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Reibscheibengetriebe
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Reibscheibengetriebe Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares,
zweistufiges, in einem Gehäuse untergebrachtes Reibscheibenqetrie be mit in einer
ersten Gehäusewand gelagerter Antriebswelle und in einer der ersten Gehäusewand
gegenüberliegnden zweiten Gehäusewand gelagerter Abtriebswelle und mit zwei zwischen
der Antriebs- und der Abtriebswelle hintereinander angeordneten Reibelementenpaaren,
wobei die die Paare bildenden, in axialer Richtung federnd gegeneinandergedrückten
Elemente relativ zueinander radial verstellbar sind.
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Derartige Getriebe sind z.B. bekannt als "LK 2-Getriebe" nachdem seit
1979 vorliegenden Prospektblatt N 1410-01 der Willialn Prym Werke KG, 5190 Stollberg,
und aus dem Katalog der Firma Gcbr. Stöber, 7530 Pforzheim, Ausgabe 6/80, S. 42.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von einer in axialer
Richtung wirkenden Feder, ggfs. gleichsinnig über eine Schrägnockenkupplung drehmomentabhängig
gelieferte Axialkr-aft möglichst verlustarm als Andrückkraft auf die Reibelementenpaare
zu übertragen und'dabei zu einer einfachen Anordnung der Teile zu gelangen, die
den Einbau der zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle liegenden Elemente in
ein nur auf der Antriebs:wellenseite offenes Getriebegehäuse zuläßt.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß zwischen
den auf der Antriebswelle angebrachten bzw.
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gleichachsig mit der Abtriebswelle gelagerten ElEntbneine Zwischenwelle
mit an ihren Enden fliegend angeordneten Elementen in einem Träger gelagert ist,
daß außermittig im Getriebegehäuse eine Tragsäule angebracht ist und daß der
Träger
an der Tragsäule höhenverstellbar und verschwenkbar gehalten ist, wobei der Föhenverstellbarkeit
des Trägers die Radialverstellung der Elemente und der Verschwenkbarkeit des Trägers
die Ubertragung der Andrückkräfte zwischen den Elementen der Paare zugeordnet sind.
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Weiterbildungen der Erfindung und Einzelheiten ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbei spiels anhand der Zeichnung in Verbindung
mit den Unteransprüchen .
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In der Zeichnung zeicen Fig. 1 einen mittleren Längsschnitt durch
ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Getriebe und Fig. 2 eine Draufsicht auf die
Innenteil des Getriebes nach Wegschneiden abdckender Wandungen und anderer Teile.
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Bei dem gezeichneten Beispiel ist ein Getrichccjehäuse 17 vorgesehen,
das im wesentlichen würfelförmig gestaltet und an seiner in Fig. 1 linken Seite
durch eine angeflanschte Lagerplatte 18 verschlossen ist, an welche ein Elektromotor
16 angeflanscht ist, dessen die Antriebswelle des Getriebes darstellende Welle 5
durch die Lagerplatte 18 hindurchreicht.
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Der Elektromotor 16 kann ein Elektromotor mit nur einer Drehzahl,
aber zwecks Vergrößerung des Regelbereiches auch ein polumschaltbarer Motor sein;
statt von einem Elektromotor unmittelbar kann die Antriebswelle 5 des Getriebes
auch über einen Keilriementrieb od.dgl. von außen angetrieben sein. Als ein Element
eines ersten Reibelementenpaares ist auf der Antriebswelle 5 die Antriebsscheibe
1 drehfest angeordnet.Sie ist in einem in die Lagerplatte 18 eingesetzten Wälzlager
22 gelagert.
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Die der Lagerwand 18 gegenüberliegende Wand des Gehäuses 17 bildet
eine Lagerhülse 30. In dieser ist die Abtriebswelle 13 mit einem als Hohlwelle ausgebildeten
Abschnitt in Wälzlagern 26 und 27 gelagert. Unter Zwischenschaltung von Gleitbuchsen
15 ist in dem Hohlwellenabschnitt der Abtriebswelle eine ebenfalls als Hohlwelle
ausgebildete Zwischenwelle 14 drehbar und axial verschieblich gelagert.
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Auf diese ist als abtriebsseitiges Reibelement eine Reibringscheibe
4 drehfest aufgesetzt, vorzugsweise aufgeschrumpft. Innerhalb des in der Zwischenwelle
14 gebildeten Hohlraumes ist eine im Leerlauf die axiale Andrückkraft für die Reibelemente
liefernde Wendelfeder 8 untergebracht, die eine vorgespannte Druckfeder darstellt.
Die abtriebsseitige freie Stirnfläche der Zwischenwelle 14 bildet oder trägt die
Schrägnockenflächen 9 einer Schrägnockenkupplung, deren Gegenstück ein in einer
Ausnehmung am Grunde des Hohlwellenabschnittes der Abtriebswelle 13 quer zur Webllenachse
eingesetzter Abstützstift 12 ist.
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Dieser ist auch zur Abstützung eincs einen Teller für die Feder 8
tragenden, im Hohlraum der Zwischenwelle 14 geführten Bolzens 29 benutzt. Die voln
Lastdrehmoment abhängige, vom Abstützstift 12 über die Schrägnockenflächen 9 erzeugte,
an der %wischenwelle 14 angreifende Axialkraft wirkt gleichsinnig mit der Kraft
der Feder 8.
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Zwischen der antriebsseitigen Antriebs scheibe 1 und der abtriebsseitigen
Reibringscheibe 4 ist in einer von einem Träger 6 gebildeten oder mit ihm fest verbundenen
Lagertrommel 6' eine Zwischenwelle 23 unter einem bestimmten Neigungswinkel gegenüber
der Achsrichtung der Antriebswelle 5 und der Abtriebswelle 13 in Wälzlagern 24 und
25 drehbar gelagert. Auf die Enden der Zwischenwelle 23 sind antriebsseitig eine
Reibringscheibe 2 und abtriebsseitig eine Kegel scheibe 3 fliegend aufgesetzt, vorzugsweise
aufgeschruinpft. Sie liegen an den Wälzlagerkäfigen an, sodaß die Zwischenwelle
23 in der Lagertrommel 6'' leicht drehbar, aber nicht axial verschiebbar gehalten
ist.
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Von dem Träger 6 gebildet oder mit ihm'fest verbunden ist
auch
eine Führungshülse 6', die auf einer Tragsäule 10 längsverschiebbar und schwenkbar
gehalten ist. Die Tragsäule 10 ist in die in Fig. 1 obere und untere Wand des Gehäuses
17 fest eingesetzt, z.B. mittels einer Schraube festgezogen. Sie stellt eine zylindrische
Gleitführung dar. Die Führungshülse 6' trägt eine Zahnstange 19, mit der ein Ritzel
20 kämmt, das auf dem inneren Ende einer Verstellwelle 7 angebracht ist. Die Verstellwelle
7 ist in einer Wand des Gehäuses 17 ggfs.
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unter Zwischenschaltung einer besonderen Lagerscheibe gelagert. Auf
ihrem nach außen ragenden Ende ist ein Betätigungs(wlied angebracht, das bei dem
gezeichneten Beispiel ein Drehknopf 21 ist, der, je nach der Größe des Getriebes,durch
ein Handrad ersetzt sein könnte. Zwischen das Ritzel 20 und die Nabe einer gemäß
Fig. 2 in die Wand des Gehäuse" 17 eingesetzten Lagerscheibe ist eine Tellerfeder
28 eingeschaltet.
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Durch Drehen des Betätigungsgliedes 21 läßt sich über die Verstellwelle
7, das Ritzel 20, die Zahnstange 19 und die Führungshülse 6' der Träger 6 mit der
Lagertrommel 6' auf der Tragsäule 10 auf und ab schieben. Dadurch wird der Radius
der Berührungskreise verändert, auf denen die Elemente 1, 2 bzw. 3, 4 der Reibelementenpaare
miteinander zusammenwirken, was in bekannter Weise die stufenlose Anderung der Drehzahl
der Abtriebswelle 13 zur Folge hat. Der Einfachheit halber sind die Reibringscheiben
2 und 4 in Fig. 1 jede aus einem Stück gezeichnet.
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In Wirklichkeit bestehen sie in bekannter Weise aus Metallscheiben,
in welchen die aus besonderem Material bestehenden Reibringe eingelassen sind.
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Gegenüber der in Fig. 1 gezeichneten Ausgangslage erzeugt bei steigendem
Drehmoment der Abstützstift 12 über die Schrägnockenflächen 9 eine zusätzlich zur
Feder 8 wirkende Axialkraft, die den Anpreßdruck zwischen den Reibelementen vergrößert.
Der über die Schrägnockenkupplung weitergeleitete Anpreßdruck gleicht auch die Abnutzung
der Reibringe aus und zwar
dadurch, daß im Maße der Abnutzung der
Träger 6 mit seiner Führungshülse 6' um die Säule 10 verschwenkt wird.
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Zur Verringerung der Reibungskräfte, die der Weiterleitung des Anpreßdruckes
entgegenwirken, sind zwischen der Führungshülse 6' und der Säule 10 Gleithülsen
11 angeordnet, und zwar jeweils in den Enden der Führungshülse, die etwa ebenso
lang ist wie der Durchmesser der Antriebsscheibe 1. Die Richtung der Achse der Antriebswelle
5 und der Abtriebswelle 13, in der auch die Feder 8 wirkt, kreuzt die Richtung der
Tragsäule 10 daher zwischen der in Fig. 1 oberen und der in Fig. 1 unteren Gleitbuchse
11.
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Eine Abwandlung der als Beispiel gezeichneten Bauart ergibt sich,
wenn die Tragsäule 10, statt als zylindrische Führung ausgebildet zu sein, eine
Schraubspindel darstellt, die in den Wänden des Getriebegehäuses 17 drehbar, aber
nicht längsverschieblich gelagert ist. Auf dem in Fig. 1 oberen Ende einer solchen
als Schraubspindel ausgebildeten Tragsäule 10 könnte dann ein dem Drehknopf 21 entsprechendes
Betätigungsglied unmittelbar angebracht sein, während die Elührungshülse 6' mit
Innengewinde zu versehen wäre; die Zahnstange 19, das Ritzel 20 und die Zwischenwelle
7 fallen dann weg. Durch Drehen der als Schraubspindel ausgebildeten Tragsäule 10
wird der Träger 6 wieder auf und ab geschoben, während die Abnutzung der Reibringe
nach wie vor durch eine Verschwenkung um die Tragsäule 10 ausgeglichen wird. Der
Verschwenkungswinkel ist so klein, daß die Höhenverstellung auf dem Schraubspindelgewinde
dabei unbeachtlich bleibt. Zusätzlich kann für den Fall, daß eine unerwünschte merkliche
Drehzaflländerung eintritt, die Drehzahl durch Auf- oder Abwärtsbewegen des Trägers
auf der Gewindespindel mittels dellen Drehung ausgeglichen werden.
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Während bei dem gezeichneten Beispiel die Elemente der-Reibelementenpaare
in der Weise abwechselnd angeordnet sind, daß auf die ebene Antriebsscheibe 1 eine
keglige
Reibringscheibe 2, auf die. eine kegelige Antriebsscheibe
3 und auf diese eine ebene f)eibringscheibe 4 folgen, läßt sich in Abwandlung des
gezeichneten Beispiels die Folge der Elemente so ändern, daß je zwei gleiche Elemente
verwendet werden. Wenn die Elemente 1 und 2 in der im Beispiel gezeichneten Form
beibehalten werden, wird dann die Kegelscheib 3 durch eine der Reibringscheibe 2
entsprechende weitere Reibringscheibe ersetzt und die Reibringscheibe 4 durch eine
ebene Abtriebsscheibe, die der Antriebsscheibe 1 entspricht.
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Wenn die Lagerplatte 18 vom Gehäuse 17 abgenommen ist, lassen sich
die innerhalb des Gehäuses 17 unterzubringenden Elemente von der in Fig. 1 linken,
dann offenen Seite des Gehäuses her einsetzen, wobei die Säule 1 durch die in der
in Fig. 1 oberen und unteren Gehäusewand vorgesehenen Bohrungen nur eingeschoben
bzw., wenn sie als Schraubspindel ausgebildet ist, nur in die dann mit Muttergewinde
versehene Führungshülse 6' eingeschraubt zu werden braucht.
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Die Einzelheiten der Befestigung einer eine zylindrische Gleitführung
bildenden Tragsäule 10 oder der Lagerung einer als Schraubspindel ausgebildeten
Traqsäule verstehen sich für den Fachmann von selbst.