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Reibrädergetriebe. Um Reibrädergetriebe für größere Kraftübertragungen,
geeignet zu machen, hat man mehrere parallele Wellen innerhalb ihrer Außenlager
mit Reibscheiben versehen und die ihnen zugeführte Energie mittels verschiebbarer
Reibräder auf eine oder mehrere getriebene Reibscheiben: einer ebenfalls parallelen
Welle übertragen. Infolge dieser, Anordnung ist die Verschiebung der Reibräder und
die Größe der getriebenen Reibscheiben durch die Wellen der treibenden Reibscheiben
begrenzt, so daß ein Wechsel der Drehgeschwindigkeit nur in einem Drehsinne und
nur, innerhalb eines über der Geschwindigkeitsgrenze Null liegenden Zwischenraumes
möglich ist.
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Bei dem Reibrädergetriebe nach der Erfindung, das ebenfalls parallelachsig
angeordnet ist, sitzen die treibenden Reibscheiben nicht zwischen den Lagern, sondern
außerhalb derselben an einem oder auch an beiden Enden ihrer Wellen, wodurch es
ermöglicht wird, die Reibräder über die ganze Fläche der treibenden Reibscheiben
hinwegzuführen und so einen Wechsel der Geschwindigkeit bis zum Stillstand und,
bei genügender Ausdehnung der getriebenen Reibscheiben, auch eine Umkehr der Bewegung
zu erhalten. Besonders vorteilhaft gestaltet sich das Getriebe bei Anordnung von
drei gleichmäßig verteilten Treibwellen und bei zentral von einer getriebenen Reibscheibe
übermitteltem Preßdruck. Lagert man hierbei die getriebene Reibscheibe oder, wenn
zwei vorhanden sind, eine der beiden einstellbeweglich, so überträgt sich der Preßdruck
stets gleichmäßig auf die einzelnen Reibstellen der Reibräder.
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In seiner einfachen Anordnung wird das Getriebe gemäß der Erfindung
beispielsweise durch die Abb. i bis 6 dargestellt. Die zueinander parallelen Treibscheibenwellen
i mit den an einem Ende festsitzenden kleinen treibenden Reibscheiben (Treibscheiben)
2 liegen möglichst gleichmäßig verteilt in gleicher Entfernung von der Achse der
angetriebenen Welle 3, auf welcher, drehbar mit ihr verbunden, die mit ihrer Reibfläche
den Reibflächen der Treibscheiben 2 zugewandte große angetriebene Reibscheibe 4.
sitzt. Die Treibscheibenwellen i, deren an und für sich beliebige Zahl, hier vier,
sich nach der- Größe der bei der Umformung auftretenden größten Kraft und nach baulichten
Erwägungen richten kann, werden gleichzeitig mit derselben Geschwindigkeit in demselben
Drehsinne gedreht, entweder durch unmittelbaren Antrieb oder durch Reibun.gs-, Zahnräder-,
Kurbel-oder Exzenterantriebe oder andere bekannte Übertragungsmittel, von der in
der Verlängerung der Welle 3 liegenden Antriebswelle 5 aus, auf welche eine Kraftmaschine
6 von beliebiger Bauart, die auch umsteuerbar sein kann, .einwirkt. In Abb. i und
2 ist ein Keilräderreibungsgetriebe 7, 8, 9 verwendet. Die I,Z'-eilnutenräder 8
bestehen aus zwei einzelnen Scheiben, die durch eine achsiale Schraubenspindel zusammenbehalten
und so stark gegen die eingreifenden Keilräder 7 und 9 gedrückt werden, wie es die
zu übertragende Energie
erfordert. Die Räder 9 sitzen so auf den
Wellen r, daß diese achsial verschoben werden können, ohne daß die Räder an der
Verschiebung teilnehmen. Für die Übertragung der Drehbewegung der Welle 5 auf die
Wellen i kann man auch die Kränze der Treibscheiben 2 nutzbar machen.
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Die große Reibscheibe 4 erhält ihre Drehung von den kleinen Treibscheiben
2 durch Reibung mittels der Rollen i o, deren Achsen zugleich senkrecht zu den Wellen
i und 3 stehen oder doch angenähert diese Lage haben. Diese Rollen, die, wie später
erörtert wird, seitlich in der Richtung der Hauptachse des ganzen Getriebes etwas
bewegt werden können, lassen sich gemeinsam gleichmäßig in den Richtungen ihrer
Achsen verstellen, wie dies aus den Abb. 3 bis 5 hervorgeht. Die Rollen laufen auf
Kugeln i i, die sich auf Ringen 12 abwälzen, die auf zwei parallelen Flächen 13
der Muttern 1 4. mit Spielraum in der Richtung der Hauptachse des Getriebes gleiten
können. Durch die -Muttern 1.1, die vermöge der seitlichen Führungen 15 verhindert
werden, sich mitzudrehen, führen Schraubenspindeln 16, auf deren nach der Mitte
des Getriebes zu gelegenen Enden Kegelzahnräder 17 sitzen, die ineinandergreifen
und eine .leichmäßige Verstellung aller Muttern 14. und somit der Rollen i o ermöglichen,
wenn eine der Schraubenspindeln mitteäs der daran sitzenden Kurbel 18 gedreht wird.
Natürlich haben benachbarte Spindeln infolge der entgegengesetzten Drehung benachbarter
Kegelzahnräder entgegengesetzte Gewinde. Auf diese Weise kann die Verstellung der
Rollen stets vorgenommen «-erden, wenn die Zahl der Treibscheiben eine gerade ist.
Ist diese ungerade, so können das erste und das letzte Kegelzahnrad nicht ineinandergreifen,
da beide infolge Ineinanderg reifens der übrigen Kegelzahnräder gleichen Drehsinn
haben. In diesem Falle kann man sich dadurch helfen, daß man zwischen den Kegelzahnrädern
benachbarter Spindeln Zwischenräder einschaltet, oder daß man eine Anordnung trifft,
wie sie z. B. Abb. 6 für Getriebe mit drei Treibscheiben zeigt. Selbstverständlich
kann die Verstellung der Rollen außer durch die beschriebene Spindelbewegung auch
auf andere Weise erfolgen.
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Sind die Rollen i o so gestellt, daß sie die Mittelpunkte der Reibflächen
der Treibscheiben 2 berühren, so bleiben sie und mithin auch die- angetriebene Scheibe
¢ stehen, wenn die Treibscheiben 2 sich drehen. Werden die Rollen nach der Mitte
der .angetriebenen Scheibe a zu bewegt, so dreht sich bei gleichförmiger Drehung
der Treibscheihen 2 die ,angetriebene Scheibe 4. immer schneller, und zwar in demselben
Drehsinne wie die Treibscheiben 2; werden dagegen die Rollen nach dem Rande der
angetriebenen Scheibe .1 hin
verstellt, so findet bei gleichförmiger Drehung
der Treibscheiben 2 eine immer schneller werdende Drehung derangetriebenen Scheibe
4. im entgegengesetzten Drehsinn statt. An Stelle einzelner Rollen kann man auch
mehrere nebeneinanderliegende schmale Rollen, wie sie in Abb. i und 3 an der unteren
Treibscheibe angedeutet sind, oder auch Kugeln verwenden.
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Um die zur Kraftübertragung erforderliche Reibung zu erhalten, müssen
die einzelnen Treibscheiben 2, die Rollen io und die angetriebene Scheibe q. gegeneinandergedrückt
werden. Dies kann man nun zweckmäßig dadurch erreichen, daß man .entweder die Rollen
in der Richtung der Hauptachse des ganzen Getriebes unverrückbar macht und sämtliche
Scheiben gegen die Rollen drückt, oder daß man .den Rollen eine seitliche Bewegungsmöglichkeit
gibt, dagegen geeignete Reibscheiben gegen achsiale Verschiebung sichert und die
übrigen Reibscheiben gegen sie drückt. Ein Druck von der Mitte der angetriebenen
Scheibe .i läßt sich jedoch nur dann wirksam ausüben, wenn er nur gegen eine oder
gegen drei gleichmäßig verteilte und gegen achsiale Verschiebung gesicherte Trleibscheiben
erfolgt und wenn beim Druck gegen drei solcher Treibscheiben die angetriebene Scheibe
4. durch einen Kugelzapfen oder ein kardanisches Gelenk so mit ihrer Welle 3 verbunden
ist, daß sie sich bei Ausübung eines achsialen Druckes stets so einstellt, daß sie
die drei zugehörigen Rollen berührt und den Druck gleichmäßig auf sie verteilt.
Werden in einem derartigen Falle mehr als drei Treibscheiben verwendet, so -müssen
die übrigen achsial verschiebbar sein und gegen die angetriebene Scheibe gedrückt
werden. Bei dem Getriebe in Abb. i werden sämtliche vier Treibscheiben, die achsial
verschiebbar sind, gegen die ebenfalls seitlich verschiebbaren Rollen gedrückt,
die den Druck gegen die achsial unverschiebbare und fest mit ihrer Welle verbundene
angetriebene Scheibe weitergeben.
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Als Druckvorrichtung ist für die obere Treibscheibe in Abb. i eine
Druckschraube i9 vorgesehen. Zum Andrücken der unteren Treibscheibe wurde eine mit
elastischenWellringböden versehene ringförmige Metalldose 2o gewählt, die lose auf
der Welle i liegt, mit einem Boden an der Gehäusewand befestigt ist und sich mit
dem ,anderen Boden gegen ein auf der Welle i sitzendes Achsialdrucklager 21 legt.
Erfährt nun die durch die öffnung 22 der Druckdose 20 zugeführte Druckluft oder
Druckflüssigkeit eine durch den Pfeil angedeutete Steigerung ihres Druckes, so dehnt
sich die Dose in ihrer Längsrichtung aus und erhöht die Pressung zwischen den
Reibscheiben
und der Roläe. Auf dieseWeise kann der Reibungsdruck stets so stark gewählt werden,
wie es die gerade zu übertragende Energie erheischt. Die Steigerung des Druckes
der Druckluft oder Druckflüssigkeit für sämtliche Dosen nimmt man zweckmäßig von
einer Stelle aus vor. Statt der Druckdosen kann man auch ebenso geformte, mit Luft
:angefüllte Dosen verwenden, die sich bei ihrer Entleerung zusammenziehen und die
man so anordnet, daß sie dabei den Reibungsdruck ausüben. Die Druckdosen wie die
Vakuumdosen kann man auch mehrfach hintereinander anordnen.
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Um die ZVirkung der Reibscheiben auszuschalten, braucht man nur die
Schrauben i c) zurückzudrehen oder in den Druckdosen 2o den Luft- oder Flüssigkeitsdruck
auf Null zu bringen oder in den Vakuumdosen den atmosphärischen Luftdruck wiederherzustellen.
Durch die Federn 23 in Abb. i .und 24. in Abb. 5 erfolgt dann vollständiges Loslösen
der Scheiben und Rollen voneinander, so daß sich die Rollen auch beim Stillstand
des Getriebes leicht verstellen lassen.
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Um das Getriebe nicht mitlaufen zu lassen, wenn eine Umformung der
von der Kraftmaschine gelieferten Energie nicht erforderlich ist, kann man es auch
ausschalten und die Wellen 5 und 3 unmittelbar miteinander kuppeln. Dies erfolgt
dadurch, daß man das die Bewegungsübertragung vermittelnde Glied auf der Antriebswelle
5 - hier also das Keilrad 7 - lose auf der Welle anordnet und mit seitlichen Klauen
oder Zähnen 25 versieht. Ebenfalls mit Klauen oder Zähnen 26 wird das hohle Ende
der angetriebenen Welle 3 versehen. Greift dann die Muffe 27 , die an beiden Seiten
mit Klauen oder Zähnen versehen ist und die sich auf der Welle 5, durch eine Nutenfeder
28 geführt, hin und her schieben läßt, links ein, so wirkt das Getriebe, greift
die :Muffe rechts ein, so ist die`'elle 5 unmittelbar mit der Welle 3 gekuppelt,
während sich bei der Mittelstellung der Muffe nur die Antriebswelle 5 dreht.
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Das soeben beschriebene einfache Reibscheibengetriebe hat den Nachteil,
daß für die Cbertragung und die Aufnahme der Reibungsdrücke besondere Achsialdrucklager
2 i und 29 nötig sind. Diese Driicke gleichen sich jedoch aus, wenn man das Getriebe
doppelt, als Zwillingsgetriebe, ausführt, wobei man noch den weiteren Vorteil hat,
bei der doppelten Zahl der Reibstellen mit geringeren Reibungsdrücken auszukommen.
Beim Zwillingsgetriebe sind also die Treibscheibenwellen i an beiden Enden und die
angetriebene Welle 3 in der Nähe ihrer Enden mit Reibscheiben versehen, und
zwar liegen die Treibscheiben 2 nvischen den angetriebenen Scheiben a. Indem
man die bei der jeweiligen Zwillingsanordnung für geeignet gehaltenen Scheiben und
Rol,'en gegen Verschiebung in der Richtung der Hauptachse des Getriebes sichert,
erzielt man die Reibungsdrücke durch Auseinanderdrücken der Treibscheibenpaare und
durch Zusammenziehen der angetriebenen Scheiben. Die Abb.7, 8 und io geben Beispiele
verschiedener Ausführungsmöglichkeiten. Hier soll nur das Wesentlichste erörtert
werden, im übrigen ist das bei der Bes,ch:r:eibung des einfachen Getriebes Gesagte
sinnemäß auf das Zwillingsgetriebe zu beziehen.' Abb.7 zeigt eine Zwillingsanordnung
mit beliebig vielen Treibsch,eibenpaaren. Die bei-.den fest mit der angetriebenen
Welle 3 verbundenen angetriebenen Scheiben ¢ sind gegen ach.siale Verschiebung gesichert.
Der Reibungsdruck geht dann von den Treibscheiben 2 aus, die auf geteilten, ineinandergeschobenen
Wellen i sitzen und gegen die seitlich verschiebbaren Rollen i o drücken, die den
Druck gegen die Scheiben 4. weitergeben. Bei dem oberen Treibscheibenpaar werden
die Scheiben beispielsweise mittels einer Spannschraube 30, bei dem unteren dagegen
mittels der Druckdose 31 angedrückt, der die Druckflüssigkeit bei 32 zugeführt wird.
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Abb.8 zeigt eine Zwillingsanordnung mit drei Treibseheibenpaarien.
Die Treibscheiben 2 sitzen fest auf ungeteiltenWellen i, die ebenso wie die Rollen
io seitlich verschiebbar sind, während die rechte fest .auf der Welle 3 sitzende
angetriebene Scheibe 4. gegen achsiale Verschiebung festgelegt ist. Die linke angetriebene
Scheibe a ist verschiebbar auf der Welle- 3 und drückt infolge Einwirkens der Druckdose
33, der die Druckflüssigkeit durch das durchbohrte Wellenende zugeführt wird, sämtliche
Rollen und Treibscheiben gegen die rechte angetriebene Scheibe 4. Damit der Druck
gleichmäßig .auf die einzelnen Reibstellen ausgeübt wird, muß eine der beiden angetriebenen
Scheiben 4. - es wurde hier die rechte gewählt - sich frei einstellen können, was
durch einen Kugelzapfen 3:1 oder ein kardanisches Gelenk erreicht wird.
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Abb. io zeigt ebenfalls eine Zwillingsanordnung mit drei Treibscheibe-npaaren.
Die Treibscheiben 2 sitzen fest auf ungeteilten, seitlich jedoch nicht verschiebbaren
Wellen i. Die Rollen io haben seitliches Spiel und werden durch die beiden mit Kugelzapfen
34 oder kardanisch-en Gelenken versehenen angetriebe- i nen Scheiben q gegen die
Treibscheiben gedrückt. Die Ausübung des Druckes kann in derselben Weise geschehen
wie in Abb. 8, allerdings mit dem Unterschied, daß die Welle 3 achsiale Bewegungsmöglichkeit
i haben muß. In Abb. io wurde jedoch eine geteilte 'Welle 3 vorgesehen, deren Teile
von
einer Vakuumdose 35 beim Absaugen der in ihr enthaltenen Luft
durch den durchbohrten Wellenteil zusammengezogen werden und dabei die Scheiben
4 gegen die Rollen io drücken.
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Auch der Antrieb der Treibscheibenwellen i und. die Abgabe der umgeformten
Energie von der angetriebenen Welle 3 können beim Zwillingsgetriebe auf verschiedene
Weise erfolgen.
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In Abb.7 geschieht der Antrieb beispielsweise von der vor dem eigentlichen
Getriebe liegenden Antriebswelle 5 aus, auf die eine beliebige Kraftmaschine 6 einwirkt,
und zwar durch die Zahnräder 36, 37, 38, während die Abgabe entweder unmittelbar
von der Welle 3-oder von der durch die Zahnräder 39, 40 gedrehten Welle 41, die
mit der Welle 5 zentriert ist, stattfinde. Im letzten Falle kann man auch die Wellen
5 und 41 unter Ausschaltung des Getriebes unmittelbar kuppeln, was mit Hilfe zweier
Schaltungen durch gleichzeitiges Verstellen der Muffen 42 und 43 geschieht.
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In Abb.8 und dem in Abb. 9 dargestellten Schnitt G-H erfolgt der Antrieb
der Treibscheiben-,velle i von der in der Mitte des Getriebes die Welle 3 umschließenden
Antriebswelle 5 aus, auf der die Kraftmaschine 6 sitzt, durch ein oder mehrere Exzenter
44, die die Drehbewegung mittels einzelner Kuppelstangen oder diese ersetzender
Kuppelstücke 45 auf die Kurbell;röpfungen 46 der Treibscheibenwellen übertragen.
Mittels der Muffe 47 kann, eine unmittelbare Kupplung der Antriebswelle 5 mit der
die umgeformte Energie abgebenden Welle 3 stattfinden. Die Kraftmaschine 6 kann
von beliebiger Bauart sein; ist sie eine Reihen- oder Sternkolbenmaschine; die auf
auf der Welle 5 sitzende Exzenter einwirkt, so können die Zylinderachsen zwischen
den Treibscheiben-,vellen liegen. Die Bewegung der Welle 5 kann aber auch, wie gestrichelt
gezeichnet, durch Kegelräderübertragung 48 von einer senkrecht zur Hauptachse des
Getriebes gelegenen Kraftmaschine beliebiger Bauart erfolgen.
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Man kann aber auch einzelne oder sämtliche Treibscheibenwellen unmittelbar
von besonderen. Kraftmaschinen oder auch von Teilen einer Kraftmaschine, also von
Teilturbinen oder von einzelnen Zylindern oder Zylindergruppen einer Kolbenkraftmaschine,
bewegen lassen.
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Einige Beispiele derartiger Antriebe, und zwar durch Brennkraftkolbenmaschinen,
zeigen die Kreuzrisse (Abb. ii bis i3), in denen die römischen Zahlen, die in die
Zylinder eingeschrieben sind, ihre Aufeinanderfolge beim Beginn des Arbeitshubes
angeben. In Abb. i i wirkt eine Sechszylinder-Zweitaktmaschine auf das Kuppelstück
45, das die Kurbelkröpfungen 46 der Treibscheib.enwellen i miteinander verbindet,
in Abb. i z auf ähnliche Weise eine Sechszylinder-Viertaktmaschine. Abb. 13 zeigt
eine Anordnung einer Neunzylinder-Viertaktmaschin.e, von der drei Schubstangen auf
die Kurbelkröpfungen 46 der Treibscheibenwellen i und die übrigen auf das Kuppelstück
45 einwirken. Bei allen sternförmigen Kolbenkraftmaschinen können die Zylinder auch
in mehreren Reihen angeordnet sein, wobei die Exzenter bzw. -die Kurbelkröpfungen
der einzelnen Reihen gegeneinander versetzt sein können.
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Es lassen sich auch mehr als zwei einfache Getriebe vereinigen und
dabei entsprechend vereinfachen, z. B. kann man mehrere Zwillingsgetriebe nebeneinander
um eine durch das ganze Getriebe führende angetriebene Welle 3 anordnen und dabei
immer zwei aneinandergrenzende angetriebene Scheiben 4 durch eine von beiden Seiten
angetriebene Scheibe ersetzen urid in geeigneten Fällen auch alle angetriebenen
Scheiben mittels einer einzigen Druckvorrichtung andrücken. Man kann auch, bezugnehmend
auf Abb.7, mehrere Zwillingsgetriebe um die ihnen dann gemeinsamen Wellen 5 und
41 herum anordnen.