DE1077939B

DE1077939B - Umschaltbares, feinmechanisches Stufengetriebe

Info

Publication number: DE1077939B
Application number: DE1954P0012686
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Johannes Perthen
Original assignee: JOHANNES PERTHEN DR ING
Current assignee: JOHANNES PERTHEN DR ING
Priority date: 1954-09-13
Filing date: 1954-09-13
Publication date: 1960-03-17

Description

Umschaltbares, feinmechanisches Stufengetriebe In feinmechanischen Geräten werden häufig umschaltbare Stufengetriebe mit großen Über- oder Untersetzungen benötigt, die sich in einer Stufe nicht ausführen lassen oder Zahnräder mit sehr großen Durchmessern erfordern würden.
Hierfür wird erfindungsgemäß ein Stufengetriebe vorgeschlagen, bei dem zwischen der treibenden und der getriebenen Welle schwenkbare Wippen angeordnet sind. In den Wippen sind mehrere einstufige Getriebeglieder hintereinander angeordnet, und zwar so, daß die parallelen Achsen dieser Übertragungsglieder in einer Linie liegen. Auf diese Weise kann eine solche Wippe auch bei einem niedrigen Übertragungsverhältnis des einzelnen Getriebegliedes ein hohes Gesamtübertragungsverhältnis erreichen, wobei aber die Durchmesser der Zahnräder klein bleiben.
Diese Wippen werden beispielsweise durch Schaltnocken gegen Federdruck so geschwenkt, daß sie zunächst mit dem auf der Antriebswelle befindlichen Zahnrad und sodann mit dem auf der Abtriebswelle angebrachten Zahnrad in Eingriff kommen. Da das Antriebszahnrad sich dreht, findet es auf alle Fälle eine Zahnlücke auf dem in der Wippe befindlichen Gegenrad. Dadurch laufen die übrigen Wippenräder mit, und das Wippen-Abtriebsrad kann in eine Zahnlücke des Gegenrades auf der Abtriebswelle eingreifen. Ist die Wippe aber ausgeschaltet, dann ist sie weder mit der Antriebswelle noch mit der Abtriebswelle im Eingriff, und ihre Zahnräder stehen still, so, daß keine Leerlaufverluste entstehen.
Dies ist besonders wichtig, weil auf diese - Weise durch parallele Anordnung mehrerer solcher Wippen auf einer Achse mit verschiedenen Gesamtübertragungsverhältnissen mehrstufige Getriebe mit geringsten Getriebeverlusten aufgebaut werden können. Dieser Vorteil ist von entscheidender Bedeutung bei feinmechanichen Getrieben, die meist von kleinen schnellaufenden Motoren, die aber einen schlechten Wirkungsgrad besitzen, angetrieben werden.
Im allgemeinen Maschinenbau ist ein Wendegetriebe bekannt, bei dem zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle ein Wendeherz angeordnet ist, das Tiber einfache Durchgangsräder entweder die An- und die Abtriebswelle verbindet oder bei der Bewegungsumkehr die Antriebswelle auf ein Vorgelegerad vor der Abtriebswelle schaltet. Die Räder im Wendeherz liegen nicht auf einer geraden Verbindungslinie. Auch Anwendungen wippenähnlicher Getriebeanordnungen an mechanischen Relais oder Fernsteuerungen entbehren des erfindungsgemäßen Merkmals, daß mehrere Zahnräder oder Zahnradübersetzungen in gerader Linie hintereinander angeordnet sind und im ausgeschalteten Zustand stillstehen.
Gegenüber diesen bekannten Ausführungen hat die Erfindung den Vorteil, daß hohe Gesamtübersetzungen mit kleinen und daher billigen Zahnrädern aus mehreren Teilübersetzungen innerhalb eines einfachen wippenartigen Schaltelementes aufgebaut werden können. Da die Achsbohrungen auf einer Geraden liegen, lassen sie sich genau herstellen. Bei Änderung der Getriebedaten genügt das Auswechseln nur weniger Zahnräder in der Wippe sowie gegebenenfalls auf der treibenden und/oder getriebenen Welle.
Das Getriebe ist in den Abb. 1 bis 3 dargestellt. Das auf der Antriebswelle 1 befindliche Zahnrad 2 treibt Zahnräder 3 bis 7 an, die sich in einer aus zwei Wangen 9 und 10 bestehenden Wippe befinden, die sich um die Achse 11 drehen kann. Die miteinander fest verbundenen Räder 3 und 4 laufen lose auf der Achse 12, die Räder 5 und 6 in gleicher Weise auf der Achse 11, und das Rad 7 läuft lose auf der Achse 13. Das Rad 8 ist fest auf der Welle 14 befestigt, von der die unter- oder übersetzte Drehzahl abgenommen werden kann.
Wird die Wippe 9/10 gegen die Kraft der Feder 17 nach rechts bewegt, so kommt sie außer Eingriff, und die Räder 3 bis 7 bleiben stehen. Bei einer Linksbewegung gegen den Anschlag 15 kommen die Räder zum Eingriff. Hierbei muß erreicht werden, daß zuerst die Räder 2 und 3 zum Eingriff kommen und erst dann die Räder 7 und B. Dies erreicht man am einfachsten dadurch, daß der Kopfkreisdurchmesser der Räder 7 und 8 etwas verkleinert wird. Wenn aber -die Räder 2 und 3 vor den Rädern 7 und 8 zum Eingriff kommen, dann kann das Getriebe ohne Schwierigkeiten im Laufen geschaltet werden. Die Verstellung der Wippe 9/10 kann durch Hebel, Schalträder, Drucktasten oder; wie hier beispielsweise gezeichnet ist, durch einen Nocken 16 erfolgen, wobei eine Druckfeder 17 die erforderliche Rückstellkraft erteilt. Bei der Übertragung großer Kräfte kann die Wippe 9/10 auch formschlüssig umgeschaltet und verriegelt werden.
Die zwischen den Wellen 1 und 14 befindlichen drei Achsen 12, 11, 13 mit den Zahnrädern 3, 4, 5, 6; 7 ergeben eine Gesamtübersetzung von beispielsweise-1:10, durch Aufteilung in die Teilübertragungsverhältnisse von z. B. 1 : 2, 1 : 2, 1 : 2 und 1 : 1,25. Das bedeutet Zahnräder mit kleinen Durchmessern, die billig hergestellt werden können.
Man kann aber auch nach Abb. 4 innerhalb der Wippe 9/10 nur zwei Achsen 18 und 19 vorsehen, wenn die Wippe keine durchgehende, sondern eine fliegende Achse 20 besitzt, mit der sie sich pendelnd bewegen kann. ` Ferner kann die Wippe zu einer wahlweisen Über-oder Untersetzung verwendet werden, wenn sie umschlägt, d. h. wenn das Rad 7 mit einem auf der Welle 1 und das Rad 3 mit einem auf der Welle 14 angeordneten Rad zum Eingriff kommt oder wenn unter Ausnutzung der Mittelräder 5/6 den Rädern 3/4 und 7 entsprechende Räder von der entgegengesetzten Seite in die Räder 2 und 8 eingreifen, sobald die Räder 3/4 und 7 ausgeschaltet werden. Außer Umschalteng ist auch Bewegungsumkehr möglich und statt Zahnrädern können Reibräder verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Umschaltbares, feinmechanisches Stufengetriebe, bei dem zwischen der treibenden und getriebenen Welle schwenkbare Wippen mit in den Wippen hintereinander angeordneten Zwischenrädern vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (12, 11, 13) der Zwischenräder (3, 4, 5, - 6, - 7) geradlinig nebeneinander in den schwenkbaren Wippen (9, 10) angeordnet sind, wobei das Gesamtübertragungsverhältnis in mehrere hintereinandergeschaltete Teilübertragungsverhältnisse (2/3, 4/5; 6/7) aufgeteilt ist, daß die Wippen durch Schaltnocken (16) gegen Federdruck (17) schwenkbar sind und daß mehrere Getriebesätze, von denen jeweils nur einer eingeschwenkt wird, zwischen der treibenden (1) und der getriebenen Welle (14) parallel angeordnet sind, so daß sich je nach- dem eingeschwenkten Getriebesatz verschiedene Übersetzungsverhältnisse ergeben.
2. Umschaltbares, feinmechanisches Stufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe formschlüssig geschaltet und verriegelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 724 571, 890 885; französische Patentschriften Nr. 467 160, 486 335, 944 232; britische Patentschrift Nr. 556 314; USA.-Patentschriften Nr. 2 397 777, 2 415 278; Atlas für Getriebe- und Konstruktionslehre von A,. W i dm a i er, Verlag Konrad Wittwer, Stuttgart, Juli 1954, Blatt R 112, Abb. Zh 41.13; Blatt R 125, Abb. Zi 11.05; Blatt R 138, Abb. Zi 21.64.