Kugelreibgetriebe Es sind in ihrer Übersetzung stufenlos veränderli che Kugelreibgetriebe bekannt, bei denen die Kraft übertragung zwischen An- und Abtriebwelle durch nur eine Kugel erfolgt, die zwischen zwei auf den Enden dieser Wellen befindlichen Hohlkegelscheiben verschiebbar und durch eine in ihrer Grössei in Ab hängigkeit vom abgenommenen Drehmoment verän derliche und damit steuerbare Druckkraft einge klemmt ist.
Bei bekannten Bauarten derartiger Kugelgetriebe wird die Verschiebung der Kugel und damit die Än derung des Übersetzungsverhältnisses durch eine Steuerplatte bzw. einen Käfig bewirkt. Diese Füh rungselemente für die Kugel befinden sich zwischen den Hohlkegelscheiben und die Kugel wird von ihnen allseitig umfasst. Durch Verschieben der Führungs elemente senkrecht zur Richtung der Achsen der Wellen wird die Lage der Kugel zwischen den Hohl kegelscheiben und damit das Übersetzungsverhältnis geändert.
Man hat die bei derartigen die Kugel umfassen den Führungselementen auftretenden Verschleissrei- bungen dadurch zu vermindern versucht, dass man zwischen Steuerplatte und Übertragungskugel ein Kugellager anordnete, das mit seinem Aussenring in der Steuerplatte sitzt und mit seinem Innenring die Übertragungskugel käfigartig umgreift.
Die Verwendung eines Kugellagers ergibt aber gewisse konstruktive Schwierigkeiten. Der radialen Verschiebung entspricht eine Kugelverschiebung in axialer Richtung. Die Kugel darf also im Innenring des Kugellagers nur mit entsprechend grosser Tole ranz gefasst werden, so dass also die für den Innen ring übliche feste Kugellagerfassung nicht angewen det werden darf. Hierdurch entsteht der Nachteil, dass die Mit nahme des Kugellager-Innenringes durch die Kugel nicht durch Festsitzverbindung, sondern nur durch eine Reibungskraft erfolgt. Diese Reibungskraft ist abhängig von dem Steuerdruck zur Verschiebung der Kugel.
Bei geringem Steuerdruck, wenn keine Dreh zahländerung vorgenommen wird, ist die Reibungs kraft zwischen Übertragungskugel und Kugellager- Innenring sehr gering, so dass zwischen beiden Tei len leicht ein Schleifen gegeneinander mit schnellem Verschleiss eintritt, was sehr nachteilig ist.
Auch wenn man zur Fassung der Kugel in der Steuerplatte ein seitlich verschiebbares Rollenlager verwendet, ist es nicht möglich, die Kugel im Innenring des Lagers mit Festsitz zu fassen, denn dann würde die Kugel keine allseitige Lauffreiheit mehr haben, so dass die Kraftübertragung stets auf den gleichen Laufkreisen der Kugel vorgenommen wird, was zu schnellem Ver- schleiss führt, und ausserdem schwingt die Polachse während der Kugelverschiebung etwas. Wenn sie aber an dieser Schwingung verhindert wird, tritt eine Verschleissvergrösserung zwischen Kugel und Hohl kegelscheibe auf.
Alle bekannten, die Kugel umfassenden Füh rungselemente, besassen nicht nur den Nachteil eines zwangsläufig hohen Verschleisses. sondern erforder ten auch einen wesentlichen konstruktiven Aufwand. Beim Austausch dieser, einem verstärkten Ver- schleiss unterliegenden Führungselemente, ist die Demontage des Getriebes erforderlich, da die Füh rungselemente die zwischen den Kegeln nicht heraus nehmbare Kugel umfassen. Infolgedessen haben der artig ausgebildete Kugelreibungsgetriebe keine prak tische Bedeutung erlangen können.
Bei einer weiterhin bekannten Bauart von Kugel getrieben war man bestrebt, die geschilderten Nach- teile zu vermeiden, indem die Wellen der Hohlkegel scheiben als Hohlwellen ausgebildet wurden und in nerhalb der Achsen dieser Hohlwellen einseitig oder beidseitig die Kugel berührende Steuerstifte zur Veränderung der Eingriffsstelle der Kugel zwischen den Hohlkegelscheiben axial verschiebbar angeord net waren.
Eine derartige Ausbildung eines Kugelgetriebes ist jedoch sehr kompliziert und empfindlich und ver langt auch zur Betätigung der innerhalb der Hohlwel len angeordneten Steuerstifte eine kostspielige Kon struktion. Ausserdem geht durch die in den Wellen angeordneten Steuerstifte so viel Platz von der Nutz fläche des Hohlkegels verloren, dass dadurch der Verstellbereich zwangsläufig eingeschränkt wird.
Der letztgenannte Nachteil bei dieser Bauart lässt sich auch nicht dadurch beseitigen, dass man den Kegel- winkel der Hohlkegelscheiben vergrösserte, weil hierdurch keine nennenswerte Vergrösserung des Verstellbereiches erzielt werden könnte, da bei dieser Bauart mit wachsendem Kegelwinkel auch der Durchmesser der in den Kegeln angeordneten Steuer stifte auf Kosten der Nutzfläche vergrössert werden müsste, um die Kugel durch die Steuerstifte über haupt noch führen zu können.
Die Erfindung betrifft ein Kugelreibgetriebe, bei dem die Kraftübertragung zwischen An- und Ab triebswelle durch nur eine Kugel erfolgt, welche zwi schen zwei auf den Enden zweier Wellen befindlichen Hohlkegelscheiben verschiebbar ist.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die geschilderten Nach teile der bekannten Kugelreibgetriebe zu beseitigen und insbesondere ein Getriebe dieser Art zu schaffen, welches bei einfachem und unempfindlichem Aufbau sowie langer Lebensdauer einen grossen Regelbe reich ermöglicht. Das erfindungsgemässe Kugelreib- getriebe, bei welchem zwischen zwei achsparallelen,
exzentrisch zueinander versetzten Hohlkegelscheiben eine Kugel als Übertragungselement und eine quer zu den Kegeldrehachsen bewegbare Verstellvorrichtung angeordnet ist, durch die die Lage der Kugel auf den Kegelflächen und damit das Übersetzungsverhältnis stufenlos verändert werden kann, ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung einen ein seitigen, senkrecht oder schräg zu den Drehachsen der Kegel verstellbaren Anschlag besitzt,
welcher die Änderungen der Lage der Kugel auf den Kegelflä chen begrenzt.
Das Getriebe nach der Erfindung weist den Vor teil eines besonders einfachen und unempfindlichen Aufbaues auf, welcher auch eine einfache Montage und eine leichte Auswechselung der Verstellvorrich- tung ermöglicht.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei diesem Getriebe keine zusätzliche Hemmung des Kugelablaufes und kein zusätzlicher Verschleiss durch die Kugel umfassende Führungselemente auf treten, so dass das Übersetzungsverhältnis damit konstant gehalten werden kann.
Die Bewegung der Kugel von einer Einkeilseite auf die andere bei Dreh richtungswechseln erfolgt ungehindert und ohne ge- fährliche Schläge, was insbesondere von Bedeutung ist, wenn diese Drehrichtungswechsel häufig und plötzlich auftreten, wie es bei verschiedenen Anwen- dungsfällen derartiger Getriebe verlangt wird. Ein weiterer bedeutsamer Vorteil, welcher durch die Er findung erzielt wird, besteht jedoch darin, dass die Wahl eines sehr flachen Winkels der Kegelscheiben von beispielsweise bis zu 150 ermöglicht wird, wobei die Nutzfläche der Hohlkegel nicht,
wie bei der bekannten Bauart von Getrieben mit innerhalb der Wellen angeordneten Steuerstiften, beschränkt ist und ein Verstellbereich von etwa 1 :9 erreichbar wird. Der grosse Kegelwinkel hat ausserdem den Vorteil einer Verringerung von Reibung und Ver- schleiss im Vergleich zur übertragenen Leistung und lässt damit einen hohen Wirkungsgrad und eine lange Lebensdauer erreichen.
Einen weiteren Vorteil bietet die Erfindung für solche Reibgetriebe, die infolge von Einbauverhält nissen starker Erwärmung ausgesetzt sind. In den Fällen, in welchen der Werkstoff-Ausdehnungskoef- fizient des Getriebegehäuses grösser als der von Lagern, Kegeln und Kugel ist, vergrössert sich bei Erwärmung der Weg für das Einkeilen der Kugel, wenn man ein gleiches Drehmoment voraussetzt. Wechselndes Drehmoment oder wechselnde Dreh richtung können auch unter diesen Bedingungen von dem Reibgetriebe ohne Nachteil in Kauf genommen werden.
Dagegen ist die Führung der Kugel in den bekannten, die Kugel umfassenden Führungselemen ten unter diesen Bedingungen gefährlichen Schlägen ausgesetzt.
Es ist vorteilhaft, den einseitigen Anschlag der senkrecht zu den Kegelachsen angeordneten Verstell vorrichtung mit reibungsarmen Mitteln zu versehen, insbesondere durch eine Rolle, die sich auf einem parallel zu den Kegelachsen angeordneten Bolzen drehen kann. Anstelle dieser Rolle kann auch ein Wälzlager vorgesehen werden. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Bewegungs richtung der Verstellvorrichtung schräg geneigt sein, vorzugsweise parallel zu den Kegelmantellinien, die in der gemeinsamen Schnittebene durch die Mitte beider Kegelachsen verlaufen, und beide mit der Kugel in Berührung stehen, während der Anschlag vorzugsweise rechtwinklig zu dieser Bewegungs richtung angeordnet wird.
Um die Reibung zwischen Anschlag und Kugel noch mehr zu verringern, kann der Anschlag durch einen auf einem sich in einem Wälzlager o. dgl. drehenden Bolzen angeordneten Teller dargestellt werden. Eine weitere Ausführung eines reibungsarmen Anschlages kann durch drei oder mehr in einem Führungsstück angeordnete Kugeln erreicht werden. Dieses Führungsstück wird in der Verstellvorrichtung so frei geführt, dass es sich nach der Mitte der zwischen den Kegeln laufenden Kugel einstellen kann.
Eine beispielsweise Ausführung eines erfindungs- gemässen Reibgetriebes ist in der Zeichnung Fig. 1 veranschaulicht, und zwar mit der Einstellung des grössten Übertragungsverhältnisses ins Langsame. Im Gehäuse 1 und im Gehäusedeckel 2 sind der an- triebsseitige Hohlkegel 4 und der abtriebsseitige Hohlkegel 5 gegenüberliegend und exzentrisch zuein- ander versetzt, radial und axial gelagert.
Zwischen den Hohlkegeln 4 und 5 ist die Kugel 6 angeordnet, welche sich in bekannter Weise selbsttätig bei Dre hung des antriebsseitigen Hohlkegels 4 so einstellen will, dass sie am antriebsseitigen Hohlkegel 4 auf einem möglichst kleinen und am abtriebsseitigen Hohlkegel 5 auf einem möglichst grossen Radius ab läuft. Dieser Tendenz, nämlich am abtriebsseitigen Hohlkegel 5 bei niedrigstmöglicher Drehzahl das grösstmögliche Drehmoment erzeugend, auf den grösstmöglichen Radius-zu wandern, folgt die Kugel 6 so lange, bis sie an dem einseitigen Anschlag 7 der Verstellvorrichtung 8 anliegt.
In dieser Stellung wird sie von einem gleichbleibenden oder steigenden An triebsdrehmoment, welches das an sich bekannte Einkeilen zwischen den Hohlkegeln 4 und 5 bewirkt, gehalten und gegen den Anschlag 7 der Verstellvor- richtung 8 gedrückt. Um die Hohlkegel 4 und 5 mit der Kugel 6 in eine Voranpressung zu bringen, kön nen das Gehäuse 1 und/oder der Deckel 2 beispiels weise mit einer vorzugsweise durch ein Gewinde o. dgl. einstellbaren Nabe 3 versehen werden, wodurch sich einer oder beide Hohlkegel axial ver schieben lassen.
Durch Verstellung des Anschlages 7 kann der Bewegungsbereich der Kugel 6 in den verschiedenen Lagen zwischen den Hohlkegeln 4 und 5 begrenzt und damit das übersetzungsverhältnis zwischen den Hohlkegeln 4 und 5 verändert werden.
Fig. 2 zeigt, wie der Anschlag als Rolle 9, die auf einem Bolzen 10 drehbar gelagert ist, ausgebildet ist. In Fig. 3 ist die beispielsweise Ausführung einer schräggestellten Verstellvorrichtung 11, an welcher ein einseitiger Anschlag 12 vorgesehen ist, abgebil det.
Fig. 4 lässt den als Teller 13 ausgebildeten An schlag erkennen, der beispielsweise in einem Wälzla ger 14 drehbar angeordnet ist.
In Fig. 5 ist der Anschlag mit reibungsarm dreh baren Kugeln 15, die in einem Führungsstück 16 ge halten werden, zu sehen. Das Führungsstück 16 kann sich in der Verstellvorrichtung 11 rechtwinkelig zur Verstellrichtung so frei verschieben, dass es sich über die darin gehaltenen Kugeln 15 nach der Mitte der Kugel 6 einstellen kann. Das Führungsstück 16 wird beispielsweise durch einen U-förmig gebogenen Draht 17 hat zum Führungsstück 16 einen ausrei- chend grossen Abstand, so dass eine Verschiebung der Mitte des Führungsstückes 16 gegenüber der Mitte der Verstellvorrichtung 11 ermöglicht wird.