DE1302742C2 - Reibradgetriebe mit stufenlos veraenderbarem uebersetzungsverhaeltnis - Google Patents

Description

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Rollen quer zu ihrer Laufrichtung bedeuten würde. von 1 :0 möglich ist, bei denen also langsame Dreh-

Dieser Nachteil gilt auch noch teilweise bei Überset- geschwindigkeiten auftreten, bei denen in der'Praxis

Zungsverhältnissen in der Nähe von 1 : 1. größere Drehmomente aufzunehmen sind. Das erfhv

Durch die USA.-Patentschrift 3 033 048 ist ein dungsgemäße Getriebe: kann dadurch verhältnismä-

Reibradgctricbe bekannt, bei dem eine antreibende S ßig klein ausgebildet werden.

Und eine abtreibende Welle parallel versetzt zueinan- Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Rollen

der angeordnet und an ihren sich gegenüberliegenden bei jeder Relativumdrehung der beiden Wellen

Enden mit axialen Laufflächen versehen sind, die zueinander eine andere Bahn durchlaufen.die Bahn

über eine Rolle miteinander gekoppelt sind. Diese schreitet also von Umdrehung zu Umdrehung vor

Rolle ist auf einer die Achsen der An- und Abtriebs- io oder zurück, so daß eine gleichmäßige Abnutzung

welle senkrecht schneidenden Linie in Richtung der der Laufflächen gewährleistet ist. Auch bei langer

Linie verstellbar gelagert, wobei die Drehachse der Betriebszeit bei fest eingestelltem Übersetzungsver-

RoHe zu dieser Linie geneigt verläuft, so daß die hältnis können sich bei dem erfindungsgemäßen Ge-

RoIIe jeweils mit ihren Kanten an den axialen Lauf- triebe keine Rillen bilden,

flächen angreift. »5 Von besonderem Vorteil ist bei dem erfindungs-

Bei diesem bekannten Reibradgetriebe sind zwar gemäßen Getriebe die ortsfeste und parallele Anorddie an- und abtreibende Welle fest zueinander an- nung von An- und Abtriebswelle, so daß ein fester geordnet, jedoch müssen dadurch die bei den be- Einbau ohne Zwischengetriebe möglich ist. Zur Verkannten Reibradgetrieben meist auftretenden stellung des Übersetzungsverhältnisses wird ein Glied Nachteile in Kauf genommen werden. Zur Übertra- 20 verstellt, das nicht zur Übertragung der Drehbewegung kann immer nur eine Rolle zwischen den axia- gungen dient. Dieses Glied weist die rotationssymrnelen Flächen angeordnet sein, so daß die übertragba- trischen Führungsflächen auf, die die zur Ausrichren Drehmomente begrenzt sind. Dieser Nachteil läßt tung der Rollenachsen dienenden Arme führen,
sich nur zum Teil durch einen Mehraufwand beseiti- Da die rotationssymmetrischen Führungsflächen gen, indem mehrere derartige Getriebe parallel ge- »5 praktisch unabhängig von den Gliedern zur Übertraschaltct werden. Der Mehraufwand vervielfältigt sich gung der Drehbewegungen verstellbar sind, ist nicht jedoch dadurch. nur theoretisch, sondern ohne Schwierigkeiten auch

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei fest praktisch eine Verstellung durch 0 möglich, so daß eingestelltem Übersetzungsverhältnis die Laufbahn das erfindungsgemäße Getriebe eine Umkehrung der der Rolle bzw. deren Kante auf den axialen Laufflä- 30 Richtung der Abtriebsdrehbewegung ermöglicht, also chen immer gleich ist, so daß eine örtliche Abnut- auch als Wendegetriebe einsetzbar ist. Hinzu kommt zung und Riefenbildung eintritt. Eine Verstellung im der Vorteil der Verstellbarkeit des Übersetzungsver-Stand ist nicht möglich, weil das ein Rutschen der hältnisses im Stand. Bei einer Verstellung schwenken Rolle quer zu ihrer Laufrichtung bedeuten würde. die Rollen lediglich um eine auf ihrer Lauffläche Dieser Nachteil gilt zum Teil auch noch bei langsa- 35 senkrecht stehende Achse. Eine solche Verschwenmen Laufgeschwindigkeiten zwischen Rolle und de- kung ist wegen der geringen Ausdehnung der Berühren Lauffläche. rungsfläche ohne Schwierigkeiten möglich. Bei nach-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein giebiger Kopplung der Rollen mit den rotationssym-

Reibradgetriebe mit stufenlos veränderbarem Über- metrischen Führungsflächen erfolgt teilweise sogar

setzungsverhäknis zu schaffen, bei dem mehrere RoI- 4° ^nur ^eine Voreinstellung, so daß erst bei Ingangsetzen

len zur Übertragung angeordnet sein können, bei des Getriebes ein Einschwenken der Rollen auf ihre

dem die Rollen bei fest eingestelltem Übersetzungs- durch die neue Übersetzungseinstellung bedingte

verhältnis nicht auf den immer gleichen Bahnen lau- Bahn erfolgt. In keinem Fall erfolgt bei dem erfin-

fen, bei dem An- und Abtriebswellen fest zueinander dunsgemäßen Getriebe ein Verschieben der Rollen

angeordnet sind, das als Wendegetriebe verwendbar 45 Q^{uer zu inrer} Laufrichtung.

ist und bei dem darüber hinaus eine Verstellung im Ein ganz wesentlicher Vorteil bei dem erfindungs-

Stand erfolgen kann. gemäßen Getriebe ergibt sich auch daraus, daß die

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe Kraftübertragung nicht mehr wie bei dem aus der wird dadurch gelöst, daß die beiden Drehachsen un- eingangs genannten USA.-Patentschrift bekannten verstellbar sind, daß die Mittel zum Ausrichten der 50 Reibradgetriebe in Laufrichtung der Reibrollen er-Roflenachsen Arme sind, die die Lagerung der RoI- folgt, sondern ganz wesentlich auch quer zur Laufrichfen verschwenkbar mit einer rotationssymmetrischen tung. Diese Komponente quer zur Laufrichtung be-IFührungsfläche koppeln, deren Achse die Gerade ist wirkt vor allem dann, wenn die Lauffläche weich ist, und die zur Verändereng des übersetznngsverhält- eine in starkem Maße forflischlüssige Mitnahme, nisses in der durch die beiden Drehachsen bestimm- 55 ohne daß Klemmeffekte eintreten können. Die Formten Ebene senkrecht zu den Drehachsen verstellbar schlüssigkeit wird durch das Eindrücken der Rolle in ist, derart, daß die RoWenachsen stets die Längsachse die Lauffläche hervorgerufen,
der rotationssymmetrischen Fuhningsfläche schnei- Die rotationssymmettische Füforungsfläche, die das den, die in der durch die Achsen gebildeten Ebene Laufen der RoHen auf zykloidenförmigen Bahnen liegt 60 auf der Lauffläche der einen Welle bewirkt, kann in

Bei dem erfindungsgenräßen Getriebe können wie verschiedener Weise ausgebildet sein, z. B. kann sie

bei dem aus der zuvor beschriebenen österreichi- eine axiale Nut bilden, die formschlüssig die RoHen-

schen Patentschrift bekannten Getriebe mehrere RoI- achsen über die Arme führt. Die rotationssymmetri-

ien gleichzeitig bei zwei Laufflächen verwendet wer- sehe Zylinderfläche kann auch die Außenfläche eines

den, so daß ein verhiJtnismäßig hohes Drehmoment 65 Ringes sein, an dem die Arme durch Federn in Aa-

Übertragbar ist Das ist besonders deshalb von Vor- lage gehalten sind.

lea", weil bei dem erfaidungsgeraaBen Getriebe ein Die Führungskräfte für die RoHen sind äußerst geArbeiten in der Nähe von Obersetzungsverhältnissen ring, da die Mitnahmekräfte in radialer Richtung anf

die Zapfen einwirken, die zur Führung der Rollen verdreht werden. Außerdem ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe das Verhältnis von Laufbewegung zu Drehbewegung einer Rolle auf der Lauffläche auch bei den extremsten Übersetzungsverhältnissen so gleichmäßig günstig,, daß dadurch ein Abrieb, ein vorzeitiger Verschleiß oder gar ein Klemmen des Getriebes nicht zu befürchten ist. Das erfindungsgemäße Getriebe läuft bei allen eingestellten Übersetzungsverhältnissen äußerst leicht.

Der Anpreßdruck der Rollen an die Lauffläche läßt sich sehr einfach erzeugen. Zweckmäßig ist es, die die Rollen lagernden Zapfen in einem Zylinderstück zu lagern, das drehfest, aber in axialer Richtung verschieblich, auf der anderen Welle gelagert ist, wobei mittels einer Feder eine Vorspanung erzeugt wird, die den nötigen Andruck bewirkt.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung an Ausführungsbeispiclen näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die einzelnen Teile auseinandergezogen dargestellt sind;

F i g. 2 entspricht im Prinzip dem rechten Teil der Fig. 1 und zeigt eine andere Ausführungsform der Führung für die Rollen; und

F i g. 3 ist eine Ansicht in Achsrichtung von rechts gegen die Führung gemäß F i g. 2.

In allen Figuren sind entsprechende 1 eile mit gleichen Bezugs^iffern versehen.

In F i g. 1 ist eine Welle 1 mittels Kugellagern 2 und 3 in einer Hülse 4 gelagert. Die Kugellager 2 und 3 sind in der Lage, axialen Druck aufzunehmen. Am rechten Ende der Welle 1 ist fest eine Scheibe 5 angebracht, auf der sich auf der Stirnseite eine Lauffläche 6 befindet.

Auf der Lauffläche 6 laufen Rollen 7, von denen der Übersichtlichkeit halber nur eine gezeigt ist. Die Rollen 7 bestehen in diesem Fall aus Kugellagern, deren äußerer Ring 8 eine ballenförmige Außenfläche besitzt. Ein innerer Ring 9 des die Rolle 7 bildenden Kugellagers wird von einem Stift 10 gehalten, der in Bohrungen 11 und 12 zweier Backen 13 und 14 steckt, die zusammen einen Zapfen 15 mit zylinderförmiger Außenfläche bilden. Der Zapfen 15 ruht drehbar mit seiner zylinderförmigen Außenfläche in einer Bohrung 16 eines Zylinderstücks 17, wobei ein Drucklager 18 die Druckkräfte aufnimmt.

An dem Zapfen 15 befindet sich ein Fortsatz 19, der durch eine Bohrung 20 in dem Zylinderstück 17 ragt und an seinem herausragenden Ende einen Arm 21 trägi, der mittels eines Splints 22 an dem Ende des Fortsatzes 19 befestigt ist.

Der Arm 21 gleitet in einer Nut 23 einer Kulisse 24, die nrit einem kreisbogenförmigen Ansatz 25 versehen ist, der sich in Axialrichtang erstreckt. Die Nut 23 verläuft radial zu dem kreisbogenförmigen Ansatz 25.

Der kreisbogenförmige Ansatz 25 gleitet in einer rotationssymnjetrische Fühnmgsflächen bilderiden Ringnut 26 eines Ringes 27, der sich nicht dreht und aaf einer Schiene 28 mit seinen Nuten 29 in radialer Richtung in einer Ebene verschiebbar ist, die durch die beiden Drehachsen 38 und 39 der Welle 1 und einer Welle 30 bestimmt ist. Die Verscfciebungsrichtiung des Ringes 27 verläuft außerdem senkrecht zu den Drehachsen 38 und 39 der Wellen 1 und 30. Der besseren Übersichtlichkeii halber ist der Ring 27 zum Teil geschnitten gezeigt.

Die Welle 30 ist mittels Kugellagern 31 und 32 in einer Hülse 33 gelagert Die Kugellager 31 und 32 sind in der Lage, Axialkräfle aufzunehmen;

Die Welle 30 führt mit ihrem Ende 34 das Zylinderstück 17, das zu diesem Zweck mit einer dem Ende 34 im Durchmesser entsprechenden Bohrung 35 versehen ist. Gegen das Ende 34 und gegen einen Boden 36 der Bohrung 35. stützt sich eine Schraubenfeder 37 ab, die bewirkt, daß das Zylinderstück 17 in

»ο Richtung auf die Lauffläche 6 vorgespannt wird, so daß die Rollen 7 unter Druck auf der Lauffläche 6 aufliegen. Kerben 40 in einem Ansatz 41 des Zylinderstücks 17, Zapfen 42 sowie Kerben 43 in einem Ansatz 44 der Welle 30, die gebrochen dargestellt ist, dienen zur Mitnahme des Zylinderstücks 17 durch die Welle 30.

Wird die Welle 30 angetrieben, so gleiten die kreisbogenförmigen Ansätze 25 in der Ringnut 26 und werden von deren rotationssymmetrischen Füh-

»0 rungsflächen so geführt, daß die Drehachsen der Rollen 7 immer senkrecht auf eine Gerade weisen, die in der durch die Drehachsen 38 und 39 bestimmten Ebene liegt. Die Lage dieser Geraden läßt sich durch Verschieben des Ringes 27 mit seinen Nuten

«5 29 auf der Schiene 28 verändern. Diese Veränderung bewirkt die Drehzahländerung.

Da die Drehachsen 38 und 39 der Wellen 1 und 30 parallel zueinander versetzt sind, laufen die Rollen 7 nicht auf Kreisbahnen, deren Zentrum die Drehachse 38 ist. Auf Grund der besonderen Führung durchlaufen die Rollen 7 vielmehr auf der Lauffläche 6 Zykloidenbahnen, wobei auf Grund der Versetzung der Drehachsen 38 und 39 eine Mitnahme der Scheibe 5 erfolgt. Das Übersetzungsverhältnis kann in solchem Maße geändert werden, daß bei sich drehender Welle 30 die Scheibe 5 und damit die Welle 1 zum Stillstand kommt. In diesem Zustand ist der Ring 27 auf seiner Schiene 28 so eingestellt, daß das Zentrum der Ringnut 26 auf der Drehachse 39 liegt und damit die Drehachsen der Rollen 7 dauernd auf die Drehachse 39 gerichtet sind. Die Rollen 7 laufen somit um einen Punkt 45 auf der Lauffläche 6. Bei Verschiebung des Ringes 27 in Richtung eines Pfeiles 46 aus der obengenannten Ruhestellung heraus wird die Scheibe 5 zunehmend in der gleichen Drehrichtung mitgenommen, während bei einer Verschiebung in Richtung eines Pfeiles 47 eine Mitnahme in der entgegengesetzten Drehrichtung erfolgt. Das bedeutet, daß bei dem erfindungsgemäßen Getriebe nicht nur die Änderung des Übersetzungsverhältnisses, sondern außerdem die Änderung der Drehrichiung möglich ist. Das erfindunsgemäße Getriebe ist somit gleichzeitig als Wendegetriebe verwendbar.

In Fig.2 ist jeweils auf einem Fortsatz 19 ein winkelförmiger Hebel 48 befestigt, der mit seinem abgewinkelten Ende 49 unter der Wirkung der Zugkraft einer Zugfeder 50 auf einer äußeren Führungsfläche 51 des Ringes 27 gleitet. Der FShrungskontakt wird liier nicht wie bei der Ausführungsform gemäß

δο F i g. 1 durch eine formschlüssige Führung in der Ringnut 26, sondern durch Anschlag an die äußere Führungsfläche 51 bewirkt.

F i g. 3 zeigt die Ausfuhrungsform gemäß Fig.2 in Achsrichtung von rechte. Es ist zu erkennen, daß in der dargestellten EinsteOage, in der der Ring 27 zentrisch zu der Drehachse 39 liegt, die Enden 49 des Hebels 48 tangential an der äuSeren Fläche des Ringes 27 anliegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

dem Ring (27) anliegen, und der Drehachse des Patentansprüche: Zapfens (15) gleich dem Berührungsradius des

1. Reibradgetriebe mit stufenlos verändert»- Ringes (27) ist.

rem Übersetzungsverhältnis, mit zwei durch das 6. Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch

Getriebe miteinander verbundenen Wellen, deren 5 gekennzeichnet, daß die Lauffläche (6) der einen

Drehachsen parallel zueinander liegen und von Welle (1) aus einer nachgiebigen Schicht, insbe-

denen eine mit einer im wesentlichen axialen sondere aus Gummi, besteht.
Lauffläche versehen ist, während die andere

Welk entfernt von itirer Drehachse mit wenig-

stens zwei auf der Lauffläche der einen Welle io

laufenden Rollen versehen ist, deren Lagerung Die Erfindung betrifft ein Reibradgetriebe mit stu-

Mittel aufweist, die die Rollenachse auf eine Ge- ; fenlos veränderbarem Übersetzungsverhältnis, mit

rade gerichtet halten, die parallel zu den beiden zwei durch das Getriebe miteinander verbundenen

Drehachsen der Wellen verläuft und in einer Wellen, deren Drehachsen parallel zueinander liegen

durch dir beiden Drehachsen bestimmten Ebene 15 und von denen eine mit einer im wesentlichen axia-

liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die len Lauffläche versehen ist, während die andere

beide Drehachsen (38, 39) unverstellbar sind, Welle entfernt von ihrer Drehachse mit wenigstens

daß die Mittel (21, 23 bis 26; 48, 49) zum Aus- zwei auf der Lauffläche der einen Welle laufenden

richten der Rollenachsen Arme (21; 48, 49) sind, Rollen versehen ist, deren Lagerung Mittel aufweist,

die die Lagerung (13, 14, 19) der Rollen (7) ver- 20 die die Rollenachse auf eine Gerade gerichtet halten,

schwenkbar mit einer rotationssymmetrischen die parallel zu den beiden Drehachsen der Wellen

Führungsfläche (26; 51) koppeln, deren Achse verläuft und in einer durch die beiden Drehachsen

die Gerade ist und die zur Veränderung des bestimmten Ebene liegt.

Übersetzungsverhältnisses in der durch die bei- Durch die österreichische Patentschrift 242457 ist

den Drehachsen (38, 39) bestimmten Ebene senk- 25 ein Reibradgetriebe zum Übertragen einer Drehbe-

recht zu den Drehachesn verstellbar ist, derart, wegung von einer Antriebswelle auf eine Abtriebs-

daß die Rollenachsen stets die Längsachse der welle mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsver-

rotationssymmetrischen Führungsfläche (26; 51) hältnis innerhalb gewisser Grenzen bekannt, bei dem

schneiden, die in der durch die Achsen (38, 39) die Drehachsen parallel zueinander liegen, von denen

gebildeten Ebene liegt. 30 eine mit einer axialen Lauffläche versehen ist. Die

2. Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch andere Welle weist entfernt von ihrer Drehachse auf gekennzeichnet, daß jede Rolle (7) von einem der Lauffläche der einen Welle laufende Rollen auf. Zapfen (15) gehalten ist, der drehbar um eine zu die nicht angetrieben sind und deren Lagerungen den Drehachsen (38, 39) parallele Drehachse von drehbar um eine Achse angetrieben sind, die zu der einem Zvlinderstück (17) gehalten ist, das dreh- 35 die Rollen haltenden Welle parallel verläuft und die fest mit der anderen Welle (30) verbunden ist. alle auf einem Kreis liegen, der konzentrisch zu der

3. Reibradgetriebe nach Anspruch 2, dadurch die Rollen haltenden Welle liegt. Die Lagerungen der gekennzeichnet, daß das Zylinderstück (17) in Rollen sind über Zahnradgetriebe mit einer Winkelaxialer Richtung verschieblich auf der anderen geschwindigkeit angetrieben, die gleich der Hälfte Welle (30) gelagert ist und durch eine Feder (37) 40 der Winkelgeschwindigkeit der die Rollen haltenden in Richtung auf die Lauffläche (6) der einen Welle ist, wobei die Drehrichtung jedoch entgegenge-Welle (1) vorgespannt ist. setzt ist. Eine Verstellung des Übersetzungsverhält-

4. Reibradgetriebe nach Anspruch 2. dadurch nisses erfolgt durch Parallelverschiebung der Wellen gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausrichten zueinander.

der Rollpnachsen jeweils ein an den Zapfen (15) 45 Von Nachteil bei diesem bekannten Reibradgebefestigtes, prarallel zu der Drehachse (38, 39) triebe ist die Verstellung des Übersetzungsverhältnisder Rolle (7) verlaufendes Gleitstück (21) auf- ses durch Parallelverschiebung der Wellen. Das beweisen, das von einer Nut (23) geführt wird, die deutet, daß an- und abtreibende Wellen nicht fest mit sich radial verlaufend in einer kreisbogenförmi- dem Getriebe verbunden sein kennen. Vielmehr sind gen Kulisse (25) befindet, die in e»rer rotations- 50 besondere Maßnahmen, insbesondere zusätzliche symmetrische Zylinderflächen bildenden Ringnut Zwischengetriebe, erforderlich, um eine feste Kopp-(26) gleitet, die in der durch die beiden Drehach- lung mit einer abtreibenden Welle zu ermöglichen,
sen (38, 39) der Wellen (1, 30) bestimmten Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Über-Ebene senkrecht zu den Drehachsen (38, 39) zum Setzungsverhältnis nur innerhalb gewisser Grenzen Zwecke der Drehzahländerung verschiebbar ist. 55 veränderbar ist, und zwar vom Langsamen (nicht 0)

5. Reibradgetriebe nach Anspruch 2, dadurch über das Verhältnis 1 : 1 ins Schnelle. Eine Verwengekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausrichten dung im Bereich von 1 :0 ist nicht mögllich, auch ist der Rollenachsen jeweils einen an dem Zapfen Umkehrung der Drehrichtung nicht möglich.

(15) befestigten winkelförmigen Arm (48, 49) Bei fester Einstellung eines Übersetzungsverhält-

aufweisen, dessen freies Ende unter der Wirkung 60 nisses von 1:1 drehen sich die Rollen auf der Stelle,

einer Feder (50) an einer rotationssymmetrischen sie durchlaufen also keine Bahnen. Dadurch bohrt

Führungsfläche (51) eines Ringes (27) anliegt, das Rad auf der Stelle, wodurch sich eine ungleich-

der in der durch die beiden Drehachsen (38, 39) mäßige Abnutzung der Lauffläche ergibt. Dies führt

der Wellen (1, 30) bestimmten Ebene senkrecht zu einem ungleichmäßigen Lauf bei Einstellung von

zu den Drehachsen (38, 39) zum Zwecke der 65 Übersetzungsverhältnissen, die nicht 1 :1 sind.

Drehzahländerung verschiebbar ist, wobei der Schließlich besteht ein Nachteil dieses bekannten

kürzeste Abstand zwischen der Tangente an dem Reibradgetriebes darin, daß eitle Verstellung im

Punkt des Ringes (27), an dem die Enden (49) an Stand nicht möglich ist, weil das eine Bewegung der