NL8006405A

NL8006405A - FRICTION WHEEL DRIVE.

Info

Publication number: NL8006405A
Application number: NL8006405A
Authority: NL
Original assignee: Rentrop Hubbert & Wagner
Priority date: 1979-12-06
Filing date: 1980-11-24
Publication date: 1981-07-01
Also published as: GB2064685A; IT8085634A0; ES497179A0; BR8007963A; IT1142602B; ES8107371A1; JPS5690150A; FR2471522A1; SE8008534L

Description

t, VO 1231t, VO 1231

Titel: Wrijvingsvielaandrijving.Title: Frictional valve drive.

De uitvinding heeft "betrekking op een vrijvingsvielaandrijving. Wrijvingsvielaandrijvingen vorden hij voorkeur toegepast voor gemiddelde overbrengingen, als aan rendement en levensduur geen al te hoge eisen vorden gesteld. Bij de bekendste uitvoeringsvormen vorden cilindrische 5 valsen tegen elkaar geperst, vaarbij de ene als aandrijfviel en de andere als aangedreven viel vordt gebruikt. Daarbij vordt meestal een uitvoeringsvorm toegepast, die bij toenemend koppel de aandrukkracht automatisch verhoogd.The invention relates to a free-falling propulsion drive. Frictional propulsion drives are preferably used for medium transmissions, if the demands on efficiency and service life are not too high. In the best-known embodiments, cylindrical catches are pressed against one another, the one being as the driving trap and others are used as driven falls, usually with an embodiment which automatically increases the contact pressure with increasing torque.

Verder zijn planeetvielstelsels in vrijvingsvieluitvoeringen 10 bekend. Voor het reduceren van het toerental vorden kegelrolaandrijvingen en vergelijkbare constructies toegepast. Voor grote overbrengingen vorden vrijvingsaandrijvingen toegepast, die volgens het harmonische aandrijfprincipe verken, vaarbij een kegelvormige, dunvandige cilinder elliptisch vordt vervormd en tegen een dikvandige cilinderring vordt 15 aange'drukt, die bij de contactplaats kegelvormig vordt aangegrepen.Planetary fall systems in release-fall embodiments 10 are also known. Tapered roller drives and similar constructions are used to reduce the speed. For large transmissions, release drives are used, which are explored according to the harmonic drive principle, thereby elliptically deforming a cone-shaped, thin-edged cylinder and pressed against a thick-edged cylinder ring, which is engaged conically at the contact point.

Deze constructieve uitvoeringsvorm vordt ook voor het verhogen van de vrijvingscontactplaatsen met kegelvormige ringgleuven uitgevoerd.This constructional embodiment is also designed with conical annular grooves to increase the release contact points.

Nadelig bij al deze bekende constructies is, dat bij de wrijvings-plaat slechts een lijnvormig contact bestaat en er. zodoende hoge Herz-20 spanningen optreden, die hoogvaardige staalsoorten noodzakelijk maken. Hoogvaardige staalsoorten hebben anderzijds kleine vrijvingsfactoren, hetgeen uiteraard het rendement en de constructiegrootte van de vrij-vingsaandrijvingen nadelig beïnvloed.A disadvantage of all these known constructions is that the friction plate has only a linear contact and there is one. high Herz-20 stresses thus occur, which necessitate high-strength steels. High-grade steels, on the other hand, have small release factors, which of course adversely affects the efficiency and construction size of the release drives.

Doel van de uitvinding is het verschaffen van een vrijvings-25 aandrijving voor in het bijzonder hoge overbrengingen, vaarbij er een onderling vlakvormig contact plaats heeft. Hierdoor kunnen veer kleine specifieke vlaktedrukken vorden verkregen, die vederom het toepassen van materialen met hoge vrijvingsvaarden mogelijk maken. Het gevolg daarvan is, dat een vrijvingsaandrijving met kleine constructie-30 afmetingen en een goed rendement kan vorden vervaardigd.The object of the invention is to provide a release drive for particularly high transmissions, whereby a mutual planar contact takes place. As a result, small specific surface pressures can be obtained, which also enable the use of materials with high release properties. The result of this is that a free-drive drive of small construction size and good efficiency can be produced.

Dit vordt bij een vrijvingsvielaandrijving met een met een nok- j vormig draailichaam verbonden aandrijfas en een valslager met elastisch ;; ji vervormbare buitenring en binnenring, die op het draailichaam steun i'f ...This is achieved with a free-fall propulsion drive with a drive shaft connected to a cam-shaped rotating body and a false bearing with elastic; ji deformable outer ring and inner ring, which support i'f ...

neemt en met een aandrijfas, die met een concentrisch ten opzichte van 800 6 40 5 -2- de "buitenring aangebrachte en tegen deze aanliggende holle binnen-cilinder verbonden is, bereikt, als de binnencilinder deformeerbaar is en als concentrisch ten opzichte van deze een tegen het buitenoppervlak daarvan aanliggende, niet-draaibare en deformeerbare buitencilinder 5 zodanig is aangebracht, dat in het nokkengebied van het draailichaam de binnencilinder tegen de buitencilinder wordt aangedrukt.and with a drive shaft which is connected to an outer ring arranged concentrically to 800 6 40 5 -2- and connected to this hollow inner cylinder, if the inner cylinder is deformable and if concentric to it non-rotatable and deformable outer cylinder 5 lying against the outer surface thereof is arranged such that in the cam region of the turning body the inner cylinder is pressed against the outer cylinder.

Overeenkomstig een verder kenmerk van de uitvinding is de holle buitencilinder aangebracht in een potvormig huis, waarin zich het ene lager van de aandrijfas bevindt, terwijl het andere lager daarvan in 10 een uitsparing in de aandrijfas is aangebracht.According to a further feature of the invention, the hollow outer cylinder is arranged in a pot-shaped housing, in which one bearing of the drive shaft is located, while the other bearing thereof is arranged in a recess in the drive shaft.

Verdere kenmerken zijn neergelegd in de volgconclusies.Further features are set out in the subclaims.

Het aandrukken tussen de beide holle cilinders vindt plaats door de terugstelkracht van de buitencilinder. Deze kracht kan met een eenvoudige vergelijking worden vastgesteld. Daarbij spelen de diameter van 15' de beide holle cilinders, de wanddikten daarvan en de vervorming een beslissende rol. De overbrengverhoüding kan berekend worden uit het diameterverschil van beide holle cilinders en een wanddiktefactor, die rekening houdt met de onrondheidsvervorming van deze beide holle cilinders, waarbij er rekening mee moet worden gehouden, dat de buitenste 20 vezels van de holle binnencilinder gestrekt en de binnenliggende vezels van de holle buitencilinder worden gestuikt. Hierdoor ondervinden de beide vlakken bij het rondlopen van het draailichaam een ten opzichte van elkaar afstotende kracht en ontstaat op :deze wijze een relatieve verdraaiing tussen de holle binnencilinder en de draaivaste holle bui-25 tencilinder.The pressing between the two hollow cylinders is effected by the restoring force of the outer cylinder. This force can be determined with a simple comparison. The diameter of the two hollow cylinders, their wall thicknesses and deformation play a decisive role here. The transfer ratio can be calculated from the difference in diameter of both hollow cylinders and a wall thickness factor, which takes into account the roundness deformation of both hollow cylinders, taking into account that the outer fibers of the hollow inner cylinder are stretched and the inner fibers of the hollow outer cylinder. As a result, the two surfaces experience a repulsive force when the rotary body rotates and in this way a relative rotation is created between the hollow inner cylinder and the rotatable hollow outer cylinder.

De draairichting is daarbij afhankelijk van de wanddikteverhouding, terwijl de overbrengverhoüding van de wanddikteverhouding en de defor-matiegraad afhankelijk is. Onderzoekingen hebben getoond, dat zelfs in elkaar geperste, dunwandige holle cilinders bij onrond rondlopende ver-30 vorming ten opzichte van elkaar verschuiven. Door traploze verandering van de vervorming kan zodoende een traploos regelbare aandrijving voor hoge overbrengingen worden verwezenlijkt. De traploze verandering van de vervorming kan op gemakkelijke wijze worden bewerkstelligd, als er inrichtingen aanwezig zijn, die de nokken van het draailichaam ten op-35 zichte van elkaar traploos verstellen.The direction of rotation depends on the wall thickness ratio, while the transfer ratio depends on the wall thickness ratio and the degree of deformation. Investigations have shown that even squeezed, thin-walled hollow cylinders shift relative to one another in unround circumferential deformation. By continuously changing the deformation, a continuously variable drive for high transmissions can thus be realized. The stepless change of the deformation can be easily accomplished if devices are provided which infinitely adjust the cams of the pivot body.

8 00 6 40 5 -3-8 00 6 40 5 -3-

Vlakvormige aandrukkingen kunnen ook worden verwezenlijkt, als een der "beide holle cilinders met grotere wanddikte wordt uitgevoerd, zodat deze zijn cirkelvormige gedaante in verregaande mate "behoudt, waarbij de dunwandige binnen- of buitenliggende holle cilinder zodanig 5 wordt vervormd, dat de vervormingsstralen samenvallen met het middelpunt van de starre holle cilinder. De wanddiktefactor wordt dan nagenoeg, nul, waarbij de overbrenging op eenvoudige wijze kan worden berekend.Planar pressures can also be achieved if either "both hollow cylinders are of greater wall thickness, so that it retains its circular shape to a great extent", the thin-walled inner or outer hollow cylinder being deformed such that the deformation radii coincide with the center of the rigid hollow cylinder. The wall thickness factor then becomes virtually zero, whereby the transmission can be easily calculated.

Onder verwijzing naar in de tekening weergegeven uitvoerings-10 voorbeelden zal de wrijvingswielaandrijving volgens de uitvinding thans nader worden besproken en toegelicht. Daarbij toont op zuiver schematische wijze: fig. 1 een loodrechte doorsnede door de wrijvingswielaandrijving volgens de uitvinding, 15 fjg. 2 een loodrechte doorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1; fig. 3 een met fig. 2 overeenkomende weergave, waarbij uit over-zichtelijkheidsoverwegingen enkel de beide holle cilinders in vervormde toestand zijn weergegeven; fig. ^ en 5 een loodrechte doorsnede door de beide holle cilin-20 ders in onvervormde en vervormde toestand; fig. 6 een loodrechte doorsnede op verkleinde schaal van een ietwat gewijzigde uitvoeringsvorm van de holle binnencilinders in onvervormde toestand; fig. 7 een gedeeltelijke weergave van de opstelling volgens fig. 25 6, waarbij de holle binnencilinder in vervormde toestand is weergegeven; en fig. 8 en 9 gedeeltelijke doorsneden door gewijzigde uitvoeringsvormen van de holle cilinder van de wrijvingswielaandrijving volgens de uitvinding.With reference to exemplary embodiments shown in the drawing, the friction wheel drive according to the invention will now be discussed and explained in more detail. In a purely schematic manner: Fig. 1 shows a perpendicular section through the friction wheel drive according to the invention, fig. 2 is a perpendicular section taken on the line II-II in FIG. 1; Fig. 3 is a representation corresponding to Fig. 2, wherein, for reasons of transparency, only the two hollow cylinders are shown in a deformed state; FIGS. 5 and 5 are a perpendicular section through the two hollow cylinders in an undeformed and deformed state; Fig. 6 is a cross-sectional view at a reduced scale of a somewhat modified embodiment of the hollow inner cylinders in an undeformed state; FIG. 7 is a partial view of the arrangement of FIG. 6, showing the hollow inner cylinder in a deformed state; and Figures 8 and 9 are partial cross-sections through modified embodiments of the hollow cylinder of the friction wheel drive according to the invention.

30 In fig. 1 is een aandrijfas 1 alsmede een aangedreven as 2 van de wrijvingswielaandrijving weergegeven. De aandrijfas 2 staat daarbij in verbinding met een nokvormig draailichaam 3, dat bij de weergegeven uitvoeringsvorm bestaat uit twee in radiale richting ten opzichte van elkaar verstelbare en tegen elkaar steun nemende, de nokvormende delen 35 5. Bij getoonde uitvoeringsovrm is als verstelmechanisme een schroefspilaandrijving met twee schroefspillen 6, 7 aanwezig, waarvan i 8 00 6 40 5 -k- de ene een linkse schroefdraad en de andere een rechtse schroefdraad heeft. De beide schroefspillen 6, 7 zijn met hun ene einde in een verdikt deel 1a van de aandrijfas 1 schroefbaar. Met hun andere einde nemen de beide schroefspillen 6, 7 steun tegen de delen U, 5 van het draai-5 lichaam 3. Door corresponderende verdraaiing van de beide schroefspil-len 6, 7 kunnen de beide delen U, 5 van het draailichaam 3 van elkaar verwijderd respectievelijk naar elkaar toe bewogen worden. Het zal duidelijk zijn» dat voor dit doel ook een ander, bijvoorbeeld een automatisch verstelmechanisme kan worden toegepast, dat niet alleen gedu-10 rende stilstand, maar ook gedurende het in bedrijf zijn van het draailichaam 3 en daarmee van de wrijvingswielaandrijving versteld kan worden.Fig. 1 shows a drive shaft 1 as well as a driven shaft 2 of the friction wheel drive. The drive shaft 2 is in communication with a cam-shaped pivot body 3, which in the shown embodiment consists of two radially adjustable relative and mutually supporting cam-forming parts 35. In the embodiment shown, a screw spindle drive with an adjustment mechanism is shown two screw spindles 6, 7 are present, one of which has a left-hand thread and the other a right-hand thread. The two screw spindles 6, 7 can be screwed with one end into a thickened part 1a of the drive shaft 1. With their other end, the two screw spindles 6, 7 take support against the parts U, 5 of the turning body 3. By corresponding rotation of the two screw spindles 6, 7, the two parts U, 5 of the turning body 3 can removed from each other or moved towards each other. It will be clear that for this purpose also another, for instance an automatic adjusting mechanism, can be used, which can be adjusted not only during standstill, but also during operation of the turning body 3 and thus of the friction wheel drive.

Zoals uit fig. 2 blijkt, heeft elk deel H, 5 een omtrek overeenkomend met een cirkelsegment, waarbij het middelpunt van elk cirkel-segment op de hartlijn van de aandrijfas 1 ligt.As can be seen from Fig. 2, each part H, 5 has a circumference corresponding to a circle segment, the center of each circle segment being on the axis of the drive shaft 1.

15 Verder is een walslager met een elastisch vervormbare binnenring 8 en een elastisch vervormbare buitenring 9 aanwezig, tussen welke de wals lichamen 10 zijn aangebracht. Zoals de fig. 1 en 2 van de tekening duidelijk maken, neemt de elastisch vervormbare binnenring 8 steun tegen de beide delen 5 van het draailichaam 3.Furthermore, a roller bearing with an elastically deformable inner ring 8 and an elastically deformable outer ring 9 is present, between which the roller bodies 10 are arranged. As the figures 1 and 2 of the drawing make clear, the elastically deformable inner ring 8 takes support against the two parts 5 of the turning body 3.

20 Concentrisch ten opzichte van de buitenring 9 van het walslager is een hiertegenaan liggende holle binnencilinder 11 aanwezig, die door corresponderende materiaalkeuze respectievelijk uitvoering elastisch vervormbaar is. Concentrisch ten opzichte van deze holle binnencilinder 11 is een tegen het buitenvlak daarvan aanliggende, draaivaste en defor-25 meerbare holle buitencilinder 12 zodanig aangebracht, dat in het nokken-gebied van het draailichaam 3 de holle binnencilinder 11 tegen de holle buitencilinder 12 wordt aangedrukt.A concentric hollow inner cylinder 11 is provided concentrically with respect to the outer ring 9 of the roller bearing, which elastically deformable by the corresponding choice of material or design. Concentric with respect to this hollow inner cylinder 11, a rotatable and deformable hollow outer cylinder 12 abutting the outer surface thereof is arranged such that in the cam region of the turning body 3 the hollow inner cylinder 11 is pressed against the outer hollow cylinder 12.

De holle buitencilinder 12 is bij de in fig. 1 weergegeven uitvoeringsvorm in een potvormig huis 13 aangebracht, waarin het ene lager 30 1U van de aandrijfas is aangebracht, terwijl het andere lager 15 daarvan in een uitsparing 16 van de aangedreven as 2 is aangebracht.In the embodiment shown in Fig. 1, the hollow outer cylinder 12 is arranged in a pot-shaped housing 13, in which one bearing 30 1U of the drive shaft is arranged, while the other bearing 15 thereof is arranged in a recess 16 of the driven shaft 2.

Zoals fig. 1 toont, zijn voor het verhogen van de vervormbaarheid in de holle cilinder 11 uitsparingen 17 aanwezig.As shown in Fig. 1, recesses 17 are provided in the hollow cylinder 11 to increase the deformability.

Fig. 2. toont de zich over een groot vlak uitstrekkende aanligging 35. tussen de beide holle cilinders 11 en 12 over een hoek (p . Hierdoor is de vlaktedruk ten opzichte van de lijn-druk tot een minimum gereduceerd.Fig. 2. shows the projection 35. extending over a large area between the two hollow cylinders 11 and 12 at an angle (p. This reduces the surface pressure relative to the line pressure to a minimum.

8 00 6 40 5 -5-8 00 6 40 5 -5-

Fig. 3 toont in vereenvoudigde vorm een dwarsdoorsnede door de beide holle cilinders 11, 12 in hun gedeformeerde vorm. Met behulp van een streeppuntcirkel 18 is de deformatie zichtbaar gemaakt. Uit duide-lijkheidsoverwegingen werd het draailichaam 3 niet weergegeven. Te onder-5 kennen is, dat de holle binnencilinder 11, die in niet gespannen, derhalve onvervormde toestand, een kleinere diameter heeft dan de holle buitencilinder 12 in het gebied ψ door het nokkenvormige draailichaam 3 een gemeenschappelijke kromtestraal r heeft, waarvan het middelpunt M over een afstand x vanaf het centrale middelpunt m aan beide zijden 10 naar buiten toe is verschoven. In het hoekgebied 90 - /2 komt het bui tenvlak van de holle cilinder 11 los van het binnenvlak van de holle buitencilinder 12.Fig. 3 shows in simplified form a cross section through the two hollow cylinders 11, 12 in their deformed form. The deformation is visualized by means of a dashed circle 18. For clarity reasons, the rotary body 3 was not shown. It can be recognized that the hollow inner cylinder 11, which, in the unstressed, therefore undeformed state, has a smaller diameter than the hollow outer cylinder 12 in the region ψ through the cam-shaped rotary body 3 has a common radius of curvature r, the center point of which is M has shifted outwards on both sides 10 by a distance x from the central center m. In the corner region 90 - / 2, the outer surface of the hollow cylinder 11 separates from the inner surface of the outer hollow cylinder 12.

De fig. H en 5 verduidelijken het kinematische systeem van het tegen elkaar afstoten van twee in elkaar geschoven dunwandige cilinders 15 11, 12 bij rondlopende, onronde vervorming. Rond het gemeenschappelijke middelpunt m zijn de holle binnencilinder 11 en de holle buitencilinder. 12 in elkaar gestoken, waarbij de buitendiameter cL2 van de holle binnen-cilinder 11 ongeveer gelijk is aan de binnendiameter van de holle buitencilinder 12.FIGS. H and 5 illustrate the kinematic system of butting two nested thin-walled cylinders 11, 12 together in circumferential, non-round deformation. Around the common center m are the inner hollow cylinder 11 and the outer hollow cylinder. 12, the outer diameter cL2 of the inner hollow cylinder 11 being approximately equal to the inner diameter of the outer hollow cylinder 12.

20 Fig. 5 toont de door het niet weergegeven van nokken voorziene draailichaam 3 veroorzaakte deformatie, waarbij de middelpunten M van het draailichaam 3 over de afstanden y ten opzichte van het middelpunt m zijn verplaatst. De beide holle cilinders 11, 12 hebben de wanddikten s2 en s1. De neutrale vezels zijn met een streeppuntlijn weergegeven.FIG. 5 shows the deformation caused by the rotary body 3 not shown with cam, the centers M of the rotary body 3 being displaced by the distances y with respect to the center m. The two hollow cylinders 11, 12 have the wall thicknesses s2 and s1. The neutral fibers are shown with a dashed line.

25 Evenzo is de gemeenschappelijke radius R aangegeven. Onderkend kan worden, dat de buitenste vezels van de holle binnencilinder 11 en de binnenste vezels van de holle buitencilinder 12 over de afstand Δϋ2 zijn gestrekt en de binnenvezels van de holle buitencilinder 12 over de afstand AU1 zijn gestuikt. Bij het rondlopen van het draailichaam 3 wor-30 den beide vezels over de afstand AU1 + Δϋ2 afgestoten. Zelfs vast in elkaar geperste holle cilinders worden hierdoor bij het rondlopen van het van nokken voorziene draailichaam 3 in draaiing gebracht.Likewise, the common radius R is indicated. It can be recognized that the outer fibers of the inner hollow cylinder 11 and the inner fibers of the outer hollow cylinder 12 are stretched over the distance Δϋ2 and the inner fibers of the outer hollow cylinder 12 are spiked over the distance AU1. When the rotary body 3 is rotated, both fibers are repelled over the distance AU1 + Δϋ2. Even firmly pressed hollow cylinders are hereby rotated when the rotary body 3 provided with cams is rotated.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 6 hebben de uitsparingen 17 de vorm van aan de omtrek van de holle cilinder 11 aangebrachte en in 35 axiale richting ten opzichte van elkaar verplaatste sleuven.In the embodiment according to Fig. 6, the recesses 17 take the form of slots arranged on the periphery of the hollow cylinder 11 and displaced in an axial direction relative to each other.

8006405 -6-8006405 -6-

Fig. 7 toont, dat de vervorming van de holle binnencilinder 11 in evenwijdige trappen ten opzichte van elkaar in de richting van de aangedreven as 2 afneemt.Fig. 7 shows that the deformation of the hollow inner cylinder 11 decreases in parallel steps relative to each other in the direction of the driven shaft 2.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 8 bestaat de wand van de holle 5 binnencilinder 11 uit een aantal in elkaar geschoven cilindervormige delen. Op doelmatige wijze is hierbij elk cilindervormig deel gesleufd uitgevoerd, waarbij deze delen uit verschillende materialen bestaan.In the embodiment according to Fig. 8, the wall of the hollow inner cylinder 11 consists of a number of cylindrical parts pushed together. Each cylindrical part is expediently slotted, these parts consisting of different materials.

Het verschil van de holle binnencilinder 11 ten opzichte van die volgens de overige uitvoeringsvormen is daarin gelegen, dat de uitspa-10 ringen 17 de vorm van langssleuven hebben, waardoor een gemakkelijke vervormbaarheid wordt gewaarborgd.The difference of the hollow inner cylinder 11 compared to that according to the other embodiments lies in that the recesses 17 are in the form of longitudinal slots, so that easy deformability is ensured.

800 6 40 5800 6 40 5

Claims

1. Frictional friction drive with a drive shaft connected to a cam-shaped rotating body and a counter bearing with elastically deformable outer ring and inner ring, which supports the turning body and with a driven shaft, which is arranged concentrically with the outer ring and abutting it hollow inner cylinder is connected, characterized in that the inner cylinder (11) is deformable and that a rotatable and deformable hollow outer cylinder (12) abutting against its outer surface is arranged concentrically with respect to it in such a manner that in the cam region of the rotary body (3) presses the inner cylinder (11) against the outer cylinder (12).

Drive according to claim 1, characterized in that the hollow outer cylinder (12) is housed in a pot-shaped housing (13), in which the one bearing (1U) of the drive shaft (1) is arranged.

Drive according to claim 1, characterized in that the other bearing (15) "of the drive shaft (1) is arranged in a recess (16) in the driven shaft (2). Drive according to claims 1-3, characterized in that recesses (17) are provided in the hollow inner cylinder (11) to increase the deformability.

Drive according to claim k, characterized in that the recesses (17) are in the form of longitudinal slots (fig. 8 and 9).

Drive according to claim, characterized in that the recesses take the form of slots arranged on the circumference of the hollow inner cylinder 25 (11) and displaced in an axial direction relative to each other (fig. 6 and 7).

Drive according to Claims 1 to 6, characterized in that the pivot body (3) consists of two parts (H, 5) 30 which are radially adjustable and support each other and which support each other. circumferentially in the form of a circle segment.

Drive according to claims 1 to 7, characterized in that the hollow inner cylinder (11) consists of a number of cylindrical parts pushed together (fig. 8). 8 00 6 40 5 -8-

Drive according to claim 8, characterized in that each cylindrical part is slotted and that these parts consist of different materials. _ 800 6 40 5