angetrieben. Weiter geht dann die Antriebskraft
über die Paßfeder 31 auf die Innenlaufringe 17,17 a der Innensonne. Über die sowohl
mit den Innenlaufringen 17, 17 a als auch mit den Außenlaufringen
22,
22 a im Eingriff stehenden, radial verstellbaren Planeten 21 wird
schließlich über deren Lagerzapfen 25 die Umfangskraft an .die Abtriebsscheibe 30
abgegeben, die mit der Abtriebswelle 28 auf Mitdrehen gekuppelt ist.
-
Im Rahmen der Erfindung kann die Tellerfeder in Form eines Federpakets
vorgesehen sien. Auch können Tellerfedern mit Radialschlitzen verwendet werden.