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ReibungswechseJgetriebe.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Treibringweehselgetriebe mit einem oder mehreren Paaren von auf einer Welle zwecks Veränderung der Übersetzung gegen einander verschiebbar gelagerten Kegelscheiben, auf denen ein starrer Treibring reibend abrollt, der die Scheibenwelle umfängt.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei oder mehreren auf der Welle starr zentrisch gelagerten und gegen und von einander verschiebbaren und mit schrägen Arbeitsflächen versehenen
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körper sind senkrecht zur Welle der Scheiben verschiebbar, welche Welle also durch den ringförmigen Übersetzungskörper hindurchgeht. Die Drehbewegung des durch die Drehung der Scheiben auf den Scheibenoberflächen abrollenden starren ringförmigen Körpers wird unmittelbar oder mittelbar auf eine oder mehrere angetriebene Wellen übertragen, wobei die Veränderung der übertragenen Geschwindigkeit durch radiale Verschiebung des Ringes auf den Scheibenoberflächen erfolgt.
Der ringförmige starre Übersetzungskörper wird somit von den Scheiben derart gefasst, dass er zwischen ihnen eingeklemmt ist, u. zw. nur an einer radialen Umfangseite, und dass er bei Drehung der Scheiben in eine zu deren Bewegungsrichtung gleich gerichtete Abrollbewegung versetzt wird.
Die Bsrührung zwischen den Seheibenoberfläehen und dem starren Ringkörper erfolgt an schmalen, kreisringförmigen Laufflächen, die an den axialen Seiten des Ringkörpers ausgebildet sind und das für die rationelle Arbeitsleistung erforderliche Verhältnis zwischen der Auswirkung der rollenden Reibung und der gleitenden Reibung bestimmen.
Das Anpressen der Scheiben an diese schmalen Arbeitsflächen des Ringes erfolgt durch Federn oder andere mechanische Mittel oder durch elektromagnetische, hydraulische oder pneumatische Mittel oder vermittels der Zentrifugalkraft oder durch Kombination mehrerer dieser Mittel miteinander. Selbstverständlich auch durch Verschraubung oder Servomotor.
In den beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen Ausführungformen schematisch dargestellt.
Fig. 1 ist ein Axialschnitt, Fig. 2 ein Axialschnitt mit anderer Stellung des starren ringförmigen Übersetzungskörpers bzw. Reibungselements. Fig. 3 ist ein Schnitt quer zur Achse der Fig. 1. Fig. 4 veranschaulicht eine Kombination mehrerer aneinandergereihter Getriebe, Fig. 5 ist ein Schnitt quer zur Achse der Fig. 4 und zeigt die Kraftübertragung bei Fig. 4 vermittels eingezeichneten Riemens. Fig. 6 ist eine Einzelheit der Fig. 4 mit veränderter Treibringstellung. Fig. 7-11 veranschaulichen verschiedene Profile und Arbeitsflächen des Ringes. Fig. 12 ist eine Ausführungsform, bei welcher der Treibring mit
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Kombination mehrerer Getriebe nach Fig. 12. Fig. 15 zeigt ein Getriebe im Längsschnitt zur Achse, bei welchem die Arbeitsflächen der Scheiben voneinander abgewendet sind.
Das Getriebe gemäss Fig. 1-3 besteht aus zwei Scheiben 3, 3', deren Arbeitsflächen kegelförmig ausgebildet sind. Diese Arbeitsflächen können auch nach andern Rotationsflächen ausgebildet sein, z. B. ballig oder kalottenförmig, und können auch verschiedene Winkel zur Scheibenwelle j !-J' bilden.
Die Scheiben 3-3'sind auf einer Antriebswelle 1-1'derart aufgesetzt, dass sie bei Drehung der Welle mitgedreht werden, sich aber gegeneinander oder voneinander axial verschieben können. Zwischen den
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Reibungsflächen 21 auf den Oberflächen der Kegelscheiben 3-3'arbeitend und abrollend, wobei sein
Umfang zum Aufnehmen z. B. eines Ringes 5 ausgebildet ist oder zur Zusammenarbeit mit Seilen. Ketten,
Zahnradketten oder mit Zähnen eingerichtet ist. Die beiden Seheiben.) -3' werden z. B. durch Federn 4-4' oder durch andere Mittel gegen die schmalen kreisringförmigen Reibungsflächen 21 des Ringkörpers angepresst.
Bei der Stellung des Ringes gemäss Fig. l fällt die Ringaehse mit der Achse der Antriebswellen zusammen, und der Ring 2 steht auf dem ganzen Umfangskreis seiner schmalen kreisringförmigen
Reibungsflächen 21 mit den beiden Scheiben 3-3'in Berührung, so dass der Ring mit der Geschwindigkeit der antreibenden Welle gedreht wird, wobei aber keine Abrollung des Ringes auf den Seheibenoberflächen erfolgt.
Wird aber der Ring gegenüber den Scheiben derart verstellt, Fig. 2, dass seine Achse nicht mit der Achse der Antriebswelle bzw. der Scheibenwelle 1-1' zusammenfällt, dann findet eine Abwälzung des Ringes : 2 bzw. seiner schmalen kreisringförmigen Reibungsflächen 21 an ihren Berührungsstellen mit den Scheiben statt, und die Drehgeschwindigkeit des Ringes wird geringer, je mehr sieh die Berührungsstelle der Seheibenwelle nähert. Diese Verstellung des Ringes gegenüber den Scheiben kann sowohl durch Verstellung des Ringes als auch durch Verstellung der Antriebswelle samt Scheiben erfolgen, entweder durch Verschiebung derselben z.
B. in Schlitten oder durch Schwenkung vermittels Schwenkrahmen, welche die Scheibenwelle tragen oder durch Schwenkung um ein Zahnrad oder ähnliches, welches vom Antriebe aus betrieben wird und die Kraft auf die Seheibenwelle überträgt. Durch den Riemen 3 z. B. wird die Kraft auf eine angetriebene Welle übertragen. Da der Ring von beiden Seiten mit gleichen Druckkräften belastet wird, entsteht keine einseitige axiale Belastung, und die nützliche Reibung auf den beiden Berührungsstellen wird auf beide Scheiben gleichmässig übertragen.
Das Profil des Ringes 2 kann, wie in den Fig. 7-11 dargestellt ist, verschieden gestaltet werden, z. B. mit konisehen erhabenen (Fig. 7) oder nur abgekanteten Reibungsflächen 21 oder mit runden Oberflächen und runden Reibungsfläehen (Fig. 8 und 9). In Fig. 7 ist das Profil des Ringes gemäss Fig. 1 in ver-
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mit den Scheiben 3-3'in BerÜhrung. Der Riemen läuft dabei auf dem Ringumfang 2 und wird durch die Seitenflanschen : ? 3 vor dem Abgleiten geschützt, aber auch der Ring wird dadurch am Treibriemen geführt.
Die Seitenflansehen ? können mit ihren Umfangkränzen als Ansehlag gegen die Scheiben 3-3'dienen und auch als Angriffstelle für andere Führungseinriehtungen dienen, vermittels welcher der fliegend angeordnete Ring gegen seitliches Schwenken gestützt wird, z.
B. vermittels Rollen oder Scheiben oder auch nur Anschlägen, welche mit dem jeweiligen exzentrischen Teile dieser Umfangskränze gegenüber der Scheibenwelle in Berührung stehen.
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die Adhäsionen des Ringes an den Berührungsstellen zu erhöhen, kann der Ringkörper 26 bzw. 27 mit Leisten 28 bzw. 29, Fig. 10 und 11, versehen sein, welche aus einem geeigneten adhärenten Material bestehen und auch verschiedene Oberflächenformen bilden können und so als die schmalen kreisringförmigen Reibungsflächen 2j ! des Ringes dienen.
Eine Kombination mehrerer Getriebe ist in Fig. 4 dargestellt. Aus der Achse J-J sind mehrere
Scheiben 33 angeordnet, zwischen deren Arbeitsflächen Ringe 22 an ihren schmalen kreisringförmig-en Reibungsflächen 21 eingeklemut sind. Durch die Feder auf der Welle l'wird die erforderliche Aupressung erzielt. Solche Federn können sieh selbstverständlich auch zwischen je zwei solchen voneinander abgewendeten Scheiben 33 angeordnet befinden. Die Ringe 22 tragen z. B. an ihrem Umfange Arme 7, deren Kränze 6 mit einer dieselben umgebenden Trommel verbunden sind, an dieser axial verschiebbar oder auch unverschiebbar sind, so dass sie bei ihrer eigenen Drehung die Trommel mitdrehen. Von der Trommel kann die Kraft abgenommen werden, z.
B. vermittels Treibriemens, welche die Trommel umfängt oder vermittels aller anderen Kraftübertragungsorgane und Arten, welche für den Treibring selbst in Betracht kommen. Statt der Trommel können solche axial nebeneinanderbefindliche Treibringe selbstvertändlich auch durch Verbindung ihrer Seitenflanschen 23 des einen Ringes mit den Seitenflanschen des ändern Ringes zu gemeinsamer Arbeit verbunden sein. Dabei kann die Kraft auch am Umfang eines jeden der einzelnen Ringe abgenommen werden.
In Fig. 5 und 6 ist ein Element aus der Fig. 4 dargestellt, wobei der Ring weiter nach unten in exzentrische Lage verschoben ist.
Um die Grenzen, in welchen das Verhältnis der Geschwindigkeit der treibenden und getriebenen Welle geändert werden kann, noch zu vergrössern, kann sowohl die treibende als auch die getriebene Welle mit kegelförmigen Scheibenpaaren 3-3' verschen werden, wobei die auf parallelen Wellen sitzenden Seheibenpaare mit einem gemeinsamen Treibring 2 zusammenarbeiten können, Fig. 12 und 13. dessen schmale kreisringförmigen Reibungsflächen 21 dann aber das Verhältnis des giessen Unterschiedes in den miteinander arbeitenden Radien berücksichtigen müssen und dementsprechend schmal und schräg angeordnet sein müssen und nur einen kleinen Teil der Ringkorperseiten bilden dürfen.
Die Verstellung des Ringes kann entweder durch Veränderung des Abstandes der beiden Wellen.' ? und 31 erfolgen oder durch Veränderung des ein Scheibenpaar belastenden Druekes.
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Friction change gear.
The invention relates to a drive ring reversing gear with one or more pairs of conical disks mounted on a shaft for the purpose of changing the translation so as to be displaceable relative to one another, on which a rigid drive ring frictionally rolls that surrounds the disk shaft.
The device consists essentially of two or more rigidly centrally mounted on the shaft and displaceable against and from each other and provided with inclined working surfaces
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bodies can be displaced perpendicular to the shaft of the disks, which shaft therefore passes through the annular transmission body. The rotary motion of the rigid ring-shaped body rolling on the disk surfaces due to the rotation of the disks is transmitted directly or indirectly to one or more driven shafts, the change in the transmitted speed being effected by radial displacement of the ring on the disk surfaces.
The annular rigid transmission body is thus gripped by the discs in such a way that it is clamped between them, u. between only one radial side of the circumference, and that when the disks rotate, it is set in a rolling movement directed in the same direction as their direction of movement.
The contact between the Seheibenoberfläehen and the rigid ring body takes place on narrow, circular running surfaces, which are formed on the axial sides of the ring body and determine the ratio between the effect of rolling friction and sliding friction required for efficient work performance.
The discs are pressed against these narrow working surfaces of the ring by springs or other mechanical means or by electromagnetic, hydraulic or pneumatic means or by means of centrifugal force or by a combination of several of these means. Of course also by screwing or servo motor.
The subject of the invention is shown schematically in various embodiments in the accompanying drawings.
Fig. 1 is an axial section, Fig. 2 is an axial section with a different position of the rigid annular transmission body or friction element. FIG. 3 is a section transverse to the axis of FIG. 1. FIG. 4 illustrates a combination of several gear units in a row, FIG. 5 is a section transverse to the axis of FIG. 4 and shows the power transmission in FIG. 4 by means of a belt. Fig. 6 is a detail of Fig. 4 with a changed drive ring position. Figures 7-11 illustrate various profiles and working surfaces of the ring. Fig. 12 is an embodiment in which the drive ring with
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Combination of several gears according to FIG. 12. FIG. 15 shows a gearing in longitudinal section to the axis, in which the working surfaces of the disks are turned away from one another.
The transmission according to FIGS. 1-3 consists of two disks 3, 3 ', the working surfaces of which are conical. These work surfaces can also be designed according to other rotational surfaces, e.g. B. spherical or dome-shaped, and can also form different angles to the disk shaft j! -J '.
The disks 3-3 'are placed on a drive shaft 1-1' in such a way that they are rotated when the shaft rotates, but can move axially against one another or from one another. Between
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Friction surfaces 21 working and rolling on the surfaces of the conical disks 3-3 ', being
Scope for recording z. B. a ring 5 is formed or to work with ropes. Chains,
Gear chains or is set up with teeth. The two Seheiben.) -3 'are z. B. pressed by springs 4-4 'or by other means against the narrow annular friction surfaces 21 of the ring body.
In the position of the ring according to FIG. 1, the ring axis coincides with the axis of the drive shafts, and the ring 2 stands on the entire circumference of its narrow circular ring-shaped
Friction surfaces 21 with the two disks 3-3 'in contact, so that the ring is rotated at the speed of the driving shaft, but the ring does not roll on the surface of the disk.
If, however, the ring is adjusted relative to the disks in such a way, FIG. 2, that its axis does not coincide with the axis of the drive shaft or the disk shaft 1-1 ', then the ring 2 or its narrow annular friction surfaces 21 roll off Contact points with the disks take place, and the speed of rotation of the ring is slower, the closer you see the contact point of the disk shaft. This adjustment of the ring with respect to the discs can be done both by adjusting the ring and by adjusting the drive shaft including the discs, either by moving the same z.
B. in slide or by pivoting by means of pivot frames that carry the disc shaft or by pivoting around a gear or the like, which is operated by the drives and transmits the force to the Seheibenwelle. By the belt 3 z. B. the power is transmitted to a driven shaft. Since the ring is loaded with the same compressive forces from both sides, there is no one-sided axial load, and the useful friction on the two contact points is evenly transferred to both discs.
The profile of the ring 2 can, as shown in FIGS. 7-11, be designed in different ways, e.g. B. with conical raised (Fig. 7) or only beveled friction surfaces 21 or with round surfaces and round friction surfaces (Fig. 8 and 9). In Fig. 7 the profile of the ring according to Fig. 1 is shown in different
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with the discs 3-3 'in contact. The belt runs on the ring circumference 2 and is through the side flanges:? 3 protected from slipping, but also the ring is thereby guided on the drive belt.
The side flans? can serve with their peripheral wreaths as Ansehlag against the disks 3-3 'and also serve as a point of attack for other guide devices, by means of which the overhung ring is supported against lateral pivoting, z.
B. by means of rollers or disks or just stops which are in contact with the respective eccentric parts of these peripheral rims with respect to the disk shaft.
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To increase the adhesions of the ring at the points of contact, the ring body 26 or 27 can be provided with strips 28 or 29, FIGS. 10 and 11, which are made of a suitable adherent material and can also form different surface shapes and so as the narrow circular friction surfaces 2j! serve the ring.
A combination of several transmissions is shown in FIG. There are several from the J-J axis
Disks 33 are arranged, between the working surfaces of which rings 22 are clamped on their narrow, annular friction surfaces 21. The required compression is achieved by the spring on the shaft 1 '. Such springs can of course also be located between two such disks 33 facing away from one another. The rings 22 wear z. B. on their circumference arms 7, the rings 6 of which are connected to a drum surrounding the same, are axially displaceable or non-displaceable on this so that they turn the drum with their own rotation. The power can be taken from the drum, e.g.
B. by means of a drive belt that surrounds the drum or by means of all other power transmission organs and types that come into consideration for the drive ring itself. Instead of the drum, such axially juxtaposed drive rings can of course also be connected to work together by connecting their side flanges 23 of one ring to the side flanges of the other ring. The force can also be taken from the circumference of each of the individual rings.
An element from FIG. 4 is shown in FIGS. 5 and 6, the ring being displaced further down into an eccentric position.
In order to increase the limits within which the ratio of the speed of the driving and driven shaft can be changed, both the driving and the driven shaft can be given away with cone-shaped disk pairs 3-3 ', with the disk pairs sitting on parallel shafts as well a common drive ring 2 can work together, Fig. 12 and 13. whose narrow circular ring-shaped friction surfaces 21 but then have to take into account the ratio of the pouring difference in the radii working together and accordingly have to be arranged narrow and obliquely and only form a small part of the ring body sides.
The adjustment of the ring can either be done by changing the distance between the two shafts. ' ? and 31 or by changing the pressure loading a pair of disks.
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