DE1038368B

DE1038368B - Gear switchgear

Info

Publication number: DE1038368B
Application number: DEH22168A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Hafner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-11-20
Filing date: 1954-11-20
Publication date: 1958-09-04

Description

Räderschaltwerk Schaltgetriebe sind bezüglich der verwendeten Schaltmittel des Koppelns und Entkoppelns in vielen Abwandlungsmöglichkeiten bekannt. Absatzweises Koppeln und Sperren zeigt sich beispielsweise in den sogenannten Schrittschaltwerken, wie Malteserkreuzgetrieben und Sternradgetrieben für parallelachsige Anordnungen von Treiber- und Schaltwelle.Gear shifting gearboxes are related to the switching means used of coupling and decoupling known in many possible modifications. By paragraph Coupling and blocking can be seen, for example, in the so-called stepping mechanisms, such as Maltese cross gears and star wheel gears for parallel-axis arrangements of driver and shift shaft.

Bekannt sind für gekreuzte Anordnung von Treiber-und Schaltwelle auch Schraubenrad-Schaltwerke, bei denen durch ein Schraubenräderpaar zunächst eine gleichförmige Drehbewegung auf die getriebene Schaltwelle übertragen wird und das Antriebsschraubenrad außerdem durch eine auf ihr koaxial angeordnete Trommelkurve über eine Keilwelle eine zusätzliche axiale Schubbewegung erhält, die eine beschleunigte bzw. verzögerte Drehung der getriebenen Welle bewirkt. Durch entsprechende Ausbildung der Trommelkurve lassen sich im getriebenen Teil beliebige Bewegungsgesetze erzielen, insbesondere auch Stillstände einschalten.Are also known for the crossed arrangement of the driver and selector shaft Helical gear derailleurs, in which a pair of helical gears initially creates a uniform Rotary movement is transmitted to the driven selector shaft and the drive screw also by a drum cam arranged coaxially on it via a spline shaft an additional axial thrust movement is given, which accelerates or decelerates Causes rotation of the driven shaft. By appropriately designing the drum cam any laws of motion can be achieved in the driven part, in particular also switch on standstills.

Auch sind Kurventriebschaltwerke verschiedenster Bauart bekannt, bei denen das Schaltrad Triebstöcke aufweist, die im Eingriff mit einer Trommelkurve des Treibers bei gekreuzter Achsenanordnung von Treiber-und Schaltwelle den Schaltvorgang bewirken und die Sperrung des Schaltrades durch Lauf der Triebstöcke in Kurvenstücken ohne Steigung erreicht wird.Curve drive switching mechanisms of various types are also known which the ratchet has pinions that mesh with a drum cam of the driver with a crossed axis arrangement of driver and selector shaft the switching process cause and the locking of the ratchet wheel by running the headstock in curved pieces is reached without a slope.

Des weiteren sind Malteserkreuzgetriebe mit gekreuzter Anordnung von Treiber- und Schaltwelle bekannt, bei denen wie beim üblichen Malteserkreuzgetriebe mit parallelen Achsen die absatzweise Übertragung einer Drehbewegung von einer treibenden auf die getriebene Welle mit einer ein- und aussetzenden Gleitkopplung bewirkt wird und die nachfolgende Sperrung des Schaltstückes mittels gegenseitig angeordneter zylindrischer Sperrschuhe oder durch Drehriegel geschieht.Furthermore, there are Maltese cross gears with a crossed arrangement of Known driver and shift shaft, where as with the usual Geneva cross gear with parallel axes the intermittent transmission of a rotary motion from a driving one is effected on the driven shaft with an on-and-off sliding coupling and the subsequent blocking of the contact piece by means of mutually arranged cylindrical locking shoes or by turning latches.

Gegenstand der Erfindung ist ein Rädertriebschaltwerk in Form eines Schrittschaltwerkes für die absatzweise Übertragung einer Drehbewegung von einer treibenden auf die getriebene Welle mit gekreuzter Achsenlage, bei dem als Schaltrad entweder ein Stirnrad mit Schrägzähnen oder ein Schraubenrad mit geeigneter Formgebung der Flankenlinien der Zähne verwendet wird, der Treiber, ebenfalls radförmig ausgebildet, auf seinem Umfang zahnförmig ausgebildete Zapfen, Stifte oder Rollen besitzt, die in die Zahnlücken eintreten, das Schaltrad gleichförmig weiterdrehen und nach ihrem Austritt für die gleiche Bewegungsübertragung durch den folgenden Zapfen, Zahn od. dgl. abgelöst werden, wobei die Anzahl dieser Zapfen oder Rollen und ihre Teilung auf dem Treiberumfang dem Verhältnis von Schaltzeit zur Ruhezeit angepaßt ist und die Sperrung nach Beendigung des Schaltvorganges durch am Treiber und am Schaltrad angeordnete Sperrmittel, Sperrer und Sperrstück; bekannter oder dem Erfindungsgedanken angepaßter Art bewirkt wird.The invention relates to a gear mechanism in the form of a Stepping mechanism for the intermittent transmission of a rotary movement from one driving on the driven shaft with a crossed axis position, in which as a ratchet wheel either a spur gear with helical teeth or a helical gear with a suitable shape the tooth flank lines are used, the driver, also wheel-shaped, has on its circumference tooth-shaped pegs, pins or rollers that step into the gaps between the teeth, continue turning the ratchet evenly and after your Exit for the same transmission of motion through the following pin, tooth or Like. Be detached, the number of these pins or rollers and their division on the driver scope is adapted to the ratio of switching time to idle time and the locking after completion of the switching process by on the driver and on the ratchet arranged locking means, locking device and locking piece; known or the idea of the invention adapted type is effected.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Beispiel der Ausführung des Erfindungsgedankens, und zwar mit Blickrichtung in Richtung der Achse der Treiberwelle und in einer Getriebestellung zu Beginn des Schaltvorganges bzw. während des Schaltens; Fig. 3 zeigt dieselbe Betriebliche Anordnung gemäß der Erfindung bei Blickrichtung in Richtung der Achse der Schaltwelle.Fig. 1 and 2 show an example of the implementation of the inventive concept, looking in the direction of the axis of the driver shaft and in a gear position at the beginning of the switching process or during switching; Fig. 3 shows the same Operational arrangement according to the invention when looking in the direction of the axis the selector shaft.

Nach der Erfindung besteht das Schaltwerk aus dem Stirn- oder Schraubenrad 1 mit der im Gestell (Standglied) 2 gelagerten Schaltwelle 3. Die Zähne (Zahnflanken) 4 des Schaltrades 1 stehen um den Winkel b gegen die Mantellinie des Schaltrades 1 geneigt. Die Zahnlücken 6 des Schaltrades 1 werden durch Form- oder Wälzwerkzeuge von genormten Moduln herausgearbeitet.According to the invention, the switching mechanism consists of the spur or helical gear 1 with the shift shaft mounted in the frame (standing link) 2 3. The teeth (tooth flanks) 4 of the ratchet wheel 1 are at the angle b against the surface line of the ratchet wheel 1 inclined. The tooth gaps 6 of the ratchet wheel 1 are formed by forming or rolling tools worked out from standardized modules.

Auf dem Umfang des Schrägzahnrades 1 sind in symmetrischer Anordnung - entsprechend dem geforderten Schaltwinkel - Sperrzapfen 7 als Sperrstücke angeordnet, bei 180°-Schaltung je um 180° gegeneinander versetzt.On the circumference of the helical gear 1 are in a symmetrical arrangement - according to the required switching angle - locking pin 7 arranged as locking pieces, with 180 ° switching, offset from one another by 180 °.

Der Treiber 8, sitzend auf der die Schaltradachse 5 rechtwinklig kreuzenden Treiberwelle 10 mit der Treiberachse 9, hat bei einer Ausführungsart die Form einer schmalen zylindrischen Scheibe, in deren Mantelfläche entsprechend der geforderten Ruhezeit nach Beendigung des Schaltvorganges eine Nut 11 als Sperrer eingefräst ist, in die nach Beendigung des Schaltvorgangs die Sperrstücke 7 einlaufen und so ein Weiterdrehen des Schaltstückes während der Ruhezeit verhindern. Auf dein nicht genuteten Umfang des zylindrischen Treibers 8, wobei der dazugehörige Zentriwinkel der Schaltzeit entspricht, sind Schaltzähne, Schaltzapfen oder Schaltrollen 12, so angeordnet, daß ihre -,3£nzahl bzw. die dadurch festgelegte "Teilung t auf die zwischen den Sperrstücken 7 vorhandenen Zahnlücken in der Weise abgestimmt ist,, daß jeweils nur einer der Schaltzähne, Schaltzapfen oder Schaltrollen 12 finit einer Zahnlücke 6 des Schaltrades 1 im Eingriff ist. Die Teilung t der Schaltzapfen 12 ist auch funktionsabhängig von der axial gemessenen Breite des Schaltrades 1 und von dem Neigungswinkel b der Geradzähne bzw. der Zahnlücken 6. Dabei kann der Fall eintreten, daß während des Schaltens abwechselnd eine Zahnlücke von den Schaltzähnen übersprungen wird.The driver 8, sitting on the ratchet axis 5 intersecting at right angles Driver shaft 10 with driver axis 9, in one embodiment, has the shape of a narrow cylindrical disc, in the outer surface of which corresponds to the required Rest period after completion of the switching process a groove 11 milled as a lock is, in which the locking pieces 7 enter after completion of the switching process and so Prevent further turning of the contact piece during the idle time. On your not grooved circumference of the cylindrical driver 8, the associated central angle corresponds to the switching time, are switching teeth, switching pins or pulleys 12, arranged in such a way that their -, 3 £ n number or the thereby determined "division t on the between the locking pieces 7 existing tooth gaps is matched in such a way, that only one of the shift teeth, shift pins or shift rollers 12 finite one Tooth gap 6 of the ratchet wheel 1 is engaged. The division t the Switching pin 12 is also functionally dependent on the axially measured width of the ratchet wheel 1 and the angle of inclination b of the straight teeth or the tooth gaps 6. It can the case occur that alternately a tooth gap of the Shift teeth is skipped.

Aus der beschriebenen getrieblichen Paarung der Schaltorgane ist ersichtlich, daß das Schaltrad 1 insbesondere wegen der Geradzähne während des Schaltens bei gleichförmig umlaufender Treiberwelle ebenfalls eine gleichförmige Drehbewegung vollführt. Stoßfreier Einlauf des ersten Schaltzapfens in die entsprechende Zahnlücke zu Beginn des Schaltvorgangs, desgleichen stoßfreies Auslaufen des letzten Schaltzapfens aus der letzten wirksamen Zahnlücke kann durch getriebliche Maßnahmen erreicht werden, wie sie bei Sternradgetrieben angewandt werden, beispielsweise durch zusätzliche Anordnung von Stoßfreiheit bewirkenden Ein- bzw. Auslaufschlitzen.From the described gear pairing of the switching elements it can be seen that that the ratchet 1 in particular because of the straight teeth during switching uniformly rotating drive shaft also has a uniform rotary movement performs. Smooth entry of the first switching pin into the corresponding tooth gap at the beginning of the switching process, as well as smooth running out of the last switching pin from the last effective tooth gap can be achieved through drive measures, as they are used in star gears, for example by additional Arrangement of seamless inlet and outlet slots.

Bei einer anderen Ausführungsart gemäß der Erfindung können aus Fertigungsgründen oder aus anderen konstruktiven Maßnahmen oder Erwägungen die Schalt-- und Sperrorgane am Treiber 8 andere Anordnung bzw. auch andere Bauausführung besitzen, beispielsweise in der Art, daß der Treiber 8 von Fig.l bzw. 2 nur die Schaltzähne 12 trägt, während die Sperrung durch andere getriebliche Hilfsmittel bekannter Art bewirkt wird, etwa durch einen Sperrer, z. B. Sperrschieber, der mittels einer Schubkurbelbewegung, eingeleitet vom Treiber. die Bewegung des Schaltstückes sperrt.In another embodiment according to the invention, for manufacturing reasons or the switching and locking devices for other constructive measures or considerations have a different arrangement or a different design on the driver 8, for example in such a way that the driver 8 of Fig.l or 2 only carries the shift teeth 12 while the blocking is effected by other gear-related aids of a known type, for example by a locker, e.g. B. gate valve, which by means of a slider crank movement, initiated by the driver. the movement of the contact block is blocked.

Eine weitere wichtige Abwandlung des Räderschaltwerkes gemäß der Erfindung ist darin zu sehen, daß ein solches Schaltgetriebe einer absatzweisen Schubbewegung dienen soll. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das Schaltrad 1 durch eine Schalt-Zahnstange mit Schrägzähnen ersetzt wird, die außerdem entsprechend dem geforderten Schalthub Sperrstücke 7 besitzt. während der Treiber 8 entweder nach Art vorn Fig. 1 bzw. 2 und 3 ausgeführt ist oder bezüglich der Sperrung wie oben ausgeführt verfahren wird.Another important modification of the gear mechanism according to the invention can be seen in the fact that such a gearbox has an intermittent thrust movement should serve. This can be achieved in that the ratchet 1 by a gear rack is replaced with helical teeth, which also corresponds to the required switching stroke Lock pieces 7 has. while the driver 8 either according to the type in front of Fig. 1 or 2 and 3 or proceed as described above with regard to the blocking will.

Gegenüber Räderschaltwerken bekannter Bauart, auch solcher mit gekreuzten Achsen von Treiber- und Schaltwelle, besitzt das Räderschaltwerk gemäß der Erfindung einschließlich seiner Abwandlungsmöglichkeit für absatzweisen Schub zahlreiche Vorteile. Solche sind: Das Verhältnis von Schaltzeit zur Ruhezeit ist innerhalb weiter Grenzen beliebig wählbar und nicht wie bei den üblichen Malteserkreuzgetrieben für parallele Achsen oder gekreuzte Achsen an ganz bestimmte Werte gebunden. Als Schaltstücke in Form von Schaltzahnrad oder Schaltzahnstange sind Stirnräder bzw. Zahnstangen normaler Verzahnungsart verwendbar, denen lediglich für stoßfreies Schalten für Schaltbeginn und Schaltende Ein- bzw. Auslaufschlitze zusätzlich beizugeben sind. Auch sind die Sperrstücke auf dem Schaltrad bzw. auf der Schaltstange mit üblichen fertigungstechnischen Mitteln einzubauen oder mit dem Schaltstück festverbunden anzubauen.Compared to gear mechanisms of known design, also those with crossed ones The gear mechanism according to the invention has the axes of the driver and selector shaft numerous advantages including the possibility of modifying it for intermittent thrust. Such are: The ratio of switching time to idle time is within wide limits freely selectable and not as with the usual Maltese cross gears for parallel Axes or crossed axes are bound to very specific values. As contact pieces in the form of gear or gear rack are spur gears or racks normal toothing type can be used, which are only used for bumpless switching for Start of switching and switching of inlet and outlet slots must also be added. The locking pieces on the ratchet wheel or on the shift rod are also common to incorporate production engineering means or firmly connected to the contact piece to grow.

Durch Wahl verschiedener Steigungen der Geradzahnflanken des Schaltstückes in Verbindung mit entsprechender Teilung der Schaltzähne 12 und der Breite des Schaltrades können mit dem Räderschaltwerk gemäß der Erfindung beliebig geforderte Schaltwinkel des Schaltstückes verwirklicht werden. Der technische Fortschritt sowie die Erfindungshöhe des neuen Räderschaltwerkes für absatzweise Drehung bzw. absatzweisen Vorschub ist unter anderem darin zu erblicken, daß Schaltbewegungen bei gekreuzter Treiber- und Schaltwelle getrieblich erzeugt werden können, indem gewisse Gedankengänge und getriebliche Maßnahmen, wie sie von Sternradgetrieben mit parallelachsiger Anordnung von Treiber-und Schaltwelle her bekannt sind, auf ein räumliches Schaltproblem, d. h. auf Schaltung bei gekreuzten Achsen, übertragen und abgewandelt wurden, und zwar entweder in der gedrängteren Bauart einer :Ausführung gemäß Fig. 1 und 2 oder bei getrennter Anordnung der Schalt- und Sperrorgane. Neu ist auch die besonders einfache Bauart für den Fall, wenn beispielsweise bei niedrigen Drehzahlen der Treiberwelle und bei kleinen Massen des Schaltstückes und der mit diesem getrieblich verbundenen Glieder auf den Anbau der Einlauf- und Auslaufschlitze verzichtet werden kann.By choosing different slopes of the straight tooth flanks of the contact piece in connection with the corresponding pitch of the shift teeth 12 and the width of the ratchet wheel can with the gear mechanism according to the invention any required switching angle of the contact piece can be realized. Technical progress and inventiveness of the new gear mechanism for intermittent rotation or intermittent feed Among other things, it can be seen that switching movements with crossed driver and Shift shaft can be generated geared by certain trains of thought and geared Measures such as those of star gears with a parallel axis arrangement of driver and Switching shaft are known to a spatial switching problem, d. H. on circuit with crossed axes, transferred and modified, either in the More compact design of a: Execution according to FIGS. 1 and 2 or with a separate arrangement the switching and locking devices. Another new feature is the particularly simple design for the Case when, for example, at low speeds of the driver shaft and at small ones Masses of the contact piece and the links connected to it in a geared manner the cultivation of the inlet and outlet slots can be dispensed with.

Claims

PATETANSPRUCE: 1. Gear mechanism with crossed axes of driver and ratchet wheel and locking by pins that run in a pitchless circular groove of the driver, for the purposes of small device construction and precision engineering, characterized in that the ratchet wheel (1) is a fully toothed Helical gear with straight teeth (6), on the circumference of which centrally arranged and symmetrically divided locks in the form of pins (7) are arranged, and that the driver (8) carrying the locking groove (11 ) on the non-grooved part of its circumference shift teeth ( 12), has radially arranged pins or pinions that cause the switching process.

2. gear switch according to claim 1, characterized in that the Place the helical gear (1) a rack riding straight helical teeth occurs and so a step feed of the rack is generated.

3. Gear switch according to one of claims 1 or 2, characterized in that while maintaining the Schaltanordnuirg the locking of the ratchet wheel (1) without locking pin arranged on it (7) happens with other gear locking means of known type, for example by controlled gate valves.

4. Gear mechanism according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that for higher speed of the driver (8) or at large mass of the gear members connected to the ratchet wheel (1) to achieve smooth entry and exit of the switching pin (12) at the beginning or at the end of the switching process so-called inlet or outlet slots of a known type are provided, or that the Modified helical tooth shape at the inlet and outlet points directly on the ratchet wheel (1) will. Considered publications: German patent specifications No. 262 985, 243 509, 270 411, 389 847, 549 498; Austrian Patent No. 64127; french U.S. Patent No. 575,966; AWF-Getriebeblätter 631 / 632B, Berlin, Beuth-Verlag, 1927.