DE673812C - Reibradwechselgetriebe mit parallelachsigen Reibkegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung' geht von den bekannten Reibradwechselgetrieben mit parallelachsigen Reibkegeln aus, deren Übersetzungsverhältnis durch axiales Verschieben des Abtriebskegels, der über einen Rädertrieb um die ortsfeste Abtrieb swelle gegenüber dem unverschieblichen Antriebsfeegel verschwenkbar mit der Abtriebswelle verbunden ist, geändert werden kann.

Sie besteht darin, daß die zur Übersetzungsänderung erforderliche Axialverschiebung durch, das Drehmoment der Abtriebswelle hervorgerufen und durch eine elastische Gegenkraft ausgeglichen wird. Die Größe der elastischen Gegenkraft kann dabei einstellbar gestaltet sein.

Die Beschränkung der axialen Verschiebung allein auf den Abtriebsfeegel führt gegenüber bekannten Ausführungen dazu, daß der Antriebsteil des Getriebes infolge ortsfester Lagerung seiner Bestandteile einfach ausgeführt und auch den größten Kraftübertragungen besser angepaßt werden kann, während sich im Ausgleich der axialen Verschiebung des Abtriebsteiles des Getriebes durch eine elastische Gegenkraft ein bequemes und zuverlässiges Mittel zur Ableitung gewünschter Verstellungen, z. B. zur Durchführung der Regelung einer für den Antrieb verwandten Maschine, bietet.

Versuche haben gezeigt, daß derartige Reibradwechselgetriebe im Zusammenhang mit einem alle auftretenden Zahndrücke für die Reibradanlage ausnutzenden Rädertrieb sehr genau auf die im Abtrieb vor sich gehende« Veränderungen ansprechen, wobei gleichzeitig die durch die Veränderung ausgelöste Stellkraft ausreichend ist, um Steuervorgänge im Antrieb auszulösen. Die Getriebe wirken gewissermaßen wie ein Meßinstrument und stehen in ihrer Empfindlichkeit den bisher üblichen Reglern nicht nach.

Zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes wird auf die ,anliegende Zeichnung verwiesen, in der schematisch einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind.

Abb. ι ist ein Schnitt durch ein beispielsweise zur Anwendung kommendes Reibradgetriebe.

Abb. 2 ist eine Seitenansicht zu dem Getriebe nach Abb. 1.

Abb. 3 zeigt die Verwendung des Getriebes als Regelvorrichtung an einer Werkzeugmaschine, z. B. einer Drehbank.

Abb. 4 erläutert die Anwendung bei einer durch, eine Brennkraftmaschine angetriebenen Arbeitsmaschine.

Abb. 5 veranschaulicht den Einbau des Getriebes bei einem Kraftfahrzeug.

Das Getriebe ist im einzelnen in Abb. ι und 2 der Zeichnung veranschaulicht. Der Antrieb des Getriebes erfolgt von der ortsfest gelagerten Welle 2 auf den fest mit ihr ίο verbundenen Reibkegel. Der Reibkegel 4 sitzt auf einer Zwischenwelle 11, auf die fest ein Zahnrad 12 aufgekeilt ist. Das Zahnrad 12 steht in Eingriff mit einem Zahnrad 13, welches auf der Hülse 14 befestigt ist. Die Hülse 14 ist mittels einer Feder 15 längs verschiebbar, aber undrelibar auf der Antriebswelle 6 gelagert. Die Zahnräder 12 und 13 werden von einem Gehäuse 5 umschlossen, das eine Verschwenkung der Zwischenwelle 11 um die Hülse 14 bzw. um die Welle 6 zuläßt. Diese Verschwenkung erfolgt unter Einwirkung des an der Antriebswelle 6 des Getriebes auftretenden Widerstandes, und zwar in folgender Weise:

Werden die in Abb. 2 eingetragenen Dr ehrichtungen für die Zahnräder 12 und 13 eingehalten, so entsteht entsprechend dem Abtriebswiderstamd an der Welle 6 zwischen den Zahnrädern ein Zahndruck Z, der das Gehäuse5 im Sinne des Uhrzeigers um die Welle 6 zu verschwenken sucht. Durch diese Verschwenkbewegung wird der getriebene Reibkegel 4 fest an den treibenden Reibkegel 3 angelegt. Es entsteht zwischen beiden ein Anpreßdruck/⁵, der proportional dem Zahndruck Z und damit proportional dem Widerstand an der Abtriebswelle 6 ist.

Ein dem Anlagedruck P entsprechender Gegendruck P' wird gemäß Abb. 1 als Rückdruck von dem treibenden Reibkegel 3 auf den getriebenen Reibkegel 4 ausgeübt. Dieser Rückdruck hat .eine waagerechte Komponente W, die den getriebenen Reibkegel 4 in Richtung der Achse der Antriebswelle 2 von dem treibenden Reibkegel 3 fortzuschieben sucht. Dieser Verschiebedruck wird auf das anliegende Gehäuse 5 übertragen, das infolgedessen einen gleichen von einer in Abb. 1 nicht gezeichneten elastischen Gegenkraft aufgenommenen Verschiebedruck W entsprechend dem Rückdruck P' und damit auch entsprechend dem an der Abtriebswelle 6 auftretenden Widerstand erfährt und sich unter diesem Druck axial zur Welle 6 zu verschieben sucht. Diese Verschiebebewegung kann von einem Stellring 16 an der Hülse 14 abgenommen werden.

In Abb. 3 'erfolgt der Antrieb einer Werkzeugmaschine durch leinen Elektromotor 1, der über die Antriebswelle 2 den Reibkegel 3 antreibt. Mit dem Reibkegel 3 arbeitet in der zu Abb. ι und 2 geschilderten Weise der zweite "Reibkegel 4 zusammen, der mittels seines Traggehäuses 5 schwenkbar um die Abtriebswelle 6 des Getriebes angeordnet ist, .. die im gewählten Beispiel gleichzeitig die Antriebswelle für die als Werkzeugmaschine angenommene Drehbank darstellt. Auf der Welle 6 sitzt z. B. die Planscheibe 7, an der das Werkstück 8 eingespannt ist, welches auf der ,anderen Seite durch die Spitze 9 des Reitstockes 10 der Drehbank gehalten wird.

An den schon aus Abb. 1 ersichtlichen Stellring 16 schließt sich gemäß Abb. 3 ein z.B. um einen Drehpunkt 17 verschwenkbarer Hebel 18 an. Um die Verschiebebewegung der Hülse 14 sich nicht voll auswirken zu lassen, ist ihr die schon erwähnte elastische Gegenkraft, z. B. in Form der in Abb. 3 eingetragenen, auf den Stellring 16 wirkenden Feder 19, entgegengesetzt worden. Diese Feder bewirkt, daß bei auftretendem Rückdruck bzw. bei einer Rückdrucksveränderung nur ieine geringe 'Verschiebung des getriebenen Reibkegels 4 gegenüber dem treibenden Reibkegel 3 auftritt, bis durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen beiden Reibkegeln ein neuer Beharrungszustand eingetreten ist.

Der Hebel 18 ist nach Abb. 3 als Schalthebel ausgebildet und bewegt sich über Kontakte 20, durch die die Umdrehungszahl 'eines zweiten Elektromotors 21 verändert wird. Dieser zweite Elektromotor treibt im gezeichneten Beispiel die Vorschubspindel 22 für den den Drehstahl 23 tragenden Schütten 24 an. Die Einrichtung wirkt in folgender Weise:

Ist die Bewegung der Vorschubspindel 22 auf einen bestimmten Vorschub und damit auf eine bestimmte vom Werkstück 8 abzunehmende Spanstärke eingestellt, so wird bei Veränderung des Durchmessers des Werkstückes der Drehwiderstand des Werkstükkes 8 bei gleichbleibender Spannstärke zunehmen. Infolgedessen wird sich der Rückdruck zwischen den Reibrädern 3 und 4 vergrößern und dadurch eine geringe Verschiebung des Stellringes 16 längs der Welle 6 eintreten. Diese Verschiebung hat zur Folge, daß der Hebel 18 auf einen anderen Kontakt 20 umgelegt und damit die Drehzahl des Motors 21 bzw. der Vorschub des Schlittens 24 vermindert wird. Auf diese Weise paßt sich der Vorschub der Werkzeugmaschine selbsttätig dem an der Welle 6 der Werkzeugmaschine auftretenden Widerstand an.

Bei der in Abb. 4 gezeichneten Verwendungsform ist angenommen, daß durch einen Dieselmotor 25 der Antrieb einer Arbeitsmaschine, z.B. einer Kreiselpumpe 26, erfolgen soll. Auf die Welle 2 des Dieselmotors

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ist wieder der treibende Reibkegel 3 aufgesetzt, der mit dem getriebenen Reibkegel 4 zusammenarbeitet. Vom getriebenen Reibkegel 4 erfolgt der Antrieb über die im Gehäuse 5 untergebrachten Zahnräder auf die Antriebswelle 6 der Kreiselpumpe 26.

Erhöht sich der Gegendruck der z. B. in einen Hochbehälter fördernden Kreiselpumpe 26 mit ansteigendem Wasserspiegel, so erfolgt auch hier eine Verschiebung des Gehäuses s längs der Welle 6, die vom Stellring 16 abgenommen werden kann. Der Verschiebung wirkt die im Übertragungsbügel 27 untergebrachte Feder 28 entgegen. Der Übertragungsbügel 27 wirkt z. B. auf die Stellstange 29 ein, die die Fördermenge der beiden Brennstoffpumpen 30 verändert. Die Einstellung kann nun derart erfolgen, daß bei zunehmendem Widerstand in der Kreiselpumpe 26 die Fördermenge der Brennstoffpumpen 30 und damit die Leistung der Dieselmaschine 25 vergrößert wird. Die Einstellung kann aber auch auf eine Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses im Getriebe hinwirken, so daß die Pumpe bei gleichbleibendem Gang des Antriebsmotors immer langsamer läuft und nach erreichtem Flüssigkeitsstand im Hochbehälter schließlich nicht mehr fördert.

Die Einrichtung ist auch noch in anderer Weise verwendbar, z. B. für die Anpassung der Leistung der Antriebsmaschine eines Fahrzeugmotors an den jeweils der Fahrzeugbewegung entgegenstehenden Widerstand.

Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Abb. 5 der Zeichnung veranschaulicht. Der Fahrzeugmotior 31 wirkt in der beschriebenen Weise über das Reibradgetriebe 3, 4 und den Räderkasten 5, der in Abb. 5 von üben gesehen dargestellt ist, auf die Kardanwelle 6 ein. Der Rückdruck W des Gehäuses 5 wirkt sich auf leinen Kolben 32 aus, der im Zylinder 33 verschiebbar gelagert ist. Der Raum 34 hinter dem Kolben 32 ist durch eine Leitung 35 an den Druckstutzen einer vom Fahr-. zeugmotor 31 angetriebenen Förderpumpe 36 angeschlossen. Diese Förderpumpe saugt'über die Leitung 37 aus einem Behälter 38 Flüssigkeit an, drückt diese durch die Leitung 35 in den Raum 34 des Zylinders 33 und dann über ein Drosselventil 39 und die Leitung 40 zurück in den Vorratsbehälter 38.

Das Drossel ventil 39 ist nun so eingestellt, daß der im Raum 34 des Zylinders 33 herrsehende und auf die Rückseite des Kolbens 32 wirkende Flüssigkeitsdruck dem Rückdruck W des Gehäuses 5 das Gleichgewicht hält. Erhöht sich der Rückdruck W, so wird der Raum 34 im Zylinder 33 verkleinert; der Flüssigkeitsdruck wird, da ihm nur ein allmähliches Abströmen durch die Drosselvorrichtung 39 freisteht, ansteigen. Dieser ansteigende Druck kann nun durch die Leitung 41 auf die Rückseite 'eines im Zylinder 42 gegen den Druck einer Feder 43 verschieb- 6g baren Kolbens 44 zur Einwirkung gebracht werden, der mit seiner Kolbenstange 45 an einem auf der Achse 46 der Drosselklappe 47 sitzenden Stellhebel 48 angreift. Es wird sich infolgedessen die Drosselklappe etwas mehr öffnen und die Leistung des Antriebsmotors 31 erhöhen.

Bei der in Abb. 5 dargestellten Einrichtung erfolgt also die Einstellung der Reibscheiben durch ein Element 32, das einerseits unter der Wirkung des Abtriebswiderstandes und andererseits unter emem von der Leistung bzw. der Geschwindigkeit des Antriebsmotors 31 abhängigen Druck steht. Damit kann jederzeit eine selbsttätige Anpassung der Leistung des Antriebsmotors an den sich verändernden Fahrwiderstand erfolgen. Man kann diese Einrichtung auch zur Schaltung benutzen, indem man durch Handverstellung des Drosselorgan 39 den Druck im Raum 34 nach Wunsch erhöht oder vermindert. Bei erhöhtem Druck entsteht eine Verkleinerung des Übersetzungsverhältnisses, bei vermindertem Druck dagegen eine Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses. Mit der Einstellung des Drosselorgans 39 kann man demnach alle die Wirkungen hervorrufen, die bei Fahrzeugantrieben mit Rädergetriebe durch Veränderung des Ganges herbeigeführt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Reibradwechselgetriebe mit parallelachsigen Reibkegeln, dessen Übersetzungsverhältnis durch axiales Verschieben des Abtriebskegels, der über einen Rädertrieb um die ortsfeste Abtriebswelle gegenüber dem unverschieblichen Antriebskegel verschwenkbar mit der Abtriebswelle verbunden ist, geändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Übersetzungsänderung erforderliche Axialverschiebung durch das Drehmoment der Abtriebswelle hervorgerufen und durch eine elastische Gegenkraft ausgeglichen wird.

2. Getriebe each Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der elasti-' sehen Gegenkraft einstellbar ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverschiebung zur Regelung einer für den Antrieb verwandten Maschine benutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen