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Reibungsgetriebe Die Reibungsgetriebe bekannter Bauart machen von
der Reibungskraft zwischen zylindrischen, aufeinander abrollenden Rädern Gebrauch,
die gegeneinandergedrückt werden. Diese Räder berühren sich grundsätzlich nur längs
einer Linie, benötigen zur Erzeugung der Tarrgentialkraft einen hohen Anpreßdruck
und werden deshalb ivonwiegend für die Übertragung kleiner Tagentialkräfte verwendet.
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Es sind auch solche Reibungsgetriebe gebaut worden, die eine stetige
Änderung des übersetzungsverhältnisses gestatten. 'Bei diesen wird im allgemeinen
ein Kegelrad verwendet, auf dessen Mantelfläche ein schmales, scheibenförmiges Rad
abrollt. Hierbei ist nur eine punktförmige Berührung ohne Gleiten möglich. Wenn
aus praktischen Gründen eine Berührung längs einer Linie zugelassen wird, so ist
ein dauerndes Gleiten und somit eine starke Abnützung unvermeidlich. Diese stetig
regelbaren Getriebe sind daher nur für sehr kleine Drehmomente verwendbar.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reibungsgetriebe, bei :dem
die Tangentialkraft durch besondere, aus flachen oder gekrümmten Scheiben, Platten
oder Lamellen bestehende Kupplungselemente übertragen wird. Diese Kupplungselemente
werden zur Erzeugung der tangentialen Reibungskraft gegeneinandeigedrückt. Da man
eine beliebige Anzahl von Kupplungselementen in Reihe schalten kann, braucht der
Anpreßdruck nicht übermäßig groß zu sein, auch wenn die sich
auf
großer Oberfläche berührenden Kupplungselemente zur Übertragung großer Tangentialkräft-:
benutzt werden.
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Der Erfindungsgedanke wird im folgenden an mehreren Ausführungsbeispielen
erläutert.
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Als erstes Beispiel wird in Abb. i ein Reibungsgetriebe im Grundriß
gezeigt, in Abb. 2 dasgleiche Getriebe im Seitenriß. Die Abb. i stellt die obere
Hälfte des Getriebes im Schnitt entsprechend der in Abb. 2 angegebenen Schnittlinie
A-A, die untere Hälfte im Schnitt nach der Linie B-B dar. Die obere und die untere
Hälfte stimmen bis auf wenige Einzelheiten, auf die noch hingewiesen wird, überein.
In ,der Abb. 2 ist die rechte Hälfte des Getriebes entsprechend der in Abb. i angegebenen
Schnittlinie C-C, die linke Hälfte entsprechend der _ Schnittlinie D-D geschnitten.
Das in den Abb. i und 2 dargestellte Getriebe ist ein stetig regelbares Reibungsgetriebe,
hei dem als für die Kraftübertragung wesentliche Bestandteile zwei auf zwei Wellen
sitzende Trommeln, sowie eine über diese Trommeln laufende Kette vorhanden sind.
Die Verbindung zwischen den Trommeln .und .der Kette wird durch Kupplungselemente
hergestellt, die sowohl in den Trommeln als auch in der Kette enthalten sind und
in bestimmten Winkelstellungen der Trommeln gegeneinandergedrückt werden. Im einzelnen
ist das Getriebe folgendermaßen aufgebaut: Die Welle i trägt .auf ihrem genuteten
Teil den Trommelkörper 2 sowie den Lagerzylinder 3. Zwischen beiden befindet sich
der Distanzring 4, während auf der anderen Seite des Trommelkörpers 2 der "Zahnkranz
5 befestigt ist. Auf dem glatten Ende der Welle i ist das Rollenlager 6 mit der
Scheibe 7 und .der Mutter 8 festgeschraubt. Der Außenring des Rollenlagers 6 ruht
in der Lagerplatte 9, die mit dem Gehäuse io des Getriebes verschraubt ist. Das
zweite Rollenlager i i der Welle i ist auf dem Lagerzylinder 3 mit Hilfe der Mutter.
12 befestigt. Der Außenring des Rollenlagers i i ruht im Gehäusedeckel 13, der mit
dem Gehäuse io verschraubt ist.
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Der Trommelkörper 2 hat die :Form eines auf die Welle i aufgepaßten
Zylinders mit zwei dazu senkrecht stehenden Scheiben, an die sich je ein innerer
und ein äußerer Rand in axialer Richtung anschließt. Diese Scheiben sind mit mehreren,
bei dem gezeichneten iBeispiel zwölf radialen Schlitzen versehen, und zwar sechs
breiteren, um 6o° gegeneinander versetzten, und sechs schmäleren, ebenfalls um 6o°
gegeneinander und um 30° gegen die breiteren Schlitze versetzten. In den breiteren
Schlitzen der beiden Scheiben sind paarweise die Druckstücke 14 radial verschiebbar
angeordnet. Diese sind mit einer Biohrung zur Aufnahme der Führungsstangen 15 und
einer senkrecht dazu stehenden, rechteckigen öffnung versehen, die auf der einen
Seite des Trommelkörpers 2 die Verstellspin.deln 16 mit Rechtsgewinde, auf der anderen
Seite die Verstellspindeln 17 mit Linksgewinde hindurchläßt und dabei eine kleine
Verschiebung der Druckstücke 14 längs der Führungsstange 15 zuläßt. Die Druckstücke
14 werden auf der einen Seite des Trommelkörpers 2 von rechteckigeii,;Rahmen 18
umfaßt, auf der anderen Seite von rechteckigen Rahmen i9. Diese Rahmen 18 und i9
sind mit Rechts- bzw. Linksgewinde für die Verstellspindeln 16 bzw. i,7 versehen,
so daß sie durch Drehen der Verstellspindeln 16 im einen und der Verstellspindeln
17 im anderen 1)i-elisiiin in gleicher radialer Richtung verstellt werden können
und dabei die Führungsstangen 15 mitnehmen. Auf den Führungsstangen 15 sind außer
den Druckstücken 14 noch Druckplatten 2o aufgereiht, sowie Federringe 21, die die
Druckstücke 14 und Druckplatten 20 auseinanderdrücken. Damit sich die Druckplatten
20 nicht um die Führungsstangen 15 drehen können, sind die in der Abb. 2 sichtbarenFührungsstifte
22 durch die_Druckplatten 20 und die Druckstücke 14 hindurchgeführt.
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Zwischen den - Druckplatten 2o und zwischen diesen und den Druckstücken
14 greifen die Lamellen 23 der Kette ein. Diese sind auf Büchsen 24 aufgezogen,
die auf den Kettenbolzen, 25 aufgereiht sind und um geringe Beträge seitlich verschoben
werden können. Die Büchsen 24 werden durch Federringe 26 auseinandergedrückt. An
den Enden der Kettenbolzen 25 befinden sich die Laschen 27, die den Kettenzug von
einem Kettenbolzen 25 auf den nächsten übertragen, und die Scheiben 28, die durch
Splinte 29 gesichert sind. Die Scheiben 28 bestehen aus Metall oder einem geräuschdämpfenden
Stoff, wie Leder, Kautschuk od. dgl., und liegen auf Sektoren 3o auf, durch die
die Druckstücke: 14 hindurchgehen.
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In den schm'ä'leren Schlitzen des Trommelkörpers 2 gleiten die Formstucke
31, die aus zwei Sektoren ähnlich den Sektoren 30 und einem Verbindungssteg,
sowie mit Rechts- bzw.Linksgewinde versehenen Enden bestehen. In diesen Gewinden
laufen auf der einen Seite Verstellspindeln 16, auf der anderen Seite Verstellspindeln
17, so daß bei dem gezeichneten Beispiel insgesamt zwölf Verstellspindeln 16 und
zwölf Verstellspindeln 17 vorhanden sind, und beim gleichzeitigen Drehen aller Verstellspindeln
16 und 17 sowohl die Sektoren 30 als auch die Formstücke 31 um gleiche Beträge verstellt
werden. Die äußere Krümmung der Sektoren 30 und Formstücke 31 ist so gewählt,
)daß sie in jeder radialen Stellung den Scheiben 28 der Kette eine annähernd kreisförmige
Auflage darbieten. Beispielsweise kann also der Krümmungsradius einem mittleren
radialen Abstand der Sektoren 30 und Formstücke 31 entsprechen. Im übrigen
sind die Sektoren der Formstücke 31 gegenüber den Sektoren 3o axial etwas versetzt,
so daß sie bei der radialen Verstellung aneinander vorbeigleiten können.
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Die Verstellspindeln 16 und 17 sind in den Rändern des Trommelkörpers
2 gelagert,.und zwar am inneren Ende in den eingesetzten Büchsen 32, am äußeren
Ende in den eingeschraubten Büchsen 33, durch die die Enden der Verstellspin.delni,6und
17 hindurchgehen. Diese Enden tragen Kegelräder 34, die auf jeder Seite des Trommelkörpers
2 in die
Kegelradverzahnung ein:-, Zahnkranzes 35 eingreifen. Die
zwei Zahnkränze 35 besitzen auch eine Stirnradverzahnung und sind mittels Kugeln
auf ,den äußeren Rändern .des Trommelkörpers 2 gelagert. Wenn die beiden Zahnkränze
35 gleichzeitig im gleichen Drehsinn gedreht werden, so findet eine radiale Verstellung
aller Sektoren 30 und Formstücke 31 in gleicher Richtung statt.
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Auf jeder Seite des Trommelkörpers 2 befindet sich eine Druckscheibe
36, die die Form des Mantels eines Kegelstumpfes von sehr großem Offnungswinkel
hat und die durch je eine kegelstumpfförmige Druckrolle 37 gegen die Enden der Druckstücke
14 gedrückt wird. Die Berührungslinien der Druckrollen 37 und Druckscheiben 36 stehen
senkrecht zur Welle i, so daß die Umdrehungsachsen der Druckscheiben 36 die Welle
i unter einem sehr kleinen Winkel schneiden. Die Druckrollen 37 liegen in der :Mittelebene
des Getriebes auf der von der Kette umfaßten Seite des Trommelkörpers 2. Sie sind
mit Rollenlagern auf Zapfen 38. gelagert, die auf den Querarmen der Doppelhebel
39 festgeschraubt sind. Die beiden Doppelhebel 39 sind um die in das Gehäuse io
eingeschraubten Zapfen 4,o drehbar und werden mit Hilfe der Zugschrauben 41, der
:Muttern 42, der Federstäbe` 43 und der Winkel 44 gegeneinandergedrückt. Der Druck
wird von den Druckrollen 37 aufgenommen, die ihn über die Druckscheiben 36 an die
Druckstücke 14 weiterleiten. Diese drücken somit die Lamellen 23 zwischen sich und
die Druckplatten 20, so daß eine Tangentialkraft vom Trommelkörper 2 an die Kette
oder umgekehrt übertragen werden kann.
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Bei der Drehung der Welle i.,wird dieser Druck auf die Lamellen 23
nacheinander von den in den aufeinan@derfolgenden, um 6o° gegeneinander versetzten
Schlitzen befindlichen Druckstücken 14 und Druckplatten 2o ausgeübt, und zwar wirkt
der Druck, von der Winkelstellung der Druckrolle 37 aus gerechnet, in einem Bereich
von ±6o°" wenn die Schlitze mit den Druckstücken 14, wie beim dargestellten Beispiel,
um 6o° gegeneinander versetzt sind. Ist der betrachtete Schlitz noch um 6o° von
der durch :die Stellung der Druckrollen 37 gekennzeichneten Nullstellung entfernt,
so ist der Druck auf die Druckstücke 14 Null, da der volle ;von den 'Druckrollen
37 ausgeübte Druck von den Druckstücken 14 in der Winkelstellung o° aufgenommen
wird. Beim Weiterdrehen fängt der Druck an zu steigen. Beim Erreichen der Winkelstellung
-30° wirkt .der halbe Druck, während die andere Hälfte von dem Paar Druckstücken
14 in der Stellung +30° aufgenommen wird. Der Druck steigt dann weiter auf den Höchstwert,
der in der Stellung o° erreicht wird, und sinkt dann wieder bis auf Null in der
Stellung +6o°.
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In bezug auf :die Abmessungen der Lamellen 23 und der Druckplatten
2o ist :folgendes zu bemerken: Damit der von einem Paar Druckstücke 14 auf die dazwischenliegenden
Lamellen 23 und Druckplatten 2o ausgeübte Druck nicht auf die zum nächsten Paar
Druckstücke 14 gehörigen Druckplatten 2o übertragen werden kann, müssen die Abmessungen
der Lamellen 23 einerseits und der Druckplatten 2o anderseits so ab@ estimmt sein,
daß zwischen zwei .benachbarten Sätzen von Druckplatten 20 mindestens die Länge
einer Lamelle 23 frei bleibt. Falls die Kette nur eine Lamelle 23 je Kettenbolzen
25 besitzt, so fallen die Druckplatten 20 fort, und die angegebene Rücksicht auf
die Abmessungen ist nicht nötig.
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Auf der anderen, mit 45 bezeichneten Welle des Getriebes ist ebenfalls
ein Trommelkörper 2 mit allen übrigen Teilen 3 bis 44 mit den folgenden Einschränkungen
angeordnet. Erstens sind die rechts- und linksgängigen Verstellspindeln 16 und 17
seitenvertauscht, so ,daß beim Drehen der Zahnkränze 35 im gleichen Drehsinn die
Sektoren 30 und Formstücke 31 beider einen Welle radial nach außen, bei der anderen
Welle radial nach innen gehen, und sich das Übersetzungsverhältnis bei gleichbleibender
Kettenlänge ändert. Zweitens ist bei der Welle 45, die im Vergleich zur Welle i
in entgegengesetzter Richtung in das Gehäuse io eingesetzt ist, derZahnkranz5 zwischen
demTrommelkörper 2 und dem Lagerzylinder 3 angeordnet( während der Distanzring 4
wegfällt.
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Zum Zwecke der stetigen Änderung des Übersetzungsverhältnisses ist
eine Achse 46 mit den zwei Zahnrädern 47 vorgesehen, die in die Stirnradverzahnungen
der beidenZahnkränze 35 derWelle i eingreifen. Auf der Achse 46 sitzt ein weiteres
Zahnrad 48, das in das Zahnrad 4,9 eingreift. Dieses ist mit dem Kegelrad 5o fest
verbunden, und beide sind um die Achse 5 i drehbar gelagert. Das Kegelrad 52 ist
auf der Achse 51 befestigt, auf der auch das in den Zahnkranz 5 eingreifende Zahnrad
53 sitzt. In die Kegelräder 5o und. 52 greifen die zwei Planetenräder 54 ein, die
auf einem um die Achse 51 drehbaren Arm 55 gelagert sind. Mit diesem Arm 55 ist
das Zahnrad 56 fest verbunden. Die Kegelräder 5o und 52, sowie die Planetenräder
54 bilden ein Differentialgetriebe. Solange der Arm 55 'in Ruhe ist, drehen sich
die Kegelräder 5o und 52 gleich schnell und entgegengesetzt. Die Übersetzungsverhältnisse
der Zahnkränze 35 zu den Zahnrädern 47 und des Zahnrads 48 zum Zahnrad 49 sowie
das Übersetzungsverhältnis des Zahnkranzes 5 zu dem Zahnrad 53 sind so gewählt,
däß sich für die Zahnkränze 35 und den Zahnkranz 5 ,die gleiche -Drehzahl ergibt
und die Kegelräder 34 somit in Ruhe bleiben. Dreht man jedoch den Arm 55, :so werden
die Kegelräder 34 und die Verstellspindeln 16 und 17 ebenfalls :gedreht.
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Eine weitere Achse 57 trägt zwei Zahnräder 58, die in die Stirnradverzahnungen
der zur Welle 45 gehörigen Zahnkränze 35 eingreifen. Ein weiteres auf der Achse
57 sitzendes Zahnrad 59 greift in das Zahnrad 6o ein, das mit den Kegelrad 61 verbunden
und um die Achse 62 drehbar gelagert ist. Auf dieser Achse 62 ist ein weiteres Kegelrad
63 befestigt sowie,das in den Zahnkranz5 der Welle 45 eingreifende Zahnrad 64. In
die Kegelräder 61 und 63 greifen die zwei Planetenräder 65 ein, die in dem um die
Achse 62 drehbaren Arm 66 gelagert sind.
Mit dem Arm 66 ist das
Zahnrad 67 fest verbunden.
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Zum Drehen der Zahnräder 56 und 67 dient das in beide eingreifende
Zahnrad 68, das auf der Regulierwelle 69 sitzt. Diese ist in der Lagerplatte 9 sowie
in der in das Gehäuse io eingeschraubten Lagerbüchse 70 gelagert.
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Zwecks Aufnahme der Lager für die Achsen 46 und 57 ist die Lagerplatte
9 mit einem senkrechten Steg 9° versehen, der wiederum nach beiden Seiten die zur
Lagerplatte 9 parallelen Querbalken 9b und trägt, in denen die Lager untergebracht
sind. Die Achsen 5i und 62 sind einerseits in der Lagerplatte 9 gelagert, andererseits
in dein Gegenplatten 71 bzw. 72, -die mit den Distanzbolzen 73 an der Lagerplatte
9 festgeschraubt sind.
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In den Abb. i und 2 ist das Getriebe in einer Grenzstellung des Übersetzungsverhältnisses
gezeichnet. Die Sektoren 30 und Formstücke 31 behefinden sich bei dem Trommelkörper
2 der Welle i in der Stellung des größten, hei dem der Welle 45 in der Stellung
des kleinsten radialen Abstandes. Die Größe des Regelbereichs ist dadurch begrenzt,
daß die durch die Sektoren 30 und Formstücke 31 gebildete Auflagefläche für
die Scheiben 28 auch in den Grenzstellungen noch annähernd die Form eines Kreiszylinders
haben muß. Bei großem Regelbereich muß daher am Umfang der Trommelkörper 2 eine
größere Anzahl dieser Sektoren 30 und Formstücke 31 angeordnet werden als bei kleinem
Regelbereich. Bei sehr kleinem Regelbereich kann man auf die Formstücke 31 überhaupt
verzichten und die Sektoren 30 entsprechend breiter machen, so daß sie auch in der
äußersten Stellung noch eine zusammenhängende Auflagefläche für die Scheiben 28
bilden.
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Die Anzahl der auf jedem Kettenbolzen 25 angebrachten Lamellen 23
sowie der Druckplatten 20 richtet sich nach der zu übertragenden Tangentialkraft,
ebenso die von den Zugschrauben 41 auszuübende Kraft. Genügt eine einzige Lamelle
23, so greift diese unmittelbar zwischen den DruckstÜcken 14 ein und die Druckplatten
20 fällen weg.
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"Zur Erhöhung der übertragbaren Tangentialkraft können die Druckstücke
14, die Druckplatten 20 und die Lamellen 23 aus Werkstoffen mit hohem Reihungsbeiwert
hergestellt oder mit einem Belag aus solchem Stoff versehen werden.
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Bei kleinem Regelbereich des Reibungsgetriebes können die Druckstücke
r4 und Druckplatten 20 einen unveränderlichen radialen Abstand von den Wellen i
und 45 haben. Nur die Sektoren 30 und Formstücke 31 werden dann radial verstellt,
und die Lamellen 23 ragen je nach deren Einstellung mehr oder weniger tief hinein.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den :1bb. 3, 4, 5 und 6 dargestellt.
Die Abb. 3 stellt einen Schnitt nach der in Abb. 4 angegebenen Linie E'-E, die Abb.
4 einen Schnitt nach der in Abb. 3 angegebenen Linie F-F dar. Der letztere Schnitt
ist nur zur Hälfte gezeichnet, (in cr in bezug auf die Linie E-E symmetrisch
ist. In der Abb. 5 ist die Seitenansicht der Innenteile des Getriebes nach Entfernung
des Gehäuses dargestellt, wobei das Gehäuse allein nach der in Abb. 3 und 6 angegebenen
Linie G-G geschnitten ist, in der Abb. 6 schließlich ein Schnitt nach der in den
Abb. 3 und 5 erkennbaren Linie H-11, und zwar zur Hälfte.
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Es handelt sich hier um ein zweistufiges, stetig regelbares Reibungsgetriebe.
Die Tangentialkraft wird in jeder Übersetzungsstufe ,durch Lamellen übertragen,
die einerseits auf einem Radkranz, andererseits auf koaxial mit dem Radkranz umlaufenden
Armen angeordnet sind und periodisch innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs gegeneinandergedriickt
werden. Den Armen wird eine gleichbleibende oder periodisch wechselnde Geschwindigkeit
erteilt, deren Höchst- oder Mindestwert in der Mitte des Winkelbereichs der Anpressung
der Lamellen auftritt, beispielsweise mittels daran befestigter Rollen, die in radialen
Schlitzen einer Scheibe mit verschiebbarer Achse geführt sind. Durch die Achsenverschiebung
wird das ihbersetzungsrverhältnis geändert.
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Im einzelnen ist dieses Ausführungsbeispiel wie folgt aufgebaut: Die
genutete Weile ioi trägt das Rad 102, auf dessen Nabe sich die Kugellager
103
und 104 befinden. Die Außenringe der Kugellager 103 und io4 liegen im
Gehäusedeckel io5, der mit dem Gehäuse io6 verschraubt ist. Im Kranz des Rades 102
sind Bolzen 107 eingeschraubt, auf denen Sätze von Lamellen io8 aufgereiht
siliid, die durch Federringe iog atiseinandergedrückt werden. Bei dem gezeichneten
Beispiel sind insgesamt 2.4 Sätze von je vier Lamellen io8 am Unifang des Rades
io2 angeordnet. Urn das Matte Ende der Welle ioi drehbar sind abwechselnd Arme i
io und i i i angebracht, und zwar hei dein dargestellten Beispiel je sechs. Die
Lagerung der Arme i io und iii ist konzentrisch um die Welle loi aufgebaut. Mlittels
Rollen sind die Arme i io und i i i schalenförmig ineinander und schließlich auf
der Welle ioi gelagert. Sie werden durch eine auf das Ende der Welle 1o1 aufgesclir<tul)tc
Scl1cil>e 112 gesichert. In jedem der Arme i ro und i i i sind zwei Bolzen 113 eingeschraubt,
auf die Lamellen 114 aufgereiht sind', die zwischen d:ie Lamellen io8 greifen und
durch Federringe 1 i auseinandergedrückt werden. Da doppelt so viele Sätze von Lamellen
io8 am Umfang des Rades 102 angebracht sind wie Lamellen 114 tragende Arme i io
und iiivorgesehen sind, so bleibt zwischen zwei benachbarten Armen i io und 1 i
i mindestens die Länge einer Lamelle io8, so daß ein auf einen Satz Lamellen 114
ausgeübter Druck nicht durch die Lamellen io8 auf den benachbarten Satz Lamellen
114 übertragen werden kann. Falls jeder Arm rio und i i i nur eitle Lamelle 114
trägt, ist jedoch die Einhaltung dieses Abstandes nicht nötig.
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Auf jedem Arm i 1o und i i i ist ferner ein Zapfen i i,6 festgeschraubt,
der an seinem Eide eine auf Nadelrollen gelagerte Rolle 117 trägt. Die Rollen 117
greifen in radiale Schlitze des Scheibenkörpers 118 ein, der auf der genuteten Welle
ii9 sitzt.
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Der Kranz des Rades 1 o 2 ist mit Bohrungen verselten,
in
die Druckzylinder 120 eingesetzt sind, derart, daß an die erste und letzte Lamelle
io8 jedes Lamellensatzes ein Druckzylinder 12o anliegt. Mit ihrem anderen Ende liegen
die Druckzylinder i 2o gegen Druckscheiben 12.1 bzw. 122 an, die die Form des Mantels
eines Kegelstumpfes von sehr großem Öffnun.gswitrkel haben. Die Druckscheibe 121
ist gegen Herausfallen durch, vier Schrauben 123 gesichert, die Druckscheibe
122 durch den aufg Y schraubten Winkelring 124.
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e
Auf den Druckscheiben 121 und 122 können die beiden Druckrollen
125 abrollen, die mit Rollenlagern auf Zapfen 126 gelagert sind. Die Zapfen 126
sind an den Querarmen der Doppelhebel 127 festgeschraubt. Die beiden Dopl#,°Ihebe1.127
sind um die in das Gehäuse io6 eingeschraubten Zapfen 1218 drehbar und werden mit
Hilfe der Zugbolzen 129, der Muttern 13o, der Winkel 131 und der Federstäbe 132
gegeneinandergedrückt. Der Druck wird durch die Druckrollen 125, die Druckscheiben
121 und 122 sowie die Druckzylinder 120 auf die Lamellen io8 übertragen, die somit
an die Lamellen 114 angedrückt werden.
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Koaxial mit der Welle toi ist ihr gegenüber die Welle 133 in das Gehäuse
io6 eingeführt. Sie trägt genau wie die Welle toi ein Rad 102 sowie Kugellager
103 und 104, deren Außenringe im Gehäuse io6 liegen. Der übrige Aufbau ist
genau der gleiche wie bei der Welle toi, aber die Doppel-Iiebel 127 und die Druckrollen
125 sind um i8o° verdreht angeordnet gegenüber denen der Welle toi. Von dieser Verdrehung
abgesehen ist der Aufbau symmetrisch bis zum zweiten Scheibenkörper 118, der ebenfalls
auf die Welle vig aufgeschoben ist.
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Die beiden Scheibenkörper 118 tragen zwei Kugellager 134, deren Außenringe
vom Lagerkörper 135 aufgenommen werden. Dieser ruht auf der Führungsstange 136,
die von .den zwei von außen in :das Gehäuse io6 eingeschraubten Büchsen 137 festgehalten
wird, und auf der Verstellspindel 138, die in den zwei von außen in das Gehäuse
io6 eingeschraubten Büchsen 139 gelagert ist. Mit Hilfe der Verstellspindel 138
kann der Lagerkörper 135 in der Ebene, in der die Druckrollen 125 angeordnet sind,
verschoben werden, so,daß die Welle i i#9 sowohl mit den Wellen toi und 13,3 koaxial
liegen kann als auch von dieser Stellung aus nach beiden Seiten bis zu einer Grenzstellung
verschoben werden kann. In den Abb. 3 bis 6 ist das Getriebe in einer solchen Grenzstellung
dargestellt. Durch das Verschieben der Welle i i9 wird das Übersetzungsverhältnis
der Welle toi zur Welle ri9 und der Welle i i9 zur Welle 133 stetig verändert.
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Der von den Druckrollen 125 auf die Druckscheiben 121 und 122
übertragene Druck wirkt beim Drehen der Welle toi folgendermaßen auf die Lamellen:
Wenn ein Paar Druckzylinder 120 in der deichen Winkelstellung steht wie die Druckrollen
125, und ebenso auch ein Arm i io oder i -i i, dann werden die Lamellen 11'4
dieses Arms i io oder i i i mit dem vollen Druck an die Lamellen io8 angedrückt.
heim Weiterdrehen der Well° toi beginnen die Druckscheiben 121 und 122 auf das folgende
Paar Druck7,ylimder 120 zu drücken, das um 15° gegenüber dem vorhergehenden versetzt
ist. Dieses Paar findet jedoch keinen Widerstand, da sich kehre Lamellen 114 zwischen
den Lamellen io8 befinden. Der nächste Arm i io oder i i i folgt nämlich erst nach
30°, wenn sich die Welle i i9 in der Mittelstellung befindet, oder nach einem etwas
kleineren oder größeren Winkel als 300, wenn die Welle i i9 nach der einen oder
anderen Seite verschoben ist. Daher finden die Druckscheiben r2 i und 122 erst bei
dem übernächsten Paar Druckzylinder 12o, das um 30° gegenüber dem ersten versetzt
ist, wieder Aufnahme für ihren Druck. Die Lamellen 114 eines Arms i io
oder i i i werden daher von etwa - 30° bis etwa ;- 30'°, von der geschilderten
Ausgangsstellung aus gerechnet, unter Belastung gesetzt, und zwar stehen sm allgemeinen
die Lamellen von zwei benachbarten Armen i io und i i i gleichzeitig unter Druck.
Daher ergibt sich die Forderung, daß zwei benachbarte Arme i io und i ri im #Bereich
von etwa - 3o° bis etwa -i- 3o° die gleiche Winkelgeschwindsgkeit haben müssen.
Nun ist dies theoretisch nicht der Fall, wenn die Rollen i 17 unmittelbar in den
radialen Schlitzen des Scheibenkörpers i 18 geführt werden. Vielmehr muß zur Erzielung
einer gleichen Winkelgeschwindigkeit von zwei benachbarten Armen i io und i i i
zwischen diesen und dem Scheibenkörper 118 eine Verbindung nach den Grundsätzen
einer Verzahnung hergestellt werden. Dies kann beispielsweise nach Art einer Triebsbockverzahnung
geschehen. Wie dies besonders in der Abb.6 zu sehen ist, greifen die Rollen
1'i7 in die in den Schlitzen des Scheibenkörpers 118 angeordneten Gleitstücke i4o
ein, die die zu den Rollen 117 passende Zahnflankenform aufweisen, und zwar von
einer Mittellinie aus radial sowohl nacl? innen als auch nach außen, entsprechend
den beiden durch die Verschiebung der Welle i i9 nach der einen oder anderen Seite
gegebenen Möglichkeiten.. Diese Zahnflankenformbedeutet, daß der Abstand der beiden
Zahnflanken in der Mittellinie, die der Berührungslinie der Rollen 117 in der durch
die Druckrollen 125 gekennzeichneten Stellung entspricht, gleich dem Durchmesser
der Rollen, i 17 ist, und daß er sich in Abhängigkeit von der radialen Entfernung
nach innen und außen erweitert bis zu der geringen radialen Entfernung, die einem
Drehwinkel von etwa 3o° entspricht. Bei größeren Drehwinkeln ist eine gleiche Winkelgeschwindigkeit
benachbarter Arme i io und i i i nicht mehr erforderlich, und die Flanken der Gleitstücke
nähern sich wieder bis auf einen Abstand gleich dem Durchmesser der Rollen 117.
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Beim Verschieben der Welle i i9 müssen die Gleitstücke 140 ebenfalls
verschoben werden, damit die Berührungslinie der Rollen 117 in der durch die Druckrollen
125 gekennzeichneten Stellung immer mit der Mittellinie der Zahnflanken übereinstimmt.
Zu diesem Zweck sind die Veribindungsstege der beiden Flanken der Gleitstücke i4o
mit
Gewinden versehen, in denen die Spindeln 141 laufen. Diese sind einerseits in den
Büchsen i42, andererseits in den Büchsen 143, die in den Scheibenkörper ri8 eingesetzt
sind, gelagert und tragen je ein Kegelrad 144. Auf jedem der beiden Scheibenkörper
118 greifen alle Kegelräder 144 in die Kegelradverzahnung eines Zahnkranzes 145
ein, der auch mit einer Stirnradverzahnung versehen und auf Kugeln konzentrisch
zur Welle i i9 gelagert ist. Beim Drehen der beiden Zahnkränze auf den beiden Scheibenkörpern
118 im gleichen Drehsinn werden die Kegel-räd'er 44 auf dem einen Scheibenkörper
118 in einem Drehsinn, die auf dem anderen im entgegengesetzten Drehsinn gedreht,
so daß die Gleitstücke 14o des einten Scheibenkörpers 118 radial nach innen, die
des anderen radial nach außen verschoben werden.
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Schließlich ist auf dem einen der beiden Scheibenkörper 118 noch ein
Zahnkranz 146 befestigt, der, wie in Abb. 5 zu erkennen ist, in ein Umkehrzahnrad
147 eingreift. Dieses wiederum greift in das Zahnrad 148 ein, das auf der Hohlwelle
149 befestigt ist. Diese ist auf der Achse 150 gelagert, auf der die Zahnräder 151
und 152 sitzen, die in die Stirnradverzahnungen der beiden Zahnkränze 145 eingreifen.
Die Achse i5o ist in einem Arm des Lagerkörpers 135 gelagert, ebenso die Hohlwelle
149, in derem Innern die Achse 150 nochmals gelagert ist. Auf der Hohlwelle 149
sitzt ein Kegelrad 153,, auf der Achse 15o ein Kegelrad 154. Beide greifen in zwei
Planetenräder 155 ein, die auf einem um die Achse 15o drehbaren Arm 156 gelagert
sind. Mit dem Arm 156 ist ein Kegelrad 157 fest verbunden, das in ein Kegelrad mit
dazu senkrechter Umdrehungsachse, das in den Abb. 3 bis 6 nicht sichtbar ist, ein-greift.
Auf -der gleichen Achse wie dieses Kegelrad ist das Zahnrad 158 befestigt, das in
die Verzahnung 138° der Verstellspindel i38 eingreift. Die Achse des Zahnrads 158
ist in der Lagerplatte 159 :gelagert, die am Lagerkörper 135 festgeschraubt ist.
Die Verzahnung 138° i'st in axialer Richtung so lang, daß das Zahnrad 158 auch bei
der Verschiebung des Lagerkörpers 135 immer im Eingriff bleibt.
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Wenn nun die Verstellspindel 138 zwecks Verschiebung des Lagerkörpers
135, also zwecks Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes, gedreht wird,
so dreht sich auch das Zahnrad 158 und somit auch das Kegelrad 157 und der Arm 156,
der die Planetenräder 155 trägt. Die Kegelräder 153 und 154, die sich in
der Ruhestellung des Arms 156 gleich schnell und entgegengesetzt drehen, erhalten
nun bei Drehung des Arms 156 eine Drehzahldifferenz, und die Zahnkränze 145 werden
gegenüber den Scheibenkörpern 118 gedreht. Damit werden auch die Spindeln 141 in
Drehung versetzt und die Gleitstücke 140 verschoben. Die Übersetzungsverhältnisse
werden so gewählt, daß d'ie Verschiebung der Gleitstücke i4o ebenso groß ist wie
die des Lagerkörpers 135.
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Zur Drehung der Verstellspinde1138 ist eine 1Zegulierwefle 16o vorgesehen,
deren flaches Ende in eine in das Ende der Verstellspindel 138 eingefräste Querllttt
paßt. Die Wel 1e 16o besitzt einen vorspringenden Kragen und wird mit Hilfe der
an das Gehäuse i o6 angeschraubten Platte 161 festgehalten.
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Wie man sieht, eist der zusätzliche Aufwand für die Verstellung der
Gleitstücke i4o nicht unerheblich. Tatsächlich sind aber die Zahnflankenkurven,
die sich für einen Drehwinkel von ± 30° ergeben, hei kleinen Mittenentfernungen,
also kleinem bis mäßigem Regelbereich, mit großer Annäherung zwei parallele Gerade.
In der Abb. 6 mußten die Kurven stark übertrieben gezeichnet werden, um überhaupt
eine Abweichung von zwei parallelen Geraden erkennbar zu machen. NIan kann daher
in den meisten Fällen auf die Gleitstücke 140 verzichten und die Rollen L17 in parallelwandigen
Schlitzen der Scheibenkörper 118 laufen lassen, zumal man einen größeren Regelbereich
auch durch mehrstufige Anordnung des Getriebes unter Verwendung einzelner Elemente
mit kleinem Regelbereich erzielen kann. Die Regell>ereiclle der einzelnen Elemente
multiplizieren sich dann. Das beschriebene Ausführungsbeispiel stellt bereits ein
zweistufiges Getriebe dar.
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Das nächste, in den Abb. 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel
entspricht -in wesentlichen Zügen dem vorigen, weist jedoch das neue Kennzeichen
auf, daß die gegeneinander gepreßten Reibungsflächen nicht senkrecht zur Umdrehungsachse
stehen und nicht eben sind, sondern Ausschnitte aus dazu parallelen Zylinderflächen
sind, bei denen die sich berührenden Flächen gleichen Krümmungsradius haben. In
der Abb. 7 ist diese Ausführung im Schnitt nach der in Abb.8 angegebenen Linie 7-l,
in der Abb. 8 irn Schnitt nach der in Abb. 7 sichtbaren Linie 1-K dargestellt.
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Die genutete Welle 201 trägt das Rad 2o2 mit den Kugellagern 203 und
204, deren Außenringe im Gehäusedeckel 2o5 ruhen. Dieser ist mit dem Gehäuse 2o6
verschraubt. Im Kranz des Rades 202 sind Bolzen 207 angeordnet, auf ,denen
radial von innen nach außen Lamellen 2o8 aufgereiht sind. Als äußerste ist je eine
Lamelle 2o9 angebracht, die etwas stärker ist als die Lamellen 2o8. Die Lamellen
2o8 Und 209 werden durch Federringe 2io auseinandergedrückt. Insgesamt sind hei
dem dargestellten Beispiel 24 Sätze von Lamellen 208
und 2o9 am Umfang des
Rades 202 angeordnet. Auf dem glatten Ende der Welle 201 sind sechs Arme 211 und
sechs Arme 212 konzentrisch gelagert und durch die an der Welle 201 festgeschraubte
Scheite 213 gesichert. In jedem Arm 211 und 212 sind zwei Bolzen 214 eingeschraubt,
auf die Lamellen 215 aufgereiht sind. Diese greifen zwischen die Lamellen 2o8 und
209 und werden durch Federringe 216 auseinandergedrückt.
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Auf jedem Arm 211 und 212 ist ferner ein Zapfen 217 festgeschraubt,
der an seinem Ende eine auf Nadelrollen gelagerte Rolle 218 trägt. Diese Rollen
218 greifen unmittelbar in radiale Schlitze des Scheibenkörpers 2i9 ein, der auf
der genuteten Welle 220 sitzt.
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Auf den äußeren Lamellen 209 liegt ein Druckring 221 auf, auf dem
die Druckrolle 222 läuft.
Diese ist mit Rollenlagern auf dem Zapfen
223 gelagert, der mit dem Doppelhebel 22,4 verschraubt ist. Dieser ist um einen
im Gehäuse 2o6 befestigten Zapfen 226 drehbar und besitzt einen Querbalken 224°,
auf dessen Enden der Federstab 225 aufliegt. In der :Mitte des Federstabes 225 ist
ein Winkel 227 aufgesetzt, auf den die in das Gehäuse 2o6 eingeschraubte Druckschraube
228 aufstößt. Durch Anziehen . der Druckschraube 228 wird ein Druck auf den Doppelhebel
224 ausgeübt, der von der Druckrolle 222 auf den 'Druckring 221 und von da
auf eine oder zwei benachbarte Lamellen 209 übertragen wird. Dadurch werden die
Lamellen 215 an die 1-aniellen 2o9 und 208 sowie an den Kranz des Rades 202
gedrückt. Der Übergang des Druckes von einer .Lamelle 209 zur nächsten findet in
ähnlicher Weise statt wie beim vorhergehenden Beispiel. Auch hier stehen- die Lamellen
215 jedes Arms zi,i und 212 etwa zwischen den Winkelstellungen - 30° und
-1- 30° unter Druck, wobei die Winkel von der Stellung der Druckrolle 222 aus gerechnet
sind. Die Lamellen 2o9 haben, wie erwähnt, eine größere Dicke, weil sie auf der
Innenseite einen der nächstliegenden Lamelle 208
angepaßten Krümmungsradius
aufweisen, auf der Außenseite dagegen auf den Krümmungsradius des Druckrings 221
abgedreht sein müssen. Im allgemeinen wird daher .die Dicke der Lamellen 2o9 von
der Mitte nach außen zunehmen.
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Koaxial mit der Welle toi ist die Welle 229 in das Gehäuse 2o6 eingeführt.
Sie,trägt genau wie die Welle toi ein Rad 202 sowie zwei Kugellager 2o3 und 2o4,
deren Außenringe im Gehäuse 2o6 liegen. Der übrige Aufbau ist der gleiche wie bei
der Welle 201, aber der Doppelhebel 224 und die Druckrolle 222 sind um i8o° verdreht
angeordnet. Der zur Welle 229 gehörige Scheibenkörper 2i9 ist ebenfalls auf die
Welle 22o aufgeschoben. Die beiden Scheibenkörper 219 tragen je ein Kugellager 23o,
dessen Außenring im Lagerkörper 231 liegt. Dieser ruht auf der Führungstange 232,
die von den beiden in das Gehäuse 2o6 eingeschraubten Büchsen 2.33 festgehalten
wird, und auf der Verstellspindel 234, die in den zwei in das Gehäuse
206
eingeschraubten Büchsen 235 gelagert ist. Mit Hilfe der Verstellspindel
234 kann der Lagerkörper 231 in der Ebene, in der die Druckrollen 2,22 liegen, nach
beiden Seiten von der Mittelstellung aus, in der die Welle 220 mit den Wellen 201
und 229 koaxial ist, verschoben werden. Dadurch wird das Übersetzungsverhältnis
von der Welle 201 zur Welle 220, und im gleichen Sinne von der Welle 220 zur Welle
229 geändert. Das dargestellte Getriebe ist zweistufig und in einer Grenzstellung
des Regelbereichs gezeichnet.
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Zum Drehen der Verstellspindel234 dient die Regulierwelle 23,6, deren
abgeflachtes Ende in eine Quernut der Verstellspindel 234 paßt, und die mit .der
am Gehäuse 2o6 festgeschraubten Platte 237
festgehalten wird.
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,Für manche Anwendungen der beschriebenen Getriebe nach den Abb. i
bis & ist eine selbsttätige Regelung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit..von
der Eingangsdrehzahl, von der Ausgangsdrehzahl oder von anderen Größen zweckmäßig.
Als Beispiel für ein solches selbsttätig geregeltes Getriebe ist in der Abb. 9 eine
Ausführung dargestellt, wie sie für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs verwendet werden
kann. Bei diesem Beispiel ist nicht nur die selbsttätige Regelung des Übersetzungsverhältnisses
gezeigt, sondern auch ein Weg angegeben zur beliebigen Vergrößerung des Regelbereichs
der Getriebe nach Abb. i bis 8, so da ß bei dem Beispiel die Verwendung eines Getriebes
nach Abb. 3 bis 6 mit kleinem Regelbereich, also ohne die Gleitstücke 140 und alle
zu deren Verstellung nötigen Teile, zugrunde gelegt werden konnte.
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Das in Abb,9 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält also ein stetig
regelbares Reibungsgetriebe nach den Abb. 3 bis 6, jedoch ohne die Gleitstücke 140
und die damit zusammenhängenden Teile, die später im einzelnen aufgeführt sind,
ferner zusätzliche Einrichtungen zur Vergrößerung des Regelbereichs sowie Mittel
zur selbständigen Regelung des Übersetzungsverhältnisses. Das ganze Getriebe ist
.in der Draufsicht dargestellt, wobei das Gehäuse allein in der Mittelebene geschnitten
ist.
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In der Abb. 9 ist die Welle ioi eines Getriebes entsprechend der in
den Abb. 3, 4, 5 und 6 in den Einzelheiten dargestellten Bauart sichtbar. Sie wird
bei dem betrachteten Anwendungsbeispiel von einem Verbrennungsmotor angetrieben.
Ferner sind die beiden Räder 102 erkennbar, die auf der Welle ioi und auf der nicht
sichtbaren Welle 133 sitzen, sowie die Kugellager 103 und io4. Die Außenringe dieser
Kugellager ruhen hier im Gehäu-sedeckel 301 und im Gehäuse 302, d',ie größer sind
als der Gehäusedeckel 1o5 und das Gehäuse io6, da noch weitere Organe darin Platz
finden. Ferner sind von dem Reibungsgetriebe nach Abb. 3 bis 6 in der Abb.9 folgende
Teile zu sehen: die Druckzylinder 112o, die Druckscheiben 121, die Winkelringe 124,
.die Druckrollen 125, die Doppelhebel 127, die Zapfen 128, . die Zugbolzen 1,29,
die Muttern. 13o, die Winkel 131, die Federstäbe 13,2, .der Lagerkörper 135
und die Büchsen '137. Die Führungsstange 136 ist durch .die entsprechend dem größeren
Gehäuse 302 längere Führungsstange 3o4 ersetzt, ebenso die Verstellspindel
138 durch die längere Verstellspinidel 305, die auch keine Verzahnung trägt.
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Die Gleitstücke 140 sowie alle zu deren Verstellung erforderlichen
Teile 141 bis 159 sind weggelassen, da sie für Getriebe mit kleinerem Regel-Bereich
nach den früheren Ausführungen nicht erforderlich sind. Ebenso ist die Regulierwelle
16o und die Platte 161 weggelassen, da die Verstellspindel 305 selbsttätig
gesteuert wird.
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Mit dem auf der Welle ior sitzenden Rad 102 ist das Zahnrad 3o6 verschraubt,
das mit dem Zahnrad 307 in Eingriff steht. Dieses ist auf der Welle 3o8 befestigt;
die einerseits im Gehäusedeckel 301 mit dem Kugellager 3o9, andererseits im Gehäuse
302 mit dem Kugellager 31o gelagert ist und an ihrem anderen Ende das Zahnrad 311
trägt.
Auf dein genuteten Ende der Welle 133 ist im .lnschluß
an das Rad tot ein Körper 312 befestigt, uln dessen Nabe ein Zahnrad 313 drehbar
gelagert ist. Dieses greift in das Zahnrad 311 ein und ist finit dein Kegelrad 314
verschraubt.
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Iti den zwei Armen des Körpers 312 sind die Lagerzapfen der zwei Planetenräder
315 gelagert, die einerseits in das Kegelrad 314 eingreifen, andererseits in das
Kegelrad 316, dessen Nabe auf der Welle 317 befestigt ist. Die Welle 317 ist mit
den zwei Kugellagern 3118 und 319 in dem Gehäuseschild 303 gelagert,
sowie außerdem in einem Führungslager im Körper 31.2.
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Die Kegelräder 314 und 316 sowie die Planetenräder 315 bilden ein
Differentialgetriebe, das in Verbindung m.it dem regelbaren Reibungsgetriebe dessen
Regelbereich zu erhöhen gestattet. Wird beispielsweise angenommen, das Reibungsgetriebe
habe einen Regelbereich von o,87:1,13 für jede Stufe, gestatte also die Drehzahl
der Welle 133 im \'erliältnis o,77:1,3 zu ändern, wo die Drehzahl der Welle ioi
gleich i gesetzt ist, und wird ferner für die Zahnräder 3o6, 307e 311 und
313 insgesamt ein solches Übersetzungsverhältnis gewählt, daß das Zahnrad 313 1,54
mal so schnell läuft wie das Zahnrad 3o6, so ergibt sich für die Welle 317 die Drehzahl
lull, wenn das regelbare Reibungsgetriebe auf das Übersetzungsverhältnis o,77:1
eingestellt ist, und die Drehzahl 1,o6, wenn das regelbare Red>ungsgetriebe auf
das Übersetzungsverhältnis 1,3:1 eingestellt ist. Als Übersetzungsverhältnis des
regelbaren Reibungsgetriebes ist hierbei (las Verhältnis der Drehzahl der Welle
133 zur Drehzahl .der Welle toi eingesetzt.
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Wenn bei der Anwendung des Getriebes für ein Kraftfahrzeug auch die
Möglichkeit vorgesehen sein soll, ohne zusätzliches Umkehrgetriebe auch mit kleiner
Geschwindigkeit rückwärts zu fahren, so kann für die Zahnräder 3o6, 307,
311 und 313 ein solches Übersetzungsverhältnis gewählt werden, daß das Zahnrad 313
mit der Drehzahl 1,7, bezogen auf die gleich i gesetzte Drehzahl des Zahnrads 305,
umläuft. Die Welle 317 erhält darin die Drehzahl -o,16, wenn das Übersetzungsverhältnis
des regelbaren Reibungsgetriebes auf den Wert o,77:1 eingestellt ist, die Drehzahl
Null beim Übersetzungsverhältnis o,85:1 und die Drehzahl + 0,9 leim Vbersetzungsverhältnis
1,3:1. Die Einstellung des regelbaren Reibungsgetriebes auf den Wert o,85:1 bezeichnen
wir als Nullstellung.
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Klier wird also die Wirkung, den Regelbereich des regelbaren Reibungsgetriebes
zu erhöhen, dadurch erzielt, ,daB bei einem Differentialgetriebe dem die Planetenräder
315 tragenden Körper 312 eine in veränderlichem Verhältnis zur Antriebsdrehzahl,
dem einen Sonnenrad, nämlich dem Kegelrad 314, dagegen eine in festem Verhältnis
zur Antriebsdrehzahl stehende Drehzahl erteilt wird. Man kann mit ähnlicher Wirkung
dem einen Sonnenrad des Differentialgetriebes, beim vorliegenden Beispiel dem Kegelrad
314, eine in veränderlichem Verhältnis zur Antriebsdrehzahl, dem die Planetenräder
315 tragenden Körper 312 dagegen eine in festem N':,t-liiiltnis zur .@ntr@el>sdrehzahl
stelietide Drehzahl erteilen. 1-lier'1>ei wird .die in veränderlichem Verhältnis
zur Antriebsdrehzahl stehende Drehzahl \-on dein regelbaren Reibungsgetriebe geliefert.
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Die Verstellspindel 305 wird finit Hilfe eines auf ihr befestigten
Schneckenrades 32o angetrieben, in das eine in die Welle 321 eingeschnittene Schnecke
eingreift. Auf dieser Welle 321, die im Gehäuse 302 und in dessen Rippe 3o2°
gelagert ist, ist in Nuten verschiebbar der Kupplungskörper 322 angeordnet. Er kann
einerseits gegen die Kupplungsscheibe 323 gedrückt werden, die niit (lern Zahnrad
324 verbunden und uni die Welle 321 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 324 steht
mit dem auf der Welle 3o8 befestigten Zahnrad 325 im Eingriff. Andererseits kann
der Kupplungskörper 322 gegen die Kupplungscheilx 326 anliegen, die mit dem Zahnrad
3,27 Verbundelf und ebenfalls um die Welle 321 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad
327 greift in das Umkehrzahnrad 328, dieses in das auf der Welle 308 befestigte
Zahnrad 329 eile. Je nach der Richtung, in der der Kupplungskörper 322 verschoben
wird. läuft also die \\':lle 321 in dem einen oder anderen Drehsinn mit einer der
-\Iotordrelizahl proportionalen Geschwindigkeit um.
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Die Verschiebung des Kupplungskörpers 322 geschieht durch den Hebel
33o, der finit dem Zapfen 331 am Gehäuse 302, drehbar gelagert ist. Am Hebel
3,30 greift die Stange 332 all, deren anderes Ende mit dem Hebel
333 verbunden ist. An diesem Hebel wirkt die Kraft der Feder 334, die durch
den Hebel 335 gespannt "werden kann. Der Hebel 333 ist sowohl um den Zapfen 336
als auch um den Zapfen 33,7 drehbar gelagert. Der Zapfen 336 ist auf dem mit einem
Langlcxh versehenen und in der Rippe 302b des Gehäuses 302 geführten, verschiebbaren
Stab 338 1iefestigt, der Zapfen 337 auf dem entsprechenden Stab 339. Durch die Langlöcher
beider Stäbe 338 und 339 geht der Riegel 340, der in der Mitte so breit ist, daß
er die Langlöcher ausfüllt und nach beiden Enden zu schmäler wird. In der gezeichneten
Mittelstellung sind die Stäbe 338 und 339 unbeweglich, so daB auch der Hebel 333
festgelegt ist. Der Riegel 340 ist im Gehäuse 302 und in der Rippe 302b geführt
und kann nach beiden Seiten verschoben werden. Je nach der Seite, nach der er verschoben
wird, bleibt der Stab 3,38 oder 339 in seiner Lage festgelegt, während jeweils der
andere in seiner Führung verschiebbar wird. Der Hebel 333 ist dann um den Zapfen
336 oder 337 des festgelegten Stabes 338 oder 339 drehbar.
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Der Hebel 335 wird von einem auf der Welle 3-08 sitzenden Fliehkraftregler
betätigt, der im wesentlichen aus den Hebeln 341 und 342 und den Gewichten 343 sowie
der Rückholfeder 344 besteht.
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An der Stange 332 ist ein Rahmen 345 angebracht, in den ein Finger
des doppelarmigen Winkelhel)els 346 eingreift, der uni -den am Gehäuse 302 befestigten
Zapfen 347 drehbar ist. Am anderen Arm des Hebels 346 ist die Zugstange 348 angeschlossen,
die durch ein Gelenk mit der Stange
349 verbunden ist. Diese ist
in dem auf dem Lagerkörper 135 festgeschraubten Rahmen 35o geführt und trägt eine
Scheibe 351, an die auf beiden Seiten je eine gegen den Rahmen 35o gestützte Druckfeder
352 anliegt.
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Ist der Riegel 340 nach der einen Seite verschoben, so daß der Hebel
333 um -den Zapfen 336 drehbar ist, so kann bei laufendem Motor der Fliehkraftregler
über den Hebel 335, die Feder 334, den Hebel 333 und die Stange 332 den Hebel
330 und damit den Kupplungskörper 322 betätigen, so daß die Verstellspindel
305 das Übersetzungsverhältrnis des Reibungsgetriebes von der Nullstellung
aus im positiven Sinne, d. h. im Sinne einer Beschleunigung der Welle 133, ändert.
Dabei wird eine der Druckfedern 352 zusammengedrückt, bis die von ihr ausgeübte
Kraft der von der Feder 3,34 ausgeübten Kraft das Gleichgewicht hält und somit der
Kupplungskörper 322 gelöst wird. Jeder Stellung der Verstellspindel 305 entspricht
eine bestimmte Motordrehzahl. Man kann daher durch die Wahl der Kennlinie des Fliehkraftreglers,
der Feder 334 und der Druckfedern 352 erreichen, daß der Leerlaufdrehzahl des Motors
die der Drehzahl Null der Welle 317 entsprechende Stellung der Verstellspindel305
zugeordnet ist, und daß dem Anstieg der Motordrehzahl ein schnellerer Anstieg der
Drehzahl der `'Vene 317 entspricht, bis zu dem Punkt, wo die Verstellspindel305
ihre Endlage erreicht hat und das Übersetzungsverhältnis dann auch bei weiterer
Steigerung der Motordrehzahl (las gleiche bleibt.
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Das Anfahren des Kraftfahrzeugs vollzieht sich also folgendermaßen:
Zunächst hat der Motor die Leerlaufdrehzahl, und die die Fahrzeugräder antreibende
Welle 317 steht still. Wird nun Gas gegeben., so steigt die Motordrehzahl,
und .das Übersetzungsverhältnis wird mit einer der Motordrehzahl proportionalen
Geschwindigkeit geändert. Die Anfahrbeschleunigung ist also der Motordrehzahl proportional.
Bleibt die Stellung des Gashebels unverändert, so wird die Anfahrbeschleunigung
mit steigender Fahrgeschwindigkeit kleiner, weil die Motordrehzahl mit steigender
Motorbelastung sinkt, bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist. Beim Fahren wird
die Geschwindigkeit ausschließlich mit dem Gashebel geregelt. Sobald der Motor infolge
einer Steigung überlastet wird, sinkt seine Drehzahl, und infolgedessen wird dasÜbersetzungsverhältAis
im Sinne einer Verringerung der Drehzahl der Welle 317 geändert, bis ein neuer Gleich
gewichtszustand erreicht ist.
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Befindet sich das Getriebe wieder in der Nullstellung, so daß die
Welle 3117 stillsteht, und verschiebt man den Riegel 34o nach der anderen Seite,
so ist der Hebel 333 um den Zapfen 337 drehbar, und der Fliehkraftregler wirkt im
umgekehrten Sinne auf den Kupplungskörper 322. Das Übersetzungsverhältnis des regelbarenReibun.gsgetriebes
wird also bei steigender Motordrehzahl im negativen Sinne, d. h. im Sinne einer
Verringerung der Drehzahl der Welle 133 und eines Anlaufs der Welle 317 in umgekehrter
Drehrichtung, geändert. Diese Stellung des Riegels 340 stellt also den Rückwärtsgang
dar. Wie beim Vorwärtsgang ergibt sich der Gleichgewichtszustand dadurch, daß bei
einem bestimmten Übersetzungsverhältnis die von der Druckfeder, 352 und von der
Feder 3134 ausgeübten Kräfte gleich groß und entgegengesetzt sind..
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In der gezeichneten Mittelstellung des Riegels 340 ist die selbsttätige
Regelung des übersetzungsverhältnisses ausgeschaltet. Das übersetzungsiverhältnis
bleibt auf dem einmal eingestellten Wert unverändert stehen. Insbesondere kann man
damit die Nullstellung des Getriebes festlegen, wenn man zur Prüfung des Motors
dessen Drehzahl ,verändern will.
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In der Abb. 1o ist schließlich eine Anwendung des regelbaren Reibungsgetriebes
mit D.ifferentialgetriebe nach Abb. 9 in Verbindung mit einem elektrischen Asynchron-
oder Synchronmotor dargestellt. Es ist angenommen, daß ein solcher Elektromotor
über ein regelbares Reibungsgetriebe, dessen Regelbereich mit Hilfe eines Differentialgetriebes
erweitert ist, eine stark schwankende Last antreibt, die überdies ein starkes Anlaufdrehmoment
verlangt. Die Anordnung nach Abb. 1o ist so -getroffen, daß der Motor im Leerlauf
angelassen werden kann und daß die Stromaufnahme trotz schwankender Belastung einen
einstellbaren Wert nicht übersteigt. Das Getriebe als solches ist ebenso aufgebaut
wie das in Abb. 9 dargestellte, aber die Betätigung des Kupplungskörpers 322 ist
eine andere. Alle Teile von 332 bis 352 müssen wir uns daher aus der Abb. 9 entfernt
und durch die in der A.bb. 1o dargestellten Teile 353 bis 366 ersetzt denken. Im
Getriebe selbst sei das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 3o6, 307, 31,1 und
3z3 entsprechend den obergemachten Angaben so gewählt, daß die Drehzahl der Welle
317 zwischen o und z,o6 veränderlich ist. In diesem Fall braucht das Getriebe
nur Drehzahlen einer Richtung zu liefern, während die andere Drehrichtung durch
elektrische Umschaltung des Motors verwirklicht werden kann.
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Am Hebel 33o greift nach Abb. 1o die Stange 353 an, an der ein Rahmen
354 angebracht ist. In diesen greift der doppelarmige Winkelhebel 355 ein, der um
den am Gehäuse 302 befestigten Zapfen 356 drehbar ist und an den die Zugstange 357
und die damit verbundene Stange 358 angeschlossen ist. Die Stange 358 ist im Rahmen
359 geführt und mit einer Scheibe 360 versehen, die gegen den Rahmen 359
stößt, iwenn die Verstellspindel 305 eine ihrer beiden Endlagen erreicht.
Dadurch wird in den Endlagen der Kupplungskörper 322 ausgekuppelt.
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An der Stange 353 ist der Anker 361 eines Elektromagnets 362 befestigt,
der an der Rippe 3o2,1 des Gehäuses 302 festgeschraubt ist. Ferner ist die
Stange 353 mit einem Kolben versehen, der in dem Öldämpfungszylinder 363 enthalten
ist. Am anderen Ende der Stange 353 greift die Rückholfeder 364 an. Der Elektromagnet
362 besitzt eine Stromwicklung aus dickem Draht, die vom Strom des Elektromotors
365 durchflossen wird, und eine Spannungswicklung aus dünnem Draht, die über den
Regelwiderstand 366 an die Netzspannung
gelegt werden kann. Der
Elektromotor 365 wird mit Hilfe des Schalters367 an die,Netzspannung gelegt.
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Die beiden Wicklungen des Elektromagnets 362 haben eine entgegengesetzte
magnetisierende Wirkung. Die Stromwicklung und,die Rückholfeder 364 üben auf die
Stange 353 und den Kupplungskörper 322 eine Kraft in der Richtung aus, daß sich
die Verstellspindel305 im Sinne einer Verringerung der Drehzahl der Welle 317 dreht,
bis zu der Endstellung der Verstellspindel 3o5, die dem Stillstand der Welle 317
entspricht. Die Spannungswicklung dagegen wirkt entgegengesetzt, sucht also den
Kupplungskörper 322 in dem Sinne zu betätigen, daß die Drehzahl der Welle.317 steigt.
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Wenn der Elektromotor 365 angelassen w,ird, befindet sich der Regelwiderstand
366, ,wie in Abb. 1o dargestellt, in der Ausschaltstellung, so daß die Spannungswicklung
des Elektromagnets 3.62 stromlos ist. Die Verstellspindel 305 befindet sich in der
Endstellung, die dem Stillstand der Welle 317 bei jeder Motordrehzahl entspricht,
und bleibt unter der Einwirkung der Rückholfeder 364 und der Stromwicklung des Elektromagnets
362 in dieser Stellung. Nachdem Hochlaufen des Elektromotors 365 wird dieser dadurch
belastet, daß an dem Regelwiderstand 366 mehr oder weniger Widerstand ausgeschaltet
wird, daß also die Spannungswicklung des Elektromagnets 362 von einem Strom durchflossen
wird. Die gewünschte Belastung des Elektromotors 365 wird mit dem Regelwiderstand
366 eingestellt. Am größten wird sie, wenn der Regelwiderstand 366 in der Kurzschlußstellung
steht und die Spannungswicklung des Elektromagnets 362 unmittelbar an der Netzspannung
liegt. Der Elektromagnet 362 betätigt dann den Kupplungskörper 322 in dem Sinne,
daß die Drehzahl der Welle 317 steigt. Dadurch steigt die Stromaufnahme des ElektrQmotors
3,65, bis der durch die Stromwicklung des Elektromagnets 362 fließende Motorstrom
die Spannungswicklung so weit schwächt, daß die Rückholfeder den Kupplungskörper
322 in die Mittelstellung zurückholt und die Verstellspindel 305 stillsetzt.
Tritt im Betrieb eine Belastungssteigerung auf, so steigt der die Stromwicklung
des Elektromagnets 362 durchfließende Motorstrom, und der Elektromagnet 3.62 betätigt
den Kupplungskörper 322 im Sinne einer Verminderung der Drehzahl der Welle 317.
Will man den Elektromotor 365 stillsetzen, so muß man vorher den Regelwiderstand
366 in die in Abb. 1o gezeichnete Ausschaltstellung bringen, wodurch die Welle 317
stillgesetzt @w,ird, und dann den Elektromotor 365 ausschalten.