DE1171692B - Reibungsgetriebe mit mehreren flachen Reibscheiben - Google Patents

Description

• Reibungsgetriebe mit mehreren flachen Reibscheiben Die Erfindung bezieht sich auf ein Reibungsgetriebe mit mehreren flachen Reibscheiben. Eine bekannte Ausbildung eines derartigen Getriebes ist in A b b. 1 dargestellt.
• Das Antriebsmoment wirkt auf die Antriebswelle 1, und ein System von Zahnrädern 2 und 3, 31 treibt eine oder zwei Antriebsreibscheiben 4,41 an. Eine oder zwei Rollen 5, 51 werden gegen die Antriebs.reibscheiben 4, 41 sowie gegen eine Abtriebsscheibe 6 gedrückt. Eine Abtriebswelle 7 wird durch die Abtriebsscheibe 6 über eine Druckvorrichtung angetrieben, welche den Gegenstand der Erfindung bildet. Die Kraftübertragung von der Antriebswelle 1 bis zu der Abtriebswelle 7 ist gestrichelt eingezeichnet. Je nach der übertragenen Leistung kann das Getriebe mit einer einzigen oder mit zwei Reibscheiben und Reibrollen ausgebildet sein, wie es ebenfalls gestrichelt dargestellt ist.
• Bei einem derartigen Reibungsgetriebe ist es wesentlich, daß ein genügender Antriebsdruck zwischen den Reibrollen und den Reibscheiben erzeugt wird, da das geringste Gleiten unter Belastung die Scheiben zerstört. Bisweilen müssen auch Änderungen des widerstehenden Moments im Verhältnis zu dem Antriebsmoment, große Geschwindigkeitsschwankungen usw. berücksichtigt werden.
• Es ist bekannt, hierfür zwischen der Abtriebsscheibe 6 und der der Abtriebswelle 7 eine doppeltwirkende Druckvorrichtung anzuordnen. Diese Vorichtung enthält ein oder mehrere elastische Glieder, welche z. B. durch Tellerfedern oder auch eine Schraubenfeder großen Querschnitts 8 gebildet werden, welche einen starken Druck ausüben können. Der von der Feder in Richtung auf die Scheiben und Rollen ausgeübte Druck ist dauernd vorhanden und erzeugt den zur Erzeugung der Reibung erforderlichen Druck, wenn das widerstehende Moment nicht vorhanden ist oder nur einen geringen Wert hat.
• Ferner enthält die Druckvorrichtung Einrichtungen, welche bei einer Verschiedenheit des Antriebsmoments und des widerstehenden Moments eine gegenseitige Verdrehung ausführen und mit Kurvenbahnen oder anderen Einrichtungen zur gegenseitigen Berührung versehen sind, welche so ausgebildet sind, daß sie diese gegenseitige Verdrehung in einen Axialschub umwandeln, welcher selbsttätig zu dem widerstehenden Moment proportional ist und in Richtung auf die Scheiben und Rollen wirkt, um zwischen diesen für beliebige Werte des widerstehenden Moments einen Reibungsschluß ohne jedes Gleiten herzustellen. Diese Einrichtungen werden durch die Teile 9 und 10 gebildet, welche unmittelbar oder mittelbar mit der Abtriebsscheibe 6 drehfest, aber gleitend verschieblich mit der Abtriebswelle 7 verbunden sind, wie dies schematisch in A b b. 1 und 2 dargestellt ist.
• Zur Umwandlung der gegenseitigen Verdrehung der Teile 9 und 10 in einen Axialschub weisen diese je zwei Paare von entgegengesetzten Kurvenbahnen 91-92 bzw. 101-102 auf, wobei jede Kurvenbahn ein Viertel des Ganges einer Flanke eines Gewindes mit quadratischem Querschnitt ist. Je nach der Richtung der gegenseitigen Verdrehung der Teile 9 und 10 halten stets zwei Kurvenbahnen eines jeden Teils die Berührung auf einem wesentlichen Abschnitt ihrer Oberfläche aufrecht. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art haben die Kurvenbahnen gewöhnlich eine geringe Steigung oder eine geringe Ganghöhe, um die Drehmomentschwankungen mit einer hinreichenden Empfindlichkeit in einen Axialschub umzuwandeln. Andererseits muß die Ausbildung so getroffen sein, daß eine Umkehrbarkeit der gegenseitigen Verdrehung der Teile 9 und 10 zulässig ist. Wenn die Steigung der Kurvenbahnen zu groß ist, ist die selbsttätige Änderung des Axialschubes insbesondere bei großen Geschwindigkeiten schlecht und folgt nicht allen Änderungen des widerstehenden Moments.
• Anders ausgedrückt: Bei Kurvenbahnen 91-92 und 101-102 geringer Steigung, wie sie im allgemeinen zur Berücksichtigung der ihre Umkehrbarkeit zulassenden Grenze ausgeführt werden, erhält man gute Axialdrücke bei großen Geschwindigkeiten, während bei kleinen Geschwindigkeiten ein übermäßiger Schub und in beiden Fällen eine schlechte Umkehrbarkeit vorhanden ist.
• Bei der dargestellten bekannten Ausführung sind die durch die Schraubenfeder 8 bzw. durch die Kurvenbahnen der Teile 9 und 10 erzeugten Axialschübe in Reihe geschaltet, was durch eine Rückwirkung des durch die Teile 9 und 10 erzeugten Schubes in entgegengesetzter Richtung den erheblichen Schub der Schraubenfeder 8 neutralisiert. Diese Feder ist nämlich zwischen dem Boden der Bohrung der Welle 7 und dem Teil 10 angeordnet. Aus A b b. 2 geht hervor, daß bei einer großen Änderung des widerstehenden Moments der durch die Kurvenbahnen 91-92 und 101-102 erzeugte Axialschub nicht nur in Richtung der Scheiben und Rollen wirkt, sondern auch eine Rückwirkung in entgegengesetzter Richtung gemäß dem Pfeil R erzeugt, welche den starken Schub F der Feder 8 verringert und häufig aufhebt.
• Es ist noch eine Aasführung bekannt, bei welcher die Feder und die eine Verdrehung in einen Axialschub umwandelnde Kurvenbahnanordnung nicht in Reihe, sondern parallel geschaltet sind. Bei dieser bekannten Vorrichtung sucht jedoch die Feder die beiden Teile der Kurvenbahnanordnung voneinander zu trennen, wodurch deren Wirkungsweise beeinträchtigt wird, da nun nicht mehr die ganze gegenseitige Verdrehung zur Erzeugung eines Axialschubes ausgenutzt wird, sondern teilweise zur Aufholung des Spiels dient.
• Die obigen Nachteile werden bei einem Reibungsgetriebe mit mehreren flachen Reibscheiben, die über radial verschiebbare Druckrollen miteinander im Eingriff stehen, und mit einem in einer Bohrung der Abtriebswelle angeordneten Drucksystem mit einer Feder und einer eine gegenseitige Verdrehung in einen Axialschub umwandelnden Kurvenbahnanordnung, von der das eine DruckgUed mit der Abtriebswelle und das andere- mit der Abtriebsscheibe drehfest verbunden ist,' vermieden, welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die Feder einerseits an einer mit der Abtriebswelle starr verbundenen Auflagefläche und andererseits über ein Axiallager an einer Auflagefläche des von den Windungen der Feder umgebenen, mit der Abtriebsscheibe verbundenen Druckgliedes abstützt.
• Durch diese Ausbildung wird zunächst der Vorteil erzielt, daß entgegen den bekannten Ausführungen der gesamte sowohl von der Feder als auch von der Kurvenbahnanordnung erzeugte Axialschub voll zur Wirkung kommt. Ferner wird durch die Anordnung der Feder und eines Axiallagers in dem Ringraum zwischen dem mit der Abtriebsscheibe verbundenen Druckglied der Kurvenbahnanordnung und der Bohrung der Abtriebswelle eine besonders geschlossene zweckmäßige raumsparende Ausbildung erzielt, welche unter anderem ermöglicht, den Kurvenbahnen einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser zu geben, wodurch das Arbeiten der Kurvenbahnanordnung infolge der Verkleinerung der auftretenden Hebelarme verbessert wird.
• Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung liegt die Steigung der Kurvenbahnen der Kurvenbahnanordnung zwischen 25 und 35°, wodurch gleichzeitig die gewünschte Ansprechempfindlichkeit als auch die Umkehrbarkeit der Arbeitsweise der Kurvenbahnanordnung gewährleistet werden.
• Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert: A b b. 1 und 2 zeigen schematisch eine bekannte Ausbildung eines Reibungsgetriebes mit einer oder zwei Antriebsscheiben und einer Druckvorrichtung, deren beide in Reihe geschaltete Glieder durch eine Schraubenfeder großen Querschnitts und eine Kurvenbahnanordnung gebildet werden, wobei die beiden Abbildungen zwei verschiedene Betriebszustände darstellen; A b b. 3 und 4 zeigen schematisch eine erfindungsgemäße Druckvorrichtung in zwei verschiedenen, ververschiedenen Werten des widerstehenden Moments entsprechenden Betriebszuständen; A b b. 5 und 6 sind schaubildliche Ansichten der Enden der Kurvenbahnen der Druckglieder des erfindungsgemäßen Getriebes; A b b. 7 und 8 zeigen beispielshalber zwei praktische Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ausbildung für verschiedene Arten von Reibungsgetrieben mit zwei bzw. einer Antriebsscheibe.
• Auf A b b. 3 und 4 wird das elastische Glied zur Erzeugung eines ständigen Drucks durch eine Schraubenfeder 11 starken Querschnitts gebildet, welche n-it einer gewissen Vorspannung zwischen einer Auflagefläche 71 in der Bohrung der Antriebswelle 7 und einer Auflagefläche 123 des unmittelbar oder mittelbar mit der Abtriebsscheibe 6 verbundenen Druckgliedes 12 angeordnet ist. Abweichend von der dargestellten Ausführung kann die Feder 11 auch unmittelbar auf die Scheibe 6 drücken. Zwischen der Feder 11 und der Auflagefläche 123 ist ein Axiallager 13 angeordnet, welches geringe gegenseitige Verdrehungen zwischen diesen beiden Teilen ermöglicht.
• Infolge dieser Anordnung der Feder ist das Druckglied 12 verlängert und weist Kurvenbahnen 121-122 vor der Auflagefläche 71 auf. Diese Kurvenbahnen wirken mit Kurvenbahnen 141-142 des zweiten Druckgliedes 14 zusammen, welches an dem Boden der Bohrung der Abtriebswelle 7 angeordnet ist. Das Glied 14 ist mit der Welle 7 drehfest, aber gleitend verschieblich z. B. durch Keile 143 verbunden, wobei die Bewegung des Gliedes 14 in Richtung auf den Boden der Bohrung in an sich bekannter Weise durch einen Anschlag 15 einer Vorrichtung zur selbsttätigen Aufholung des Spiels begrenzt wird.
• Die Kurvenbahnen 121-122 und 141-142 haben eine verhältnismäßig große, zwischen 25 und 35° liegende Steigung. Hierdurch wird der Vorteil einer sehr guten Umkehrbarkeit der gegenseitigen Verdrehungen der Teile 12 und 14 und einer großen Empfindlichkeit für Schwankungen des widerstehenden Moments bei mittleren und kleinen Geschwindigkeiten erzielt. Der bei den bekannten Vorrichtungen austretende Nachteil einer ungenügenden Empfindlichkeit derartiger Kurvenbahnen großer Steigung bei großen Geschwindigkeiten wird durch den erfindungsgemäßen Einbau der Feder 11 beseitigt, deren Schub voll in Richtung auf die Reibscheiben und Reibrollen wirksam wird. Dieser zusätzliche Schub, welcher zu dem von den Rückwirkungen der Kurvenbahnen 121-122 und 141-142 erzeugten Schub hinzutritt, ist, selbst wenn dieser letztere Schub gering ist, stets ausreichend, um reichlich den erforderlichen Druck zwischen den Reibscheiben und Reibrollen zu erzeugen, wie dies in A b b. 3 schematisch dargestellt ist.
• Bei mittleren und kleinen Geschwindigkeiten tritt der Hub der Feder 11 zu dem durch die Kurvenbahnen 121-12 und 141-14z erzeugten bedeutenden Schub hinzu, wie dies in A b b. 4 dargestellt ist, wodurch ein noch größerer Druck zwischen den Reibrollen und Reibscheiben entsteht.
• Aus dem Vergleich der A b b. 3 und 4 mit A b b. 1 und 2 geht die durch die erfindungsgemäße Ausbildung erzielte Verkleinerung des Durchmessers der Kurvenbahnen deutlich hervor.
• Ferner ist zu bemerken, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung entgegen der eingangs angeführten bekannten Vorrichtung die Feder nicht die Kurvenbahnen voneinander zu trennen sucht, welche stets miteinander in Berührung bleiben und so auf einem großen Teil ihrer Oberflächen arbeiten, was bei den von ihnen ausgeübten starken Drücken wesentlich ist.
• Eine erste praktische Anwendung der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung ist auf A b b. 7 für ein Getriebe mit doppelter Antriebsscheibe und Antriebsrollen dargestellt. In dieser Abbildung finden sich die oben beschriebeenen Teile wieder. Ein Nadellager 16 ist in die in der Bohrung der Abtriebswelle 7 angebrachte Auflagefläche 71 eingesetzt, welche nur die Verdrehung des Druckgliedes 12 erleichtern soll. Das Axiallager 13 erfüllt die unter Bezugnahme auf A b b. 3 und 4 erläuterte Aufgabe.
• Eine zweite Ausführungsform und praktische Anwendung der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung ist in Abb. 8 für ein Getriebe mit einer Antriebsscheibe und Antriebsrolle dargestellt. Auch auf dieser Abbildung finden sich die Teile der erfindungsgemäßen Anordnung wieder.
• Schließlich ist noch zu bemerken, daß gegebenenfalls bei einer erfindungsgemäßen Anordnung die Kurvenbahnen in Form von Gewindeflanken durch mit Ausnehmungen zusammenwirkende Kugeln ersetzt werden können.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Reibungsgetriebe mit mehreren flachen Reibscheiben, die über radial verschiebbare Druckrollen miteinander im Eingriff stehen, und mit einem in einer Bohrung der Abtriebswelle angeordneten Drucksystem mit einer Feder und einer eine gegenseitige Verdrehung in einen Axialschub umwandelnden Kurvenbahnanordnung, von der das eine Druckglied mit der Abtriebswelle und das andere mit der Abtriebsscheibe drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (11) einerseits an einer mit der Abtriebswelle (7) starr verbundenen Auflagefläche (71) und andererseits über ein Axiallager (13) an einer Auflagefläche (12s) des von den Windungen der Feder umgebenen, mit der Abtriebsscheibe (6) verbundenen Druckgliedes (12) abstützt.
2. 2. Reibungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Abtriebswelle (7) drehfest, aber axial verschieblich verbundene Druckglied (14) der Kurvenbahnanordnung mit einer an sich bekannten, unter der Wirkung einer Torsionsfeder stehenden Anschlagschraube (15) zur Aufholung des Spiels kombiniert ist.
3. 3. Reibungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Kurvenbahnen zwischen 25 und 35° liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 843 486; schweizerische Patentschrift Nr. 250 462; USA.-Patentschriften Nr. 1177 468, 2164 504, 2585830.