DE1121896B - Tapered roller friction wheel drive - Google Patents

Description

Kegelrollenreibrädergetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Kegelrollenreibrädergetriebe, dessen umlaufende Kegelrollen ungelagert sind und mit einer Kegelfläche zwischen dem treibenden Kegelrad und einer Stützscheibe, welche über eine nüt Schrägflächen wirkende Drehmomentkupplung gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist, mit der zweiten Kegelfläche mit dem zur getriebenen Welle führenden axial verschiebbaren glockenförrnigen Reibring im Eingriff stehen.Tapered roller friction gears The invention relates to a tapered roller friction gears, whose rotating tapered rollers are not supported and with a tapered surface between the driving bevel gear and a support disc, which has only one inclined surface acting torque coupling is supported against the housing, with the second Conical surface with the axially displaceable bell-shaped which leads to the driven shaft Friction ring are in engagement.

Zweck der Erfindung ist es, das Kegelrollenreibrädergetriebe so auszubilden, daß es insbesondere für die übertragung großer StilIstandsmomente bei der Abtriebsdrehzahl Null geeignet ist. Das Getriebe soll weiterhin einen hohen Wirkungsgrad besitzen, d. h., Lagerreibung und Schlupf sollen praktisch vermieden werden.The purpose of the invention is to design the tapered roller friction gear transmission in such a way that it is particularly suitable for the transmission of large stylus torques at zero output speed. The transmission should continue to have a high degree of efficiency, i. That is, bearing friction and slippage should be practically avoided.

Es sind Kegelrollenreibrädergetriebe bekannt, deren urnlaufende Kegelrollen ungelagert sind. Bei dieser bekannten Ausführung sind die Kegelflächen der Kegelrollenreibräder zwischen dem treibenden Reibglied und einer Stützscheibe angeordnet. Die Stützscheibe stützt sich über eine mit Schrägflächen versehene Drehmomentkupplung am Gehäuse ab. Die andere Kegelfläche der Kegelrollen steht mit einem axial verschiebbaren glockenförmigen Abtriebsteil im Eingriff. Dieses Abtriebsteil ist mit der Abtriebswelle verbunden.Tapered roller friction gears are known whose rotating tapered rollers are unsupported. In this known embodiment, the conical surfaces of the conical roller friction wheels arranged between the driving friction member and a support disc. The support disc is supported by a torque coupling with inclined surfaces on the housing away. The other conical surface of the tapered rollers is axially displaceable bell-shaped output part in engagement. This output part is with the output shaft tied together.

Der Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß das treibende Reibglied und die Drehmomentkupplung ein Teil sind. Bei der Abtriebsdrehzahl Null wird durch die lastabhängige Drehmomentkupplung eine zu geringe Anpreßkraft auf die umlaufenden Kegelrollen ausgeübt.The disadvantage of this known arrangement is that the driving The friction member and the torque clutch are a part. At zero output speed the load-dependent torque coupling results in too little contact pressure the rotating tapered rollers exercised.

Andere bekannte Kegelrollenreibrädergetriebe besitzen Kegelrollen, die bei der Lastübertragung auf Biegung beansprucht werden. Die Kegelrollen sind hierbei gelagert, und es entstehen zusätzliche Lagerreibungen, die ebenfalls den Wirkungsgrad herabsetzen und dieübertragunggroßerDrehmomente erschweren.Other known tapered roller friction gears have tapered rollers, which are stressed in bending during load transfer. The tapered rollers are stored here, and there are additional bearing friction, which also the Reduce efficiency and make it difficult to transmit high torques.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und das Kegelrollenreibrädergetriebe so auszubilden, daß die übertragung großer Drehmomente auch bei kleinen Drehzahlen bzw. bei der Abtriebsdrehzahl Null möglich ist. Dabei soll ein so großer Reibkontakt vorhanden sein, daß die Reibrollen auch im Ölbad laufen können. Dadurch wird die Lebensdauer erhöht. Aufgabe ist es ferner, das ganze Getriebe in einem Gehäuse mit dünner Wandstärke unterzubringen und die Lager vom Druck zu entlasten.The object of the invention is to avoid these disadvantages and that Train tapered roller friction gears so that the transmission of large torques is also possible at low speeds or at an output speed of zero. Included there should be such a large frictional contact that the friction rollers are also in the oil bath be able to walk. This increases the service life. It is also the task of the whole To accommodate gear in a housing with thin wall thickness and the bearings from Relieve pressure.

Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß die Eingriffsfläche des Reibringes aus elastischem Werkstoff, z. B. aus einem elastisch deformierbaren Kunststoff besteht und daß die annähernd parallel zur Hauptachse des Getriebes verlaufende, mit dem Reibring im Eingriff befindliche Mantellinie der zweiten Kegelfläche der Kegelrollen, ihren Abstand von der Hauptachse des Getriebes mit wachsendem Kegelradius um einen geringen Betrag verringert.The solution to the problem according to the invention is that the engagement surface the friction ring made of elastic material, for. B. from an elastically deformable Is made of plastic and that the approximately parallel to the main axis of the transmission, with the friction ring in engagement surface line of the second conical surface of the Tapered rollers, their distance from the main axis of the gear unit with increasing taper radius decreased by a small amount.

Hiermit ist eine Kombination von NEtteln vorhanden, welche die Aufgabe nach - der Erfindung lösen. Der elastisch verformbare Abtriebsring gewährleistet einen sehr guten Reibungskontakt und ist insbesondere für die übertragung großer Drehmomente geeignet. Durch die zunehmende Anpressung der Drehmomentkupplung bei zunehmendem Abtriebsmoment besteht die Gefahr, daß bei Änderung der Drehzahl die Reibkontakte so innig sind, daß sie sich nur schwer lösen. Das Anbringen besonderer Rückholfedern wäre umständlich. Dadurch, daß die zweite Kegelfläche ihren Abstand von der Hauptachse des Getriebes mit wachsendem Kegelradius um einen geringen Betrag verringert, ist ein leichter Rücklauf in die Ausgangslage gewährleistet. Die Kegelrolle selbst besteht aus einem Kegelstumpf, bei dem auf der einen Seite die Stützscheibe und auf der anderen Seite das treibende Reibglied angreifen. Diese erste Kegelfläche drückt die Kegelrolle mit ihrer zweiten Kegelfläche, die aus der Spitze eines Kegels besteht, gegen den Abtriebsring. Die Pimtellung der Kegelrollen, so daß der gewünschte Rücklauf vorhanden ist, läßt sich leicht und billig durchführen. Ein Klemmen ist auch bei der Übertragung größerer Drehmomente nie zu befürchten.This is a combination of NEtteln available, which solve the task according to - the invention. The elastically deformable output ring ensures very good frictional contact and is particularly suitable for transmitting large torques. Due to the increasing pressure on the torque clutch with increasing output torque, there is a risk that when the speed changes, the friction contacts are so intimate that they can only be loosened with difficulty. Attaching special return springs would be cumbersome. The fact that the second conical surface reduces its distance from the main axis of the transmission by a small amount as the cone radius increases, a slight return to the starting position is guaranteed. The tapered roller itself consists of a truncated cone, in which the support disc engages on one side and the driving friction member on the other. This first conical surface presses the conical roller with its second conical surface, which consists of the tip of a cone, against the output ring. Pimting the tapered rollers so that the desired return is available can be carried out easily and cheaply. There is never any risk of jamming, even when transmitting larger torques.

Zur Ausgestaltung der Erfindung dient es, daß die Drehmomentübertragung vom treibenden Reibglied zum beweglichen Teil der Stützscheibe formschlüssig über in Ausnehmungen, z. B. längliche Vertiefungen, eingreifende Rollen erfolgt.For the embodiment of the invention it is used that the torque transmission from the driving friction member to the moving part of the support disc in a form-fitting manner in recesses, e.g. B. elongated depressions, engaging roles takes place.

Diese Ausführung dient zur Erzielung eines Formschlusses. Es ist jetzt ein Formschluß bei der Drehmomentübertragung sowohl am Kegelstumpf, d. h. an der ersten Kegelfläche, vorhanden als auch an der Spitze des Kegels durch den verformbaren Reibring.This design is used to achieve a form fit. There is now a form fit in the torque transmission both at the truncated cone, i.e. H. on the first conical surface, as well as at the tip of the cone through the deformable friction ring.

Zweckmäßig ist es, daß die Stützscheibe einen Ringkäfig zur Aufnahme der Rollen trägt.It is useful that the support disc has an annular cage for receiving it who carries roles.

Die Stützscheibe, die von der Drehmomentkupplung lastabhängig an die Kegelrollen gepreßt wird, hat einen Ringkäfig, in dem sich Rollen befinden. Diese Rollen greifen in entsprechende Ausnehmungen, die auf den Mantelflächen der Kegelrollen angeordnet sind. Die Kraftübertragung wird hierdurch auf dem kürzesten Weg biegungsfrei erreicht.The support disc, which is dependent on the load from the torque coupling to the Tapered rollers is pressed, has a ring cage in which there are rollers. These Rollers engage in corresponding recesses on the outer surfaces of the tapered rollers are arranged. The power transmission is thus bend-free on the shortest path achieved.

Eine andere mögliche Ausbildung der Drehmomentkupplung besteht darin, daß die Stützscheibe einen Gewindeteil mit Links- und Rechtsgewinde hat, wobei am Gehäuse befestigte Gegengewinde die lastabhängige Anpressung der Stützscheibe an den umlaufenden Kegelrollen bewirken.Another possible design of the torque coupling is that the support disc has a threaded part with left and right threads, with am Housing fastened mating thread the load-dependent contact pressure of the support disc cause the rotating tapered rollers.

Bei dieser Ausführung wird durch die Steigung des Links- bzw. Rechtsgewindes die Anpressung der Stützscheibe bewirkt. Der Verkeilungsdruck, der auf die erste Kegelfläche, d. h. den Kegelstumpf der Kegelrollen, ausgeübt wird, drückt die Kegelroffen mit ihrer zweiten Kegelfläche gegen den verformbaren Abtriebsring. Die Kegelrollen sind dadurch fest eingespannt und werden nicht auf Biegung beansprucht. Es sind auch keine Lager in dieser Kraftübertragung, so daß eine schlupffreie, gute Lastübertragung gewährleistet ist.In this version, the pressure on the support disc is brought about by the pitch of the left-hand or right-hand thread. The wedging pressure exerted on the first conical surface, i.e. H. the truncated cone of the tapered rollers, is exercised, presses the cone corrugation with its second conical surface against the deformable output ring. The tapered rollers are therefore firmly clamped and are not subjected to bending stress. There are also no bearings in this power transmission, so that a good, slip-free load transmission is guaranteed.

Will man das Kegelrollenreibrädergetriebe so bauen, daß An- und Abtriebswelle fluchten, so ist es zweckmäßig, daß die Antriebswelle gleichzeitig die Lager für die hohle Abtriebswelle trägt.If you want to build the tapered roller friction gear transmission so that the input and output shaft align, it is useful that the drive shaft is also the bearing for the hollow output shaft carries.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung noch weitere Erfindungsmerkmale hervor.An embodiment of the invention is shown in the drawing. Further features of the invention can be found in the drawing and the description emerged.

Abb. 1 zeigt einen teilweisen Schnitt des Getriebes mit Kegelrollen, welche zur Erhöhung des Formschlusses Ausnehniungen aufweisen; Abb. 2 zeigt eine andere Ausführung der Drehmomentkupplung mit Kegelrollen, die die Leistung nur durch Reibung übertragen; Abb. 3 zeigt die Ausbildung der Drehmomentkupplung der Abb. 1; Abb. 4 zeigt als Einzelheit die mit Ausnehmungen versehenen Kegel im Eingriff mit den entsprechenden Erhöhungen der Stützscheibe bzw. des Reibgliedes.Fig. 1 shows a partial section of the transmission with tapered rollers, which have extensions to increase the form fit; Fig. 2 shows another embodiment of the torque coupling with tapered rollers that transmit power only by friction; Fig. 3 shows the design of the torque coupling of Fig. 1; Fig. 4 shows in detail the cones provided with recesses in engagement with the corresponding elevations of the support disc or the friction member.

In den Abbildungen ist das Gehäuse 1 gezeichnet. Die Stützscheibe 2 ist auf der Antriebsseite im Gehäuse angeordnet. Ein Ringkäfig3 nimmt Rollen20 auf. Diese Rollen greifen in entsprechende Ausnehmungen der Kegelroffen 19. Diese Ausnehmungen, die auf der ersten Kegelfläche der Kegelrollen 19 angeordnet sind, stehen im Eingriff mit in länglichen Vertiefungen22, 23 angeordneten Rollen des treibenden Reibgliedes 21. Das treibende Reibglied 21 ist mit der Antriebswelle 11 fest durch Längskeile 12 verbunden. The housing 1 is shown in the figures. The support disk 2 is arranged on the drive side in the housing. A ring cage3 takes up rollers20. These rollers engage in corresponding recesses of the Kegelroffen 19. These recesses, which are disposed on the first conical surface of the tapered rollers 19, are engaged with in elongated Vertiefungen22, 23 arranged rollers of the driving friction member 21. The driving friction member 21 is connected to the drive shaft 11 is fixedly connected by longitudinal wedges 12.

Beim Drehen der Antriebswefle 11 treibt das treibende Reibglied21 die rundherum im gleichen Ab- stand angeordneten Kegelrollen 19 an. Die Stützscheibe 2 stützt sich am Gehäuse 1 über eine Drehmomentkupplung ab. Die Drehmomentkupplung (Abb. 3) wird von Kurvenflächen 4 gebildet, die auf der Stützscheibe 2 angeordnet sind. Hier handelt es sich um das bewegliche Kupplungsteil. Die Kurvenflächen4 hegen an Kugeln5 an, die in einem Ring-käfig 7 geführt werden. Die feste Kupplungshälfte 6 ist mit dem Gehäuse verbunden. Durch Vergleich der Abb. 3 und 4 erkennt man, daß beün Drehen der Stützscheibe 2 in der einen oder anderen Richtung durch die Kurvenflächen 4 die Stützscheibe 2 in Pfeilrichtung 35 gegen die Kegelrollen 19 gedrückt wird. Der Formschluß zwischen den Rollen 20 und den entsprechenden Ausnehmungen auf den Kegelrollen 19 wird dadurch entsprechend vergrößert. Durch den so entstehenden Verkeilungsdruck werden die Kegelrollen 19 in Pfeilrichtung 36 gegen den Reibring 18 gepreßt. Der Reibring 18 ist aus elastisch verformbarem Werkstoff und fest mit dem glockenförrmigen Abtriebsteil 17 verbunden. Die Leistungsübertragung nach der Abtriebswelle 15 erfolgt über den Längskeil 16. Die Abtriebswelle 15 ist als Hohlwelle ausgebildet und stützt sich über Nadellager 13, 14 auf der Antriebswelle 11 ab. Das Lager 28 stützt die Abtriebswelle 15 gegenüber dem Deckel 27 des Gehäuses 1 ab. Durch eine Nachstellmutter 29 wird immer ein Reibkontakt zwischen dem Abtriebsring 18 und der zweiten Kegelfläche der Kegelrollen, auf der dieser Reibring aufliegt, erreicht. Will man die Drehzahl ändern, muß der Reibring 18 in Pfeilrichtung 37 hin-und herverschoben werden. Man erreicht es, wenn am Handgriff 26 geschwenkt wird. über den Drehpunkt 25 dieses Handgriffes und den Hebel 24 wird diese Schwenkbewegung auf das Abtriebsteil 17 übertragen, welches dann axial hin- und herbewegt wird. Um ein Spiel zwischen den Kugeln 5 und den Kurvenflächen 4 sowie der festen Kupplungshälfte 6 zu vermeiden, ist eine Mutter 10 vorgesehen, die zum Spannen einer Tellerfeder 8 dient. Dabei wird das Axiallager 9 mit verschoben. Da sich sehr hohe Anpreßdrucke der Kegelrollen 19 an dem Reibring 18 erzielen lassen, ist es wichtig, daß bei Drehzahländerung unter Last ein Klemmen vermieden wird. Ein leichter Rücklauf wird dadurch erreicht, daß ein kleiner Winkel a zwischen der Parallelen zur Hauptachse 38 des Getriebes und der Mantellinie 39 der zweiten Kegelfläche der Kegelrolle, die am Reibring 18 anliegt, vorhanden ist, durch den sich der Abstand der Mantellinie zur Hauptachse des Getriebes mit wachsendem Kegelradius an der Kegelrolle verringert.When turning the Antriebswefle 11, the driving Reibglied21 drives around in the same waste was disposed of tapered rollers 19th The support disk 2 is supported on the housing 1 via a torque coupling. The torque coupling (Fig. 3) is formed by curved surfaces 4 which are arranged on the support disc 2. This is the moving coupling part. The curved surfaces 4 rest on balls 5 which are guided in an annular cage 7. The fixed coupling half 6 is connected to the housing. By comparing FIGS. 3 and 4, it can be seen that when the supporting disk 2 is rotated in one direction or the other by the curved surfaces 4, the supporting disk 2 is pressed in the direction of arrow 35 against the tapered rollers 19. The form fit between the rollers 20 and the corresponding recesses on the tapered rollers 19 is increased accordingly. The wedging pressure thus created presses the tapered rollers 19 in the direction of arrow 36 against the friction ring 18 . The friction ring 18 is made of an elastically deformable material and is firmly connected to the bell-shaped driven part 17 . The power transmission to the output shaft 15 takes place via the longitudinal key 16. The output shaft 15 is designed as a hollow shaft and is supported on the drive shaft 11 via needle bearings 13, 14. The bearing 28 supports the output shaft 15 with respect to the cover 27 of the housing 1 . By means of an adjusting nut 29 , frictional contact is always achieved between the output ring 18 and the second conical surface of the tapered rollers on which this friction ring rests. If you want to change the speed, the friction ring 18 must be pushed back and forth in the direction of arrow 37. It is achieved when the handle 26 is pivoted. Via the pivot point 25 of this handle and the lever 24, this pivoting movement is transmitted to the driven part 17 , which is then moved axially back and forth. In order to avoid play between the balls 5 and the curved surfaces 4 as well as the fixed coupling half 6 , a nut 10 is provided which is used to tension a plate spring 8 . The axial bearing 9 is also moved. Since very high contact pressures of the tapered rollers 19 on the friction ring 18 can be achieved, it is important that jamming is avoided when the speed changes under load. A slight return is achieved in that there is a small angle a between the parallel to the main axis 38 of the gear and the surface line 39 of the second conical surface of the tapered roller, which rests on the friction ring 18 , through which the distance between the surface line and the main axis of the gear is decreases with increasing taper radius on the tapered roller.

In der Abb. 2 bezeichnen die gleichen Zahlen die gleichen Teile. Bei dieser Ausführung besitzen die Stützscheibe 2 und das treibende Reibglied 21 keine Ausnehmungen, so daß nur durch Reibkontakt die Anpreßkräfte auf die Kegelrollen 34 übertragen werden. Die Drehmomentkupplung wird hier von einem mit der Stützscheibe 2 fest verbundenen Gewindeteil 31 gebildet. Dieses Gewindeteil schraubt sich je nach der Schwenkbewegung der Stützscheibe 2 in das Links- bzw. Rechtsgewinde 32, 33 ein. Diese Gewinde sind mit dem Gehäuse fest verbunden. Es wird dadurch dieselbe Wirkung, wie durch die Drehmomentkupplung der Abb. 3 erreicht. Der Abstand a ist ebenfalls vorhanden.In Fig. 2, the same numbers indicate the same parts. In this embodiment, the support disk 2 and the driving friction member 21 have no recesses, so that the pressing forces are only transmitted to the tapered rollers 34 through frictional contact. The torque coupling is formed here by a threaded part 31 firmly connected to the support disk 2. This threaded part is screwed into the left-hand or right-hand thread 32, 33 depending on the pivoting movement of the support disk 2. These threads are firmly connected to the housing. The same effect is achieved as with the torque coupling in Fig. 3 . The distance a is also present.

Claims (2)

PATENTANSPROCHE: 1. Kegelrollenreibrädergetriebe, dessen umlaufende Kegelrollen ungelagert sind und mit einer Kegelfläche zwischen dem treibenden Reibglied und einer Stützscheibe, welche über eine mit Schrägflächen wirkende Drehmomentkupplung gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist, mit der zweiten Kegelfläche mit dem zur Abtriebswelle führenden axial verschiebbaren, glockenförmigen Reibring im Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsfläche des Reibringes (18) aus elastischem Werkstoff, z. B. aus einem elastisch deformierbaren Kunststoff, besteht und daß die annähernd parallel zur Hauptachse (38) des Getriebes verlaufende, mit dem Reibring (18) im Eingriff befindliche Mantelfinie (39) der zweiten Kegelfläche der Kegelrollen (19, 34) ihren Ab- stand von der Hauptachse des Getriebes mit wachsendem Kegelradius um einen geringen Betrag (»a«) vergrößert. PATENT CLAIM: 1. Tapered roller friction gears, the rotating tapered rollers of which are without bearings and with a conical surface between the driving friction member and a support disc, which is supported by a torque coupling with inclined surfaces against the housing, with the second conical surface with the axially displaceable, bell-shaped friction ring leading to the output shaft are in engagement, characterized in that the engagement surface of the friction ring (18) made of elastic material, for. B. from an elastically deformable plastic material, and in that the the main axis (38) of the transmission extending approximately parallel, located to the friction ring (18) in engagement Mantelfinie (39) was the second conical surface of the conical rollers (19, 34) their ex from the main axis of the gear unit is increased by a small amount (»a«) as the bevel radius increases. 2. Kegelrollenreibrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentübertragung vom treibenden Reibglied (21) zur Stützscheibe (2), die den beweglichen Teil der Drehmomentkupplung bildet, formschlüssig über in Ausnehmungen, z. B. längliche Vertiefungen (22, 23), eingreifende Rollen (20) erfolgt. 3. Kegelrollenreibrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (2) einen Ringkäfig (3) zur Aufnahme der Rollen (20) trägt. 4. Kegelrollenreibrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützscheibe (2) ein Gewindeteil (31) mit Links- und Rechtsgewinde hat, wobei am Gehäuse befestigte Gegengewinde (32, 33) die lastabhängige Anpressung der Stützscheibe (2) an den umlaufenden Kegelrollen (19, 34) bewirken. 5. Kegelrollenreibrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (11) gleichzeitig die Lager (13, 14) für die hohle Abtriebswelle (15) trägt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 835 678, 912 285; schweizerische Patentschriften Nr. 182 150, 249 936, 262 063, 265 617; französische Patentschriften Nr. 610 928, 692 915; USA.-Patentschrift Nr. 2 574 530. 2. Tapered roller friction wheel transmission according to claim 1, characterized in that the torque transmission from the driving friction member (21) to the support disc (2) which forms the moving part of the torque clutch, positively via in recesses, for. B. elongated depressions (22, 23), engaging rollers (20) takes place. 3. Tapered roller friction wheel transmission according to claim 1, characterized in that the supporting disc (2) carries an annular cage (3) for receiving the rollers (20). 4. Tapered roller friction wheel transmission according to claim 1, characterized in that the supporting disc (2) has a threaded part (31) with left and right-hand threads, with mating threads (32, 33) attached to the housing, the load-dependent pressure of the supporting disc (2) on the rotating tapered rollers (19, 34) effect. 5. Tapered roller friction gear transmission according to claim 1, characterized in that the drive shaft (11) at the same time carries the bearings (13, 14) for the hollow output shaft (15). Considered publications: German Patent Specifications No. 835 678, 912 285; Swiss patents No. 182 150, 249 936, 262 063, 265 617; French Patent Nos. 610 928, 692 915; U.S. Patent No. 2,574,530.