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Reibrädergetriebe. Die Erfindung betrifft ein Reibrädergetriebe, bei
dem zwischen gleichachsig angeordneten Wellen ein Kugelkranz angeordnet ist. Gemäß
der Erfindung werden die Kugeln des Kugelkranzes in einer keilförmigen Laufrinne
geführt, die mit der einen Welle, z. B. mit der treibenden, verbunden ist, sie stützen
sich außerdem gegen einen festen Laufkranz ab und übertragen ihre Drehung auf einen
mit der zweiten, z. B. der getriebenen Welle verbundenen Laufkranz. Will man mit
dem Getriebe die Übersetzung verändern, so erfolgt die Ausbildung derart, daß die
Breite der Keilrinne einstellbar ist; von den anderen Kränzen wird wenigstens der
eine achsial verstellbar angeordnet.
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Das neue Getriebe gestattet bei einfachster Ausführung die fast verlustfreie
Übertragung in sehr weiten Grenzen; einstufige Geschwindigkeitsübersetzungen auf
das Fünfzig- bis Siebzigfache im Sinne der Herauf- oder Herabsetzung der Geschwindigkeit
sind ohne weiteres möglich. Die Übertragung erfolgt so gut wie ausschließlich durch
reine Abwälzbewegung. Die Kugeln brauchen nicht wie bei den bisher bekannten Reibrädergetrieben
mit kugelförmigen Wälzkörpern durch Mitnehmer, Führungsstangen u. dgl. geführt zu
werden; insbesondere werden etwa angewendete Käfige nicht im Sinne der Kraftübertragung
herangezogen. Die Erfahrung hat ergeben, daß Mitnehmerstifte, Zwischenrollen u.
dgl. in kurzer Zeit vollständig versagen, während das neue Getriebe überhaupt keinen
wesentlichen Abnutzungen unterworfenen Teil aufweist; die Laufkegel und Laufringe;
ebenso wie die Kugeln, unterliegen der Abnutzung nur in demselben geringen Grade
wie die entsprechenden Teile gewöhnlicher Kugellager.
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Die Erfindung ist durch die Zeichnung beispielsweise dargestellt.
Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel des Getriebes in Längsschnitt. Zwischen den
vier gleichachsigen Laufringen R, R1, R2, R3 ist ähnlich wie in einem Kugellager
eine Reihe von Kugeln K angeordnet. Die Laufringe R, R1 sind mit der Welle W1 verbunden
und z. B. durch Bolzen b zu gleicher Winkelgeschwindigkeit gezwungen. Behufs Änderung
der Übersetzung können die Laufringe R, R1 gegeneinander in achsialer Richtung verstellt
werden. Für diese Verstellung sind in Abb. i zwei Ausführungsbeispiele dargestellt.
Im oberen halben Längsschnitt bei I besteht die Stellvorrichtung aus der Schraube
S auf der Welle W., im unteren halben Längsschnitt bei II besteht sie aus dem Kolben
D in dem auf der Welle W1 befestigten Zylinder C, welcher durch die Bohrung p in
der Welle W, mit einer Druckleitung auf bekannte Weise so verbunden ist, daß hier
die Verstellung auch während der Drehung der Welle W1 möglich ist. Die Verstellvorrichtung
selbst ist nicht Gegenstand der Erfindung und kann auch durch irgendeine andere
bekannte Stellvorrichtung ersetzt werden. Damit sich die Laufringe R, R1 stets selbsttätig
zur jeweiligen Mittelebene der Kugelreihe K entsprechend einstellen können, ist
die Welle W1 in achsialer Richtung in genügendem Maße beweglich.
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Der Laufring R2 ist mit der Welle W. verbunden und gegen den seitlichen
Druck der Kugeln K durch ein Drucklager beliebiger Art, z. B. durch das Kammlager
T, gestützt, welches mit dem Gehäuse G des Getriebes verbunden ist.
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Der Laufring R3 ist im Gehäuse G gegen Drehung, z. B. durch die Schrauben
i, gesichert. In achsialer Richtung ist der Laufring R3 im Gehäuse G verschiebbar,
z. B. d urc ch die im Gehäuse G mit dem Hebel L verstellbare Schraube A.
Wenn der gegenseitige
Abstand der Laufringe R, R, zwecks Änderung
des Übersetzungsverhältnisses verstellt wird, muß auch der gegenseitige
Ab-
stand der Laufringe R2 und R, durch Verschieben des Laufringes R3 in entgegengesetzter
Richtung verstellt werden.
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Zur Auskupplung der vom Getriebe gedrehten Welle und zur Ausschaltung
des Getriebes genügt die Aufhebung des Anpressungsdruckes der Kugeln durch Zurückstellen
des Laufringes R,,.
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Zur Ordnung der Kugeln bei der Montage und bei Ausschaltung des Getriebes
dient der lose Kugelkäfig a, welcher aber weder für den Antrieb und die Führung
noch für die Kraftübertragung oder Übersetzung mitwirkt.
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Zweckmäßig wird mindestens einer der Laufringe, in Abb. i der Laufring
R., z. B. durch Einschalten der Plattenfeder f zwischen den Ring und die Schraube
A; in achsialer Richtung elastisch gelagert. Bei großen Getrieben wird durch Öffnungen
n. im Gehäuse G Kühlflüssigkeit zu- und abgeleitet.
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In Abb.2 sind als Beispiel für die Wirkungsweise des Getriebes Abschnitte
der vier. Laufringe R, Ri, R2, R;, mit einer Kugel K im Kugelkäfig a im einzelnen
dargestellt. Die schrägen Stirnflächen der Laufringe R, R, haben im Schnitt längs
der Achse gerade und gleichwinklige Form, die der Laufringe R2, R3, entgegengesetzt
gekrümmte Form. Die Berührungspunkte zwischen der Kugel K und den Stirnflächen der
Laufringe sind mit o, i, 2, 3 bezeichnet. Da die Verbindungslinie y-y der Punkte
o und i hier parallel zu der in beliebiger Entfernung liegenden Getriebeachse verläuft,
so bewegt sich in diesem Falle die Kugel K zwischen den Stirnflächen so wie eine
zylindrische Rolle, deren Achse parallel zur Richtung y, y geführt ist. Bei Drehung
der Laufringe R, R, wird die Kugel K wegen ihrer Reibung an den Punkten o und i
sich an dem festen Laufringe R3 abwälzen und hierbei den Laufring R2 mit einer Umfangsgeschwindigkeit
im Punkte 2 in Drehung versetzen, welche sich zur Umfangsgeschwindigkeit der Laufringe
R, Ri in den Punkten o und i so verhält wie die radialen Abstände v, -u dieser
Punkte vom Punkte 3 des feststehenden Laufringes R, Die Übersetzung erfolgt so,
als wenn sich die Kugel K jeweils um eine momentan feststehende Achse
x, x drehen würde, welche durch den Punkt 3 des feststehenden Ringes R;,
geht und deren Richtun,- der Drehbewegung der Kugel K entpricht, im dargestellten
Beispiel also parallel s s
zu y, y ist. Die Drehrichtung der beiden Ringe
R, Ri und des Ringes R2 ist die gleiche, da die Punkte o, i und 2 auf derselben
Seite der idealen Achse x, x liegen.
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In Abb.3 sind als Beispiel für die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
im Getriebe dieselben Laufringabschnitte mit Stirnflächen gleicher Form, wie in
Abb. 2 in gegen die Achse verschobener Lage dargestellt. Die Buchstabenbezeichnung
der einzelnen Teile der Abb.3 ist dieselbe wie in Abb.2. Durch die gegenseitige
Verstellung der beiden inneren und der beiden äußeren Laufringe ist die Kugel K
in radialer Richtung so weit verschoben worden, daß wegen der gekrümmten Form der
schrägen Stirnflächen der Ringe R2, R3 die gegenseitige Lage der Berührungspunkte
zwischen der Kugel K und den vier Laufringen gegenüber der Abb. 2 wesentlich geändert
ist. Der Berührungspunkt 2 am Ring R2 liegt in Abb. 3 auf der entgegengesetzten
Seite der idealen Achse _x, x, die Drehrichtung des Laufringes R2 ist also bei dieser
Stellung der Drehrichtung der Laufringe R, R, entgegengesetzt, das Übersetzungsverhältnis
ergibt ich hier wie bei Abb. 2 aus dem Verhältnis der Abstände v' und u'
zwischen den Punkten 2 und 3 und den Punkten o, i und 3.
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Durch Verwendung von Stirnflächen an den Laufringen, welche alle im
Schnitt längs der Achse verschiedene Neigung und Krümmung haben, kann das Getriebe
für verschiedene Übersetzungen. innerhalb ver--,chiedener Grenzen eingerichtet werden.