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Getriebe mit selbsttätig veränderlichem Übersetzungsverhältnis Die
Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit selbsttätig veränderlichem Übersetzungsverhältnis
zur Übertragung eines begrenzten Drehmomentes von einer Antriebs- auf eine Abtriebswelle.
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Es ist bekannt, bei stufenlosen Getrieben vom Reibungsschluß zweier
Verstellglieder Gebrauch zu machen. Bekannte Konstruktionen derartiger Getriebe
sind beispielsweise so ausgeführt, daß die Abtriebswelle durch besondere exzentrisch
gelagerte Rollen, die von der Zentrifugalwirkung der treibenden Welle abhängig sind,
und auf einem Laufkranz, der mit der Abtriebswelle verbunden ist, umlaufen und durch
Reibung das den Laufkranz aufweisende Glied mitnehmen, in Drehung versetzt wird.
Die übertragung des Drehmomentes ist hierbei durch die Begrenzung der Laufbahn für
die Rollen gegeben. Diese Ausführung ist sehr kompliziert und gibt daher zu Betriebsstörungen
Anlaß. Andere Getriebe sind etwa als Taumelscheibengetriebe, bei denen durch eine
Taumelscheibe eine Feder gespannt wird, ausgeführt.
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Eine weite Verbreitung haben die sogenannten Nockengetriebe gefunden,
bei denen die Übertragung des Drehmomentes durch Nocken erfolgt. Meistens werden
dabei mehrere Nocken auf der Antriebswelle versetzt zueinander angeordnet. Die Nocken
wirken dann über Hebel und Freilaufgesperre auf die Abtriebswelle ein. Einige Ausführungsformen
dieser bekannten Getriebe sehen, um eine möglichst große Gleichförmigkeit der Drehbewegung
der Abtriebswelle zu erhalten, ein Zwischengetriebe vor, auf das in verschiedener
Weise mit Zahnstangen ausgerüstete Hebel einwirken. Bei diesen mit Nocken, Hebeln
und Freilaufgesperre arbeitenden Nockengetrieben werden die Übersetzungsverhältnisse
entweder durch ein Verschieben der Angriffsnocken an den übertragungshebeln oder
durch Verstellung innerhalb des Hebelgestänges erzielt, so daß eine Begrenzung des
zu übertragenden Drehmomentes durch die Einstellung der einzelnen Glieder zueinander
gegeben ist. Dieses macht sich störend bemerkbar, wenn durch eine plötzlich auftretende
Überlast das Getriebe zum Stillstand kommt, weil die Antriebskraft bei der gegebenen
Untersetzung nicht ausreicht.
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Alle bekannten Ausführungen derartiger Getriebe weisen den Nachteil
auf, daß große Drehmomente auf die Dauer von ihnen nicht übertragen werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen,
mit der die Mängel der bekannten Getriebe dieser Art behoben werden können, d. h.
eine Einrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, bei einer Überlastung selbsttätig
das Über= setzungsverhältnis zu ändern, so daß die Antriebskraft in gewissen Grenzen
ausreicht, um einen Stillstand des Getriebes und damit eine Arbeitsunterbrechung
zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Getriebe mit selbsttätig
veränderlichem Übersetzungsverhältnis zur Übertragung eines begrenzten Drehmomentes
von einer Antriebswelle mittels Nokken, Hebel und Freilaufsperren auf eine Antriebswelle
vorgeschlagen, bei dem zur Begrenzung des übertragenen Drehmomentes elastische Glieder
vorgesehen sind und bei dem auf die elastischen Glieder sich auf der Antriebswelle
axial verschiebliche, in ihren einzelnen Ebenen mit verschieden großen Hüben versehene
Nocken abstützen oder die elastischen Glieder eine Änderung der Hebelübersetzung
zulassen.
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Wird bei dieser Anordnung beispielsweise die Abtriebswelle überlastet,
so werden die auf der Antriebswelle verschiebbar angeordneten Nocken derart verschoben,
daß sie mit einer geringeren Nockenhöhe auf die Übertragungshebel einwirken, d.
h., es wird bei gleichbleibender Kraft des Antriebsmotors das Angriffsverhältnis
der Nocken geändert, wodurch sich auch das Über- oder Untersetzungsverhältnis ändert
und die Abtriebswelle nicht zum Stillstand kommt, wie dieses bei allen Getrieben,
insbesondere aber bei Untersetzungsgetrieben, die mit Reibungsschluß arbeiten, der
Fall ist.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Nocken untereinander zu
verbinden und mit Gewinde auf die Antriebswelle aufzusetzen. Die Nocken können auch
auf einer gemeinsamen mit Gewinde auf der Antriebswelle angeordneten Muffe aufgesetzt
sein. Als elastisches Glied kann zweckmäßig eine zylindrische Schraubenfeder vorgesehen
werden.
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Gemäß der Erfindung kann die Antriebswelle auch unterteilt sein und
die Verschiebemuffe zur Verbindung der beiden Wellenabschnitte mit dem vom Motor
angetriebenen Abschnitt der Welle durch Gewinde
und mit dem die
Nocken tragenden Abschnitt der Welle durch einen Federkeil verschiebbar verbunden
sein. Die Muffe weist dabei eine Ringnut auf, in die ein Hebel zur Verstellung der
Angriffspunkte der auf die Nocken aufliegenden Druckstücke eingreift.
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Auf Grund der Zeichnungsunterlagen werden einige Ausführungsbeispiele
beschrieben. Es zeigt F i g.1 schematisch eine Draufsicht auf ein Untersetzungsgetriebe,
bei dem die Nocken auf der Antriebswelle verstellbar sind, F i g. 2 schematisch
einen Schnitt durch eine Anordnung mit den Nocken auf einer verschiebbaren Muffe,
F i g. 3 eine Ausführung mit unterteilter Antriebswelle, F i g. 4 eine Seitenansicht
des Untersetzungsgetriebes, F i g. 5 einen teleskopartig gebildeten Hebel mit eingesetzter
Druckfeder und F i g. 6 die Auflage des Druckstückes auf den Nocken.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g.1 ist die Antriebswelle
1 in Lagern 2 und 3 gelagert. Zwischen den Lagern 2 und 3 ist an der Seite des Lagers
2 auf die Welle 1 ein Federteller 4 und daran anschließend sind die untereinander
verbundenen Nokken 5, 6 und 7 auf die Welle 1 aufgesetzt. Die Nocken 5, 6 und 7
sind mit einem Gewinde versehen und auf den Gewindeabschnitt 9 der Welle 1 aufgesetzt.
Der Nocken 5 hat an der dem Federteller 4 zugekehrten Seite einen Ansatz 10, dessen
Außendurchmesser mit dem Außendurchmesser des Ansatzes 11 des Federtellers
4 übereinstimmt. An dem Federteller 4 und der Nocke 5 ist eine Torsionsfeder
12 angebracht, die die Nocken 5, 6 und 7 in ihrer Lage festhält.
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Auf den Nocken 5, 6 und 7 gleiten Auflagestücke 13,14 und 15, die
auch als Rollen ausgebildet sein können. Diese Auflagestücke 13,14 und 15 sind gemäß
der F i g. 6 angeordnet und greifen zusammen unter Zwischenschaltung einer Feder
16 an die Hebel 17,18 und 19 an. Die Hebel 17,18 und 19 wirken über die Freilaufgesperre
20, 21 und 22 (F i g. 4) auf die Abtriebswelle 23 ein, die in Lagern
24 und 25 gelagert ist. Um einen guten Gleichförmigkeitsgrad der Drehung der Abtriebswelle
23 zu erhalten, sind die Nocken 5, 6 und 7 auf dem Gewindeabschnitt 9 der Antriebswelle
1 versetzt zueinander angeordnet, und zwar je nach Anzahl der Nocken um 180,
120, 90° od. dgl.
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Eine andere Ausführungsform ist in der F i g. 2 gezeigt, in der nur
die Anordnung der Antriebswelle veranschaulicht ist. Die Antriebswelle 1 ist auch
bei dieser Ausführung in den Lagern 2 und 3 gelagert und der Federteller 4 ist in
gleicher Weise wie der der Ausführung nach der F i g.1 angeordnet. Auf dem Gewindeabschnitt
9 der Antriebswelle 1 ist im Gegensatz zu der F i g.1 eine mit Innengewinde 26 versehene
Muffe 27 aufgeschraubt, auf der die Nokken 5, 6 und 7 fest angeordnet sind. Es ist
auch möglich, daß die Muffe 27 mit den Nocken 5, 6 und 7 aus einem Stück gefertigt
ist. Der Außendurchmesser der Muffe 27 stimmt mit dem Außendurchmesser des Ansatzes
11 des Federtellers 4 überein. Die Nocke 5 ist auf der Muffe 27 derart angeordnet,
daß ein Ansatz 28 verbleibt, so daß die Torsionsfeder 12 in gleicher Weise wie bei
der Ausführung nach der F i g. 1 mit dem Federteller 4 und der Muffe 27 bzw. der
Nocke 5 verbunden ist. Die übrige Anordnung ist die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel
der F i g.1.
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Die Wirkungsweise der in den F i g.1 und 2 dargestellten Einrichtung
ist folgende: Die Welle 1 wird von dem nicht dargestellten Motor angetrieben und
nimmt bei ihrer Drehung den fest auf ihr angeordneten Federteller 4 und die aufgeschraubten
Nocken 5, , 6 und 7 mit, .die durch die Torsionsfeder 12, welche mit dem Federteller
4 und der Nocke 5 verbunden ist, in ihrer Lage gehalten werden. Durch die Auflagestücke
13,14 und 15, die mit den Hebeln 17, 18 und 19, welche durch Federn 51, 52 und 53
in Richtung auf die Nocken gedrückt werden, verbunden sind, werden die Höhenunterschiede
der Nokken 5, 6 und 7 auf die Hebel 17,18 und 19 und deren Bewegungen wiederum durch
die Anordnung der Freilaufgesperre 20, 21 und 22 auf die Abtriebswelle 23 übertragen.
Die Gleichförmigkeit der Drehung der Welle 23 erhöht sich je nach der Anzahl der
auf der Antriebswelle 1 vorgesehenen Nocken 5, 6 und 7. Tritt nun an der Abtriebswelle
23 eine Überlast auf, so überträgt sich diese auf die Antriebswelle 1. Die mit dem
Federteller 4 und der Nocke 5 verbundene Torsionsfeder 12 bewirkt nun die Aufnahme
der aufgetretenen überlast dadurch, daß sie die Nocken 5, 6 und 7 infolge ihrer
Verbundenheit untereinander und der Anordnung mit Gewinde 8 auf dem Abschnitt 9
der Welle verschiebt, und zwar derart, daß die Nocken 5, 6 und 7 mit geringeren
Höhenunterschieden auf die Hebel 17,18 und 19 einwirken, so daß das Untersetzungsverhältnis
von der Antriebswelle 1 zur Abtriebswelle 23 größer wird, d. h. die Abtriebswelle
23 läuft nunmehr mit einer geringeren Drehzahl um und die vorhandene überlast kann
ohne Stillstand des Getriebes und ohne Arbeitsunterbrechungen durchgezogen werden.
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Nach Beseitigung der überlast an der Abtriebswelle 23 zieht die Torsionsfeder
12, die für eine bestimmte Last ausgelegt ist, die Nocken 5, 6 und 7 wieder in ihre
Ausgangsstellung zurück, und der Betrieb kann mit der Betriebsdrehzahl fortgeführt
werden.
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In der Ausführungsform nach F i g. 3 ist die Antriebswelle 1 in die
Abschnitte 29 und 30 unterteilt, wobei der Abschnitt 29 mit dem Antriebsmotor verbunden
ist und einen Gewindeabschnitt 31 aufweist, auf den eine Verschiebemuffe 32 aufgeschraubt
ist. Der Wellenabschnitt 30 ist mit einem Federkeil 33 versehen, der zur Führung
der Muffe 32 bei ihrer Verschiebung dient. Auf dem Wellenabschnitt 30 sind die Nocken
5, 6 und 7 fest angeordnet, sie sind also im Gegensatz zu den Ausführungen der F
i g.1 und 2 nicht verschiebbar.
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Die Verschiebemuffe 32 ist mit einem Innengewinde 34, einer Ringnut
35 und einem Absatz 36 versehen. Sie dient als Verbindungsstück der beiden Wellenabschnitte
29 und 30 sowie zur Verstellung der Auflagepunkte der Auflagestücke 13,14 und 15
auf den Nocken 5, 6 und 7. Zu diesem Zweck greift in die Ringnut 35 der Verschiebemuffe
32 ein Hebel 37 ein, der bei 38 an einem Festpunkt drehbar gelagert und bei
39 mit einer Stange 40 in Form eines Kugelgelenkes verbunden ist,
an der die Führungsarme 41, 42 und 43 der Auflagestücke 13,14 und 15 fest angebracht
und mit den Hebeln 17,18 und 19 fest verbunden sind. Tritt bei dieser Anordnung
eine
überlast an der Abtriebswelle 23 auf, so wird diese über die
Stange 40, den Hebel 37 und die Verschiebemuffe 32 auf die Torsionsfeder 12 übertragen,
die nun, anstatt die Nocken 5, 6 und 7 zu verstellen, die Verschiebemuffe 32 verschiebt,
so daß hierdurch über den Hebel 37 die Stange 40 derart verschoben wird, daß die
Auflagestücke 13,14 und 15 auf den Nocken 5, 6 und 7 zu einem Abschnitt geringeren
Höhenunterschiedes verschoben werden.
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Wird bei dem stufenlos regelbaren Untersetzungsgetriebe von der Verwendung
einer Torsionsfeder als Rückstellglied abgesehen und wird ein Gestänge gemäß der
F i g. 5 verwendet, so können die Hebel 41,
42, 43 teleskopartig ausgebildet
werden, d. h., sie werden jeweils in ein Führungsstück 46 und eine Führungshülse
47 unterteilt, wobei zwischen dem Führungsstück 46 und der Führungshülse 47 eine
Druckfeder 45 eingesetzt wird. Bei dieser Ausführung findet keinerlei Verschiebung
irgendeines sich drehenden Elementes statt, sondern es wird die Hebelübersetzung
von den Hebeln 17,18 und 19 zu den mit den Freilaufgesperren 20, 21 und
22 versehenen Hebeln 48, 49 und 50 verändert, so daß ein geringerer Ausschlag
der Hebel 48; 49 und 50 auf die Abtriebswelle 23 einwirkt.
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Bei allen Ausführungen ist es vorteilhaft, die Auflagestücke 13,14
und 15 gemäß der F i g. 6 auszugestalten, wobei die Federn 16 in ihrer Spannung
so gewählt sind, daß sie nach dem Lösen der Federn 51, 52 und 53 der Hebel 17,18
und 19 den Höhenunterschied der Nocken 5, 6 und 7 aufnehmen.