DE587470C - Reibraederwechselgetriebe mit in halbkreisfoermigen oder aehnlichen Ringnuten zweierin gleicher Achse liegender Reibscheiben verstellbar angeordneten Reibrollen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 3. NOVEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47 h GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Oktober 1931 ab

ist in Anspruch genommen.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Reibräderwechselgetriebe mit in halbkreisförmigen oder ähnlichen Ringnuten zweier gleichachsiger Reibscheiben verstellbar angeordneten Reibrollen.

Bei derartigen Getrieben kann man die Rollenbreite zwecks Vergrößerung der übertragbaren Leistung nur in sehr engen Grenzen vergrößern, weil mit der Rollenbreite auch

ίο der schädliche Schlupf wächst.

Gemäß der Erfindung wird dadurch Abhilfe geschaffen, daß jede Reibrolle aus zwei nebeneinanderliegenden Rollen besteht, die relativ zueinander längsbeweglich und schwingbar gelagert sind. Infolge dieser Lagerung stellen die beiden zu einem Paare gehörigen Rollen sich selbsttätig derart zueinander ein, daß jede von ihnen tunlichst schlupflos läuft.

Mit besonderem Vorteil sind Ausgleicher, und zwar lose zwischen die Rollenträger geschaltete Halbkugeln vorgesehen, die bei Ortsveränderung einer Rolle eine entgegengesetzt gleiche Qr tsver änderung der . anderen Rolle bewirken und dadurch die Last zwischen den Rollen jedes Paares ausgleichen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht:

Die Fig. 1 und 2 -veranschaulichen in sehematischen Ansichten im Längsschnitt das Wesen der Erfindung.

Fig. 3 ist eine den Fig. 1 und 2 ähnliche schematische Ansicht, sie zeigt jedoch die Verwendung von einzelnen Rollen.

Fig. 4 ist ein Querschnitt in einer Ebene nach der Linie 4-4 der Fig. 1, er zeigt eine geeignete wirksame Befestigung für die Doppelrollen.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine Einzelheit nach. der Linie 5-5 der Fig. 4, und

Fig. 6 ist eine Aufsicht auf die Zapfen, auf denen die paarweise angeordneten Rollen drehbar befestigt sind.

In Fig. ι sind 10 und 11 zwei gleichachsige Scheiben mit Ringnuten 12, 13 in ihren inneren oder gegenüberliegenden Flächen. 14, 15 und 16, 17 sind paarweise angeordnete Reibrollen, die mit den Flächen der Nuten in den Scheiben zusammenarbeiten. Die inneren oder gegenüberliegenden Flächen der Rollen sind, wie dargestellt, kegelförmig.

Wenn die Rollen in der in Fig. ι dargestellten Stellung mit ihren Drehachsen senkrecht zu der Achse der Scheiben sind und man annimmt, daß Ii die treibende und io die getriebene Scheibe ist, so sind die Winkelgeschwindigkeiten gleich. Wenn nun die Rollen in eine Stellung, beispielsweise in die in Fig. 2 dargestellte, gedreht werden, die zwischen der Achse der Scheiben und dem Berührungspunkt der Rolle 15 auf Scheibe 10 den Radius i?¹ gleich dem Radius r¹ des Berührungspunktes der Rolle 17 macht und den Radius R² gleich dem Radius r², dann wird die Scheibe 10 mit einer höheren Geschwindigkeit als der der Scheiben angetrieben werden. Wenn gleichzeitig die Radien R¹, R², R³, R* derart sind, daß R¹, R² = R³, R¹ ist, dann wird kein Schlupf zwischen irgendeiner Rolle und einer der beiden Scheiben bestehen. Um die Halbmesserwerte zu erhalten, die notwendig sind, um der obigen Gleichung zu genügen, sind die Rollen konisch gemacht, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, so daß ihre Drehachsen verschiedene Winkel um die Achse der Scheiben einnehmen können.

Es ist möglich, eine Einrichtung vorzusehen, um die Rollen in beiderlei Richtungen (im Uhrzeigersinne und entgegen dem Uhrzeiger mit Bezug auf die Fig. 1 und 2) zu schwingen und gleichzeitig R¹, R² gleich R³, i?⁴ bei jeder Geschwindigkeitsübersetzungsstellung zu halten. Es ist aber bei einer Überlegung klar, daß diese Einrichtung von der größten Genauigkeit in der Bauart und im Betriebe sein muß, denn wenn eine Rolle auch nur ein wenig außerhalb der richtigen Stellung ist, wird ihre Umfangsgeschwindigkeit verschieden sein von der Geschwindigkeit einer Scheibe oder der anderen an dem Punkte, wo die Scheibe und die Rolle in Berührung sind, was eine Abnutzung der Rolle oder der Scheibe oder beider zur Folge hat. Die Rollen werden daher derart angeordnet, daß sie selbsttätig die richtigen relativen Stelhingen einnehmen werden, wenn sie in eine neueGeschwindigkeitsübersetzungsstellung geschwungen werden. Zu diesem Zwecke wird von dem Präzessionsprinzip Gebrauch gemacht, das in dem Getriebe nach dem amerikanischen Patent 1 698 229 vom 8. Januar 1929 angewendet ist.

Es kann hierauf hinsichtlich einer vollständigeren und ins einzelne gehenden Erläuterung des Prinzips Bezug genommen werden, das in folgendem kürz beschrieben werden soll.

In Fig. 3 sind einzelne Rollen dargestellt. Nimmt man an, daß die Achsen der zwei Rollen 14^ i6^a die Achse der Scheiben 10^ ii^a schneiden, d. h. nimmt man an, daß die Rollenachsen in der gleichen Ebene mit der Achse der Scheiben sind, dann wird, wenn die Rolle I4^a als Ganzes nach oben aus der Ebene der Figur verrückt und Rolle i6^a als Ganzes nach unten verrückt wird, die erstere entgegen dem Uhrzeiger um eine Achse senkrecht zu ihrer Drehachse zu schwingen beginnen, und die andere Rolle i6^a wird im Uhrzeigersinne um eine gleiche Achse schwingen. In ähnlicher Weise wird, wenn die Rolle 14° gesenkt und die Rolle i6^a gehoben wird, die Rolle 14" im Uhrzeigersinne und die andere dem Uhrzeiger entgegen schwingen. Auf diese Weise, indem man nur die Rollen quer zu ihren Drehachsen verstellt, dienen die zwischen den RoI-len und einer oder beiden der zusammenwirkenden Scheiben bestehenden Reibungskräfte dazu, die Rollen in höhere oder niedrigere Geschwindigkeitsübersetzungsstellen zu schwingen, wie es der Fall sein mag. Diese Schwingbewegung wird in meinem erwähnten früheren Patent in geeigneter Weise Präzession genannt, und die Achsen, um die die Rollen schwingen, werden Präzessionsachsen genannt. Wenn nun die Rollen 14, 15 und 16, 17 in den Fig. ι und 2 in ähnlicher Weise verstellt werden, so wird jede der vier sich ähnlich wie die Rollen 14^s., ΐ6^α benehmen, jedoch mit dem Unterschied, wenn die Rollen 14 und 15 beispielsweise präzessieren, so schwingen sie nicht gleichmäßig. Im Gegenteil, wenn die Rollen entgegen dem Uhrzeiger schwingen, so schwingen die Kanten, die sich auf der Scheibe 11 auswärts bewegen, auseinander, indem die äußere Kante der Rolle 14 über die der Rolle 15 herausläuft und bewirkt, daß die beiden Rollen'zueinander geneigte Stellungen einnehmen, wie es allgemein in Fig. 2 dargestellt ist. Dieselbe Wirkung wird auf die Rollen 16 und 17 ausgeübt. Diese Spreizwirkung rührt von den Schüben her, die die beiden Rollen zu präzessieren streben. Diese Schübe sind verschieden, weil die nach außen sich bewegenden Berührungspunkte (der Rollen auf den Scheiben) verschiedene radiale Abstände von der Achse der Scheiben haben. In dieser Erläuterung wird angenommen, daß beide Scheiben sich drehen, und daß die Rollen nicht planetarisch sind, d. h. daß die Rollen sich nicht um die Achse der Scheiben drehen. Dieselben Wirkungen, nämlich eine Präzession und eine Winkelspreizung der Rollen werden hervorgerufen, wenn die Rollen dem Planetentyp angehören. Ein wichtiger Effekt der Spreizwirkung besteht darin, daß die Rollen sich sozusagen ausgleichen, d. h. sie nehmen selbsttätig verschiedene Winkelstellungen ein, so daß die Gleichungen R¹, R² = R³, R¹ und r\ r² = r^s, r⁴ in allen Punkten bei der Präzessionseinstellung auf höhere oder niedrigere Geschwindigkeitsübersetzungsstellungen befriedigt werden.

Um diesen- selbsttätigen Ausgleich zu erreichen, bei dem die Rollen relativ zueinander um die Scheitel ihrer kegelförmigen inneren Flächen schwingen, sind sie so angeordnet, daß, wenn sie präzessieren, sie sich selbst (quer zu ihren Drehungsachsen) unabhängig voneinander verstellen können. Zu diesem Zwecke ist der Träger für jedes Rollenpaar in der Längsrichtung in zwei Teile gespalten, to so daß dieselben sich relativ zueinander verstellen können, wenn eine Rolle mehr als die andere präzessiert. Der zweiteilige Träger für ein Rollenpaar kann natürlich als zwei Träger angesehen werden, die in der gleichen Unterstützung angeordnet sind.

Es können verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, um die anfängliche Verstellung der Rollen zu bewirken und die sich ergebende Präzession zu überwachen, beispielsweise die in dem obenerwähnten früheren amerikanischen Patent 1 698 299 beschriebenen Vorrichtungen. Oder die Präzession kann eingeleitet werden, indem man die Rollenträger in einer Ebene quer zu der Achse der Scheiben dreht.

In Fig. 4, die ein Schnitt durch das Getriebe in einer Ebene in der Mitte zwischen den beiden Scheiben ist, ist 20 ein Steuerarm, der nach außen durch eine Umfangsnut 21 in dem Gehäuse 22 hindurchgeht und an seinem inneren Ende mit einem Schrauben-zahnrad 23 verbunden ist, das drehbar um die Achse 24 angeordnet ist. Wenn die Rollen und Rollenträger genau gleich sind, wird es genügen, im einzelnen die im Schnitt auf der rechten Seite der Figur dargestellten zu beschreiben. Der Halter 25 ist drehbar in den oberen und unteren bogenförmigen Schuhen 26, 27 angeordnet, die in bogenförmigen, an dem Gehäuse 22 befestigten Führungen 28, 99 verstellbar sind. Auf dem Halter ist ein Segmentschraubenzahnrad 30 (vgl. auch Fig. 5), das mit dem Schraubenzahnrad 23 in Eingriff steht. An dem Ende jedes Arms des Halters ist eine kugelförmige Aussparung, diese enthält einen Körper 31, der als Halbkugel ausgebildet ist. Zwischen den beiden Halbkugeln ist der gespaltene Träger, der aus zwei Teilen 32^s, 32^s besteht, deren obere und untere Enden in die Aussparungen des Halters eingepaßt sind. Die sich begegnenden Oberflächen an den Enden der beiden Teile sind abgeschrägt, so daß sie einander längs Messerkanten berühren, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, und sie sind daher imstande, auf den Messerkanten relativ zueinander zu schwingen. Die Rollen sind mittels Kugelschublagern auf Zapfen 33, 34 befestigt, die in den Trägerteilen 32", 32* verstiftet und abgeschrägt sind, so daß sie sich treffende Messerkanten bilden, wie in Fig. 6 dargestellt.

Diese Messerkanten sind mit denen auf den Trägerhälften ausgerichtet und ein wenig flacher als die letzteren, so daß die beiden mit verschiedenen Geschwindigkeiten sich drehenden Rollen sich einander dicht bei ihrer verschiedenen Schwingbewegung nähern, aber nicht in wirkliche Berührung kommen können. Der Zapfen 34 ist auf jeder Seite an seinem dem Halter 25 nächsten Ende flach ausgebildet und bildet einen Keil 35, der in eine senkrechte Nut 36 des Halters 25 ragt und eine senkrechte Bewegung des Zapfens und des Trägers 32* ohne eine relative Schwingbewegung gestattet.

Nimmt man an, daß die Scheibe 10 nach der Fig. 4 sich in der Richtung der Pfeile bewegt, so nehme man an, daß der Steuerarm dem .Uhrzeiger entgegen geschwungen wird. Wegen des kräftigen Reibungswiderstandes, der den Rollen entgegenwirkt, können die Halter 25 sich nicht in den Schuhen 26, 27 drehen. Anstatt dessen wird der Halter rechts im Uhrzeigersinne und der andere dem Uhrzeiger entgegen gedreht, indem die bogenförmigen Schuhe in ihren entsprechenden Führungen 28, 29 gleiten. Da die beiden Rollen auf gegenüberliegenden Seiten der Mittellinie liegen, an die der Halter sich dreht (diese Mitte ist der Mittelpunkt der bogenförmigen Schuhe und Führungen), so wird die Rolle 15 ein wenig angehoben und die Rolle 14 ein wenig gesenkt, indem die beiden Hälften der Träger auf ihren sich berührenden Messerkanten sich verschieben. Die Rollen 14 und 15 beginnen jetzt entgegen dem Uhrzeiger zu präzessieren (wie es oben gezeigt wurde), und die Rollen 16, 17 beginnen im Uhrzeigersinne um ihre Präzessionsachsen zu präzessieren, die mit den Messerkanten zusammenfallen, auf denen die Träger einander, wie in Fig. 5, berühren. Wenn die Rollen 14, 15 präzessieren, so hat die daraus sich ergebende Schwingbewegung des Segmentschraubenrades 30, das mit dem Schraubenzahnrad 23 kämmt, die Wirkung, den Halter zurück aus seiner gedrehten in seine normale lotrechte Stellung zu schrauben. Wenn diese Rückstellbewegung Platz greift, senkt sich die Rolle 15, und die Rolle 14 steigt, indem die beiden auf gegenüberliegenden Seiten der Mitte sind, um die der Halter, wie oben beschrieben, sich dreht. Diese relativen Bewegungen würden aber nicht immer gleich sein, außer für die kugelförmigen Ausgleicher 31. Wenn daher der Träger 32^s beispielsweise sich zu senken sucht, so kann er es nur durch Schwingen der kugelförmigen Ausgleicher tun, die ihrerseits den anderen Träger 32« in der entgegengesetzten Richtung verstellen. So kann keine Ver-Stellbewegung eines der beiden ohne eine ausgleichende Bewegung des anderen eintreten.

Wenn daher die nach unten sich bewegende Rolle 15 (bei der beschriebenen dem Uhrzeiger entgegen erfolgenden Rückstellbewegung infolge der Schraubenwirkung derSchraubenzahnräder infolge der Präzession der Rollen) sich ihrer Gleichgewichtslage nähert, in der ihre Drehachse die Achse der Scheiben schneidet, so muß die Rolle 14 sich nach oben in ihre Gleichgewichtslage bewegen und gleichzeitig mit der Rolle 15 zu präzessieren aufhören. Man kann daher sagen, daß die beiden Rollen in dem Halter schweben, und ihr selbsttätiger Ausgleich, durch den die Rollen die relativen Verstellbewegungen ihrer betreffenden Trägerhälften ausgleichen, ,findet trotz etwaiger geringer Ungenauigkeiten in der Herstellung oder Einpassung der Teile statt. Es leuchtet ein, daß die Rollen des anderen Paares in ähnlicher Weise arbeiten.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι . Reibräderwechselgetriebe mit in halbkreisförmigen oder ähnlichen Ringnuten zweier in gleicher Achse liegender Reibscheiben verstellbar angeordneten Reibrollen, dadurch ·gekennzeichnet, daß jede Reibrolle aus zwei nebeneinanderliegenden Rollen (14, 15 bzw. 16, 17) besteht, die relativ zueinander längsbeweglich und schwingbar gelagert sind.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgleicher, z. B. lose zwischen die Rollenträger (32^s, 32^s) geschaltete Halbkugeln (31) vorgesehen sind, die bei Ortsveränderung einer Rolle eine entgegengesetzt gleiche Ortsveränderung der anderen Rolle bewirken und dadurch die Last zwischen den Rollen jedes Paares ausgleichen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen