DE4001037A1 - Friction wheel gear with drive wheel - has compression spring driven shaft and two V-cam holders - Google Patents

Friction wheel gear with drive wheel - has compression spring driven shaft and two V-cam holders

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Mirko Krolo
Georg Boeing
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Flender Himmelwerk GmbH
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
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    • F16H15/08—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B is a disc with a flat or approximately flat friction surface
    • F16H15/14—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B is a disc with a flat or approximately flat friction surface in which the axes of the members are parallel or approximately parallel

Abstract

The friction wheel gear has a drive wheel (17) against which is held a friction wheel by a compression spring (23). The friction wheel (16) is connected to a driven shaft (13) by an inclined face coupling with two interacting cam supports. One of the V-cam holders (19) is mounted on an inner end section (13.1) of the driven shaft (13) so that it can move axially in relation to the other V-cam holder. The second cam holder is connected to the friction wheel (16). The compression spring is pre-tensioned on the inner end section (13.1) of the drivenshaft between the longitudinally movable cam holder (19) and an annular collar (24) on the driven shaft (13). USE/ADVANTAGE - The coupling is made of easily made, compact parts and gives no play even with wear on the friction wheel and coupling parts.

Description

Die Erfindung betrifft ein Reibradgetriebe mit einem Antriebsrad und einem mittels einer Druckfeder in Anlage gegen das Antriebsrad gehaltenen Reibrad, das über eine Schrägflächenkupplung mit zwei miteinander zusammenwirkenden V-Kurventrägern mit einer Antriebswelle gekoppelt ist, wobei einer der V-Kurventräger gegenüber dem anderen axialverschiebbar gelagert ist.The invention relates to a friction gear with a drive wheel and one by means of a compression spring friction wheel held against the drive wheel, which has a Inclined surface coupling with two interacting with each other V-cam carriers are coupled to a drive shaft, one of the V-curve carriers opposite the other is axially displaceable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reibradgetriebe der eingangs genannten Art mit einem Kupplungsteil auszubilden, der aus massearmen und leicht herstellbaren Einzelteilen besteht, und bei welchem auch beim Auftreten von Abnutzungen am Reibrad und an den Kupplungsteilen eine spielfreie Kupplung gewährleistet bleibt.The invention has for its object a friction gear of the type mentioned with a coupling part to train, the low-mass and easy to manufacture Individual parts exist, and in which also when they occur of wear on the friction wheel and on the clutch parts a backlash-free clutch is guaranteed.

Zwar ist durch die DE-OS 36 44 542 bereits ein Reibradgetriebe bekannt, bei welchem durch eine Feder die V-Kurventräger mit ihren V-Kurven immer in gegenseitiger Anlage gehalten sind, doch ist dort der Kupplungsteil konstruktiv aufwendiger und benötigt sowohl in radialer als auch in axialer Richtung relativ große Mindestabmessungen, was eine kompakte Bauform des Reibradgetriebes erschwert.DE-OS 36 44 542 is already a friction gear known, in which the V-curve carrier by a spring with their V-curves always in mutual contact  are held, but there the coupling part is constructive more complex and required both in radial and in axial direction relatively large minimum dimensions what a compact design of the friction gear makes it difficult.

Die gestellte Aufgabe wird mit einem Reibradgetriebe der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste V-Kurventräger auf einem inerten Endabschnitt der Abtriebswelle längsverschiebbar oder verdrehsicher gelagert ist, und der zweite V-Kurventräger in bekannter Weise fest mit dem Reibrad gekoppelt ist, und daß die Druckfeder auf dem inneren Endabschnitt der Abtriebswelle zwischen dem längsverschiebbaren ersten V-Kurventräger und einer Ringschulter der Abtriebswelle mit Vorspannung angeordnet ist.The task is accomplished with a friction gear initially mentioned type solved according to the invention in that the first V-curve carrier on an inert end section the output shaft can be moved longitudinally or secured against rotation is, and the second V-curve holder in known Way is firmly coupled to the friction wheel, and that the Compression spring on the inner end portion of the output shaft between the longitudinally displaceable first V-curve carrier and an annular shoulder of the output shaft with bias is.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Reibradgetriebe lassen sich die beiden V-Kurventräger beide als relativ kurze Bauteile ausbilden, vorzugsweise als Hülsenkörper, die auf ihrer einen Stirnseite als V-Kurve gestaltet sind. Durch die Anordnung der Druckfeder auf dem Endabschnitt der Abtriebswelle wird auch bei kleinen Reibradgetrieben lassen sich die beiden V-Kurventräger beide als relativ kurze Bauteile ausbilden, vorzugsweise als Hülsenkörper, die auf ihrer einen Stirnseite als V-Kurve gestaltet sind. Durch die Anordnung der Druckfeder auf dem Endabschnitt der Abtriebswelle wird auach bei kleinen Reibradgetrieben mit entsprechend kleinem Abtriebswellendurchmesser immer noch ein relativ großer Schraubenfederdurchmesser erhalten, was erlaubt, die Länge der Schraubenfeder zur Erzielung einer gewünschten Vorspannkraft der Feder relativ kurz zu halten und dadurch die axiale Baulänge zu beschränken. Die Bildung einer Zahnwellen-Verbindung oder von Federnuten auf dem Endabschnitt der Abtriebswelle läßt sich preiswert auf gängigen Werkzeugautomaten bei der Herstellung der Abtriebswelle ausführen. Vorteilhafterweise können der Endabschnitt der Abtriebswelle mit der Druckfeder und die beiden V-Kurventräger von einer am Reibrad angeflanschten Lagerhülse umfangen sein, wodurch sich der umschlossene Raum mittels mindestens eines in einer Umfangsnut der Abtriebswelle gelagerten und gegen die Lagerhülse anliegenden Dichtungsringes in axialer Richtung leicht abdichten läßt. Dadurch ist sichergestellt, daß Schmierfett, mit welchem der ganze Kupplungsbereich zweckmäßig zur Verschleißminderung gefüllt wird, weder in radialer noch in axialer Richtung entweichen kann.In the friction gear designed according to the invention the two V-curve carriers can both be considered relative form short components, preferably as a sleeve body, which are designed as a V-curve on one end. By arranging the compression spring on the end section the output shaft is also used for small friction gear drives the two V-curve carriers can both be considered relative form short components, preferably as a sleeve body, which are designed as a V-curve on one end. By arranging the compression spring on the end section the output shaft is also used for small friction wheel gears always with a correspondingly small output shaft diameter still get a relatively large coil spring diameter, which allowed to achieve the length of the coil spring a desired biasing force of the spring relative to keep it short and thereby limit the axial length. The formation of a splined connection or of spring grooves on the end portion of the output shaft are inexpensive to manufacture on standard machine tools the output shaft. Advantageously can the end section of the output shaft with the compression spring and the two V-curve carriers from one on the friction wheel  flanged bearing sleeve to be encompassed, whereby the enclosed space by means of at least one in a circumferential groove the output shaft and against the bearing sleeve adjacent sealing ring in the axial direction can be easily sealed. This ensures that Lubricating grease with which the entire coupling area is useful is filled to reduce wear, neither in can escape more radially in the axial direction.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Reibradgetriebes anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.Below is an embodiment of an invention trained friction gear using the enclosed Drawing explained in more detail.

Im einzelnen zeigen:In detail show:

Fig. 1 einen zentralen Längsschnitt durch den erfindungswesentlichen Lagerungs- und Kupplungsteil des Getriebes; Figure 1 shows a central longitudinal section through the bearing and coupling part of the transmission essential to the invention.

Fig. 2 eine Seitenansicht der beiden V-Kurventräger des Kupplungsteiles; einen der Kurventräger teilweise im Längsschnitt. Figure 2 is a side view of the two V-cam carriers of the coupling part. one of the curve carriers partially in longitudinal section.

Von dem Reibradgetriebe sind in Fig. 1 drei in axialer Richtung aufeinanderfolgende und miteinander lösbar verbundene Gehäuseteile 10, 11 und 12 ganz oder teilweise dargestellt. Im Gehäuseteil 10 ist eine gestufte Abtriebswelle 13 über ein Kugellager 14 gelagert, während das mittlere Gehäusteil 11 zur Lagerung und Führung einer Flanschbuchse 15 ausgebildet ist, welche die Abtriebswelle 13 umfängt und mit einem Flansch 15.1 an einem Reibrad 16 des Getriebes angeschraubt ist. Die Lagerung eines die Form einer Kegelscheibe aufweisenden Antriebsrades 17, gegen welches das Kegelrad in bekannter Weise mit einem Laufring 18 aus elastischem Material anliegt, in dem Gehäuseteil 12 ist nicht mehr ersichtlich und auch nicht erfindungswesentlich.Three of the friction gear mechanism are shown in FIG. 1, three or all of the housing parts 10, 11 and 12 which are successive in the axial direction and are releasably connected to one another. In the housing part 10 , a stepped output shaft 13 is supported by a ball bearing 14 , while the middle housing part 11 is designed to support and guide a flange bushing 15 , which surrounds the output shaft 13 and is screwed to a friction wheel 16 of the transmission with a flange 15.1 . The bearing of a drive wheel 17 having the shape of a conical disk, against which the bevel gear bears in a known manner with a race 18 made of elastic material, is no longer visible in the housing part 12 and is also not essential to the invention.

Das Reibrad 16 ist mit der Antriebswelle 13 des Getriebes über eine Schrägflächenkupplung antriebsmäßig gekoppelt. Die Schrägflächenkupplung besteht aus einem ersten V-Kurventräger 19 und einem zweiten V-Kurventräger 20, die beide als relativ kurze Hülsenkörper ausgebildet sind und auf jeweils einer ihrer Stirnseiten, die einander zugekehrt sind, die gleiche und aus Fig. 2 ersichtliche V-Kurve 19.1 oder 20.1 tragen. Von den koaxial angeordneten beiden Kurventrägern 19, 20 ist der zweite Kurventräger 20 mit einem Flanschende 20.2 zwischen dem Flanschteil 15.1 der Flanschbuchse 15 und dem Reibrad 16 verdrehsicher eingespannt. Der erste V-Kurventräger 19 ist auf einen verjüngten Endabschnitt 13.1 der Abtriebswelle 13 aufgeschoben. Der Endabschnitt 13.1 der Abtriebswelle 13 ist als Zahnwelle 21 ausgeführt. Eine entsprechende Innenverzahnung 22 weist der hülsenförmige V-Kurventräger 19 auf, so daß der erste Kurventräger 19.1 auf der Abtriebswelle 13 verdrehsicher, aber längsverschiebbar angeordnet ist.The friction wheel 16 is drivingly coupled to the drive shaft 13 of the transmission via an inclined surface coupling. The inclined surface coupling consists of a first V-cam bracket 19 and a second V-cam bracket 20 , both of which are designed as relatively short sleeve bodies and on each of their end faces, which face each other, the same V curve 19.1 that can be seen in FIG. 2 or wear 20.1 . Of the coaxially arranged two cam carriers 19, 20 of the second cam carrier 20, the flange bush 15 and the friction wheel 16 is clamped with a flange between the flange 20.2 15.1 against rotation. The first V-cam carrier 19 is pushed onto a tapered end section 13.1 of the output shaft 13 . The end section 13.1 of the output shaft 13 is designed as a toothed shaft 21 . The sleeve-shaped V-cam carrier 19 has a corresponding internal toothing 22 , so that the first cam carrier 19.1 is arranged on the output shaft 13 such that it cannot rotate but is longitudinally displaceable.

Auf den verjüngten Endabschnitt 13.1 der Abtriebswelle 13 ist außerdem eine Schraubendruckfeder 23 aufgeschoben, die sich mit ihrem einen Ende an einer Schulter 24 der Abtriebswelle 13 und mit ihrem anderen Ende an der in Fig. 2 bezeichneten glatten Stirnseite 19.2 des ersten V-Kurventrägers 19 abstützt. Die Schraubendruckfeder 23 ist unter Vorspannung angeordnet und drückt einerseits den ersten V-Kurventräger 19 gegen den zweiten V-Kurventräger 20 und andererseits das mit dem zweiten V-Kurventräger 20 starr verbundene Reibrad 16 gegen das Antriebsrad 17.In addition, a helical compression spring 23 is pushed onto the tapered end section 13.1 of the output shaft 13 , which is supported with one end on a shoulder 24 of the output shaft 13 and with its other end on the smooth end face 19.2 of the first V-cam carrier 19, which is designated in FIG. 2 . The helical compression spring 23 is arranged under pretension and presses the first V-cam carrier 19 against the second V-cam carrier 20 on the one hand and the friction wheel 16 rigidly connected to the second V-cam carrier 20 against the drive wheel 17 on the other hand.

Bei lastfreiem Lauf oder einem Lauf mit geringem Gegendrehmoment erzeugt die Schraubendruckfeder 23 eine ausreichende Anpreßkraft, mit welcher das Reibrad 16 gegen das Antriebsrad 17 gedrückt wird. Tritt ein Antrieb am Laufring 18 des Reibrades 16 auf, wird dieser Abrieb durch Nachschieben des Reibrades 16 in Richtung auf das Antriebsrad 17 mittels der Schraubendruckfeder 23 ausgeglichen. Gleichzeitig wird durch die Schraubendruckfeder 23 immer ein Anlageschluß zwischen den beiden V-Kurven 19.1 und 20.1 der beiden Kurventräger 19, 20 gehalten. Bei größeren Drehmomenten wird durch die Schrägflächenkupplung mit ihren V-Kurven eine zusätzliche Axialkraftkomponente erzeugt, welche eine zusätzliche Axialdruckkraft am Reibrad 16 in Richtung auf das Antriebsrad 17 erzeugt.In the case of a load-free run or a run with low counter-torque, the helical compression spring 23 generates a sufficient contact force with which the friction wheel 16 is pressed against the drive wheel 17 . If a drive occurs on the race 18 of the friction wheel 16 , this abrasion is compensated for by pushing the friction wheel 16 in the direction of the drive wheel 17 by means of the helical compression spring 23 . At the same time, a contact closure between the two V-curves 19.1 and 20.1 of the two cam supports 19, 20 is always held by the helical compression spring 23 . At higher torques, the inclined surface coupling with its V-curves generates an additional axial force component, which generates an additional axial pressure force on the friction wheel 16 in the direction of the drive wheel 17 .

Die Flanschbuchse 15 umfängt die gesamte Kupplungsanordnung einschließlich der Schraubendruckfeder 23 und erstreckt sich auch noch über einen angrenzenden längeren Bereich der Abtriebswelle 13. In diesem angrenzenden Bereich ist die Abtriebswelle 13. In diesem angrenzenden Bereich versehen, in welcher ein Dichtungsring 26 angeordnet ist, der eine Abdichtung zwischen der Abtriebswelle 13 und der Lagerhülse 15 bewirkt. Der ganze Schrägflächenkupplungsbereich, angefangen vom teilweise freien Innenraum 27 des hülsenförmigen zweiten V-Kurventrägers 20 über den Bereich der V-Kurven 19.1, 20.1 bis in den Raum, in welchem die Schraubendruckfeder 23 angeordnet ist, kann mit Schmiermittel gefüllt sein, das durch den Dichtungsring 26 gehindert ist, aus diesem ansonsten nach außen dicht verschlossenen Innenbereich des Reibradgetriebes entlang der Abtriebswelle auszutreten.The flange bushing 15 encompasses the entire coupling arrangement including the helical compression spring 23 and also extends over an adjacent, longer region of the output shaft 13 . The output shaft 13 is in this adjacent area. Provided in this adjacent area, in which a sealing ring 26 is arranged, which effects a seal between the output shaft 13 and the bearing sleeve 15 . The entire inclined surface coupling area, starting from the partially free interior 27 of the sleeve-shaped second V-cam bracket 20 through the area of the V-curves 19.1 , 20.1 to the space in which the helical compression spring 23 is arranged, can be filled with lubricant that passes through the sealing ring 26 is prevented from emerging from this otherwise tightly closed inner region of the friction gear along the output shaft.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel kann auch in einem Doppelreibradgetriebe eingebaut sein. Ausführungsbeispiele für solche Doppelreibradgetriebe sind aus der DE-OS 32 45 402 oder der DE-PS 8 35 678 bekannt.The exemplary embodiment shown can also be used in a double friction gear be installed. Embodiments for such double friction gear are from DE-OS 32 45 402 or DE-PS 8 35 678 known.

Claims (4)

1. Reibradgetriebe mit einem Antriebsrad (17) und einem mittels einer Druckfeder (22) in Anlage gegen das Antriebsrad gehaltenen Reibrad (16), das über eine Schrägflächenkupplung mit zwei miteinander zusammenwirkenden V-Kurventrägern (19, 20) mit einer Abtriebswelle (13) gekoppelt ist, wobei einer der V-Kurventräger (19) gegenüber dem anderen (20) axialverschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste V-Kurventräger (19) auf einem inneren Endabschnitt (13.1) der Abtriebswelle (13) längsverschiebbar aber verdrehsicher gelagert ist, und der zweite V-Kurventräger (20) in bekannter Weise fest mit dem Reibrad (16) gekoppelt ist, und daß die Druckfeder (23) auf dem inneren Endabschnitt (13.1) der Abtriebswelle (13) zwischen dem längsverschiebbaren ersten V-Kurventräger (19) und einer Ringschulter (24) der Abtriebswelle (13) mit Vorspannung angeordnet ist.1. Friction gear with a drive wheel ( 17 ) and a friction wheel ( 16 ) held in contact with the drive wheel by means of a compression spring ( 22 ), which has an inclined surface coupling with two interacting V-cam carriers ( 19, 20 ) with an output shaft ( 13 ) is coupled, one of the V-cam carriers ( 19 ) being axially displaceable relative to the other ( 20 ), characterized in that the first V-cam carrier ( 19 ) is mounted on an inner end section ( 13.1 ) of the output shaft ( 13 ) in a longitudinally displaceable but non-rotatable manner is, and the second V-cam carrier ( 20 ) in a known manner is fixedly coupled to the friction wheel ( 16 ), and that the compression spring ( 23 ) on the inner end portion ( 13.1 ) of the output shaft ( 13 ) between the longitudinally displaceable first V-cam carrier ( 19 ) and an annular shoulder ( 24 ) of the output shaft ( 13 ) with bias. 2. Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längsverschiebbare V-Kurventräger (19) als auf dem Endabschnitt (13.1) der Abtriebswelle (13) geführter Hülsenkörper ausgebildet ist, dessen eine Stirnseite als V-Kurve (19.1) gestaltet ist und dessen andere Stirnseite (19.2) eine Anlagefläche für die schraubenförmige Druckfeder (23) bildet. 2. Friction gear according to claim 1, characterized in that the longitudinally displaceable V-cam carrier ( 19 ) is designed as on the end portion ( 13.1 ) of the output shaft ( 13 ) guided sleeve body, one end face of which is designed as a V-curve ( 19.1 ) and the latter other end face ( 19.2 ) forms a contact surface for the helical compression spring ( 23 ). 3. Reibradgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenartige längsverschiebbare V-Kurventräger (19) eine innere Verzahnung (22) aufweist und der Endabschnitt (13.1) der Abtriebswelle (13) mit einer entsprechenden Außenverzahnung (21) versehen ist.3. friction gear according to claim 1 and 2, characterized in that the sleeve-like longitudinally displaceable V-cam carrier ( 19 ) has an internal toothing ( 22 ) and the end portion ( 13.1 ) of the output shaft ( 13 ) is provided with a corresponding external toothing ( 21 ). 4. Reibradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (13.1) der Abtriebswelle (13) mit der Druckfeder (23) und die beiden V-Kurventräger (19, 20) von einer am Reibrad (16) angeflanschten Lagerhülse (15) umfangen sind und daß der umschlossene Raum mittels mindestens eines in einer Umfangsnut (25) der Abtriebswelle (13) angeordneten und gegen die Lagerhülse (15) anliegenden Dichtungsringes (26) in axialer Richtung abgedichtet ist.4. Friction gear according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end portion ( 13.1 ) of the output shaft ( 13 ) with the compression spring ( 23 ) and the two V-cam carriers ( 19, 20 ) flanged from one to the friction wheel ( 16 ) Bearing sleeve ( 15 ) are encompassed and that the enclosed space is sealed in the axial direction by means of at least one sealing ring ( 26 ) arranged in a circumferential groove ( 25 ) of the output shaft ( 13 ) and abutting against the bearing sleeve ( 15 ).
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