DE449674C - Reibraederwechselgetriebe mit gewoelbten Reibscheiben und zwischen ihnen verschwenkbaren Reibrollen - Google Patents

Description

• Reibräderwechselgetriebe mit gewölbten Reibscheiben und zwischen ihnen vierschwenkbaren' Reibrollen. Gegenstand der Erfindung ist ein Reib-e, t' r fiderwechsel- triebe mit gewölbten Reib-" e scheiben und zwischen ihnen verschw enkbaren Reibrollen.
• Die Erfindung besteht darin, daß bei Hintereinanderschaltung mehrerer solcher Wechselgetriebe nur eine Anpreßvorrichtung, beispielsweise in bekannter Weise aus Kugeln oder Rollen zwischen Schrägflächen bestehend, angeordnet ist. Wird hierbei die Anpreßvorrichtung an einem Ende des gesamten Getriebes angeordnet, so werden die hintereinanderliegenden Rollensätze derart in Abhängigkeit voneinander, beispielsweise durch eine Kurvenführung,-gesteuert, daß trotz der für alle Sätze gleichen achsialen Anpressung und trotz der verschiedenen Drehmomente jeder Satz die erforderliche Anpressung erhält. Ist dem Getriebe noch ein besonderes Reibrollen-oder Kugelgetriebe (beispielsweise. zur Umkehrung der Drehrichtung) vorgeschaltet, so steht dasselbe zweckmäßig ebenfalls unter Wirkung der gleichen Anpreßvorrichtung wie das Schwenkrollengetriebe.
• Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Abb. i stellt einen schematischen Längsschnitt durch das neue Getriebe dar, wobei zwei Schwenkrollensätze hintereinanderge-:chaltet sind. Es ist angenommen, daß die Käfige beider Getriebe festgehalten werden, so daß die Laufringe in entgegengesetzten Richtungen umlaufen. i ist der innere, 2 der äußere Laufring des ersten Getriebes, i' und 2' sind die entsprechenden Laufringe des zweiten Getriebes. Der Laufring i ist durch die Anpreßvorrichtung 4., 5, 6 mit der Welle 12 verbunden. Der Laufring 2 ist mit denn Laufring i' fest verbunden oder mit ihm aus einem Stück hergestellt. Der Laufring 2', welcher im selben Sinne umläuft wie die Welle 12, ist mit der rohrförmigen Welle 13 verbunden. Das Drucklager io, welches den Klemmring 5 vermittels der Welle 12, des Bundes 28 und der Scheibe 27 gegen den Außenring 21 abstützt, läuft daher nur mit dem Unterschied der Umlaufzahlen der beiden Wellen 12 und; 13 um. Diese Anordnung eignet sich daher besonders für Getriebe, bei denen dieser Unterschied nicht sehr groß ist; z. B. für Automobilgetriebe. Das gemeinsame Anpressen mehrerer hintereinandergeschalteter Getriebe durch eine an einem Ende des Getriebes liegende Anpreßvorrichtung weist jedoch in ,manchen Fällen, besonders bei größeren übersetzungsverhä.ltnissen, Nachteile auf, die erst durch besondere Mittel behoben werden müsen.
• Diese Nachteile sind die folgenden: Es sei vorausgesetzt, daß zwei annähernd gleiche Getriebe verwendet werden und die Schwenkrollen beider Getriebe sich in der gleichen Lage befinden, d.h. daß die Achsen 9 und cg' der Rollen gegen die gemeinsame Getriübeachse 12 die gleiche Neigung haben. Der Winkel ider Rollenachsen gegen die Getriebeachse soll kurz Achsenwinkel genannt werden. Wird nun angenommen, d aß das erste Getriebe bei einem bestimmten Achsenwinkel (Achsenstellung 29) ein übersetzungsverhältnis i : 2 ins Langsame ergibt, so läuft der Ring 2 mit der halben Umlaufzahl des Ringes i und überträgt das doppelte Drehmoment wie .dieser. Es ist daher auch die Umfangskraft, welche der mit dem Laufring 2 fest verbundene Ring i' auf die Rollen 3' weiter übertragen muß, doppelt so groß als die vom Ring i auf die Rollen 3 übertragene Umfangskraft. Zwischen den Ringen i' und 2' und den Rollen 3' ist somit auch eine doppelt so große Anpreßkraft erforderlich, um eine gleitungsfreie Übertragung der Umfangskraft zu bewirken, als zwischen den Ringen i und 2 und den Rollen 3 notwendig ist. Da für beide Systeme der gleiche Achsenwinkel vorausgesetzt war, so entspricht dem obigen Verhältnis der Anpreßkräfte ein gleiches Verhältnis der erforderlichen achsialen Spannung bzw. Pressung,der Ringe.
• Die Folge der beiden hintereinandergeschalteten Getrieben gemeinsamen achsalen Spannung ist also, daß das erste Getriebe doppelt so stark angepreßt wird, als erforderlich wäre, was um so schädlicher ist, als das erste Getriebe mit der doppelten Umlaufzahl läuft wie das zweite.
• Dieser Übelstand, welcher erhöhte Verluste und größere Abnutzung bedingt, läßt sich durch folgende Anordnung vermeiden. Die zwischen den Rollen und den Laufringen auftretende Anpreßkraft (Reibungsdruck) ist bei gleichbleibender achsialer Pressung der Laufringe gegeneinander vom Achsenwinkel der Rollen 3 abhängig, und zwar ist sie um so größer, je kleiner der Achsenwinkel ist. Für einen Achsenwinkel von o° ist der Reibungsdruck unendlich groß, während er für 9o° der achsialen Pressung gleich ist. Im vorliegenden Falle ist die achsiale Pressung durch die Abmessungen der Anpreßvorrichtung .4, 5, 6 und das von der Welle 12 übertragene Drehmoment bestimmt, also für ein gegebenes Drehmoment gleichbleibend. Die Anpreßvorrichtung wird nun so gewählt, daß die achsiale Pressung unter Berücksichtigung des Achsenwinkels des ersten Getriebes (Achsenstellung 29) gerade zur gleitungsfreien Übertragung der Umfangskraft vom Ring i auf die Rollen 3 ausreicht. Die Rollen 3' des zweiten Systems erhalten einen kleineren Achsenwinkel (Achsenstellung 29'), und zwar derart, daß der durch diese Winkelverkleinerung vergrößerte Reibungsdruck für dieses System gleichfalls zur gleitungsfreien Übertragung ausreicht, im angenommenen Beispiel also doppelt so groß ist. Hätte das erste System -in Übersetzungsverhältnis i : 3, so müßte der Achsenwinkel des zweiten so weit verkleinert werden, bis der Reibungsdruck den dreifachen Wert annimmt. Berücksichtigt man noch die Verkleinerung des Durchmessers des Laufkreises der Rollen 3' auf den Ring i', welche bei Verkleinerung des Achsenwinkels eintritt, und welche eine Vergrößerung der Umfangskraft bei gleichem Drehmoment bewirkt, so muß aus diesem Grunde der AchsenwinkeI noch etwas mehr verkleinert werden, als in dem obigen Beispiel angegeben. Nur für den Achsenwinkel von 9o° ergeben sich, gleiche Laufkreisdurchmesser vorausgesetzt, gleiche Reibungsdrucke für beide Systeme.
• Es werden daher ungleiche Achsenwinkel der Schwenkrollen der einzelnen Systeme einander zugeordlnet, und die Verstellung der Rallen zwecks Änderung des übersetzungsverhältnisses erfolgt um ungleiche Winkel. Um dabei doch alle Rollensysteme mit einem einzigen Hebel verschwenken zu können, wird mindestens eines der beiden Systeme durch Kurvenführungen verstellt. Diese können als Rollenkurven, Nocken oder in sonst beliebiger Weise ausgebildet sein. Meistens wird es notwendig sein, um nicht allzu schwer herstellbare Kurven zu erhalten, die Unregelmäßigkeiten der Stellwinkel auf alle (im -gewählten Beispiel zwei) Systeme zu verteilen und jedes System durch eine Kurvenführung zu verstellen.
• Ein nach diesen Grundsätzen gebautes Automobilgetriebe ist in Abb.2 im Längsschnitt dargestellt; bei diesem Getriebe erfolgt die Verstellung der beiden hintereinandergeschalteten Getriebe i, 3, 2 und i', 3', 2' durch zwei Kurvenscheiben von einem einzigen Hebel :aus. Weiterhin ist vorgesehen, daß nach Herstealun.g des übersetzungsverhältnisses i : i die treibende und die getriebene Welle in an sich bekannter Weise .unmittelbar miteinander verbunden werden können, um das Getriebe zu entlasten. Das Getriebe hat außerdem eine Leerlaufstellung und einen Rücklauf.
• Die Antriebswelle i2 ist im Gehäuse ii mittels des Kugellagers 43 gelagert. Mit ihr fest- verbunden ist der Klemmring 5 der Anpreßvorrichtung 5, q., 23, 6. Die Feder 7 dient zur Erreichung der Anfangsspannung. Die Anpreßvorrichtung ist zweckmäßig nach Patent 380468 ausgebildet. Zwischen dem Druckring 6 und dem auf der Welle r2 lose sitzenden Laufring i ist ein Druckkugellager 30, 31 angeordnet. Die eine Lauffläche dieses Lagers ist im Druckring 6 befestigt, die andere Lauffläche ist in dem Ring z eingeschliffen. Der Käfig 32 dieses Drucklagers kann durch eine Kupplung 33 mit dem Druckring 6 verbunden werden, so .daß die Teile 6, 30 und 32 gemeinsam umlaufen. Dann sind auch die Kugeln 31 am Abrollen gehindert und nehmen den Ring i mit. Diese Stellung entspricht der Vorwärtsfahrt. Die Bewegung der Kupplung 33 erfolgt durch die Kupplungsmuffe 3d.. Löst man die Kupplung, so ergibt sich Leerlauf des Getriebes, da die Kugeln 31 frei abrollen können. Rücklauf ergibt sich, wenn man den Käfig 32 mittels der Bremse 35 festhält. Die Kugeln 31 versetzen dann den Ring i in entgegengesetzte Drehung.
• Die Lagerung der Rollen 3 und 3' der beiden Getriebe in ihren Käfigen ist nicht gezeichnet, um die- bildliche Darstellung nicht zu beeinträchtigen.
• Die beiden Käfige sind im Gehäuse ii festgemacht. Die Verschwenkung der Rollen erfolgt mittels der Arme 18 und 18' der Lenker 20 1)zw. 20' und der Schubbolzen 21 bzw. 2i'.
• Alle Schubbolzen eines Getriebes sind in einem gemeinsamen Träger befestigt, ,und zwar die Bolzen 21 des ersten Getriebes mittels .des Gewindes 22 im Träger 46, die Bolzen 2i' des zweiten Getriebes mittels des Gewind!es 22' im Träger 46'. Der Schubstangenträger kann ein Ring sein, wie in der Abbildung dargestellt, oder eine Scheibe, welche mittels einer Muffe auf der Welle gleitet. Die Verschiebung der beiden Träger 46 und 46' kann unmittelbar durch eine Kurvenführung auf einem konzentrischen verdrehbaren Zylindermantel oder mittelbar durch zwischengeschaltete Hebel erfolgen. In der Abb. 2 ist der letztere Fall dargestellt. Die Ringe 46 und 46' werden durch die Doppelhebel 47 und d.7' bewegt, während die Hebel 47 und .I7' von den Kurvenführungen 49 und 49' gesteuert werden. Die Federn 48 und 48' sichern das Anliegen der Hebel an den Kurvenscheiben. Beide Kurvenführungen werden mittels eines gemeinsamen Handliebels 5o verstellt.
• Der Außenring 2 des ersten Getriebes ist mit dem Innenring i' des zweiten Getriebes verbunden und mittels der Hülse 45 und des Lagers 44 gegen die Welle 12 gestützt. Das Drucklager io ist in gleicher Weise wie bei Abb. i zwischen dem Außenring 2' und einer Druckscheibe 27 angebracht. Diese Druckscheibe ist auf der Welle 12 mittels der Schraube 36 verschiebbar und durch den Keil 37 gezwungen, .mit der Welle 12 umzulaufen. j Der Ring 2 ist mit der anzutreibenden Welle 13 durch die Glocke 13' dauernd fest verbunden.. Die Welle 13 ist mittels der Lager 41 und .1.2 auf der Antriebswelle 12 gelagert.
• Auf der Welle 13 befindet sich eine :Tuffe 4o, welche mittels der Hebel 39 auf die Kupp 11111g 38 zwischen der Glocke 13' und der Druckscheibe 27 wirkt. Wird die Kupplung 38 eingerückt, so sind die Wellen 12 und 13 in unmittelbarer Verbindung. Um das Getriebe während dieser Zeit zu entlasten, wird gleichzeitig mit dem Einrücken der Kupplung 38 die Kupplung 33 ausgerückt, so daß das Getriebe leer mitläuft. Verwendet man dabei als Kupplung 33 ein ausrückbares Klemmgesperre, und erfolgt das Einrücken der Kupplung 38 solange die Welle 13 noch etwas langsamer läuft als die Welle 12, so werden die Klinken des Gesperres 33 selbsttätig ausgerückt. Ein ganz ähnlicher Vorgang findet beim Herunterschalten von unmittelbarem Eingriff auf niedere Geschwindigkeiten statt.
• Die Bewegung der beiden Kupplungen 33 und 38 kann mit dem Handhebel 5o erfolgen, so daß die eine Endstellung des Hebels Leerlauf, die andere (gestrichelt gezeichnet) unmittelbaren Eingriff bewirkt.

Claims (3)

1. PATE NTT ANSPRÜCHE: i. Reibräderwechselgetriebe mit gewölbten Reibscheiben und zwischen ihnen verschwenkbaren Reibrollen, dadurch gekennzeichnet, daB bei Hintereinanderschaltung mehrerer solcher Wechselgetriebe nur eine an sich bekannte selbsttätige Anpreßvorrichtung, beispielsweise Kugeln oder Rollen zwischen Schrägflächen, angeordnet ist.
2. 2. Reibräderwechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung vor den Innenring des ersten Getriebes vorgeschaltet ist, und daf die hintereinanderliegenden Rollensätze derart in Abhängigkeit voneinander, beispielsweise durch Kurvenführung, gesteuert werden, daß trotz der für alle Sätze gleichen achsialen Anpressung und trotz der verschiedenen Drehmomente je- der Satz die erforderliche Anpressung erhält.
3. 3. Reibräderwechselgetriebe nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei `orschaltung eines besonderen Reibrollen- oder Kugelgetriebes (30, 31), etwa für den Rückwärtsgang, dieses unter der Wirkung der gleichen selbsttätigen Anpreßvorrichtung (4, 5, 23) steht wie das Schwenkrollen getriebe, indem der eine Laufring (i) desselben unmittelbar mit dem Laufring des Schwenkrollengetriebes verbunden ist und damit innerhalb des von der Klemmvorrichtung beherrschten Druckbereiches liegt.