DE139941C

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Publication number: DE139941C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

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Das Zahnräder-Wechselgetriebe nach vorliegender Erfindung ist für Maschinen jeder Art, besonders für Kraftwagen, anwendbar. Man kann mittels desselben allmählich und ohne irgend welche Stöße von der einen Grenzgeschwindigkeit zu der anderen übergehen.

Auf beiliegender Zeichnung ist das Zahnräder-Wechselgetriebe in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Fig. ι zeigt einen Längsschnitt desselben nach der Linie A-A in Fig. 2.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht in Richtung" des Pfeiles in Fig. 1 mit abgenommener Antriebplatte.

Fig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht von der gezahnten Seite der Vorderplatte.

Fig. 5 zeigt im größeren Maßstabe die Wirkung der beweglichen Zähne und der zugehörigen Teile.

Das Zahnräder - Wechselgetriebe hat zwei wesentliche Teile, eine Scheibe 10 mit radialen Zahnlücken und einen Kranz 11 mit verschiebbaren Zähnen, die in die Zahnlücken der Scheibe 10 eintreten können. Die Scheibe 10 sitzt fest auf der Welle 12; der Kranz 11 sitzt in einem einstellbaren Lagergehäuse 13, so daß er gegen die festgelagerte Scheibe 10 verschoben werden kann. Indem man den Kranz 11 gegen die Scheibe 10 verschiebt, können die beweglichen Zähne des Kranzes 11 in die radialen Schlitze der Platte an Punkten eingreifen, die mehr oder weniger dem Umfang oder der Mitte der Scheibe 10 nahe liegen.

Um die Anwendungsweise deutlicher zu machen, sei angenommen, daß das Getriebe an einem Kraftwagen angebracht ist, daß die Scheibe 10 von der Kraftmaschine angetrieben wird und der Kranz 11 die Laufräder antreibt.

Die Welle 12 empfängt unmittelbar oder mittelbar ihren Antrieb durch die Kraftmaschine und überträgt sie in der später beschriebenen Weise mit größerer oder geringerer Geschwindigkeit durch die Scheibe 10 auf den Kranz 11. Letzterer greift mittels der Verzahnung 14 in einen Zahntrieb 15 der Welle 16, die die Laufräder des Kraftwagens antreibt.

Der Kranz 11 ist in dem einstellbaren Lagergehäuse 13 frei drehbar, das auf der Welle 16 derart gelagert ist, daß es um diese Welle schwingen kann.

Am anderen Ende trägt das Lagergehäuse 13 einen Zahnbogen 17, in welchen die Schnecke 18 eingreift, die durch das Handrad 49 gestellt wird. Indem man die Schnecke 18 rechts oder links herumdreht, schwingt das Lagergehäuse 13 in entsprechendem Sinne und nimmt den Kranz 11 mit, welcher sich so gegen die Fläche der Scheibe 10 verstellt und entweder eine konzentrische oder eine mehr oder weniger exzentrische Lage zu derselben einnimmt.

Die Schwingung des Lagergehäuses 13 um seine Achse 16 kann auch in irgend einer anderen Weise als durch das Schneckengetriebe erfolgen.

Der Kranz 11 wird mittels des Außenflansches 19 (Fig. 1), welcher durch Bolzen 20 mit dem Lagergehäuse 13 verbunden ist, sowie durch die innere Büchse 21, die durch Schrauben 22 mit dem Innenflansch 23 des Lagergehäuses 13 verbunden ist, auf dem Lagergehäuse gehalten und durch den Ansatz 24

(Fig. ι) und einen Ring 25 gegen Verschiebung in Richtung der Achse gesichert.

Das Getriebe arbeitet nun in der Weise, daß in die Zahnlücken 37 der Scheibe 10 Zähne 28 eingreifen, die im Inneren des Kranzes 11 der Länge nach verschiebbar geführt sind, so daß sie eine Drehung des Kranzes 11 veranlassen. Je nachdem nun der Eingriff mehr am Umfang der Scheibe 10 oder in der Mitte derselben stattfindet, dreht sich, auch der Kranz 11 rascher oder langsamer. Da aber weiter die Zahnlücken 37 zwischen den Zähnen 38 der Scheibe 10 infolge radialer Anordnung dieser Zahnlücken nach der Mitte in der Anzahl abnehmen, muß gewissermaßen die Teilung der beweglichen Zähne 28 des Kranzes 11 eine selbsttätig wechselnde sein; letztere Bedingung ist dadurch erfüllt, daß in der unten näher beschriebenen Weise die Zähne des Kranzes 11 in Führungen 26 gelagert sind und durch Federn 30 gegen die Zähne 38 der Antriebscheibe 10 gedrückt werden. Die Einrichtung ist gemäß Fig. 5 folgende:

Die innere Zylinderfläche des Kranzes 11 ist mit parallel zur Achse laufenden Nuten versehen, in denen die Zahnführungen 26 verschiebbar gelagert sind; letztere dienen den Zähnen 28 als Führung. Zwischen dem Boden 29 jeder Zahnführung und dem zugehörigen Zahn 28 ist eine Schraubenfeder 30 eingelegt, welche den Zahn nach außen zu treiben sucht. Die Zahnführungen 26 finden zwischen den beiden Wänden der Nuten des anzutreibenden Kranzes 11 und der festliegenden Büchse 21 Führung. Wenn also die Zähne 28 mit den Zähnen 38 in Eingriff treten, so drehen diese den Kranz 11 um die Büchse 21 herum. Damit nun ein Eingriff der Zähne 28 in die Nuten 37 der treibenden Scheibe 10 zum Zwecke der Kraftübertragung erfolge, ist es erforderlich, daß die Zähne nur auf einem geringen Teil des Umfanges der Scheibe 10, d. h. auf einer Länge von höchstens vier bis fünf Zähnen in Eingriff mit den Zahnlücken 37 der Treibscheibe 10 sind, und dann selbsttätig zurückgezogen werden.

Dies wird dadurch erreicht, daß die festliegende Büchse 21 auf ihrer äußeren Umfangsfläche mit einer Kammrippe 31 (s. Fig. 1 und 5) und die Zahnführungen 26 mit Schlitzen 32 versehen sind, so wie die Zähne 28 mit Schlitzen 33 versehen sind, so daß die Zahnführungen 26 und die Zähne 28 auf der Kammrippe geführt werden. Letztere wird in der Richtung nach Pfeil χ (Fig. 2) bezw. y (Fig. 5) durch die Treibscheibe 10 gedreht. Sie besitzt eine ansteigende Schräge a-b, welche die Zähne und Zahnführurigen aus dem angetriebenen Kranz 11 nach auswärts treibt, so daß die Spitzen der Zähne in die Zahnlücken 37 der Treibscheibe 10 eingreifen, ferner eine gerade Strecke b-c, welche sich an die Schräge anschließt, so daß die Zähne, wenn sie durch den angetriebenen Kranz 11 auf der Strecke b-c weitergleiten, im Eingriff mit den Zähnen 38 der Treibscheibe 10 bleiben, und schließlich eine abfallende Schräge c-d, welche entgegen der Schräge a-b das Zurückziehen der Zahnführungen und ihrer Zähne herbeiführt. Verfolgt man nun eine der Zahnführungen 26 bei ihrer Drehung" mit dem Kranz 11 um die festliegende Büchse 21 (s. Fig. 1 und 5), so erkennt man, daß sich dieselbe zunächst vollständig in einer Ebene bewegt. Sie tritt erst aus derselben heraus, wenn sie die Schräge a-b erreicht,. bleibt dann vollständig auswärts, bewegt sich auf der Strecke c-d der Kammrippe und geht wieder zurück auf der Strecke c-d, um zurückgezogen zu bleiben von der Stelle ä aus bis zur Stelle α. Jede folgende Zahnführung führt dieselbe Bewegung aus.

Man erkennt daraus, daß nur diejenigen Zähne, die auf der Strecke b-c der Kammrippe (Fig. 5) stehen, also nach Zeichnung fünf Zähne mit den Zahnlücken der Treibscheibe 10 in Eingriff sind. LIm hierbei die Bewegung der Zahnführung 26 in ihrer Längsrichtung zu erleichtern, ist eine zweite Kammrippe 34 zu der ersteren 31 parallel angeordnet, und zwar nur im wesentlichen auf einer Strecke α¹, b¹, die parallel der Schräge a-b liegt, sowie auf der geraden Strecke b¹, c^l, die der Kammstrecke b-c parallel liegt, da die Zähne nur beim Vorrücken auf der Schräge a-b und beim Eingriff der Zähne in die Zahnlücken 37 auf der Strecke b-c Widerstand finden, und selbst bezw. ihre Führungen 26 einen Druck in der Achsenrichtung auszuhalten haben. Um deshalb den Flächendruck der Zahnführungen gegen die Kammrippen 31, 34 zu verringern und vorzeitige Abnutzungen der letzteren zu beheben, ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, das Unterende der Zahnführungen bei 35 schräg parallel den Schrägen a-b bezw. a¹, b¹ abgeschnitten.

Kommt eine Zahnführung 26 bei a¹ an, so legt sie sich mit ihrer ganzen Fläche 35 auf die Schräge a¹, b¹, welche die Zahnführung den Zahn aufwärts bezw. auswärts schiebt und letztere in eine der Nuten der Scheibe 10 eingreifen läßt. Zu dem gleichen Zwecke sind auch die Zahnführungen 26 bei 36 parallel der Schräge c-d abgeschrägt. Ist deshalb eine der Zahnführungen mit ihrem Zahn bei c angelangt, so legt sich die Zahnführung mit der Fläche 36 gegen die untere Fläche der Schräge c-d voll auf und zieht damit ihren Zahn zurück.

Da nun infolge radialer Anordnung der Zahnlücken 37 die Teilung der Zähne 38 der Treibscheibe 10 nicht gleich der Teilung der Zähne 28 sein kann, sind die Zahnt 28 nicht fest in ihren Führungen, sondern stehen unter

dem Drucke der Federn 30. Diese Federn veranlassen ein federndes Vorwärtsgehen der Zähne derart, daß sich diese der jeweiligen Lage der Zahnlücken der Treibscheibe 10 anpassen. Die Zähne 28 selbst sind, wie die Zähne 38 der Treibscheibe, keilförmig gestaltet, so daß sich Schrägfläche gegen Schrägfläche legt. Dadurch ist auch der sonst unvermeidliche Stoß der zusammenarbeitenden Teile beim Eingriff der Zähne vermindert, und es wird ermöglicht, daß mehrere Zähne in die Zahnlücken der Treibscheibe 10 eingreifen, indem sich die Zähne durch ihre federnde Anordnung selbsttätig entsprechend der jeweiligen Teilung ihre Eingriffsstelle suchen.

• Die Wirkungsweise des Zahnräder-Wechselgetriebes ist folgende:

Nimmt man an, daß die Treibscheibe 10 sich in Richtung des Pfeiles y (Fig. 5) dreht, und daß der Kranz 11 die in der Zeichnung dargestellte Lage einnehme, so dreht sich der Kranz 11 um die Büchse 21 bezw. in seinem Lagergehäuse 13 mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Punktes ζ (Fig. 1) der Scheibe 10 ist, wo der Eingriff der Zähne 28 mit den Zähnen 38 stattfindet. Solange das Lagergehäuse 13 konzentrisch zur Scheibe 10 ist, bleibt diese Geschwindigkeit bestehen, die Zähne treten stets an demselben Punkte ζ des Zwischenraumes zwischen Treibscheibe 10 und Kranz 11 heraus.

Wenn man das Lager 13 um seine Achse

schwingen läßt, um dasselbe mehr oder weniger exzentrisch zur Treibscheibe 10 zu verteilen, so entfernt oder nähert sich der Eingriffspunkt β dem Mittelpunkt der Platte 10 und vermehrt oder vermindert allmählich die Umfangsgeschwindigkeit, so daß sich der Kranz 11 mit einer vermehrten oder verminderten Winkelgeschwindigkeit dreht. Sobald die Bewegung" des Lagergehäuses 13 aufhört, bleibt die Bewegung des Kranzes dieselbe. Indem also der Kranz 11 gegen die Scheibe 10 verschoben wird, kann die Geschwindigkeit des Zahnräder-Wechselgetriebes ohne Stoß geändert werden. Das beschriebene Getriebe kann in seinen Einzelheiten abgeändert werden. Einerlei ist, ob die Scheibe 10 oder der Kranz 11 das treibende bezw. das getriebene Glied ist und ob dieselben unmittelbar oder mittelbar durch irgend welche
werden.

Übersetzungen angetrieben

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Zahnräder-Wechselgetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber einer mit strahlig angeordneten Zahnlücken versehenen Scheibe (10) ein Kranz (11) verstellbar gelagert ist, dessen in der Achsenrichtung bewegliche Zähne (28) durch eine Kammrippe (31) an einer bestimmten Stelle des Kranzumfanges in Eingriff mit den Zahnlücken (37) der Scheibe (10) gebracht werden, so daß durch mehr oder weniger exzentrische Verstellung des Kranzes (11) gegen die in ihrer Lage bleibende Scheibe (10) der Eingriffsabstand der Zähne (28) in die Zahnlücken der Scheibe (10) und damit das Übersetzungsverhältnis verändert werden kann.

2. Zahnräder-Wechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (11) auf einer festliegenden, mit Kammrippe (31) ausgerüsteten Büchse (21) gelagert ist und in der Achsenrichtung verschiebbare Zahn führungen (26) führt, worin die Zähne (28) durch Federn (30) elastisch gelagert sind, um trotz verschiedener Teilungen den Eingriff der Zähne (28) in die Zahnlücken der Scheibe (10) zu sichern.

3. Ausführungsform des Zahnräder-Wechselgetriebes nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Kammrippe (31) eine zweite Kammrippe (34) auf der festliegenden Büchse (21) angeordnet ist und die Gleitflächen der Zahnführungen entsprechend den Schrägen (α¹, b¹ und c, d) dieser Kammrippen abgeschrägt sind, um eine große Auflagefläche der Zahnführungen beim Gange auf diesen Schrägen zu gewinnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.