DE1125729B - Friction gear with friction wheels made of elastic material - Google Patents
Friction gear with friction wheels made of elastic materialInfo
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Description
Reibradgetriebe mit Reibrädern aus elastischem Material Die Erfindung bezieht sich auf ein Reibradgetriebe mit Reibrädern aus elastischem Material wie Gummi oder Kunststoff, wobei sich der Reibraddurchmesser durch Einwirkung innerer oder äußerer Kräfte verändert. Erfindungsgemäß ist das Reibrad aus elastischem Material mit mindestens einer axialen Bohrung gegenüber seiner Welle verschiebbar ausgebildet, wobei die Wandungen des Reibrades in der Nähe der Achse dünner sind als in Richtung des äußeren Um-fanges, einen polarsymmetrischen, etwa doppelkegelförmiaen Hohlraum umschließen, sich unter der Wirkuno, der Torsionskräfte und der zur Verstellung ein-C , leiteten Kräfte bei Verkleinerung des Umfanges ae asymptotisch einander nähern und sich von außen her beginnend in zunehmendem Maße gegeneinander abstützen.Friction gear with friction wheels made of elastic material The invention relates to a friction gear with friction wheels made of elastic material such as rubber or plastic, wherein the friction wheel diameter changes due to the action of internal or external forces. According to the invention, the friction wheel made of elastic material with at least one axial bore is designed to be displaceable with respect to its shaft, the walls of the friction wheel being thinner in the vicinity of the axis than in the direction of the outer circumference, enclosing a polar-symmetrical, approximately double-cone-shaped cavity, underneath the Effective, the torsional forces and the adjustment a-C , directed forces as the circumference decreases ae asymptotically approach each other and, starting from the outside, increasingly support each other.
Reibradgetriebe mit Reibrädern aus elastischem Material sind bekannt. Die einfachste Form derartiger bekannter Reibradgetriebe besteht in einem gegen ein Gegenrad gedrückten Reibrad.Friction gear with friction wheels made of elastic material are known. The simplest form of such known friction gear consists of a counter a counter gear pressed friction wheel.
Fig. 1 stellt ein derartiges einfaches Reibradgetriebe dar, das mit einem konstanten übersetzungsverhältnis i, geg en durch die Drehzahlen n. und n, des treibenden bzw. angetriebenen Rades, arbeitet. Die Übertragung erfolgt durch die Anpreßkraft, mit der beide Räder gegeneinander gedrückt werden. Durch konstruktive Maßnahmen, wie federnde Anpressung, versucht man, die Übertragung sicherzustellen. Diese federnde Anpressung kann durch Gewichts- oder Federkräfte, welche auch gleichzeitig als Vorspannung dienen, erfolgen. Ebenfalls ist es bekannt, eine Selbstregelung nach dem Prinzip der Hebel- oder Keilwirkung auszubilden, ferner das Reibrad als Zwischenrad zwischen Antriebsrad und Abtriebsrad anzuordnen, wobei es infolge der Keil- und Hebelwirkung sich zwischen Reibrad und Gegenrad einzieht und drehmomentabhängig angepreßt wird. Bei den bisher bekannten Reibradgetrieben dieser Art sind besondere Zustellvorrichtungen sowie Einrichtungen zur Ge- wichts- oder Federbelastung erforderlich, um die Anpressung einzuleiten und aufrechtzuerhalten.Fig. 1 shows such a simple friction gear, which works with a constant transmission ratio i, against en through the speeds n. And n, of the driving or driven wheel. The transmission takes place through the pressing force with which both wheels are pressed against each other. Attempts are made to ensure transmission by means of constructive measures, such as resilient pressure. This resilient contact pressure can take place by weight or spring forces, which also serve as pretensioning at the same time. It is also known to form a self-regulation according to the principle of lever or wedge action, furthermore to arrange the friction wheel as an intermediate wheel between the drive wheel and the driven wheel, whereby it pulls in between the friction wheel and mating wheel as a result of the wedge and leverage and is pressed on depending on the torque. In the previously known friction gears of this kind of special delivery devices and devices are for use or spring loading wichts- required to initiate and maintain the contact pressure.
Bei der Ausbildung der Reibräder nach der Erfindung erfolgt die Zustellung und Anpressung des Reibrades an das Gegenrad bzw. zwischen Antriebsrad und Abtriebsrad in einfacher Weise dadurch, daß z. B. durch axiale Zusammenpressung des Reibrades der Laufdurchmesser so weit geändert bzw. vergrößert wird, daß der Kontakt hergestellt und somit eine federnde Anpressung erzielt wird, die gleichzeitig drehmomentabhängig ist. Durch die Vergrößerung des Laufdurchmessers wird nach dem Erfindungsgedanken der Eingriffsradius des Reibrades mit dem oder den Gegenrädern verändert. Für die Zustellung und federnde Anpressung genügt hierbei eine geringfügige Veränderung des wirksamen Eingriffsradius. Hierbei ist die Anpressung, Federung, Zustellung und selbsttätige Regelung der Anpreßkraft in einfachster Weise gemäß der Aufgabenstellung der Erfindung durch die Ausbildung des Reibrades selbst gewährleistet, wobei der Nachteil ausladender Zustellvorrichtungen und Hebelkonstruktionen mit besonderer Gewichts- und Federbelastung vermieden wird.In the formation of the friction wheels according to the invention, the delivery takes place and pressing of the friction wheel against the mating wheel or between the drive wheel and the driven wheel in a simple manner in that, for. B. by axial compression of the friction wheel the barrel diameter is changed or enlarged to such an extent that contact is made and thus a resilient contact pressure is achieved, which at the same time depends on the torque is. By increasing the barrel diameter, according to the idea of the invention the radius of engagement of the friction wheel with the mating gear (s) is changed. For the A slight change is sufficient for delivery and resilient pressure the effective radius of engagement. Here is the pressure, suspension, delivery and automatic control of the contact pressure in the simplest way according to the task the invention ensured by the formation of the friction wheel itself, the Disadvantage of sweeping feed devices and lever constructions with special Weight and spring loading is avoided.
Bei der Ausbildung des Reibrades nach der Erfindung wird davon ausgegangen, daß der Reibradkörper aus elastischem Material innen mit einem Hohlraum versehen ist. Es sind zwar Reibräder aus einem elastischen Stoff mit einem Hohlraum bekannt, wobei der Umfang durch Zusammenpressen vergrößert werden kann. Ein derartiges Reibrad ist jedoch nicht in der Lage, die Umfangskräfte auf ein anderes Gegenrad zu übertragen. Die erstrebten Vergrößerungen des Umfanges des elastischen Körpers verursachen eine Unstabilität des Körpers und vermögen keine geeigneten Berührungslinien mit dem Gegenrad herbeizuführen.In the design of the friction wheel according to the invention, it is assumed that the friction wheel body made of elastic material is provided with a cavity on the inside is. Although friction wheels made of an elastic material with a cavity are known, the circumference can be increased by compressing it. Such a friction wheel however, it is not able to transfer the peripheral forces to another mating gear. The desired increases in the circumference of the elastic body cause one Body instability and incapable of suitable lines of contact with the Bring about counter gear.
Demgegenüber sind die Wandungen bei den Reibrädern nach der Erfindung in der Nähe der Befestigung an den Muffen auf der Welle nachgiebig gestaltet. Bei Verschiebung der Muffen in axialer Richtung wird der in axialer Richtung im wesentlichen doppelkegelförmige Hohlraum verkleinert. Die Innenflächen des Hohlraumes nähern sich aneinander und legen sich außen beginnend asymptotisch aufeinander. Hierbei wird der Außendurchmesser des Reibrades und damit der mögliche Eingriffsradius vergrößert. Durch diese selbsttätige Abstützung der beiden Hälf- ten des Reibrades gegeneinander verformt sich die Umfangslinie des Reibrades so, daß bei allen Durchmesserstellungen nahezu eine gerade Berührungslinie mit dem Gegenrad entsteht. Infolge der Ausbildung der Seitenwandungen, die erfindungsgemäß dünn gehalten sind, wirken sich auf diese Seitenwandungen auch Verdrehkräfte aus. Diese Verdrehkräfte werden von Schubspannungen überlagert, die Komponenten in axialer Richtung erzeugen, wodurch wiederum ein Annähern der inneren Wandungen und Abstützungen aufeinander sowie ein asymptotisches Aneinanderlegen der inneren Wandungen erfolgt. Hierdurch wird eine Steifigkeit des Reibradkörpers in der Reibradmittelebene mit einer entsprechenden Durchmesservergrößerung erzielt.In contrast, the walls of the friction wheels according to the invention are designed to be flexible in the vicinity of the fastening to the sleeves on the shaft. When the sleeves are displaced in the axial direction, the cavity, which is essentially double-conical in the axial direction, is reduced in size. The inner surfaces of the cavity approach each other and, starting from the outside, lie asymptotically on top of each other. This increases the outer diameter of the friction wheel and thus the possible engagement radius. As a result of this automatic support of the two halves of the friction wheel against one another, the circumferential line of the friction wheel is deformed in such a way that almost a straight line of contact with the mating wheel is created in all diameter positions. As a result of the design of the side walls, which are kept thin according to the invention, torsional forces also have an effect on these side walls. These torsional forces are superimposed by shear stresses that generate components in the axial direction, which in turn brings the inner walls and supports closer together and the inner walls asymptotically placed one against the other. This results in a rigidity of the friction wheel body in the friction wheel center plane with a corresponding increase in diameter.
Das gleiche Kräftespiel wird auch wirksam, wenn statt der seitlichen Zusammenpressung der Muffen in dem inneren Hohlraum des Reibrades ein innerer Druck sich auswirkt, beispielsweise durch Einblasen von Gas oder Einleiten einer Flüssigkeit.The same play of forces is also effective if instead of the lateral ones Compression of the sleeves in the inner cavity of the friction wheel creates an internal pressure has an effect, for example by blowing in gas or introducing a liquid.
Die Erfindung hat es sich weiter zur Aufgabe gestellt, neben der einfachen Zustellung und Anpressung ebenfalls die stufenlose Regelung bei Reibradgetrieben durch Veränderung des Eingriffsradius des Reibrades bzw. des Gegenrades zu bewerkstelligen. Hierdurch werden die bisher bekannten Nachteile bei gegenüber den Gegenrädern verschiebbaren Reibrädern, wie großer Verschleiß infolge der Differenzkräfte, Rattererscheinungen, unruhiger Lauf und vor allem aufwendige Verschiebekonstruktion, vermieden. Außerdem wird die federnde Anpreßkraft bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Reibrades im Reibrad selbst, z. B. in axialer Richtung, aufgenommen.The invention has set itself the task, in addition to the simple The infinitely variable control of friction gear drives is also used for delivery and pressure to be accomplished by changing the radius of engagement of the friction wheel or the mating wheel. As a result, the previously known disadvantages of being displaceable with respect to the mating gears Friction wheels, such as high wear as a result of the differential forces, chatter phenomena, Restless running and, above all, complex sliding construction avoided. aside from that is the resilient contact pressure in the inventive design of the friction wheel in the friction wheel itself, e.g. B. in the axial direction added.
Fig. 2 zeigt ein einfaches Reibradgetriebe nach der Erfindung. Hierbei ist 1 das Gegenrad, 2 die Welle des Gegenrades, 3 das Reibrad, 4 die Welle des Reibrades, 5 sind Muffen zur axialen Zusammenpressung des Reibrades und der damit zu bewerkstelligenden Vergrößerung des Eingriffsradius r1 bzw. r2. 6 ist der Eingriffspunkt zwischen Reibrad bzw. Gegenrad. rl ist der wirksame Halbmesser des Reibrades, der veränderlich ist. r2 ist der wirksame Halbmesser des Gegenrades. Bei der Ausbildung der beiden Reibräder 1 und 3 nach der Erfindung ist es möglich, ohne Achsverstellung das übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle lediglich durch axiales Zusammenpressen eines der beiden Reibräder stufenlos zu verändern.Fig. 2 shows a simple friction gear according to the invention. Here 1 is the mating wheel, 2 is the shaft of the mating wheel, 3 is the friction wheel, 4 is the shaft of the friction wheel, 5 are sleeves for axially compressing the friction wheel and thereby increasing the engagement radius r1 or r2. 6 is the point of engagement between the friction wheel and the mating wheel. rl is the effective radius of the friction wheel, which is variable. r2 is the effective radius of the mating gear. When designing the two friction wheels 1 and 3 according to the invention, it is possible to continuously change the transmission ratio between the drive shaft and output shaft simply by axially compressing one of the two friction wheels without adjusting the axis.
Fig. 3 zeigt ein Reibrad nach der Ausführung gemäß Fig. 2 im Schnitt. Bei dem gewählten Beispiel ist die Muffe 5 auf der rechten Seite mit der Welle 4 fest verbunden durch Keile oder bekannte Mittel, während die Muffe 5' auf der linken Seite in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Naben des Reibrades 3 aus Gummi oder elastischem Material sind mit den Flansehen 5 bzw. 5' durch Vulkanisation oder Klemmwirkung in bekannter Weise verbunden. Der äußere Umfang des Reibrades 3 bei der Ausführung für den Eingriff mit einem zylindrischen Gegenrad oder Reibrad ist ebenfalls nahezu ballig radial nach innen oder außen oder auch zylindrisch ausgeführt. Im Inneren ist das Reibrad als Hohlkörper ausgebildet, und zwar derart, daß die Wandungen in der Nähe der Befestigung an den Muffen 5 bzw. 5' nachgiebig sind. Bei Verschiebung der Muffe 5' in axialer Richtung, beispielsweise von rechts nach links, wird der im wesentlichen doppelkegelförmige Hohlraum 7 verkleinert Die Flächen 8 und 8' nähern sich aneinander und legei sich außen beginnend asymptotisch aufeinander. Hier bei wird der Durchmesser des Reibrades 3 vergrößer und damit auch der wirksame Eingriffsradius verän. dert. Zweckmäßigerweise ist der Umfang des Reib. rades so ausgebildet, daß bei allen Durchmesserstel. lungen nahezu eine gerade Berührungslinie mit derr, Gegenrad entsteht.FIG. 3 shows a friction wheel according to the embodiment according to FIG. 2 in section. In the example chosen, the sleeve 5 on the right-hand side is fixedly connected to the shaft 4 by wedges or known means, while the sleeve 5 ' on the left-hand side is axially displaceable. The hubs of the friction wheel 3 made of rubber or elastic material are connected to the flanges 5 or 5 ' by vulcanization or clamping in a known manner. The outer circumference of the friction wheel 3 in the embodiment for engagement with a cylindrical mating gear or friction wheel is also made almost spherical radially inwards or outwards or also cylindrically. Inside, the friction wheel is designed as a hollow body in such a way that the walls in the vicinity of the attachment to the sleeves 5 and 5 'are flexible. When the sleeve 5 'is displaced in the axial direction, for example from right to left, the essentially double-conical cavity 7 is reduced in size. The surfaces 8 and 8' approach each other and, beginning on the outside, lie asymptotically on top of each other. Here at the diameter of the friction wheel 3 is increased and thus also the effective engagement radius is changed. changes. The scope of the friction is expedient. wheel designed so that with all diameter stel. lungs almost a straight line of contact with the mating gear is created.
Fig. 4 zeigt die Ausführung des Reibrades 3 in einei Position, bei der durch axiales Zusammenpressen dei Durchmesser sich bereits gegenüber der Ausgangsposition vergrößert hat.4 shows the embodiment of the friction wheel 3 in a position in which the axial compression has already increased the diameter compared to the starting position.
Fig. 5 zeigt ein Ausbildungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reibrades, bei dem das Reibrad achsparallel geschnitten ein halbkreisförnüges Außenprofil aufweist, so daß der Außendurchmesser mit einem entsprechend profilierten Gegenrad oder Gegenrädem im Eingriff steht. 5 shows an embodiment of the friction wheel according to the invention, in which the friction wheel, cut axially parallel, has a semicircular outer profile so that the outer diameter is in engagement with a correspondingly profiled mating gear or mating gears.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können auch die Zentrifugalkräfte dazu ausgenutzt werden, auf den Reibradkörper im Sinne einer Veränderung des wirksamen Eingriffsradius einzuwirken.In a further embodiment of the invention, the centrifugal forces can also to be exploited on the friction wheel body in terms of a change in the effective Action radius.
Der Erfindungsgedanke ist auch anwendbar auf zwei oder mehrere erfindungsgemäß ausgebildete Reibräder, die miteinander in Wirkungsverbindung stehen, wodurch eine stufenlose Drehzahlregelung mit geringstem Aufwand zu erreichen ist und gleichzeitig das angetriebene Reibrad unter der Wirkung der eigenen Federkraft sich mit seinem Eingriffsradius unter drehmomentabhängiger Anpressung selbständig einstellt.The idea of the invention can also be applied to two or more of the invention trained friction wheels, which are in operative connection with each other, whereby a Stepless speed control can be achieved with the least amount of effort and at the same time the driven friction wheel under the action of its own spring force with his Adjusts the engagement radius automatically under torque-dependent pressure.
In bekannter Weise können Verstärkungseinlagen der Lauffläche durch elastische Gewebe aus Metall oder Cord oder aber segmentförmige Metalleinlagen angebracht werden.In a known manner, reinforcement inserts can pass through the tread elastic fabric made of metal or cord or segment-shaped metal inserts attached will.
Claims (2)
Priority Applications (2)
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Publications (1)
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| DE1125729B true DE1125729B (en) | 1962-03-15 |
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- 1959-10-31 DE DEF29749A patent/DE1125729B/en active Pending
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Also Published As
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|---|---|
| BE596537A (en) | 1961-02-15 |
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