DE183377C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 183377 KLASSE 47h. GRUPPE

Reibräder-Wechselgetriebe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Februar 1906 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechsel-, getriebe mit Reibrädern, welches aus einem treibenden Reibrade, einem zweiten, mit ersterem gleichachsig gelagerten und gegen Drehung gesicherten Reibrade, sowie mehreren in einer auf der Hauptwelle gelagerten Trommel angeordneten Reibscheiben besteht, die sich gleichzeitig auf den Umfang des treibenden und des festen Rades legen. Bei

ίο dieser Anordnung wird durch achsiale Verschiebung der Trommel die relative Umdrehungsgeschwindigkeit des treibenden, Rades und der Trommel; von welcher die Kraft abgenommen wird, geändert.

Die weitere Ausbildung des Reibräder-Wechselgetriebes nach der Erfindung besteht darin, daß durch die lose drehbare Anordnung der die Zwischenreibräder einschließenden Trommel und damit zusammenwirkende Kupplungsvorrichtungen das Getriebe entweder zur unmittelbaren Übertragung der Drehbewegung der getriebenen Welle oder als Wechselgetriebe zur Veränderung der Geschwindigkeit der übertragenen Drehbewegung und schließlich als Wendegetriebe benutztjWerden kann. Eine wichtige Neuerung besteht noch in der Anordnung, daß das treibende Rad und das Zwischenreibrad um ein geringes Maß gegeneinander beweglich sind, wodurch die Einstellung des Getriebes beim Anlaufen erleichtert wird.

Die Geschwindigkeitsänderungen werden entweder durch achsiale Verschiebung der gleichachsigen Reibräder zu der Trommel oder umgekehrt durch Verstellung der Trommel gegenüber den Reibrädern bewirkt.

Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist ein Grundriß der einen Ausführungsform des Getriebes; Fig. 2 ist ein senkrechter Längsschnitt und Fig. 3 ein Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1; Fig. 4 ist ein wagerechter Längsschnitt einer anderen Ausführungsform des Getriebes zur Übertragung der Bewegung nur in einer Richtung, und Fig. 5 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Getriebes nach Fig. 4.

Bei der Ausführungsform des Getriebes nach Fig. 1 bis 3 ist ein Reibrad A auf einer Nabe A^l angeordnet, auf der eine Riemen-, Ketten- oder Schnurscheibe A² oder dergl. sitzt, welche die Bewegung von einer Kraftquelle aus überträgt. In nachstehender Erläuterung ist angenommen, daß A das treibende Rad ist, welches mit seiner Nabe A¹ und der Scheibe A² auf der getriebenen Welle B frei drehbar sitzt.

Die Zwischenreibräder C sind mittels der Träger E drehbar innerhalb einer Trommel gelagert, welche aus den Teilen F, F¹, F'², F⁵ zusammengesetzt ist.

Die Zwischenreibräder C und ihre Träger E besitzen einen derartigen Durchmesser und sind in solchem Abstande voneinander angeordnet, daß zwischen je zweien ein Zahn G¹ einer Mitnehmerscheibe G Platz findet. Letztere sitzt auf der Welle B und kann mittels eines achsial beweglichen Kupplungs-

teiles B² mit der Welle in oder außer Eingriff gebracht werden. Der Kupplungsteil B² ist mit der Muffe B³ verbunden, welche an ihrem äußeren Ende einen Ring B⁴ trägt. Wenn die Mitnehmerscheibe G mit der Welle B gekuppelt ist, so wird jede Umlaufbewegung der durch die Ringe F, F¹ und die Bolzen F² sowie die Stirnwand F⁵ gebildeten Trommel auf die getriebene Welle B übertragen. Eine

ίο derartige Umlaufbewegung wird auf folgende Weise herbeigeführt:

Das Rad D sitzt in der Trommel F, F¹, F², F⁵ lose auf einem zylindrischen Teile der Kupplungsmuffe B ². Ein achsial verschiebbarer, aber nicht drehbarer Kupplungsteil H, der aus einer über der Muffe B^s gelagerten Hülse besteht, kann mit einem Teile D² des Rades D so in Eingriff gebracht werden, daß das Rad D mit dem nicht umlaufenden Teile

ao gekuppelt und so gegen Drehung gesichert wird. Das ist die normale Stellung des Getriebes, wenn letzteres zur Übertragung einer Vorwärtsbewegung benutzt wird. Wie ersichtlich, steht bei dieser aus Fig. 2 ersichtliehen Stellung der einzelnen Teile das Endeü/¹ des Kupplungsteiles H nicht nur mit dem Kupplungsteile D² in Eingriff, sondern stößt auch gegen den Kupplungsteil B², den es auf diese Weise in der für den Eingriff mit

3d der Mitnehmerscheibe G erforderlichen Lage hält, indem es hierdurch die Mitnehmerscheibe G mit der Welle B kuppelt. Wenn die Muffe H mittels des darauf sitzenden Ringes Ti² auf der Zeichnung nach links bewegt wird, so wird zunächst der Kupplungsteil dieser Muffe aus dem Teile D² entfernt und somit das Reibrad D freigegeben. Bei der Weiterbewegung der Muffe H trifft deren Ende H³ gegen den Ring E⁴, wodurch der Kupplungsteil B² aus der Mitnehmerscheibe G entfernt und in Eingriff mit einem Kupplungsteile D³ des Reibrades D gebracht wird. Der Kupplungsteil der Muffe H gelangt nun in Eingriff mit einem Kupplungsteil Fⁱ, der dadurch gegen Drehung gesichert wird. Der Kupplungsteil F⁴ sitzt an einer Muffe, die durch einen Keil mit der Stirnwand F⁵ der die Reibräder C tragenden Trommel verschiebbar verbunden und mit den Ringen F, F¹ durch Bolzen gekuppelt ist, welche durch diese Stirnwand hindurchragen. Die Stirnwand F⁵ kann zusammen mit der Trommel F, F¹, F², F⁵ achsial verschoben werden-, ohne daß der Eingriff mit dem Kupplungsteile F⁴ aufgehoben wird. Diese achsiale Verstellung wird durch eine Ringnut F⁶ bewirkt, in welcher ein Ring J liegt, der durch Lenker J¹ mit einer Muffe J² verbunden ist. Letztere besitzt Innengewinde und greift hiermit über einen drehbaren, achsial nicht verschiebbaren und mit entsprechendem Außengewinde versehenen Teil K, der gleichzeitig ein Lager für.die Welle B bildet. Wird die Muffe J²' durch geeignete Mittel gedreht, so werden die Trommel F, F¹, F², F⁵ und die Reibräder C achsial verschoben.

Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende:

'Wie bereits erwähnt,: ist für den Vorwärtslauf die Mitnehmerscheibe G durch den Kupplungsteil B² mit der Welle B verbunden und das Reibrad D durch die Muffe H an der Drehung gehindert. Die Reibräder C stehen mit dem Umfange der Reibräder A und D in Berührung. Die Trommel F, F¹, F², F⁵ ist ^ose drehbar, so daß die Räder A, D, C und die Trommel der Räder C ein Planetenradgetriebe bilden. Die Geschwindigkeit der getriebenen Welle B wechselt je nach der Lage der Reibräder C und nach Maßgabe der achsialen Verschiebung der sie tragenden Trommel. Fig. 2 zeigt die Teile in der Stellung für die höchste Geschwindigkeit, in welcher, wie dargestellt, das treibende Reibrad A in der Achsenebene der Reibräder C liegt. Das Reibrad D steht in dieser Stellung außer Berührung mit den Reibrädern C. In diesem Falle, sind -sämtliche treibenden und getriebenen Teile miteinander gekuppelt, und die Reibräder C drehen sich nicht, während das Rad A, die Trommel F, F¹, F², F⁵, die Mitnehmerscheibe G und die Welle B als Ganzes umlaufen. Wenn die Trommel dann auf der Zeichnung nach links bewegt wird, so daß das feststehende Reibrad D mit den Reibrädern C in Berührung kommt, nimmt die Geschwindigkeit der Welle B. allmählich ab und erreicht schließlich den Wert Null, wenn das Rad D in der durch die Drehungsachsen der Räder C bestimmten Ebene liegt und das Rad A außer' Eingriff mit den Rädern C ist. In dieser Lage läuft das treibende Rad A frei um, während die getriebene Welle B durch das Rad D gegen Drehung gesichert wird.

Zur Erzielung einer Bewegungsumkehr wird die Kupplungsmuffe H in achsialer Richtung nach links bewegt, wodurch in der oben beschriebenen Weise die Mitnehmerscheibe G von der Welle B gelöst wird, während durch. den Eingriff des Kupplungsteiles H mit dem Kupplungsteile F⁴ die Trommel F, F¹, F², F⁵ gegen Drehung gesichert ist. Gleichzeitig wird das Reibrad D mit der getriebenen Welle B gekuppelt. Bei der Verschiebung der Trommel F, F¹, F², F⁵ nach rechts kommt das Rad A wieder mit den Reibrädern C in Eingriff, wodurch die Welk B in umgekehrter Richtung zu der des Reibrades A in Umdrehung versetzt wird.

Wenn die Kupplungen für die Bewegungsumkehr eingerückt sind, darf es nicht mög-

Hch sein, das Reibrad A in die Achsenebene der Reibräder C zu bringen, da andernfalls das Reibrad A auf den Reibrädern C gleiten würde. Um dies zu verhüten, ist der Abstand zwischen dem Ende J³ der Muffe J² und dem Ringe H² so bemessen, daß diese Teile gegeneinander stoßen, bevor die Trommel so weit nach rechts gelangt ist, daß das Reibrad A in die zu verhindernde Lage gelangen kann. Wenn nämlich die Muffe J², z. B. durch Unachtsamkeit, zusammen mit der Trommel noch weiter nach rechts bewegt wird, so wird dadurch auch der Ring H² und die Kupplungsmuffe H mitgenommen.

Infolgedessen wird die Kupplung Fⁱ gelöst, so daß die Trommel sich frei drehen kann, ohne mit der festen Kupplung H oder der getriebenen Welle B gekuppelt zu sein. Letztere Kupplung wird dann, wie oben erwähnt, durch die Weiterbewegung des Ringes H² und des Kupplungsteiles H nach rechts eingerückt, wodurch das Getriebe wieder in die Stellung der Fig. 2 zurückgebracht ist.
Wenn das Getriebe beispielsweise bei einem Fahrzeugmotor angewendet wird, ist es vorteilhaft, den Motor von dem Getriebe abschalten zu können. Dies kann in bekannter Weise mit Hilfe einer beliebigen Kupplung geschehen, welche zwischen dem Reibrade A und der Antriebsscheibe A² angeordnet ist.

Ferner empfiehlt es sich, um die Beanspruchung des Getriebes zu verringern, an der Antriebsscheibe A² oder einem anderen damit zusammenhängenden Teile und an der gegenüberliegenden Seite der Trommel F, F¹, F², F^h Vorsprünge in der Weise anzuordnen, daß sie, wenn die Trommel die Stellung für die größte Geschwindigkeit einnimmt, also das Reibrad und die Trommel mit gleicher Geschwindigkeit Umlaufen, übereinander greifen und so die Trommel unmittelbar mit der Antriebsscheibe A² kuppeln. Diese Vorsprünge können einfach die Form von Klauen besitzen und werden der jeweiligen Einrichtung des Getriebes entsprechend angeordnet.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsfprm des Getriebes ist für einfache Bewegungen bestimmt, besitzt einen gedrungenen Bau und eignet sich für Motorräder und ähnliche Fahrzeuge, bei denen eine Umkehr der Bewegung nicht erforderlich ist. Das Reibrad A ist mit der Motorwelle A³ durch einen Keil so verbunden, daß es in achsialer Richtung verschoben werden kann, jedoch gegen Drehung auf der Welle gesichert ist. Der Motor ist auf der Zeichnung nicht dargestellt; er befindet sich bei L im Gehäuse M. Die die Reibräder C tragende Trommel ist im allgemeinen in derselben Weise angeordnet wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform des Getriebes, jedoch mit dem Unter schiede, daß hier gegenüber den dort befindlichen beiden; Ringpaaren F, F¹ nur ein Paar von Ringen F vorhanden ist, die durch Bolzen F² miteinander verbunden sind. Ferner sind zwei Stirnscheiben jP⁶ angeordnet, deren eine, und zwar auf der Zeichnung die rechts liegende, auf einem Ansätze ein Kettenrad N trägt, von dem aus das Fahrrad angetrieben wird. Innerhalb dieses Kettenrades liegt ein Kugellager, dessen Stützfläche von einem Ansätze M¹ des Maschinengehäuses gebildet wird. Das gegen Drehung gesicherte Reibrad D ist mit einem doppelten Querstücke D⁴ verbunden, welches die Welle A^a von zwei Seiten umfaßt. Das Reibrad D kann zusammen mit dem treibenden Reibrade A durch eine Muffe ^¹ achsial verschoben werden, deren Ringflansch A* innerhalb einer Muffe Z)⁵ liegt. Diese ist mit einem inneren Ringflansch versehen und wird von einem vorspringenden Teil Z)⁰ des Reibrades D getragen. Zwischen den Muffen ,A¹ und Z)⁵ und deren Ringfianschen sind Kugeln angeordnet. Ferner ist zwischen dem festen Reibrade D und der Motorwelle A³ ebenfalls ein Kugellager angeordnet. Innerhalb des Querteiles Z)⁴ sind exzentrische Scheiben O angeordnet, die auf einer in den Lagern P ruhenden Welle Ο¹ sitzen. Die Lager P werden zweckmäßig aus zwei Teilen gebildet, die über einem ausgedrehten Teil A^h der Wellet.³ durch Schrauben P¹ miteinander vereinigt und bei P² mit dem Gestelle verbunden sind.

Werden die Exzenterscheiben O nach Fig. 4 im Sinne des Uhrzeigers gedreht, so werden die Reibräder D und A nach rechts bewegt, bis die Teile die Nullstellung erreichen, in der das Reibrad D sich in der Achsenebene der Reibräder C befindet. Durch Drehung der Exzenterscheiben O in umgekehrter Richtung werden die Reibräder A und D nach links bewegt, bis das Reibrad A in der Achsenebene der Reibräder C liegt. Bei dieser Stellung laufen das Reibrad und die Trommel mit derselben Geschwindigkeit wie die Motorwelle gewissermaßen als ein Ganzes um, wodurch die größte Geschwindigkeit des Getriebes erzielt wird. Hierbei befinden sich die Teile in der aus Fig. 4 ersichtlichen Stellung.

Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform des Getriebes kann das Reibrad D mit einer Freilaufnabe verbunden werden. Hierdurch wird ermöglicht, das angetriebene Fahrzeug, also beispielsweise ein Fahrrad, frei laufenzulassen, weil andernfalls die Trommel wegen der Nichtdrehbarkeit des Reibrades D an der Drehung gehindert wird, wenn das Reibrad!) sich in der Achsenebene der Reibräder C, d.h. in der Nullstellung, befindet. Unter gewöhnlichen Umständen- läuft das

Reibrad A beim Vorwärtsgang zusammen mit der Trommel in gleicher Richtung um, während das sonst unbewegliche Reibrad D bestrebt wäre, sich in umgekehrter Richtung zu drehen, wenn es lose säße. Da ein Rückwärtsgang, der eine Rückwärtsdrehung des Rades D erforderlich machen würde, bei diesem Getriebe nicht vorgesehen ist, so wirkt eine Freilaufnabe, welche dem Reibrade D

ίο nur eine Drehung in der Richtung der Vorwärtsbewegung gestattet, nicht störend auf die Arbeitsweise des Getriebes.

Bei der Benutzung des Getriebes hat sich .der Übelstand gezeigt, daß es schwierig ist, die Trommel in achsialer Richtung zu verschieben, wenn das Getriebe nicht umläuft. Denn um diese achsiale Verschiebung bewirken zu können, muß die Reibung zwischen den querliegenden Reibrädern C und den Reibrädern A und D überwunden werden, was einen beträchtlichen Kraftaufwand erfordert. Diese Verschiebung kann jedoch mit geringer Kraft ausgeführt werden, wenn die Reibräder C eine Drehbewegung erhalten. Die Hauptschwierigkeit ergibt sich, wenn das Getriebe sich in der Nullstellung befindet, d. h. wenn das Reibrad D in der Achsenebene der Reibräder C und das Reibrad A gerade außer Berührung mit den Reibflächen der Räder C steht. Diese Schwierigkeit kann auf folgende Weise behoben werden: Anstatt den achsialen Abstand zwischen den Rädern A und D unveränderlich zu lassen, kann die Anordnung so getroffen werden, daß eine geringe Änderung in dem gegenseitigen Abstande dieser Räder möglich ist, z. B. in, der Weise, daß dem einen dieser Räder eine gewisse Nachgiebigkeit in achsialer. Richtung gegeben wird. Zu diesem Zwecke wird zweckmäßig zwischen der einen Seitenfläche der Mitnehmerscheibe G und der gegenüberliegenden Fläche des Reibrades A ein federnder Ring Q. oder dergl. eingeschaltet.-Wird angenommen, daß die einzelnen Teile des Getriebes sich, wie oben angegeben, in der Nullstellung befinden, und soll nun das Getriebe in Tätigkeit gesetzt werden, so wird das Reibrad A von der Kraftquelle aus in Umdrehung versetzt. Wenn dann die Trommel nach rechts in,die auf der Zeichnung dargestellte Lage bewegt werden soll, so würde, wenn das Reibrad D in achsialer Richtung unverschiebbar wäre, die Reibung zwischen dessen Umfang und den darauf liegenden Reibrädern zu überwinden sein. Infolge des federnden Zwischenringes Q. bewegt sich aber das Reibrad D und gleichzeitig die Mitnehmerscheibe G zusammen mit der Trommel und den darin gelagerten Reibrädern ein wenig nach rechts, so daß die· Ränder der querliegenden Reibräder _C mit dem Umfange des Reibrades A in Berührung kommen. Hierdurch werden die Reibräder C sofort in Umdrehung versetzt, und die weitere Bewegung der Trommel in eine Stellung für höhere Übersetzung kann dann mit Leichtigkeit erfolgen. . ■

Bei der Bewegung der Teile aus den in Fig. 2 und 4 gezeichneten Stellungen tritt nicht unbedingt die gleiche Schwierigkeit auf, da die dem Reibrade A von der Kraftquelle aus mitgeteilte Drehbewegung gestattet, die Trommel nach links zu bewegen und das Reibrad A aus der Achsenebene der Reibräder C zu bringen. Diese Bewegung ist leicht auszuführen. Zweckmäßig kann die achsiale Beweglichkeit zwischen den beiden Reibrädern A und D auch dazu benutzt werden, diese Bewegung, selbst zu erleichtern. Zu diesem Zwecke wird ein Hebelwerk benutzt, welches im gewünschten Augenblicke einen Stoß auf das Rad D ausübt und dieses ein wenig in achsialer Richtung verschiebt, um seinen Umfang mit den Rändern der querliegenden Reibräder in Berührung zu bringen. Das Hebelwerk kann auch dazu dienen, auf das Reibrad D oder A nach Bedarf Stöße auszuüben; schließlich kann das Reibrad A ' auf seiner Welle oder der darüber liegenden Muffe eine gewisse Nachgiebigkeit erhalten und durch Hebel auf dieselbe Weise wie das Reibrad D eingestellt werden.

Eine solche Anordnung könnte mit der aus Fig. 4 und 5 ersichtlichen Ausführungsform verbunden werden, jedoch ist es hierbei erforderlich, das Reibrad D mit der nötigen Nachgiebigkeit auf einer mit den Querstücken Z)⁴ verbundenen Muffe anzuordnen.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche: ^1o°

   i. Reibräder-Wechselgetriebe, bei welchem auf dem Umfange zweier gleichachsig nebeneinander angeordneter Reibräder eine Anzahl querliegender Zwischenreibräder liegt und beide Reibrädergruppen in der Achsenrichtung der gleichachsigen Reibräder gegeneinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die querliegenden Zwischenreibräder (C) in einer lose drehbaren Trommel (F, F\ F^, F⁵J gelagert sind, die entweder als starres Ganzes von dem antreibenden Reibrade (A) mitgenommen wird und ihre Drehbewegung unverändert auf die getriebene Welle (B) überträgt oder letztgenannte Welle beim gegenseitigen Verschieben der gleichachsigen Reibräder und der Trommel unter Abwälzung der in ihr gelagerten Zwischenreibräder (C) auf einem nicht drehbaren, zum Rade (A) gleichachsigen Reibrade (D) mit allmählich verminderter

   Geschwindigkeit antreibt, während die Rückwärtsbewegung der getriebenen Welle (B) durch Festkuppeln der Trommel mit einem gegen Drehung gesicherten Maschinenteile (H) erzielt wird, wobei die Zwischenreibräder (C) ihre Drehbewegung mittels des zuvor von dem feststehenden Maschinenteile (H) entkuppelten und mit der getriebenen Welle (B) - gekuppelten Reibrades (D) auf die letztgenannte-Welle (B) übertragen.
2. 2. Ausführungsform des Reibräder-Wechselgetriebes nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (B) des Getriebes Kupplungsteile (H und B², B³) verschiebbar angeordnet sind, welche mit Kupplungsteilen (D^) des Reibrades (D), der mit der lose drehbaren Trommel (F, F\ F'², F^&) verbundenen Mitnehmerscheibe (G) und der Trommel in Eingriff treten können, um entweder das Reibrad (D) gegen Drehung zu sichern und die Mitnehmerscheibe sowie die Trommel mit der getriebenen Welle zu kuppeln oder die Trommel mit der Mitnehmerscheibe gegen Drehung zu sichern und das Reibrad (D) mit der getriebenen Welle zu kuppeln.
3. 3. Ausführungsform des Reibräder-Wechselgetriebes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichachsigen Reibräder (A, D) in der Richtung ihrer Achse um ein geringes Stück gegeneinander verschiebbar sind, wodurch das Verschieben der querliegenden Zwischenreibräder (C) auf den Reibrädern (A, D) bei Geschwindigkeitsanderungen erleichtert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.