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Geschwindigkeitswechselgetriebe Die Erfindung betrifft ein Geschwindigkeitswechselgetriebe,
bei dem radial verstellbar gelagerte Rollkörper von Doppelkegelform zwischen zwei
mit der treibenden bzw. getriebenen `Felle verbundenen, axial verstellbaren Paaren
von Laufringen laufen, von denen die j e zu dem gleichen Paar gehörigen gegen Verdrehung
zueinander gesichert sind und sich gegenseitig mitnehmen, während der Wechsel der
tlbersetzung durch :die Veränderung des Längsabstandes der mit der treibenden Welle
verbundenen zwei Laufringe bewirkt wird.
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Erfindungsgemäß wird bei einem derartigen Geschwindigkeitswechselgetriebe
die Anordnung so getroffen, daß die beiden treibenden Laufringe auf Hülsen mit entgegengesetztem
Schraubengewinde sitzen und diese Gewindehülsen in eine drehbare Doppelhülse mit
entsprechenden Schraubengewinden greifen, während die beiden angetriebenen Laufringe
auf Hülsen sitzen, die mit entgegengesetzt gerichteten Schraubenführungen versehen
sind, die durch eine zwischen die Laufringe geschaltete Feder ständig gegen Rollen
gedrückt werden, die an der getriebenen Welle festsitzen. Die Schraubenführungen
erhalten zweckmäßig eine unregelmäßige Steigung, so daß der Druck der angetriebenen
Laufringe gegen die treibenden Rollkörper sich nach einer im voraus bestimmten Gesetzmäßigkeit,
z. B. proportional zum Antriebsdrehmoment, ändert, was einen technischen Fortschritt
gegenüber den bisherigen Bauformen solcher Getriebe bedeutet.
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Die Zeichnung zeigt das Getriebe nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel.
Abb. i ist :ein Längsschnitt durch das ganze Getriebe.
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Abb. z gibt in der linken Hälfte einen Schnitt nach der Geraden X,-
X. und in der rechten Hälfte einen Schnitt nach der Geraden X3-X., der Abb. i wieder.
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Abb.3 ist ein Schnitt nach der Geraden Z-Z der Abb. 2 und zeigt die
Anordnung seines Rollkörpers.
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Abb. q. veranschaulicht die Abwicklung der Schraubenführung, die mit
den Laufringen zusammenarbeitet und mit der die auf der getriebenen Welle angebrachten
Rollkörper in Berührung sind.
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Abb.5 ist ein Schnitt nach der Geraden U-U der Abb. i und zeigt die
Schraubenführungen der Abb..l in Ansicht.
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Abb. 6 ist in der rechten Hälfte ein Querschnitt nach der Geraden
X,5-Xs und in der linken Hälfte ein Schnitt nach der Geraden X7-X$ der Abb. i.
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Die vorn Motor getriebene Welle a, welche das ganze Getriebe durchsetzt,
dientzur Zentrierung aller sich drehenden G%triiebeteile und ist ihrerseits an ihrem
inneren Ende durch ein Kugellager g zentriert (s. Abb. i und Die Wellea nimmt bei
ihrer Drehung das
Laufringpaar Cl, C2 mit, und zwar den Laufring
Cl durch Vermittlung von als Gleitkeil dienenden Kugelnd, die zur Hälfte m einer
Nut e der Welle a und in einer Nut f ,der den Laufring C tragenden stopfbüchsenartigen
Hülse cl gelagert sind, während die Hülse cl in gleicher Weisse durch Kugeln d2
die mit dem Laufring C. festverbundene Hülse c2 mitnimmt.
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Auf diese Weise werden .die beiden kreisrunden LaufringeCl und C2,
die gehärtet und genau ausgerichtet sind, durch die Welle a in Drehung versetzt,
können sich aber zufolge des Spiels zwischen den Kugelreihend und d2 und,den Enden
ihrer Lagerrinnen frei in der Längsrichtung verstellen. Um die Entfernung dieser
Laufringe festzulegen, haben die beiden Hülsen ci, c2 je ein Schraubengewindehl
und h2 von entgegengesetzter Steigung, das mit den entsprechenden Gewindegängen
der drehbaren Doppelhülse i in Eingriff kommt.
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Auf den Ringen Cl, C2 laufen mehrere Doppelkegel, die die RollkörperB
bilden. Jeder RollkörperB dreht sich um seine Achse k auf Kugellagern L; die ihm
ein gewisses Spiel -in der Längsrichtung gegenüber der Achseh lassen. Außen sind
die Rollkörper B von zwei Laufringen C3, C4 gehalten, an welchen sie sich abrollen.
Die Laufringe C3, Cl werden von Hülsen c3, c4 getragen, die aus einem zylindrischen
und aus einem kegelförmigen Teil bestehen und an einer gegenseitigen Verdrehung
durch eine Rollsem gehindert wer-. den, deren Achse in der Hülsea, befestigt und
in einem im zylindrischen Teil der Laufringhülsecs angeordneten Längsschlitzn nur
längsverschiebbar ist. Die Hüllse cg trägt an einer die Achsea umgebenden rohrförmigen
Verlängerung eine Schxaub:enführung o mit unregelmäßiger Ganghöhe; und an einem
entsprechenden Rohrfortsatz der Hülse c ist eine gleiche Schraubenführungp angebracht.
Die anzutreibende Welle r° ist mit :einer zylindriaschen Erweiterung x1 verbunden,
welche die Rollen q1, q2, qg, q4 trägt, die an den S;chraubenführungen o und p derart
anliegen, daß die Mitnahme der anzutreibenden Welle mittels dieser Schraubenführungen
und Rollen erfolgt.
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Die Neigung der Schraubenführungen o, p ruft eine Längspressung der
Stücke c3, c4 gegen die Rollkörper B hervor, die um so kräftiger wind, je größer
das Gegenkräftepaar auf der Welle p ist. Das Verhältnis zwischen dem Kräftepaar
und dem-, Anpreßdruck ist entsprechend der verschiedenen gegenseitigen Anordnung
Bund Lage der Getriebeteile, d. h. entsprechend den verschiedenen erzielten Geschwindigkeitsverhältnissen,
veri,nderlich. Wie Abb. 3 zeigt, werden die Rollkörper B mit ihren Achsente in
je einem Gabellagers gehalten, das an einer starren Achse t drehbar ist,
die in einer Verstärkung u1 der Seil tenwand u des Getriebegehäuses
v gelagert 11 ist. Dieses Gabellagers hat den Zweck, dem Rollkörper B so
viel Bewegungsfreiheit zu lassen, daß er sich der Welle a nähern oder von ihr entfernen
kann, je nach dem Abstand, den man den Laufringen Cl, C2 gibt, ohne daß aber
die beständig parallele Lage zur Mittellinie X1-X der Welle a seine Abänderung erfährt.
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Der Vorgang der selbsttätigen Anpressung ist aus Abb.4 näher .ersichtlich,
welche die Abwicklung der als Umlaufflächen der Rollen q1, q2, q3, q4 dienenden
Schraubenführungen o und p zeigt, deren Steigung vom Punkt i bis zum Punkt 2 zunimmt
und dann bis zum Punkt 3 konstant bleibt. Sowie die Schraubenführungen sich im Sinne
der Pfeile der Abb. 4 gegenüber den Rollen ql, q2" q3, q4 verschieben, üben sie
aufeinander einen Druck aus, und wenn die Rollen im Punkt i anlangen, d. h. die
in Abb. 4 gezeigte Stellung erreicht haben, ist die gegenseitige Pressung beider
Sichraubenführungen und ebenso die Anpressung der Laufringe C3" C4 vollendet, d.
h. das Geschwindigkeitsverhältnis hat den Wert i : i. Werden dagegen die Schraubenführungen
o, p entgegen der Pfeilrichtung der Abb.4 verschoben, so entfernen sie sich voneinander
und ebenso die LaufringeC3, C4, so daß in der Stellung 3 das übersetzungsverbältnis
i : 4 ist.
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Die Rechnung hat ergeben, daß es für alle zwischen den .Stellungen
i und 2 liegenden Geschwindigkeiten vorteilhaft ist, wenn. die Anpressung proportional
dem Antriebskräftepaar ist, d. h. schrittweise mit Bezug auf das den Antrieb aufnehmende
Kräftepaar abnimmt, weshalb die Steigung zwischen den Punkten i und 2 veränderlich
gemacht wird. Dagegen muß, wie die Berechnung weiterhin lehrt, zwischen den Stellungen
2 und 3 die Anpressung proportional dem den ,Antrieb aufnehmenden I#,räftepaar sein;
daher bildet auf dieser Strecke die Abwicklung der Schraubenführung.eine Gerade,
d. h. die Schraubenführung verläuft nach einer Schraubenlinie mit konstanter Steigung.
Diese Verhältnisse ändern sich natürlich bei Rotkörpern, die nicht als Doppelkegel
mit geradlinigen Erzeugenden, sondern mit einem anderen Profil ausgeführt sind.
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Abb. 5 zeigt in Endansicht die eine Schraubenführung o und ihre beiden
Rollen g1, q3. Jede Schraubenführung besteht, wie ersichtlich, aus zwei symmetrisch
um die Hauptachse verlaufenden Tellere und wirkt auf zwei: auf =tgegengesetzten
Durchmesserenden liegende
Rollen, so daß die resultierende Anpreßkraft
durch die Hauptachse geht.
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Beim Betrieb sucht die Feder 12 (vgl. Abb. i) die beiden Laufringe
C3, C., gegeneinanderzudrücken. Bei langsamem Einrücken .des Motors nimmt die treibende
Wellea die Laufringe Cl, C2 mit, diese nehmen die RollkörperB und letztere die Laufringe
C3, C4 mit. Sobald diese letzteren einen Widerstand von seiten der anzutreibenden
Welle r erfahren, rufen die Schraubenführungen o, p eine Anpressung hervor und beeinflussen
das Getriebe.
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Die Stellung des Teils r" welcher die vier Rollen ql, q2, q3, q4 trägt,
ist in der Längsrichtung genau durch den Anschlag iv festgelegt, und da die Schraubenführungen
o, p symmetrisch sind, werden die beiden Laufringe C3, Cl zwangsweise zu symmetrischen
Verschiebungen veranlaßt, so daß die HohlkörperB nicht der Verschiebung dieserLauf=
ringe unterliegen, sondern eine Verstellung in radialer Richtung ohne jede Längsverschiebung
erfahren.
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Dieser ausschließlich radialen Verstellung der Rollkörper können demnach
nur gleiche und entgegengesetzte Längsverschiebungen der inneren Laufringe Cl, C2
entsprechen, und da diese mit der drehbaren Doppelhülse i vermittels gleicher und
entgegengesetzt gerichteter Schraubengewinde verbunden sind. und sich um die Wellea
nicht drehen können, so folgt daraus, daß die drehbare Doppelhülse i niemals eine
Längsverschiebung erfährt, welches auch die Stellung der Laufringe Cl, C2 sein mag.
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Es ist demnach die Winkelstellung der drehbaren Doppelhülse i gegenüber
der Welle a das Mittel, um zwangsweise die Entfernung der inneren Laufringe Cl,
C2 voneinander festzusetzen; diese Entfernung bestimmt die radiale Lage der RollkörperB,
und diese radiale Lage bestimmt wieder den Abstand der Laufringe C3, C4 voneinander.
Dieser Abstand bestimmt die Lage der Rollen q" q2, q3, q4 auf den Schraubenführungen
o, p, und diese Winkelstellung :endlich bestimmt das Verhältnis zwischen
dem Anpreßdruck und dem den Antrieb aufnehmenden Kräftepaar, wogegen die Stellung
der Rollen in bezug auf die Längsrichtung fortschreitend. und in entgegengesetztem
Sinne die Stellung aller Teile in der Längsrichtung und schließlich die Stellung
der drehbaren Doppelhülse i bestimmt.
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Um das Geschwindigkeitsverhältnis zu ändern, muß die Doppelhülse i
gegenüber der Welle a verdreht werden. Zu diesem Zweck trägt die Hülse, wie Abb.
i und 6 zeigen, einen Zahnkranz n2, der mit zwei, Planetenrädern y,, y2 in Eingriff
steht, die selbst wieder in die Innenverzahnung eneb Kranzes z eingreifen, der mittels
eigner an der Welle g, sitzenden Schnecke gedreht werden kann. Jede der Achsen y3,
y4 der Räder y1, y2 trägt ein zweites Planetenrad y5 bzw. y6, das mit einem feststehenden,
innenverzahnten Kranz z1 und mit einem auf die Welle a aufgekeilten Trieb e1 in
Eingriff steht.
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Solange der Kranz z feststeht, wird durch die Planetenräder der Kranz
n2 mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht wieder Trieb el, d. h. sie werden in
ihrer gegenseitigen Winkelbeziehung ohne Rücksicht auf die Drehung der Welle a festgelegt.
Sobald aber der Kranz z gedreht wird, erfährt der Kranz h. eine von der Geschwindigkeit
des Triebes e, verschiedene Geschwindigkeit, kurz gesagt, sobald der Kranz z um
eine gewisse Anzahl Zähne gegenüber .dem Kranz z1 :sich verdreht, wird der Zahnkranz
n2 um dieselbe Zähnezahl gegenüber dem Trieb e1 gedreht, und es kann so die Gewindehülse
i mit Bezug auf die Welle a um ein gegebenes Maß verdreht werden, und zwar wähnend
des Betriebs. Auf diese Weise kann man die Verstellung der Laufringe Cl, C2 nach
Bedarf herbeiführen und dadurch das Verhältnis der Geschwindigkeiten einstellen.