DEP0020966DA - Stufenlos regelbares Reibrädergetriebe mit selbsttätiger Anpreßdruckregelung - Google Patents

Description

Es sind schon stufenlos regelbare Reibkegelgetriebe bekannt, deren treibendes Reibrad zur selbsttätigen Anpressdruckregelung durch das Drehmoment eine Anzahl drehbarer und axial verschiebbarer, schräger Stirnflächen besitzt, die vermittels einer dazwischenliegenden Kugelreihe auf entsprechenden schrägen Gegenflächen der treibenden Welle abrollen, damit sie einen zum Antriebsmoment proportionalen Anpressdruck vom treibenden auf das getriebene Rad übertragen. Bei dieser Lösung wird aber die selbsttätige Anpressdruckregelung vom Moment an der treibenden Seite statt unmittelbar vom veränderlichen Moment an der getriebenen Seite des Getriebes hervorgerufen. Zudem ist die praktische Herstellung solcher Stirnflächen außerordentlich schwierig und nicht so genau ausführbar, dass alle Kugeln zugleich tragen. Dadurch werden aber die wenigen tragenden Kugeln überlastet und in die Stirnflächen eingekerbt, mithin das leichte Abrollen der Kugeln auf den Stirnflächen behindert und die gesamte selbsttätige Anpressdruckregelung in Frage gestellt.

Die vorliegende Erfindung löst deshalb die Aufgabe, die drehbaren und axial verschiebbaren schrägen Flächen so zu gestalten und anzuordnen, dass sie einfach und genau herstellbar sind und so wirken, dass alle dazwischen gelegten Kugeln zugleich tragen, gleichmäßig belastet und gegen ungleiche Verteilung oder Herausschleudern gesichert werden, und dass das Drehmoment der getriebenen Welle den zu ihm proportionalen Anpressdruck vom treibenden auf das getriebene Reibrad unmittelbar überträgt. Zu diesem Zwecke sind die drehbaren und axial verschiebbaren, schrägen Flächen erfindungsgemäß stirnseitig auf der getriebenen Welle so angeordnet, dass sich die von den schrägen Flächen gebildeten Zähne und Lücken paarweise gegenüberstehen und jeweils eine Kugel in ihren gegenüberliegenden Lücken einschließen. Die Zähne und Lücken sind geradzahlig aufgeteilt und weisen durchlaufend parallele Fläche auf, wodurch ein einfaches und genaues Durchfräsen und Durchschleifen möglich wird. Außerdem werden die Zähne und Lücken mit ihren Kugeln von einer Hülse umschlossen, die ein Abschleudern der Kugeln verhindert und zugleich eine den Anfangsanpressdruck der Reibräder erzeugende Druckfeder trägt. Ferner wird zur Erleichterung und Vereinfachung der Reibübertragung das treibende Reibrad zum Ändern der Drehzahl des getriebenen Reibrades auf einer Schlittenführung verschoben, die parallel zur Kegelmantellinie der Reibräder liegt. Dadurch wird die Vorstellkraft zum Ändern der Drehzahl verringert, weil eine zusätzliche Axialkomponente wie bei der Längenverschiebung der treibenden oder getriebenen Welle parallel zu sich selbst vermieden wird. Zur weiteren Verringerung der Verstellkraft wird die Schlittenführung an der treibenden Getriebeseite durch eine auf einem waagerechten, an der Fußplatte angebrachten Zapfen gelagerte Tragrolle entlastet. Zu diesem Zwecke besitzt das Lagergehäuse des verschiebbaren Reibrades einen Befestigungsflansch, an welchem der Antriebsmotor unmittelbar oder ein Sockel angeflanscht werden kann, dessen waagerechte Tragplatte oben den Antriebsmotor und unten auf der Tragrolle ruht.

Auf der Zeichnung ist die beispielsweise Ausführung der vorliegenden Erfindung als stufenlos regelbares Reibkegelgetriebe mit selbsttätiger Anpressdruckregelung im vertikalen Längsschnitt dargestellt. Die treibende Welle a ist in zwei Kugellagern im Gehäuse b gelagert und treibt den mit ihr verkeilten Außenkegel c an. Die getriebene Welle d ist in zwei Kugellagern des Gehäuses (e) gelagert und trägt auf der einen Seite den Innenkegel f mit dem Reibkranz g und auf der anderen Seite die mit ihr verkeilte Zahnmuffe h und dazwischen die Zahnmuffe i, die durch Klauen k mit dem Innenkegel f verbunden ist. Die Zahnlücken der Zahnmuffen h und i liegen sich gegenüber und tragen je eine Kugel 1. Die Hülse m umschließt die Kugeln 1 und trägt die Druckfeder n, die den Innenkegel f mit Reibkranz g gegen den Außenkegel c drückt und den Anfangsanpressdruck für den Leerlauf erzeugt. Durch die Keilwirkung der Zähne drückt sich mit zu- oder abnehmendem Moment an der getriebenen Seite der Innenkegel f mit der Zwischenmuffe i an den Zahnflanken der hinteren Muffe h ab, so dass der Anpressdruck zwischen dem Außenkegel c und dem Innenkegel f bzw. Reibkranz g proportional zum jeweiligen Moment erhöht oder vermindert und selbsttätig im jeweiligen Drehsinn erzeugt wird. Der Zahnwinkel wird rechnerisch oder empirisch so bestimmt, dass der für die Reibübertragung erforderliche Anpress- druck mit Sicherheit erreicht, jedoch nicht höher wird, als es die Übertragung des jeweiligen Momenten erfordert. Durch die Zwischenmuffe i wird das Fräsen, Härten und Schleifen der Zahnflanken erleichtert. Zur weiteren Vereinfachung sind die Keilzähne geradzahlig aufgeteilt, und die sich gegenüberliegenden Zahnlücken weisen parallele Stirnflächen auf, die ein durchlaufendes Fräsen und Schleifen der Stirnflächen gestatten und dadurch von selbst eine so genaue Herstellung der Kugellaufbahnen ermöglichen, dass immer alle Kugeln zugleich tragen und leicht abrollen. Bei Abnutzung des Reibbelages g wird der Innenkegel f mit den beiden Kugellagern durch Nachstellen der Stellschraube o im Gehäuse e vorgeschoben.

Das Gehäuse b mit der treibenden Welle a und dem Reibrad c ist im Kegelwinkel quer zur Längsachse auf der Schlittenführung p der Grundplatte q verschiebbar, wodurch eine zusätzliche Axialkomponente beim Verstellen des Antriebes vermieden und der Verstellwiderstand in beiden Richtungen gleich wird. In der Zeichnung steht der Außenkegel c mit dem Innenkegel f im direkten Eingriff (schnellster Gang). Wird der Außenkegel c mit dem Gehäuse b auf der Schlittenführung p durch die Spindel s und Spindelmutter t parallel zur Kegelmantellinie nach außen verschoben, so wird der mit dem Reibkranz g in Eingriff stehende Reibradius des Reibkegels c nach der Kegelspitze zu verkleinern und dadurch die Drehzahl des Reibkegels f mit der getriebenen Welle d stufenlos verringert. Das Verstellhandrad r kann nach Bedarf rechts oder links auf der Verstellspindel s angebracht werden.

An das Gehäuse b kann der Motor als Anflanschmotor unmittelbar angeflanscht oder als normaler Motor auf dem angeflanschten Winkelkonsol u befestigt werden. Zur Aufnahme des Motorgewichtes bzw. zur Entlastung der Schlittenführung p ist die Tragrolle v auf dem an der Grundplatte q befestigten, waagerechten Zapfen w gelagert, auf welcher das Winkelkonsol u ruht bzw. beim Verschieben des Antriebsgehäuses b hin- und herrollt.

In der Zeichnung ist das vorliegende stufenlos regelbare Reibradgetriebe beispielsweise als Reibkegelgetriebe veranschaulicht. Die selbsttätige Anpressdruckregelung, Querverstellung des Antriebsrades, Lagerung des Antriebsmotors und Entlastung der Schlittenführung sind sinngemäß auch für Reibradgetriebe mit scheibenförmigen, kugeligen oder anderen Reibflächen anwendbar.

Claims (8)

1) Stufenlos regelbares Reibrädergetriebe, bei dem der Anpressdruck der Reibräder durch das an der getriebenen Welle wirkende Drehmoment über einander verdrehbare und axial verschiebbare, schräg gerichtete Flächen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitig auf der getriebenen Welle (d) angeordneten schrägen Flächen durch eine Vielzahl sich gegenüberliegender Zähne gebildet werden, in der Lücke je eine Kugel (1) gelagert ist.

2) Reibrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne und Lücken mit ihren Kugeln (1) von einer Hülse (m) umschlossen sind, gegen welche eine den Anfangsanpressdruck der Reibräder (c, f) erzeugenden Druckfeder (n) axial drückt.

3) Reibrädergetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne und Lücken geradzahlig aufgeteilt sind und durchlaufend parallele Stirnflächen besitzen.

4) Reibrädergetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zähne und Lücken an zwei auf der getriebenen Welle (d) sitzenden Muffen (h, i) befinden, wobei die eine Muffe (i) mit dem getriebenen Reibrad (f) gekuppelt und die andere Muffe (h) mit der getriebenen Welle (d) verkeilt ist.

5) Reibrädergetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Muffe (h) samt ihrer Lagerung zum Nachstellen des Abtriebsreibrades (f) axial verschiebbar ist.

6) Reibrädergetriebe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das als Außenkegel ausgebildete treibende Reibrad (c) zum Verstellen der Übersetzung des Antriebs parallel zu seiner Kegelmantellinie verschoben wird.

7) Reibrädergetriebe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagergehäuse (b) des verschiebbaren Reibrades (c) einen Flansch besitzt, an welcher der Antriebsmotor oder ein Träger (u) angeflanscht ist, auf dessen waagerechter Fläche der Antriebsmotor ruht.

8) Reibrädergetriebe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Kegelmantellinie parallele Verschiebung des treibenden Reibrades (c) mit dem Antriebsmotor durch eine parallel liegende Schlittenführung (p) erfolgt, die an der Antriebsseite durch eine an der Grundplatte (q) auf einen waagerechten Zapfen (w) gelagerte Tragrolle (v) entlastet wird.