DE506593C - Lagerung fuer die Reibrollen von Reibraedergetrieben - Google Patents

Description

Bei Reibräder- oder Adhäsionsgetrieben mit zur Kraftübertragung dienenden Laufrollen begegnet die Lagerung der Reibrollen, welche eine leichte Steuerung derselben gestattet, erheblichen Schwierigkeiten, wenn die Rollen gleitungsfrei ohne großen Zeitaufwand und ohne Anwendung erheblicher Kräfte von einer Stellung in die andere während des Betriebes verschwenkt werden sollen. Diese Schwierigkeiten rühren von der Tatsache her, daß die Reibrolle die Tendenz hat, den einmal eingeschlagenen Laufkreis auf den Laufringen beizubehalten, und einer Änderung desselben einen Widerstand entgegengesetzt. Da nun einerseits die Rolle während der Verstellung den im Getriebe auftretenden, auf sie wirkenden Kräften unterliegt, andererseits jedoch auch eine Verstellung von Hand bewirkt werden muß, somit auch eine äußere sich den Kräften im Getriebe nicht anpassende Kraft einwirkt, welche einen bestimmten Weg zu erzwingen sucht, so ergeben sich bei der Regelung störende Erscheinungen, die die Betriebssicherheit der Vorrichtung und die Sicherheit der Regelung beeinträchtigen.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Reibrollen völlig frei mit drei Freiheitsgraden in bezug auf die Rotation zu lagern und nur die Zapfen oder sonstigen Teile, auf denen sie gelagert sind, zu steuern, so daß die durch die Verstellung von Hand aus in das Getriebe eingreifenden Kräfte nicht unmittelbar wirken, die Rollen vielmehr nur unter dem Einfluß der inneren Getriebekräfte allmählich die der Verstellung entsprechenden Stellungen einnehmen. Der von den Rollen eingeschlagene Weg entspricht dann ganz den im Inneren des Getriebes herrschenden Kräften.

Diese Art der Selbsteinstellung der Rollen ist jedoch mitunter nicht völlig zufriedenstellend, da sie immerhin bedeutende Stabilisierungskräfte voraussetzt, die nicht in allen Fällen bei jedem Regelvorgang vorhanden sind, und da sie auch leicht zu Überregulierungen mit nachfolgendem Pendeln der Rollen Anlaß geben kann. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Lagerung mit zwei Freiheitsgraden zu bewirken, welche die obenerwähnten Vorteile aufweist, aber auch ein unmittelbares Angreifen der Verstellkräfte gestattet, so daß die angeführten störenden Nebenerscheinungen beseitigt werden.

Eine solche Lagerung mit zwei Freiheitsgraden beruht auf der Erkenntnis, daß die auftretenden Kräfte so wirken, daß die Rolle

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ihre Rotationsebene beizubehalten sucht, und daß daher die von der Verstellung herrührenden Kräfte stets eine Drehung der Rolle um eine in der Laufkreisebene liegende Achse bewirken. Der Erfindung gemäß wird daher die Rolle um eine in ihrer Laufebene liegende und unter einem Voreilwinkel in bezug auf die Drehrichtung gegen den durch die Berührungspunkte der Rolle mit den Laufringen ίο gehenden Durchmesser geneigte Achse frei schwenkbar angeordnet.

Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch und in mehreren Ausführungsformen beispielsweise dargestellt.

Die Fig. 1 stellt ein vereinfachtes Schema, Fig. 2 ein ausführlicheres Schema der Einrichtung dar. Die Fig. 3 und 4 zeigen gemeinsam im Schnitt und in der Draufsicht eine Ausführungsform des Getriebes mit innerhalb der Rollen gelagerten schrägen, als Achsen dienenden Zapfen. Die Fig. 5 und 6 zeigen in der Ansicht und im Schnitt eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Drehung um eine schräg gerichtete ideelle Achse durch eine besondere Lagerung ermöglicht wird, die die Verschwenkung der allseitig beweglich gelagerten Rollen in solcher Weise beschränkt, daß nur ein Verschwenken der Rolle um eine Achse auf ihrem Lager stattfinden kann. Der in Fig. 6 dargestellte Schnitt ist hierbei entlang der Linie 28-28, die zu der Richtung der schrägen Achse senkrecht steht, geführt. Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Ausgestaltung der seitlichen Schilde bei der gleichen Anordnung. Fig. 8 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform des Getriebes, bei welcher eine ideelle Verschwenkungsachse durch seitliche, die Rolle in der Achsenrichtung mit Spiel fassende, nur eine Verschwenkung gestattende Anschläge gebildet wird. Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch diese Schilde sowie ihre Lage in bezug auf die von ihnen längs einer Linie gefaßte Rolle. Die Fig. 10 und 11 zeigen in der Ansicht bzw. im waagerechten Schnitt eine Ausführungsform der in Fig. 8 und 9 angegebenen Art, die auch für verschiedene Rotationsrichtungen brauchbar ist und eine selbsttätige Einstellung der Anschläge für diese Rotationsrichtungen gestattet. Schließlich zeigt Fig. 12 einen Schnitt durch ein mit festem Übersetzungsverhältnis arbeitendes Getriebe mit konischen Laufringen mit einer weiteren Ausführungsform der Rollenlagerung, bei der die Laufringe in der Mittelebene, die Rollen jedoch in einer durch die schräge Achse gehenden Ebene geschnitten gedacht sind, um die als Achse dienenden Zapfen zu zeigen.

Das in Fig. 1 dargestellte vereinfachte Schema zeigt eine Reibrolle 3 zwischen zwei Laufringen 1 und 2, die bei Antrieb des Laufrings ι in der Richtung des Pfeiles 7 im Sinne des Pfeiles 8 gedreht wird. Wird der Mittelpunkt 4 der Rolle 3 hierbei festgehalten gedacht, so wird der Laufring 2 von der Rolle mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Laufring 1, jedoch in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Steht der Laufring 2 fest, so wandert die Rolle 3 in solcher Weise, daß der Punkt 4 auf der Linie 9"-9" mit der halben Geschwindigkeit des treibenden Laufrings ι fortschreitet.

Die Laufringe sind mit geraden Erzeugenden dargestellt und sind daher als Halbzylinder aufzufassen, deren gemeinsame Achse die Linie 9"-9" ist. Ein Verschwenken der Rolle zwecks Änderung der Getriebeübersetzung kann daher nur um die Achse 9" bis 9" erfolgen. Es ist nun klar, daß ein solches zwangsweises Verschwenken ein Gleiten der Rollen in der Querrichtung der Laufringe bedingt, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden, um die Rollen gleitungsfrei von einer Lage in die andere zu bringen. Dieses Gleiten .sowohl wie alle Kräfte, welche auf die Rollen wirken, ergeben sehr erhebliche Widerstände gegen die Rollenverstellung und die Gefahr einer Be- go Schädigung des Betriebes.

Der Erfindung gemäß wird daher ein Weg eingeschlagen, welcher einerseits ein unmittelbares Einwirken der Verstellvorrichtung auf die Rollen, andererseits jedoch freie Einstellbarkeit der Rollen unter dem Einfluß der auf sie wirkenden Kräfte in genügendem Ausmaß gestattet. Um die Rolle aus der in Fig. 1 dargestellten Mittellage in eine andere Lage, bei der sie um die Achse 9"-9" verschwenkt ist, zu bringen, muß auf den Laufringen ein Weg zurückgelegt werden, der schräg zu den Erzeugenden verläuft, und die Rolle muß sich daher derart einstellen können, daß sie diesen Weg gleitungsfrei zurücklegen kann. Die erforderliche Stellung der Rolle erfordert daher stets auch eine Komponente der Drehung um die Achse 9'-9'.

Diesen Bedingungen wird entsprochen, wenn die um die Achse 9"-9" verschwenkbare Rolle beispielsweise auch um die in der Ebene des Berührungskreises liegende Achse 9-9 frei drehbar angeordnet ist, die schräg zur Achse 9"-9" bzw. 9'-9' liegt. Die Achse 9-9 ist hierbei in der Drehrichtung gegenüber dem Durchmesser 5, 6 voreilend angeordnet.

Die Verstellkraft kann somit unmittelbar auf die Rolle wirken, die sich aber selbst zufolge ihrer Verschwenkbarkeit derart einstellen wird, daß ihre Bahn stets der Resultierenden aller auf sie einwirkenden Kräfte und

Bewegungen entspricht, so daß die Überführung von einer Schwenklage in die andere stets ohne erheblichen Kraftaufwand und ohne Gleiten erfolgen kann. Fig. 2 zeigt die prinzipielle Lösung für eine derartige Rollenlagerung. Die Rolle 3, die sich zwischen den hohlringförmigen Laufringen I₅ 2 abwälzt, ist in einem Rahmen 11 gelagert, der um die Zapfen 10 drehbar angeordnet ist. Der Rahmen 11 ist mit der Verschwenkvorrichtung irgendwie verbunden. Er trägt Stützen für die in der Berührungsebene der Rolle mit den Laufkreisen liegenden Lager 10 einer Welle 12, um die die Rolle verschwenkbar gelagert ist.

Die bauliche Ausgestaltung der in Fig. 2 schematisch dargestellten Rollenlagerung kann in mannigfacher Weise erfolgen. Einige Ausführungsbeispiele sind dargestellt. ao Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine körperliche, durch einen Drehzapfen oder Schaft 16 gebildete Verschwenkungsachse vorhanden. Die Rolle ist hier in einem Rahmen 11 gelagert, der in bekannter Weise (etwa durch einen Winkelhebel o. dgl.) mit der Verstellvorrichtung verbunden und auf Drehzapfen in dem Rollenkäfig des Getriebes gelagert ist. Die Rolle 3 sitzt drehbar auf einem Lagerring 15, der mit Bohrungen versehen ist, in die der Bolzen 16 eintritt. Dieser letztere wird von einem Zapfenlager 14 gehalten, das an dem Achsstummel 20 sitzt, der durch den Bolzen 21 und die Schraube 22 im Rahmen 11 festgehalten wird. Der Lagerring 15 weist vorteilhaft zwei zu seinen Bohrungen senkrechte Spurlagerflächen auf, die auf entsprechenden Laufflächen des Zapfenlagers 14 sitzen. Es ist ersichtlich, daß die Rolle außer um die Achse der Zapfen 10 um den Bolzen 16 verschwenkbar ist, der von dem Zapfenlager 14 gehalten wird. Der Lagerring 15 mit samt der auf ihm sitzenden Rolle 3 läßt sich auf den Spurflächen des Zapfenlagers 14 um die Achse 9-9 verdrehen. Die angedeutete Lage der Drehachse gilt hierbei für die durch den Pfeil 8 angedeutete Drehrichtung der Rolle, die einer durch den Pfeil 7 angedeuteten Bewegung des Laufringes 1 entspricht. Für die entgegengesetzte, durch die Pfeile 1", 18 angedeutete Drehrichtung des Laufrings und der Rolle muß der Zapfen 16 in die durch die Linie 19-19 angedeutete Lage gedreht werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Anordnung, bei der die Verschwenkung der Rolle 3 um eine ideelle Achse 9-9 erfolgt, die dadurch entsteht, daß der allseits beweglichen, auf einem Zapfen sitzenden Rolle nur in der gewünschten Richtung Bewegungsfreiheit gegeben wird.

Bei dieser Ausführungsform trägt der um die Zapfen 10 drehbare, mit der Verstellvorrichtung verbundene Rahmen 11 einen festen Bolzen 4, auf dem die Rolle 3 mit Hilfe eines Kugellagers 23 mit äußerer sphärischer Laufbahn gelagert ist; das Kugellager gestattet an sich drei Freiheitsgrade der Rotationsbewegung. Ein Freiheitsgrad wird jedoch durch die Schilde 24 unterdrückt, die beiderseits der Rolle 3 auf dem Bolzen 4 befestigt sind und sich gegen die Rollen abstützen. Diese Schilde tragen Einsätze, Auflagen oder zylindrische Wölbungen 27 mit Schlitzführungen 29, die in der gewünschten Richtung, senkrecht zur Achse 9-9 eingestellt sind. Sie stützen sich mit ihren Auflagern oder Wölbungen einerseits gegen den Rahmen 11, andererseits gegen eine am Bolzen 4 befestigte Schraube 26. Das Mitdrehen der Schilde 24 wird durch entsprechende Abflachungen des festen Bolzens 4 in den Schlitzen 29 verhindert.

Wie ersichtlich, wird durch die Schlitzführungen 29 und den durch diese dttrchtretenden Bolzen 4 nur eine Bewegung der Rolle um die ideelle Achse 9-9 zugelassen, so daß diese nur zwei Freiheitsgrade der Bewegung trotz der allseitig beweglichen Lagerung am Bolzen 4 aufweist. go

Die Schilde können auch wesentlich verkleinert werden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. In dieser Figur sind nur Führungslappen 34 angeordnet, die sich beiderseits der Schlitzführungen auf die Rollenkörper stützen. Die Anordnung ist im übrigen dieselbe wie die in den Fig. 5 und 6 dargestellte.

Die Verschwenkbarkeit um eine ideelle Achse 9-9 kann auch in anderer Weise erzielt werden, indem, wie in den Fig. 8 bis 11 dargestellt, die Rolle allseitig beweglich, beispielsweise in sphärischen Kugellagern gelagert wird, wobei sie jedoch entlang einer Linie durch beiderseits fassende Schneiden oder Wülste oder sonstige entlang einer Linie berührende Flächen festgehalten wird. Dieses Festhalten der Achse in Schneiden oder Wülsten erfolgt am besten mit einem gewissen Spiel, um eine Reibung der sich drehenden Rolle in der Normallage auszuschließen, da ein geringes Spiel den beabsichtigten Erfolg nicht beeinträchtigt. Das Prinzip dieser Anordnung ist in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht. Beiderseits der Rollen werden in der Richtung der Drehachsen 9-9 Anschlagplättchen 44 am Bolzen 4 angeklemmt, die auf ihrer gegen die Rollen zu gewendeten Innenseite, wie dies der senkrecht zur Achse 9-9 geführte Schnitt gemäß Fig. 9 erkennen läßt, Schneiden, Wülste oder auch bombierte Flächen aufweisen, die sich entlang einer Linie an die Rolle 3 anlegen und somit

eine Drehachse festhalten, um die allein die Rolle sich verschwenken kann. Vorteilhaft sind diese Schneiden stumpf oder etwas abgerundet, treten jedoch beiderseits der Linie 9-9 zurück, so daß sie der Rolle entsprechende Bewegungsfreiheit geben, wie dies in der Figur in gestrichelten Linien angedeutet ist. Zwischen den Schneiden oder Wülsten und dem Rollenumfang wird hierbei ein mäßiges Spiel gelassen, um ständige Reibung zwischen diesen Teilen beim Umlauf der Rolle zu vermeiden.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Ausführungsform dieser Einrichtung für beide Umlaufrichtungen der Rolle. Die die Schneiden oder Wülste tragenden Plättchen 44 sitzen hierbei lose drehbar auf dem festen Bolzen 4, der in den um die Zapfen 10 drehbaren Rahmen 11 befestigt ist. Dieser Bolzen trägt auch das Kugellager 23 der Rolle 3, das eine äußere sphärische Fläche aufweist. Die Schraube 26 dient zum axialen Festhalten der Teile. Auf dem Rahmen 11 sowie auf der Unterlagsscheibe 30 befindet sich je ein Stift 25, der als fester Anschlag für die Plättchen 44 dient. Die Rolle läuft mit Spiel zwischen den inneren Anschlagflächen derselben. Sie nimmt bei Änderung der Drehrichtung die Plättchen 44 mit und bewegt sie bis zum Anschlag an den Stift 25, wo sie festgehalten werden. Die Anschlagplättchen 44 sind so ausgebildet, daß der Anschlag an den Stift entweder in der Lage 9-9 oder in der Lage 19-19 erfolgt, in welcher sie, solange die Drehrichtung ungeändert ist, verbleiben und zur Fixierung der Schwenkachse der Rolle 3 dienen.

Die Fig. 12 zeigt die Anwendung der Rollenlagerung nach der Erfindung bei einem Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis. Hier ist ein Teil eines Getriebes mit konischen Laufflächen 1, 2 dargestellt, zwischen denen die Planetenrollen 3 eingelegt sind. Das Getriebe selbst ist im senkrechten Schnitt, die Rolle jedoch entlang einer Ebene geschnitten gedacht, die durch die schräge Schwengachse hindurchgeht. Die Bolzen 4 sind hier in einer Scheibe 30 gelagert, die mit der langsam laufenden Welle 31 verbunden ist. Auf ihnen sind die Rollen in ähnlicher Weise wie in der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 gelagert. Der Bolzen 4 weist einen Absatz auf, gegen den sich das Zapfenlager 14 stützt, das durch einen Steckbolzen 32 in seiner Lage am Bolzen 4 festgestellt wird. Das Zapfenlager nimmt den unteren Teil der beiden Zapfen 16 auf, die mit ihrem oberen Teil den Lagerring 15 der Rolle 3 erfassen. Zwischen dem Lagerring 15 und dem Zapfenlager 14 sind zwei Spurlagerflächen vorgesehen, die ein seitliches Verdrehen der Rolle um die Zapfen 16 gestatten. Die Rolle 3 ist um die Achse der Zapfen 16-16 verschwenkbar. Der Vorteil der Lagerung der Rollen eines solchen mit feststehendem Übersetzungsverhältnis arbeitenden Getriebes gemäß der Erfindung liegt vor allem darin, daß die bei der Herstellung unvermeidlichen Ungenauigkeiten in der Lagerung der einzelnen Rollen ausgeglichen werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Lagerung für die Reibroflen von Reibrädergetrieben, insbesondere Reibräderwechselgetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibrolle um eine in ihrer Laufebene liegende und unter einem Voreilwinkel in bezug auf die Drehrichtung gegen den durch die Berührungspunkte der Rolle mit den Laufringen gehenden Durchmesser geneigte Achse frei schwenkbar angeordnet ist.

2. Lagerung für die Reibrollen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rollenlager aus zwei Teilen besteht, von denen der die Rolle tragende Teil (Laufbuchse 15) mit dem anderen Teil durch eine Achse (16) verbunden ist, deren Richtungsverlauf mit der ideellen Achse zusammenfällt.

3. Lagerung für die Reibrollen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle auf einem an sich bekannten, allseitige Beweglichkeit zulassenden Lager gelagert ist, aber durch Begrenzungsmittel zu einer Schwenkbewegung um nur eine ideelle Achse befähigt wird. 10c

4. Ausführungsform der Lagerung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein mit dem verschwenkbaren Rollenträgerrahmen (11) verbundenes Bolzenlager, das einen in den Lagerring (15) der Rolle (3) eingreifenden Bolzen (16) trägt.

5. Ausführungsform der Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenträgerrahmen (11) Schilde (24) trägt, die infolge einer Schlitzführung (29) o. dgl. nur eine pendelnde Bewegung und damit eine Verschwenkung um eine Achse zulassen.

6. Ausführungsform der Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß n₅ der Rollenträgerrahmen (11) Anschläge (44) trägt, die mit Schneiden, Wulsten

o. dgl. die Rolle längs einer Linie beiderseitig fassen und daher nur eine Schwenkbewegung um die durch diese Linie festgelegte Achse (9, 9) zulassen.

7. Ausführungsform der Lagerung nach

Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagplättchen (44) auf einer festen Achse lose drehbar sind, jedoch durch feste Anschläge (25) in bestimmten Stellungen an der Drehung gehindert werden, wobei die Anschlagplättchen (44) in solcher Lage angebracht sind, daß ihre festen Lagen zu beiden Seiten des Anschlags das Festhalten der Schwenkachse für die beiden Drehrichtungen bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen