DE596219C - Reibraederwechselgetriebe mit in kreissegmentfoermigen Ringnuten zweier in gleicher Achse liegender Reibscheiben verstellbar angeordneten Reibrollen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN ΑΠ 3. MAI 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 596219 KLASSE 47h GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. August 1929 ab

ist in Anspruch genommen.

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

Bei solchen Getrieben wird die Übersetzung durch Präzession der Rollen verändert.

Zur Herbeiführung dieser Präzession sind bei einer bekannten Ausführungsform die Rollenträger auf Schraubenspindeln verstellbar. Dies ermöglicht nur eine geradlinige Verstellung, ergibt ziemlich viel Reibung und bei Verteilung mehrerer Rollen um eine Welle herum eine etwas unbequeme und sperrige Anordnung.

Durch die Erfindung wird insofern Abhilfe geschaffen, als die Rollen durch Schwingen gestützt werden, die zwecks Einleitens von Präzession die Rollen längs der Präzessionsachse verlagern und um eine durch die Berührungspunkte zwischen den Rollen und Scheiben hindurchgehende Achse kippen und schwingbar in oder wesentlich in einer zu den Ebenen der Scheiben parallelen Ebene gelenkig gelagert sind.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsmittelschnitt durch das Getriebe in einer senkrechten Ebene. In dem hier dargestellten Getriebe sind drei konaxiale Reibscheiben und zwei Sätze von Planetenreibrollen verwendet. Der klaren Darstellung wegen fehlen einige Teile, die in anderen Figuren dargestellt sind.

Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1; er zeigt die Anordnung eines Reibrollensatzes.

Fig. 3 ist ein Schnitt einer Einzelheit in größerem Maßstabe nach der Linie 3-3 der Fig. 2. Er zeigt einen der Rollenträger, in dem die Rollen befestigt sind, und die Rollenblöcke, in denen die Träger gelagert sind, so daß sie (und die Rollen mit ihnen) um Achsen in einem Winkel zu den Achsen schwingen können, um die sich die Rollen drehen. Diese Figur veranschaulicht auch eine bequeme Art, den Rollenträger mit seiner Präzessionsachse geneigt zu der Ebene zu befestigen, in der die Rolle sich in Planetenanordnung um die Achse der Scheibe dreht.

Fig. 4 ist eine Einzelansicht mit dem Blick auf die hintere Seite der Fig. 2, eines der Schwingkörper, in denen die Zapfenblöcke für die Rollenträger befestigt sind.

Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4.

Fig. 6 ist ein Endschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 1; er zeigt die Vorrichtung zum Kippen der Schwingglieder, in denen die Rollenträger befestigt sind, um die Träger in Linie mit ihren Präzessionsachsen zu verstellen, um die Rollen präzessieren zu lassen und hierdurch die Geschwindigkeitsübersetzung des Getriebes zu regeln.

Fig. 7 ist eine Einzelheit mit dem Blick in

Richtung des Pfeiles der Fig. 6; er zeigt die Nockenringe und den Arm oder die Rolle, die vorgesehen ist, um einen Ring relativ zu dem anderen zu verstellen.

Fig. 7a ist der Fig. 7 ähnlich; sie zeigt indessen eine abgeänderte Form, bei der die Ringe zwangsläufig relativ zueinander in beiderlei Richtung verstellt werden können. Fig. 8 ist ein schematischer Schnitt in derselben Ebene wie Fig. 2; er zeigt die Präzession der Rollen, wenn die Träger längs ihrer Präzessionsachsen verstellt werden.

Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. ι; er zeigt die Anordnung des zweiten Satzes von Planetenrollen.

Fig. 10 ist ein Schnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 9.

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht; sie stellt das ausgleichende Prinzip dar, durch das die Belastung auf einen Satz von Rollen gleichmäßig unter die Rollen verteilt werden kann.

Fig. 12 ist ein Schaubild; es veranschaulicht das ausgleichende Prinzip, durch das die Belastung auf beide Rollensätze gleichmäßig zwischen die Sätze verteilt werden kann.

Fig. 13 ist ein Schnitt (mit dem Blick nach rechts) auf eine Ebene unmittelbar zur Linken des Rollenträgers 52 und des Schwinggliedes 158 der Fig. 12.

In den Figuren sind die Triebscheiben 10, 11 auf die Triebwelle 12 aufgekeilt und auf ihren inneren Flächen mit kreissegmentförmigen Ringnuten 13, 14 versehen, und zwischen den beiden Scheiben ist eine Büchse 13° relativ zu der Welle drehbar. Die mittlere Scheibe 15 ist auf der Büchse drehbar und trägt auf ihren beiden Flächen kreissegmentförmige Ringnuten 16, 17 von demselben Radius wie die Nuten 13, 14. Zwischen den Scheiben 10 und 15 sind drei Reibrollen 18, 19, 20, die den ersten Rollensatz bilden und um I2o° zwischen ihren Mitten gemäß Fig. 2 voneinander entfernt sind. Angenommen, die Welle 12 und, die Scheibe 10 drehen sich in der Richtung des Pfeiles in Fig. 1 und die Scheibe 15 ist auf der Büchse 13 drehbar, so erkennt man, daß die Scheibe 15 entgegen dem Uhrzeiger gedreht wird, wenn man von links aus sieht. Die Rollen sind drehbar in Trägern 21, 22, 23 befestigt; diese sind an ihren Enden mit Lagerzapfen 24 (Fig. 3, 8) versehen, auf denen sie in Lagern schwingen können, wie nachstehend beschrieben wird.

In Fig. 8 stellt α eine Ebene dar, die die Scheibenachse enthält und normal die Drehungsachse der Rolle 19; die beiden Achsen sind daher konplanar. Erinnert man sich, daß die Scheibe 10 zwischen dem Beobachter und der Figur liegt, und daß die Scheiben 10 und 15 gleichachsig sind, so erkennt man, daß, wenn, die Rolleiiachse konplanar mit der Achsld der Scheiben ist, die auf die Rolle wirkenden Reibungskräfte senkrecht zu der Ebene α sind und keine Wirkung auf die Rolle haben, außer daß sie sie in einer festen Lage drehen. Angenommen aber, die Rolle wird in die in der Figur dargestellte Lage verstellt. Die augenblickliche Geschwindigkeit des Berührungspunktes der Scheibe 15 an der Rolle (an dem entfernten Ende des Durchmessers b der Rolle) kann jetzt ihrer Richtung, wenn auch nicht notwendig ihrer Größe nach durch den Pfeil c dargestellt werden, der eine Tangente an den mit der Scheibe konzentrischen Kreis k ist. In ähnlicher Weise stellt der Pfeil e die augenblickliche Richtung der Geschwindigkeit des Berührungspunktes zwischen der Scheibe 10 und der Rolle dar, d. h. die beiden Beruhrungspunkte bewegen sich in dem Augenblick in den Richtungen c und e relativ zu der Achse der Scheiben. Zerlegt man c in zwei zueinander rechtwinklige Komponenten f und h, von denen die eine auf der Ebene a senkrecht und die andere zu ihr parallel ist, und zerlegt man e in ähnliche Komponenten g und i, so erkennt man, daß die 'Komponenten g und f die Geschwindigkeiten der Berührungspunkte um die Drehachse der Rollen sind, und daß die Komponenten h und i die Geschwindigkeiten der Berührungspunkte um die Achse der Träger sind. Das bedeutet, daß, wenn die Rolle in ihrem Träger sich dreht, sie auch auf der Trägerachse schwingt. Wenn daher die Rolle aus ihrer normalen Lage verstellt wird, in der ihre Achse die Scheibenachse (sie ist damit konplanar) schneidet, so werden die auf die Rolle wirkenden Reibungskräfte die Rolle präzessieren no lassen, das ist, daß sie einen spiraligen Weg auf jeder Scheibe beschreibt und sie selbst und der Träger auf der Trägerachse schwingen. Wenn die Scheiben sich in den vorstehend angegebenen Richtungen drehen, die Scheibe 10 im Uhrzeigersinne und die Scheibe 15 entgegen dem Uhrzeiger, wenn man in Fig. ι von links aus sieht, so wird die Verstellung der Rolle aus der Ebene a (Fig. 8) nach links die Rolle im Uhrzeigersinne schwingen lassen, wie in Fig. 1 gesehen, und die Verstellung aus der Ebene nach rechts

wird ein Schwingen entgegen dem Uhrzeiger veranlassen. Im ersten Falle wird die Übersetzung zwischen den Scheiben 15 und 10 herabgesetzt werden und bewirken, daß die Scheibe sich langsamer dreht, und im zweiten Falle wird die Übersetzung vergrößert werden. Die Präzessions- und Schwingbewegungen der Rolle und des Trägers werden auch eintreten, wenn die Scheibe 15 feststeht und die Rollen sich in Planetenanordnung um die Scheibenachse drehen. Mit kurzen Worten, die Präzession und die daraus folgende Änderung der Geschwindigkeitsübersetzung ergeben sich aus einer relativen Bewegung der Scheibe und der Rollen um die Achse der ersteren. Offenbar sollten alle Rollen des Satzes entsprechend verstellt werden. Wenn beispielsweise die Rolle 19 der Fig. 2 nach links verstellt wird, d. h. im Uhrzeigersinne mit Bezug auf die Achse der Scheiben, so sollten die Rollen 18 und 20 im Uhrzeigersinne verstellt werden, damit alle dieselbe Geschwindigkeitsübersetzungslage einnehmen.

Eine geeignete Anordnung der Rollenträger 21, 22 und 23, damit die Planetenbewegung derselben und die Verstellung der Träger quer zu den Rollenachsen eine Präzession und daraus folgende Änderung der Geschwindigkeitsübersetzung bewirken können, wie oben beschrieben, ist in den Fig. 2, 3, 4 und S dargestellt. Auf der drehbaren Büchse 13° (Fig. 1) ist ein Speichenkranz aufgekeilt. Derselbe besteht aus drei Armen 25 im Abstand von 120° voneinander und aus einem Ring 26, der mit den Armen nach dem Zusammenbau der Schwingglieder und Träger verbunden wird. In 27 ist an jedem Arm ein Schwingglied drehbar. Dasselbe besteht aus einer vorderen Platte 28 und einer hinteren Platte 29, die durch Rippen 30 miteinander verbunden sind und im Abstand angeordnet sind, so daß sie. auf dem Speichenkranzarm reiten, wie in Fig. 4 und ,5 dargestellt. In den Seitenkanten der Schwingglieder sind Aus-

sparungen 31 zur Aufnahme der Lager oder Zapfen 32 der Zapfenblöcke 33, in die die Lager 24 der Rollenträger eingesetzt werden. Die Rollenträger werden daher annähernd in der Ebene des Speichenkranzes und zwischen den Armen desselben gehalten. Die vorderen Schwinggliederplatten 28 haben Finger 34, die radial nach innen gehen und mit Kugelenden in Aussparungen eines Ringes 35 eingreifen, der die Welle 12 lose umgibt. Wenn dem Ring 35 eine geringe Drehbewegung, beispielsweise im Uhrzeigersinne der Fig. 2,' erteilt wird, so werden die Finger 34 dem Uhrzeiger entgegen geschwungen und drehen hierdurch die Schwingglieder 28, 29 auf ihren Zapfen und verstellen daher die Rollenträger dem Uhrzeiger 'entgegen mit einem sich daraus ergebenden Schwingen der Rollenträger in ihren Zapfenblöcken 33.

Um die geringe Drehung des Ringes 35, wie oben beschrieben, hervorzurufen, hat der Ring drei radiale Arme 36 (Fig. 2 und 5). Diese sind nach außen mit einem trommeiförmigen Ring 37 verbunden, der in Fig. 1 dargestellt ist und nach links über die Scheibe 10 hinausragt und Nockenkanten 38 trägt. An dem Ring 26, der durch die Speichenkranzarme 25 getragen wird, sitzt ein ähnlicher Ring oder eine Trommel 39. Diese umschließt den Ring 37 und hat geneigte Kurvenkanten 40, die die geraden Kurvenkanten 38 der anderen kreuzen. Mit den Kurvenkanten arbeiten zwei Zylinderrollen 41- zusammen, die durch Arme 42 (Fig. 6 und 7) gehalten werden. Diese gehen radial von einem Ring 43 nach außen, der drehbar, aber nicht verschiebbar auf einer Nabe 44 ist, die axial auf der Welle 12, jedoch ohne Drehbarkeit verstellt werden kann. Wenn die Nabe 44 nach rechts gemäß Fig. 1 verstellt wird, wird der Ring 37 im Uhrzeigersinne relativ zu dem Ring 39 gedreht, oder, was dasselbe bedeutet, der Ring 39 wird entgegen dem Uhrzeiger gedreht. Wenn die Nabe 44 nach links verstellt wird, so dreht der Ring 37 sich entgegen dem Uhrzeiger. Auf diese Weise wird dem Ring 35 (Fig. 2) die geringe erwünschte relative Drehbewegung erteilt, um eine Präzession der Rollen und eine daraus sich ergebende Änderung der Geschwindigkeitsübersetzung, wie oben beschrieben, hervorzurufen. Die Nabe 44 wird willkürlich nach beiden Richtungen durch eine Stange 45 verstellt, die an einem Arm 46 auf der Nabe befestigt ist. Die Arme 42 (oder allgemein die Steuerung) können die Träger nur in der Richtung verstellen, die 1°° einen Wechsel auf eine höhere Geschwindigkeitsübersetzung bewirkt, weil sie eine Nockenwirkung nur in dieser Richtung ausüben können. Ein Herunterwechseln, nämlich auf eine niedrigere Übersetzung, wird alsdann i°5 durch den der Kraftübertragung entgegenwirkenden Reibungswiderstand hervorgerufen. Um dieses Herunterwechseln herbeizuführen, braucht man nur die Kraft zu verringern, die eine Außenbewegung des Armes 46 verhindert. Will man den Wechsel auf eine niedrigere Übersetzung zwangsläufig ausführen, so können die Ringe mit gekreuzten Nuten 38°, 40« für die Rollen 41, wie beispielsweise in Fig. 7 a, versehen werden. ■ "5

Der zweite Satz der drei Planetenrollen 49, 50, 51 (Fig. ι und 9) ist in Trägern 52 angeordnet; diese sind in Zapfenblöcken 53 gelagert, die von Schwinggliedern 54 getragen werden, die auf den Armen 55 eines dreiarmigen Speichenkranzes reiten. Letzterer ist auf dem rechten oder hinteren Ende der

Büchse iß« befestigt. Diese Schwingglieder ähneln den entsprechenden der Fig. 2 und sind in den Gelenken 54« an den Armen 55 drehbar. Aber an den Schwinggliedern 54 fehlen die radialen Finger 34 der Schwingglieder 28, und der Speichenkranz hat keinen Rand oder Ring, der dem Ring 26 entspricht. An Stelle dessen befindet sich rund um die Speichenarme 55 ein schwebender Ring 56 mit Ösen to 58⁰. Diese gehen nach innen zwischen die vordere und hintere Platte der Schwingglieder und tragen Stifte 58, die in radialen Nuten 58⁶ der Schwinggliederplatten arbeiten, wie in Fig. 10 dargestellt. Man erkennt nun, daß eine relative Drehbewegung zwischen den Speichenarmen 55, auf denen die Schwingglieder 54 drehbar sind, und dem schwebenden Ringe 56, an dem die Ösen 58« befestigt sind, die Schwingglieder sich drehen läßt; hierdurch werden die Rollenträger verstellt und eine Präzession der Rollen hervorgerufen, wie es oben in Verbindung mit dem ersten Rollensatze beschrieben ist. Die erforderliche relative Drehung des Ringes und des Speichensatzes, um eine Verstellung der Rollen und eine Präzession derselben in Übereinstimmung mit den Rollen des ersten Satzes hervorzurufen, folgt selbsttätig der Verstellung der Rollen des ersten Satzes, wie unten beschrieben werden soll. Da der erste Satz derjenige ist, der willkürlich eingestellt wird, um die Übersetzung des Getriebes zu regeln oder zu steuern^ so kann er als der "Steuersatz bezeichnet werden.

Auf die Fig. 1 zurückkommend, ist die Antriebswelle in dem Ende der gleichachsig angetriebenen Welle 63 gelagert. Diese dreht sich in einer Büchse 64, die in einem Schublager 64° in der hinteren Wand des Getriebegehäuses 65 drehbar ist. Auf diese Büchse ist die Nabe 66 einer Trommel 67 aufgekeilt, die nach vorn (nach links) sich erstreckt und mit Zähnen ausgerüstet ist, die nach Art einer Klauenkupplung mit ähnlichen Zähnen der mittleren Reibscheibe 15 zusammen arbeiten. Die Trommel kann axial in oder außer Eingriff mit der Scheibe durch eine Steuerstange 68 gebracht werden, die an dem Arm 69 einer in eine Nut 70 der Nabe 66 eingreifenden Gabel befestigt ist. Auf der Büchse 64 ist außerhalb des Gehäuses 65 eine Bremstrommel 71 befestigt. Diese ist von einem Bremsband 72 umgeben, das auf der Trommel durch eine nicht dargestellte Einrichtung von Hand oder vorzugsweise durch eine später beschriebene, mit Druckflüssigkeit bewegte Vorrichtung festgezogen werden kann, um die Scheibe 15 anzuhalten und eine Drehung derselben zu verhindern.

Nimmt man an, daß das Bremsband 72 (Fig. 1) gelockert ist und die Scheibe 15 sich daher frei drehen kann, und daß die Reibungsrollen mit der getriebenen Welle 63 verbunden sind, so erkennt man, daß die Drehung der Antriebsscheiben 10, 11 in Richtung des Pfeiles auf der Antriebswelle 12 die mittlere Scheibe 15 in entgegengesetzter Richtung in Drehung versetzt. Wenn jetzt das Bremsband 72 auf der Bremstrommel 71 angezogen wird, so wird die drehende Scheibe 15 sich verlangsamen; die Planetenrollen werden sich zu drehen beginnen und die Belastung zum Anlauf bringen; Wenn das Bremsband weiter angezogen wird, wird die mittlere Scheibe zur Ruhe gebracht, und die Planetenrollen treiben alsdann die Last mit der Geschwindigkeit, auf die die Rollen durch die bereits beschriebene Präzession eingestellt worden sind.

Die erforderliche Verbindung zwischen der getriebenen Welle 30 und den Planetenrollen wird durch eine Trommel 75 (Fig. 1) geschaffen. Diese hat Kupplungszähne, die mit ähnlichen Zähnen an der vorderen (linken) Kante des schwebenden Ringes 56 kämmen können. Die Trommel 75 wird von einer Nabe 76 getragen, die auf die angetriebene Welle aufgekeilt ist, so daß sie axial auf derselben verschoben werden kann, um in die Zähne des Ringes 56 oder ähnliche Zähne der Scheibe 15 einzugreifen oder eine zwischengelegene neutrale Stellung einzunehmen. Die Nabe 76 ist mit der Trommel 67 durch einen kreisförmigen Flansch 77 der letzteren verbunden, der in eine kreisförmige Nut der Nabe eingreift. Die beiden Trommeln 67, 75 werden daher gleichzeitig durch die Stellstange 68 verschoben; können sich aber unabhängig voneinander drehen.

An dem äußeren Ende der getriebenen Welle 63 ist mittels Feder eine Brems- oder Kupplungsscheibe 78 befestigt. Diese kann mit der Bremstrommel 71 in und außer Eingriff gebracht werden durch eine Gabel 79, die in einer Nut 80 der Nabe der Scheibe arbeitet. Wenn diese Kupplung mit der Trommel

71 in Eingriff gebracht und das Bremsband

72 gelockert wird, damit die Scheiben 71 und 15 sich drehen können, so wird die Welle 63 mit der Büchse 64 gekuppelt. Da die Trommel 67 (durch ihre Kupplungszähne) mit der no Scheibe 15 gekuppelt ist und die Trommel 75 in ähnlicher Weise mit dem Ring 56 gekuppelt ist, so wird die angetriebene Welle sowohl mit den Planetenrollen als auch mit der mittleren Scheibe 15 gekuppelt. Die Rollenträger können sich daher nicht auf der Scheibe 15 verstellen, außer um den geringen Betrag, der durch die Zapfenbewegung der Schwingglieder zugelassen wird, in denen sie befestigt sind. Falls kein Schlupf zwischen den treibenden Scheiben 10, 11 und den Rollen vorhanden ist, müssen die drei Scheiben und die

zwischenliegenden Rollen sich als eine Einheit mit derselben Geschwindigkeit wie die treibenden Scheiben und die treibende Welle drehen und mit ihnen die getriebene Welle 63. Dies ergibt einen unmittelbaren Antrieb. Die geringe zulässige Verstellung der Träger, die oben erwähnt ist, ist wichtig, weil sie einen selbsttätigen Wechsel aus dem unmittelbaren Antrieb zuläßt.

Die getriebene Welle 63 dreht sich dabei in derselben Richtung wie die treibende Welle 12. Um eine Umkehr zu erhalten (wenn die getriebene Welle in Ruhe und die Rollen daher in der niedrigsten Übersetzungsstellung sind), braucht man nur die Trommeln 67 und 75 nach links zu verstellen; hierdurch, bringt man die Kupplungszähne der Trommel 67 in Eingriff mit den Zähnen des Ringes 26 und die Zähne der Trommel 75 mit ähnlichen Zähnen der Scheibe 15. Zieht man darauf das Bremsband 72 an, so" werden die Rollen an einer Drehung um die Scheibenachse gehindert; daher wird die jetzt mit der getriebenen Welle gekuppelte Scheibe 15 in entgegengesetzter Richtung zu der'treibenden Welle 12 gedreht.

Nach den Fig. 1, 2 und 8 hat die Drehmomentreaktion der Last das Bestreben, die Rollen ständig in einer Richtung zu verstellen, die eine Präzession auf eine niedrigere -Übersetzung bewirkt. Diesem Bestreben wirkt die Kraft entgegen, die auf die Rollenträger in der entgegengesetzten Richtung durch die Rollen 41, die Arme 42, den Arm 46 usw. in den Fig. 1 und 6 ausgeübt wird. Wenn diese Kraft gerade die Belastungsreaktion ausgleicht, wird keine Verstellung der Rollen und daher kein Wechsel der Geschwindigkeitsübersetzung eintreten. Wenn der Führer die Kraft großer als das Drehmoment macht, werden die Rollen in der zum Wechsel auf eine höhere Übersetzung notwendigen Richtung verstellt werden. Wird sie kleiner gemacht, oder wird die Drehmomentreaktion aus irgendeinem Grunde größer, so werden die Rollen selbsttätig in die Richtung verstellt werden, die eine Präzession auf eine niedrigere Übersetzung bewirkt.

Zur Bewegung der verschiedenen Steuerungen werden vornehmlich Druckflüssigkeitsvorrichtungen verwendet. Solche Vorrichtungen unter Verwendung von Öl als Druckflüssigkeit sind besonders geeignet, da das für die Schmierung des Getriebes erforderliche Öl hierfür benutzt werden kann. Geeigneter Druck wird durch eine Pumpe geliefert, die durch das Getriebe oder die Maschine oder einen anderen Hauptantrieb bewegt wird, der das Getriebe antreibt. Besonders wenn das Getriebe in einem Kraftfahrzeug zwischen der Maschine und den Antriebsrädern des Wagens benutzt wird, wird die Bewegung der Steuervorrichtungen von dem Druck des Öls abhängig gemacht und der Öldruck wiederum von der Geschwindigkeit der Maschine. Soweit der Führer des Wagens in Betracht kommt, braucht er dann nur zum Anfahren des Wagens (unter der Annahme, daß die Maschine leer läuft) nur die Drossel ein wenig zu öffnen. Alsdann wird eine Regelung der Drosselöffnung selbsttätig die geeigneten Wechsel der Geschwindigkeitsübersetzung hervorbringen, während er zum Anhalten des Wagens nur die Drossel auf Leerlaufgeschwindigkeit schließt und die Bremsen anzieht. Die weitergehende Drehung der Scheiben und Rollen indessen sichert es infolge ihrer Verbindung mit der Maschine, daß die Rollen auf die niedrige Geschwindigkeitslage gebracht werden, wenn immer der Wagen angehalten wird. Die Umkehr des Getriebes ist alsdann die einzige Operation, die nicht selbsttätig auf eine geeignete Änderung der Drosselöffnung folgt.

Es genügt hier festzustellen, daß normal die rollenden Achsen der Reibrollen die Achse der Scheiben schneiden und daß die Reibrollen in einer solchen Lage in Gleichgewichtsstellung sind. Für einen Geschwindigkeitswechsel werden die Rollen quer zu ihren rollenden Achsen durch die Kippbewegung der Schwingglieder in der bereits beschriebenen Art bewegt. Diese Querbewegung hat zur Folge, daß die Rollenachsen und die Scheibenachse sich nicht mehr schneidien; die Rollen sind daher nicht mehr in Gleichgewichtslage und beginnen zu präzessieren, bis jene Achsen sich nochmals schneiden und die Rollen nochmals in Gleichgewichtslage, aber in einem neuen Winkel mit Bezug auf die Achse der Scheiben sind. Der Präzessionsgrad ist proportional zu der Querverstellung der Reibrollen. Je größer daher die Verstellung der Rollen, hervorgerufen durch das Kippen der Schwingglieder., ist, um so größer ist die Präzession und die Geschwindigkeitsänderung.

Eine Präzession kann auch bewirkt oder eingeleitet werden durch die Schwingglieder, die die Rollen um eine Achse durch die Berührungspunkte zwischen den Rollen und den Scheiben verstellen, und zwar in folgender Weise:

Unter Bezugnahme auf Fig. 13 ist es manchmal erwünscht, den Radius f und die Präzessionsachse η in rechtem Winkel zueinander zu haben, da man eine mehr geradlinige Bewegung der Rollenträger erhält, wenn die Schwingglieder geschwungen werden. Bei dieser Winkellage haben die Rollen die größte Empfindlichkeit auf ein Drehmoment, und daher besteht ein größter Widerstand gegen die Verstellung der Rollen, um einen Wechsel

auf eine höhere Übersetzung herbeizuführen. Wenn der Schwingzapfen 27 weiter von der Scheibenachse entfernt angeordnet wird, indem man den Winkel zwischen η und / kleiner als 90⁰ macht, wird die Drehmomentempfindlichkeit herabgesetzt, und sie verschwindet, wenn der Zapfen in dem Schnittpunkt des Radius e und der Präzessionsachse ist. In solcher Lage besteht eine geringste ίο Verstellung des Rollenträgers (längs oder parallel mit der Präzessionsachse), wenn die Schwingglieder geschwungen werden; statt dessen werden die Träger um eine Achse gekippt, die durch die Berührungspunkte der Rolle und der beiden Scheiben hindurchgeht. Wenn die Trägerachsen, d. h. die Präzessionsachsen, geneigt sind, wird trotzdem die vorteilhafte Zuordnung der Steuerstellung und der Übersetzungsstellung noch erreicht werden. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß, abhängig von der relativen Stellung des Zapfens und des Punktes, in welchem die Rollen mit den Schwinggliedern verbunden werden, eine oder die andere der beiden eine Präzession ²S herbeiführenden oder einleitenden Bewegungen bis zu einem solchen Grade vorherrschen kann, daß für praktische Zwecke die andere Bewegung vernachlässigt werden kann oder eine Kombination der beiden Bewegungen benutzt werden kann.

Zwei vorteilhafte Merkmale bleiben zu beschreiben, die mit den Schwinggliedern verbunden sind. Eines ist die Ausgleichung der Last zwischen oder unter -den Reibrollen eines Satzes, und das andere ist "die Ausgleichung der Last zwischen oder unter den Sätzen. Das erstere sichert es, daß jede Rolle ihren vollen Arbeitsanteil leisten wird, und das zweite, daß jeder Satz seinen vollen Anteil leistet. Für diesen Zweck ist es wichtig, daß die Steuerung des Übersetzungswechsels drehmomentempfindlich ist, d. h. daß der Widerstand gegen eine Geschwindigkeitsänderung direkt proportional zu der Last oder dem zu übertragenden Drehmoment ist oder sich wie eine direkte Funktion desselben ändern soll.

Ein wichtiger Vorteil der Ausgleichung ist ein selbsttätiger Ausgleich von Herstellungsungenauigkeiten. Wenn es möglich oder ausführbar wäre, eine vollständige Ausrichtung und Abstandshaltung der Teile auszuführen, könnte eine starre Verbindung zwischen der angetriebenen Welle und den Antriebsvorrichtungen eine gleiche Lastverteilung geben. Da es aber schwierig, wenn nicht tatsächlich unmöglich ist, so sichert die Ausgleichsvorrichtung eine geeignete Lastverteilung ohne Rücksicht auf Herstellungsungenauigkeiten innerhalb der üblichen Toleranzen. Dies ist eine äußerst vorteilhafte Wirkung auf die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Getriebes, da, wenn eine Rolle mehr als ihren Lastanteil aufnimmt, die Drucke zwischen Scheiben und Rollen auf diese Rolle basiert werden müßten, woraus sich eine Verkleinerung der Leistungsfähigkeit ergibt. Wenn daher in einem Satz mit zwei Rollen eine Rolle doppelt soviel Last als die andere aufnimmt, wird die letztere nur halb soviel Arbeit leisten, und die daraus sich ergebende Verringerung der Leistungsfähigkeit wird 25 Prozent oder von dieser Größenordnung sein. Ein weiterer Vorteil in dem Zwillingssatz besteht darin, daß es möglich ist, eine Geschwindigkeits-Wechselsteuerung nur für einen Satz anzubringen, was die Vorrichtung erheblich vereinfacht.

Im Falle von drei Rollen, die in gleichem Winkel um einen gemeinsamen Mittelpunkt angeordnet und einer Belastung unterworfen sind, kann der Ausgleicher die Form eines schwebenden Ringes oder einer Speichenanordnung mit drei Unterstützungspunkten annehmen. Dies ist etwas schematisch in Fig. 11 dargestellt. In dieser kann der Ausgleicher 150 in der Form einer dreiarmigen Speiche eine geringe schwebende Bewegung um eine Achse 151 haben, und er wird einem durch die Pfeile angedeuteten Drehmoment unterworfen. Diesem Drehmoment setzen drei Stifte *5²s ^τ53> ϊ54 Widerstand entgegen, die durch die Aussparungen an den Enden der Ausgleicherarme umfaßt'werden. Man nehme an, daß infolge einer Ungenauigkeit der Herstellung oder aus irgendeinem anderen Grunde einer der Stifte, z. B. 152, in die mit 152« oder 152⁶ bezeichnete Stellung verstellt ist. In diesem Falle kann der Ausgleicher eine drehende Verstellbewegung um einen außerhalb gelegenen augenblicklichen Mittelpunkt 155 ausführen und sich hierdurch in die Stellungen der Stifte einstellen und die Last mit wesentlicher Gleichheit während und nach der Verstellung des Stiftes 152 verteilen. Augenscheinlich wird derselbe Ausgleich erreicht, wenn die Speichen mit Bezug auf die Welle festgemacht sind und die Stifte durch einen schwebenden Körper getragen werden. Man nehme jetzt an, daß jeder der drei Stifte nach Fig. 11 auf die körperliche Verstellung einer der drei Rollen 18, 19, 20 (Fig. 2) anspricht. Wenn, wie in dem amerikanischen Patent ι 698 229 dargestellt, die Rolle sich in Richtung der Kraft bewegen kann, die auf den Ausgleicher 150 wirkt, wird sie auf eine niedrigere Geschwindigkeitsübersetzung präzessieren und daher eine geringere Kraft auf den Ausgleicher für gegebene Belastungsbedingungen ausüben, während, wenn sie veranlaßt wird, sich in entgegengesetzter Richtung zu bewegen, d. h. gegen die Kraft, die auf den

i6o und Arm i6i verbunden. Der Einfachheit halber ist die Steuerung zur Herbeiführung des Geschwindigkeitsübersetzungswechsels weggelassen, wie auch die mittlere Scheibe und die Mittel, die eine Drehung derselben verhindern. An Stelle der Geschwindigkeitswechseleinrichtung und der Ausgleichsvorrichtung für den ersten Rollensatz ist ein Teil 162 dargestellt, der den ersten Satz in

ίο einer festen Geschwindigkeitsübersetzungslage hält. Da die beiden Speichenanordnungen starr durch die Hohlwelle 13⁰ verbunden sind, müssen sie sich mit derselben Geschwindigkeit drehen. Da ferner die Geschwindigkeitsübersetzung zwischen den zwei Scheiben, mit denen die Reibrolle 50 zusammen arbeitet (Scheibe 11 und die mittlere, nicht dargestellte Scheibe), durch die Lage der Reibrolle 19 bestimmt ist und _ da die Reibrolle 50 frei mit Bezug auf ihre Speichenanordnung schweben kann, um ihre Achse über oder unter die Scheibenachse zu verstellen, mit einer daraus folgenden Präzession, so muß die Rolle 50 sich selbst in denselben Übersetzungswinkel einstellen wie Rolle 19.

Man nehme nun an, daß die getriebene Welle 63 Widerstand begegnet. Dieser wird durch den Arm 159, Stift 160 und Arm 161 dem Schwinggliedei58 übermittelt; es wird das Schwingglied 158 zu schwingen und so eine Aufwärtskraft auf den Rollenträger auszuüben suchen. Wenn diese Kraft den Träger nach oben bewegt, wird die Achse der Rolle über die Scheibenachse gebracht werden (d. h.

außer Schnitt mit derselben), und die rechtsseitige Kante der Rolle in Berührung mit der Scheiben wird sich nach außen in einem spiralförmigen Wege auf der Scheibe bewegen. Aber dies wird die Rolle um die Scheibenachse in schnellerem Grade als vorher drehen lassen, so daß die Rolle sofort in eine neutrale Stellung kommen wird. Sollte die Rolle sich unter die neutrale Lage bewegen, tritt sofort die umgekehrte Wirkung ein, und die Rolle kehrt wieder in ihre neutrale Lage zurück. Da die geringste Verstellung in beiderlei Richtung den beschriebenen Erfolg herbeiführt, so erkennt man ohne weiteres, daß keine Verstellung tatsächlich eintreten wird.

Die Rolle ist daher stabil mit Bezug auf die Reaktion des Schwinggliedes und wird ihre Lage zu der Schedbenacb.se ohne Rücksicht auf die aufgebrachte Last aufrechterhalten, wenn nicht tatsächlich die Last hinreichend groß ist, um die Adhäsion zwischen der Rolle und der Scheibe zu überwinden und so ein "Schlüpfen herbeizuführen. Aus Fig. 13 erkennt man, daß, wenn der Radius h kleiner ' als Radius α ist, der Arm 161 nicht nur eine Abwärts reaktion auf die Rolleso (Fig. 12), sondern auch eine tangentiale Reaktionskraft auf die Speichenanordnuhg 55 ausüben wird, die durch die Welle 13^a und die Speicheranordnung 25 a.uf die Rolle 19 übertragen wird. Wenn daher der Radius b (Fig. 13) geeignet .mit Bezug auf α und d gewählt wird, wird die Last gleichmäßig zwischen beide Rollensätze verteilt werden.

Wenn ferner zwei oder mehrere Reibrollen in gleichmäßigem Abstand vorhanden sind und den zwei oder mehreren Stiften 160 und Armen 161 gestattet wird zu schweben, so wird die Last nicht nur zwischen die zwei Rollensätze, sondern auch zwischen oder unter die Rollen des zweiten Satzes ausgeglichen werden. Das erwünschte Schweben des Ausgleichers kann in beliebiger Weise geschaffen werden. Bevorzugt ist indessen das einfache, in Fig. 9 veranschaulichte Verfahren, bei dem der Ausgleicher (Ring 56) mit den Trägern durch die Zapfen 58 und Nuten 58° verbunden ist. .

Wenn nach Fig. 1 der Wagen mit gelüftetem Bremsband 72 bergab fährt, würde die relative Drehung der Scheiben 10, 11 und 15 entgegengesetzt zu den Pfeilrichtungen sein. Dann läuft die Scheibe 15 mit höherer Winkelgeschwindigkeit als die Scheiben 10, 11, und infolgedessen würden die Rollen von den Scheiben abzulaufen suchen. Um dies zu verhindern, sind die Rollenträger mit Armen 21«, 5ό^α ausgerüstet, die Anschläge 21⁶, 50& auf der Büchse 13« berühren können. Ferner sind einstellbare Anschläge 30", 3ο⁶ auf den Schwinggliedern 28, 29 (Fig. 4) vorgesehen und ähnliche Anschläge 54*, 54^C (Fig. 9), um mit den Ösen 58 zusammen zu arbeiten und zu verhindern, daß die Schwingglieder zu weit durch die Steuervorrichtungen bewegt werden, falls letztere eine derartige übermäßige Bewegung gestatten sollten. Diese Anschläge, die ein übermäßiges Schwingen nach der niedrigen Geschwindigkeitslage verhindern, sind im allgemeinen auf dem treibenden Rollensatz notwendig (nämlich Rollen 49> S⁰J 51 in dem veranschaulichten Getriebe), um den zweiten Satz zu sichern, der seinen Lastanteil aufnimmt, wenn das Getriebe in Umkehrstellung ist, da beim Umkehren die Ausgleichsvorrichtung nicht wirksam ist. Anschlage, die ein übermäßiges Schwingen nach der hohen Geschwindigkeitslage verhindern, sind ferner im allgemeinen auf dem zweiten Satz notwendig.

In verschiedenen älteren Reibungsgetrieben sind die Präzessionsachsen der Getrieberollen parallel zu den Ebenen der Scheiben; man läßt die Rollen präzessieren, nicht indem man die Rollen quer zu ihren Drehachsen verstellt, sondern indem man die Präzessionsachsen in ihrer eigenen Ebene dreht. Dieses Verfahren erfordert es, daß, wenn die Rollen die ge-

Ausgleicher wirkt, sie in der entgegengesetzten Richtung oder nach einer höheren übersetzung präzessieren wird; sie wird daher mehr Kraft ausüben. Man nehme jetzt an, daß in der Mittelstellung der Speiche oder des Ausgleichers 150 die entsprechende Stellung der Rolle, auf welche der Stift 152 anspricht, so ist, daß sie auf eine höhere Geschwindigkeitsübersetzung relativ zu den Rollen zu präzessieren sucht, auf die die Stifte 153 und 154 ansprechen. Der Stift 152 wird daher eine größere Belastung auf die Speichen ausüben als die anderen beiden Stifte. Und da die Speichenanordnung frei schweben kann wegen. ¹S des Spielraums zwischen ihr und der Welle 151, so wird die Rolle die Speichenanordnung in Richtung dieser Kraft bewegen, d. h. nach der mit 152° bezeichneten Stellung, worauf, wie vorher beschrieben, die durch den Stift 152 auf die Speiche ausgeübte Kraft abnehmen wird. Aus der Figur wird es klar, daß diese geradlinigeBewegung der Speichenanordnung die Stifte i'5 3 und 154 je in Richtungen entgegengesetzt zu den Richtungen der Kräfte bewegen läßt, die sie auf die Speiche ausüben, und daher eine Zunahme dieser Kräfte bewirken, bis die Kräfte auf alle drei Stifte gleich sind. Wenn keiner der drei Stifte dieselbe Kraft auf die Speichenanordnung ausübt, so kann die Speiche durch eine geradlinige Bewegung längs irgendeiner geraden Linie die Belastungen auf die drei Stifte ausgleichen, und wenn die Speiche frei schweben kann, wird daher diese Bewegung eintreten. Augenscheinlich ist die Wirkung die gleiche, ob die Speiche direkt mit den Rollenträgern verbunden ist oder ob die Verbindung durch Hebel oder Schwingglieder hergestellt ist. Aus den Fig. 2 und 4 ersieht man, daß die dort dargestellte Bauart das in Fig. 11 veranschaulichte Prinzip verwendet. In den erstgenannten Figuren sind die Schwingglieder 28 und die Rollen 18, 19, 20 dem Drehmoment der Scheibe 10 und dem Reaktionsdrehmoment der getriebenen Welle 63 unterworfen. Die Schwingglieder werden durch den schwebenden Ausgleicherring 35 geschwungen, mit dem die Schwingarme 34 lose verbunden sind. Dieser Ausgleicherring ist mit der Trommel 37 (Fig. 1) durch die Arme 36 verbunden, die in fester Verbindung mit der Nabe 35 sind, welche sich frei in der Querrichtung in allen Richtungen bewegen kann wegen des Spielraums zwischen derselben und der Welle 12, was aus Fig. 4 deutlich zu ersehen ist. Augenscheinlich kann eine Bewegung der Nabe und der Trommel in paralleler Richtung mit den Steuer armen 44 (Fig. 6) frei stattfinden, indem die Trommel einfach auf den Zylinderrollen 41 gleitet; aber im allgemeinen wird eine Neigung der Trommel, sich in anderen Richtungen zu bewegen, eine größere oder geringere Bewegung der Trommel um die Zylinderrollen 41 als Zapfen zur Folge haben, wobei die Nabe 35 sich frei auf den Kugel enden der Arme 34 (Fig. 5) bewegt. Diese Drehbewegung ist teilweise eine Querbewegung der Nabe, weil die Kippachse, d. h. die Zylinderrolle 41, auf dem Steuerarm 42 im Abstand von der Nabe ist. Die ausgleichende Bewegung der Nabe 35, Arme 36 und der Trommel 37, in der die Teile eine größere oder geringere exzentrische Lage mit Bezug auf die Achse 12 annehmen, erfordert nicht irgendeine Drehung eines der drei Teile, sie können tatsächlich gegen eine Drehbewegung durch die Kontrollarme 42 gesichert werden. Um eine exzentrische Bewegung des Ringes 35 und der Speichen 36 zu ermöglichen, ist es notwendig, daß das rechte Ende der Trommel 37 eine ein wenig exzentrische Lage einnimmt. Das linksseitige Ende der Trommel 37 kann eine exzentrische Lage mit Bezug auf die Achse der Zylinderrolle 41 einnehmen, indem sie diese Rollen entlang gleitet, um S5 eine Exzentrizität des rechtsseitigen Endes der Trommel 37 in einem Winkel von 90⁰ zu der der Rollen zu ermöglichen, und infolgedessen kann sie sich auf einer radialen Linie ein wenig mit Bezug auf die Scheibenachsen drehen, indem man die Speichen 36 hinreichend biegsam in einer zu der Scheibenachse senkrechten Ebene macht.

In ähnlicher Weise drehen sich die Trommel 75 und die Scheibe 76, indem man ein geringes Spiel in den Keilfedern und Zähnen läßt, durch die sie mit der Welle 63 bz\v. dem Ring 56 verbunden sind, indem man den Ring 56 eine exzentrische Lage annehmen läßt.

In ähnlicher Weise sind die Reibrollen 49, 50, 51 des zweiten Satzes (Fig. 1 und 9) gelagert, so daß sie auf den Speichen 55 schwebein; sie sind mit dem Ausgleicherring 56 durch Zapfen 58 verbunden, die in radialen Nuten der Schwingglieder 54 greifen, in denen die Träger gelagert sind. Diese Stifte sind an Ösen 58** befestigt, die radial nach innen von dem Ring in der Ebene der Speichenarme gehen. Der Ring kann sich alsdann selbst in der gleichen Weise wie der Körper 150 in Fig. 11 einstellen.

Zur Beschreibung des Ausgleichs zwischen den Rollensätzen wird auf Fig. 12 Bezug genommen. Diese zeigt die beiden Triebscheiben 10, 11, die auf der Welle 12 befestigt sind, die auf der hohlen Welle 13« befestigte Speichenanordnung 25 und die Rollen 19, 50 und zugehörigen Träger. Es sind vereinfachte Schwingglieder 157, 158 dargestellt, und anstatt der Trommel 75 und des Ringes 56 der Fig. ι ist die getriebene Welle mit dem Schwingglied 158 durch einen Arm 159, Stift

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wünschte neue Geschwindigkeitsübersetzungs-.lage erreichen, die Präzessionsachsen in eine normale Lage zurückgebracht werden müssen, um die Präzession zum Stillstand zu bringen. In einer derartigen Anlage verursacht die geringste Drehung der Präzessionsachsen eine fortgesetzte Präzession, bis die Achsen in die normale Lage zurückgebracht werden. Daher ist nicht für jede Geschwindigkeits-Übersetzungsanlage der Rollen eine entsprechende Lage der Steuervorrichtung vorhanden, in der sie nach einem Wechsel der Geschwindigkeitsübersetzung bleibt. Wenn aber die Schwingachsen zu den Scheibenebenen geneigt sind, dann wird für jede Übersetzungslage der Rollen eine bestimmte Lage der Mittel vorhanden sein, um die Achsen zur Herbeiführung der Präzession zu drehen. Die Neigung der Achsen ordnet daher die Lage der Steuermittel der Geschwindigkeitsübersetzungslage der Rollen zu.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Reibräderwechselgetriebe mit in kreissegmentförmigen Ringnuten zweier in gleicher Achse liegender Reibscheiben verstellbar angeordneten Reibrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (i8, 19, 20 und 49, 50, 51) durch Schwingen (28, 29 bzw. 54, 54') gestützt werden, die zwecks Einleitens von Präzession die Rollen längs der Präzessionsachse verlagern und bzw. oder um eine durch die Berührungspunkte zwischen den Rollen und Scheiben hindurchgehende Achse kippen und schwingbar in oder wesentlieh in einer zu den Ebenen der Scheiben (10, 11, 15) parallelen Ebene gelenkig gelagert sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Schwingen durch einen hydraulischen Antrieb (45) bewirkt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen