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Reibräderwechselgetriebe Die Erfindung betrifft ein Reibräderwechselgetriebe
mit einem treibenden und einem getriebenen Hauptrad, deren Achsen in gleicher Linie
liegen, und mindestens zwei Reibrollen als Zwischenrädern, die je um eine außerhalb
derselben liegende Achse schwenkbar sind und die Haupträder auf konkaven Wälzflächen
berühren, Bei Getrieben dieser Bauart findet in den Berührungsstellen zwischen den
einzelnen Rädern fast nur reine Wälzbewegung statt. Diese Tatsache ist von großem
Vorteil, da dabei in den Berührungsstellen nur ein sehr geringes Maß von Reibung
und Wärme ent- , steht, was sich nicht nur in besserem Wirkungsgrad und geringerer
Abnützung äußert, sondern auch darin, daß die Begrenzung der übertragbaren Leistung
hier viel weniger eng liegt als -bei andern Getrieben.
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Bei bekannten Getrieben dieser Bauart sind die Achsen, um welche die
Zwischenräder schwenken, am* Gehäuse fest. Dabei ergibt sich aber der Nachteil,
daß es kaum möglich ist, in allen Berührungspunkten ein gleichmäßiges Zusammenarbeiten
zu erzielen. Besteht zum Beispiel im radialere Abstand zweier Achsen, um welche
zwei Zwischenräder schwenkbar sind, von der Getriebehauptachse ein kleiner Unretercchied.
so wird der von den Haupträdern ausgehende Anpreßdruck ,ich nur auf das eine Zwischenrad
abstützen, vährend das andere davon unbelastet bleibt und deshalb an der Kraftübertragung
nicht teilnimmt. Oder weisen die beiden genannten Achsen einen kleinen Unterschied
in ihrer Lage in axialer Richtung auf, so wird beispielsweise das eine Hauptrad
sich nur auf das Zwischenrad links und das andere Hauptrad nur auf das Zwischenrad
rechts stützen. In jedem der beiden parallel zusammenarbeitenden Kraftwege befindet
sich dann ein druckfreier Berührungspunkt, so daß die Kraftübertragung auf beiden
Wegen versagt.
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Die Fehler werden zwar oft nicht so groß sein, daß ein volles Versagen
eintritt, aber es wird doch die Übertragungskraft erheblich herabgesetzt werden.
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Da mit kleinen Fehlern immer gerechnet werden muß, wird man vorteilhaft
danach trachten, dieselben durch geeignete Maßnahmen unschädlich zu machen.
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So wurden bei andern bekannten Getrieben der eingangs erwähnten Bauart
die Zwischenräder jedes für sich über eine Feder in ihrer Axialrichtung auf (las
Gehäuse abgestützt, wobei diQ Zwischenräder sich an die Haupträder anpassen konnten,
indem ihre Achsen in ihrer SchNvenkehene beweglich gehalten
wurden.
Eiire solche elastisch nachgiebige Abstützung der Zwischenräder ist aber nur da
anwendbar. wo noch die früher hei Reibradrietrieben üblich gewesene Anpressung durch
konstante Federkraft vorhanden ist, und auch auf dieser Grundlage nur (la, wo nicht.
grolle Anforderungen an die Unveränderlichkeit des Übersetzungsverhältnisses gestellt
sind. Die Ausführungsart mit konstanter Anpressung durch Federkraft ist aber, abgesehen
von gewissen Spezialfällen, überholt, indem die proportionale Aaspressung, bei welcher
die Anpreßkraft durch (las Übertragungsmoment erzeugt wird, sich als großer Vorteil
durchgesetzt hat. In Verbindung mit (fieser proportionalen Anpressung ist aber die
federnde Zwischenradabstützung nicht anwendbar, indem die Zwischenräder bei jeder
Belastungsänderung- eine andere Lage zu den Haupträdern einnehmen würden, was gleichzeitig
eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses und (leg Drehzahl bedingt. Dies ist
aber meist nichtzulässig. Vielmehr werden oft- an die Unveränderlichkeit des eingestellten
Übersetzungsverhältnisses große Anforderungen gestellt. Bei federnder Rollenabstützung
bewirkt auch jede Unruhe der Belastung Schwingungen im Lauf des Getriebes. Um einen
vollkommenen Ausgleich (leg Druckkräfte in den Berührungspunkten (leg Räder zu erzielen.
(leg die beschriebenen Mängel nicht besitzt. werden beim Getriebe (leg Erfindung
erfindungsgemäß die Zwischenräder in ihrer Axialrichtung nicht gegen nachgiebige
Federn. sondern gegen einen für alle Zwischenräder gemeinsamen starren Rahmen abgestützt.
der in einer Ebene senkrecht zur Getriebeachse außer gegen Drehung frei beweglich
ist, so daß er unter dem Einfluß der Stützkräfte der Zwischenräder diejenige Mittelstellung
einnimmt, bei der alle Stützkräfte gleich groß sind. Außerdem sind beim Getriebe
der Erfindung alle Rollenachsen gegenüber diesem Rahmen in ihrer Schwenkebene einzeln
verschiebbar, so (laß auch die an einer Rolle angreifenden Anpreßdrücke sich auf
gleiche Größe ausgleichen kühnen.
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Durch die beiden genannten Mittel ist also erreicht. daß alle Druckkräfte
in den Berührungspunkten gleich groß sind, ohne daß eine Ursache zu Schwingungen
in der Drehzahl entsteht. In den Berührungspunkten kann kein Unterbrechen oder Schwächen
des Reibkontaktes mehr entstellen. La ist darum für die Kraftübertragung an jeder
Stelle ein störungsfreier Kraftfluß gesichert. Alle parallel zusammenarbeitenden
`feile sind gleich stark beansprucht und können voll ausgenützt werden. Auch trotz
proportionaler Anpressung wird (las Übersetzungsverhältnis durch Belastungsänderungen
infolge Abstützung der Zwischenräder auf einen starren Körper nicht beeinflußti
t.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
samt einer Detailvariante dargestellt.
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Abb. r zeigt (las Reibrädergetriebe in axialem Schnitt.
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Abb. 2 zeigt dasselbe finit (leg Einstelleinrichtung für den Übersetzungwechsel.
zum "feil im Schnitt.
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Abb. 3 zeigt eine Einzelheit in Ansicht. Abb. 4 zeigt schematisch
eine weitere Ausführungsform im Schnitt.
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In (leas lösbaren Stirnwänden 1. 2 eines die Reibräder aufnehmenden
Gehäuses 3 sind auf Kugellagern .[. 3 die Wellen <. ; koaxial gelagert. Die Welle
6 ist die treibende, die Welle; die getriebene Welle. Auf der Welle 6 sitzt lose
und axial verschiebbar (las Rad B. das mittels bekannter Anpreß-und Mitnehmervorrichtung
mit den Kugeln Io mit der Scheibe i i in Verbindung steht. die mit der Welle 6 fest
verbunden ist. Die Anpreß- und Mitnehmervorrichtung besitzt eine Feder 12, die das
Rad 8 immer gehen die Zwischenräder t3. 14 drückt. so daß (leg Reibungskontakt zwisehen
diesen Rudern jederzeit gesichert ist. Das Rad g ist mit (leg Welle 7 fest verbunden.
Die Wellen(-) und ; stützen .ich in axialer Richtung über die Stützlager 1;. 1(1
auf die Stirnwände 1. 2 des Gehäuses ab. Die Zwischenruder 13. Iq. sitzen lose drehbar
auf den Achsen 1;. 18, die mittels Achszapfen 19, 2o in Lagern des Körpers
21 geschwenkt werden können. Der Körper 21 ist in einer 1?lxne quer zur gerneinsainen
Getriebeachse auf vier am Gehäuse befestigten BOlzeil 22, 23 und =4, 23 verschiebbar
geführt. von denen je zwei sich in der gezeichneten Projektion überdecken.
Die Achsen 17, 18 der Zwischenräder stützen sich in 'txialrichtung auf eine Gleitfläche
(leg die Achszapfen i#1. 20 Umschließenden prismatischen 1törl)er 26. 27 und sind
längs (leg Stifte 28, 29 seitlich, also quer zu ihrer Achsrichtung, beweglich. Federn
3o, 31 drücken die Achsen 17, 18 mit ihren Zwischenrändern immer gegen das Rad 9,
so (iaß der Reibungskontakt auch zwischen den Zwischenrädern und dem Rad 9 immer
gesichert ist. Nach Abb. 3 wird die seitliche Beweglichkeit der Achsen 17,
i8 der Zwischenrüder 13, 1.4 mit andern Mitteln angestrebt. Die Achsen i7, 18 sind
mittels zweier Gelenke 32, 33 mit Laschen 34., 33 verbunden, die anderseits bei
30, 37 an (leas Körper 26' bzw. 27' an gelenkt sind. Es entstellt so ein Gelenkparallelogramm,
das (leg Achse des Zwischenrades eine seitliche Bewegung gestattet, ohne daß ,ich
die Richtung der Achse dab(°i ändert.
Bei dieser Konstruktion ist
der sich der seitlichen Bewegnut; entgegenstellende Reibungswiderstand geringer
als bei der erstbeschriebenen. Es erübrigt sich daher auch die Anbringung einer
Feder 30 bzw. 31, weil die Kontakthaltung ans diesem Grunde schon durch die Feder
t a gesichert ist.
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Die Zwischenräder 13, 14. werden durch eine gemeinsame Stellvorrichtung
eingestellt. Diese Vorrichtung umfaßt eine Schraubenspindel 4o. die drehbar, aber
nicht axial verschiebbar im Gehäuse gelagert ist. Auf der Spindel 40 sitzt eine
Mutter 41 finit einer quer zur Spindel laufenden Führungsnut .4z. In diese Nut greifen
Zapfen .43, 44 voll Artelen 45, 46, die auf den Achszapfen r9, 2o befestigt sind.
Durch Drehen der Spindel 4o werden die Achszapfen i9, 2o gleichzeitig gedreht, und
dadurch können die Zwischenräder 13, 14. auf eine andere Übersetzung des Getriebes
eingestellt werden.
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Wird durch die Welle C eine Drehbewegung eingeleitet. #o wird unter
dein Einfluß des Drehwiderstandes das Rad 8 durch die Anpreß- und Mitnehmervorrichtung
Io, 11, 12 auf der Welle nach vorn gegen die Zwischenräder 13, Id geschoben. Die
auf die Zwischenräder 13. 14 wirkende Druckkomponente, die finit der Richtung der
Achsen 1;, 18 einen Winkel einschließt. schiebt die Achsen 17, 18 quer zu ihrer
Richtung in einer Axialebene des Getriebes gegen das Rad 9, bis vier dort hervorgerufene
Gegendruck dein die Bewegeng einleitenden Druck das Gleichgewicht, hält. Die Kräfte
der Federn 30, 31 ersetzen dabei den Verlust all Reibung zwischen den Verschiebeg
leitflächen.
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Auf diese Weise werden die Stützkräfte A und B an jedem Zwischenrad
sehr annähernd unter sich gleich groß. Würde sich aber ergeben, daß die Stützkräfte
A und B des Zwischenrades 13 nicht gleich groß wären wie diejenigen
des Zwischenrades 1.4, so würde der Körper 2r sich unter dein Einfluß der Druckdifferenz
auf seinen Führungsbolzen 22, 23 und 23, 2.1 so weit verschieben, his die Stützkräfte
des Zwischenraumes 13 gleich den Stützkräften des Zwischenrades 14 sind.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß an allen Berührungsstellen zwischen
den Rädern ein gleichmäßiger Berührungsdruck besteht, so daß dadurch mit dem Getriebe
wirklich eine Gesamtkraft übertragen werden kann, die dem aufgewendeten Druck und
dem vollen Reibungskoeffizienten entspricht.
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Sind statt zwei, wie gezeichnet, drei oder mehr Zwischenräder vorhanden,
so erhält der (teil radialen Ausgleich vermittelnde Körper z t keine Stiftführung
mehr, sondern eine Ringführung mit radialer Bewegungsfreiheit »ach allen Richtungen,
wobei Mittel zur Verhinderung des Mitdrehens des Körpers 2r vorhanden sind. Die
Zentrierung gegenüber «(.n Getriebehauptwellen erfolgt dann durch die Zwischenräder
selbst.
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Durch die allgewendeten Mittel wird auch erreicht, daß nur bei einem
Hauptrad eine Anpreßvorrichtung erforderlich ist, was um so wichtiger ist, als es
bei Rädern 9 von der gezeichneten Form wegen der starken Variation des Berührungsradius
nicht möglich ist, mit einer einfachen Anpreßvorrichtung die gewünschte Proportionalität
zwischen Anpreßkraft und der Übertragungskraft zu erzielen, wohl aber bei einem
Rade voll der Form des gezeichneten Rades B. Man wird also vorteilhaft die Anpreßvorrichtung
beine kleineren Rad 8 anbringen und vermeidet dabei Überpressungen in den auf größeren
Radien gelegenen Berührungsstellen des Rades 9.
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Wie Abb. d zeigt, kann der Körper a 1 durch einen aus Blech geschweißten
Kasten d.8 ersetzt werden. Der Kasten 48 ist zwischen parallelen Flächen des Gehäuses
3 geführt und ist durch an sich bekannte 'Mittel (Bolzen, Anschläge usw.) gegen
Drehung gesichert. Zur teilweisen Entlastung des Kastens .M8 können die Achszapfen
r9, 2o mit ihren Enden direkt am Gehäuse 3 sich abstützen.