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Schrittschaltgetriebe Die Erfindung betrifft ein Schrittschaltgetriebe
mit einem ortstesten Gestell und einer starr an diesem befestigten Achse.
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Schrittschaltgetriebe, bei denen das Abtriebsglied absatzweise eine
Bewegung ausführt und wieder zu einem Stillstand kommt, ohne daß der Antrieb stillgesetzt
wird, sind an sich bekannt.
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Ein bekanntes Schrittschaltwerk besteht aus einem Klinkenrad, an dem
abwechselnd eine Sperrklinke zum Verhindern einer Rückwärtsdrehung bzw. zur Sperrung
des Klinkenrades und eine Schaltklinke zum Vorwärtsantrieb des Klinkenrades angreifen.
Die Schaftklinke kann dabei entweder als Schubstange eines Kurbel- oder Nockengetriebes
oder als periodisch quer zu ihrer Längserstreckung gespannte und sich in ihrer Längsrichtung
entspannende Blattfeder ausgebildet sein. Getriebe dieser Art erfordern in der Regel
einen beträchtlichen Bauraum und arbeiten mit stoßweisem Antrieb, der häufig zu
einem #mangenehmen Geräusch führt. Dieser letztgenannte Nachteil ist auch bei Klinkenschaltwerken
vorhanden, bei denen der Drehpunkt der Schaltklinke innerhalb des Klinkenrades angeordnet
ist, wenn das Getriebe eine gedrängtere Bauweise besitzt.
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Auch ist ' es mitunter unerwünscht, wenn das Klinkenrad nach
seiner Freigabe durch die Sperrklinke infolge einer auf die Schaltklinke wirkenden
aufgespeicherten Federkraft stark beschleunigt wird.
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Diese starke Beschleunigung, die z.B. durch ein Sprungwerk übertragen
werden kann, muß durch das Eingreifen der Sperrklinke plötzlich unterbrochen werden,
was häufig zu Brüchen an den Schalt- und Sperrklinken und zu frühern Verschleiß
der stoßbeanspruchten Teile führt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schrittschaltgetriebe
zu schaffen, bei dem die Abtriebsbewegung verhältnismäßig harmonisch erfolgt. Ferner
soll das neue Getriebe einen äußerst geringen Bauraum einnehmen. Ein solches Getriebe
soll beispielsweise als Steuereinrichtung für eine die elektrischen Stromkreise
einer Maschine regelnde bzw. kontrollierende Programmiereinrichtung dienen können.
Schließlich soll das neue Getriebe auch dann eine genaue Aufeinanderfolge von Stillständen
ermöglichen, wenn diese eine Unterbrechung der Stromzuführung zum Antriebsmotor
des Getriebes hervorrufen.
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Das erfindungsgemäße Schrittschaltgetriebe besteht darin, daß in an
sich bekannter Weise auf der Achse ein Zahnrad drehbar und ein Schwingträger schwenkbar
angeordnet ist, der ein Ritzel trägt, das mit dem Zahnrad im Eingriff steht und
mit dem Gestell über Rückholfedern verbunden ist, daß, wie an sich bekannt, das
Gestell ein Sperrorgan trägt, daß ein Motor, das Ritzel antreibend, am Schwingträger
angeordnet ist und daß das Sperrorgan nach Vorschwenken des Schwingträgers bis zu
einem Anschlag das angetriebene Zahnrad freigibt und nach Rückschwenken des Schwingträgers
dieses Zahnrad wieder sperrt.
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Die Erfindung macht dabei teilweise Gebrauch von Elementen, die bei
einem bekannten Schaltgetriebe v erwendet werden, das jedoch dazu dient, absatzweise
einem Abtriebshebelglied stets die gleiche Schwingbewegung zu erteilen. Im einzelnen
besteht dieses bekannte Getriebe aus einem angetriebenen großen Zahnrad, auf dessen
Achse ein feststehendes Führungssegment etwas geringeren Durchmessers sitzt und
einem um die Achse des Zahnrades schwingenden Hebelarrn, der an seinem freien Ende
ein mit dem Zahnrad im Eingriff stehendes Ritzel trägt. Dieses Ritzel ist fest mit
einem Fühlhebel verbunden, dessen freies Ende auf dem Umfang des feststehenden Führungssegmentes
schleift.
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Bei Drehung des Zahnrades wird das Ritzel und der es tragende Hebelarm
in Drehrichtung des Zahnrades gegen die Wirkung einer Rückstellfeder mitgenommen.
Infolge des am Führungsseginent abgestützten Fühlhebels kann das Ritzel nicht auf
dem Zahnrad abrollen, sondern ist mit diesem für eine gewisse Zeit fest verbunden.
Sobald der Fühlhebel das Führungssegment an dessen vorderem Ende verl`äfft, rollt
das Ritzel in entgegengesetzter Richtung unter der Wirkung der aufgespeicherten
Kraft der
Rückstellfeder, die sich am Hebelarm abstätzt, auf dem
Zahnrad ab. Dabei macht der Fühlhebel fast eine volle Umdrehung und schlägt schließlich
wieder nahe dem rückwärtigen Ende des Führungssegments auf diesem auf. Der Hebelarin
führt somit eine ständige Schwingbewegung aus, ohne daß ein Stillstand des Abtriebsgliedes
eintritt.
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Das auf den ersten Blick ähnlich wirkende Schrittschaltgetriebe nach
der Erfindung unterscheidet sich jedoch:sehr wesentlich von dieseni-,bekannten Getriebe.
Bei dem neuen Getriebe ist das auf dem Hebelarin sitzende, mit dem Zahnrad im Eingriff
stehende Ritzel das antreibende Glied. Das Zahnrad wird während eines Teiles der
Antriebszeit durch eine Sperrklinke verriegelt. Dabei rollt das Ritzel um eine bestimmte
Weglänge auf dem Zahnrad ab und verschwenkt dabei gleichzeitig den es tragenden
Hebelarm gegen die Wirkung von Rückstellfedern. Nach Ablauf eines bestimmten Schwenkweges
löst der Hebelarm, der als Schwingträger bezeichnet wird, die Sperrklinke aus und
gibt damit das Zahnrad frei. Unter der Antriebswirkung der Rückstellfedern dreht
sich-- dann das Zahnrad zusammen mit dem Ritzel und dem Schwingträger
um ein bestimmtes Maß in einer Richtung, und zwar entgegengesetzt der vorherigen
Spannrichtung des Schwingträgers, bis dieser gegen einen ortsfesten Anschlag stößt
und die Sperrklinke wieder mit dem Zahnrad in Eingriff bringt.
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Ein vorteilhaftes weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Getriebes
besteht darin, daß der Schwingträger durch mindestens einen in einen Bogenschlitz
hineingreifenden Zapfen des Gestells geführt ist. Hierdurch ist eine sichere Begrenzung
des Schwingwinkels des Schwingträgers gegeben.
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Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung des Getriebes besteht erfindungsgemäß
darin, daß das Sperrorgan aus einem doppelarmigen Hebel besteht, der an dem Gestell
schwingbar gelagert und unter der Wirkung einer Rückschwenkfeder steht. Vorteilhaft
ist der doppelarmige Hebel in einem Ausschnitt des Schwingkörpers angeordnet. Schließlich
wird eine besonders betriebssichere Anordnung dadurch erzielt, daß das Sperrorgan
den Anschlag für den Schwing' träger aufweist.
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Nachstehend sei an Hand der beigefügten Zeichnung ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel des Schrittschaltwerkes gemäß der Erfindung näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf das Getriebe und F i g. 2 einen
Schnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 1.-Das neue Schrittschaltgetriebe
besitzt auf der Vorderseite eines ortsfesten Gestells 1 ein Zahnrad 2, das
auf einer mit dem Gestell starr verbundenen Achse 3 drehbar gelagert ist.
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Auf der rückwärtigen Seite des Gestells 1 befindet §ich ein
Schwingträger 5 in Form einer schwingbar auf der Achse 3 gelagerten
Platte, die ein mit dem Zahnrad 2 ün Eingriff stehendes Ritzel 4 und einendieses
Ritzel 4 antreibenden Getriebemotor 6 mit Untersetzungsgetriebe trägt. Der
Schwingungsausschlag des Schwingträgers 5 wird durch konzentrisch zur Achse
3 im Schwingträger 5 eingearbeitete Bogenschlitzführungen
7 begrenzt, durch die je ein Bolzen 8
hindurchragt, der am Gestell
1 befestigt ist.
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Der Schwingträger 5 sowie die von ihm getragenen Glieder stehen
unter der Wirkung von Rückholfedern 9, die unter Vorspannung jeweils einmal
mit einem mit dem Schwingträger 5 fest verbundenen Bolzen 10 und einem
fest am Gestell -1 angebrachten Bolzen 11 verbunden sind.
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Auf einer am Gestell 1.befestigten Achse 12 ist ein als Sperrorgan
dienender doppelarmiger Hebel 13 gelagert, der in einem Fenster bzw. Ausschnitt
la des Schwingträgers 5 angeordnet ist. Der Arm 13 a
des
Hebels trägt eine Sperrklinke 14, die in die Zahnlücken des Zahnrades
2 eingreifen kann. Der andere Arm 13 b des Hebels 13 besitzt
einen Zapfen 15, an dem ein Ende einer Rückschwenkfeder 16 angelenkt
ist, deren anderes Ende an einem fest mit dem Schwingträger 5 verbundenen
Zapfen 17 angreift. Die Rückschwenkfeder 16 hat das Bestreben, den
Hebel 13 so zu verschwenken, daß er das Zahnrad 2 mittels, der Sperrklinke
14 verriegelt.
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Der Arm 13 b des Hebel 13 besitzt einen Anschlag
18 als Steueranschlag für das entsprechende Gegenstück 19 des Randes
des Fensters bzw. Aus-. schnittes 1 a. Bei em*er relativen Winkelverschiebung
zwischen dem Hebel 13 und dem Schwingträger 5
führt die Berührung des
Anschlages 18 mit der Stelle 19 des Gegenstücks durch Verschwenken
des Hebels 13 die Freigabe des Zahnrades 2 herbei, indem die Sperrklinke
14 aus der Zahnlficke herausgeschwenkt wird. Beim Fehlen einer solchen Berührung
der Teile 18 und 19 bewirkt die Rückschwenkfeder 16 den Eingriff
der 1Ginke 14 in das Zahnrad 2.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet. wie folgt: Es sei
vorausgesetzt, daß das Ritzel 4 im, Sinne des Pfeiles F angetrieben wird. Das von
der-Sperrklinke 14 des Hebels 13 verriegelte Zahnrad 2 kann zunächst nicht
umlaufen. Demzufolge schwingt der Schwingträger 5 mit dem von ihm getragenen
Getriebemotor 6 mit Untersetzungsgetriebe um die Achse 3, wobei das
Ritzel 4 wie ein Planetenrad auf dem Zahnrad 2 im Sinne des Pfeiles F abrollt und
die Rückholfedern 9 spannt. Diese speichern auf diese Weise Energie auf.
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Zu einem gewissen Zeitpunkt der Schwenkbewegung des Schwingträgers
5 kommt die Stelle 19.
des Randes 1 a des Fensters bzw. Ausschnittes
des Schwingträgers 5 mit dem Anschlag 18 des Hebels 13
in Berührung,
wodurch der Hebel 13 um seine Achse, 12 derart verschwenkt wird, daß die
Sperrklinke 14. außer Eingriff mit der Verzahnung des Zahnrades 2 gelangt und dieses
somit entriegelt. -
Unter der Wirkung der aufgespeicherten Kraftenergie der
Rückholfedem dreht sich das entriegelte Zahnrad 2 um seine Achse 3 zusammen
mit dem, Schwingträger 5 und den von ihm getragenen Organen so weit, bis
die Enden der Bogenschlitzführungen 7
gegen die gestellfesten Bolzen oder
Zapfen anstoßen. Der Schwingungswinkel des Zahnrades 2 und des Schwingträgers
5 kann beispielsweise etwa einem Zahn des Zahnrades oder einer anderen beliebigen
Größe entsprechen.
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Anschließend fällt die Sperrklinke 14 des Hebels-. 13 unter
der Wirkung der Rückschwenkfeder 16,
wieder in die Zahnlücken des Zahnrades
2 ein, wenn sich der Anschlag 18 weit genug von der Stelle 19-des Randes
des Fensters bzw. Ausschnittes 1 a be-, findet.
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Man kann die Freigabe der Verriegelung des Zahnrades 2 durch den Hebel
13 auch auf andere Weise' bewirken. So kann auch eine konzentrisch zur Achse
3,
gelagerte, umlaufende Kurvenscheibe vorgesehen, sein, die bei jeder Umdrehung
die Entriegelung des-. Zahnrades 2 bewirkt.
Als Antriebsmotor des
Getriebes wird ein Synchronmotor oder eine andere Motorbauart mit möglichst konstanter
Drehzahl verwendet.