DE632567C - Reibraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 10. JULI 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 632567 KLASSE 47h GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. August 1929 ab

ist in Anspruch genommen.

Es sind bereits Reibrollengetriebe bekannt, bei denen zwischen Ringnuten gleichachsig gelagerter Reibscheiben Reibrollen liegen, deren Träger um eine zur Rollenachse senkrechte Achse verschwenkbar gelagert sind und bei denen das Verschwenken der Rollenträger mittelbar durch Verstellen der die Schwenkachsen tragenden Glieder bewirkt wird.

Bei diesen Getrieben liegt die Schwenkachse der Rollenträger parallel zur Ebene der Scheiben. Dies hat zur Folge, daß eine Verstellung der Schwenkachse im Räume, sei es durch Kippen um eine zur Achse der Scheiben parallele Achse oder durch Parallel verschiebung (britische Patentschrift 254341), zwar ein Verschwenken des Rollenträgers bewirkt, diese Schwenkbewegung aber nur dadurch unterbrochen werden kann, daß die Verstellung der Schwenkachse wieder rückgängig gemacht wird.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die Erreichung einer bestimmten Endlage der Rollenträger nach erfolgter Verstellung der Schwenkachse ohne Rückgängigmachung der Verstellung dadurch erzielt, daß die Schwenkachse die Scheibenebenen kreuzt und die Verstellung so vorgenommen wird, daß der Kreuzungswinkel unverändert bleibt. Die Endlage der durch räumliche Verstellung der Schwenkachse bewirkten Verschwenkung der Rollenträger ist dann diejenige, in der die Rollenachsen wieder in Ebenen liegen, die die Scheiibenachse enthalten.

Die Verschwenkung der Reibrollen wird vorteilhaft dadurch bewirkt, daß die Reibrollen z. B. durch je ein Gelenkviereck parallel zu sich selbst verstellt werden. Zur Einleitung der Rollenverschwenkung genügt hierbei eine außerordentlich geringfügige Parallelverschiebung der Reibrollen gegenüber ihren Reibscheiben.

Bemerkt wird noch, daß es durch die britische Patentschrift 283 934 an sich bereits bekannt ist, die Schwenkachse desjenigen Gliedes, in dem die Rollenachse unmittelbar gelagert ist, so zu legen, daß sie im allgemeinen außer in der bei entsprechender Anordnung der Ringnuten in den Reibscheiben möglichen Stellung, bei der die Rollenebene senkrecht zur Scheibenachse steht, die Scheibenebenen kreuzt. Bei dieser Anordnung wird aber das Glied, in dem die Schwenkachse gelagert ist, um eine zur Scheibenebene parallele Achse unmittelbar um den Winkel verschwenkt, um den sich die Ausgangslage der Rollenebene von ihrer gewollten Endlage unterscheidet. Auch bleibt der Kreuzungs-

j Geschwindigkeiten der Berührungs- 65

(Unkte um die Achse 24 des Rollenträgers 22,

winkel nicht bei allen Stellungen gleich, son- j so entsprechen die Komponenten g und / den dem nimmt.hei Versc'hwenJsHng der Rolle aus j Geschwindigkeiten der Berührungspunkte um der Lage, in,.der ihre Ebene parallel zuj._;j die Rollendrehachse und die Komponenten Λ . Scheibenachse liegt, in eine andere Lage ^*^«-¹'⁵¹-'-"^ * λ=« η^,Λ·,,,·;«Λ,·^ι,·ί.;+α,-, a^ Tin^r^m-nrr*- 5 tig ab, weil in. allen Stellungen nach erfolgi Einstellung das Glied, in dem die RoIM; achse gelagert ist, dieselbe Stellung zti Träger seiner Schwenkachse hat. Die Verschwenkbarkeit des Gliedes, in dem die RoI-lo lenachse gelagert ist, innerhalb des um die zur Scheibenachse 4 parallele Achse verschwenkbaren Gliedes hat nur den Zweck, das Einlaufen der Rolle in-eine Stellung mit anderer Übersetzung ohne gleitende Reibung 15 zu ermöglichen, wie dies bei den bekannten Getrieben, von denen der Erfindungsgegenstand ausgeht, auch der Fall ist.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Fig. ι veranschaulicht schematisch das Einleiten der- Rollenverschwenkung durch Verstellen der Rollenträger längs ihren Achsen. Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen schematisch das Verschwenken der Rollen und die Neigung der Trägerachsen gegenüber den Ebenen der Reibscheiben.

Die Fig. 4, S und 6 stellen eine praktische Ausführung der Erfindung bei einem Umlaufrädergetriebe dar.

In Fig. ι bezeichnet α eine durch eine Reibscheibe 15 hindurchgehende Ebene, in der normalerweise die Drehachse einer. Reibrolle 19· liegt, die zwischen der Scheibe 15 und einer gleichartigen, darüberliegenden, in der Zeichnung nicht dargestellten zw.eiten Reibscheibe angeordnet ist. Die Achsen der Rolle 19 und der Scheibe 15 liegen daher zunächst in einer gemeinsamen Ebene. Die auf die Reibrolle einwirkenden Reibungskräfte sind also senkrecht zur Ebene α gerichtet, drehen die Rolle in der Normalstellung, ohne auf sie eine weitere Wirkung auszuüben. Wird nun die Rolle 19 in die in der Figur dargestellte Lage verstellt, so kann die augenblickliche Geschwindigkeit des Berührungspunktes der Scheibe 15 auf der Rolle der Richtung, wenn auch nicht notwendigerweise der Größe nach durch den Pfeile dargestellt werden, der eine Tangente zu dem mit der Scheibe konzentrischen Kreise k ist. In ähnlicher Weise stellt der Pfeil e die Bewegungsrichtung des Berührungspunktes zwischen der zweiten, nicht dargestellten Reibscheibe und der Rolle dar. Die beiden Berührungspunkte bewegen sich also in diesem Augenblick in den Richtungen c und β relativ zu der Achse der Scheiben. Zerlegt man c und e in je zwei rechtwinklig zueinander stehende Komponenten/ und h bzw, g und i, derart, daß eine Komponente senkrecht zu der Ebene α und die andere parallel zu dieser Ebene verläuft, .^ die in ihrem Träger 22 umlaufende flRolle wird gleichzeitig auch um die Trägerachse 24 verschwenkt. Wird also die Rolle aus ihrer normalen Lage, in der ihre Achse die Scheibenachse 12 schneidet, verstellt, so rufen die auf die Rolle einwirkenden Reibungskräfte ein Verschwenken der Rolle und des Trägers um die Trägerachse 24 hervor. Natürlich hängt die Schwenkrichtung der Rolle davon ab, in welchen Richtungen die Reibscheiben umlaufen. Demgemäß wird das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Scheiben entweder herabgesetzt oder vergrößert werden. Das Verschwenken der Rolle und ihres Trägers tritt natürlich auch ein, wenn die Scheibe 15 feststeht und die Rollen planetenartig um die Scheibenachse 12 umlaufen. Das Maß des Verschwenken der Rolle und die dadurch hervorgerufene Änderung " des Übersetzungsverhältnisses hängt von .der relativen Verstellung der Rolle und" der Scheiben ab. Sind mehrere Reibrollen vorgesehen und zu einem Satz zusammengefaßt, so werden zweckmäßig alle Rollen des gleichen Satzes gleichmäßig verstellt, damit sie alle dieselbe Übersetzungsstellung annehmen können.

Gemäß der Erfindung sind nun die Achsen 24 der Rollenträger, um die die Rollen bei der Änderung des Übersetzungsverhältnisses verschwenken, zu den Ebenen der Reibscheiben geneigt angeordnet. Die Schwenkachsen der Rollen kreuzen also die Scheibenebenen in einem unveränderlichen Winkel. Die Neigung der Trägerachsen ist mit großer Übertreibung in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Auch in Fig. 1 sind der Deutlichkeit halber die Verhältnisse sehr stark übertrieben dargestellt worden. Praktisch findet nur eine ganz geringfügige Verstellung der Reibrolle aus ihrer Ausgangsstellung statt, wenn das Verschwenken der Rolle eingeleitet werden soll. Die Reibscheibe 10 und deren, Antriebsachse 12 drehen sich in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung; die lose auf der Welle 20 sitzende Scheibe 15 läuft hingegen in entgegengesetzter Richtung um, wie gleichfalls durch einen Pfeil angezeigt wird. Die Längsachse der Reibscheiben und der Antriebswelle ist mit m-m bezeichnet. Die Linie n-ti bezeichnet die. Achse des Rollenträgers 22, die zu den Ebenen der Scheiben 10 und 15 geneigt ist und diese Ebenen in einem unveränderlichen Winkel kreuzt. Da bei der Stellung nach Fig. 2 die Rollenachse die Scheibenachse m-m schneidet, so befindet sich die Rolle

in Gleichgewichtslage, d. h. die Komponenten h-i (Fig. ι) sind beide gleich Null; die Rolle wird also nicht verschwenkt. Wird die Rolle durch Verstellen ihres Trägers nach unten (Fig. 2 bzw. nach links in Fig. 1) bewegt, so daß die Rollenachse etwa mit dem Punkt 0 zusammenfällt, so schneidet die RoI-lenachse die Scheibenachse m-m nicht mehr. Die Rolle beginnt nun in eine einem niedrigeren Obersetzungsverhältnis entsprechende Stellung zu schwenken. Hierbei schwingt die jederzeit senkrecht zu der Schwenkachse ή-η liegende Rollenachse p-p nach oben in Richtung auf die Scheibenachse m-m und schneidet gegebenenfalls wiederum diese Scheibenachse z. B. im Punkte s, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Rolle befindet sich in diesem Augenblick wiederum in der Gleichgewichtslage, und ihre Verschwenkung hört daher auf.

ao Die Schwenkbewegung der Rolle, die notwendig ist, um die Rollenachse p-p zum Schneiden mit der Scheibenachse m-m zu bringen, ist im allgemeinen proportional der Entfernung 0-0'. Oder anders ausgedrückt, je größer die Verstellung des Rollenträgers ist, desto größer ist die Schwenkbewegungder Rolle und umgekehrt.

Die erforderliche Schrägstellung der Trägerachse kann durch entsprechende Lagerung der Rollenträger 22 in den Zapfenblöeken 33 erreicht werden, wie in Fig. 4 dargestellt. Es ist zu beachten, daß die Rückkehr der Rolle in die Gleichgewichtslage keineswegs eine Rückkehr der den Träger verstellenden

Ϊ5 Mittel in eine Anfangs- oder normale Lage erfordert.

In den Fig. 5 und 6 ist eine praktische Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Reibscheiben 10, 11 sind auf der Antriebswelle 12 befestigt und weisen auf ihren Innenflächen im Querschnitt kreissegmentförmige Ringnuten 13, 14 auf. Zwischen den beiden Scheiben ist eine auf der Welle 12-drehbare Büchse I3_a angeordnet. Die mittlere Reibscheibe 15 ist auf dieser Büchse frei drehbar und weist auf ihren beiden. Seitenflächen Ringnuten 16, 17 auf, die denselben Krümmungsradius haben wie die Nuten 13, 14. Zwischen den Scheiben 10 und 15 liegen drei Reibrollen 18, 19 und 20, die zu einem Satz zusammengefaßt und um 120⁰ zueinander versetzt sind, wie Fig. 6 zeigt. Laufen die Welle 12 und die Scheibe 10 in Richtung des Pfeiles (s. Fig. 5) um, so wird die Scheibe 15 in entgegengesetzter Richtung gedreht. Die Reibrollen sind in Trägern 21, 22, 23 drehbar gelagert, die um Lagerzapfen 24 (Fig. 4) schwingen können. Die drehbare Büchse i3_a (Fig. 5) trägt einen Speichenkranz, der aus drei im Abstand von 120° voneinander liegenden Armen 25 und einem Ring 26 besteht. Um Zapfen 27 ist an jedem Arm ein Schwinger drehbar, der aus einer vorderen Platte 28 und einer hinteren Platte 29 besteht, die durch Querstücke 30 miteinander verbunden sind, im Abstand voneinander gehalten werden und auf dem Speichenarm reiten. In den Schwingern sind Aussparungen 31 zur Aufnahme der Lagerzapfen 32 der Lagerblöcke 33 vorgesehen, in denen die Haltezapfen 24 der Rollenträger gelagert sind. Die vorderen Schwingplatten 28 sind mit radial nach innen gerichteten Fingern 34 versehen, die aa ihren Enden kugelig ausgebildet sind und in Aussparungen eines lose die Welle 12 umschließenden Ringes 35 eingreifen. Wird nun der Ring 35 beispielsweise im Uhrzeigersinne (Fig. 6) gedreht, so werden die Finger 34 entgegen dem Uhrzeiger geschwungen; sie schwenken hierbei die Schwinger 28', 29 um ihre Zapfen 27 und verstellen daher die Rollenträger, so daß diese eine Schwenkbewegung um ihre Zapfenblöcke 33 ausführen.

Um den Ring 35 drehen zu können, ist der Ring mit drei radialen Armen 36 (Fig. 6) versehen, die außen mit einem trommeiförmigen Ring 37 verbunden sind, der, wie Fig. 5 zeigt, über die Scheibe 10 hinausragt und Kurvenkanten 38 aufweist. Mi't dem durch die Speichenarme 25 getragenen Ring 26 ist ein ähnlicher trommelartiger Ring 39 verbunden, der den Ring 37 umschließt und gleichfalls schräge Kurvenkanten 40 aufweist, die die geraden Kurvenkanten 38 des anderen Ringes kreuzen. Mit den Kurvenkanten arbeiten zwei Rollen 41 zusammen; diese Rollen werden von Armen 42 getragen, die radial auf einem' Ring 43 sitzen. Der Ring ist drehbar, aber nicht verschiebbar auf einer Nabe 44 gelagert, die gegenüber der Welle 12 längs verschiebbar, aber nicht drehbar ist. Wird die Nabe 44 nach rechts (Fig. 5) verstellt, so wird der Ring 37 im Uhrzeigersinne gegenüber dem Ring 39 oder, was auf dasselbe t°5 hinauskommt, der Ring 39 wird entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht. Wird die Nabe 44 hingegen nach links verstellt, so bewegt sich der Ring 37 entgegen dem Uhrzeigersinne. Auf diese Weise wird dem Ring 35 eine geringe Drehbewegung erteilt, um ein Verschwenken der Reibrollen und damit eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses herbeizuführen. "Die Nabe 44 ist mittels einer Stange 45 verstellbar, die an einem Arm 46 der Nabe angreift. Die Arme 42 können die Träger nur in der Richtung verstellen, die einer Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses entspricht. Die Einstellung eines niedrigeren Übersetzungsverhältnisses wird durch *ao den der Kraftübertragung entgegenwirkenden Reibungswiderstand herbeigeführt; es braucht

zu diesem Zweck nur die Kraft verringert zu werden, die eine Bewegung des Armes 46 nach außen verhindert. Soll eine zwangsläufige Steuerung möglich sein, so müssen die Ringe S mit in geeigneter Weise gekreuzten Nuten für die Kugeln 41 versehen werden. Die Dreh- ~momentreaktion der Belastung hat also das Bestreben, die Rollen ständig in einer Richtung zu verstellen, die ein Verschwenken der to Rollen auf ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis herbeiführt.

Diesem Bestreben wirkt die auf die Rollenträger in entgegengesetzter Richtung durch die Kugeln4i, Arme42, Arm46 usw. (Fig. 5) ausgeübte Kraft entgegen. Wenn diese Kraft gerade der Belastungsreaktion entspricht, erfolgt keine Rollenverstellung und daher auch keine Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Wird diese Kraft größer als die Drehao momentreaktion, so werden die Rollen in der einer Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses entsprechenden Richtung verstellt. Wird die Kraft kleiner gemacht oder wird die Drehmomentreaktion aus irgendeinem Grunde größer, so werden die Rollen selbsttätig in der Richtung verstellt, die ein Verschwenken auf ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis bewirkt. Die Anordnung spricht also auf das Drehmoment an, d. h. der Widerstand gegen eine Geschwindigkeitsänderung ist direkt proportional der Belastung oder dem Drehmoment.

Zum Bewegen der verschiedenen, Steuerungen wird vorzugsweise Druckflüssigkeit, z. B. Öl, verwendet. Wird das Getriebe in einem Kraftfahrzeug verwendet, so arbeiten die Steuervorrichtungen zweckmäßig in Abhängigkeit von dem Druck des Öls, der wiederum von der Geschwindigkeit der Maschine abhängt.

' Es -ist in manchen Fällen erwünscht, daß die Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt der Zapfen 32 und dem Mittelpunkt des Schwingzapfens 27 im rechten Winkel zu der Schwenkachse liegt; in diesem Falle wird eine fast geradlinige Bewegung der Rollenträger erreicht, wenn die Schwinger zwecks Verstellung der Träger und Einleitung einer Rollenverschwenkung geschwungen werden. Die Rollen haben dann die größte Empfindlichkeit in bezug auf das Drehmoment, und der Verstellung der Rollen beim Wechsel auf ein höheres Übersetzungsverhältnis wird ein besonders großer Widerstand entgegengesetzt. Wird der Hebel zwischen der obenerwähnten ten Linie und der Schwenkachse kleiner als 90⁰ gewählt, so wird die Empfindlichkeit "^: gegen das Drehmoment verringert; sie verschwindet, wenn der Zapfen im Schnittpunkt des Radius liegt, der durch die Zapfenachse, die Scheibenachse und die Schwenkachse bestimmt ist. In diesem Fall ist die Verstellung des Rollenträgers (längs oder parallel zur Schwenkachse) beim Bewegen der Schwinger am geringsten. Sind die Trägerachsen, d. h. die Schwenkachsen der Reibrollen, gemäß der Erfindung geneigt angeordnet, so wird stets die vorteilhafte Zuordnung der Steuerstellung und der Ubersetzungsstellung erreicht.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Reibräderwechselgetriebe, bei dem zwischen Ringnuten gleichachsig gelagerter Reibscheiben Reibrollen liegen, deren Träger um eine zur Rollenachse senkrechte Achse verschwenkbar gelagert sind und bei dem das Verschwenken der Rollenträger mittelbar durch Verstellung der die Schwenkachse tragenden Glieder bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen die Scheibenebenen kreuzen und die Verstellung so erfolgt, daß der Kreuzungswinkel unverändert bleibt, mit der Wirkung, daß die Endlage der durch die Verstellung mittelbar verschwenkten Reibrollenträger diejenige ist, in der die Rollenachsen wieder in Ebenen liegen, die die Scheibenachse enthalten.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibrollen z. B. durch je ein Gelenkviereck (28, 21 oder 28, 22 oder 28, 23) parallel zu sich selbst verstellbar sind.'

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen