Druchrollenlageruug bei Reibungsgetrieben. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reibungsgetriebe, bei welchem zur Übertra gung der Kraft von der treibenden zur ge triebenen Welle. ein oder mehrere Zwischen körper in Form von Druckrollen verwendet sind, und zwar bezieht sie sich speziell auf die Lagerung der hierbei verwendeten Druck rollen.
Bei den bekannten Getrieben der verschie- densten Ausführungen treten, sobald als Druckkörper statt Kugeln Rollen verwendet werden, ausserordentliche Schwierigkeiten in der Lagerung und Führung der Rollen auf. Insbesondere bei Verwendung harter Mate rialien, wie Stahl für die Laufringe und die Rollen, müssen die geometrischen Rotations- _ achsen zweier aufeinander abrollender Körper (Druckrolle und Laufring) genau in einer Ebene liegen, um ein seitliches Verlaufen der Rollen zu vermeiden.
Ist die genannte Be dingung nicht erfüllt, so dass sich die beiden Achsen im Raum kreuzen, so steuern die Rol len mit erheblicher Kraft nach rechts oder links und verlassen den vorgeschriebenen Laufkreis. Die dabei auftretenden Kräfte sind unter Umständen so gross, dass in kurzer Zeit eine Zerstörung des Getriebes eintritt. Auf jeden Fall wird der Wirkungsgrad be deutend verschlechtert. Bei Reibungswechsel getrieben müssen diese Kräfte überdies vom Verstellmechanismus aufgenommen und beim Verstellen überwunden werden.
Eine der genannten theoretischen Forde rung. entsprechende Lagerung der Rollen ist zwar =durch eine äusserst präzise Ausführung bei Getrieben mit fester Übersetzung wohl erreichbar, -doch ist diese Art der Lösung für Reibungsgetriebe mit Geschwindigkeitswech sel unbrauchbar; denn während der die Ände rung des Übersetzungsverhältnisses bewir kenden Verstellung sollen sich, im Gegensatz zu der früheren Bedingung, die geome trischen Achsen zweier aufeinander rollender Körper (Druckrolle und Laufring) nicht schneiden, sondern im Raum kreuzen.
Es ist versucht worden, bei Schwenk rollengetrieben durch erzwungenes Kreuzen der Achsen eine indirekte Regelung zu er reichen. Es ist jedoch schwierig, mehrere Rollen in der gleichen Weise zu steuern, so dass alle auf denselben Laufkreis belangen. Andernfalls ergibt aber jede Rolle ein an deres Übersetzungsverhältnis und die G e sehwindigkeitsdifferenzen der Rollen unter einander ergeben direkte Verluste.
Erfindungsgemäss werden die genannten ,Mängel dadurch behoben, dass die Rollen eine vollkommene freie Einsteilbarkeit in bezug auf ihre Rotationsachse erhalten, so dass sie in bezuc auf diese Achse drei Freiheitsgrade der Bewegung besitzen, während alle bisher bekannten Anordnungen höchstens zwei Frei- heitsb rade (einer davon beschränkt) auf weisen.
Die Rollen haben daher die bleiche Be- webunbsfreiheit in bezug auf die Rotations- aehsewie eine Kugel, obgleich bei zwei Frei heitsgraden der Bewegung diese auf ein ge wisses Ausmass beschränkt sein kann. Diese freie Einsteilbarkeit kann zum Beispiel da durch erzielt werden, dass jede Druckrolle auf einer Kugelfläche gelagert ist, deren Mittelpunkt in der Drehachse der Rolle liegt.
In der beigefügten Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes veranschaulicht.
Fig. 1 stellt das erste Ausführungsbei spiel im ,Schnitt dar. 1 und \_' sind die beiden Laufringe, zwischen denen sich eine Druck rolle 3 befindet, welche auf ihnen abrollt, und die Kraft von einem Laufring zum andern überträgt. Zwecks freier Einsteilbarkeit der Rotationsachse ist. die Rolle 3 mit einer li:u- f;eliben Auflaberfläche -1 versehen, welche zusammen mit dem gleichfalls kugeligen Teil 5 der Achse 6 ein Gleitlager bildet.
Die geo metrische Rotationsachse der Rolle 3 ist im allgemeinen 7, entsprechend einer Lage der Rotationsebene 8-8, doch kann die Rota tionsebene in dem durch die Graden 9-9 und 9'-9' als Erzeugende und 7 als Achse ge- bildeten Doppelkebelraum jede beliebige Lage einnehmen.
Die Rolle 3 kann also ausser der Rotation um die Achse 7 auch in be- schränktem Masse Rotationen um zwei dazu senkrechte Achsen ausführen, besitzt also drei Freiheitsgrade in bezu; auf R.otationsbe- webun b. Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungs form der Lagerung, bei der die Kugel 5 .mit der Rolle 3 fest verbunden ist und die kugel förmigen Lagerkissen 11 und 12 stillstehen.
Versuche haben bezeigt, dass die Rolle 3 innerhalb der gegebenen Freiheitsgrenzen keineswegs hin- und herschwankt, trotzdem keine bestimmte Labe der Achse vorgegeben ist; nur bei sehr kleinen Umlaufzahlen der Rollen tritt ein gewisses Schwanken auf.
Schon bei relativ mässigen Geschwindigkeiten werden jedoch die Rollen durch die Kreisel wirkung vollkommen stabilisiert. Um auch bei sehr kleinen Drehzahlen und bei Leer lauf des Getriebes ein Hin- und Herschwan- ken der Rolle 3 innerhalb der gegebenen Freiheitsgrenzen zu verhindern und sie in ihrer Mittellabe zu erhalten, kann eine Rück stellvorrichtung vorgesehen sein, wie bei spielsweise auf der rechten Seite der Fib. 2 dargestellt.
In einer Vertiefung 13 der Ku- -el 5 liebt unter Bern Druck cler Feder 15 die Kugel 1-l.
In Fig. 3 ist ein weiteres Beispiel darge- stellt, bei welchem die Rolle 3 auf einem Kugellager 16-17 läuft. Diese Ausführung ist besonders für Schwenkrollengetriebe be stimmt, wobei die Achse 6 auf beiden Seiten mittelst der Gleittücke 18--18' in radialen Käfibschlitzen gelabert ist.
Obwohl jede eine Einstellbewegung mit drei Freiheitsgraden zulassende Lagerung verwendet werden kann, ist die Verwendung eines Kubellagei@s mit .sphärischer Laufbahn in der in der Fib. und 5 dargestellten Weise mit einem beson deren Effekt verbunden. Dieser bisher un bekannte Effeld soll in Fib. .1 beschrieben werden.
Er tritt an allen Kugellagern, die einerseits eine sphärische Laufbahn, ander seits eine Laufrille besitzen, immer dann auf, wenn die Laufrille steht. und die sphärische Laufbahn rotiert.
Wird (Fib. I) der Innen ring 17 eines Kugellagers mit sphärischem Aussenring 16 festbehalten und dieser im Sinne des Pfeils ?0 in Drehung um die Achse 7 versetzt. und sodann im Sinne des Pfeils 21 von rechts auf den ,jeweils am höchsten über der der Zeichenebene entsprechenden Ebene befindlichen Punkt gedrückt, so weicht der Ring nicht an dieser Stelle nach links aus, sondern erst bei 22, das heisst um 90 im Sinne der Rotation später, also ebenso wie ein Kreisel. Er nimmt dann die strichpunk tierte Lage 16 ein.
Dies tritt auch dann ein, wenn die Umfangsgeschwindigkeit des Rin ges 16 so klein ist, dass sonstige Kreiselwir kungen vollständig verschwinden, und zwar umso stärker, je grösser die Lagerbelastung (also die Pressung der Kugeln zwischen In nenring 17 und Aussenring 16) ist.
Die durch diesen Effekt erzeugte Stabili sierung der Rollen ermöglicht zusammen mit der Kreiselwirkung bei ScUwenkrollengetrie- ben auch eine leichte Regulierbarkeit. Ein Verschwenken der Achse 6 wirkt wie eine Gleichgewichtsstörung der Rotationsacbse und die Rolle 3 stabilisiert sich rasch um die neue Lage der Achse, da Querschwingungen in folge der dämpfenden Wirkung des Rei bungswiderstandes gegen seitliches Gleiten der Rollen kaum auftreten können.
Die Fig. 5 stellt eine gleichartige Lage rung wie Fig. 4 dar, jedoch ist die innere Laufbahn 16' des Kugellagers sphärisch, die äussere Laufbahn als Rille 17' ausgebildet.
Druchrollelageruug in friction gears. The present invention relates to a friction transmission in which the transmission of force from the driving to the driven shaft is used. one or more intermediate bodies in the form of pressure rollers are used, specifically it relates specifically to the storage of the pressure rollers used here.
In the known gears of the most varied designs, as soon as rollers are used as pressure bodies instead of balls, extraordinary difficulties arise in the mounting and guidance of the rollers. Particularly when using hard materials such as steel for the races and rollers, the geometric axes of rotation of two bodies rolling on each other (pressure roller and race) must lie exactly in one plane in order to prevent the rollers from running sideways.
If the above condition is not met, so that the two axes cross in space, the roles steer with considerable force to the right or left and leave the prescribed circle. The forces that occur in this process are sometimes so great that the transmission is destroyed in a short time. In any case, the efficiency will be significantly worsened. When there is a change in friction, these forces must also be absorbed by the adjustment mechanism and overcome during adjustment.
One of the above-mentioned theoretical demands. Corresponding storage of the rollers is indeed achievable = through an extremely precise design in gearboxes with fixed translation, but this type of solution is useless for friction gearboxes with speed changes; because during the change in the transmission ratio causing adjustment, in contrast to the previous condition, the geometric axes of two bodies rolling on each other (pressure roller and race) should not intersect, but rather cross in space.
Attempts have been made to achieve indirect control in swivel roller drives by forcing the axes to cross. However, it is difficult to control multiple roles in the same way so that they all concern the same running circle. Otherwise, however, each role results in a different gear ratio and the speed differences between the roles result in direct losses.
According to the invention, the above-mentioned deficiencies are remedied in that the rollers are completely freely adjustable with respect to their axis of rotation, so that they have three degrees of freedom of movement with respect to this axis, while all previously known arrangements have a maximum of two degrees of freedom (one limited) on ways.
The rollers therefore have the pale freedom of movement with respect to the axis of rotation like a ball, although with two degrees of freedom of movement this can be limited to a certain extent. This free adjustability can be achieved, for example, by the fact that each pressure roller is mounted on a spherical surface, the center of which lies in the axis of rotation of the roller.
In the accompanying drawings, four embodiments of the subject invention are illustrated.
Fig. 1 shows the first Ausführungsbei play in, section. 1 and \ _ 'are the two races, between which there is a pressure roller 3, which rolls on them and transmits the force from one race to the other. For the purpose of free adjustment of the axis of rotation. the roller 3 is provided with a left-hand-and-below-a-disk support surface -1 which, together with the likewise spherical part 5 of the axle 6, forms a slide bearing.
The geometric axis of rotation of the roller 3 is generally 7, corresponding to a position of the plane of rotation 8-8, but the plane of rotation can be in the double cone space formed by the degrees 9-9 and 9'-9 'as the generatrix and 7 as the axis take any position.
In addition to the rotation about the axis 7, the roller 3 can also execute rotations to a limited extent about two axes perpendicular thereto, ie has three degrees of freedom in relation to each other; on R. rotation webun b. Fig. 2 shows a second embodiment form of storage in which the ball 5 .mit the roller 3 is firmly connected and the spherical bearing pads 11 and 12 are stationary.
Tests have shown that the roller 3 in no way sways to and fro within the given limits of freedom, despite the fact that no specific axis is specified; A certain fluctuation occurs only with very small numbers of rolls.
Even at relatively moderate speeds, however, the rollers are completely stabilized by the gyroscopic effect. In order to prevent the roller 3 from swaying to and fro within the given limits of freedom even at very low speeds and when the transmission is idling, and to keep it in its central hub, a return device can be provided, for example on the right-hand side the fib. 2 shown.
In a recess 13 of the ball 5, under pressure from the spring 15, the ball 1-l loves.
A further example is shown in FIG. 3, in which the roller 3 runs on a ball bearing 16-17. This design is especially true for swivel roller gears, the axis 6 being lapped on both sides by means of the sliding pieces 18--18 'in radial cage slots.
Although any bearing that allows an adjustment movement with three degrees of freedom can be used, the use of a cube positioni @ s with a spherical track in the in the Fib. and 5 illustrated manner associated with a special effect. This previously unknown Effeld is said to be in Fib. .1 are described.
It occurs on all ball bearings that have a spherical raceway on the one hand and a running groove on the other hand whenever the running groove is standing. and the spherical career rotates.
If (Fib. I) the inner ring 17 of a ball bearing with a spherical outer ring 16 is retained and this is set in rotation about the axis 7 in the direction of the arrow? 0. and then pressed in the direction of arrow 21 from the right on the point located highest above the plane corresponding to the plane of the drawing, the ring does not deviate to the left at this point, but only at 22, i.e. by 90 in the sense of rotation later, just like a top. He then takes the dash-dot-oriented position 16 a.
This also occurs when the circumferential speed of the ring 16 is so small that other Kreiselwir effects disappear completely, the greater the bearing load (i.e. the pressure of the balls between the inner ring 17 and outer ring 16).
The stabilization of the rollers produced by this effect, together with the gyroscopic effect in swivel roller gears, also enables easy adjustment. Pivoting the axis 6 acts like an imbalance of the Rotationsacbse and the roller 3 stabilizes quickly around the new position of the axis, since transverse vibrations as a result of the dampening effect of the friction resistance against lateral sliding of the rollers can hardly occur.
FIG. 5 shows a similar location as FIG. 4, but the inner raceway 16 'of the ball bearing is spherical, the outer raceway as a groove 17'.