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Exzenterverstelleinrichtung für Schaltwerksgetriebe Die Erfindung
betrifft eine Exzenterverstelleinrichtung für stufenlos regelbare Schaltwerksgetriebe,
bei welchen ein auf der Antriebswelle sitzender verstellbarer Exzenter die Schwinghebel
mehrerer im Gehäuse kreisförmig um die Welle angeordneter Schaltwerke (Freilaufkupplungen)
in eine oszillierende Bewegung versetzt, wobei mit Hilfe der Schaltwerke diese Bewegung
in eine kontinuierliche Drehbewegung der Abtriebswelle umgewandelt wird. Die stufenlose
Regelung dieser Schaltwerksgetriebe erfolgt dabei durch die Verstellung der Exzentrizität
des Exzenters, der eine kreisförmige Kulisse trägt, in welche die Schwinghebel der
Schaltwerke eingreifen. Zur Vermeidung übermäßiger Reibung und Abnutzung ist die
Kulisse mittels eines Kugellagers im verstellbaren Exzenter gelagert, so daß sie
gegenüber den Schaltwerken keine umlaufende, sondern nur eine schwingende Relativbewegung
ausführt. Die Verstellung des Exzenters muß nicht nur bei Stillstand des Getriebes,
sondern vorzugsweise auch bei laufendem Getriebe möglich sein.
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Für die Verstellung eines solchen mit der Antriebswelle umlaufenden
Exzenters ist es von Wichtigkeit, daß in jeder Einstellung ein gleichbleibend guter
Massenausgleich vorhanden ist. Ferner muß die Verstelleinrichtung selbsthemmend
sein, damit der Exzenter die jeweilige Einstellung entgegen der Wirkung von auftretenden
Getriebekräften. unverändert beibehält.
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Diesen Anforderungen genügen Ausführungen, welche mit Schaltmuffen,
Zahnstangen, Ziehkeilen od. dgl. arbeiten, nicht.
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Es sind bereits Schaltwerksgetriebe mit umlaufendem Exzenter bekannt,
bei denen die Verstellung des Exzenters während des Umlaufes durch eine ein- und
ausschwenkbare mechanische Verstellvorrichtung vorgenommen wird, welche die erforderlichen
Verstellkräfte der Antriebswelle des Getriebes entnimmt und sie über selbsthemmende
Getriebeelemente zum Exzenter weiterleitet, welcher zur Aufrechterhaltung des Massenausgleichs
zugleich mit einem daneben angeordneten Gegengewicht verstellt wird. Das dazu notwendige
Hilfsgetriebe ist jedoch verhältnismäßig kompliziert und verlangt zur Erzielung
eines ruhigen Laufes eine hohe Genauigkeit der Fertigung, wodurch die Wirtschaftlichkeit
dieser Getriebe auf vielen Anwendungsgebieten in Frage gestellt ist. Darüber hinaus
macht sich bei diesen Getrieben mit steigender Getriebegröße und wachsenden Drehzahlen
bemerkbar, daß der Massenausgleich des Exzenters immer schwieriger zu bewerkstelligen
ist.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einem Exzenter mit einem auf
der Antriebswelle befestigten scheibenförmigen Tragkörper eine exzentrisch zur Achse
gelegene zylinderförmige Ausnehmung zu geben, in welcher ein sichelartiger Ring
als Exzenter drehbar gelagert ist, der in gleicher Exzentrizität von seiner Mitte
unter Zwischenschaltung eines Kugellagers eine Kulisse trägt. Durch wechselweise
Beaufschlagung eines in den zwischen beiden Teilen angeordneten Ringkanal hineinragenden
Mitnehmers durch Druckflüssigkeit wird dabei die Verdrehung des sichelartigen Ringes
gegenüber dem Tragkörper und damit die Änderung der Exzentrizität der Kulisse bewirkt.
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Hiervon abweichend bezieht sich die Erfindung auf eine andersartige
Verstelleinrichtung einer solchen auf der Antriebswelle sitzenden Exzenters, und
zwar auf eine Verstelleinrichtung mit zwei auf der Antriebswelle angeordneten Planetengetrieben
von gleicher Größe, von denen das eine Bestellfest abgestützt ist und das andere
mit dem Verstellorgan des Exzenters in Verbindung steht. Die Erfindung besteht darin,
daß das Hohlrad des einen Planetengetriebes, dessen Sonnenrad fest auf der Antriebswelle
sitzt, mit dem Getriebegehäuse verbunden ist und daß das Hohlrad des unmittelbar
vor dem Exzenter sitzenden: anderen Planetengetriebes, dessen Sonnenrad mit dem
Verstellteil des Exzenters verbunden ist, durch eine im Getriebegehäuse gelagerte
selbsthemmende Schnecke od. dgl. verdrehbar abgestützt ist, wobei die in einem gemeinsamen
Träger paarweise gelagerten Planetenräder auf ihren gemeinsamen Achsen in an sich
bekannter Weise, je für sich frei drehbar, angeordnet sind.
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Es ist zwar bekannt, zur gegenseitigen Verdrehung zweier umlaufender
Teile gekoppelte Planetengetriebe zu benutzen. Bei Anwendung auf die Verstellung
des
Exzenters eines Schaltwerkagetriebes wird das dazugehörige selbsthemmende
Mittel, z. B. ein Schnecken-oder Schraubentrieb, unmittelbar in den Exzenter selbst
verlegt, wo es als letztes Glied der Verstellkette vom Planetengetriebe angetrieben
wird. Eine solche Ausführung erfordert jedoch ein zusätzliches Kegelradgetriebe.
Ferner macht der Einbau der Schnecke bzw. der Schraube in den Exzenter denselben
kompliziert und gefährdet zudem seine Auswuchtung in allen Verstellagen. Dadurch
wird der Aufwand für die Verstelleinrichtung unnötig verteuert.
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Gegenüber der eingangs erwähnten mechanischen Verstellung mittels
einer ein- und ausrückbaren Verstellschwinge bietet eine Ausführung nach der Erfindung
den Vorteil, daß der Verstellvorgang augenblicklich, und zwar in gleicher Weise
bei laufendem oder stillstehendem Getriebe vor sich geht und sich nicht entsprechend
der Übersetzung der eingeschwenkten Verstellräder über einen verhältnismäßig langen
Zeitraum erstreckt.
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Gegenüber der weiter angeführten Verstellung des Exzenters durch hydraulische
Mittel besteht der Vorteil der Anwendung rein mechanischer Bauelemente und der Selbsthemmung,
ganz abgesehen davon, daß die Einführung einer Druckflüssigkeit in umlaufende Getriebeteile,
wie z. B. in die Antriebswelle, Schwierigkeiten verbunden ist, die einen entsprechenden
Aufwand erfordern. Irgendwelche zusätzlichen Bauelemente, wie z. B. etwa der Druckspeicher
oder die Pumpe beim hydraulischen Antrieb, werden bei einer Ausführung nach der
Erfindung nicht benötigt.
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Die Übertragung der Verstellbewegung des Planetengetriebes auf den
Exzenter kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung einmal dadurch erfolgen, daß
das Sonnenrad des vor dem Exzenter sitzenden Planetengetriebes einen Mitnehmer trägt,
der mit seinem gabelartigen Ende in einen im Exzenter befestigten Mitnehmerstift
eingreift, welcher aus einer im Exzentergehäuse angebrachten spiralförmigen Nut
herausragt.
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Eine weitere Ausgestaltung des Übertragungsmechanismus besteht erfindungsgemäß
darin, daß das Sonnenrad des vor dem Exzenter sitzenden Planetengetriebes mit einem
Zahnkranz verbunden ist, der mit im Exzentergehäuse zweckmäßig paarweise angeordneten,
in demselben gelagerten Zahnradgruppen im Eingriff steht, welche ihrerseits ein
im Exzentergehäuse befindliches Hohlrad antreiben, dessen seitlicher Ansatz gleitend
in eine Ausnehmung des Exzenters eingreift.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Abb. 1 zeigt ein Schaltwerksgetriebe im Längsschnitt; Abb. 2 zeigt
die Versteileinrichtung desselben im Schnitt; Abb. 3 zeigt gemäß Schnitt A-A in
Abb. 1 das Exzentergehäuse, den sichelartigen Exzenter und den eisentlichen Exzenterring,
die Kulisse; Abb. 4 zeigt gemäß Schnitt B-B in Abb. 1 das Exzentergehäuse der Verstelleinrichtung
mit einer Spiralnut, aus welcher ein Stift des sichelartigen Exzenters herausragt;
Abb. 5 zeigt eine Verstelleinrichtung ähnlich Abb. 2, wobei jedoch die Übertragung
der Verstellkraft des Planetengetriebes zum Exzenter durch weitere Zahnräder erfolgt.
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Auf der im Gehäuse 1 gelagerten Antriebswelle 2 sitzt das scheibenförmige
Exzentergehäuse 3, welches eine exzentrisch zur Achse gelegene zylindrische Ausnehmung
hat, in der der sichelartige Exzenter 4 drehbar gelagert ist. Dieser trägt in gleicher
Exzentrizität von seiner Mitte unter Zwischenschaltung des Kugellagers 5 die Kulisse
6. Von den in der Kulisse 6 verschiebbar gelagerten Gleitsteinen 7 werden in bekannter
Weise die Schwinghebel 8 der Schaltwerke 9 in eine oszillierende Bewegung versetzt.
Die Schaltwerke 9 sind als Klemmrollen-Freilaufkupplungen ausgebildet und verwandeln
diese in eine absatzweise Drehbewegung der Abtriebsräder 10. Diese Drehbewegung
wird von den Rädern 10 auf das Zentralrad 12 und damit auf die Abtriebswelle 11
übertragen, wobei sich die absatzweisen Bewegungen zu einer kontinuierlichen Umlaufbewegung
zusammensetzen. Im Bedarfsfalle kann dem Schaltwerksgetriebe, wie gezeichnet, ein
Wendegetriebe nachgeschaltet sein, welches eine Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle
11 gestattet.
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Auf der Antriebswelle 2 sind vor dem Exzenter 3 bis 6 zwei gleiche
Planetengetriebe angeordnet. Das Sonnenrad 17 des ersten Plantengetriebes ist auf
der Welle 2 aufgekeilt, und das Hohlrad 18 ist mit dem Getriebegehäuse 1 verbunden.
Der Planetenradträger oder Steg 19 ist frei drehbar gelagert. In ihm sind außer
den mit den Rädern 17 und 18 im Eingriff stehenden Planetenrädern 20 auf deren Achsen
je ein weiteres frei drehbares Planetenrad 21 mit gleichem Wälzkreis gelagert. Die
Planetenräder 21 greifen einerseits in ein auf der Antriebswelle 2 frei drehbar
gelagertes Sonnenrad 22 ein und andererseits in ein Hohlrad 24, das sich als Schneckenrad
auf die im Gehäuse 1 gelagerte selbsthemmende Schnecke 25 abstützt und durch Verstellen
derselben verdreht werden kann. Diese Verdrehung des Schneckenrades 24, z. B. mittels
eines auf der Welle der Schnecke 25 angeordneten Verstellhandrades, teilt sich dem
Sonnenrad 22 mit, welches mit dem gabelartig ausgebildeten Mitnehmer 23 in den aus
einer Spiralnut 13 des Exzentergehäuses 3 herausragenden Mitnehmerstift 14 des Exzenters
4 eingreift, wodurch der Exzenter 4 gegenüber dem Exzentergehäuse 3 verdreht wird.
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In Abb. 5 ist das Sonnenrads 22 mit einem Zahnkranz 26 verbunden,
welcher über zweckmäßigerweise paarweise angeordnete, im Exzentergehäuse 3 gelagerte
Zahnräder 27, 28 ein im Exzentergehäuse befindliches Hohlrad 29 antreibt. Das Rad
29 besitzt seitlich einen Ansatz 15, der gleitend in eine Ausnehmung 16 des Exzenters
4 eingreift.
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Durch geeignete Bemessung der Räder 26 bis 29 wie auch der Räder des
Planetengetriebes selbst ist eine weitgehende Änderung der Übersetzung der Verstelleinrichtung
möglich.