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Getriebe mit stetig veränderlichem Übersetzungsverhältnis Die Erfindung
betrifft ein Getriebe mit stetig veränderlichem Übersetzungsverhältnis unter Verwendung
von Kegelscheiben, deren Wellen innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses parallel zueinander
in Seitenwänden gelagert sind und die in Achsenrichtung zueinander durch über Gewindebuchsen
drehbar gelagerte Muttern verstellbar sind..
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Im Gegensatz zu einem bekannten Getriebe dieser Art, bei welchem die
Kegelscheibengruppen mit einem sie umschlingenden Reibring im Eingriff stehen und
die Gewindebuchsen auf verschiedenen Seiten des Gehäuses drehbar gelagert sind,
ist bei dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung das Getriebe als Keilriemengetriebe
ausgebildet, das relativ zueinander verstellbare Gruppen miteinander verklammerter
Kegelscheiben aufweist, was an sich bekannt ist. Erfindungsgemäß sind nun dabei
die Gewindebuchsen mit den auf derselben Seite des Gehäuses sitzenden Lagerkörpern
fest verbunden, und die auf den Buchsen verschraubbaren Muttern sind je mit einer
Gruppe von Keilriemenscheiben zu gemeinsamer Verschiebung in Achsenrichtung verbunden.
Daher können diese Gruppen von Keilriemenscheiben durch Drehen der Muttern zwangsläufig
nach beiden Seiten in axialer Richtung verstellt werden.
Auf diese
Weise ergibt sich ein Getriebe, das gegenüber dem bekannten mit einem Reibring arbeitenden
Getriebe den Vorteil aufweist, bei denselben Abmessungen ein viel höheres Drehmoment
übertragen zu können, ohne daß dadurch die Betriebssicherheit beeinträchtigt wird.
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Auch ist ein Keilriemengetriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis
bekannt, bei welchem die Wellen der Keilriemenscheibe innerhalb eines gemeinsamen
Gehäuses parallel zueinander gelagert sind und je zwei in Achsenrichtung zueinander
verstellbare Kegelscheibengruppen tragen, wobei die Scheiben jeder Gruppe miteinander
verklammert sind. Bei diesem bekannten Getriebe wird nur eine der beiden Kegelscheibengruppen
zwangsläufig verstellt, während sich die andere unter der Riemenspannung mittels
einer Feder selbsttätig verstellen soll. Bei einem anderen bekannten Getriebe, bei
welchem jede Kegelscheibengruppe nur zwei eine einzige Riemenscheibe bildende Kegelscheiben
enthält, ist zwar die zwangsläufige Verstellung beider Riemenscheiben bekannt, doch
dient dazu ein verwickeltes und viel Raum in Anspruch nehmendes Gestänge, das außerdem
viel toten Gang aufweisen muß.
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Diesen bekannten Kegelriemengetrieben gegenüber zeichnet sich der
Gegenstand der vorliegenden Erfindung durch größere Einfachheit, Starrheit und Betriebssicherheit
sowie durch gedrängte Bauart aus.
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Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. In
dieser zeigt Fig. I einen waagerechten Schnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 zur
Veranschaulichung der Riemenscheiben, deren Lager und des Stellwerks, Fig. 2 den
senkrechten Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. I und Fig. 3 einen Schnitt durch
eine der Wellen nach der Linie 3-3 der Fig. I.
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Das Geschwindigkeitswechselgetriebe besteht aus auf zwei parallelen
Wellen befestigten Riemenscheiben, die je mit einer oder mehreren Keilnuten versehen
sind, deren Teilkreisdurchmesser verstellbar ist. Diese Verstellung erfolgt durch
gegenseitige Verschiebung der die Flanken jeder Keilnut bildenden Scheiben in Achsenrichtung.
Zweckmäßig sind die auf jeder Welle verschiebbar angeordneten Scheiben zusammen
gleichzeitig in derselben Richtung verstellbar. Jede der beiden Wellen trägt das
Verstellwerk auf derselben Seite, wobei die beiden Stellwerke miteinander ausgerichtet
sind, so daß sie gleichzeitig durch ein einziges Stellglied gemeinsam verstellt
werden können.
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Jede Welle ruht in Lagern eines Hauptrahmens, an welchem ein Hilfsrahmen
befestigt ist, der das Stellglied trägt. Dieses letztere trägt auch eine federnd
angeordnete und verstellbare Stützrolle, die zugleich als Ventilator wirkt und sowohl
die Riemenspannung aufrechterhält als auch das Getriebe kühlt.
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Der untere Hauptteil des Gehäuses Io ist im Grunriß im wesentlichen
rechteckig. Er ist mit Pfannen für Lagerbuchsen II und I2 versehen, in denen die
beiden parallelen Wellen I4 und I5 je als Einheit abnehmbar mittels Kugellager I3
gelagert sind.
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Das insgesamt mit I7 bezeichnete Riemenscheibenaggregat besteht aus
auf der Welle I4 aufgekeilten festen Riemenscheiben I8, I9 und 2o, die durch ihre
Naben 2I im Abstand voneinander gehalten werden und, wie Fig. 3 zeigt, je mehrere
bogenförmige Löcher 22 und dazwischen Bohrungen 23 aufweisen, die von der Achse
der Welle etwa denselben radialen Abstand haben und zwischen dieser Achse und der
Flanke 24 der Keilriemennut liegen. Diese kegelige Flanke 24 und die Nabe 2I liegen
auf entgegengesetzten Seiten der Scheibe. Die Scheiben I8, I9 und 2o sind also auf
der Welle I4 unverschiebbar und undrehbar befestigt.
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Eingeschachtelt zwischen diesen festen Riemenscheiben liegen verschiebbare
Riemenscheiben 26, 27 und 28, welche die Gegenkeilflanken 24 tragen. Von diesen
sind die Scheiben 26 und 27 auf den Naben 2I der ihnen benachbarten festen Scheiben
verschiebbar gelagert, aber gegen Drehung durch Feder und Nut gesichert. Auf der
rückwärtigen Seite jeder dieser verschiebbaren Scheiben ist ein sich in Achsenrichtung
erstreckender bogenförmig profilierter Flansch 29 vorgesehen, der sich durch das
Loch 22 der benachbarten festen Scheiben hindurch erstreckt und an der nächsten
verschiebbaren Scheibe anliegt. Die verschiebbare Scheibe 28 gleitet auf der Welle
I4 und trägt eine lange Nabe 30.
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Im Hinblick auf die Notwendigkeit gedrängter Anordnung bietet es Schwierigkeiten,
die verschiebbaren Scheiben mit einer genügend langen Lagerfläche zu versehen. Wollte
man z. B. versuchen, diese Lagerfläche der verschiebbaren Scheibe 26 nach rechts
mit Bezug auf Fig. I zu verlängern, so würde dies nur auf Kosten des Verstellbereiches
geschehen können, weil die Verlängerung an die zugehörige feste Scheibe I8 anstoßen
würde. Auch die Verlängerung der Lagerfläche nach links ist nicht ohne weiteres
möglich, weil der Bereich nach links durch die Wandung der festen Scheibe I9 begrenzt
ist. Diese Schwierigkeit wird dadurch gelöst, daß die festen Scheiben I9 und 2o
mit ringförmigen Aussparungen 3I versehen sind, in welche die Naben 32 der verschiebbaren
Scheiben hineinragen. Auf diese Weise ergeben sich für die verschiebbaren Scheiben
Lagerflächen, die in Achsenrichtung gemessen länger sind, als es der Stärke der
verschiebbaren Scheiben entspricht. Im Hinblick auf die auf diese Lagerfläche in
schnell wechselnder Richtung wirkenden Belastungskräfte kommt dieser Maßnahme erhebliche
Bedeutung zu.
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An der Nabe 30 der verschiebbaren Scheibe 28 ist der innereLäufring
eines Spurlagers 33 befestigt, dessen äußerer Laufring von einer quer gestellten
Buchse 34 getragen wird.. Während .die Welle 14, das Scheibenaggregat 17 und der
innere Laufring des Spurlagers 33 umlaufen, bleibt der äußere Laufring mit der Buchse
34 in Ruhe. Die Lagerbuchsen 12 haben je einen, hülsenförmigen Ansatz
36,
durch den die Welle I4 bzw. I5 frei hindurchgeht und der auf der Außenseite ein
Gewinde trägt. In dieses Gewinde greift die Buchse 34 mit einem Innengewinde ein.
Auf ihr ist ein Schneckenrad 37, das gegen Verschiebung in Achsenrichtung irgendwie
gesichert ist, z. B. durch einen an der Lagerbuchse I2 vorgesehenen Bund 38, durch
Feder und Keil derart befestigt, daß sich die Buchse 34 längs der Welle 1I verschrauben
läßt. Die verschiebbaren Scheiben 26, 27 und 28 sind durch Stehbolzen 39, die frei
durch die Löcher der festen Scheiben I9 und 20 hindurchgehen, zu einem starren Ganzen
verblockt.
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Wird das Schneckenrad 37 gedreht, so nimmt es hierbei die Buchse 34
mit und verschraubt diese auf der ortsfesten Hülse 36. Die Buchse 34 wird dadurch
in Achsenrichtung verstellt und nimmt hierbei mittels des Spurlagers 33 die Nabe
30 mit. Diese Verstellbewegung wird auf sämtliche verschiebbaren Scheiben als Ganzes
übertragen, wodurch der Teilkreisdurchmesser des Aggregats I7 verstellt wird.
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Das andere auf der Welle I5 befindliche, insgesamt mit 4I bezeichnete
Aggregat entspricht dem Aggregat I7. Dementsprechend besteht es aus festen Scheiben
42 mit kegeligen Flanken 24 für die Keilriemennuten und mit Naben 43. Ferner gehören
zu dem Aggregat verschiebbare Scheiben 45, 46 und 47 mit Kegelflanken 24 und mit
Flanschen 29, die durch die bogenförmigen Löcher 22 der festen Scheiten hindurchgehen.
Abweichend vom Aggregat I7 sind hierbei jedoch die verschiebbaren Scheiben mit einer
axial verstellbaren Buchse 48 durch Stehbolzen 39 verblockt. Diese Buchse 48 ist
in Achsenrichtung durch ähnliche Mittel verstellbar wie die Nabe 30, also durch
Vermittlung eines Spurlagers und eines Schneckengetriebes. Die Keilnuten der beiden
Aggregate liegen zueinander ausgerichtet, in ihnen laufen Keilriemen 49.
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Auf dem Hauptrahmen I0 ruht ein oberer Hilfsrahmen 5I, der ebenfalls
mit Lagerpfannen die Lagerbuchsen II und I2 umfaßt. Nimmt man den oberen Hilfsrahmen
5I ab, kann man daher jedes Aggregat ohne weiteres herausheben. Der obere Hilfsrahmen
5I trägt eine Stellspindel 52 mit zwei Schnecken 53 (Fig. 2), die in die Schneckenräder
37 eingreifen. Dreht man die Spindel 52 mittels eines Handrades 6o, so wird dadurch
der Teilkreisdurchmesser der beiden Riemenscheibenaggregate gegenläufig verstellt.
Denn wenn die beiden Schneckenräder 37 durch die Stellspindel 52 in derselben Richtung
verschoben werden, so bewirkt das auch eine Verschiebung der verstellbaren Scheibengruppen
in derselben Richtung. Fig. I zeigt aber, daß dadurch der Teilkreisdurchmesser der
beiden Aggregate in entgegengesetztem Sinn verändert wird, was zur Folge hat, daß
sich das Übersetzungsverhältnis ändert, während die Riemen ausgerichtet zueinander
verbleiben. Die Spindel 52 hat ferner ein Gewinde 55, auf welchem eine Mutter 58
läuft, die sich bei der Drehung der Spindel verschiebt und einen Zeiger verstellt.
Dieser geht durch einen Schlitz 58 hindurch und spielt über einer nicht näher gezeigten
Teilung, um dort das jeweils eingestellte Übersetzungsverhältnis anzuzeigen. Das
obere Gehäuse 5I ist mit einem Deckel 59 versehen, der ebenso wie die Wand des Gehäuses
I0 Lüftungsschlitze enthalten kann.
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Auf die Innenseite der Riemen legt sieh eine Spannrolle 62 auf, die
gleichmäßig auf allen Riemen lastet und von zwei bei 64 gelagerten Winkelhebeln
63 getragen wird. Die freien Arme dieser Winkelhebel sind durch einen Querbalken
65 verbunden, von dessen Mitte ein Arm 66 herabragt. Dieser trägt einen Querzapfen,
in den eine Stellspindel 67 eingeschraubt ist. Das Ende dieser Spindel ist von einer
Druckfeder 68 umgeben, deren Federgehäuse 69 gleichzeitig als Führung für die Stellspindel
67 dient. Durch Verdrehen der Spindel 67 kann man die Federspannung ändern, die
auf die Spannrolle 62 wirkt. Die jeweils eingestellte Spannung läßt sich an einem
nicht näher veranschaulichten Anzeiger ablesen.
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Das Spurlager 33 ist mit Schmiereinrichtungen versehen. Das Schmiermittel
kann in das Wälzlager I3 irgendwie eingeführt werden und von da dem Spurlager 33
durch einen Kanal zufließen, der zwischen der Welle I4 und der Buchse 36 vorgesehen
ist.
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Die beschriebene Bauart zeichnet sich durch Haltbarkeit und Einfachheit
aus sowie durch die formschlüssige Verstellung der Teilkreiedurchmesser. Die Zahl
der Riemen ist beliebig. Die Verstellung kann auch statt von Hand durch das Rad
60 durch einen selbsttätig wirkenden Motor erfolgen. Weitere Abänderungsmöglichkeiten
ergeben sich für den Sachverständigen ohne weiteres.