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Patent Searching and Data


Title:
FRICTION WHEEL TORQUE CONVERTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1986/001572
Kind Code:
A1
Abstract:
The automatic friction wheel torque converter enables a bearing-free adjustable force transmission, with different loads and speeds, for example in electric vehicles or machines. Said converter is simple, economical and has a high efficiency. It comprises a pair of friction wheels of which one (8) has a conical annular part and the other one a planar disk (11), a device (5) enabling to move one of the wheels with respect to the other one. Said device is articulated about an axis (16) arranged parallel to the disk and to the cone generatrix of the annular part. Elastic members acting on an oscillating frame (2) enable a large number of applications.

Inventors:
LAMPERT HEINZ (CH)
Application Number:
PCT/CH1985/000128
Publication Date:
March 13, 1986
Filing Date:
September 05, 1985
Export Citation:
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Assignee:
DELTA AG (CH)
International Classes:
F16H13/14; F16H15/08; F16H15/10; F16H63/06; F16H63/12; F16H63/30; (IPC1-7): F16H15/08
Foreign References:
FR881592A1943-04-29
EP0038462A21981-10-28
FR837117A1939-02-02
US2209878A1940-07-30
FR1526650A1968-05-24
FR885314A1943-09-10
FR2187067A51974-01-11
Other References:
See also references of EP 0192684A1
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Claims:
17 - Patentansprüche:
1. ReibradDrehmomentwandler zur stufenlos regelba¬ ren und automatischen Kraftübertragung mit einem Reibradpaar, bestehend aus einem ringförmigen Reibrad (8) und einem Abtriebskegel (11) mit einer Verschiebe 5 Vorrichtung (5) , dadurch gekennzeichnet, dass diese Verschiebevorrichtung (5) als beweglicher Teil nebst dem Reibrad (8) eine Anpressvorrichtung (9) , einen Antrieb (4) , eine Schwinge (2) und einen Wagen 10 (6) aufweist, wobei die Verschiebevorrichtung (5) um eine Schwenkachse (16) drehbar gelagert und diese Schwenkachse (16) im wesentlichen parallel zu einer Mantellinie des Abtriebskegels (11) angeordnet ist, und dass mindestens ein Kraftübertragungselement (21 , ^5 23) auf die Schwinge (2) einwirkt.
2. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebskegel einen Oeffnungswinkel von 180° aufweist,*& 20.
3. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement einstellbar ist, vorzugs¬ weise ein einstellbares Federelement umfasst.*& 25.
4. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die VerschiebeVorrichtung (5) eine lineare Rollenfüh¬ rung (3, 3*, 7) für den Wagen (6) umfasst.*& 30.
5. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (16) durch" den Schwerpunkt (S) der Verschiebevorrichtung (5) geht. 18 .
6. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement eine Vorspannfeder (21) und eine Gegenfeder (23) umfasst, wovon mindestens eine über einen Gaszug (22) bedienbar ist.
7. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein doppelt wirkender, hydraulischer Stossdämpfer (24) an der Schwinge (2) vorgesehen ist.
8. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel ( * ) zwischen Antriebsachse (27) und Abtriebsachse (12) höchstens 20°, vorzugsweise 5° bis 15° beträgt.
9. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressvorrichtung (9) eine Anpresskraft ausübt, welche im wesentlichen proportional zum Antriebsmoment ansteigt und dass eine leichte Federung der Anpressvor¬ richtung vorgesehen ist.
10. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressvorrichtung mindestens drei äquidistante Anpressräder (47) aufweist, wobei vorzugsweise deren AuflägeVieleck (48) den Kontaktkreis (49) des Reibrades (8) vollständig umschliesst. 19 .
11. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpressvorrichtung (9) Lager mit TeflonSinter¬ büchsen, OelSi terlagern, RollLagern umfasst.
12. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressvorrichtung Anpressräder mit Ringen unter¬ schiedlicher Materialien und/oder unterschiedlichen Aufbaus aufweist, vorzugsweise einen Ring aus Polyurethan,.
13. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Endlagenelemente vorgesehen sind, welche den Schräglauf Winkel (δ) auf Null zurückstellen, z.B. Endlagenkeile (19) und Rollen (18) oder Endlagenhebel (51).
14. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlagenelemente diskret und;/oder kontinuierlich umstellbar ausgeführt sind, zur Realisation einer ver¬ stellbaren Drehzahlbegrenzung.
15. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Umschaltelemente (51 ' , 56, 23) für Rekuperationsbremsung und Rückwärtsfahrt vorgesehen sind.
16. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine exzentrische Versetzung der Schwenkachse (16) vorgesehen ist. 20 .
17. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Abtriebskegel und/oder an der AnpressVorrichtung Ge¬ räuschdämpfungselemente vorgesehen sind.
18. ReibradDrehmomentwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Rückführorgane vorgesehen sind, die nach Abschalten bzw. vor Wiedereinschalten des Antriebs den Wagen in eine vorgebbare Position bringen.
Description:
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Reibrad-Drehmoπtentwandler

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reibrad-Dreh¬ momentwandler zur stufenlos regelbaren und automati¬ schen Kraftübertragung mit einem Reibradpaar, bestehend aus einem ringförmigen Reibrad und einem Abtriebskegel mit einer Verschiebevorrichtung.

Solche Drehmomentwandler eignen sich für Antriebe oder auch für Generatoren, bei denen im Betrieb unterschied¬ liche Belastungen bei unterschiedlichen Geschwindigkei- ten auftreten. Dies ist z.B. bei Elektromobilen der Fall. Hier werden auch oft elektronische Geschwindigkeitsrege¬ lungen eingesetzt, die jedoch keine Drehmomentwandlung bewirken können. Bei Automobilen werden deshalb Schalt¬ stufen-Getriebe oder stufenlose hydraulische Wandler eingesetzt. Alle diese bekannten Lösungen weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Entweder tritt keine Drehmo¬ mentwandlung auf, oder die Wandler sind aufwendig und teuer, oder sie weisen hohe Verluste auf.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen einfachen und kostengünstigen Reibrad-Drehmomentwandler zu schafferu, welcher das Uebersetzungsverhältnis entsprechend dem momentanen Lastmoment automatisch und stufenlos einre- gelt und welcher einen hohen Wirkungsgrad aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass diese Verschiebevorrichtung als beweglicher Teil nebst dem Reibrad eine Anpressvorrichtung, einen Antrieb, eine Schwinge und einen Wagen aufweist, wobei die Verschiebe¬ vorrichtung um eine Schwenkachse drehbar gelagert und diese Schwenkachse im. wesentlichen parallel zu einer Mantellinie des Abtriebskegels angeordnet ist, und dass mindestens ein Kraftübertragungselement auf die Schwinge einwirkt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Ausführung von vorn,

Fig. 2 die Ausführung von Fig. 1 von der Seite,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Wirkungs- weise,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Wagens und der darauf wirkenden Kräfte,

Fig. 5 und 6 Ausführungen der Wagenführung,

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Fig. 7 eine Anpressvorrichtung mit Rädern,

Fig. 8 einen Endlagenhebel als Endlagenrückführung,

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Regel-Charak¬ teristik mit Driftregelgrenze.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 zeigt einen Reibrad- Drehmomentwandler mit einem Gehäuse 1 , in welchem eine Schwinge 2 in einer Lagerung 17 drehbar gelagert ist.. Es kann sich dabei um eine zweiseitige Lagerung, wie dargstellt, oder um eine einseitige handeln. Ein An¬ trieb, hier ein Motor 4 mit einer Antriebsachse 27, ist auf einem Wagen 6 befestigt. Dieser Wagen 6 läuft auf zwei Führungsschienen 3, 3 1 der Schwinge 2, z.B. mittels Rollen 7. Die Motorwelle trägt ein ringförmiges Reib¬ rad 8, welches über eine Anpressvorrichtung 9 axial zur Antriebsachse 27 verschiebbar geführt ist. Das Reibrad 8 treibt einen als Abtriebsscheibe 11 ausgeführten Ab- triebskegel an, mit Abtriebsachse 12, welche im Gehäuse 1 durch ein Lager 13 gehalten ist. Die Realisation des Abtriebskegels mit 180° Oeffnungswinkel, als ebene Schei¬ be 11, ist besonders einfach. Dieses Lager 13 kann z.B. aus einem zweireihigen Schrägkugellager bestehen. Von dieser Abtriebsachse 12 aus kann dann z.B. ein Elektro¬ mobil oder eine Maschine angetrieben werden. Die Versteil¬ vorrichtung 5 besteht aus dem beweglichen Teil, d.h. aus Schwinge 2, Antriebsmotor 4, Wagen 6, Anpressvor¬ richtung 9 und Reibrad 8. Der vorliegende Reibrad- Drehmomen wandler funktioniert aber auch in umgekehr¬ ter Richtung, indem z.B. die Abtriebsachse 12 aαgetrie-

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ben wird und anstelle des Antriebs oder Motors 4 ein •. Generator vorgesehen ist. Mittels geeigneter Gleich¬ strommotoren 4 kann auf diese Art auch eine Rekupera- tionsbre se im Falle von Elektromobilen vorgesehen wer- den. Dabei treibt die zu vernichtende kinetische Energie des Elektromobils diesen Motor 4 als Generator an, wel¬ cher dadurch Strom in die Antriebsbatterien_:zurüek-.. speist. Vorzugsweise wird die Schwenkachse 16, um die die Schwinge 2 geschwenkt oder ausgelenkt werden kann, durch den Schwerpunkt ' S der VerStellvorrichtung 5, d.h. des beweglichen Teils, bestehend aus Motor, Wagen, Schwinge, Anpressvorrichtung und Reibrad, geführt. Die Schwenkachse 16 und die lineare Rollenführung mit Führungsschienen 3, 3' und den Rollen 7 liegen im wesentlichen parallel zur Ebene der Abtriebsscheibe 11, bzw. i.a. zu einer Mantellinie des Abtriebskegels.

Anstelle eines mit dem beweglichen Wagen festverbunde¬ nen Motors 4 kann die erfindungsgemässe Vorrichtung auch mit einem aussenliegenden ruhenden Motor ausgeführt wer¬ den, z.B. durch Kraftübertragung von diesem fixen, ex¬ ternen Motor auf ein bewegliches Wagengehäuse 6 mittels flexibler Welle oder Keilwelle als Mitnehmerwelle - was in diesem Falle dem Antrieb 4 entspricht. Dieses Wagengehäuse wird dann wieder analog an einer dreh¬ baren Schwinge 2 linear und parallel zur Abtriebs¬ scheibe 11 geführt.

Der Neigungswinkel t τ zwischen Antriebsachse 27 und Abtriebsachse 12 ist hier gleich dem Winkel *-* zwischen Reibrad 8 und AbtriebsScheibe 11. Im allge-

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meinen Fall ist Winkeln* zwischen Reibrad 8 und Ab¬ triebskegel 11 (gestrichelt dargestellt in Fig. 3) kleiner als der Neigungswinkel P. Mit dem Oeffnungs- winkel des Abtriebskegels, Ω bzw. Ω 1 , wird ein zu- sätzlicher Parameter eingeführt, welcher je nach An¬ wendung zusammen mit den andern geometrischen Grossen optimiert werden kann.

So kann z.B. bei einem Neigungswinkel <$ von 10° "r 1 auf 2° reduziert werden, durch Reduktion des Oeffnungs- winkels des Abtriebskegels von Ω = 180° auf Ω* = 164°.

Fig. 2 zeigt die gleiche Vorrichtung von der Seite bei entfernter Frontplatte des Gehäuses 1. So sind die beiden Führungsschienen 3 und 3' sichtbar, in welchen hier an beiden Wagenenden je zwei Rollen 7 mit einfachem Spurkranz laufen. Diese Räder 7 sind mittels einer einstellbaren Achsschraube am Wagen 6 befestigt. * An der Schwinge 2 greifen als Kraftüber- tragungselement zwei Federn an: die VorSpannfeder 21, welche z.B. in einen Gaszug 22 übergeht und die Gegenfeder oder Rekuperationsfeder 23, welche hier am Gehäuse 1 fixiert ist.

Durch Verstellung der Kraft des Kraftübertragungs¬ elementes, wie der dargestellten Feder, auf die Schwin¬ ge 2, können verschiedene Betriebsarten realisiert bzw. angesteuert werden, wie kontinuierliches Beschleu¬ nigen und Abbremsen durch Verstellen der Kraft in beide Richtungen, somit des Motorstrcms in beide Polari¬ täten bezüglich der Motor-Speisespannung. Es können

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aber auch diskrete, fixe Leistungsaufnahme- bzw. Ab¬ gabewerte eingestellt werden.

Ebenfalls zwischen Schwinge 2 und Gehäuse 1 ist auch

5 ein Stoss- oder Schwingungsdämpfer 24 angeordnet.

Dieser Stossdämpfer ist vorzugsweise doppelt wirkend, kompakt und einstellbar ausgebildet. Er begrenzt damit auch den Schwenkbereich 26 des beweglichen Teils mit Schwinge 2, Wagen 6, Reibrad 8 und Motor. 4. Es ist

10 nicht immer notwendig, einen hydraulischen Stoss¬ dämpfer vorzusehen, oft genügt auch ein einfacher Reibungsdämpfer, ein Trägheitsdämpfer und dämpfend ausgebildete Anschläge, welche den Schwenkbereich der Schwinge begrenzen. Aussen am Wagen ist hier eine

15 Endlagenrolle 18 angebracht, welche am Ende des Ver¬ stellbereichs 10 auf einen Endlagenkeil 19 auffährt (Fig. 1). Wie später erläutert wird, wird der Wagen durch diese Εndlagenelemente 1-8, 19 in die Neutral¬ stellung gebracht und die Verstellkraft, welche den

20 Wagen bis an den Anschlag verschoben hat, wird auf¬ gehoben.

Die Wirkungsweise der automatischen Regelung, d.h. der Verschiebung im Regelbereich, wird anhand von 25 Fig. 3 erläutert. In der Neutralstellung, wenn die lieberSetzung nicht verändert wird, liegt der Kontakt¬ punkt K ,indem die Reibradebene 28 die Abtriebsscheibe 29 bzw. den Abtriebskegel 29' berührt, senkrecht unter der Schwenkachse 16, ebenso wie das Zentrum Z der o

30 Reibradebene 28. Wird nun der. Wagen 6 mit Motor und Reibrad um die Schwenkachse 16 ausgelenkt, so wandert

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der Kontaktpunkt K auf dem Ablaufkreis 31 der Ab¬ triebsscheibe an den Ort K. Gleichzeitig verschiebt sich das Zentrum Zo des Reibrades an den Ort Z, wobei aber der Schwenkpunkt S natürlich am gleichen Ort bleibt. Hier entsteht ein Schräglaufwinke1 δ (auch

Verschiebewinkel oder Regelwinkel) zwischen der Abiauf¬ richtung 32 auf der Reibscheibe und der Abiaufrichtung 33 des Reibrades, d.h. zwischen den Tangenten zu den jeweiligen Ablauf reiszentren Z und M von Reibrad und Abtriebsscheibe. Einem Auslenkwinkel α auf der Abtriebsscheibe entspricht dabei ein Ablaufwinkel ß für das Reibrad. Für den SchräglaufWinkel δ gilt dann: δ = α - ß. Dieser Schräglaufwinkel δ bewirkt eine Verschiebung des Wagens in Richtung Scheiben- mitte bis zum Kontaktpunkt K . Hier ist δ = o, denn

Auslenkwinkel r und Ablaufwinkel ß_ sind gleich gross geworden, weil der Schwerpunkt S„ mit dem Abtriebs¬ scheibenmittelpunkt M zusammenfällt. Damit ist das Ende des Verstellbereiches, der sogenannte Neutral- punkt N, erreicht.

Man erkennt auch, dass der Regelwinkel oder Schräg¬ laufwinkel δ mit zunehmendem Auslenkwinkel steigt, d.h. mit zunehmender Schwenkung des Wagens 6, bzw. zunehmender Kraft der Vorspannfeder 21 , welche z.B. über ein Gaspedal ausgeübt wird. Damit nimmt die Re¬ gelungsgeschwindigkeit zu und es kann auch eine höhe¬ re Driftkomponente bewältigt werden. Die bisherigen Ausführungen galten ohne Berücksichtigung einer Drift, welche analog dem Autopneu in der Kurve bei prakti¬ schen Reibpaarungen immer auftritt. Es entsteht dann

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ein mit der Schräglaufkraft ansteigender Driftwinkel γ, welcher den effektiven SchräglaufWinkel δ verringert. Unter Berücksichtigung der Drift gilt dann: δ = α - γ - ß. Ein zunehmender Driftwinkel γ muss daher durch vermehrte Auslenkung , bzw. vermehrtes Gasgeben an der Feder 21 kompensiert werden, um auf den gleichen. Schräglaufwinkel δ zu kommen. Es wird unter Auftreten einer Drift auch die Regelgrenze N früher erreicht, da dann ja α 2 = ß_ + γ_ sein muss.

Der Neigungswinkel , den Reibradebene 28 und Abtriebs¬ ebene 29 einschliessen, sollte vorzugsweise klein sein, kleiner als 20°, z.B. 5 bis 15°. Um ein Optimum bezüglich Verstellgeometrie, wie auch kompakter Ab- messung zu erreichen, sollte natürlich auch die Motor¬ länge und die Lage des Schwerpunktes des beweglichen Teils in die Optimierung einbezogen werden.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Wa- gens 6 und der darauf wirkenden Kräfte, die von den Führungsschienen 3 und 3 1 ' aufgenommen werden müssen. Das Antriebsmoment des Motors erzeugt die beiden Kräfte K, und K 2 , welche hier im Abstand a auf zwei Räder 36 mit je zwei Spurkränzen, die auf der Führungsschie- ne 3 laufen, wirken.

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Weitere einwirkende Horizontalkräfte K, , oder auch umgekehrte Kraftrichtungen -K , -K bei Rekuperations- bremsung, können ebenfalls von diesen Rädern 36 auf¬ genommen werden. Im Falle der Regelung entsteht durch den Schräglauf eine Vortriebskraft K , welche eine Verschiebung des Wagens bewirkt. Um eine möglichst leichte Regelung zu erzielen, soll natürlich der ge¬ samte Reibungswiderstand der Wagenführung klein sein im Vergleich zu den auftretenden Regelkräften. Durch die Antriebsvorrichtung muss das Reibrad auf die Reib¬ scheibe gedrückt werden, was eine Vertikalkraft K auf den Wagen erzeugt» Diese wird hier durch obere Rollen 37 und 39 abgestützt. Im Prinzip genügen also zwei untere Führungsrollen 36 sowie zwei obere Stützrollen 39 und 37 und eine zugeordnete untere Stützrolle 37' .

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Es sind aber noch verschiedene andere Ausführungen denk¬ bar, z.B. vier untere Stütz- und Führungsrollen 36 und 38 mit nur einem Spurkranz an den Ecken des Wagens sowie zwei obere zylindrische Stützrollen 37 und 39, welche z.B. einstellbar ausgeführt sind, um ein ge¬ wünschtes minimales Spiel erzielen zu können. Diese Stütz¬ rollen 37 und 39 können auch durch eine Gummieinlage zusätzlich gedämpft werden analog einem Silentblock. Der Abstand b zwischen den Führungsschienen 3, 3* wird so gewählt, dass die auftretenden Kräfte und Momente günstig abgestützt werden können. Besonders geeignet ist eine Ausführung mit zweimal vier Rollen,unten vier Spurrollen aus hartem Kunststoff, z.B. Delrin und den vier einfach, leicht federnde bzw. dämpfende Gegenrollen, z.B. aus Polyurethan-Elastomer.

Figur5 zeigt eine Anordnung mit Vierkantrohren als Führungsschienen 3 und 3* , wobei auf der einen Schiene 3 zwei Wagenräder 36 mit Doppelradkranz laufen, ergänzt durch eine zylindrische Stützrolle 39 auf der Gegen¬ seite. Auf der zweiten Schiene3* sind dann nur noch zy¬ lindrische Rollen ohne Radkranz notwendig. Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Wagen¬ führung mit Rundstangen 41 als Führungsschienen und Doppelkegelrädern 42 unten, ergänzt durch einfache

Kegelräder 43, welche z.B. durch eine Druckfeder 44 zum Aufheben des Spiels ergänzt werden können. Prinzipiell wäre die Wagenführung auch mit Kugelbüchsen oder mit Gleitlagern möglich, wobei jedoch Gleitelemente mit kleinem Reibungskoeffizienten, z.B. aus Teflon oder

Oelsintermaterial, notwendig sind. Auch als Führungs-- schienen sind verschiedene Ausführungen möglich, wie Rund- oder Kantrohre, Profile in Winkel-, T- oder U-Form.

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Die Anpressvorrichtung 9 soll eine Anpresskraft erzeugen, die immer gerade das Antriebsmoment bzw. die dazu pro¬ portionale Umfangskraft am Reibrad 8 ohne Rutschen über¬ tragen kann: also Anpresskraft = Umfangskraft/ eibungs- koeffizient der Reibpaarung. Dazu kann eine kleine

Vorspannung mittelseiner Hilfsfeder überlagert werden. Derartige Anpressvorrichtungen können durch Gleitkeile realisiert werden. Dabei empfiehlt sich eine Paarung mit niedrigem Reibkoeffizient n, z.B. aus Oelsinter-Ma terial mit hoher Temperaturbeständigkeit wegen möglicher Erhitzung der Motorachse. Gleitkeile können dann auch als Lagerbüchsen ausgeführt werden, welche auch die axiale Führung des Reibrades auf der Motorachse übernehmen können. Eine besonders vorteilhafte Axiallagerung konnte mit Teflon-Sinterbüchsen ausgeführt werden. Dabei wurde nach Fig. 7 eine neue Anpressvorrichtung mit vier äquidistanten Anpressrädern 47 gewählt, bei welcher die quadratische Verbindungslinie 48 zwischen den Radauflagepunkten der Anpressräder (allgemein das Auflagevieleck) den Kontaktkreis 49 des Reibrades vorzugsweise vollständig umschliesst. Der Abstand e zwischen Kontaktkreis 49 und Auflagevieleck 48 ist dann also immer positiv. Bei Ueberschneidungen der beiden entsteht eine Wechselbelastung, was mit Geräuschen ver- bunden sein kann.

Die Anpressräder 47 werden von einer Halterung 46 getragen, welche fest mit der Antriebsachse 27 verbunden ist. Das Reibrad 8 wird hier durch eine Teflon-Sinterbüchse tangential und axial verschiebbar auf der Antriebsachse gelagert. Die Anpressräder 47 und die zugehörigen, auf dem Reibrad 8 befindlichen Gegenkeile können konisch gefräst werden, entsprechend einer Kegelradpaarung.

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Nebst metallischen Rädern können auch nichtmetallische, leise abrollende Anpressräder, z.B. aus phenolharzge- tränktem Baumwollmaterial verwendet werden. Um möglich Unrundheiten im Ablauf der Reibräder auffangen zu können, ist es oft vorteilhaft, eine gewisse Federung der Anpressung vorzusehen, z.B. durch eine Hilfsfeder in der Anpressvorrichtung 9, durch eine geringe Eigen¬ federung von Motorschild oder der ganzen konstruktiven Auslegung. Die Erfordernisse leichter Federung bzw. Dämpfung geringer Walkarbeit bzw. leichter Drehbarkeit werden durch gezielten Einsatz unterschiedlicher Ma¬ terialien erfüllt, z.B. durch metallische Ausmessung- auf Elastomer-Rädern, Teflonlagerbüchsen und Kugel¬ lagern. Dann können auch höhere Fertigungstoleranzen und kleinere Verschmutzungen an der Reibpaarung zuge¬ lassen und verkraftet werden. Im Interesse guter Regeleigenschaften sollte der Reibbelag jedoch nicht zu weich sein. Als Beläge können verschiedene markt¬ gängige Brems^ und Reibradmaterialien, aber auch z.B. Polyurethane oder Sinterbeläge eingesetzt werden. In manchen Anwendungsfällen ist leiser Lauf erforderlich. Dann können,wie beschrieben,Geräuschdämpfungselemente an Anpressvorrichtung und Abtriebskegel vorgesehen werden, an der Abtriebsscheibe durch Anbringen eines Dämpfungssandwiches aus Metall und elastischem Zwischen¬ material.

Wenn die Begrenzung des Verstellbereichs durch einfache Anschläge erfolgt, kann dort Schräglauf auftreten, was mit hoher Abnützung des Belags, Reibungswärme und entsprechenden Leistungsverlusten verbunden ist. Um

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dies zu vermeiden, sind Endlagenelemente vorgesehen, welche den Auslenkwinkel α bzw. den Schräglauf inkel δ auf Null zurückstellen, womit die Verstellkraft K o verschwindet und die Neutralstellung erreicht wird.

Dies kann gemäss Fig. 1 durch Endlagenrollen 18, welche auf einenEndlagenkeil 19 auflaufen, erreicht werden. Eine andere Lösung zeigt der Endlagenhebel von Fig. 8. Wenn der Wagen 6 durch die Verstellkraft K in Richtung 53 auf den Endlagenhebel 51 aufläuft, so wird dieser um ein Lager 55 in Richtung 54 gedreht, bis die Auslenkung und damit auch Schräglauf und Verstellkraft aufgehoben sind. Wird eine Umkehr des Kraftflusses angewendet, z.B. bei Rückwärtsfahrt oder im Falle der Rekuperations- bremsung, so werden Schwinge 2 und Wagen 6 auf die an¬ dere Seite ausgelenkt. Um dieser Umkehr Rechnung zu tragen, können die Endlagenhebel umgeklappt werden, d.h. der Hebel 51 kann z.B. durch einen Kabelzug 56 hochgeklappt und damit ausgeschaltet werden, 51'. Ana- log dazu muss dann auf der andern Wagenseite der End¬ lagenhebel auf einen Anschlag 52 herunter geklappt werden aus seiner vorherigen hochgeklappten Stellung. Antriebsseitig geschieht die Umstellung auf Rückwärts¬ fahrt durch Umpolen des Motors und im Prinzip der Federn 23 und 21 von Fig. 1, d.h. die Gegenfeder 23 wird nun als Gasfeder eingesetzt, z.B. betätigt durch einen zweiten Kabelzug.

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In manchen Anwendungen ist es erwünscht, eine variable oder verstellbare Drehzahlbegrenzung einzuführen. Dies kann, wie in Fig. 1 mit den Verstrebungspfeilen 70 am Endlagenelement 19 angedeutet, durch verstellbare Endlagenelemente realisiert werden. Durch kontinuierliche Verstellung kann eine beliebige Maximalgeschwindig¬ keit vorgegeben werden.Falls genügend Kraft auf die Schwinge 2 ausgeübt wird, wirkt dies dann wie ein Tempo¬ stat. Es können auch diskrete Positionen realisiert werden, z.B. Position 1 mit Variationsbereich von

1000 U/min bis 4000 U/min und Position 2 von 1000 U/min bis 2000 U/min mittels eines Umschalthebels.

In manchen praktischen Fällen, wie zum Wiederanfahren aus der Minimalstellung heraus ist es wesentlich, dass dies mittels Rückführorganen erreicht werden kann, welche nach Abschalten bzw. vor Wiedereinschalten des Antriebs, den Wagen in eine vorgebbare Position bringen. Wie schematisch durch den Pfeil 71 in Eig. 1 dargestellt, kann dies mittels einer leichten Feder, durch das Eigengewicht des Antriebes bei Schrägstellung der linearen Rollenführung 3, 3' oder durch entsprechende Einstellung des Kraftübertragungselementes,erreicht werden.

Figur 9 zeigt die mit dem erfindungsgemässen auto¬ matischen Reibrad-Drehmomentwandler erzielten Regel¬ charakteristiken. Auf der Verschiebeachse oder Schwenk¬ achse 16 ist der Regel- oder Variationsbereich 61 - 62 aufgetragen. 61 und 62 bilden die untere bzw. obere Begrenzung desselben. Das UeberSetzungsverhältnis i des Drehmomentwandlers variiert dabei z.B. von 0.4

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bis 1.6, was einem Regelbereich von 4 : 1 entspricht.

N bedeutet den Neutralpunkt mit α = ß, also Schräglauf- inkel δ = 0, gemäss Fig. 3. Auf der Ordinate ist der Motorstrom I und damit die abgegebene Leistung aufge¬ tragen. Je nach eingestelltem Strom ergeben sich die Regelkurven 63, 63', 63' ' . Eine bestimmte, stufenlose einstellbare Gaszustellung, bzw. Vorspannkraft der Feder22 an der Schwinge 2 (Fig. 2) ergibt dabei eine entsprechende konstante Stromaufnahme I. Die Regel— kurven 63 und 63' werden hier begrenzt durch die Driftregelgrenze 66, d.h. hier ist α = ß + γ ( der Driftwinkel τ nimmt mit I zu) und somit also δ = 0. Es kann dadurch ein nicht fahrbarer Bereich 67 entstehen, Durch entsprechende Optimierung von Neutralpunkt N und Drift in Bezug auf den Regelbereich 61 - 62 kann dieser nichtfahrbare Bereich 67 jedoch beliebig klein gehalten werden.

Falls die Schwenkachse 16 in der Schwinge 2 etwas exzentrisch versetzt wird, so dass die Schwenkachse 16 nicht mehr senkrecht über dem Mittelpunkt M der Ab- < triebsscheibe bzw. des Abtriebskegels (wie in Fig. 3) zu liegen kommt, so können andere, nicht konstante Charakteristiken erreicht werden,wie dies durch die Linie 64 in Fig. 9 angedeutet wird.

Die auf die Schwinge 2 wirkenden Kraftübertragungs¬ elemente 21, 22, 23 sowie die Rückführorgane und Stellorgane für die verstellbare!Endlagerelemente können für den Endanschlag verschiedene mechanische Federn umfassen,wie Zug-, Biege- oder Torsionsfedern. Es sind aber auch elektrische, magnetische oder pneumatische Federn und Stellelemente anwendbar.

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Auch für die anderen Elemente des Drehmomentwandlers sind verschiedene Ausführungen denkbar. Es können z.B, Gehäuseteile aus gebogenem Blech oder aus Spritzguss in Plastik oder Metall ausgeführt werden, oder es kann auch der Wagen 6 mit dem Motorgehäuse integriert wer¬ den, ebenso wie z.B. das Reibrad 8 inkl.. Belag und An¬ presskeile aus einem Stück in Polyurethan gespritzt werden könnte.

Als Beispiel wurde mit einem erfindungsgemässen Dreh¬ momentwandler in kompakter, leichter und kostengünstiger Bauform mit einem Wandlerberei.cn von 4 : 1 mit: Bosch GPA 24V - Motor, Abtriebsscheibe aus Sphäroguss GGG 60 und geeigneten Reibbelägen (Beral, Derendinger etc.) von 4mm Kontaktbreite, sehr gute Leistungen und Regel— eigenschaften erzielt, inkl. Rekuperationsfähigkeit, mit Wirkungsgraden von 90% und mehr.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den 'Ansprüchen offenbarten Merkmale der Er¬ findung können sowohl einzeln als auch in geeigneten Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.