<Desc/Clms Page number 1>
Geschwindigkeitswechselgetriebe.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit gezahnten in ein gemeinsames Stirnrad eingreifenden Konussen, bei welchem die Konusse nur über die Hälfte ihrer Mantelfläche gezahnt sind und die ungezahnte Hälfte eines Konusses so lange ausser Eingriff mit dem gemeinsamen
Stirnrad steht, als mit diesem die gezahnte Hälfte des andern Konusses in Eingriff steht.
Der Gegenstand der Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen schematischen Grundriss der Anordnung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines Teiles eines Stirnrades, Fig. 4 einen Querschnitt des sonst üblichen Stirnrades, Fig. 5 einen ähnlichen Querschnitt eines Stirnrades gemäss der Erfindung, Fig. 6 einen schematischen Querschnitt nach Fig. 1. rund r' (Fig. 1) sind zwei Kegelräder, die weiter unten beschriebene Zahnprofil besitzen und mit ihren Achsen o und 0'so angeordnet sind, dass die in der gemeinsamen Achsenebene jeweils innen liegenden Erzeugenden stets zur Achse des gemeinsamen Stirnrades parallel sind ;
diese Kegelräder stehen mittels des üblichen Kegelgetriebes a, b, c miteinander in Eingriff, so dass beide in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit umlaufen. Zwischen den Kegelrädern r und r ist ein Stirnrad i aufgekeilt. das als längs der Achse 0" gleitendes Geschwindigkeitswechselrad arbeitet, wobei die Achse 0" sowie die innen liegenden Erzeugenden der Kegelräder in derselben Ebene wie die Achsen o und 0'und parallel zu denselben liegen.
Das Rad i hat Zähne von einem bestimmten Modul und dementsprechender Teilung, Höhe, Tiefe und Stärke ; während indessen bei den üblichen Stirnrädern die Zähne längs der gesamten Zahnlänge einen konstanten Querschnitt besitzen, ist das Stirnrad gemäss der vorliegenden Erfindung so konstruiert, dass sein Zahnquerschnitt nur in der Mitte demjenigen des Zahnes eines entsprechenden Stirnrades in bezug auf Durchmesser, Zahnteilung, Zähnezahl usw. entspricht, während im übrigen, obgleich die Zähne ihre Höhe konstant in der ganzen Länge beibehalten, der Querschnitt nach der Ebene a (Fig. 3) beständig sich verjüngt und an den beiden Enden in je eine Kante zusammenlauft, mit andern Worten :
während bei einem gewöhnlichen Stirnrad ein Schnitt durch einen Zahn in einer Ebene (wie a in Fig. 3) geführt, gemäss Fig. 4 ein Rechteck ergibt, wird derselbe Schnitt beim Rad i, gemäss der Erfindung, die Gestalt gemäss Fig. 5 haben.
Um zu gestatten, dass die Drehbewegung zwischen den beiden Kegelrädern r und r, und dem Stirnrad i übertragen wird, und diese Bewegungsübertragung wie bei den üblichen Getrieben stattfindet, die miT ständig sich berührenden Zähnen versehen sind, haben diese beiden Kegelräder Zähne von derselben Teilung und demselben Modul wie das Rad i. Die Teilung. ist konstant und die Zähne erstrecken sich über die ganze Länge des Kegels, wobei jedoch jeder Kegel nur auf der Hälfte seiner Oberfläche mit Zähnen versehen ist, während die andere ungezahnte Hälfte während der Drehung das Rad i nicht beeinflusst (Fig. 2).
Um die Herstellung der Zähne zu verstehen, stelle man sich vor, dass eine unendlich grosse Zahl Scheiben von einer unendlich geringen Stärke und fortschreitend kleineren Durchmessern mit Zähnen von gleicher Teilung und gleichem Modul versieht, diese Zahnung jedoch nur auf der Hälfte des Umfanges der Scheiben ausführt, ohne zu beachten, ob der ganze Umfang entsprechend der gewählten Teilung eine ganze Zähnezahl ergibt. Diese Scheiben werden nun auf eine den Mittelpunkt sämtlicher Scheiben umfassende Achse aufgefädelt. Man erhält so einen Kegelstumpf, dessen Achse der geometrische Ort der Mittelpunkt aller aufeinander gelegten Scheiben ist.
Es sollen nun alle Scheiben einen Zahn oder
<Desc/Clms Page number 2>
einen Zwischenraum zwischen den Zähnen auf derselben erzeugenden Linie des so gebildeten Konus haben ; die andern Zähne werden dann nach Art einer Schraube auf der Konusoberfläche mit konstanter
Zabnkreisteilung angeordnet (d. i. die Teilung, welche gemessen ist zwischen zwei Zähnen gemäss einer zu der Drehungsachse senkrechten Ebene). Diese Schraube besitzt Rechtsgewinde auf der Seite der rechts gelegenen Zähne und Linksgewinde auf der andern Seite.
Dasselbe Ergebnis bezüglich der Zahnbildung würde erzielt, wenn man die Zähne der Kegel- stumpfe unter Anwendung eines Supportes aus einem einzigen Stück fräst (Support einer Universal- fräsmasehime durch Benutzung eines Teilkopffräsers, oder bei einer Planmaschine durch Anwendung einer geeigneten Form), so dass, während sich der Konus unter dem Schneidwerkzeug verschiebt, der Konus selbst sich ständig um seine Achse um den Winkel dreht, um den sich ein Zylinder drehen würde, der dem
Konus im Durchmesser in dem Punkt entspricht, an dem das Werkzeug arbeitet.
Da gemäss der vorliegen', den Erfindung bei den beiden Kegelrädern r und r'die in der Ebene der drei Achsen o und 0'sowie 0 innen liegenden Erzeugenden stets parallel zueinander und in konstantem Abstand bleiben müssen, 11m zu gestatten, dass das gleitende Geschwindigkeitswechselrad verschoben wird, werden die Zähne an den Kegelrädern so geschnitten, dass die Senkrechte für die Kegelradzahnform und die Zahnform des gleitenden Geschwindigkeitswechselrades in den Berührungspunkten der beiden (zugleich der Mittelpunkt der augenblicklichen Drehung) gemeinsam ist, mit andern Worten :
das Kegelrad wird auf der Bearbeitungsmaschine so eingespannt, dass das Werkzeug stets senkrecht zur Erzeugenden des Kegels steht und daher eine Zahnlücke einsehneidet, deren Ebene stets in jedem Punkte der Erzeugenden zu dieser senkrecht steht, so dass die gleitende Verschiebung des Geschwindigkeitswechselrades ermöglicht ist, dessen Ebene gleichfalls senkrecht zur jeweilig innen liegenden Kegelerzeugenden steht (s. Fig. 1), in deren Zahnlücken es eingreift.
Wie vorher erwähnt, sind die beiden Kegelräder r und/nur auf der Hälfte ihres Umfanges
EMI2.1
wechselrad nicht beeinflusst. Wenn die Kegelräder r und rl (wie durch Pfeile in Fig. 6 angedeutet) sich in derselben Richtung bewegen und das Rad i in zwei entgegengesetzt angeordneten Punkten in dem Augenblick berühren, indem ein Kegelrad die Berührung des Rades i unterbricht, das andere hingegen die Berührung begonnen hat, so werden nur während dieses kurzen Überganges von der Berührung durch ein Kegelrad zu der Berührung durch das andere, beide Bäder mit dem Rad t in Eingriff sein, ohne dass jedoch im übrigen die Kontinuität der Übertragung gestört ist.
Der Gesehwindigkeitswechsel erfolgt durch Verschieben des Rades i nach den grösseren oder kleineren Durchmessern der Kegelräder hin (auch kann das Rad i fest sein und statt dessen die Kegelräder gleiten).
Es besteht nun folgende Beziehung :
EMI2.2
EMI2.3
Durchmesser und Zähnezahl der jeweilig in Eingriff befindlichen Zone der Kegelräder bezeichnen, n1 hingegen die Drehzahl der Kegelräder.
Die Aufgabe, das Verhältnis der Drehzahlen zweier Axen, zwischen denen ständige Bewegungs- übertragung stattfindet, ohne diese zu unterbrechen, stetig zu ändern, wird durch die Einrichtung gemäss der Erfindung durch die beiden besonders angeordneten Spezialkegelräder rund und rin allgemeinster Weise gelöst, wobei die zur Anwendung gelangenden Module und Zabnformen wie auch die gewählten Konushöben und Durchmesser beliebig gewählt werden können. Dabei kann insbesondere durch entsprechende Wahl der Konusneigung die Raschheit des Geschwindigkeitswechsels in weitesten Grenzen beeinflusst werden. Wird die Konushöhe gleich Null gewählt, so wird das Konusrad zur Scheibe, bei unendlicher
Konushöhe hingegen zum Zylinder.
Die Verschiebung des Rades i erfolgt durch Handantrieb und eine übliche Gabelhebelanordnung kann jedoch auch selbsttätig nach irgendeinem bestimmten Gesetz erfolgen.
Das Wechselrad i kann statt mit Aussenverzahnung auch mit Innenverzahnung versehen sein.
Dann müssen die in der gemeinsamen Achsenebene (bestimmt durch die Achsen o, 0'und o") jeweils aussen liegende Erzeugenden parallel zueinander und zur Achse 0" sein, um die Verschiebung des Geschwin- digkeitsweohselrades zu ermöglichen.-
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Geschwindigkeitswechselgetriebe mit gezahnten in ein gemeinsames Stirnrad eingreifenden Konussen, dadurch gekennzeichnet, dass die Konusse nur über die Hälfte ihrer Mantelfläche gezahnt sind und die ungezahnte Hälfte eines Konusses so lange ausser Eingriff mit dem gemeinsamen Stirnrad steht, als mit diesem die gezahnte Hälfte des ändern Konusses in Eingriff steht.