Geschwindigkeitswechselgetriebe. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ge schwindigkeitswechselgetriebe mit veränder barem Übersetzungsverhältnis, mit einer in ihrer Exzentrizität in bezug auf die trei bende Welle verstellbaren Führungsbahn und in bezug auf diese drehbeweglich gelagerten, sich kreuzenden, hin- und herbewegten, innen verzahnten Zahnstangenrahmen, die mit Zahnräderpaaren zusammenwirken, welche mittelst Gesperren auf die zur treibenden Welle gleichachsige, getriebene Welle ar beiten.
Es sind schon Getriebe dieser Art vor geschlagen worden, bei welchen die Führungs bahn als auf der Welle verschiebbarer, zen traler Führungskörper ausgebildet war. Diese Anordnung war jedoch in mechanischer Be ziehung unzweckmässig; ausserdem war die ses Getriebe nur für begrenzte Leistungen brauchbar, da es sich nicht nach Belieben ausbauen liess. Es sind auch schon ähnliche Getriebe bekannt geworden, bei welchen die Kurvenbahn feststehend war; indessen be nötigten dieselben eine derart grosse Anzahl Übertragungs- und Zwischenglieder, dass ihre Verwendung in der Praxis wegen des kom plizierten Aufbaues, des schlechten Wirkungs grades und des durch die vielen Verzahnun gen verursachten Geräusches nicht in Frage kommen konnte.
Diese Übelstände werden nun beim Ge schwindigkeitswechselgetriebe gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, dass die Füh rungsbahn als feststehender Käfig mit zylin drischen Bahnflächenabschnitten, an welchen die Zahnstangenrahmen mit an ihren Enden angebrachten reibungsvermindernden Mitteln auflaufen, ausgeführt ist und die getriebene Welle in der als Hohlwelle ausgebildeten treibenden Welle liegt, deren ein die Zahn stangenrahmen führender Teil als Trommel ausgebildet ist, welche die auf der getriebe nen Welle befestigten Zahnräder umgibt.
Dank dieser Anordnung ergibt sich eine robuste, stabile Konstruktion, deren Einfach heit einen guten Wirkungsgrad erreichen lässt, und da ausser den mit den Zahn- stangenrahmen kämmenden Zahnrädern kei nerlei andere Verzahnungen vorhanden sind, arbeitet das Getriebe möglichst geräuschlos.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes darge stellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen achsialen Längsschnitt durch das Getriebe; Fig. 2 und 3 sind Schnitte nach der Linie II-II der Fig. 1, in zwei verschiedenen Be triebsstellungen; Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1, in grösserem Massstab, und Fig. 5 ein Schnitt durch einen Zahn stangenschieber, ebenfalls in grösserem Mass- stabe.
Das ganze Getriebe ist in einem Gehäuse 1 untergebracht, das aus zwei Teilen 1a und 1b besteht, die vermittelst Schrauben zusammen gehalten sind. Die in Kugellagern 3 gelagerte Antriebswelle 2 ist als Hohlwelle ausgebil det, welche durchgehend ist und die ge triebene Welle 4 umschliesst. Im Innern des Gehäuses ist die treibende Welle zu einer Trommel 5 ausgebildet, welche zwei senk recht zur Achse stehende und zueinander um 90 versetzte Führungen aufweist, in welchen Schieber 6 quer zur Achse verschieb bar geführt sind, derart, dass sie die Rotation der Trommel mitmachen müssen. Diese Schieber 6 haben rechteckigen Querschnitts umriss und bilden einen Rahmen mit zwei Längsschenkeln 6a, welcher an ihren Enden durch Querstege 6b vereinigt sind. Jede der beiden gegen innen gekehrten Flächen der Schenkel 6a ist mit einer Verzahnung 7 bezw.
7a versehen, deren Breite gleich der Hälfte der Schenkelbreite ist. Diese beiden Ver zahnungen bilden Zahnstangen und stehen einander mit Bezug auf die Längsachse des Schiebers symmetrisch gegenüber (Fig. 5). Jede dieser Zahnstangen 7, 7a steht mit einem auf der getriebenen Welle 4 drehbar gelager ten Zahnrad 8 bezw. 8a in Eingriff. Jedes Zahnrad 8 ist mit einem glockenartigen Teil 9 (der Kürze halber Glocke genannt) fest ver bunden, dessen Mantel ein einseitig wirken- des Gesperre umschliesst (Fig. 4). Dieses weit einen durch einen Keil 10 mit der Welle 4 fest verbundenen Ring 11 auf, auf dessen Umfang drei Ausnehmungen 12 vorgesehen sind, die je eine Klemmrolle 13 enthalten.
Der Boden der Ausnehmungen 12 ist derart ausgebildet, dass die unter dem Druck der Feder 14 stehende Rolle zwischen dem Bo den der Ausnehmung und der Glocke ein geklemmt wird, was bei Rechtsdrehung der Glocke 9 in bezug auf den Ring 11 eine Mitnahme des letzteren und folglich der Welle 4 zur Folge hat. Bei Linksdrehung der Glocke 9 aber werden die Rollen 13 ent gegen der Federwirkung nach links bewegt und haben darin so viel Spiel, dass keine Mit nahme stattfindet. Die Trommel 5 ist ausser dem von einem ruhenden Käfig 15 umgeben, der im untern Teil 1b des Gehäuses geführt ist und vermittelst eines aus einer am Käfig 15 befestigten Spindel 16, einer zugleich als Schneckenrad ausgebildeten Gewindemutter 17 und einer Schnecke 18 bestehenden Re duktionsgetriebes gehoben und gesenkt wer den kann.
Der Käfig 15 hat eine weite Boh rung, deren eine Hälfte 19 (rechte Hälfte Fig. 2) als zylindrische Führungsbahn für die mit Rollen 20 versehenen Enden der Schieber dient. Die linke Hälfte 21 ist ge nügend ausgenommen, um eine freie Bewe gung der Schieber zu gewährleisten. Die Wirkungsweise dieses Wechselgetrie bes ist folgende: Bei Rechtsdrehung der treibenden Welle 2 (Fig. 2 und 3) wird die Trommel 5 mit genommen, und mit dieser bewegen sich die beiden Schieber 6. Zunächst soll, wie in Fig. 2 gezeigt, die Exzentrizität der Füh rungsbahn in bezug auf die treibende Welle 2 am grössten sein. Im gezeichneten Beispiel macht diese Exzentrizität eine Zahnstangen länge von fünf Zähnen aus. Bei der Rechts drehung werden die Schieber 6 durch die Kreisführung 19 gezwungen, sich in ihrer Führung in der Trommel 5 zu verschieben.
wobei die Zahnräder 8 bezw. 8a durch die Zahnstangen 7, 7 a in Drehung versetzt wer- den. Nun sind die beiden Klemmgesperre so gebaut, dass sie nur bei Linksdrehung der Zahnräder in bezug auf die Welle 4 in Wir kung treten. Bei der Verschiebung der Schie- her 6 werden also nur die zu den Zahn rädern 8 gehörenden Gesperre in Wirkung treten und die zu den Zahnrädern 8a ge hörenden Gesperre leer laufen.
Am Ende einer halben Umdrehung verlässt das geführte Ende des Schiebers die Führungsbahn 19 und das andere Ende kommt gleichzeitig in Be rührung damit, so dass bei einer ganzen Um drehung der Trommel jeder Schieber eine vollständige Hin- und Herbewegung in seiner Führung vollzieht, wobei die Zahnräder 8 und 8a, beziehungsweise ihre Klemmgesperre in Wirkung treten, um die getriebene Welle immer in demselben Drehsinn anzutreiben. Bei der maximalen Exzentrizität ent sprechend der Zahnstangenlänge von fünf Zähnen wird der einfache Hub eines Schie bers bei einer halben Umdrehung der treiben den Welle 2 zehn Zähne betragen.
Da nun das Zahnrad 16 Zähne aufweist, wird es während einer halben Rechtsdrehung der treibenden Welle 10/16 oder 5/8 einer vollen Drehung nach links ausführen, das heisst einer vollen Umdrehung der treibenden Welle nach rechts entspricht 10/8 oder 5/4 Um drehung der getriebenen Welle nach links. Läuft zum Beispiel die treibende Welle mit 160 Touren/Min. im Rechtssinn, so wird sich die getriebene Welle mit 40 Touren/Min. im Linkssinn drehen. Vermindert man die Ex zentrizität auf vier Zähne, so kompensieren sich beide Drehungen, und die getriebene Welle steht still. Wird immer noch eine Umdrehungszahl von 160 Touren/Min. für die treibende Welle zugrunde gelegt, so führt die gleiche Überlegung zum Resultat, dass für eine Exzentrizität von zwei bezw. einem Zahn die getriebene Welle 80 bezw. 120 Tou ren/Min. im Rechtssinne machen wird.
Bei der Exzentrizität Null (Fig. 3) ist der Hub der Zahnstangen Null; die getriebene Welle wird also gleichschnell wie die treibende laufen. Es ergibt sich also, dass das Über- setzungsverhältnis des Getriebes eine lineare Funktion der Exzentrizität der Kreisführung ist und in weiten Grenzen geändert werden kann.
Treten die Klemmgesperre bei Rechts drehung der Zahnräder in Wirkung, so ad diert sich die von diesen erzeugte Geschwin digkeit zu derjenigen der treibenden Welle, so dass bei Änderung der Exzentrizität von Null auf das Maximum die Drehzahl der getriebenen Welle auf ein Vielfaches jener der treibenden Welle erhöht werden kann.
Das beschriebene Getriebe weist nur zwei Schieber bezw. Zahnstangenrahmen auf. Um die Gleichförmigkeit der übertragenen Be wegung zu erhöhen kann man indessen die Zahl der Zahnstangenrahmen entsprechend erhöhen, wobei sie dann in der Regel versetzt zueinander anzuordnen sind, um einen Winkel von 180 geteilt durch die Anzahl Schieber zu erhalten. Es wären auch noch andere Anordnungen der Klemmgesperre denkbar.