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Reibgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Reil>getrirl>f#, bestehend
atis zwei exzetitriscli gegeneinander gelagerten Scheiben, von denen die eine Scheibe
mit der treibenden NVelle und die andere Scheibe mit der getrielictieci Welle ,gekuppelt
ist und zwischen denen ein radial mit Bezug auf die beiden Scheiben gemeinsam verstell,liarer
Satz miteinander gekuppelter Reibräder angeordnet ist, von denen das eine Rad mit
der einen Scheibe und das ander.: Rad mit der anderen Scheibe zusammenwirkt.
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liei einem bekannten Reibgetriebe dieser Art sind die beiden Reibruder
fest auf einer gemeinsamen Welle montiert und also mitdrehend gekuppeIt.
Um dabei eine Kompensation der auf dein heiibr:i<tersatz ausgeübten Kräfte zu
erzielen, müssen die Reibräder groß sein, und die Welle des Satzes muß einen scharfen
Winkel mit der Rich= bung der beiden Getriebewellen bilden. Dies hat aber zur unvermeidlichen
Folge, daß die Reibräder mit verhältnismäßig großen Flächen gegen die Getriebescheiben
anliegen, wodurch eine große Abnutzung entsteht, während die Berührungsstellen der
beiden Reibräder mit den Getriebescheiben in radialer Richtung weit auseinanderliegen,
wodurch eine sehr schwere Befestigungs- und Stellwerkkonstruktion für den Reibrädersatz
nötig wird und Steuerung von einem Regler unmöglich ist.
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Die Erfindung beabsichtigt, ein Geschwindigkeitswechselgetriebe der
oben beschriebenen Art zu schaffen, wobei die genannten 'Mängel aufgehoben
sind,
und ein Reibgetriebe zu schaffen, das auch ohne Entkupplung der Reibräder und Getriebescheiben
leicht und mit sehr :geringen Kräften, insbesondere unmittelbar von einem Regler,
verstellt -,verden kann.
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Nach der Erfindung sind dazu an erster Stelle die Reibräder in entgegengesetztem
Sinne zueinander drehend miteinander gekuppelt. In dieser Weise entsteht die Möglichkeit
unter Beibehaltung der Kräftekompensation, welche das Kippen des Reibrädersatzes
zwischen den Getriebescheiben verhindert, kleine Reibräder zu benutzen, deren Welle
senkrecht zur Richtung der beiden Getriebewellen steht oder einen scharfen Winkel
mit den Flächen der Getriebescheiben bildet und in Richtung der Verbindungslinie
der Mittelpunkte dieser Scheiben verläuft, wodurch eine minimale Abnützung erzielt
werden kann.
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Einfache und zweckmäßige Konstruktionen können erhalten werden, wenn
die Reibräder des Reibrädersatzes auf untereinander parallelen Wellen montiert sind.
Die Druckkräfte zwischen den Getriebescheiben und dem Reibrädersatz stehen dann
senkrecht zu den Scheibenflächen, wodurch auch die Kippneigungen des Reibrädersatzes
leicht beherrscht werden können und eine verhältnismäßig leichte und bequem steuerbare
Stelleinrichtung möglich wird.
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Weiterhin ist gemäß der Erfindung der Reibrädersatz an einem Gehäuse
befestigt, das in der Verstellrichtung des Reibrädersatzes schwingend an einer Verstellstange
aufgehängt ist, wobei die Stange selbst in ihrer axialen Richtung verstellbar gelagert
ist. Hierdurch wird erreichet, daß bei der Verstellung der Reibräder keine Reibung
zu überwinden ist, da eine Verstellung der Verstellstange in die eine oder in die
andere Richtung zur Folge hat, ,daß Glas Gehäuse ,mit den Reibrädern schräg nach
außen oder nach innen gestellt wird, wonach die Reibräder infolge der Rotation der
Getriebescheiben über diese Scheiben nach außen bzw. nach innen rollen, bis das
Gehäuse wieder senkrecht unter seinem Aufhängepunkt an der Verstellstange steht.
Diese Konstruktion ist besonders geeignet für die Anwendung von Reglersteuerungen,
die auch bei Getrieben für große Leistungen benutzt werden können.
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Um unerwünschte Schwingbewegungen zu verhindern, ist das Gehäuse mit
dem Reihrädersatz beschränkt scbw,ingend an der Verstellstange befestgt.
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Eine sehr einfache Ausführung wird erzielt, wenn die Reibräder unmittelbar
gegeneinanderlattfen und mit wenigstens einem ,gelenkigen Arm am Ge'liä use befestigt
sind. Die Reibräder werden dann immer selbsttätig mit dem auf die Getriebescheiben
ausgeübten Kupplungsdruck gegeneinander und gegen die Getriebescheiben gepreßt,
so <laß die Abnutzung keinen Einfloß auf die Wirkung haben 'kann.
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Die Reibräder können gemäß der Erfindung mit Ililfe einer Übertragung,
,gegebenenfalls über eine oder mehrere Zwischenwellen, miteinander gekuppelt sein.
Die Übertragung kann dabei aus einer Zahnradübertragung bestehen. Dabei können die
Zahnräder von gleicher oder ungleicher Größe sein, so daß außer einer einfachen
Übertragung mit entgegengesetzter Drehrichtung auch durch Wahl des Übertragungsverhältnisses
wunschgemäß oder nach Bedürfnisgleichzeitig ein Vervielfachungs- oder Reduktionsgetriebe
erzielt werden kann.
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Da die üblichen Regler, insbesondere die Zentrifugalregler, im allgemeinen
eine quadratische Regelcharakteristik haben, während für viele Anwendungszwecke
eines Getriebes nach der Erfindung eine lineare oder noch anders verlaufende Regelkurve
des Reglers notwendig sein wird, kann das Getriebe nach der Erfindung mit Mitteln
für die Korre'ktion der Regelkurve versehen sein, insbesondere dadurch, daß die
Verstellstange,welche mit dem Regler verbunden ist, finit einem System von einstellbaren
Rückstellfedern zusammenwirkt, weldhe nacheinander zur Wirkurig gebracht werden,
wenn die Verstellstange aus der lZuhestellung verstellt wird.
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Die Erfindung wird jetzt all Hand der Zeichnungen. @in denen einige
mehr oder weniger schematische Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert
werden. In den Zeichnungen zeigt Fig. i eine Seitenansicht eines Getriebes nach
der Erfindung .mit EinschaltIhupplung und Reglersteuerung, Fig. 2 eine Draufsicht
voll Fig. 1, Fig. 3 eine Vorderansicht der Rückstellvorrichtung für die Verstellstange
.und Fig.4 eine Seitenansicht von Fig. 3, F.ig.5 eine Draufsicht auf eine andere
Ausführungsform :des Getriebes nach -der Erfindung, Fig.6 einen Reibrädersatz finit
Zahnradübertragung, Fig. 7 einen Reibrädersatz mit Zahnrad- und Kettenübertragung
und Zwischenwelle, Fig. 8 eine Seitenansicht der Verstelleinrichtung durch Hand;
Fig. 9, io und i i zeigen Einzelheiten der bei diesem Ausführungsbeispiel benutzten
beschränkt schwingenden Befestigung des Reibrädergehäuses.
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In der Zeichnung -sind i und 2 die beiden exzentrisch gelagerten Reibgetriebewellen
mit den untereinander parallelen Scheid erl 3 und 4. Die Scheibe 4 ist in diesem
Falle mit der Lagerbüchse 5 über eine bestimmte Strecke axial verschiebbar, aber
unverdrehbar auf der getriebenen Welle 2 montiert. Zwischen den beiden Getriebescheiben
3 und 4 befindet sich ein Reibrädersatz 6 und 7, der auf untereinander parallelen
senkrecht zu den beiden Getriebewellen stehenden Wellen montiert ist und unmittelbar
gegeneinanderlaufend in entgegengesetztem Sinne drehend miteinander gekuppelt ist.
Die beiden Reibräder 6 und 7 sind an Armen 8 und 9 befestigt, welche ihrerseits
:gelenkig an einem Gehäuse io verbunden sind. Das Gehäuse io be-@sitzt am oberen
Ende ein Auge 11, mit dein es zwischen .den beiden Scheiben 3 und 4 schwingend an
einer Verstellstange 12 aufgehängt ist, z. B. dadurch,
daß die Verstellstange
an dieser Stelle mit einer Einschnürung von geringer Tiefe versehen ist, in die
zwei seitlich durch den mit einigem Spiel um die Verstellstange passenden Ring i
i nach innen ragende Zapfen 13 liegen. Die Ränder des Ringes dienen dabei gleichzeitig
für die Beschränkung des Schwingbereiches des Gehäuses mit dem Reibrädersatz.
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Die Verstellstan,ge 12 ist in ihrer axialen Richtung verschiebbar
in zwei Lagern 14 und 15 gelagert und in diesem Falle am einen Ende 16 mit einem
Kabel 17 verbunden, das über zwei Rollen 18 und i9 geführt ist und mit dem anderen
Ende an einem Mitnehmerarin 2o eines Zentrifugalreglers 21 befestigt ist.
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Am anderen Ende ist die Verstellstange 12 für die Rückstellung mit
einem Q.uerstab22 versehen, der mit einem Satz an einem Ende fest in einem (,estellteil23
:nebeneinander eingeklemmter oder in anderer Weise befestigter Blattfedern 24 zusammenwirkt.
Die Blattfedern 24 können mittels StellscliratilX#n 25 .hinSichtlich ihrer gegenseitigen
Lage eingestellt werden, wodurch die Regelkurve ,der ganzen Vorrichtung wunschgemäß
oder nach Bedürfnis gewählt werden kann. Weiterhin ist der Querstab 22 über die
Verstellstange 12 verstellbar mittels der Stellinutter 26, wodurch die Ruhestellung
der Vorrichtung eingestellt werden kann.
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Zwischen dein Regler 21 und der Getriebescheibe 4 ist um die Welle
2 noch eine Feder 27 vorgesehen, welche sowohl den Kupplungsdruck des Getriebes
als auch den Kupplungsdruck der Kupplung 28 bewirkt. Die Kupplung 28 dient dazu,
die getriebene Welle 2 bei weiterlaufender treibender Welle und weiterlaufendem
Getriebe entkuppeln zu können, was z. B. für den Antrieb von _'@titoniol>ilen von
Bedeutung sein kann.
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In dem Ausführungs- und Anwendungsbeispiel nach Fig. 5 sind i und
2 die treibende bzw. getriebene Welle, welche zueinander in festen Lagern 29 und
30 exzentrisch gelagert sind und je eine Getriebescheibe 3 bziv. 4
tragen. Zwischen den beiden Getriebescheiben 3 und 4 ist als Üibertragungsorgait
ein Satz Reibräder 6 und 7 vorgesehen. Die Reibräder sind Mit ihren Wellen untereinander
parallel und gleichzeitig parallel zu der @"erl>indungs.linie der Mittelpunkte der
beiden (@etriehescheil)en in einem Gehäuse 1o gelagert, das zwischen den beiden
Getriebescheiben an einer \"erstellstange 12 beschränkt schwingend -befestigt ist.
Die beiden Reibräder 6 und 7 sind :in entgegengesetztem Sinne drehend durch einen
Satz Zahnräder 21 und 32 miteinander ,gekuppelt, welche in det11 dargestellten Falle
gleich groß sind. Die Berührungspunkte von jedem Reibrad liegen mit den dazugeli<irigen
Getriebescheiben in Richtung der beiden (;etricl)ewellen einander ,gegenüber, so
daß Kippneigungen des Reiibrä,dersatzes auf ein Miniinum beschränkt werden.
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Für die Befestigung an der VerstelIstange 12 meist das Geliiitise
to an der Oberseite einen Quersteg 33 (Fig. to) mit einem Auge ii auf. Dieses _ltige
greift uni eine kugelförmige Verdickung 34 (Fig. 9) der Verstellstange 12 und wird
auf dieser Verdickung mit Hilfe von zwei kugel.segmentförmigen ausge'hö'hlten Ringen
35 und 36 (Fig. i i) festgehalten, die auf beiden Seiten des Auges i i an dem Steg
33 befestigt sind. Zur Beschränkung des Schwingbereiches dieser Befestigung sind
um das Kugelgelenk Schilde 37 und 38 fest am Quersteg 33 befestigt, welche gegen
die auf beiden Seiten der Kugel 34 quadratische Verstellstange 12 seitlich anliegen
und mit Spiel die Verstellstange an der Oberseite und Unterseite umfassen. Demzufolge
kann das Gehäuse io praktisch nur in der Ebene durch die Verstellstange und die
Achslinie des Gehäuses schwingen und außerdem nur so weit, wie es die nach innen
stehenden Ränder der Schilde 37 und 38 zulassen. Die Verstel.lstange 12 ist in .der
Mitte über den beiden Getriebescheiben 3 und4 in ihrer axialen Richtung in Lagern
14 und 15 verschiebbar gelagert. Wenn sie in eine oder andere Richtung verstellt
wird, wird das Gehäuse io mit ,den Reibrädern 6 und 7 schräg gezogen, was bei Drehung
des Getriebes zur Folge hat, daß die Reibräder 6 und 7 in dieser schrägen Richtung
über die Getriebescheiben rollen und sich nach außen oder nach innen bewegen, bis
sie wieder gerade unter dem Aufhängepunkt des Gehäuses io stehen. Für diese Verstellung
ist daher keine große Kraft notwendig, während auch keine Abnutzung auftritt. Demzufolge
eignet sich diese Konstruktion besonders gut für selbsttätige Steuerung mittels
eines Reglers.
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In dem dargestellten Beispiel ist ein Zentrifugalregler 21 mit Mitnehmerarm
2o vorgesehen, der mittels eines Kabels 17 über Führungsrollen i9 und 18 mit dem
einen Ende 16 der Verstellstange 12 verbunden ist. Für die Rückstellung äst am anderen
Ende (der Verstellstange 12 eine Feder 39 vorgesehen, welche sich einerseits gegen
das Lager 14 und anderseits gegen den Stellring 40 mit der Stellschraube 26 abstützt.
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Der Kupplungsdruck für das Getriebe wird durch die Feder 27 bewirkt,
welche die seit der Büchse 5 verschiebbar auf der Welle 2 gelagerte Getriebescheibe
4 in Richtung auf die Scheibe 3 preßt. Im Bedarfsfall kann dieser Kupplungsdruck
noch dureli eine Kupplung mit schrägen Flächen in ,der Büchse 5 für zunehmende Belastungen
gesteigert werden. Der Kupplungsdruck für die Kupplung 28 wird von der zweiten Kupplungsfeder
27° bewirkt.
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Um die Drehrichtung der getriebenen Welle 2 umkehren zu können, z.
B. für Fahrzeuge, welche auch rückwärts fahren 'können müssen, kann die Verstellstange
12 durch Handbetätigung derart verstellt werden, daß das Gehäuse io mit den Reibrädern
6 und 7 auf die andere Seite des Mittelpunktes der Scheibe 3 gelangt. Dazu ;ist
die Stange 12 bei 16 noch mit einem seitlichen Vorsprung 41 versehen, der mit einem
Schlitz 42 eines Betätigungshebels 43 zusammenwirkt, der drehbar um den Mittelpunkt
44 eines Scheibensegmentes 45 mit Verzahnung 46 gelagert ist.
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Da es nicht ohne weiteres möglich oder jedenfalls
lceniger
günstig ist, den Reibrädersatz bei rotierenden Getriebescheiben über den Mittelpunkt
der Antriebsscheibe zu verstellen, kann für die Umschaltung von vorwärts auf rückwärts
oder umgekehrt noch eine Entkupplung der Reibräder vorgesehen werden, z. B. durch
einen Hebel, der an einem Ende an einem festen Punkt drehbar befestigt ist und durch
Betätigung des anderen Endes mit einem zwischenliegenden Punkt gegen einen Kugel-oder
Spurzapfen in der Mitte der Scheibe q. gedrückt werden kann. In :dieser Weise kann
die Scheibe gegen die Wirkung ,der Kupplungsfeder 27 gedrückt -,werden, wodurch
das Gehäuse io init den Reibrädern außer Eingriff mit den beiden Getriebescheiben
3 und 4 kommt und leicht an dein Mittelpunkt der Antriebsscheibe vorüber gebracht
werden kann.
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Die Fig. 6 zeigt schematisch einen gleichen Reibr dersatz, wie in
der Vorrichtung- nach Fig. 5 beä nutzt worden ist, aber mit dem Unterschied,
daß die Zahnräder 31 und 32, mit denen die beiden Reibräder gekuppelt sind, von
ungleicher Größe sind, so daß der Reibrädersatz gleichzeitig, abhängig von der Seite,
wo sich die Antriebsscheibe befindet, als Vervielfachungs-oclerVerzögt,i-iiii@;sgetriebe
wirken kann.
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In der Fig. 7 ist schließlich noch schematisch ein Rei.brädersatz
dargestellt, essen Reibräder 6 und 7 über eine Zwischenwelle 47 mit einer Zahnrad-
und einer Kettenübertragung in entgegengesetztem Sinne drehend miteinander gekuppelt
sind. An Stelle der Kettenübertragung kann auch eine zweite Zahnradübertragung mit
einer zweiten Zwischenwelle benutzt werden. Hierdurch können nötigenfalls noch größere
Übertragungsverhältnisse zwischen den beiden Reibrädern erzielt werden.
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Bei den Ausführungen nach den Fig.6 und 7, bei denen dieUmfan:gsgescliwindigkeiten
der beiden Reibräder 6 und 7 untereinander verschieden sind. mußdamit gerechnet
werden, daß bei Schrägstellung des Gehäuses io die Verstellungen der beiden Reibräder
über die Getriebescheiben ungleich werden. Um nachteiligen Folgen vorzu-@beugen,
kann das langsam laufende Reibrad einzeln an einem Arm aufgehängt sein, der mit
Bezug auf .das Gehäuse parallel zu den Flächen der -beiden Getriebescheiben ibiegsain
ist. Das nacheilende Reibrad gelangt dann selbsttätig unter eine größere Neigung
mit Bezug auf die leiden Getriebescheben, so daß das Nacheilen wieder ausgeglichen
1v i rd.
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Ferner kann in der Fig. 7 an Stelle einer Kettenübertragung auch eine
Seilitl>ertragun- benutzt «erden.
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Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß der Mechanismus 41 'bis
46, der Handbetätigung möglich macht, für Betrieb in beiden Richtungen brauchbar
ist, so daß in jedem Augenblick voll selbsttätigen Betrieb auf Hand.l>etrieb übergegangen
werden kann. Dazu ist die Sperrklinke. welche mit den Zähnen 46 zusaininenwirkt,
in entkuppelter Stellung verriegelhar, so daß der 11etätigutigslhebel 43 frei niit
deni Nocken 41 unter dem Einfluß des Reglers 21 hin und 'her bewegt werden kann.
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Die Erfindung ist ol>etiste,hen(1 an Hand von einigen Ausführungsbeispielen
erläutert, aber sie ist nicht darauf beschränkt. So kann, um die getriebene Welle
im Bedarfsfall auch in die andere Richtung antreiben zu 'können, noch ein Umkehrgetriebe,
z. ß. mit konischen Zahnrädern, benutzt werden. Weiterhin kann all Stelle eines
Zentrifugalreglers auch ein elektromagnetischer oder sonstiger elektrischer Regler
benutzt werden, der z. B. aus einem von einer der Getriebewellen angetriebenen Dynamo
besteht, der Strom an eine Spule in der Verlängerung .der Verstellstange i2 liefert,
wodurch diese im Verhältnis zu der zu regelnden Drehzahl mehr oder weniger in die
Spule hineingezogen wird, und somit die Verstellstange in -die erforderliche Richtung
verstellt.
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Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die Kupplung 28 und der
Regler 2 i mit Zubehör nicht zu dem eigentlichen Reibgetriebe gehören und deshalb
auch weggelassen werden können. Das Ende 16 der Verstellstange 12 wird dann mit
einem Stell- und Festsetzmeclianismus für Handbetätigung verbunden.