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Getriebe für stetigen Geschwindigkeitswechsel.
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die Anwendung aller anderen als der eben angedeuteten Mittel aus, sofern sie nur den Wechsel des Drehsinnes auf die getriebene Welle erreichen lassen.
Die Zeichnungen stellen mehrere Ausführungsbeispiele. der Erfindung dar. Fig. 1 ist ein senlueehter Schnitt in Richtung der treibenden und der getriebenen Welle. Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linien A-A, B-B und C-C in Fig. 1. Fig. 3 ist ein Teilschnitt, der einen Hubdaumen in einer anderen Stellung zeigt. Fig. 4 und 5 zeigen eine verstellbare Kurvenscheibe in Seiten-und Oberansicht. Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Getriebes und Fig. 7 ein Teilschnitt nach Linie A-A in Fig. 6. Fig. 8 ist ein Teilquerschnitt nach Linie B-B in Fig. 6. Fig. 9 und 10 zeigen einen axial verstellbaren Daumen in Ober-und Seitenansicht. Fig. 11 ist eine Stirnansicht zu Fig. 9.
Fig. 12 ist ein Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform des Getriebes mit verstellbaren Daumen nach Linie G-G und zum Teil nach Linie H-H in Fig. 13. Fig. 13 ist ein Querschnitt zu Fig. 12, der das dabei verwendete Umlaufgetriebe in Ansicht zeigt. Fig. 14 zeigt eine Einzelheit bei einem Getriebe mit aus einem Stück bestehenden Daumen. Die Fig. 15 und 16 zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung nach vorliegender Erfindung, bei der sich die Drehpunkte der Hebel bei ihrer Bewegung selbsttätig verlegen. Fig. 15 ist ein Längsschnitt der Vorrichtung und Fig. 16 ein Querschnitt.
Im Gehäuse 1 des Getriebes sind die Motorwelle 2 und die getriebene Welle 3 gelagert. Auf parallelen Abflachungen 4 am Ende der Motorwelle 2 gleitet in Richtung eines Durchmessers eine Kurvenscheibe 5, welche zu diesem Zweck mit einer entsprechenden Nut 6 versehen ist. Der Umfang dieser Kurvenscheibe trifft bei genügender ausmittiger Einstellung (Fig. 3) nacheinander vier Wippdaumen 7, die um feste Achsen 8 des Gehäuses 1 schwingen. Die Schwingungen werden in der gewünschten Drehrichtung auf Zahnkränze 9 übertragen, welche sich um zu den Achsen 8 mittigen Zapfen 10 des Gehäuses 1 drehen können und im laufenden Eingriff mit einem mittleren Trieb 11 sind, der auf der getriebenen Welle 3 festsitzt.
Zur veränderlichen ausmittigen Einstellung der Kurvenscheibe 5 dient folgende Einrichtung.
Die Kurvenscheibe trägt eine Zahnstange 12, die in Eingriff mit einem Zahnsektor 13 ist, dessen Achse von einem auf der Motorwelle 2 festen Arm 14 getragen wird und der einen zweiten Zahnsektor 15 trägt, der in die zur Welle 2 parallele Zahnstange 16 greift. Diese sitzt auf einem Ring 17, der sich zwar mit der Welle 2 dreht, aber auf ihr axial verschiebbar ist. Diese Verschiebung wird mittels einer Muffe 18 bewirkt, die auf der Welle 2 gleiten kann, aber an ihrer Drehung nicht teilnimmt und mittels eines Hebels 19, der mit einem Zapfen 20 in eine Schraubennut 21 der Muffe 18 greift. Die Schwingung des Hebels 19 zwingt die Muffe. 18, sich vor oder zurück zu verschieben, wobei sie den Ring 17 über die zwischengeschalteten Kugellager 22 und 2. 3 mitnimmt.
Der wirksame Teil der Kurvenscheibe 5 hat das Profil nach der Linie a-b (Fig. 3 und 4) in Form einer Epicycloide, um den Wippdaumen 7 um ihre Achsen 8 eine gleichförmige Schwingbewegung zu erteilen, indem die Kurvenscheibe je nach dem gewünschten Drehsinn auf eine der Nasen c oder d (Fig. 3) der Wippdaumen wirkt. Im Ausführungsbeispiel (Fig. 3) ist das Profil a-b unveränderlich, während
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die gegeneinander schwingen können und zusammen das einstellbare Profil a-e-b ergeben, wodurch sich mit einer ausreichenden Genauigkeit die gewünschte Gleichförmigkeit in der Geschwindigkeit der Schwingungen der Wippdaumen 7 erreichen lässt, ohne Rücksicht auf die Grösse der ihnen erteilten
Schwingung.
Die notwendige gegenseitige Verschiebung der Segmente 24 und 25 lässt sich selbsttätig bei der Einstellung der Ausmittigkeit der Kurvenscheibe 5 durch alle geeeigneten Mittel erreichen, so mittels Hilfskurvenscheiben, welche die Segmente abstützen und die sich gleichzeitig mit der ausmittigen Einstellung der Kurvenscheibe 5 verdrehen. Zur Übertragung der Schwingungen der Wippdaumen 7 auf die Zahnkränze 9 während jeder nutzbaren Zeitspanne kann auf der Achse 8 eine Kupplungsscheibe 30 gleiten, deren Nabe 31 mit kantigem Querschnitt in der ebenfalls kantigen Aussparung des Wippdaumens axial verschiebbar ist, derart, dass die S heibe 30 an den Schwingungen ihres Wippdaumens teilnimmt.
Anderseits kann die Scheibe 30 mit Zapfen 32 in Bohrungen 33 ihres Zahnkranzes 9 eingreifen, wozu sie nur in Richtung auf den Zahnkranz 9 entgegen einer Feder 34 bewegt zu werden braucht, um die gewünschte Verkupplung zu erzielen.
Diese Verschiebung der Scheiben 30 wird im Beispiel der Fig. 1-3 mittels eines gabelförmigen Hebels 35 erzielt, der in einer Aussparung des Wippdaumens 7 um den Zapfen 61 schwingbar ist. Die Gabel greift an der Nabe. 31 an. Ihr anderer Arm ist mit einer Rolle 36 versehen. Dieser gegenüber trägt die Kurvenscheibe 5 auf ihrem Umfang eine Tippe 37, die in zwei geneigten Flächen 38 ausläuft, auf welche die Rolle 36 in dem Augenblick trifft, wo die Kurvenbahn a-b beginnt, den Wippdaumen 7 zurückzudrüeken, um die Verschiebung der Scheibe 30 und folglich die Verkupplung zu bewirken, sobald der Wippdaumen seine gleichmässige Schwingbewegung erhält. Am Ende dieser Schwingung läuft die Rippe 37 von der Rolle 36 ab und die Feder 34 sichert die Entkupplung.
Damit die Wippdaumen 7 in zwei verschiedenen Lagen (Fig. 2 und 3) wirken können, tragen sie zwei gleiche Gabelhebel 35, deren Rollen 36 abwechselnd mit den zugehörigen Nasen c (Fig. 2) oder fil
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(Fig. 3) in den Bereich der Rippe 37 gelangen. Um die Reibung und Abnutzung zu vermindern, können in den Nasen c und cl der Wippdaumen Kugellager 39 angeordnet sein, gegen welche die Kurvenscheibe 5 arbeitet.
Zur Umsteuerung der Wippdaumen 7 dient ein Ring 40, der mittig zur treibenden Welle 2 auf einem Bund 41 des Gehäuses 1 gelagert ist. Zur Verstellung des Ringes 40 dient ein Griff 42. Zwischen Zapfen 43 der Wippdaumen und Zapfen 44. Am Bund 41 sind Schraubenfedern 45 ausgespannt, die bestrebt sind, die Wippdaumen 7 auf die eine oder andere Drehrichtung einzustellen, sobald de Federn 45 ihre radiale Mittellage nach der einen oder anderen Seite überschritten haben. Der Ring 40 enthält schlitzförmige Aussparungen 46, in denen die Zapfen 43 frei ausschwingen können. Sobald bei der Drehung des Ringes 40 die Endflächen 47 gegen die Zapfen 43 treffen, werden sie mitgenommen und damit dij Wippdaumen 7 in die andere Drehrichtung eingestellt.
Die Federn 45 bewirken dabei, dass sich dis Wippdaumen 7 mit der einen oder anderen ihrer beiden Nasen c (Fig. 2) oder d (Fig. 3) gegen die Anschläge 49 der festen Scheibe 50 legen.
Die Wirkung ist folgende : Nimmt die Kurvenscheibe 5 die in Fig. 1 und 2 dargestellte Lage ein, dann ist sie mittig eingestellt, also die Ausmittigkeit gleich Null. Demgemäss ist sie bei ihrer Drehung auf die Wippdaumen 7 ohne Wirkung und die Rippe 37 kommt mit den Rollen 36 nicht in Berührung.
Infolgedessen werden auch die Zahnkränze 9 nicht mitgenommen und die getriebene Welle 3 erhält keinen Antrieb, vielmehr können sich diese und die Zahnkränze 9 in beiden Richtungen frei drehen.
Die Kraftübertragung ist demnach ausgeschaltet.
Wird der Griff 19 verschoben, um die Kurvenscheibe 5 ausmittig einzustellen, dann werden die die Stellung in Fig. 2 einnehmenden Wippdaumen 7 von der auf ihre Nasen c einwirkenden Bahn a-b beeinflusst und nacheinander in Schwingung versetzt. Gleichzeitig wirkt jedesmal die Rippe 37 auf die entsprechende Rolle 36 und stellt damit die Kupplung zwischen den Wippdaumen 7 über ihre Scheibe 30 mit dem zugehörigen Zahnkranz 9 her. Bei der Schwingung des Daumens 7 in Richtung des Pfeiles x (Fig. 2) wird der zugehörige Kranz 9 in derselben Richtung mitgenommen und treibt damit den Trieb 11 in der gewünschten Drehrichtung y (Fig. 4).
Nachdem die Rippe 37 mit ihrer Endfläche 88 von der Rolle 36 abgelaufen ist, entkuppelt die Feder 34 den Zahnkranz 9 und die Feder 45 zieht ihren Wippdaumen 7 wieder bis zum Anschlag 49 zurück.
Je grösser die ausmittige Einstellung der Kurvenscheibe 5 ist, um so grösser ist der Schwingungausschlag der Wippdaumen in der Zeiteinheit und um so grösser ist auch die auf die Zahnkränze 9 und die getriebene Welle übertragene Geschwindigkeit. Wird diese gleich derjenigen der treibenden Welle 2 bzw. der Motorwelle 3, dann ist es vorteilhaft, beide Wellen 2 und 3 unmittelbar zu kuppeln, um unnötige Reibungsarbeit des Getriebes zu vermeiden. Dazu dient ein prismatischer Kupplungzapfen 51, der in einer entsprechend geformten Aussparung der treibenden Welle 2 längs verschiebbar ist und unter der Wirkung einer Feder 52 in eine übereinstimmende prismatische Aussparung 53 am Stirnende der getriebenen Welle 3 eintreten kann.
Der Zapfen 51 lässt sich mittels eines Gabelhebel 54 längs verschieben, der um einen Zapfen 55 der treibenden Welle 2 schwingt und mit dieser umläuft. Das freie Ende des Gabelhebel 54 trägt eine Rolle 56, die im Bereich einer Scheibe 57 liegt. Diese ist auf der Welle 2 frei verschiebbar, kann sich aber mit Bezug auf das Gehäuse 1 nicht drehen. Die Scheibe 57 wird durch Federn 58, welche kräftiger sind als die Feder 52, mit den Zähnen 59 in Eingriff mit den Zähnen 60 erhalten, die sich an der Nabe des Stellhebels 19 befinden.
Wird dieser bis in die Stellung geschwungen, in der die Geschwindigkeit der getriebenen Welle 3 derjenigen der treibenden Welle 2 gleichkommt, dann drücken die Zähne 60 mittels der Zähne 59 die Scheibe 57 zurück und der Gabelhebel 54 kann der Wirkung der Feder 52 folgen, wodurch der Zapfen 51 in die Aussparung 53 tritt und die beiden Wellen 2 und 3 kuppelt.
Ist dies erfolgt, dann kann der Griff 42 in seiner Mittellage eingestellt werden, wodurch die Wippdaumen 7 ausser Eingriff mit der Kurvenscheibe 5 kommen. Diese Einstellung des Griffs 42 könnte durch eine zweckentsprechende Kupplung mit dem Stellhebel 19 selbsttätig erfolgen. Behufs Einstellung in die Nullage wird der Hebel 19 wieder zurückgeführt, wodurch einerseits der Zapfen 51 unter der Wirkung der Federn 58 aus dem Eingriff mit der getriebenen Welle 3 gelangt und anderseits die ausmittige Einstellung der Kurvenscheibe 5 bzw. ihrer wirk amen Bahn a-b stetig verhindert wird, bis die auf die Wippdaumen 7 übertragenen Antriebsstösse Null erreichen.
Soll die Drehrichtung umgesteuert werden, dann wird der Griff 42 in Richtung des Pfeiles x soweit umgelegt, dass die Nasen d in den Wirkungsbereich der Kurvenscheibe 5 gelangen, sobald diese von Neuem ausmittig eingestellt wird (Fig. 3). Die Wirkungsweise ist dieselbe wie beim Vorwärtsgang und die Geschwindigkeit der getriebenen Welle kann ebenso rückwärts bis zu einem Höchstwert stetig gesteigert werden.
Damit den Zahnkränzen 9 ein möglichst grosser Durchmesser gegeben werden kann, ist es zweckmässig, diese Zahnkränze in zwei verschiedenen Ebenen und versetzt zueinander unterzubringen unter Benutzung eines genügend langen Triebes 11. Ebenso könnte auch die Anzahl der Zahnkränze und Wippdaumen, die um die Mittelachse des Getriebes gelagert sind, eine beliebige sein. Ist die Umsteuerung
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des Getriebes nicht erfo'derlich, dann lässt es sich durch Fortlassung der dazu benötigten Glieder wesentlich vereinfachen.
Fig. 6-11 zeigen verschiedene Änderungen des Getriebes zum Zweck seiner Vereinfachung, zur Verbesserung seines Gewichtsausgleiches und zur Erhöhung seines Wirkungsgrades. Hierzu ist die gesteuerte Kupplung durch eine Verklinkung ersetzt, welche augenblicklich und selbsttätig wirkt. Die
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Zahnkranzes 67 erzielt, der mit den umlaufenden Zahnkränzen 9 in Eingriff kommt, nachdem de'Trieb 11 mit diesen Zahnkränzen entkuppelt ist. Eine der ersteren wirksamen Kurvenbahn gleiche Kurvenbahn ist mit Bezug auf'die treibende Welle 2 symmetrisch angeordnet und beide wirksamen Kurvenbahnen werden zugleich ausmittig eingestellt.
Infolgedessen wird die auf jeden Hebel wirkende Kraft auf die Hälfte vermindert und die Kraftübertragung erfolgt auf die beiden Enden desselben Durchmessers, wodurch einseitige Drehbeanspruchungen des Triebes 11 vermieden werden und ein vollständiger Gewichtsausgleich erzielt wird, der schädliche Schwingungen der getriebenen Welle verhütet.
In der vorliegenden Ausführungsform dient zur Bewegung der Zahnkränze ein Daumen, der in Richtung seiner Drehachse verschiebbar sein kann und dessen Profil an verschiedenen Stellen seiner Länge veränderlich ist. Die als Ersatz der Kupplung zwischen Wippdaumen und Zahnkränzen dienende Verldinlung ist aus Fig. 8 ersichtlich. Die zu je zwei auf einem Durchmesser gegenüberliegenden Zahn- kränze 9 besitzen eine Sperrverzahnung 61, in welche die Klinken 62 einfallen. Diese führen sich in Scheiben 64, welche mit den Hebeln 65 fest verbunden sind. Jeder Hebel 65 stützt sich mit seiner Walze 66 auf den wirksamen Bahnen 25 und 25a der Kurvenscheiben 5 und 5a unter der Wirkung nicht dargestellter Federn ab.
Beide Kurvenscheiben sind mit Bezug auf die Achse der treibenden Welle 2 gleichliegend gelagert. Sie werden gleichzeitig und um dasselbe Mass ausmittig durch eine einzige Bewegung des Stellhebels 19 eingestellt. Diese Bewegung wird, wie oben beschrieben, durch Zahnstangen 16, Zahnsektoren 15 und 13 und Zahnstangen 12 übertragen.
Die Wirkung ist folgende : Befindet sich der Hebel 19 im toten Punkt, dann bieten die Kurvenscheiben 5 und 5a nur eine Kreisbahn dar, auf welcher die Walzen 66 frei laufen. Die Hebel 65 bleiben
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übertragen wird. Diese Drehung ist eine fortlaufende, denn sobald zwei auf einem Durchmesser gegen- überliegende Zahnkränze mit ihren Hebeln 65 von der wirksamen Bahn der Kurvenscheibe 5, 5a ablaufen, beginnen die anderen beiden Zahnkränze zu arbeiten.
Der Rückwärtsgang wird auf folgende Weise erzielt :
Auf der getriebenen Welle 3 ist ein Innenzahnkranz 67 (Fig. 6 und 8) gelagert, der an ihrer Drehung teilnimmt, aber auf ihr längs verschiebbar ist. Er trägt eine Stellmuffe, um welche der Gabelhebel 68 greift. Ein zweiter Gabelhebel 69 greift um eine Stellmuffe des auf der Welle') ebenfalls längs verschiebbaren Triebes 11. Beide Gabeln 68 und 69 sind auf Zapfen 70, 71 des Gehäuses 1 gelagert und mit einem Winkelarm am Zapfen 62 mit der Stange 78 verbunden. Wird diese in das Gehäuse hineingestossen, dann gehen die beiden Gabeln 68, 69 auseinander, wodurch der Trieb 11 aus dem Eingriff mit den Zahnkränzen 9 gelangt, der Innenzahnkranz 67 aber mit ihnen gekuppelt wird. Die Welle 8 wird dann im umgekehrten Sinne angetrieben.
Durch Herausziehen der Stange 73 wird die Drehung wieder umgekehrt.
Zweckmässig wird die Veridinkung 67, 62 so eingerichtet, dass der tote Gang beim Eingriff jeder
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Zahl m der Klinken ungerade zur Zahl n der Zähne gewählt, wodurch das Winkelspiel oder der Leergang immer unterhalb 2 bleibt. Anstatt des Klinkengesperres könnte auch ein Reibungsgesperre oder jedes andere geeignete Gesperre verwendet werden. Ebenso lässt sich auch anstatt einer Daumenscheibe mit veränderlicher ausmittiger Einstellung mehrerer Glieder die im erst beschriebenen Beispiel erläuterte Ausführung anwenden, also eine wirksame Bahn aus einem einzigen Stück, die axial verschiebbar sein kann, und die an den verschiedenen Punkten ihrer Länge ein Profil ycigt, dessen Ausmittigkeit sieh stetig verändert.
Ein solcher Daumen besitzt an seinen Enden zylindrische Teile 74 und 75 (Fig. 9 bis 11) von verschiedenem Durchmesser und gegen seine Mitte ein Querprofil 76 von flachgedrückte Form. Die Bogen K-L und M-N dieses Profils haben zweckmässig die Form von Epicycloiden und übertragen auf die Zahnkränze mittels deren Hebel 65, welche gegen die Daumen durch Federn gepresst werden, Schwingungen gleichförmiger Geschwindigkeit.
Wenn der Daumen durch eine Reihe von Ebenen eins, zwei, drei, vier, fünf, sechs usw. senkrecht zu seiner Achse geschnitten wird, dann ergeben sich Profile, die allmählich zunächst auf einem Durchmesser vom Zylinder 75 bis zum Durchmesser des Zylinders 74 beim Punkt 76 anwachsen und dann im rechten Winkel dazu im Durchmesser bis zum Zylinder 74, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Ein solcher Daumen braucht nur in seiner Achse vor und zurück mittels eines zweckmässigen Gestänges eingestellt zu werden, um den Schwingungsausschlag der Zahnkränze 9 zu vergrössern oder zu verkleinern und demgemäss die auf die getriebene Welle Übertragene Geschwindig- keit zu verändern.
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Fig. 12 bis 14 zeigen eine andere Ausführungsform des Getriebes, mit dem Ziel, es weitergehend zu vereinfachen, sowie seinen Wirkungsgrad beim Übergang aus der Nullage zu verbess i n und die Abnutzung zu vermindern, ebenso eine der Vorwärtsgeschwindigkeit in allen Punkten gleiche Rückwärts- geschwindigkeit zu erzielen und den Wechsel der Geschwindigkeit selbsttätig einzustellen. Zu diesem Zweck ist die Muffe 17 als Zahnstange gestaltet, in welche die Sektoren 15 eingreifen.
Die Muffe 17 wird von der treibenden Welle 2 unmittelbar mitgenommen unter Fortlassung der Muffe 18 und der dazu erforderlichen Kugellager des Beispiels der Fig. 1-3. Die Muffe 17 kann, wie nachstehend be-
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Gegendruck der Weile J erzielt, der sich in einer Verminderung der Geschwindigkeit dieser Welle äussert. Die Muffe-M drückt da : it auch dem Ring 80 zurück. Der bessere Wirkungsgrad und die Verminderung der Abnutzung beim unmittelbaren Antrieb und in der Nullage werden in diesem Fall durch eine ver-
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In der Nullage ist die Wirkung dieses Getriebes dieselbe wie in den vorbeschriebenen Fällen unter Anwendung einer einstellbaren Kurvenscheibe. Enthält das Getriebe eine nur aus einem Stück bestehende wirksame Bahn, wie mit Bezug auf Fig. 9-11 beschrieben, dann lässt sich derselbe Vorteil durch folgende Ausgestaltung erzielen. In der Nullage und beim unmittelbaren Antrieb lässt sich der an seinem Ende mit einem kräftigen Kugellager 91 (Fig. 14) versehene Hebel 65 gegen die zylindrischen Teile 74 und 75, die um die Enden des Daumens 76 auf Kugellagern drehbar sind. Unter der Wirkung des Drucks der Hebel 65 drehen sich die Kränze 74 und 75 allein fort, so dass sich die Kugeln 91 und der mittlere 76 nicht mehr drehen. Die Wirkung ist noch vorteilhafter, wenn die Hebel 65 senkrecht zur Erzeugenden des Daumens 76 (Fig. 14) geneigt eingestellt werden.
Die Ausführungsform nach Fig. 12 und 13 zeigt noch eine Abänderung, welche gestattet, vorwärts und rückwärts die gleiche Geschwindigkeit zu erhalten. Dies ist dann vorteilhaft, wenn das Getriebe für Triebwagen verwendet wird. Nur die beiden Zahnkränze 9a und 9b enthalten Scheiben 64 mit Hebeln 65 und werden durch diese unmittelbar angetrieben. Sie liegen in derselben Ebene und ihre Achsen befinden sich auf um 90 versetzte Radien mit Bezug auf die getriebene Welle 3. Die beiden anderen Zahnkränze 9c und 9d greifen je in die Zahnkränze 9a und 9b ein und laufen in einer mehr zurück- gesetzten Ebene.
Der Zahntrieb 11 ist mit der Well 3 zwar gekuppelt, aber mit Bezug auf sie axial verschiebbar und nur etwa halb so breit wie alle Zahnkränze, so dass er entweder mit den Zahnkränzen 9 a und 9 b in Eingriff ist, die immer in derselben Richtung umlaufen oder mit den Zahnkränzen 9 c und 9 d, die sich umgekehrt drehen. Soll der Rückwärtsgang eingestellt werden, dann genügt es, den Trieb 11 mittels des Stallhebels 92 zu verschieben, indem er aus der in Fig. 12 in ausgezogenen Linien dargestellter Lage in die strichpunktierte dargestellte Lage gebracht wird. Dabei verlässt der Trieb 11 die Zahn- kränze 9a und 9b und ist nur noch mit den Zahnkränzen 9c und 9d in Eingriff.
Diese haben denselben Durchmesser wie die ersteren und übertragen demgemäss auch dieselbe Geschwindigkeit auf den Zahntrieb 11 bzw. die getriebene Welle 3, jedoch im umgekehrten Drehsinn.
Zur Erzielung eines selbsttätigen Geschwindigkeitswechsels sind mit dem Ende der Muffe 17 Arme 93 gelenkig verbunden, welche Gewichte 94 tragen, die anderseits durch Arme 95 mit der Welle 2 verbunden sind. Die Empfindlichkeit des dadurch gebildeten Reglers wird durch entsprechend eingebaute Federn 96 verstärkt. Die Anzahl der Gewichte kann eine beliebige sein. Sie bilden zusammen einen von der Motorwelle mit in Umdrehung versetzten Kranz. Ist f die Bremsgeschwindigkeit des Motors und V seine Maximalgeschwindigkeit, dann sind die Gewichte der Massen, die Form und die Verschiebung der Federn so berechnet, dass bei der Geschwindigkeit v die Massen gegenüber der Motorwelle im Gleichgewicht sind und bei der Geschwindigkeit V ihren grössten Ausschlag erreichen.
Findet das Getriebe bei einem Kraftfahrzeug Anwendung und hat die treibende Welle nach dem Anlassen des Motors infolge der Öffnung der Drosselklappe die Geschwindigkeit V erreicht, dann können die Massen zunächst nicht ausschwingen, weil sie durch den die Arme 93 zurückhaltenden Kranz 80 daran verhindert werden.
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Beim Anfahren genügt es also, den Hebel 77 nur wenig nach der strichpunktierten Stellung hin auszusehwingen, um den Regler in Wirkung zu setzen und die Muffe 17 langsam zurückzustossen, wodurch das Anlassen allmählich bis zum unmittelbaren Eingreifen erfolgt. Nach Erreichung der Höchstgeschwindigkeit ist nur die Einstellung des Hebels 77 für den Geschwindigkeitswechsel erforderlich.
Sobald der Widerstand die Geschwindigkeit der getriebenen Welle 3 vermindert, wird sich diese
Verminderung auch auf die Motorwelle geltend machen. Die Massen nähern sich und vermindern dadurch selbsttätig die ausmittige Einstellung der wirksamen Bahnen 25 oder die Stellung des Daumens 76.
Bei einem Getriebe mit einstellbaren Kurvenbahnen erleichtert die auf diese wirkende Schleuderkraft die Längsbewegung der Muffe. Soll während der Fahrt aus irgendeinem Grunde plötzlich die Null- stellung erreicht und demgemäss beide Wellen augenblicklich entkuppelt werden, dann genügt es, den Hebel 77 für den Wechsel der Geschwindikeit aus der strichpunktierten Stellung in die Ruhestellung zu schwingen oder einfach die Bremsen kurz zu schliessen. Die unmittelbare Kupplung wird erhalten durch den Eingriff der prismatischen Aussparung der Muffe 17 mit dem prismatischen Zapfen 97 am Trieb 11. Bei der in Fig. 15 und 16 dargestellten Ausführungsform des Getriebes zeigt Fig. 15 nur eine einzige der umlaufenden Scheiben, da die anderen dieselben Organe enthalten.
Die Scheiben 64 und 64c sind einander vollkommen gleich, desgleichen die Scheiben 64b und 64d ; dieses letztere Scheibenpaar unterscheidet sich aber von dem vorhergehenden durch einen längeren zylindrischen Teil. Von den die
Welle 3 treibenden Zahnkränzen 9 a, 9 b, 9 c, 9 cl sind die Zahnkränze 9 und und 9 c in ein-und derselben
Ebene angeordnet, während die Zahnkränze 9 bund 9 cl in einer um die Zahnbreite seitlich versetzten
Ebene liegen.
Das Getriebe ist in der Totpunktlage dargestellt, d. h. die Mitnehmerrolle 100 ist einige Zehntel- millimeter von ihrer Wäl ungsbahn entfernt unbeweglich und wird in dieser Stellung einerseits durch die Feder 101, anderseits durch die Nase 102 festgehalten, die Auslöserolle 108 ist gehoben, die fixen
Nocken 104 gehen unter der Rolle hindurch, ohne sie zu berühren.
Bei Betätigtmg des Hebels 105 werden die Kegel 106 in die Segmente 107 geschoben. Indem diese
Segmente um ihre Achsen 108, 109 schwingen, erteilen sie der Rolle 100 eine schwingende Bewegung, die diese Rolle mittels der Zahnkränze 9 auf die angetriebene Welle. 3 überträgt.
Nach beendigtem
Ausschlag wird die Rolle durch die Feder 101 über den abfallenden Teil der Segmente herabgeschoben, bis di'Auslöserolle 103, indem sie auf die Nocke 104 aufläuft, die Rolle 100 und den durch sie ersetzten
Hebel in die Ausgangslage zurückführt. Man sieht, dass, wenn die schnelle Bewegung der Feder 101 so schnell ist, dass sie nicht als Rückzugfeder wirken kann, die Rolle 10. 3 sich an verschiedene Stellen der Nocke 104 legen kann, jedoch immer mit ihr zur B rührung gelangen wird, wie gross auch die Dreh- geschwindigkeit sein möge, u.
zw. infolge des zwangläufigen Auflaufens der Rolle 108 auf die Nocke 104, so dass die Rolle 100 jedesmal in ihre Ausgangslage zurückkehrt, um dem Zahnkranz einen neuen Impuls zu erteilen.
Infolge der den Rollen gegebenen Abmessungen und des Durchmessers der Abwälzbahn und um einen möglichst geringen Arbeitsverlust und geringsten Verschleiss der Organe zu erzielen, darf die Ex- zentrizität der Segmente 3-6 mm nicht überschreiten ; bei der dargestellten Ausführungsform sind massstabgetreu die Abmessungen für zirka 50 HP.-Getriebe gegeben und beträgt die grösste Exzentrizität ungefähr 5'5 mm.
Die Segmente setzen sieh aus zwei Teilen zusammen, von denen einer 107 um die Achse 108 und der zweite 110 um die Achse 109 schwingt. Die Achse 108 ist in den Seitenwänden 111 und 112 einer
Muffe befestigt, und die Achse 109 bewegt sich in Nuten dieser Wände, welche auch ihre Bewegungen begrenzen, zu demselben Zweck besitzt der Daumen 110 noch ein Zäpfchen 113, das in einer anderen
Nut der Seitenwände geführt ist. Diese Anordnung ist notwendig, da die Fliehkraft die Daumen nach aussen zu drücken trachtet, wodurch Beschädigungen eintreten würden.
Die Exzentrizität der Ausladung der Segmente kann durch eine Keilmuffe 114 eingestellt werden, die mit der Antriebswelle 2 auf Drehung gekuppelt, jedoch auf ihr längsverschiebbar ist und Keile 106 von geeignetem Querschnitt besitzt. Diese Keile heben die Segmente bei Verschiebung der Muffe durch den Steuerhebel 105. Der Steuerhebel 105 trägt zwei symmetrische Zapfen 115, welche in Schrauben- nuten 116 eingreifen, die in einer Mitnehmerhülse 117 eingefräst sind, in deren Innern sich die Muffe 114 dreht. Diese Mitnehmerhülse wandert vor- oder rückwärts, wobei sie durch zwei Zapfen 118, die in
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Die Segmente liegen innerhalb der die Seitenwände 111, 112 tragenden Muffe.
Diese hat die
Form einer Scheibe, die auf der Antriebswelle durch Schwalbenschwanz oder Einfräsungen befestigt ist und Öffnungen für den Durchtritt der Keile 106 und Spielraum für die Achsen 108, 109, 1 3 besitzt.
Die Seitenwand 111 dieser Daumentragmuffe 114 trägt zwei feste Nocken 104 mit spiralförmigen
Auflaufflächen, mit welchen die Auslöserolle zusammenwirkt. Die Gestalt dieser Auflauffläche ist derart gewählt, dass die Auslöserolle 70. 3, während sie auf t iesem Profil abrollt, die Rolle 100 in gleichförmiger Bewegung an den Fuss des beweglichen Daumens oder Segmentes zurückführt. Die festen Nocken und die Segmente haben ein derart gestaltetes spiralenförmiges Profil, dass sie über einem Drehungs-
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winkel von 950 eine gleichförmige Geschwindigkeit hervorrufen, so dass sich die Arbeitsbereiche der Zahnkränze um 50 überdecken und daher niemals eine Unstetigkeit in dem Bewegungsgang eintreten kann.
Damit die Einrichtung vom dyanmischen Standpunkt variabel sei, muss man bei der Berechnung der Konstruktionsgrössen nur folgende Bedingungen genau oder möglichst nahe einhalten, a) dem Grundkreis der Rollflächen der Segmente ist ein möglichst kleiner Durchmesser zu geben, um einen möglichst grossen Tangentialdruck zu erhalten. In der Praxis werden die inneren Organe, u. zw. die Keilmuffe 114, die Daumentragmuffe 111, 112, sowie die verstellbaren Daumen 107, 110 für alle Kraftmaschine von, zwischen zwei bestimmten Grenzen liegender Leistung, z.
B. zwischen 0 und 20 HP., zwischen 20 und 50 HP. und über 50 HP., gleiche Abmessungen haben ; b) der von den Segmenten oder beweglichen Daumen erzeugte Tangentialdruck muss bei jeder Geschwindigkeit verlustlos auf die angetriebene Welle übertragen werden, abgesehen von den Roll-und Zahnreibungsverlusten. Zu diesem Zwecke hat man der Mitnehmerrolle 100 einen solchen Durchmesser zu geben, dass der Abstand zwischen dem Scheibenmittelpunkt und dem Rollenmittelpunkt dem Halbmesser der getriebenen Welle gleich wird. Zur Erleichterung der Nockenkonstruktion gibt man der Rolle 103 dieselben Abmessungen wie der Rolle 100.
Eine einfache Rechnung zeigt, dass unter diesen Bedingungen das von der Antriebswelle abgegebene Drehmoment zur Gänze auf die Antriebswelle übertragen wird ; e) der Schwingungsausschlag der Rolle ebenso wie die grösste Exzentrizität der Daumen ist möglichst klein zu halten. Zu dem Zweck wählt man die Durchmesser der Zahnkränze gleich gross und mindestens dreimal so gross wie den der angetriebenen Welle. Dies erreicht man, indem man die einzelnen Zahnkränze sich teilweise übergreifen lässt, wie die, Zeichnungen zeigen. Der Schwingungsausschlag der Rollen zwecks Erzielung eines direkten Eingriffes beträgt dann nur 30 ; die Exzentrizität der Segmente beträgt nur 6 min und weniger.
Andere Forderungen können bei der industriellen Verwertung dieser Vorrichtung auftauchen, aber sie sind von geringerer Bedeutung und derart, wie sie an jeden fabriksmässig hergestellten Apparat gestellt werden.
Der direkte Eingriff wird einerseits wie angegeben, durch die Kupplung der angetriebenen und getriebenen Welle erreicht, anderseits durch einen nicht dargestellten Zapfen, der aber nach demselben Prinzip wie der Zapfen 97 in Fig. 12 wirkt, und der durch eine ähnliche Anordnung bewegt wird, wie die hier folgende, die zur Feststellung der Scheiben dient.
Wenn der Zapfen 115 des Hebels 105 am äussersten Ende der Schraubennut angelangt ist, kann sich der Hebel noch weiter verschieben, ohne die Keilmuffe 114 zu bewegen ; bei dieser weiteren Verschiebung läuft ein Zapfen 120 gegen eine geneigte Fläche des Hebels und verschiebt die Auslöserolle M. 3 entgegen der Feder 121. Die Nocke 104 läuft dann in einer Ausnehmung und wirkt nicht mehr auf die
Rolle 103 und das System bleibt unbeweglich. Die Ausnehmungen 122 sind in den Scheiben 64 zwecks
Gewichtsersparnis, ähnlich wie bei den Rollen 100, 103 vorgesehen.
Endlich werden die Zahnkränze 9 durch Rollen 123 mitgenommen, die durch Federn auf Schräg- flächen 124 gestossen werden und die den Zahnkranz mit der Scheibe kuppeln, wenn die letztere im Pfeil- sinne bewegt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Getriebe für stetigen Geschwindigkeitswechsel, gekennzeichnet durch einen Kranz von uni feste Achsen (8) schwingbaren Hebeln oder Wippdaumen (7), die im Antriebsbereich einer in ihrer
EMI7.1
gekuppelt werden.