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Reibradgetriebe Es ist bekannt, bei Reibradgetrieben die Andruckskraft
der Reibräder von der Belastung abzuleiten. Es wurde bereits vorgeschlagen, zu diesem
Zweck in den Abtrieb eine Kupplung einzuschalten, bei der die eine Kupplungshälfte
auf einer Schrägfläche der anderen Kupplungshälfte läuft und damit einen axialen
Druck ausübt, dessen Größe von der Stellung der einen Kupplungshälfte auf der Schrägfläche
der anderen Kupplungshälfte abhängt. Die liilageflächeci einer solchen Kupplung
sind so hohen Drücken ausgesetzt, daß bei Übertragung großer Energien, insbesondere
stoßweiser Belastung, eine Beanspruchung über die Festigkeitsgrenze hinaus eintreten
kann.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, den Andruck durch den Zahndruck
des Abtriebes zu bewirken, beispielsweise durch den Druck auf die Zähne eines mit
dem Abtriebsreibkegel verbundenen Planetenrades, das um das Sonnenrad des Abtriebes
laufen kann. Bei manchen Getrieben dieser Art wird die Anordnung der für das Planetenrad
besonders vorzusehenden Schwinge nachteilig empfunden. Außerdem kann ein solches
keibradgetriebe nur mit verhältnismäßig großem Aufwand für beide Drehrichtungen
brauchbar gemacht werden.
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Die Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und gibt
als Lösung ein Reibradgetriebe, welches sehr einfach ist, hohe Leistungen aufnehmen
kann und hohe Festigkeitsbeanspruchungen vermeidet.
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Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Abtriebsreibkegel
mit der Abtriebswelle über eine Schraubenspindel derart gekuppelt ist, daß das Abtriebsrad
beim Abbremsen der Abtriebswelle
axial bewegt wird. Gemäß einer
vorzugsweisen .\usbildungsform ist der Abtriebsreibhegel über ein Gewinde mit dem
Antriebsreibkegel eines zweiten Reibradgetriebes verbunden. Dadurch kann man eine
sehr einfache Bauart des gesamten Getriebes und gleichzeitig einen sehr großen Regelumfang
erreichen. MaCkann dann ferner -,*#,ntriel>swelle und Abtriebswelle des gesamten
Getriebes koaxial anordnen, wenn man über die Schraubspindel einerseits einen Reibkranz
und anderseits einen Reibkegel verbindet.
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Bei Benutzung derart hintereinandergeschalteter IZeibradgetriebe werden
die beiden miteinander über <las Gewinde verbundenen Reibräder mitTeilen versehen,
deren Gewinde einander entgegengesetzt sind und die auf ein gemeinsames, ihnen gegenüber
axial bewegliches Element mit entsprechenden Gewinden arbeiten. Die Bewegung dieses
Elements wird vorzugsweise durch Federn gepuffert. Die beiden über das Gewinde verbundenen
Reibräder werden durch eine schwächere Feder ständig auseinandergedrückt.
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Die Erfindung ist an Hand eines Ausfiihrungsheispieles erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Reibradgetriebe gemäß der Erfindung.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Doppelreibradgetriebe,
bei dein die Antriebswelle i und die Abtriebswelle 2 koaxial gelagert sind. Mit
der Antriebswelle i ist ein Reibkegel 3 fest verbunden, der auf einem Reibring ,4
arbeitet. '-\lit der Abtriebswelle 2 ist ein Reibring 5 fest verbunden, auf denn
ein Reibkegel 6 arbeitet. Der Reibring .I ist mit einem axialen Ansatz 7 versehen,
der teilweise als Spindelmutter 8 einer rechtsgängigen Spindel 9 ausgebildet ist.
Der Reibkegel 6 ist in ähnlicher Weise mit einem Ansatz io versehen, der als Spindelmutter
i i für eine linksgängige Spindel 12 arbeitet. Die beiden Spindeln 9 und 12 sind
mittels eines Bundes 13 miteinander fest verbunden. Vorzugsweise sind die Teile
9, 12 und 13 aus einem einzigen Stück hergestellt. Die Spindeln 9 und 12 sind mehrgängig
und besitzen einen Steigungswinkell, der zwischen 35 und 5o° liegt.
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Die Gesaintspindel9, 12, 13 ist hohl. In ihrem Innern liegt-eine Schraubenfeder
14, durch welche Reibring d und Reibkegel 6 an Reibkegel 3 1>zw. Reibring 5 unter
einem Druck von einigen kg angedriickt werden. Dieser Druck der Feder 14 dient lediglich
dazu, stets einen geringen Andruck der Reibradpaare 3, q. und 5, 6 aufrechtzuerhalten,
ist jedoch nicht geeignet zur Erzeugung des bei der Belastung erforderlichen Andruckes.
Die Ansätze 7 und io haben gemeinsam im wesentlichen die gleiche axiale Länge wie
die Gesamtspindel 9, 12, 13. Zwischen dem Bund 13 und dem das :Muttergewinde
8 bzw. i i tragenden Vorsprung der Ans:itze 7 und io liegen Pufferfedern 15.
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Diese Pufferfedern bestehen aus konisch aufgebogenen Ringen, die zu
mehreren aufeinandergelegt sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, bei großer Druckaufnahme
nur geringen Raum zu benötigen. Die Ansätze 7 und io sind mittels Rollenlager i6
in einer exzentrischen Bohrung 17 einer Zylinder troininel 18 gelagert, die inn
eine .Achse _1-.-I drehbar ist. Die Drehung der Troniniel 18 tim die Achse A-A erfolgt
z. B. mittels eines Handrades über einen Schneckentrieb. Die Trommel 1 8 ist in
dein Gehäuse gelagert, welches die Lager für die Wellen 1 und 2 trägt.
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Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist folgende: Wenn mittels der Antriebswelle
i der Reibkegel 3 gedreht wird, so nimmt er den Reibring 4 mit. Dabei ergibt sich
eine Untersetzung, die dein Verhältnis der Größe des Reibringes 1 zu demjenigen
Durchinesser des Reibrades 3 elltsl)i-icllt, auf dein der Reibring :f arbeitet.
Dieser Durchmesser ist durch Verschwenken der Trommel 18 um die Achse A-A einstellbar.
Die Zeichnung zeigt eine Stellung, bei welcher der Reibring 4 auf <lern größten
Durchinesser des Reibrades 3 arbeitet, so daß die geringste Untersetzung stattfindet.
Dreht inan die Trommel 18 um die Aclise _1-.-1, so wandert die Anlagefläche des
Reibringes 1 «-eiter zur Spitze des Kegels 3, so daß die Untersetzung vergrölIert
wird. Eine solche Bewegung des Reihringes d setzt voraus, daß der Reibring 1 sich
gleichzeitig in axialer Richtung entgegen dem Pfeilei' bewegen kann. Eine solche
Bewegung des Reibringes 4 ist ohne weiteres möglich. Bei dieser Bewegung wird lediglich
die Feder 14, die nur eine geringe Kraft besitzt, zusammengedrückt und die Schraubenspindel
9 gedreht.
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Infolge der Drehung der Troniniel 18 verlagert sich auch der Angriffspunkt
des Kegels 0 an der feststehenden Reibscheibe 5. und zwar wird auch hier der wirksame
Durchmesser des Kegels 6 verkleinert. Der Kegel 6 inuß sich also entgegen denn Pfeil
Q bewegen. hei dieser Bewegung wird die Spindel 12 gedreht. Die Gewinde 9 und 12
entsprechen einander derart, daß die Bewegungen des Reibringes 4 stets den Bewegungen
des Reibkegels 6 in der beschriebenen Weise entsprechen.
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Die Spindel 9, 12, 13 wandert also infolge einer Verdrehung
der Trommel i 8 zwischen den Ansätzen ; und io in einer Richtung. Diese Richtung
kehrt sich uni, wenn die 1>rehrichtung des Antriebes der Welle 1 umgekel"-t wild.
Die Sl>illdel 9, 12, 13 macht also bei Unikchr der Drehrichtung der Antriebswelle
i eine axiale Bewegung in einer Länge, wie sie von den Pufferfedern i; zugelassen
wird.
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Der Andruck der @ci1>scheil>enpaare 3, ,4 und 5, 6 in Richtung der
[)feile I' bzw. Q ergibt sich folgendermaßen: Wenn die Antriebswelle i anläuft,
die Abtriebs@velle 2 aber belastet ist, also zunächst einmal unbeweglich betrachtet
werden kann, so verstic'ht der Kegel 3 den 12eihring -4 mitzunehmen, da der Reibring
4 durch die Feder i -t an den Kegel 3 angedrückt wird. Der Reibring 4 wird daher
mittels der -Nltitter 8 die Spindel o so weit nach rechts 1>e- . wegen, daß der
Bund i3 Über die Pufferfedern 15 fest an der Mutter i i des Ansatzes io anliegt.
Sobald dies geschehen ist, würde, falls die Abtriel>swelle 2 nicht belastet wäre,
den- Kegel 6 durch die Mutter i i und Ansatz io mitgenommen und der 1 Reibring 5
finit der _11>triebswelle 2 durch den
Kegel C mitgenommen. Da aber
die Abtriebswelle 2 belastet ist, der Kegel 6 daher vom Reibring 5 unter dein Druck
der Feder i4 festgehalten wird, schraubt sich die Mutter 8 von der Spindel 9 in
Richtung des Pfeiles I' hinaus. Dadurch wird der Andruck zwischen den Teilen 3 und
,4 vergrößert. Diese Vergrößerung erfolgt so lange, bis der Widerstand der Abtriebswelle
2 überwunden ist.
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Ein besonderer Vorteil der Anordnung ist, (laß die Elemente sehr einfach
und robust gestaltet werden können, (laß sie vollständig eingekapselt werden können
und daß sie sich während des Betriebes, mindestens während des Ein-, Aus- und Umschaltens,
regelmäßig ein wenig bewegen, so daß eine gleichmäßige Schmierung leicht gesichert
werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, daß diese :\nordnung hohe Cbersetzungsverhä
ltnisse zuläßt, da sich die Übersetzungen der beiden Reibradpaare miteinander multiplizieren.
Als Winkel der Reibkegel haben sich Winkel von 135 bis 155° besonders gut bewährt.
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Die Ausdrücke Schraubenspindel und Mutter sind im allgemeinsten Sinne
zu verstehen. Als Schraubenspindel ist beispielsweise auch eine Welle zu verstehen,
die lediglich eine steile Schraubennut besitzt. _11s Mutter kann in solchem Fall
ein die Spindel umfassender Ring mit einem Stift dienen, der in die Nut eingreift.
Selbstverständlich kann der Schraubengang oder können die Schraubengänge statt auf
der Oberfläche im Innern einer llohlspindel liegen und je ein bzw. mehrere Ansätze
in einen Schraubengang eingreifen, wobei die Ansätze an einem als Mutter dienenden
Stück befestigt sind, das innerhalb der Hohlspindel liegt. .\n Stelle solcher Stifte
oder Ansätze können zur Verringerung der Reibung auch Kugeln benutzt werden.
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Unter Berücksichtigung solcher Mittel kann die dargestellte Anordnung
z. B. so abgewandelt werden, (laß die :Mutter 8 und i i statt eines Gewindeganges
einen oder mehrere Kugelkränze besitzen, wobei in jedem Kranz so viel Kugeln vorhanden
sind, wie die Spindeln 9 bzw. 12 Schraubengänge aufweisen. Statt des Ge-,vindes
der Muttern8 und i i kann man auch die Spindeln 9 und 12 durch solche Kugelkränze
ersetzen, die in die entsprechenden Schraubennoten der Muttern 8 und i i eingreifen.
In solchen Fällen dienen die Muttern als Schraubenspindeln im Sinne der hier benutzten
Bezeichnungsart. Die Schraubennuten erhalten bei Anwendung von Kugeln vorzugsweise
ein Profil mit kreisförmigem (-,rund, dessen Durchmesser dem Kugeldurchmesser entspricht.
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1)ie Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Sie kann auch auf einzeliie Reibradl>aare angewendet werden und kann beispielsweise
bei Reibradpaaren auch in der Art benutzt werden, (laß die beiden Reibräder 4 und
6 finit zylindrischen Ansätzen versehen sind, zwischen denen eine Feder liegt, welche
den Anfangsdruck bewirkt, und wobei diese zylindrischen Ansätze mit _\ul-,iengewinde
versehen sind, die auf einer gemeinsainen \lutter arbeiten, welche in ähnlicher
Weise wie die Spindel9, 12, 13 frei beweglich ist. In solchem Falle würde diese
Mutter in einer Zylindertrommel oder einer entsprechenden Schwinge gelagert sein
können.