DE702100C - Reibraeder-Wechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die verbesserte Ausgestaltung eines Reibräder-Wechselgetriebes., bei dem die Reibscheiben ihre ausgebuchteten Reibflächen einander zukehren und die an ihnen angreifende Reibrolle drehbar an einem Träger angeordnet und durch diesen mit einem Halter verbunden ist.

Bei einem bekannten Getriebe dieser Bauart schwingen der Träger und damit die Reib-

«o rolle zwecks Veränderung des Übersetzungsverhältnisses um einen praktisch ein Universalgelenk bildenden und innerhalb der Reibrolle liegenden Zapfen des Halters. Zur selbsttätigen Zurückführung der Reibrolle in

»5 Ruhestellung nach erfolgter Übersetzungsänderung sind dabei noch innerhalb des Gelenkes weitere Mittel, wie mit schiefen Ebenen aufeinandergleitende Teile, vorgesehen. Dieses bekannte Universalgelenk ist also schwer zu-

ao gänglich und von verwickelter Bauart.

Die Erfindung unterscheidet sich von dem Bekannten vorteilhaft dadurch, daß der Reibrollenträger und der Halter durch ein Universalgelenk verbunden sind, das zur Reibrollenachse derart angeordnet ist, daß im Sinne der Drehung der treibenden Reibscheibe bei Vorwärtsantrieb die Reibrolle vor dem Universalgelenk liegt und daß die die Geschwindigkeit einstellende Verstellung des Rollenträgers durch ein Stellglied erfolgt, das an dem Träger an einer Stelle zwischen dem Universalgelenk und der Rollenachse angreift.

Hierdurch wird der wesentliche Vorteil erzielt, daß das Universalgelenk, die Antriebsstelle des Stellgliedes und die Reibrollenachse räumlich voneinander entfernt und daher unabhängig voneinander bequem zugänglich sind.

Ein weiterer Vorteil gegenüber der bekannten Einrichtung besteht darin, daß sich die Rolle unbehindert selbsttätig zurückzuführen sucht und daß Kräfte ausgeschaltet sind, die der Rolle eine andere Stellung aufzuzwingen suchen, als sie unter dem Einfluß der durch die Reibscheibe im Betrieb hervorgerufenen Kraft annehmen würde. Solche den Bedienungsmann zu dauerndem Eingriff in die Getriebesteuerung zwingenden Überverstellungen sind bekanntlich sehr störend.

Die Anordnung nach der Erfindung wird derart ausgestaltet, daß das Stellglied das am Träger angreifende Gelenk in einer zur Rollenachse im wesentlichen parallelen Richtung bewegt. Hierbei wird das Universalgelenk für den Träger an dem einen Ende des die Rolle gabelartig umfassenden Trägers innerhalb der Rollenmittelebene, das zwischen dem Träger und dem Stellglied befindliche, eben-

falls als Universalgelenk ausgebildete Gelenk dagegen seitlich in Abstand von dieser Ebene angeordnet.

Im Sinne der Erfindung liegt es auch, die Rolle im Träger derart zu lagern, daß sich beide Teile in Richtung der Rollenachse beschränkt gegeneinander bewegen können. Dies geschieht derart, daß die Rollenachse in Lagersitzen an den Trägerenden ruht, die mit ίο seitlichen Schlitzen zum Einführen der Rollenachse und mit die Rollenachse übei-greifenden, aber von der Rollenscheibe beiderseits Abstand lassenden Lagerbuchsen versehen sind.

is Es ist zweckmäßig, die Träger verstellung mit Hilfe von Lenkern vorzunehmen, die an ihren äußeren Enden mit dem Träger und an ihren inneren Enden mit einem um die Reibscheibenachse im Winkel verstellbaren Ring »o verbunden sind. Um die verschiedenen Reibrollen bezüglich ihrer Laufbahnen auf den Reibscheiben in genaue Übereinstimmung zu bringen, wird dabei die Verbindung zwischen Lenker und Träger einstellbar, beispielsweise in Form eines exzentrischen Lagers, ausgebildet.

Um fernerhin die Reibrollen automatisch in die Lage geringer Geschwindigkeit beim Rückwärtsgang einzustellen, werden erfindungsgemäß an den Rollenträgern Anschläge angebracht, die mit ortsfesten Anschlägen zusammenwirken und dadurch die Rollenneigung entsprechend begrenzen.

In der beiliegenden Zeichnung ist eineAusführungsform der Erfindung in Gestalt eines Kraftwagengetriebes dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Längsschnitt mit Ansichtsdarstellung einzelner Teile; Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Darstellung in teilweisem Schnitt der Verbindung zwischen einem der Rollenträger und einem Steuerglied;

Fig. 4 ist ein Querschnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2 mit Ansichtsdarstellung einzelner Teile;

Fig. 5 und 6 sind Teilansichten des Universalgelenkes zwischen den Reibrollenträgern und dem Getrieberahmen.

Das dargestellte Kraftwagengetriebe ist als Doppelaggregat ausgebildet, das, hinter der Wagenhinterachse sitzend, von einem vor dieser Achse befindliehen Motor angetrieben wird und das Hinterachsausgleichgetriebe von hinten her antreibt.

Das Getriebegehäuse 10 trägt in seinem mittleren Teil ein an ihm befestigtes Rahmengestell, das aus den Querwänden 12 und 12" und dem " dieselben verbindenden Zylinderabschnitt 14 und Rohr 16 bestellt. Die Befestigung des Rohres 16 an der Querwand 12« erfolgt mit Hilfe eines Ringes 18, der mit dem Rohr 16 verschweißt und mit der Wand 12« verschraubt ist. Der Ring 18 und ein entsprechender Ring 18" an der anderen Wand 12 dienen als Anschläge für die späterhin zu beschreibende Verstellvorrichtung für die Reibrollen.

Die Getriebeeingangswelle 20 (s. Fig. 4) ist an ihrem vorderen Ende in der Gehäusewand 44 und mit ihrem hinteren Ende innerhalb einer hohlzylindrischen Erweiterung 24 einer zweiten mit der Welle 20 koaxialen Welle 20^a gelagert, die ihrerseits in den Querwänden 12, I2^Ö ruht und zwischen denselben das Treibritzel 22 trägt. Ein auf der Welle 20 in Längsrichtung verschiebbares Umschaltritzel 28 greift bei Vorwärtsgang mit seinen an der verlängerten Nabe 30 angeordneten Kupplungszähnen 32 in die Innenverzahnung 26 der Welle 20« und bei Rückwärtsgang mit seinem Zahnkranz in das auf der Getriebe ausgangswelle 40 sitzende Zahnrad 48 ein.

Die Getriebeausgangswelle ist an ihrem vorderen Ende in der Gehäusewand 44 und mit ihrem hinteren Ende 50 im Rohr 16 gelagert und hat zwischen den beiden Lagerstellen zwecks Vermeidung schädlicher Belastungen durch die auf dem Rohr 16 sitzenden Reibräder einen verjüngten Querschnitt. Außerhalb des Getriebegehäuses trägt sie das in die Verzahnung eines nicht dargestellten Hinterraddifferentials eingreifende Kegelrad 46. Innerhalb des Gehäuses befinden sich auf der Welle 40 das bereits erwähnte Zahnrad 48 für den Rückwärtsgang und beiderseits des Rohres 16 zwei Reibräder 52 und 54 in Treibverbindung.

Die Gegenreibräder 64 sind drehbar auf einer Nabe 62 gelagert, die sich auf dem mittleren Teil des Rohres 16 frei dreht und das Zahnrad 60 trägt. Dieses Rad wird von dem auf der Welle 22^a befestigten Zahnrad 22 angetrieben und dreht seinerseits über ein Differential o. dgl., z. B. in Gestalt der in Schlitzen ips des Rohres 60 angeordneten und um einen Radius desselben sich drehenden Räder 66 (Fig. 1), die Reibräder 64.

Die Reibradpaare 52/64 und 64/54 stehen mit ihren hohlringartig ausgebildeten Gegenflächen mit Reibrollen 70 bzw. jo^a in Berührung, von denen je drei pro Reibradpaar vorgesehen sind. Die Reibrollen werden, wie späterhin beschrieben wird, von Trägern gestützt, die derart am Getrieberahmen gelagert sind, daß sie nicht um die Welle 40 umzulaufen vermögen, aber sich mitsamt den Rollen in Anpassung an verschiedene Übersetzungsverhältnisse schräg stellen können.

Um den zum Übertragen des Drelimbments no erforderlichen Mitnahmedruck zwischen den Reibrädern und Reibrollen zu erzeugen, sind

federnde, drehmomentabhängige Einrichtungen zwischen dem Flansch 56 und dem Deckel 58 (Fig. 1) vorgesehen, die das Reibrad 54 über die Reibrolle 70« gegen die Reibräder 64 und diese über die Reibrolle 70 gegen das Reibrad 52 zusammen mit der Nabe 62 axial zu verschieben suchen. Die Reibrollenträger sind dabei so gelagert, daß sie die Axialverschiebung der Rollen 70 und 70° zulassen.

Jede der beiden Querwände 12 und I2^a (s. Fig. 2) hat eine das Rohr 16 umschließende Nabe 74, einen äußeren Kranz und den Kranz mit der Nabe verbindende speichenartige Teile 76. Durch die Wandöffnungen greifen die Reibrollen 70, 70« hindurch. Sie sind derartig gelagert, daß sie sich einerseits in der durch die Reibrad- und Reibrollenachsen gelegten Ebene, d. h. der Zeichenebene nach Fig. i, mit ihrer Achse zwecks Einstellung verschiedenen Übersetzungsverhältnisses verschieden schräg einstellen können und daß anderseits ihre Drehachse sich aus dieser Ebene heraus drehen kann, so daß die verlängerte Achse nicht mehr die Reibradachse schneidet, sondern seitlich daran vorbeigeht.

Die Reibrollen 70, 70" sind in den Gabelenden von U-förmigen Trägern 80, 8o^a drehbar gelagert, während die Träger selbst mit ihrer Basis, also da, wo sich die beiden Gabelzinken vereinigen, mittels eines Universalgelenkes 84 an der anliegenden Fläche des Kranzes der Querwand 12 bzw. 12° verankert sind (s. Fig. 4). Der Mittelpunkt des Universalgelenkes 84 liegt dabei (s. Fig. 1) in der Drehebene der Reibrollen.

Die Universalgelenke sind folgendermaßen ausgestaltet: Eine<än der Basis des Trägers 80 hinten angeordnete, · hinterschnittene, kugelförmige Höhlung 82 nimmt den Kugelkopf 84 eines Ankerzapfens 86 auf, der in einer Bohrung 88 derjenigen Querwandseite sitzt, welche nach dem benachbarten getriebenen Reibrad hinweist. Der Zapfen 86 hat einen Flansch 90, der das Eindringen desselben in die Bohrung 88 begrenzt und mit einer oder mehreren Abflachungen 92 gemäß Fig. 2 und 6 mit entsprechend ausgebildeten Gegenflächen einer abnehmbaren Verriegelüngslasche 94 in Eingriff zu kommen vermag. Damit sich der Kugelkopf 84 in das Loch 82 einsetzen läßt, ist er an einander gegenüberliegenden Seiten (96, s. Fig. 6) abgeplattet, und die Eintrittsöffnung der Hohlkugel 82 ist in einer Ebene (98, s. Fig. s) auf den Durchmesser des Kopfes 84 ausgeweitet, so daß sich dieser durch den Schlitz einführen und dann durch Drehen um 90° und Verriegelung durch Zusammenwirken von Platte 94 und Abflachung 92 in einer Lage sichern läßt, in der er nicht herausziehbar ist.

Die Lagerung der Reibrollen 70, fo^a in den Trägern 80, 8o^a geschieht folgendermaßen: Die Trägerschenkel sind an ihren freien Enden mit in Linie liegenden Lageröffnungen 100 versehen. Seitliche Spalte 102 von geringerer Breite als der Öffnungsdurchmesser 100 ermöglichen das seitliche Einführen der Reibrollenachse 104, auf die dann von den Stirnseiten her die Lagerbuchsen 106 aufgeschoben und in den Öffnungen 100 durch Keile 108 befestigt werden. Ein zwischen den inneren Buchsenflächen und den Reibrollenseitenflächen befindlicher Zwischenraum ermöglicht dabei eine beschränkte axiale Verschiebung der Reibrollen gegenüber dem Träger.

Die gegenseitige Lage von Träger 80, 80«, Trägerlager 82, Reibrollenachse 104 und treibendem (64) und getriebenem (52, 54) Reibrad ist dabei derart, daß die Reibrollenachse sich bei einem Übersetzungsverhältnis ι : ι in einer zur Reibräderachse senkrechten Ebene befindet und das Trägerkugelgelenk 82 auf der dem treibenden Reibrad 64 zugewendeten Seite angeordnet ist. Infolgedessen sind die auf die Reibrollen von den treibenden und getriebenen Reibrädern ausgeübten Tangentialkräfte bei Vorwärtsantrieb vom Kugelgelenk weg zur Reibrollenmitte gerichtet, so daß der Träger also geschleppt wird. Man erkennt dies aus der Fig. 2, in der man sich die Getriebeeingangswelle 20« entgegen dem Uhrzeigersinn und daher das treibende Reibrad im Uhrzeigersinn drehend vorstellen muß.

Die zur Übersetzungsänderung erforderliche Verlagerung der Reibrollen 70, 70= geschieht folgendermaßen:

Auf der Welle 140 einer nicht näher beschriebenen Steuereinrichtung R (Fig. I₃ 2) sind Arme 142, 142° befestigt, von denen Lenker 130 zu auf dem Rohr 16 drehbar angeordneten Ringmuffen 110 führen. Jede dieser Ringmuffen trägt an entsprechenden Ansätzen drei weitere Lenker 112, die zu je einem Kugellager 114,116 an den der Getriebeausgangswelle 40 benachbarten Schenkeln der Träger 80, 80« führen. Die Lagerkugel 114 sitzt dabei am rechtwinklig abgebogenen Ende des Lenkers 112 und die Pfanne exzentrisch in einem Zapfen 116, der mittels Schrauben- ti ο zieherschlitz 124 in einem Auge 118 am Trägerschenkel drehbar und mittels Mutter 120 und Federscheibe 122 feststellbar ist. Hierdurch ist es möglich, die verschiedenen Reibrollen eines Satzes gegenüber den Reibrädern in übereinstimmende Lage zu bringen.

Für die nachstehende Schilderung der Rollenverstellung ist zu beachten, daß sich gemäß Fig. 2 die Getriebeeingangswelle 20°, die getriebenen Reibräder und die Getriebe- iao ausgangswelle 40 entgegen und die treibenden Reibräder in dem Uhrzeigersinne bewegen.

Dementsprechend bewegen sich gemäß Fig. ι die Reibrollen yo^a entgegen und die Reibrollen 70 in dem Uhrzeigersinne.

Eine Drehung der Steuerwelle 140 entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß Fig. 2 führt die Lenker 142, 142« nach oben und bewirkt dadurch eine Verdrehung der Ringmuffen 11 ο entgegen dem Uhrzeigersinn und weiterhin durch Vermittlung der Lenker 112 ein Verschwenken der geschleppten Träger um ihr Universalgelenk 84 in der Richtung, daß die Schenkelenden sich der Welle 40 nähern. Das Winkelmaß dieser Verschwenkung wird durch den oben beschriebenen Spielraum zwischen «5 Lagerbuchse 106 und Reibrolle 70, 70" bestimmt. Die Trägerverschwenkung bewirkt, daß jede der Reibrollen sich um die Achse, die ihre Berührungspunkte an den sie einklemmenden Reibrädern verbindet, in dem ao Sinne neigt, daß sie auf eine Stellung höheren Übersetzungsverhältnisses eingesteuert wird, daß sie also, wie man aus Fig. 2 erkennt, auf den treibenden Reibscheiben nach einer Bahn größeren Durchmessers und auf den angetriebenen Reibscheiben auf eine Bahn kleineren Durchmessers einschwenkt.

Eine Drehung der Steuerwelle 140 im Uhrzeigersinne bewirkt dementsprechend eine entgegengesetzte Reibrolleneinsteuerung. Da die Reibrollen in dieser geneigten Achslage ihre Schraubenbewegung auf den Reibrädern ständig fortsetzen würden, müssen sie nach erfolgter Übersetzungsemstellung in ihre Normallage zurückgeführt werden. Dies geschab, bisher mittels schräger Leitflächen, die die Rollen bei Lagewechsel zu einer Bewegung um eine Achse zwingen, die zu einer zur Reibradachse senkrechten Ebene schräg steht. Diese Neigungsachse ist bei der vorliegenden Erfindung die Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt des Universalgelenks 82-84, mit dem der Träger 80 an der Querwand 12 befestigt ist, und dem Mittelpunkt des seitlich der Drehebene der Reibrolle angeordneten Kugelgelenks 114, 116, mit dem der Lenker 112 an den Trägern angreift. Durch richtige Anordnung des Kugelgelenks 114 am Lenker 112 kann man erreichen, daß die Reibrolle über den gesamten Übersetzungsbereich hin eine konstante Rückstellung in diejenige Lage enthält, in der ihre verlängerte Achse die Reibradachse schneidet. Dies wird dadurch ermöglicht, daß man zwischen der Reibrollenachse und den Lagerbuchsen einen normalen Laufspielraum läßt.

Bei Vorwärtsantrieb wird die Reibrollenneigung nach beiden Seiten durch die Steuervorrichtung begrenzt. Bei Rückwärtsantrieb dagegen bewirkt die Steuerung eine Einstellung der Reibrollen auf eine kleinste Geschwindigkeit, die durch Zusammenwirken von Anschlaghaken 119,119" am Träger 80, 8o^atnit Anschlagringen 18, 18^a begrenzt wird. Infolgedessen erfolgt ein erneutes Vorwärtsfahren mit kleinster Übersetzung, und zwar einer solchen, die durch die Steuerung bei Vorwärtsantrieb sonst nicht erreicht werden kann. Die im einzelnen nicht mehr erläuterte Steuervorrichtung R besteht aus einem mechanischen Servomotor, der sich von Hand oder selbsttätig in Wirkung setzen läßt, und arbeitet in der Weise, daß bei Vorwärtsantrieb die Welle 140 mit ihren Armen 142, 142" sowohl nach der einen wie nach der anderen Seite geschwenkt werden und man damit die Reibrollen in der beschriebenen Art auf größere oder kleinere Übersetzung einstellen kann, während bei Rückwärtsgang die Welle 140 automatisch so gedreht wird, daß die Reibrollen sich auf den Reibrädern 52,54 nach auswärts schrauben. Die Getriebeausgangswelle 40 bewegt sich also im Verhältnis zur Getriebeeingangswelle 20° mit geringerer Geschwindigkeit. Das Minimum der Übersetzung wird dabei, wie gesagt, dadurch eingestellt, daß Anschläge 119, 119« an den Trägern 80, 8o^a unter dem Einfluß einer in der Steuervorrichtung vorhandenen Feder gegen Anschlagringe 18, i8^a auf der Rohrmuffe 110 drücken.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Reibräder-Wechselgetriebe mit Reibscheiben, die ihre ausgebuchteten Reibflächen einander zukehren, und mit einer daran angreifenden Reibrolle, die in einem mit einem Halter verbundenen Träger drehbar gelagert ist, »dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (80) und der Halter (12) durch ein Universalgelenk (84) verbunden sind, das zur Achse (104) der Rolle (70) derart angeordnet ist, daß im Sinne der Drehung der treibenden Reibscheibe (64) bei Vorwärtsantrieb die Rolle (70) vor dem Universalgelenk (84) liegt und daß die Verstellung des Trägers (80) zum Einstellen der Geschwindigkeit durch ein Stellglied (112) erfolgt, das an dem Träger an einer Stelle zwischen dem Universalgelenk (84) und der Rollenachse "o (104) angreift.
2. 2. Reibräder-Wechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (112) das am Träger (80) angreifende Gelenk (118) in einer zur RoI-lenachse (104) im wesentlichen parallelen Richtung bewegt.
3. 3. Reibräder-Wechselgetriebe nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (80) die Rolle (70) in einer Gabelung aufnimmt und daß das Universalgelenk (84) für den Träger an

   dessen einem Ende innerhalb der Rollenmittelebene angeordnet ist.
4. 4. Reibräder-Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß" das Gelenk (118) zwischen dem Stellglied (112) und dem Träger (80) seitlich in einem Abstand von der Mittelebene der Rolle (70) angeordnet ist.
5. 5. Reibräder-Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (118), das den Träger (80) mit dem Stellglied (112) verbindet, ein Universalgelenk ist.
6. 6. Reibräder-Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Rolle (70) in ihrem Träger (80) eine beschränkte Bewegung zwischen diesen beiden Teilen in Richtung der Rollenachse gestattet.
7. 7. Reibräder-Wechselgetriebe nach Anspruch 6 bei Lagerung der Rolle innerhalb der beiden Schenkel eines gegabelten Trägers, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Rolle (70) 'feste Achse (104) in Lagersitzen (100) gehalten ist, die mit Schlitzen (102) zum Einbringen der Rollenachse an den freien Enden des Trägers (80) versehen sind, wobei in den Lagersitzen (100) Büchsen (106) liegen, die über die Achse gestreift sind und von der Rolle (70) Abstand besitzen, um die beschränkte Bewegungsfreiheit zu ermöglichen.
8. 8. Reibräder-Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stellglied (112) für die Träger (80) einen Lenker umfaßt, der an seinem Außenende mit dem Träger und an seinem Innenende mit einem um die Reibscheibenachse im Winkel verstellbaren Ring (110) verbunden ist.
9. 9. Reibräder-Wechselgetriebe nach den Ansprüchen? und 8, gekennzeichnet durch eine zwischen jedem Stellglied (112) und seinem Träger (80) vorgesehene Exzentereinstellvorrichtung (116, 118), durch die die verschiedenen Rollen (70) in genau übereinanderliegenden Lagen gegenüber ihren Bahnen auf den Reibscheiben zu bringen sind.
10. 10. Reibräder-Wechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 9 mit selbsttätiger Verstellbarkeit der Getriebereibrollen in die Lage geringer Geschwindigkeit beim Rückwärtsgang, gekennzeichnet durch an den Trägern ('80, 8o^a) der Rollen (70, (70°) angebrachte Anschläge (119, 119"), die mit festen Anschlägen (18, i8^e) zusammenwirken, um die Neigung der Rollen entsprechend zu begrenzen.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen' ,