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Reibgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein- und auskuppelbares
Reibgetriebe, das in erster Linie als Servomotor für Fernmanövrieranlagen verwendet
werden soll, aber auch für andere Zwecke verschiedenster Art benutzt werden kann.
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Wenn ein Reibgetriebe als Servomotor für eine Fernmanövrieranlage
verwendet werden soll, handelt es sich darum, mit der Reibungskupplung die Bewegung
von einer ständig umlaufenden Welle auf die einzustellende Welle zu übertragen.
Die Genauigkeit der Fernmanövrierung richtet sich nach ,der Geschwindigkeit, mit
welcher der Servomotor arbeitet, und wenn man Reibungskupplungen oder Reibgetriebe
zwischen einer ständig rotierenden Welle und der einzustellenden Welle benutzt hat,
so beabsichtigte man hiermit in erster Linie, eine sehr schnelle Einstellung zu
erhalten. Wenn die eine Welle ständig mit voller Drehzahl umläuft, und wenn die
einzustellende Welle und die mit ihr verbundenen Teile eine genügend kleine Masse
haben, dürfte sehr schnelle Bewegung und insbesondere sehr schnelle Beschleunigung
der Bewegung erzielt werden können. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, daß
die auf diese Weise angestrebten Vorteile nicht ganz erreicht werden konnten, weil
die Einrückzeit an sich für die Reibungskupplung allzulang war.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Reibgetriebe, das eine vorzugsweise
kontinuierlich umlaufende, treibende Welle mit einer intermittierend in der einen
oder anderen Richtung getriebenen Welle verbinden soll, und das mit zwischen Rollbahnen
angeordneten, die Bewegung übertragenden Kugeln oder Rollen versehen ist, bei dem
eine außerordentlich
kurze Einrückzeit erzielt wird. Die Erfindung
ist dadurch .gekennzeichnet, .daß zwei als Halter od:.dgl. für die Kugeln oder Rollen
dienende scheibenförmige Glieder zwischen je einem Paar Rollbahnen angeordnet sind,
und daß entweder die eine Rollbahn in jedem Paar oder die beiden scheibenförmigen
Glieder mit der einen der erwähnten Wellen so in Verbindung stehen, daß entweder
.die beiden soeben erwähnten Rollbahnen oder die beiden scheibenförmigen Glieder
in je einer Richtung von der erwähnten Welle getrieben werden bzw. dieselbe treiben,
während im ersteren Falle die beiden scheibenförmigen Glieder und im letzteren Falle
die beiden Rollbahnen mit einem festen Teil im Getriebe verbunden sind. Die beiden
anderen Rollbahnen sind mit der anderen Welle fest verbunden, die in der einen oder
anderen Richtung axial verschoben werden kann, um der Verschiebungsrichtung entsprechend
erhöhte Reibung zwischen den Kugeln oder Rollen in dem einen oder anderen scheibenförmigen
Glied und den dazugehörenden Rollbahnen erzeugen zu können, so daß die Rotationsbewegung
von der treibenden Welle in dereinen oder anderen Drehrichtung übertragen wird.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter. Hinweis
auf die Zeichnung beschrieben.
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In der Zeichnung bezeichnet io die kontinuierlich umlaufende Welle,
während i i die Welle bezeichnet, die eingestellt werden soll. Auf der Welle io
ist ein Zahnrad 12 montiert worden, das jedoch so angeordnet ist, daß die Zähne
auf der Strecke 13
fortgefräst worden sind. Das Zahnrad 12 arbeitet zusammen
mit einem zweiten Zahnrad, das in der Zeichnung nicht sichtbar ist, da es hinter
dem Zahnrad 12 liegt. Das zweite Zahnrad ist so ausgeführt, daß die Zähne auf einer
Strecke fortgefräst sind, die der Strecke 13 entspricht, in der Abbildung aber rechts
1gs...Zahnrad 12 und das nicht gezeigte Zahnrad werden also in entgegengesetzten
Richtungen umlaufen. Das Zahnrad i2 greift in eine Scheibe 14 ein, während das zweite,
in der Abbildung nicht sichtbare Zahnrad in entsprechender Weise mit einer Scheibe
15 im Eingriff steht. Wenn die Welle io umläuft, werden also die Scheiben 14 und
15 mit gleicher Geschwindigkeit, aber in entgegengesetzten Richtungen umlaufen.
Diese Scheiben sind auf der getriebenen Welle ii frei drehbar angeordnet.
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Bei der einfachsten Ausführungsform der Erfindung sind .durch die
beiden Scheiben 14 und 15 eine große Anzahl von Löchern gebohrt, und in jedem dieser
Löcher ist eine Kugel 16 bzw. 17 gelagert. Die Scheiben 14 und 15 können
als Halter für :die Kugeln 16 und 17 in einem Axialkugellager betrachtet werden.
Es ist jedoch möglich; an Stelle der Kugeln 16 und 17 Rollen zu verwenden, und eventuell
kann man sogar bei größeren Kupplungen an Stelle jeder der einzelnen Kugeln 16 oder
17 ganze Kugellager einlegen. Zwischen den Scheiben 14 und 15 ist eine Lagerscheibe
18 angeordnet, die auf die Welle ir aufgekeilt ist. Die Lagerscheibe i8 ist vorzugsweise
mit zwei, den Kugeln 16 und 17 entsprechenden Rollbahnen ig bzw. 2o versehen. Zwei
entsprechende Rollbahnen 2,1 und 22 sind in Verbindung mit dem festen Teil der Maschine
angeordnet, von dem in diesem Falle angenommen wird, daß er aus den beiden, zweckmäßig
mit Bolzen zusammengezogenen Hälften 23 und 24 besteht. In diesen Teilen sind auch
für die Wellen io und ii Kugellager angeordnet, die in der Zeichnung mit 25 und
26 bzw. 27 und 28 bezeichnet sind. Ferner ist an jeder der Gehäusehälften 23 bzw.
24 ein Elektromagnet 29 bzw. 30 mit in die Taschen 3 1 bzw. 32 eingelegten
Wicklungen befestigt. Die Elektromagnete 29 bzw. 3o arbeiten mit den Scheibenförmigen
Ankern 33 bzw. 34 zusammen, :die auf die Welle i i aufgekeilt sind.
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Das Getriebe nach der Erfindung arbeitet in folgender Weise: Es wird
vorausgesetzt, daß in üblicher Weise ein sehr kleiner 'Spielraum für eine axiale
Bewegung in .den beiden Radialkugellagern 27 und 28 vorhanden ist. Die Welle i i
wird sich also in axialer Richtung um ein kleines Stück, in der Größenordnung 1/1o
mm oder eventuell sogar noch kleiner, bewegen können.
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Die Scheiben 14 und 15 rotieren in der oben beschriebenen Weise in
entgegengesetzten Richtungen, wenn die kontinuierlich umlaufende Welle io in Bewegung
gehalten wird. Hierdurch werden sich die Kugeln 16 und 17 zwischen den beiden Rollbahnen
ig und 21 bzw. 2o und 22 drehen. Zwischen den Kugeln und den betreffenden Rollbahnen
wird sich einÖlfilm bilden, so daß, wie sich in derPraxis gezeigt hat, die Scheibe
18 trotz der Drehung der Scheiben 14 und 15 stillsteht und dabei die Reibung zwischen
den beiden beweglichen Scheiben 14 und 15 und der stillstehenden Scheibe 18 im Ruhezustand
äußerst gering ist.
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Wenn die Welle i i dazu gebracht werden soll, sich in der einer. Richtung
zu bewegen, wird dem Elektromagnet 29 Strom zugeführt. Dieser wird dann den Anker
33 gegen seine Pole anziehen, und die Welle i i wird in axialer Richtung um einen
sehr geringen Betrag verschoben werden, der jedoch genügt, um die Ölfilme zwischen
den Kugeln 17 und den Rollbahnen 2o und 22 zu zerstören, so daß die Kugeln mit den
Rollbahnen 2o und 22 in metallischen Kontakt kommen. Hierbei erhöht sich unvermittelt
die Reibung zwischen den Kugeln 17 und den Rollbahnen 2o, 22, und die Scheibe 18
wird mit großer Beschleunigung von der Scheibe 15 mitgenommen. Die Welle i i wird
daher, praktisch gesprochen, unmittelbar in Bewegung gesetzt. Wenn statt dessen
dem Elektromagnet 30 Strom zugeführt wird, so daß dieser seinen Anker 34
anzieht, so ergibt sich ein entsprechender Kontakt zwischen den Kugeln 16 und den
Rollbahnen ig und 2i, und die Welle i i wird in entgegengesetzter Richtung gedreht.
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Die konstruktive Ausführung kann im Rahmen des Erfindungsgedankens
abgeändert werden, insofern, als die verschiedenen Elemente eine andere Form oder
Funktion erhalten können, als bisher in Verbindung mit der in ,der Zeichnung gezeigten
Ausführungsform angegeben.
Vorstehend ist bereits erwähnt worden,
daß die Kugeln durch Rollen ersetzt werden können, die vorteilhaft konische Form
haben können, so daß an jeder Stelle der Fläche der Rollen die richtige Winkelgeschwindigkeit
beibehalten wird. Es ist jedoch auch möglich, an Stelle von planen, im rechten Winkel
zur Längsrichtung der Welle i i angeordneten Scheiben in geeigneter Weise konisch
ausgebildete Flächen zu verwenden. Hierdurch erhält man _höheren Anliegedruck, was
ein Vorteil sein kann, wenn die Welle i i sehr große Kräfte übertragen soll; aber
statt dessen wird von der Welle i i eine etwas größere Bewegung in axialer Richtung
gefordert, um den erforderlichen Kupplungskontakt zu erzeugen, was eine entsprechende
Verlängerung der Einrückzeit für die Kupplung bedeutet.
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Bisher ist angenommen worden, daß die Scheiben 14, 15, die die Kugeln
oder Rollen 16, 17 tragen, mit der einen Welle io in treibender Verbindung stehen.
Ganz gleichwertig hiermit kann man stattdessen eine der Rollbahnen in jedem Paar
in treibender Verbindung mit der Welle io anordnen, während ein Rotieren der Scheiben
14, 15 verhindert wird. Die hierdurch bedingten Veränderungen der Konstruktion und
Funktion verschiedener Details sind ohne weiteres klar, so daß es sich erübrigen
.dürfte, näher darauf einzugehen. Das gleiche trifft zu, falls man das Getriebe
mit der Welle ii als treibende Welle und der Welle io als getriebene Welle anwendet.
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Die obengenannten möglichen Abänderungen der Vorrichtung nach der
Erfindung sind nur als Beispiele zu betrachten.