DE848887C

DE848887C - Mechanisches stufenloses Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE848887C
Application number: DED6525D
Authority: DE
Original assignee: DABO A G
Current assignee: DABO A G
Priority date: 1950-09-20
Filing date: 1950-10-01
Publication date: 1952-09-08
Also published as: CH290407A; US2660897A; FR1046611A; GB699202A

Description

Mechanisches stufenloses Wechselgetriebe Das den Erfindungsgegenstand bildende mechanische stufenlose Wechselgetriebe zeichnet sich aus durch einen Satz zusammenwirkender Reibkörper mit mindestens einer Gruppe von drei gleichmäßig im Umfangssinne verteilt angeordneten, je eine sphärische Reibfläche besitzenden Rotationskörpern, deren Achsen gesamthaft einstellbar sind hinsichtlich der Berührungspunkte der Rotationskörper mit konischen Reibflächen von zwei zentralen, einander gegenüberliegenden Reibkörpern, von denen der eine mit der Antriebswelle und der andere mit der Abtriebswelle zusammenarbeitet, wobei entweder einer dieser beiden zentralen Reibkörper oder die ganze Gruppe von Rotationskörpern so gelagert ist, um Pendelbewegungen ausführen zu können. Es gestattet dies auf verhältnismäßig einfache Weise eine wirksame Kraftübertragung bei leichter Art der Veränderung des Übersetzungsverhältnisses. Die ermöglichte Pendelbewegung, sei es eines der beiden zentralen Reibkörper mit den konischen Reibflächen oder der Gruppe von Rotationskörpern, gestattet die Ausgleichung von Ungenauigkeiten in der Herstellung und im Zusammenbau von zusammenarbeitenden Getriebeteilen. Zweckmäßigerweise wird durch ein selbsttätiges Gesperre über einen mit der An- oder Abtriebswelle zusammenarbeitenden zentralen Reibkörper die dem zu übertragenden Drehmoment entsprechende Anpreßkraft erzeugt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigt Fig. i im Axialschnitt (mit teilweiser Ansicht) eine Ausführungsform des Getriebes mit einer Gruppe von Rotationskörpern, Fig. 2 einen Teilquerschnitt (mit teilweiser Ansicht) zu Fig. i, Fig. 3 einen Teil eines selbsttätigen Gesperres für den mit der einen Getriebewelle zusammenarbeitenden zentralen Reibkörper, Fig. 4 im Axialschnitt (mit teilweiser Ansicht) eine Ausführungsform des Getriebes mit zwei Gruppen von Rotationskörpern und Fig. 5 einen Teilquerschnitt (mit teilweiser Ansicht) zu Fig. 4.
Im ersten Beispiel (Fig. i bis 3) bezeichnet i ein Gehäuse, das zwei seitliche Deckel 2 und 3 aufweist, welche mit einem zylindrischen Mittelteil 4 in nicht gezeichneter Weise lösbar verbunden sind. 5 und 6 sind die im Gehäuse i zueinander gleichachsig angeordneten zwei Getriebewellen, von denen jede von einem Kugellager 7 bzw. 8 aufgenommen ist. Den Kugellagern 7 und 8 ist je auf der einen Seite durch einen Ring 9 bzw. io Anschlag gegeben, welcher in Gewinde des Getriebegehäuses i eingeschraubt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite finden die Kugellager 7 und 8 an einer Absetzung der betreffenden Getriebewelle 5 bzw. 6 Anschlag.
Auf Gewinde der Getriebewelle 5 sitzt eine als Mutter ausgebildete Haltescheibe ii, an welcher sich mittels mehrerer gleichmäßig im Umfangssinne der Scheibe verteilt angeordneter Druckfedern 12 ein Ring 13 mit der einen Seite abstützt; von den in Ausnehmungen des Ringes 13 eingelassenen Druckfedern 12 ist in Fig. i nur die eine sichtbar. Der Ring 13 ist axial lose auf die Welle 5 aufgeschoben, jedoch mit ihr durch einen nicht sichtbaren Keil drehverbunden. Auf der Welle 5 ist ferner ein Gegenring 14 lose und frei drehbar angeordnet. Zwischen den beiden Ringen 13 und 14 sind, zweckmäßig drei, gleichmäßig auf den Umfang verteilte Sperrkugeln 15 vorgesehen, welche in radialen, im Querschnitt doppelkeilförmigen Nuten 16 der beiden Ringe 13, 14 liegen (Fig.3). Dadurch ist ein axial wirksames, selbsttätiges Gesperre gebildet, welches dazu dient, die dem zu übertragenden Drehmoment entsprechende Anpreßkraft zu erzeugen; die axial einstellbare Haltescheibe ii erlaubt die Regelung der Vorspannung der Federn 12, welche der Dämpfung dienen.
Der zentrale Ring 14 arbeitet über seine konische Reibfläche 17 mit drei im Umfangssinne gleichmäßig verteilt angeordneten Rotationskörpern 18 zusammen, welche hierzu eine sphärische Reibfläche i9 besitzen, über die sie anderseits an der konischen Reibfläche 20 einer zentralen Scheibe 21 wirksam sind. Diese ist mittels entsprechender Hohlfläche auf der sphärischen Fläche 22 einer an der Getriebewelle 6 vorgesehenen Verdickung 23 gelagert, an der sich diametral gegenüberstehende Zapfen 24 befinden, welche in an seitlichen Vorsprüngen oder einem Kranz der zentralen Reibscheibe 21 angebrachte Schlitze 25 eingreifen, wodurch die Reibscheibe 21 mit der Getriebewelle 6 drehverbunden ist, aber auf der sphärischen Lagerfläche 22 Pendelbewegungen, zwecks Ausgleichs von Ungenauigkeiten, ausführen kann. Die annähernd halbkugelförmigen drei Rotationskörper 18 sind für sich mittels Rollen 26 und Kugeln 27 auf je einer Achse 28 gelagert, die sich an einem Tragbügel 29 befindet: Die vorhandenen drei Tragbügel 29 sind durch an ihren Armen vorgesehene Achsen 3o an einem gemeinsamen, in sich geschlossenen Rahmen 31 gelagert. Der Lagerrahmen 31 besitzt im Bereich jedes Tragbügels 29 ein an die Innenfläche des mittleren Gehäuseteiles 4 anliegendes Bogenstück 32, das gemäß Fig. i außen eine quer gehende Kreisbogenfläche hat. Der Mittelpunkt des betreffenden Bogenradius liegt in der Mittelebene des Lagerrahmens 31, in dessen Zentrum auf der Achse der Getriebewellen 5 und 6, welche mit ihren entsprechenden abgesetzten Enden über je ein Nadellager 33 bzw. 34 in einer zentralen Nabe 35 des Lagerrahmens 31 abgestützt sind; die beiden Nadellager 33 und 34 lassen sich mittels der Wellen 5 und 6 in dieser Nabe 35 axial verschieben. Im Bereich der Bogenstücke 32 ist der Lagerrahmen 31 mit dem Gehäuseteil 4 durch einen Zapfen 36 drehverbunden. Auf den in Fig. 2 dargestellten, einander paarweise benachbarten Achsen 3o der Tragbügel 29 sind Kegelzahnsegmente 37 befestigt, welche ineinandergreifen, so daß die drei Tragbügel 29 untereinander zwangsläufige Bewegungsverbindung haben, um miteinander um Achsen quer zur Getriebeachse verstellt werden zu können; die beiden gemäß Fig. 2 seitlich liegenden Tragbügel 29 können auch an ihrem nicht gezeichneten zweiten Ende in analoger Weise an den betreffenden Achsen durch Kegelzahnsegmente miteinander verbunden sein. Für genannten Verstellzweck ist die gemäß Fig. 2 linksseitige Achse 3o des oberen Tragbügels 29 verlängert; diese Achsverlängerung 3o' durchsetzt ein am Gehäuseteil 4 vorgesehenes Lager 38 und trägt an ihrem aus dem Getriebegehäuse herausragenden Ende ein nicht gezeichnetes Organ für Handverstellbetätigung.
Beim Drehen der Getriebewelle 5 wird vom mitdrehenden Ring 13 aus infolge selbsttätiger Wirksamkeit der Sperrkugeln 15 der zentrale Ring 14 mitgedreht. Über die Reibfläche 17 des zentralen Ringes 14 wird die Drehbewegung infolge Reibungsschlusses mittels der drei Rotationskörper 18 auf die zentrale Reibscheibe 21 und somit über die Zapfen 24 auf die Getriebewelle 6 übertragen. Es erfolgt dies in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis, das sich dadurch ändern läßt, daß die Lage des Berührungspunktes zwischen dem zentralen Reibring 14 und der Gruppe von Rotationskörpern 18 geändert wird und dementsprechend der Berührungspunkt zwischen den Rotationskörpern 18 und der zentralen Reibscheibe 21 verlegt wird. Die zwecks Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Wellen 5 und 6 den Lagerachsen 28 der Rotationskörper 18 zu erteilende Verstellbewegung wird durch entsprechendes Verschwenken der Tragbügel 29 im einen oder andern Sinne bewirkt, was von dem erwähnten Handorgan der verlängerten Achsverlängerung 3o' des einen Tragbügels 29 aus zu erfolgen hat.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel des Getriebes liegen die Spitzen der konischen Reibflächen 17 und 2o der zentral bzw. zueinander gleichachsig angeordneten Reibkörper 14 und 21 bzw. der Reibkegel im An- und Abtrieb einander benachbart; ferner befinden sich die Spitzen der Kegelmäntel um die jeweils arbeitenden Kreise (Berührungskreise) der Rotationskörper 18 (Verstellkugeln) auf Achsen, die zwischen den Spitzen der Kegelflächen 17 und 20 liegen. Dies bedeutet günstige Abrollverhältnisse, geringen Verschleiß, Möglichkeit größerer Kraftübertragung und höheren Wirkungsgrad.
Im zweiten Beispiel (Fig.4, 5) sind im Getriebegehäuse ja zwei Gruppen von Rotationskörpern 18 vorgesehen, wovon die eine im Lagerrahmen 31 und die andere in dem in bezug auf den Rahmen 31 gleichliegenden Lagerrahmen 3Ta angeordnet ist; die beiden Lagerrahmen 31 und 31a sind im mittleren Gehäuseteil 4a weder radial noch axial geführt. Die drei Rotationskörper 18 beider Gruppen arbeiten einerseits mit den konischen Reibflächen 17 der beiden zentralen, je einen Teil eines selbsttätigen Kugelgesperres bildenden Reibringe 14 und anderseits mit einer gemeinsamen zentralen Reibscheibe 39 zusammen, welche sich zwischen den erwähnten zwei Gruppen befindet und auf ihren beiden Seiten je eine konische Reibfläche 4o bzw. 41 für den Angriff der sphärischen Reibflächen i9 der betreffenden Rotationskörper 18 besitzt. Die Reibscheibe 39 ist mittels Nadellagern 42 auf der das Gehäuse ja durchsetzenden Getriebewelle 511 drehbar und axial verschiebbar angeordnet, welche Welle 5a auch die beiden Gesperre mit den Reibringen 14 trägt. Die vom Getriebegehäuse ja freien zwei Lagerrahmen 31 und 31a zentrieren sich mittels der zugeordneten kugeligen Rotationskörper 18 auf den kegeligen Flächen 17, 40 und 17, 41 der Reibringe 14 und der Reibscheibe 39. Diese ist durch eine Umfangsverzahnung 43 mit einem Zahnrad 44 im Eingriff, welches auf der das Gehäuse ja durchsetzenden Getriebewelle 45 befestigt ist, für die zwei Kugellager 46 gezeichnet sind.
'Gemäß Fig. 5 stehen die Lagerrahmen 31 und 31a mittels Achsverlängerungen 3o' der oberen Tragbügel 29 je mit einem Lager 47 in Verbindung, welches am Gehäuseteil 4a vorgesehen ist. Jedes Lager 47 sitzt mittels sphärischerFläche ineiner ihrvomGehäusetei14 dargebotenen Öffnung 48, wodurch die Lagerrahmen 31 und 31a um die ihnen so gegebene Lagerstellen pendelnde Bewegungen ausführen können; die Achsverlängerungen 30' halten die beiden Lagerrahmen 31 und 3ia in den Lagern 47 im Umfangssinne am Gehäuse ja fest. Die vorhandenen zwei Lagerrahmen 31 und 31a haben je an der Verlängerungsachse 3o' des betreffenden Tragbügels 29 in nicht gezeichneter Weise durch Hebel oder Zahnsegmente miteinander Drehverbindung, so daß sie mittels eines gemeinsamen Bedienungsorgans von Hand verstellt werden können. Dieses Verstellen dient der Änderung der Lage der Rotationskörper i8 beider Gruppen hinsichtlich ihres Berührungspunktes einerseits mit dem zugeordneten zentralen Reibring 14 und anderseits mit der gemeinsamen zentralen Reibscheibe 39 zwecks Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle 5a und der Abtriebswelle 45. Da bei dieser Ausführung beide Enden der zwei Getriebewellen 5a und 45 frei liegen, kann wahlweise das eine oder andere Wellenende für den Anschluß an eine Kraftquelle bzw. an einen anzutreibenden Teil benutzt werden. Die soeben beschriebene Ausführungsart des Getriebes mit zwei Gruppen von Rotationskörpern eignet sich für die Übertragung größerer Kräfte als bei Anordnung nur einer Gruppe von Rotationskörpern.
Diese Ausführungsart des Getriebes könnte auch so geändert werden, daß der mittlere, den beiden Gruppen von Rotationskörpern gemeinsame zentrale Reibkörper 39 mehrteilig und als axial wirksames selbsttätiges Gesperre ausgebildet wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mechanisches stufenloses Wechselgetriebe, gekennzeichnet durch einen Satz zusammenwirkender Reibkörper mit mindestens einer Gruppe von drei gleichmäßig im Umfangssinne verteilt angeordneten, je eine sphärische Reibfläche besitzenden Rotationskörpern (18), deren Achsen (28) gesamthaft einstellbar sind hinsichtlich der Berührungspunkte der Rotationskörper (18) mit konischen Reibflächen von zwei zentralen, einander gegenüberliegenden Reibkörpern (14, 21 bzw. 14, 39), von denen der eine mit der Antriebswelle (5 bzw. 5a) und der andere mit der Abtriebswelle (6 bzw. 45) zusammenarbeitet, wobei entweder einer dieser beiden zentralen Reibkörper oder die ganze Gruppe von Rotationskörpern (18) so gelagert ist, um Pendelbewegungen ausführen zu können.
2. Wechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von drei Rotationskörpern (18) durch Querachsen an einem gemeinsamen Lagerrahmen (31) angeordnet ist, welcher sich mittels der drei Rotationskörper (18) auf den Kegelflächen der beiden zentralen Reibkörper (14, 21) selbst zentrieren kann und Mittel (30, 37) trägt zur gemeinsamen Verstellung der Rotationskörper (18) hinsichtlich ihres Berührungspunktes mit den konischen Reibflächen der zwei zentralen Reibkörper (14, 21).
3. Wechselgetriebe nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe von Rotationskörpern (18) in Tragbügeln (29) gelagert ist, welche um Achsen quer zur Getriebeachse in einem gemeinsamen Rahmen (3i) schwenkbar angeordnet sind und durch Verstellmittel (30, 37) in zwangsläufiger Bewegungsverbindung miteinander stehen.
4. Wecbselgetriebe nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine zentrale, mit der einen Getriebewelle (6) drehverbundene Reibkörper (21) mittels entsprechender Hohlfläche auf der sphärischen Fläche (22) einer Verdickung dieser Getriebewelle (6) gelagert ist.
5. Wechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei in bezug aufeinander gleichliegenden Lagerrahmen (31, 31a) je eine Gruppe von drei Rotationskörpern (18) in angegebener Anordnung und Ausbildung vorgesehen ist und beide Gruppen von Rotationskörpern (18) je mit einer konischen Reibfläche (4o bzw. 41) eines gemeinsamen, zwischen ihnen angeordneten zentralen Reibkörpers (39) zusammenarbeiten, welcher mit der zweiten Getriebewelle (45) drehverbunden ist.
6. Wechselgetriebe nach Ansprüchen i und 5, dadurch gekennzeichnet, daB der den beiden Gruppen von Rotationskörpern (18) gemeinsame, zwischen ihnen vorgesehene zentrale Reibkörper (39) axial verschiebbar und drehbar auf der Antriebswelle (5°) gelagert ist.
7. Wechselgetriebe nach Ansprüchen i und 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Rotationskörper (18) ein und derselben Gruppe mittels je eines Tragbügels (29) am betreffenden Lagerrahmen (3Y bzw. 31°) angeordnet sind, wobei durch Verstellmittel (30, 37) die am gleichen Lagerrahmen vorgesehenen Tragbügel (29) miteinander und ferner die Tragbügel beider Gruppen von Rotationskörpern (18) unter sich in zwangsläufiger Bewegungsverbindung stehen. B.
Wechselgetriebe nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daB dem einen zentralen Reibkörper (14) ein axial wirksames, selbsttätiges Gesperre (15 usw.) zugeordnet ist.
9. Wechselgetriebe nach Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daB der mittlere den beiden Gruppen von Rotationskörpern (18) gemeinsame zentrale Reibkörper (39) mehrteilig und als axial wirksames selbsttätiges Gesperre ausgebildet ist.