DE470580C

DE470580C - Friction roller gear

Info

Publication number: DE470580C
Application number: DEG62830D
Authority: DE
Original assignee: GARRARD GEARS Ltd
Current assignee: GARRARD GEARS Ltd
Priority date: 1924-12-03
Filing date: 1924-12-03
Publication date: 1929-01-22

Description

Reibrollengetriebe Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Übertragung der Drehung einer Welle auf eine parallel zu ihr liegende zweite Welle ein Reibrollengetriebe mit drei zylindrischen Rollen zu benutzen, deren Achsmitten genau oder nahezu in einer Ebene liegen. Die Rollen von denen die eine treibend wirkt, die zweite angetrieben wird und die dritte lose umläuft, werden hierbei von einem Ring umgeben, der den erforderlichen Reibungsdruck erzeugen soll und dessen innerer Durchmesser etwas größer ist als die Summe der Durchmesser der drei von ihm umschlossenen Rollen. Mit einem solchen Getriebe kann man jedoch die Drehung von der treibenden auf die getriebene Rolle nur bei einem einzigen Drehsinn und zugleich auch nur dann übertragen, wenn die die drei Achsmitten enthaltende Ebene wagerecht oder nahezu wagerecht liegt. Läuft unter sonst gleichen Umständen die treibende Rolle im umgekehrten Sinne um oder steht jene Ebene senkrecht oder nahezu senkrecht, so kommt überhaupt keine Übertragung der Drehung zustande. Ein derartiges Getriebe ist mithin nur in den allerseltesten Fällen zu gebrauchen.Friction roller transmission It has already been proposed for transmission the rotation of a shaft on a second shaft lying parallel to it, a friction roller gear to be used with three cylindrical rollers whose axis centers are exactly or almost in lie on one level. The rollers, one of which is driving, the other is driven is and the third loosely revolves, are here surrounded by a ring that the should generate necessary friction pressure and its inner diameter something is greater than the sum of the diameters of the three rollers enclosed by it. With such a gear one can, however, the rotation from the driving to the driven roller only with a single direction of rotation and at the same time only transferred, if the plane containing the three axis centers is horizontal or almost horizontal. All other things being equal, the driving role is reversed or if that plane is perpendicular or nearly perpendicular, then there is none at all Transmission of the rotation comes about. Such a transmission is therefore only in the very rare cases to use.

Die Erfindung bezweckt, ein Getriebe zu schaffen, dessen Wirkung weder von dem Drehsinn der treibenden Rolle noch von der Lage der die drei Achsmitten enthaltenden Ebene abhängt. Dies wird dadurch erreicht, daß man den inneren Durchmesser des Spannringes etwas kleiner als oder ebenso ,gro13 bemißt wie die Summe der Durchmesser der drei von ihm umschlossenen Rollen.The aim of the invention is to create a transmission, the effect of which is neither from the direction of rotation of the driving role nor from the position of the three axis centers containing level depends. This is achieved by taking the inner diameter of the clamping ring is slightly smaller than or just as large as the sum of the diameters of the three roles enclosed by it.

Weitere Vorteile des neuen Getriebes bestehen darin, daß sich der Druck des Spannringes, unter dem sich die drei Rollen gegeneinanderlegen und der die für die Mitnahme der getriebenen Rolle erforderliche Reibung erzeugt, im Verhältnis zu dem jeweils zu übertragenden Drehmoment selbsttätig ändert, daß ferner zwischen allen miteinander in Berührung kommenden Flächen nur eine rollende, also keine ,gleitende Bewegung auftritt und daß endlich die quer zu den Achsmitten auftretenden Kräfte von dem Spannring vollständig aufgenommen werden, also auf die Lager der Rolle bzw. Welle überhaupt nicht zur Wirkung kommen. Infolgedessen ist der Wirkungsgrad des neuen Getriebes sehr günstig.Other advantages of the new transmission are that the Pressure of the clamping ring, under which the three rollers lie against each other and the generated the friction required for driving the driven roller, in proportion to the respective torque to be transmitted automatically changes that further between All surfaces that come into contact with one another only have one rolling surface, i.e. none sliding one Movement occurs and that finally the forces occurring transversely to the axis centers be completely absorbed by the clamping ring, i.e. on the bearings of the roller or Wave does not have any effect at all. As a result, the efficiency of the new transmission very cheap.

Die Größe des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes hängt von der Wahl der Durchmesser der treibenden und der getriebenen Rolle ab, der Drehsinn von der gegenseitigen Anordnung der treibenden, getriebenen und losen Rolle. Ferner können mehrere Reibrollengetriebe mit verschiedener übersetzung oder verschiedenem Drehsinn zu einem Wechselgetriebe vereinigt werden, indem sowohl die treibende als auch die getriebene Welle mehrere zylindrische Stufenscheiben erhält, die zusammen mit je einer losen Rolle von je einem Spannring umgeben sind, und indem ferner jede der losen Rollen aus der die drei Achsmitten enthaltenden Ebene z. B. durch ein Gestänge verschwenkt werden kann.The size of the gear ratio of the gearbox depends on the Choice of the diameter of the driving and the driven roller, the direction of rotation of the mutual arrangement of the driving, driven and loose roles. Further several friction roller gears with different or different ratios can be used Direction of rotation can be combined into a change gear by both the driving as the driven shaft also receives several cylindrical stepped pulleys, which together each with a loose role are surrounded by a clamping ring, and furthermore each the loose roles from the plane containing the three axis centers z. B. by a Linkage can be pivoted.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen des neuen Getriebes dargestellt. Abb. i zeigt eine Ausführungsform in Stirnansicht; Abb. a ist ein Schnitt nach der Linie A-B in Abb. i ; Abb. 3 zeigt eine-- andere Ausführungsfoxm, ebenfalls in Stirnansicht, bei der zwei der Rollen in anderer Weise gelagert sind als bei der ersten Ausführungsform; Abb. q. ist ein Schnitt nach der Linie C-D, in Abb. 3; Abb. 5 zeigt eine andere Lagerung des Spannringes im Schnitt; die Abb. 6, 7 und 8 zeigen schematisch mehrere Anordnungen der verschiedenen Teile; Abb.9 ist ein Querschnitt durch ein gemäß der Erfindung ausgeführtes Geschwindigkeitswechselgetriebe; Abb. i o ist ein Schnitt nach der Linie E-F in Abb. 9.Several embodiments of the new transmission are shown in the drawing shown. Fig. I shows an embodiment in front view; Fig. A is a section according to the line A-B in Fig. i; Fig. 3 shows another embodiment, Likewise in front view, in which two of the rollers are mounted in a different way than in the first embodiment; Fig.q. is a section along the line C-D, in Fig. 3; Fig. 5 shows another mounting of the clamping ring in section; Figs. 6, 7 and Figures 8 schematically show several arrangements of the various parts; Fig 9 is a Cross section through a speed change gear implemented according to the invention; Fig. I o is a section along the line E-F in Fig. 9.

Die Abb. i bis 8 veranschaulichen mehrere Ausführungsformen eines einfachen, die Geschwindigkeit verringernden oder erhöhenden Getriebes. Bei jeder dieser Ausführungsformen sind eine treibende, eine getriebene und eine lose Rolle mit einem Spannring vorgesehen. Die drei Rollen können, wie die Abb.6 bis 8 zeigen, in drei verschiedenen Weisen angeordnet sein, je nachdem das treibende und das getriebene Glied in demselben oder im umgekehrten Sinne umlaufen sollen.Figures i through 8 illustrate several embodiments of a simple, speed reducing or increasing transmission. With everyone of these embodiments are a driving, a driven and a loose roller provided with a clamping ring. As shown in Figures 6 to 8, the three roles can be arranged in three different ways, depending on the driving and the driven Link should revolve in the same or in the opposite sense.

Es sei angenommen, daß das Getriebe nach Abb. i bis 6 zur Verringerung der Geschwindigkeit dienen soll. Die treibende Rolle i und die getriebene Rolle 2 bestehen mit den Wellen 3 bzw. 31, aus einem Stück oder sind auf sie aufgekeilt. Sie laufen in Lagern ¢ bzw. 41, die in dem Gestell 5 des Getriebes untergebracht sind. Die lose Rolle 6 sitzt auf einer Welle 7, für die ähnlich angeordnete Lager 8 vorgesehen sind. Gemäß Abb. i bis 6 ist die treibende Rolle i zwischen der getriebenen und der losen Rolle angeordnet und steht mit ihnen in Berührung. Wenn erwünscht, können alle drei Wellen an jedem Ende in Kugel- oder ähnlichen, nicht gezeichneten Lagern laufen. Die drei Rollen stehen parallel, und ihre Achsmitten liegen in einer Ebene. Zweckmäßig läuft die getriebene Rolle 2 in einem festen Lager, während die treibende Rolle i und die lose Rolle 6 in beweglichen Lagern laufen, z. B. in Lagern, die in einem Schlitz 9 (Abb. i) verschiebbar sind, oder in Lagern, die verschwenkbar sind und von Stützen io (Abb. 3) getragen werden, die um Zapfen i i an der Grundplatte 5 oder einem anderen festen Teil des Gestells drehbar sind. Um die beiden äußeren Rollen ist ein Spannring gelegt, der die Teile zusammenschließt und die übertragung der Kraft ermöglicht. Zu diesem Zweck ist der innere Durchmesser des Ringes 12 etwas kleiner als oder ebenso groß gewählt wie die Summe der Durchmesser der drei von ihm umschlossenen Rollen. Alle in Berührung stehenden Flächen der verschiedenen Teile sind parallel angeordnet und bestehen zweckmäßig aus gehärtetem und poliertem Stahl.It is assumed that the transmission according to Fig. I to 6 to reduce should serve the speed. The driving role i and the driven role 2 consist of one piece with the shafts 3 and 31, or are keyed onto them. They run in bearings ¢ or 41, which are housed in the frame 5 of the transmission are. The loose roller 6 sits on a shaft 7 for the similarly arranged bearings 8 are provided. According to Fig. I to 6, the driving role i is between the driven and the loose roll and is in contact with them. If wanted, can have all three shafts at each end in spherical or similar, not drawn Camps run. The three rollers are parallel, and their axes are in one Level. Appropriately, the driven roller 2 runs in a fixed bearing, while the driving roller i and the loose roller 6 run in movable bearings, e.g. B. in warehouses, which can be displaced in a slot 9 (Fig. i), or in bearings which can be pivoted and are supported by supports io (Fig. 3) around pegs i i on the base plate 5 or another fixed part of the frame are rotatable. To the two outer ones Rolls a clamping ring is placed, which locks the parts together and the transmission which enables power. To this end, the inner diameter of the ring 12 is somewhat chosen smaller than or equal to the sum of the diameters of the three of roles enclosed in him. All surfaces in contact with the various Parts are arranged in parallel and are appropriately made of hardened and polished Stole.

Um die Teile in der richtigen Stellung zu erhalten und eine seitliche Verschiebung zu verhindern, lassen sich verschiedene Mittel vorsehen, von denen zwei in den Abb. q. und 5 veranschaulicht sind. Nach Abb. q. haben die beiden äußeren Rollen, näml.icb die lose Rolle 6 und die getriebene Rolle 2, . auf jeder Seite einen Ringflansch 13. Zwischen den Innenflächen dieser Flansche läuft die treibende Rolle i, während der Ring 12 auf der entgegengesetzten Seite der beiden Rollen zwischen diese Flansche greift und mit ihnen umläuft. Nach Abb. 5 haben die Rollen i, 2, 6 keine Flansche. Die seitliche Lage wird durch mehrere Hilfsrollen i q. gesichert. Sie laufen in Lagern 15, die an einem Teil 16 des Gehäuses angeordnet sind. Die Rollen i ¢ sind paarweise angeordnet und erfassen den Ring 12 von beiden Seiten, wodurch sie ihn an einer seitlichen Verschiebung hindern. .In order to keep the parts in the correct position and prevent them from shifting sideways, various means can be envisaged, two of which are shown in fig. Q. and Fig. 5 are illustrated. According to Fig.q. have the two outer rollers, namely the loose roller 6 and the driven roller 2,. on each side an annular flange 13. The driving roller i runs between the inner surfaces of these flanges, while the ring 12 on the opposite side of the two rollers engages between these flanges and rotates with them. According to Fig. 5, the rollers i, 2, 6 have no flanges. The lateral position is determined by several auxiliary rollers i q. secured. They run in bearings 15 which are arranged on a part 16 of the housing. The rollers i ¢ are arranged in pairs and grip the ring 12 from both sides, thereby preventing it from shifting sideways. .

Die Wirkungsweise des Getriebes nach Abb. i oder 3 ist folgende: Bei Stillstand übt der Spannring 12 nur einen ganz geringen Druck auf die drei Rollen i, 2 und 6 aus. Dreht sich die treibende Rolle i z. B. im Sinne des Uhrzeigers und hat die getriebene Rolle 2 zunächst keinen Widerstand zu überwinden, so werden unter der Wirkung des vom Spannring erzeugten Druckes die beiden Rollen 2 und 6 nebst dem Spannring durch Reibung mitgenommen, und zwar drehen sich die Rollen 2 und 6 in dem umgekehrten Sinne wie die Rolle 2, d. h. entgegen der Drehung des Uhrzeigers. Im übrigen wird an dem Zustand nichts geändert, weil die Kraft, die die linke Seite des Spannringes zu senken sucht, gleich der Kraft ist, die seine rechte Seite zu heben sucht. Wird jedoch der Widerstand der getriebenen Rolle 2 größer, so sucht der Spannring auf ihr zu gleiten, während die Reibung zwischen ihm und der losen Rolle 6 sich nicht ändert. Infolgedessen ist nun die auf die linke Seite des Spannringes nach unten wirksame Kraft grö- i ßer als die auf seine rechte Seite nach oben wirkende. Diese beiden Kräfte müssen sich aber offenbar ausgleichen, was nur in der Weise geschehen kann, daß der Ring gegenüber der Rolle 2 um seine Berührungsachse eine kleine Schwingung entgegen dem Sinne der Uhrzeigerbewegung ausführt. Dadurch wächst aber der von ihm auf die drei Rollen ausgeübte Druck, und zwar im gleichen Maße wie der Widerstand der getriebenen Rolle 2. Sinkt dieser Widerstand wieder, so schwingt der Spannring entsprechend zurück, so daß sich also der von ihm auf die drei Rollen ausgeübte Druck stets im Verhältnis zu dem jeweilig zu übertragenden Drehmoment selbsttätig ändert.The mode of operation of the transmission according to Fig. I or 3 is as follows: At At a standstill, the clamping ring 12 only exerts a very slight pressure on the three rollers i, 2 and 6 from. If the driving role rotates i z. B. in the sense of the clockwise and If the driven roller 2 initially has no resistance to overcome, then under the effect of the pressure generated by the tension ring, the two rollers 2 and 6 together with dragged along the clamping ring by friction, namely the rollers 2 and 6 rotate in the opposite sense as role 2, i.e. H. counterclockwise rotation. Otherwise nothing is changed in the state because the force exerted on the left side seeks to lower the clamping ring, is equal to the force that its right side to lift looking. However, if the resistance of the driven roller 2 increases, then seeks the tension ring to slide on it while the friction between it and the loose one Role 6 does not change. As a result, it is now on the left side of the clamping ring downward force greater than that acting upward on its right side. However, these two forces must evidently balance each other out, and only in this way can happen that the ring opposite the roller 2 about its axis of contact performs small oscillation against the direction of the clock hand movement. This grows but the pressure he exerted on the three roles, and to the same extent like the resistance of the driven roller 2. If this resistance falls again, it oscillates the clamping ring back accordingly, so that it is on the three rollers exerted pressure always in relation to the respective torque to be transmitted changes automatically.

Die Rollen können auch gemäß Abb. und 8 angeordnet sein. Nach Abb.7 befindet sich die lose Rolle 6 zwischen der getriebenen Rolle 2 und der treibenden Rolle i. Läuft diese im Sinne des Uhrzeigers um, so laufen die getriebene Rolle und der Ring 12 im gleichen Sinne um, dagegen die lose Rolle 6 im umgekehrten Sinne. Diese Anordnung der Teile ist also brauchbar, wenn die treibende und die getriebene Rolle in dem gleichen Sinne umlaufen sollen. -In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die getriebene Rolle 2 zwischen der treibenden Rolle i und der losen Rolle 6 anzuordnen, wie Abb. 8 zeigt. In diesem Falle laufen die Rollen i und 6 sowie der Ring 12 in der gleichen, dagegen die getriebene Rolle 2 im umgekehrten Sinne um. Wenn erwünscht, kann das Getriebe in einem -Gehäuse eingeschlossen sein.The roles can also be used as shown in Fig. and 8 arranged be. According to Figure 7, the loose roller 6 is located between the driven roller 2 and the driving role i. If this runs clockwise, they run driven roller and the ring 12 in the same sense, on the other hand the loose roller 6 in the opposite sense. So this arrangement of parts is useful when the driving and the driven role should revolve in the same sense. -In some cases it may be useful to place the driven roller 2 between the driving roller i and to arrange the loose roller 6, as shown in Fig. 8. In this case the roles are running i and 6 and the ring 12 in the same, on the other hand the driven roller 2 in the reverse Sense around. If desired, the transmission can be enclosed in a housing.

Die Abb. 9 und i o zeigen eine zweckmäßige Ausführungsform eines GescIiwindigkeitswechselgetriebes, bei dem k_ eine; Umkehrung der Drehrichtung erfolgt. Die treibende Welle i 7 besteht hier mit mehreren parallelen treibenden Rollen 18 aus einem Stück. Die Rollen 18, die auch auf der Welle 17 aufgekeilt sein könnten, haben verschiedene Durchmesser, und jede von ihnen steht mit je einer getriebenen Rolle 19 in Berührung. Diese sind auf der getriebenen Welle 2o aufgekeilt oder bestehen mit ihr aus einem Stück. Die Übersetzungsverhältnisse der verschiedenen Rollenpaare sind so gewählt, daß, sie die gewünschten Übersetzungen ergeben. Für jedes Rollenpaar ist eine besondere lose Rolle 21 und ein besonderer Spannring 22 vorgesehen. Die Rollen 21 sitzen lose auf kurzen Wellen 23, die in besonderen gleitenden oder schwingenden Lagern derart angeordnet sind, daß jede Rolle ein- oder ausgerückt werden kann. Bei der gezeichneten Ausführungsform werden die losen Rollen 21 von längsbeweglichen Armen 24 getragen, die durch Stellhebel 2q.1 o. dgl. verstellt werden können. In Abb. i o ist eine der losen Rollen 21 mit vollen Linien in der Einrückstellung veranschaulicht, während die Ausrückstellung in strichpunktierten Linien gezeichnet ist.Fig. 9 and i o show an appropriate embodiment of a speed change transmission, at the k_ one; The direction of rotation is reversed. The driving wave i 7 exists here with several parallel driving rollers 18 from one piece. The roles 18, which could also be keyed on the shaft 17, have different diameters, and each of them is in contact with a driven roller 19. These are wedged on the driven shaft 2o or consist of one piece with it. the Gear ratios of the various pairs of rollers are chosen so that, they result in the desired translations. For each pair of rollers there is a special loose one Roller 21 and a special clamping ring 22 are provided. The rollers 21 sit loosely short shafts 23, which are so arranged in special sliding or oscillating bearings are that each role can be engaged or disengaged. In the embodiment shown the loose rollers 21 are supported by longitudinally movable arms 24 by adjusting levers 2q.1 or the like. Can be adjusted. In Fig. I o is one of the loose rollers 21 with illustrated full lines in the disengaged position while the disengaged position is drawn in dash-dotted lines.

Das ganze Getriebe kann in einem Gehäuse 25 angeordnet sein, das zugleich die Lager für die Wellen 17 und 2o enthält. Ebenso wie bei den schon beschriebenen Ausführungsformen sind die Wellen 17, 20 und 23, die die treibenden, getriebenen und losen Rollen tragen, parallel zueinander angeordnet.The whole transmission can be arranged in a housing 25, which at the same time contains the bearings for the shafts 17 and 2o. As with those already described Embodiments are the shafts 17, 20 and 23, which are the driving, driven and carry loose rollers, arranged parallel to each other.

Es kann auch die Welle 2o mit den Rollen 19 als treibendes und die Welle 17 mit ihren Rollen 18 als getriebenes Glied dienen. Die losen Rollen lassen sich ferner so anordnen, daß sie mit den Rollen 19 statt mit den Rollen 18 in Berührung stehen. Auch könnte man, um die losen Rollen ein- oder auszurücken, andere Mittel zur Verstellung der Rollen anwenden. Ebenso könnten auch andere Mittel Verwendung finden, um die Ringe an einer seitlichen Verschiebung zu verhindern.It can also be the shaft 2o with the rollers 19 as the driving force and the Shaft 17 with its rollers 18 serve as a driven link. Leave the loose roles also arrange themselves so that they contact rollers 19 instead of rollers 18 stand. Other means could also be used to move the loose roles in or out to adjust the roles. Other means could also be used to prevent the rings from shifting sideways.

Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Abb. 9 und i o ist hiernach leicht zu verstehen. Jeder besondere Satz, der aus einer treibenden, einer getriebenen, einer losen Rolle und einem Spannring besteht, wirkt wie ein einzelnes Getriebe nach den Abb. i bis B. Da jedoch Mittel vorgesehen sind, z. B. Wechselhebel o. dgl., um zu verhindern, daß mehr als eine lose Rolle zu gleicher Zeit zur Wirkung kommt, so kann immer nur ein Satz treibend wirken, während die übrigen Rollen lose umlaufen und die zugehörigen Spannringe lose auf ihnen hängen.The mode of operation of the embodiment according to Fig. 9 and i o is below easy to understand. Every special sentence that comes from a driving, a driven, consists of a loose roller and a clamping ring, acts like a single gear according to Figs. i to B. However, since means are provided, e.g. B. change lever or the like, to prevent more than one loose role from being effective at the same time, in this way, only one sentence can have a driving effect, while the other roles revolve loosely and hang the associated clamping rings loosely on them.

Die Erfindung läßt sich auch auf--ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit Umkehrung des Drehsinnes anwenden, indem man z. B. bei einem einzelnen Rollensatz der Ausführungsform nach Abb.9 und io die Anor«dnung nach Abb. 7 wählt.The invention can also be applied to - a speed change gearbox apply with reversal of the direction of rotation by z. B. with a single set of rollers the embodiment according to fig. 9 and 10 selects the arrangement according to fig.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Friction roller drive with three parallel cylindrical rollers, the centers of which lie exactly or almost in one plane and of which one is the driving, the second is the driven and the third rotates loosely, as well as with a ring that surrounds the three rollers and generates the necessary frictional pressure , characterized in that the inner diameter of the ring (12) is slightly smaller than or as large as the sum of the diameters of the three of. roles enclosed in it (i, 2, 6).

2. Transmission according to claim i with means for changing the gear ratio between the driving and. of the driven shaft, characterized in that both the driving and the driven shaft (17 or 2o) carry several cylindrical stepped disks (18 or i9) which, together with a loose roller (21) each, have a clamping ring (22) are surrounded and that each of the loose roles (--i) from the plane containing the three axis centers z. B. can be pivoted by a linkage (2q., 241).