DE2538189A1

DE2538189A1 - Friction wheel drive for torque converter - mushroom shaped rotating heads for opposing shafts with conical interconnecting drive

Info

Publication number: DE2538189A1
Application number: DE19752538189
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Mori
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-08-27
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1976-03-11
Also published as: CH594833A5

Abstract

A torque converter drive which does not use spherical rotating members with high friction coefficient has two concentric shafts which fit in the housing, projecting at opposite ends and at the other end fitting into a rotating mushroom shaped head. These are in contact with a truncated cone shaped friction surface with the tapered end fitting inside the mushroom head of the other shaft. There are spheres between both the rotating heads and both friction surfaces are simultaneously in contact. The ratio of input to output speed is proportional to the ratio between the cross sections of the roating components. Alternatively one shaft rotates inside the other shaft, both fitting in the same direction in the housing.

Description

Reibradgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehzahlwandler, der die Drehzahlerhöhung oder -veringerung einer Ausgangswelle gestattet. Die Drehzahländerung erfolgt zwischen Eingang und Ausgang des Getriebes über sich reibend berührende Rotationsglieder.Friction gear The invention relates to a speed converter, which allows the speed of an output shaft to be increased or decreased. The speed change takes place between the input and output of the gearbox via frictional contact Rotational links.

Das erfindungsgemäße Getriebe unterscheidet sich von den bekannten Getrieben durch die vervielfachte Drehzahländerungseffizienz, die durch die Verwendung von kugelförmigen Rotitionsgliedern mit hohen Reibungskoeffizienten erreicht wird.The transmission according to the invention differs from the known Driven by the multiplied speed change efficiency achieved by using is achieved by spherical rotating members with high coefficients of friction.

Die Erfindung betrifft somit einen Drehzahlwaadler, der sich für die verschiedensten Maschinen eignet. Infolge der Flexibilität der Einrichtung lassen sich Eingang und Ausgang vertauschen.The invention thus relates to a speed waadler, which is suitable for various machines. Let due to the flexibility of the facility swap input and output.

Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt in Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine 2. Ausführungsform.For a more detailed explanation of the invention, reference is made to the drawings Referenced. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the invention, Fig. 2 shows a cross section in the direction of arrows II-II in Fig. 1 and 3 shows a longitudinal section through a second embodiment.

Die Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 zeigt ein zylindrisches Gehäuse 11, das alle Teile der Vorrichtung aufnimmt. Das Gehäuse 11 besteht aus einem Hauptkasten 12 und zur Lagerung der Wellen dienenden zylindrischen Einheiten 14 und 15, die axial am Hauptkasten 12 auf beiden Seiten durch Schraubern 13 festgemacht sind.The embodiment according to Figures 1 and 2 shows a cylindrical Housing 11 which houses all parts of the device. The housing 11 consists of a main box 12 and cylindrical units for supporting the shafts 14 and 15, which are axially fixed to the main box 12 on both sides by screwdrivers 13 are.

Die zylindrischen Einheiten 14 und 15 in Figur 1 rechts bzw.The cylindrical units 14 and 15 in FIG.

links dienen zur drehbaren Lagerung der Welle 17 bzw. 19 über Lager 16 bzw. 18.on the left serve for the rotatable mounting of the shaft 17 or 19 via bearings 16 or 18.

Die Welle 17, die am äußeren Ende gegen die Innenseite des Gehäuses 11 stößt, bildet einen Flansch 21, der beweglich in einer geräumigen zylindrischen Ausnehmung 20 am inneren Ende der zylindrischen Einheit 14 liegt. Die andere Welle 19 ist ebenfalls außen am inneren Ende ringförmig mit einem Flansch 23 ausgestattet, der beweglich in einer geräumigen, zylindrischen Ausnehmung 22 am inneren Ende. der anderen Einheit 15 liegt.The shaft 17 at the outer end against the inside of the housing 11 abuts, forms a flange 21, which is movable in a spacious cylindrical Recess 20 is located at the inner end of the cylindrical unit 14. The other wave 19 is also equipped with a ring-shaped flange 23 on the outside at the inner end, which is movable in a spacious, cylindrical recess 22 at the inner end. the other unit 15 is located.

Am inneren Ende der Welle 17 ist konzentrisch ein Vierkant 25 eingepaßt, das gegen den Innenraum 24 des Hauptkastens 12 vorspringt. Das Vierkant 25 ist mit einem topfförmigen Drehteil 26 in dem Raum 24 versehen. Zwischen dem Drehteil 26 und dem Flansch 21 ist eine Reihe von Rollen 27 angeordnet, die das Drehteil 26 tragen.At the inner end of the shaft 17 a square 25 is fitted concentrically, that against the interior 24 of the main box 12 protrudes. The square 25 is provided with a pot-shaped rotating part 26 in the space 24. Between the Rotary part 26 and the flange 21 a series of rollers 27 is arranged, which Bear rotating part 26.

Das Vierkant 25 sitzt in einer viereckigen Öffnung 28 des Drehteiles 26, sodaß sich dieses zusammen mit der Welle 17 dreht und axial um das Vierkant 25 bewegt. Das Drehteil 26 hat an der Innenseite eine kegelstumpfförmige Reibungsfläche 29, die gegen das innere Ende der anderen Welle gerichtet ist. Die Welle 19 ist ebenfalls konzentrisch mit einem Vierkant 31 versehen, das in den Innenraum 24 ragt, wobei ein konisches Drehteil 32 auf das Vierkant 31 mit einer viereckigen Öffnung 34 paßt, wodurch die Drehbewegung des Vierkantes 31 und des konischen Drehteiles 32 mit der Welle 19 synchronisiert ist. Zwischen dem konischen Drehteil 32 und dem erwähnten Flansch 23 trägt eine Reihe von Rollen 33 das Drehteil 32.The square 25 sits in a square opening 28 of the rotating part 26, so that this rotates together with the shaft 17 and axially around the square 25 moves. The rotating part 26 has a frustoconical friction surface on the inside 29, which is directed towards the inner end of the other shaft. The shaft 19 is also concentrically provided with a square 31, which protrudes into the interior 24, wherein a conical rotating part 32 on the square 31 with a square opening 34 fits, whereby the rotary movement of the square 31 and the conical rotating part 32 is synchronized with the shaft 19. Between the conical rotating part 32 and the The above-mentioned flange 23 carries a series of rollers 33 the rotating part 32.

Das Drehteil 32 hat an seinem äußeren Ende eine ringförmige Ausnehmung 35, die mit der erwähnten Reibfläche 29 des topfförmigen Drehteiles 26 so ausgebildet ist, daß eine Reibradgetriebewirkung mit den kugelförmigen Rotationsgliedern 39 zwischen den Drehteilen 26 und 32 im Raum 24 entsteht. Die kugelförmigen Glieder 39 bestehen aus einem Material mit hohen Reibungskoeffizienten, wie etwa Gummi oder ähnlichem.The rotating part 32 has an annular recess at its outer end 35, which are so formed with the aforementioned friction surface 29 of the pot-shaped rotating part 26 is that a friction gear action with the spherical rotating members 39 arises between the rotating parts 26 and 32 in space 24. The spherical links 39 are made of a material with a high coefficient of friction, such as rubber or similar.

In dem Hauptkasten 12 ist durch einen Paßring 36 ein Aufnehmer 37 installiert, wodurch das konische Drehteil 32 außen umschlossen ist. Der Aufnehmer 37 trägt im Ausführungsbeispiel 3 Achsen 38, die ringförmig im Abstand angeordnet sind und in den Raum zwischen dem topfförmigen Drehteil 26 und dem konischen Drehteil 32 ragen. Auf den Achsen 38 sind die erwähnten kugelförmigen Glieder 39 jeweils über ein Lager 40 drehbar angeordnet. Sie stehen im Reibungskontakt mit der Reibungsfläche 29 und der ringförmigen Ausnehmung 35.A receiver 37 is located in the main box 12 through a fitting ring 36 installed, whereby the conical rotating part 32 is enclosed outside. The transducer In the exemplary embodiment 37 carries 3 axes 38, which are arranged in a ring at a distance are and in the space between the cup-shaped rotating part 26 and the conical rotating part 32 tower. On the axes 38, the aforementioned spherical members 39 are each Rotatably arranged via a bearing 40. You are in frictional contact with the Friction surface 29 and the annular recess 35.

Die kugelförmigen Glieder 39 sind zwischen den Drehteilen 26 und 32 angeordnet.The spherical members 39 are between the rotating parts 26 and 32 arranged.

Der erwahnte Paßring 36, der in den Aufnehmer 37 über eine Eeilverzahnung 41 greift, ist an der Innenseite des Hauptkastens 12 durch Schrauben 42 und Muttern 43 festgemacht. Der Aufnehmer 37 ist dadurch gegenüber dem Hauptkasten 12 nicht mehr verdrehbar aber in axialer Richtung beweglich. Diese axiale Beweglichkeit des Aufnehmers 37 ist für die Reibungskraft zwischen den kugelförmigen Gliedern 39 und den Reibflächen 29 und 35 unbedingt erforderlich.The above-mentioned fitting ring 36, which is inserted into the transducer 37 via a quick-release toothing 41 engages is on the inside of the main box 12 by bolts 42 and nuts 43 moored. The pickup 37 is therefore not opposite the main box 12 more rotatable but movable in the axial direction. This axial mobility of the Sensor 37 is for the frictional force between the spherical members 39 and the friction surfaces 29 and 35 absolutely necessary.

Die erwahnten Flansche 21 und 23 an der Welle 17 bzw. 19 besitzen an der Rückseite eine ringförmige Ausnehmung 44 bzw. 45 (in Fig. 1 links) zur Aufnahme einer Feder 46 bzw.Have the aforementioned flanges 21 and 23 on shaft 17 and 19, respectively on the back an annular recess 44 or 45 (left in Fig. 1) for receiving a spring 46 resp.

47. In den erwähnten geräumigen, zylindrischen Ausnehmungen 20 und 22 an der Rückseite des Flansches 21 und 23 befinden sich außerdem automatische Drucksteuersysteme 48 und 49.47. In the aforementioned spacious, cylindrical recesses 20 and 22 at the rear of the flange 21 and 23 are also automatic Pressure control systems 48 and 49.

Die Federn 46 und 47 werden zwischen dem inneren Ende der Ausnehmungen 44 und 45 und den automatischen Drucksteuersystemen 48 und 49 zusammengedrückt und drücken dadurch die Wellen 17 und 19 im Gehäuse 11 nach innen. Die beiden Federn 46 und 47 drücken die Wellen 17 und 19 derart gegeneinander, daß die Reibflächen 29 und 35 (als ringförmige Vertiefung des konischen Drehteiles 32 bereits erwähnt) über die ringförmigen Glieder 39 gegeneinander gedrückt werden, sodaß die Reibungskraft der zugeführten Druckkraft proportional ist und die Vbertragung der Drehbewegung von der Welle 17 auf die Welle 19 oder umgekehrt erfolgen kann.The springs 46 and 47 are between the inner end of the recesses 44 and 45 and the automatic pressure control systems 48 and 49 compressed and thereby press the shafts 17 and 19 in the housing 11 inwards. The two feathers 46 and 47 press the shafts 17 and 19 against one another in such a way that the friction surfaces 29 and 35 (already mentioned as an annular recess of the conical rotating part 32) are pressed against each other via the annular members 39, so that the frictional force the applied compressive force is proportional and the transmission of the rotary motion can be done from the shaft 17 to the shaft 19 or vice versa.

Im folgenden wird das automatische Drucksteuersystem 48 in Figur 1 rechts beschrieben, das mit dem Gegenstück 49 vollständig übereinstimmt.The following is the automatic pressure control system 48 in FIG described on the right, which corresponds to the counterpart 49 completely.

Das Sytem 48 umfaßt einen Ring 50, an der Rückseite des Flansches 21 überzlappend angeordnet, einen diametral vergrößerten Ring 51 am inneren Ende des Lagers 16 und mehrere Rollen 52 radial zwischen den Ringen 50 und 51 in V-förmigen Ausnehmungen auf gegenüberliegenden Flächen der Ringe 51 und 52, sodaß die Rollen 52 auf diesen Ringen laufen können, wenn die Welle 17 infolge einer unzulässig großen Belastung auf den Reibflächen 29 und 35 gegen die Feder 46 nach außen gedrückt wird. Durch die unzulässig große Belastung könnte ein Schlupf an den Reibflächen oder ein anderer nachteiliger Einfluß entstehen.The system 48 includes a ring 50 on the rear of the flange 21 arranged overlapping, a diametrically enlarged ring 51 at the inner end of the bearing 16 and several rollers 52 radially between the rings 50 and 51 in V-shaped Recesses on opposite surfaces of rings 51 and 52 so that the rollers 52 can run on these rings if the shaft 17 as a result of an impermissibly large Load on the friction surfaces 29 and 35 is pressed against the spring 46 to the outside. The inadmissibly high load could cause slippage on the friction surfaces or another adverse influence will arise.

In einer praktischen Anwendung wird die Welle 17 der ersten Ausführungsform mit der Welle eines nicht gezeigten Motors über eine geeignete Kupplung verbunden, wobei das Gehäuse 11 am Motorfundament über geeignete Mittel festgemacht ist.In a practical application, the shaft 17 of the first embodiment connected to the shaft of a motor (not shown) via a suitable coupling, the housing 11 being fastened to the engine foundation by suitable means.

Bei Drehung der Welle 17 dreht sich auch das topfförmige Drehteil 26 und überträgt die Drehbewegung auf die kugelförmigen Glieder 39 und auf das konische Drehteil 32, in Folge des Reibungskontaktes der kugelförmigen Glieder 39 mit dem Drehteil 26 und dem konischen Drehteil 32 über die Reibfläche 29 bzw. 35. Die vom Aufnehmer 37 gehaltenen kugelförmigen Glieder 39 drehen sich um ihre Achse und drehen die Welle 19 am Ausgang gemeinsam mit dem konischen Drehteil 32.When the shaft 17 rotates, the pot-shaped rotating part also rotates 26 and transmits the rotary movement to the spherical members 39 and to the conical Rotary part 32, as a result of the frictional contact of the spherical members 39 with the Rotary part 26 and the conical rotary part 32 via the friction surface 29 and 35, respectively Spherical members 39 held by sensors 37 rotate about their axis and rotate the output shaft 19 together with the conical rotating part 32.

Wie bereits aus der Zeichnung hervorgeht, dreht sich die Ausgangswelle entgegengesetzt zur Eingangswelle.As can already be seen from the drawing, the output shaft rotates opposite to the input shaft.

Die Motordrehzahl an der Eingangswelle 17 wird durch den gleichzeitigen Reibungskontakt zwischen den sich drehenden Teilen proportional zu deren Durchmesserverhältnis erhöht, wenn das Verhältnis zwischen dem Eingang, der Belastung am Ausgang und dem Reibungskoeffizienten ausgeglichen ist.The engine speed at the input shaft 17 is through the simultaneous Frictional contact between the rotating parts proportional to their diameter ratio increases when the ratio between the input, the load on the output and the Coefficient of friction is balanced.

Im Ausführungsbeispiel beträgt das Durchmesserverhältnis des Drehteiles 26 an der Reibfläche 29 zu dem kugelförmigen Gliede 39 ca. 2,5 : 1, was bedeutet, daß bei einer Drehung des Drehteiles 26 und damit der Welle 17 die kugelförmigen Glieder 39 2,5 Umdrehungen ausführen.In the exemplary embodiment, the diameter ratio of the rotating part is 26 on the friction surface 29 to the spherical Links 39 approx. 2.5: 1, which means that when the rotating part 26 and thus the shaft 17 make the spherical links 39 2.5 turns.

Die Drehzahl der kugelförmigen Glieder 39 wird am Ausgang weiter proportional erhöht im Verhältnis des Durchmessers der Glieder 39 und der Reibfläche 35 des konischen Teiles 32. Das Verhältnis beträgt in diesem Fall 2 : 1, sodaß das konische Drehteil 32 bei Jeder Umdrehung der kugelförmigen Glieder 39 zwei Umdrehungen ausführt. Dadurch dreht sich die Ausgangswelle 19 5-mal so schnell wie die Eingangswelle 17.The speed of the spherical members 39 is further proportional at the output increased in the ratio of the diameter of the links 39 and the friction surface 35 of the conical Part 32. The ratio in this case is 2: 1, so that the conical rotating part 32 performs two rotations for each rotation of the spherical members 39. Through this the output shaft 19 rotates 5 times as fast as the input shaft 17.

Das entsprechende Verfahren gilt auch zur Drehzahlherabsetzung am Ausgang, d.h. , wenn die Welle 19 von einem Motor angetrieben wird dreht sich die Ausgangswelle 17 langsamer,wobei bei obigem Fall die Welle 17 mit einem Fünftel der Drehzahl der Welle 19 läuft.The corresponding procedure also applies to reducing the speed on Output, i.e. when the shaft 19 is driven by a motor, the rotates Output shaft 17 slower, in the above case the shaft 17 with a fifth the speed of the shaft 19 is running.

Das Auführungsbeispiel nach Fig. 3 eignet sich für eine Funktion als Rührer mit 2 Messern oder Zungen, die mit unterschiedlicher Drehzahl in entgegengesetzter Richtung laufen. Dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entsprechende Teile sind in Fig. 3 mit der gleichen Bezugsziffer versehen.The embodiment of FIG. 3 is suitable for a function as Stirrer with 2 knives or tongues that operate at different speeds in opposite directions Run direction. Parts corresponding to the embodiment of FIG. 1 are shown in FIG Fig. 3 is provided with the same reference number.

Der Hauptkasten 12 des Gehäuses 11 ist am linken äußeren Ende von einer Wand 54 abgeschlossen, die das linke Ende des konischen Drehteiles 32 über Rollen 55 aufnimmt. Vom rechten Ende des konischen Drehteiles 32 geht eine Welle 56 nach rechts durch eine hohle Welle 53 und durch die zylindrische Einheit 14 des Gehäuses 11. Die Welle 53 trägt am linken Ende das bereits erwähnte topfförmige Drehteil 26 und wird von einem Motor beispielsweise über eine Riemenscheibe und einen Riemen angetrieben. Die Welle 53 und die Welle 56 sind in einem Rührer angeordnet und am rechten Ende mit Je einem Messer des Rührersverbunden.The main box 12 of the housing 11 is at the left outer end of a wall 54 completed, which the left end of the conical rotating part 32 over Rolls 55 picks up. A shaft extends from the right end of the conical rotating part 32 56 to the right through a hollow shaft 53 and through the cylindrical unit 14 of the Housing 11. The shaft 53 carries the already mentioned cup-shaped at the left end Rotary part 26 and is driven by a motor, for example via a pulley and driven by a belt. The shaft 53 and the shaft 56 are arranged in a stirrer and on the right Each end connected to a knife of the stirrer.

Wenn die Welle 53 von einem Motor angetrieben wird, dreht sich die Welle 56 zusammen mit dem konischen Drehteil 32 entgegengesetzt zur Welle 53 mit höherer Drehzahl, da die Drehzahl vom Eingang zum Ausgang über das topfförmige Drehteil 26 und die kugelförmigen Glieder 39 wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel übersetzt wird. Dadurch dreht sich eines der daran befestigten Messer mit der Eingangsdrehzahl und das andere in entgegengesetzter Richtung mit erhöhter Drehzahl.When the shaft 53 is driven by a motor, the rotates Shaft 56 together with the conical rotating part 32 opposite to the shaft 53 with higher speed, because the speed from the input to the output via the pot-shaped rotating part 26 and the spherical members 39 as in the previous embodiment is translated. This causes one of the knives attached to it to rotate at the input speed and the other in the opposite direction with increased speed.

Die Erfindung gestattet somit eine weite Drehzahlübersetzung bzw. -untersetzung mittels einer relativ einfach und kosteisparend herzustellenden Vorrichtung.The invention thus allows a wide speed ratio or -reduction by means of a relatively simple and inexpensive to manufacture device.

Claims

In a cylindrical housing arranged friction gear, thereby characterized in that for speed up or down the housing on both Ends open and two concentric shafts horizontally and in opposite directions Direction emerge from the housing that one of the shafts at the inner end with the The middle of a pot-shaped rotating part is connected to the inwardly directed Side has a frustoconical friction surface that the other shaft on the inner The end is connected to an inwardly conically tapered rotating part, the outside carries a friction surface that the cup-shaped rotating part and the conical Rotating part axially opposed inside that spherical members of a certain Size are stored on the associated axes between the two rotating parts, in such a way that they are in rubbing contact with the two friction surfaces at the same time and rotate so that each of the two shafts acts as an input and output shaft, respectively is usable, and that the pot-shaped rotating part, the spherical members and the frustoconical rotating part at the contact points the largest, the 2nd and has the 3rd diameter, so that the speed increase or decrease of the Input to the output shaft via the rotating parts and the spherical links proportional their diameter ratio takes place.

2. friction gear according to claim 1, characterized in that for Increasing the input speed closed the cylindrical housing at one end is that the two shafts are arranged one inside the other and in the same direction emerge from the housing, the inner shaft extending further than the outer Shaft is connected at the inner end to the center of the pot-shaped rotating part, which a frustoconical friction surface on the inside against the closed side of the housing carries that the inner shaft at the inner end with the front tip of the after front conically tapering rotating part is firmly connected, opposite the open side of the housing, which has a friction surface on the outside of the conical rotating part at its front end carries that the spherical links between the two rotating parts at the same time are in frictional engagement with the friction surfaces and that the pot-shaped rotating part, the spherical links and the conical rotating part at the contact points the largest, the 2nd or

3. Have diameter, so that the speed of the outer shaft at the input About turned parts and the spherical links to the higher speed of the inner Wave at the exit is raised.