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Wechselgetriebe.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselgetriebe, bei welchem der Antrieb von der antreibenden auf die angetriebene Welle durch ein Umlaufrädergetriebe erfolgt, dessen Umlaufräderträger durch symmetrisch auf beiden Seiten von primären Reibrädern angeordnete, mit diesen in Eingriff stehende sekundäre Reibräder angetrieben wird.
Bekannte Wechselgetriebe dieser Art konnten sich in die Praxis nicht einführen, u. zw. wohl vor allem deshalb nicht, weil entweder mehrere Keilrädergetriebe notwendig waren, die sehr hohe Reibungverluste und eine ungünstige Kraftübertragung bedingten, oder weil die Getriebe zur Übertragung grösserer
Kräfte verhältnismässig gross sein mussten und dadurch viel Platz beanspruchten und grosse Gewichte aufwiesen. Ein weiterer grosser Nachteil aller bekannten Getriebe dieser Art besteht darin, dass zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses eine grosse Kraft erforderlich ist und dass die dabei auftretenden wechselnden Kräfte nicht ausgeglichen werden, so dass eine Arretierung des Stellhebels unvermeidlich ist.
Bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung sind diese Nachteile der bekannten Getriebe der gekennzeichneten Art vermieden. Das Getriebe nach der Erfindung ist so ausgebildet, dass sich eine spielend leichte Einstellung und Regulierung der gewünschten Umdrehungszahl ergibt. Durch zweckmässige Anordnung der Organe fällt das Getriebe äusserst klein aus und kann infolgedessen für alle Zwecke der Industrie verwendet werden.
Erfindungsgemäss greifen bei dem Getriebe zwischen die Lücken eines primären Reibrädersatzes auf der Antriebswelle von beiden Seiten Keilrädersätze ein, die auf zur Antriebswelle parallelen Achsen sitzen, welche durch Bewegung eines gemeinsamen Schiebers über symmetrisch zum Schieber angeordnete Zahntriebe und Gestänge gleichmässig der Antriebswelle genähert oder von dieser entfernt werden. Der Kraftverlauf verteilt sich also von der Antriebswelle symmetrisch auf beide Seiten über zwei Keilrädersätze und kommt im von diesen Keilrädern gemeinsam angetriebenen Zahnrädertrieb wieder zusammen.
Durch diese symmetrische Kraftverteilung wird ein übersichtlicher Aufbau des Getriebes erzielt und jedes Klemmen und Verkanten der Keilräder vermieden. Die Verschiebung der beiden Keilräderwellen erfolgt durch einen gemeinsamen Schieber, der so eingebaut ist, dass die Federkraft zum Zusammenhalten der Keilräder und die auseinandertreibende Kraft des Keilgetriebes sich gegenseitig ausgleichen, also die Getriebeeinstellung nicht erschweren oder beeinflussen.
Der Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes durch Fig. 1 in einem waagrechten Schnitt, Fig. 2 im Längsschnitt, Fig. 3 im Querschnitt, Fig. 4 Detailschnitt und Fig. 5 schematische Darstellung des Regelvorganges und Wirkungsweise des Getriebes.
Eine Antriebswelle 1 ist in einem Lagersupport 2 und in einem Gehäuse 3, welches in den Lagersupporten 4 und 5 drehbar gelagert ist, gelagert. Auf dieser Antriebswelle 1 sitzen eine Anzahl, im dargestellten Falle fünf, Scheiben 6, welche zwangläufig mit ihr rotieren, aber auf ihr axial verschiebbar sind. Diese Scheiben 6 sind mit einem für die Bewegungs-bzw. Umdrehungsübertragung entsprechenden Randwulst ausgebildet. Auf die letzte dieser Scheiben wirkt ein Druckring 7. Auf dem Ende der Antriebswelle 1, im Gehäuse 3, sitzt ein Kegelzahnrad 8, welches mit zwei Kegelzahnrädern 9, die mit dem Gehäuse 3 umkreisen, in Eingriff steht. Im Gehäuse 3 ist ferner die anzutreibende Welle 10 gelagert, auf deren Ende, im Gehäuse 3, ein Kegelzahnrad 11 sitzt, das im Eingriff steht mit den Kegelzahnrädern 9.
Auf einem äusseren Achszapfen 12 des Gehäuses 3 sitzt ein Zahnrad 13 fest, in welches zwei Zahnräder 14 eingreifen, welche im Lagersupport 5 gelagert sind. Das Zahnrad 13 hat die doppelte Zähnezahl wie ein Zahnrad 14. An den Achsen der Zahnräder 14 sitzen Gelenkwellen-M, welche andernends mit den Achs-
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zapfen zweier Wellen 16 verbunden sind.
Die die Wellen 16 aufnehmenden Lagersupporte sind mittels Schiebern 17 im Rahmen bzw. der Platte 18, welcher entsprechende Führungen aufweist, verschiebbar angeordnet : Um eine genau parallele Verschiebung der Welle 16 zu sichern, ist der untere Teil der Schieber 11 als Zahnstange ausgebildet und im Rahmen 18 sind zwei Wellen gelagert, die je zwei Zahnritzel 19 tragen, die in die Zahnstange der Schieber 17 eingreifen, so dass die beiden Lagersupporte jeder Welle 16 genau gleichmässig verschoben werden. Auf den Wellen 16 sitzen keilförmige Scheiben 20, welche durch Keile 21 mit den Wellen 16 verkeilt, aber auf ihnen axial verschiebbar sind.
Diese Scheiben 20
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sind als Führungen ausgebildet, in welchen ein Schieber 22 angeordnet ist, der am einen Ende beidseitig eine Zahnung 23 und am andern Ende eine Zahnung 24 aufweist. In die Zahnungen 23 greifen zwei Zahnsegmente 25. Jedes dieser Zahnsegmente 25 sitzt auf einer Welle 26, auf welcher je ein Hebel 27 sitzt, an dessen Ende eine Lasche 28 angelenkt ist. Das andere Ende dieser Laschen 28 ist je an einem der Schieber 17 bzw. an den betreffenden Lagersupporten angelenkt. Am Schieber 22 sind mittels Bolzen 29 zwei Hebel 30 angelenkt, deren eines Ende auf den Druckring 7 wirkt und deren anderes Ende pfannenförmig ausgebildet ist. In dieser Pfanne sitzt je eine Druckstift 31. Die andern Enden dieser Druckstifte 31 sitzen in Kugelpfanne an zwei, ebenfalls am Schieber 22 angelenkten Hebeln 32.
Die äusseren Enden dieser beiden Hebel sind durch eine Zugfeder 33 verbunden. Mittels einem Hebel 34, der ein in die Zahnung 24 greifendes Zahnsegment 35 aufweist, kann dieser Schieber 22 verschoben werden.
Die Wirkungsweise des dargestellten Differential-Wechselgetriebes ist die folgende :
Die in Fig. 1 dargestellte Einstellung entspricht einem Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 1 und der angetriebenen Welle 10 von 1 : 0, d. h. die Welle 1 dreht sich mit einer bestimmten Tourenzahl und die Welle 10 bleibt stehen. Dies ist der Fall, wenn die wirksamen Radien der Scheiben 6 und der Scheiben 20 gleich gross sind. Das Stillstehen der Welle 10 kommt auf folgende Weise zustande : Durch die Scheiben 6 werden die Scheiben 20 mit gleicher Drehzahl angetrieben ; die Wellen 16 und damit die Zahnräder 14 drehen sich mit gleicher Drehzahl wie die Wellen 1. Durch die Zahnräder 14 wird über das Zahnrad 13 das Gehäuse 3 angetrieben, u. zw. im gleichen Drehsinne, aber mit halber Drehzahl wie die Welle 1.
Die Kegelzahnräder 9 werden vom Kegelzahnrad 8 mit halber Geschwindigkeit angetrieben und ihre Drehgeschwindigkeit um ihre eigene Achse lässt sie, weil sie mit dem Gehäuse sich drehen, sich auf dem Kegelzahnrad 11 abrollen, wenn dieses feststeht.
Wird nun der Hebel 34 in der Richtung des Pfeiles B gedreht, so wird der Schieber 22 verschoben und damit mittels den Zahnsegmenten 25, den Hebeln 27 und den Laschen 28 die Lagersupporte der Wellen 16 in den Führungen im Rahmen 18 verschoben. Die Wellen 16 werden parallel gegen die Welle 1 verschoben und die wirksamen Radien der Scheiben 20 verkleinern sich. In der Fig. 5 ist eine Stellung gezeichnet, in welcher der wirksame Radius der Scheiben 20 die Hälfte desjenigen der Scheiben 6 beträgt.
In dieser Stellung werden die Scheiben 20 von den Scheiben 6 mit doppelter Drehzahl angetrieben. Das Gehäuse 3 erhält demnach die gleiche Drehzahl wie die Welle 1. Die Kegelzahnräder 9 erhalten keine Drehung um die eigene Achse und nehmen somit das Kegelzahnrad 11 mit der gleichen Drehzahl, wie sie die Welle 1 und das Gehäuse 3 haben, mit. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Welle 1 und der Welle 10 ist demnach 1 : 1.
Wird umgekehrt der Hebel 34 aus der zuerst beschriebenen Stellung in Richtung des Pfeiles A gedreht, so wird dadurch der wirksame Radius der Scheiben 20 infolge Entfernens der Wellen 16 von der Welle 1 vergrössert und grösser als der wirksame Radius der Scheiben 6. Es ergibt sich in diesem Falle ein gegenüber der Welle 1 rückläufiger Antrieb der Welle 10, u. zw. ist ihre Drehzahl gleich der Differenz der Drehzahl der Welle 1 und des Gehäuses.
Wesentlich für die leicht vollziehbare Regelbarkeit der Umdrehungszahlen der sekundären Welle des Getriebes sind die mit den Scheiben 6 und 20 zusammenwirkenden und entsprechend ausgebildeten Einstell-und Aufdruckeinrichtungen. Durch die Feder 33 wird über die Hebel 32, die Druckstifte 31 und die Hebel 29 der Druckring 7 gegen die Scheiben 6 gedrückt, so dass sich die axial verschiebbaren Scheiben 6 und 20 fest gegeneinanderlegen. Die Bewegungsübertragung aller miteinander verbundenen Zahnsegmente und Hebel ist derart abgestimmt, dass die durch die Feder 33 bedingte Kraft, mit welcher die Wellen 16 bzw.
Scheiben 20 zufolge ihrer keilförmigen Querschnitte von der Achse der Welle 1 zu fliehen suchen, vermittelst der Hebel 27, Zahnsegmente 25 auf den Schieber 22 zurückgeleitet bzw. über-
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Zahnsegmente 25 eingeleiteten Kräfte wirken in der Richtung A und der Schieber 22 infolge Spannwirkung der Feder 23 in der Richtung B, Fig. 5), so werden also die resultierenden Druckwirkungen der Scheiben 20 und des Schiebers 22 gegenseitig aufgehoben. Demgemäss ist es leicht erklärlich, dass das Getriebe zwecks Änderung der Umdrehungszahlen spielend leicht reguliert werden kann.
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