DE2422714A1

DE2422714A1 - Reibrollengetriebe

Info

Publication number: DE2422714A1
Application number: DE2422714A
Authority: DE
Inventors: Charles E Kraus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-05
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1975-01-09
Also published as: GB1461104A; US3848476A; JPS5022166A; JPS604386B2; CA998257A; FR2232706B1; IT1014701B; FR2232706A1

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS 2422714

DR.-ING. HANS LEYH

DIPL.-ING. ERNST RA-THMA-NN

München 71, 10. Hai Melchlorstr. 42

Unser Zeichen: BA. 2P-1158

Charles E. Kraus 3602 Mt. Bonnell Road lustin, Texas V.St.A.

Reibrollengetriebe

Die Erfindung betrifft ein Reibrollengetriebe mit An- und Abtriebswellen, einem mit einer der Wellen verbundenen Reibring und einer mit der anderen Welle verbundenen und innerhalb des Reibringes angeordneten Mittelrolle, wobei zwischen Mittelrolle und Reibring ein Ringspalt verbleibt, in dem eine Anzahl von Reibrollen angeordnet und sowohl mit der Mittelrolle als auch mit dem Reibring kraftschlüssig in Berührung sind.

Reibrollengetriebe, bei denen eine Rolle des Getriebes mit mindestens zwei anderen Rollen kraftschlüssig in Berührung steht, sind beispielsweise in US Patent Nr. 771 541 und Nr. 3 380 312 beschrieben. In den in diesen Veröffentlichungen beschriebenen Getrieben sind ebenfalls im Ringspalt zwischen einem Reibring und einer innerhalb des Reibringes gelagerten Mittelrolle Reibrollen angeordnet, die Drehbewegungen zwischen Mittelrolle und Reibring übertragen. Es hat sich jedoch

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herausgestellt, dass in derartigen Getrieben die Lebensdauer des Reibringes die Lebensdauer der Mittelrolle und der Reibrollen bei weitem übertrifft, da die Drehgeschwindigkeit des Reibringes weitaus unter der der Reibrollen und der der Mittelrolle liegt, und weil ausserdem der Krümmungsunterschied zwischen dem Reibring und den Reibrollen beträchtlich kleiner ist als der zwischen Reibrollen und Mittelrolle.

Insbesondere durch den relativ kleinen Krümmungsunberschied zwischen Reibring- und Reibrollenlaufflächen ist der Flächendruck zwischen Reibring und Reibrollen beträchtlich kleiner als der zwischen der Mittelrolle und den Reibrollen. Rutschen würde deshalb normalerweise zwischen Reibring und Reibrollen auftreten. Das Getriebe muss jedoch so ausgelegt sein, d.h. die Kräfte müssen gross genug sein, so dass Reibring und Reibrollen rutschfrei Kraft übertragen. Dieselben Kräfte müssen jedoch von den beträchtlich kleineren Berührungsflächen zwischen Mittelrolle und Reibrollen aufgenommen werden, wo sie natürlich äusserst grosse spezifische Flächendrücke verursachen, durch die die Lebensdauer der Mittelrolle und der Reibrollen gegenüber der des Reibringes stark verringert ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Reibrollengetriebe zu schaffen, bei dem der Oberflächendruck auf allen Rollenlaufflächen nicht grosser ist als nötig, aber gross genug für eine rutschfreie Kraftübertragung.

Zur Lösung dieser Aufgabe weisen bei dem erfindungsgemässen Reibrollengetriebe die Reibrollen und die Mittelrolle eine längere gemeinsame Berührungslinie auf als die Reibrollen und der Reibring. Hierdurch können die spezifischen Oberflächendrücke auf Reibringlauffläche und Mitte.lrolle auf den gleichen Wert gebracht werden, so dass der spezifische Laufflächendruck zwischen Mittelrolle und Reibrollen beträchtlich reduziert werden kann.

- 2 - Die

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch das Getriebe, wobei die Anordnung der Rollen zu sehen ist, und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Getriebeanordnung, in der eine durch ein Lager 6 in einem Gehäuse 4 gelagerte Abtriebswelle 2 einen Reibring IO trägt, der drei Reibrollen 12, 14, 16 und eine zwischen den Reibrollen 12, 14, 16 angeordnete Mittelrolle umschliesst. Die Reibrollen 12, 14, 16 sind zur Übertragung von Drehmomenten kraftschlüssig mit dem Reibring 10 und der Mittelrolle 18 gekuppelt. Die Mittelrolle ist in der. gezeigten Ausfuhrungsform das Ende einer Antriebswelle 1, wenn das Getriebe als Untersetzungsgetriebe verwendet wird. Ebenso gut könnte natürlich die mit dem Reibring 10 gekoppelte Welle 2 die Antriebs- und Welle 1 die Abtriebswelle sein.

Die Achsen der Mittelrolle 18 und des Reibringes 10 sind parallel, aber im Abstand a voneinander angeordnet, so dass zwischen dem Reibring 10 und der Mittelrolle 18 ein Ringspalt unterschiedlicher Breite entsteht. Die Reibrolle 12 ist an der breitesten Stelle des Ringspaltes gelagert und die Reibrollen 14 und 16 sind an enger werdenden Stellen des Ringspaltes angeordnet und so gelagert, dass sie sich frei in den Ringspalt hineinbewegen können. Sie können sich jedoch nicht aus dem Spalt herausbewegen, da sie durch Anschläge 20 und zurückgehalten werden. Derartige Anordnungen sind z.B. in US Patent 3 380 312 beschrieben. Durch diese Anordnung werden alle Reibrollen 12, 14, 16 für die Übertragung von Drehbewegungen zwischen Mittelrolle 18 und Reibring 10 dauernd in sicherem Eingriff mit der Mittelrolle 18 und dem Reibring 10 gehalten.

- 3 - Der

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Der Eeibring 10 weist Leitflansche 24, 26 auf, die die Reibrollen parallel mit dem Reibring 10 halten und die näher in einer gleichzeitig eingereichten Anmeldung "beschrieben sind.

Der Reibring 10 hat ferner zwei Laufflächen 28 und 30 an seinen axial äusseren Enden, so dass zwischen den Laufflächen 28 und JO eine ringförmige Vertiefung verbleibt und die Reibrollen 12, 14, 16 nur mit den Laufflächen 28 und 30 des Reibrings 10 in Berührung sind.

Wie in Fig. 2 angedeutet, besteht der Reibring 10 aus verschiedenen Teilringen, die mit Schrauben 36 an einer mit der Abtriebswelle 2 verbundenen Scheibe 34 montiert sind. Diese Anordnung erlaubt es, das Material für die verschiedenen Ringe gemäss ihrem Verwendungszweck verschieden zu wählen. Man kann dadurch auch die Breite der Laufflächen 28 und 30 einfach durch entsprechende Wahl der Teilringe wählen.

Die Reibrolle 12 ist durch ein Lager 40 auf einem Zapfen/gelagert, der auf einer Seite mit dem Gehäuse 4 und auf der anderen Seite mit einer im Abstand vom Gehäuse 4 angeordneten Lagerplatte 38 verbunden ist. Die übrigen Reibrollen 14 und sind in ähnlicher Weise auf mit Anschlagblöcken 46 und 48 versehenen Zapfen 42 und 44 gelagert.

Jede der Reibrollen 12, 14, 16 hat an ihrem Umfang Nuten 50, die von den Berührungsflächen mit der Mittelrolle 18 oder mit dem Reibring 10 entweichendes Schmiermittel aufnehmen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Mittelrolle 18 das Ende der Antriebswelle 1, die durch eine öffnung 8 in das Gehäuse 4 hineingreift. Die Rolle 18 ist in der Gegend der äusseren Enden der Reibrollen 12, 14, 16 mit Umfangsnuten 52, 54 versehen, um die Berührungsfläche zwischen Mittelrolle und Reibrollen auf die zwischen den Nuten 52 und 5^ liegende Oberfläche der

- 4 - Welle

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Welle 1 zu.begrenzen. Die Laufflächen 28 und 30 des Reibringec 10 sind vorzugsweise nicht breiter als die Nuten 52 und 5^Un-O-die Laufflächen 28 und 30 und Nuten 52 und 5^ sind aufeinander ausgerichtet, so dass die Mittelrolle 18 und die Laufflächen 28 und 30 des Reibringes 10 nicht mit,den gleichen Oberflächen der Reibrollen 12, IA-, 16 in Berührung kommen. Jedoch ist die Berührungslinie zwischen Mittelwelle und Reibrollen beträchtlich langer als die zwischen Reibring und Reibrollen. Je kleiner die Mittelrolle, d.h. je grosser das Übersetzungsverhältnis des Getriebes ist, desto länger ist die Berührungslinie •zwischen Mittelrolle und Reibrollen im Verhältnis zur Berührungslinie zwischen Reibring und Reibrollen.

Die beschriebene Anordnung ermöglicht es, die Anpressdrücke zwischen Reibring und Reibrollen und zwischen Mittelrolle und Reibrollen so zu wählen, dass auf allen Reibflächen etwa der gleiche spezifische Oberflächendruck und für alle Rollen etwa gleiche Lebensdauer erhalten werden.

Es hat sich gezeigt, dass die Länge der Berührungslinien der Reibrollen mit dem Reibring vorzugsweise in einer Beziehung zur Länge der Berührungslinien zwischen Reibrollen und Mittelrolle stehen, die dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes entspricht, d.h.-es ist:

Länge der Mittelrolle-Berührungslinien

■ A/Übersetzungsverhältnis

Länge der Reibringberührungslinien

Aus technischen Gründen ist es jedoch günstiger, wenn die Reibringberührungslinien etwa 20% länger sind als in einer Gleichung obiger Form. Vorzugsweise ist die Beziehung zwischen den Berührungslinienlängen von Reibring mit Reibrollen und Mittelrolle mit Reibrollen wie folgt:

- 5 - Getriebe-

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, ΒΑ2Ρ-1158

Getriebeübersetzungsver- _o -, _χ -ι ι, ■> ^ _Ί ο _Ί hältnis ^:ΐ 5:1 4:1 b:l ö:l

Länge der Reibringberührungslinie in % der Länge
der Mittelwellenberührungslinie

Mit der erfindungsgemässen Anordnung kann man den Anpressdruck zwischen Mittelrolle und Reibrollen beträchtlich erniedrigen, ohne Rutschen zwischen Reibring und Reibrollen befürchten zu müssen. Dadurch wird natürlich die Lebensdauer der Reibrollen und insbesondere der Mittelrolle beträchtlich erhöht. Ausserdem wird dadurch der Rollwiderstand des Getriebes beträchtlich reduziert.

- 6 - Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Reibrollengetriebe mit An- und Äbtriebswellen, einem mit einer der Wellen verbundenen Reibring und einer mit der anderen Welle verbundenen und innerhalb des Reibringes angeordneten Mittelrolle, wobei zwischen Mittelrolle und Reibring ein Ringspalt verbleibt, in dem eine Anzahl v©n Reibrollen angeordnet und sowohl mit der Mittelrolle als auch mit dem Reibring kraftschlüssig in Berührung sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibrollen (12, 14, 16) und die Mittelrolle (18) eine längere gemeinsame Berührungslinie aufweisen als die Reibrollen (12, 14, 16) und der Reibring (10).

Reibrollengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächenbreite des Reibringes (10) kleiner ist als die der Reibrollen (12, 14, 16).

Reibrollengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring (10) eine Mittelnut (32) besitzt und dadurch zwei beabstandete Laufflächen aufweist, die sich mit den Endstücken der Reibrollen (12, 14, 16) in Berührung befinden.

Reibrollengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibring zwei parallele, im Abstand voneinander angeordnete Ringscheiben (28, 30) aufweist, die an ihrem radial inneren Umfang die Reibringlaufflächen aufweisen.

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5. Rexbrollengetrxebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächenbreite der Mittelrolle (18) nicht grosser ist als die Breite der Reibring-Mittelnut (32), so dass die Mittelrollen-Laufflächen und die Reibring-Laufflächen mit unterschiedlichen Laufflächen der Reibrollen (12, 14, 16) in Berührung sind.

6. Rexbrollengetrxebe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Berührungslinie zwischen Reibring (10) und Reibrollen (12, 14, 16) mindestens gleich der Länge der Berührungslinie zwischen Mittelrolle (18) und Reibrollen (12, 14, 16) dividiert durch das Getriebeübersetzungsverhältnis ist.

7. Rexbrollengetrxebe nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ■ zeichnet, dass die Länge der Berührungslinie zwischen Reibring (10) und Reibrollen (12, 14, 16) etwa 120% der Länge der Berührungslinie zwischen Mittelrolle (18) und Reibrollen (12, 14, 16) dividiert durch das Getriebeübersetzungsverhältnis ist.

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