DE209363C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 209363 KLASSE 47h. GRUPPE

RICHARD MATTHEWS RUCK in LONDON. Zahnräder-Wechselgetriebe.

Zusatz zum Patente 186422 vom 18. Juli 1906.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. August 1907 ab. Längste Dauer: 17. Juli 1921.

Im Hauptpatent 186422 ist ein Zahnräder-Wechselgetriebe beschrieben, bei welchem ein auf einer sich drehenden Welle aufgekeiltes Zahnrad abwechselnd mit je einem von einer Anzahl nebeneinander auf einer gemeinschaftlichen Achse aufgekeilter Zahnringe in Eingriff gebracht werden kann. Die einander folgenden Zahnringe besitzen eine fortschreitend zu- bzw. abnehmende Anzahl von Zähnen von gleicher Höhe derart, daß das Ganze einen gezahnten Kegel bildet; die Winkelstellung der einzelnen Zahnringe ist so bemessen, daß eine gerade Reihe von Zähnen bz\v. von Zwischenräumen zwischen je zwei Zähnen gebildet wird, die von einem Ende des Kegels bis zum anderen hindurchgeht, derart, daß das Zahnrad an den einander folgenden Zahnringen entlang auf seiner Welle verschoben werden kann, und zwar nach beiden Richtungen entsprechend der Breite eines Zahnringes, so oft die in einer Geraden liegende Zahnreihe bei der Drehung des Kegels in die gemeinsame Ebene der Achsen des Kegels und Zahnrades gebracht wird; der Einfachheit halber soll diese Ebene in der Folge »Verschiebungsebene« genannt werden.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, dafür Sorge zu tragen, daß die Verschiebung des Zahnrades in der angegebenen Weise mechanisch nach beiden Richtungen nach Belieben bewirkt werden kann, und zwar in dem geeigneten Zeitpunkt und durch eine Bewegung von entsprechendem Ausschlag unter der Wirkung eines einzigen Handhebels.

In der Zeichnung" ist Fig·. 1 eine Ansicht des Zabnräder-AVechselgetriebes, gesehen in senkrechter Richtung zu der Verschiebungsebene; einzelne Teile sind im Interesse deutlicher Darstellung weggelassen; das Zahnrad befrn-

' det sich in der Stellung, wo es gerade verschoben wird. Fig. 2 ist eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1. Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3 - 3 der Fig. 1. Fig. 4 ist eine Endansicht, gesehen in der Richtung der Pfeile 4-4 der Fig. 2.

Der eine Teil des Zahnräder-Wechselgetrie-

• bes besteht aus einem Zahnrad A, das auf eine Welle α aufgekeilt ist; die Welle ist in den Lagern 1, 1 gelagert; der andere Teil besteht aus einem gezahnten Kegel B, der sich aus einer Reihe von Ringen B¹, B², B^s usw. zusammensetzt, die nebeneinander auf einer Welle b sitzen; letztere ist in Lagern 2, 2 gelagert. Die einander folgenden Zahnringe besitzen eine fortschreitend veränderte Anzahl von Zähnen, deren Höhe gleich der der Zähne des

Zahnrades A ist; der Unterschied in der Anzahl der Zähne zweier benachbarter Zahnringe ist durch die ganze Reihe hindurch ein gleichbleibender. Die Winkelstellung der. einzelnen Zahnringe ist derartig, daß eine gerade Reihe von Zähnen bzw. von Zwischenräumen von je zwei Zähnen gebildet wird, die vom einen Ende des Kegels bis zum anderen durchläuft. Die Achse der Zahnradwelle α liegt in derselben Ebene wie die der Welle b und verläuft parallel zu der Umfläche der Zähne des Kegels B, und zwar in solchem Abstand von diesen, daß das Zahnrad A mit jedem einzelnen Zahnring B¹, B", B³ usw. allein in Eingriff kommen kann; das Geschwindigkeitsverhältnis, mit welchem die Bewegung von der Welle α auf die Welle b übertragen wird, hängt von der Stellung des Zahnrades A gegenüber dem Kegel B ab.

Die Verschiebung des Zahnrades A entlang dem Kegel B zur Änderung der Geschwindigkeitsübersetzung· wird bewirkt durch Vermittlung eines Schiebers C, der auf einer Führungswelle D verschoben wird, die parallel zur Zahnradachse α liegt; der Schieber C besitzt eine Gabel c, die zwischen zwei Bunde an der Nabe des Zahnrades eingreift, so daß das letztere mit dem Schieber zusammen nach jeder Richtung verschoben werden kann. Da nun die Verschiebung des Zahnrades von einem Ring nach dem nächstfolgenden nur vorgenommen werden kann, wenn die gerade Zahnreihe auf dem Kegel durch die Verschiebungsebene (x - χ in Fig. 3) geht, so ist ersichtlich, daß, wenn man, solange der Kegel sich in Drehung befindet, das Zahnrad weiter als um einen Ring \rerschieben will, diese Verschiebung keine fortgesetzte sein kann, daß sie vielmehr stufenweise erfolgen muß cntsprechend den Umdrehungen des Kegels, wobei das Zahnrad nach jeder Verschiebung um je eine Stufe stehen bleibt. Außerdem aber muß diese Verschiebung sowohl beginnen als auch endigen, solange die gerade Zahnreihe des Kegels·bei dessen Drehung" innerhalb eines bestimmten begrenzten Winkels sich vor der Verschiebungsebene x-x befindet, und es ist

. wegen der Bruchgefahr der Zähne von größter Wichtigkeit, daß es unmöglich gemacht wird, daß die Verschiebungsbewegung, sofern sie einmal eingeleitet ist, beendigt wird, bevor das Zahnrad A vollkommen aus dem einen Zahnring befreit und mit dem nächsten vollkommen in Eingriff gebracht ist. Um dies zu erreichen, ist die folgende Anordnung getroffen :

Eine Walze E, die auf einer in Lagern 3, 3 gelagerten Welle e sitzt, ist mit ihrer Achse parallel zu der der Führungsstange D und der Welle α angeordnet; die Walze ist an ihrem Umfang mit einer geraden Reihe von Zapfen oder Stiften F versehen, deren Zahl der der Zahnringe B¹, B-, B^s usw. entspricht, während ihr Abstand gleich der Breite der einzelnen Zahnringe gemacht ist. Die Walze E wird mit einer Winkelgeschwindigkeit angetrieben, die der des Kegels B entspricht, so daß jedesmal, wenn die Stifte F vorbeigehen, auch die gerade Zahnreihe des Kegels B durch die Verschiebungsebene χ - χ geht; die Anzahl der Drehungen, welche der Kegel in einer gegebenen Zeit ausführt, kann entweder gleich oder ein Vielfaches oder eine in der Anzahl der Drehungen, welche in derselben Zeit von der Walze E ausgeführt werden, aufgehende Zahl. sein.

Der Schieber C besitzt einen Arm G, in welchem .in Führungen zwei Daumen H¹, H² so angebracht sind, daß sie radial zu der Walze E gleiten können; diese Daumen können in die Bahn der Zapfen F gebracht werden; in der Regel werden sie jedoch durch Federn h in der ausgerückten Stellung gehalten. Die Daumen H¹, FP besitzen einander entgegengesetzte Gestalt bzw. Stellung und sind so lang und derart mit einer schrägen Fläche versehen, daß sie, wenn sie herabgedrückt werden, während des erforderlichen Teiles der Drehung der Walze E so mit den Stiften zusammenwirken, daß eine Bewegung des Schiebers C und damit des Zahnrades A stattfindet, welche der Breite eines Zahnringes des Kegels B entspricht ; diese Bewegung findet statt, während die gerade Zahnreihe des Kegels durch die Verschiebungsebene x-x geht.

Die Daumen FI¹, FP können abwechselnd in die Arbeitsstellung gebracht werden, und zwar durch eine breite Stange J₁ die parallel zur Führungsstange D verläuft und mittels Zapfen j, j in Lagern 6, 6 derart gelagert ist, daß sie um ihre eigene Längsachse schwingen kann. Die Daumen FP, FP sind mit einem nach hinten gerichteten Ansatz h¹, h" versehen, so daß, wenn die Druckstange / in der 'einen oder anderen Richtung gesenkt wird, die Kante j¹ bzw. /² dieser Stange mit dem Ansatz h¹ bzw. h² der Daumen in Berührung kommt und dabei die Daumen gegen den Zug der Federn h in die Arbeitsstellung bringt. Wenn so die Zapfenreihe F in die Arbeitsstellung kommt, so wird der Daumen, der gerade in der Bahn eines Zapfens sich befindet, an diesen anstoßen, und das hat zur Folge, daß eine Bewegung des Schiebers C und damit des Zahnrades A um eine Stufe in der Längsrichtung des Kegels B . stattfindet, und zwar jeweils in der Richtung, welche entweder dem Daumen Ji¹ oder dem Daumen FP entspricht. Der Daumen H¹ bewirkt eine Bewegung des Zahnrades A in der Richtung von dem kleine-

ren nach dem größeren Ende des Kegels B, während der Daumen FP .eine Bewegung in umgekehrter Richtung herbeiführt.

-Die Druckstange / nimmt in der Regel eine solche Stellung ein, daß beide Daumen FP, H² außer Berührung mit den Stiften F sind; die Stange wird um ihre Achse nach der einen oder anderen Richtung geschwungen durch Vermittlung eines dreiarmigen Hebels, der an

ίο einem der Zapfen / sitzt; ein Arm K des Hebels ist mit einem geeigneten Handgriff in Verbindung, durch den er in der einen oder anderen Richtung verstellt werden kann. Die beiden anderen Arme K¹, K² befinden sich zu beiden Seiten der Walzenachse e und treten mit einer Scheibe L in Eingriff, die auf der Welle e befestigt ist. Jeder der Arme K¹, K² kann sich gegen die Scheibe und von dieser fort bewegen; von einer Seite des einen Armes K¹ und von der entgegengesetzten Seite des anderen Armes K² springen Zapfen k¹ bzw. k² vor, die parallel zur Welle e verlaufen. Die Bahnen beider Zapfen verlaufen annähernd radial zur Achse der Welle e.

Während desjenigen Teiles der Umdrehung der Walze E, in welchem die Zapfen F mit den Daumen H¹ bzw. H² in Eingriff kommen können, wird die Schwingung der Druckstange J um ihre Achse nach beiden Richtungen hin dadurch verhindert, daß die Zapfen k¹, k² mit Ringnuten M¹, M² an den Stirnflächen der Scheibe L in Eingriff stehen; wenn aber die Walze E bei ihrer Drehung sich in einer Lage befindet, bei welcher die Zapfen F sich nicht in der Arbeitsstellung befinden, so gestatten Öffnungen in den Ringnuten M¹, M², die sich nach entgegengesetzten Seiten am Umfang der Scheibe L öffnen, den Zapfen k¹, k² hindurchzutreten. Dies hat zur Folge, daß der Hebelarm K so geschwungen werden kann, daß die Druckstange nach der einen oder anderen Richtung ihre Bewegung ausführen kann. Nachdem die Zapfen k¹ bzw. k² in die Nuten M¹ bzw. M² eingetreten sind, wird dieöffnung

4-5 der Nut infolge der Drehung eine solche Stellung einnehmen, daß die Zapfen in der Nut festgehalten werden mit dem Erfolg, daß die Stange J nicht in ihre Mittellage zurückgeführt werden kann, bevor das Zusammenspiel der Daumen H¹ bzw. H² mit den Zapfen F und damit die Verschiebung' des Zahnrades A an dem Kegel B entlang ihr Ende gefunden hat.

Um zu verhüten, daß das Zahnrad A sich zufällig, d. h. ohne Wirkung der Daumen H¹, H² verschiebt, trägt die Nabe des Zahnrades einen unter Federdruck stehenden Sperrstift N (Fig. 1), der, wenn das Zahnrad A vollkommen in Eingriff mit einem der Ringe des Kegels B gekommen ist, in eine der V-för-

^fi° migen Kerben n, die an der Welle α angebracht sind, einschnappt; die Feder läßt den Stift unter dem Druck, der bei der Verschiebung des Zahnrades durch die Daumen H¹, FP auftritt, aus den Kerben austreten, während sonst ein sicherer Eingriff des Zahnrades in die Zahnringe des Kegels B gesichert wird.

Selbstverständlich kann der federnde Stift auch an dem Schieber C sitzen, in welchem Falle die Kerben an der Führungsstange D anzubringen sind.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Zahnräder-Wechselgetriebe nach Patent 186422, gekennzeichnet durch eine Walze (E), welche sich um eine zu der des Zahnrades (A) parallele Achse mit einer Winkelgeschwindigkeit dreht, die der Winkelgeschwindigkeit des mit Zahnkränzen versehenen Kegelstumpfes entspricht und mit einer Reihe von Zapfen oder Stiften (F) versehen ist, deren Zahl und Abstand der Zahl der Ringe des Kegelstumpfes und deren Breite entspricht, während der zur Verschiebung des Zahnrades dienende, parallel zu seiner Achse bewegliche Schieber (C) mit zwei Daumen (H¹, H²) versehen ist, die zusammen mit den Stiften der Walze zur Wirkung gebracht werden können, derart, daß das Zahnrad (A) in der einen oder anderen Richtung verschoben wird.
2. 2. Zahnräder-Wechselgetriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der eine oder andere der Daumen (H¹, H²) nur dann in und außer Berührung mit den Stiften (F) der Walze (E) gebracht werden kann, wenn die in einer Seite des Kegelstumpfes liegende Zahnreihe in die Ebene der Achse des Kegels und des Zahnrades fällt.
3. 3. Zahnräder-Wechselgetriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander angeordneten, radial zur Walze beweglichen Daumen (H¹, H²), die in der Regel sich außerhalb der Bahn der Stifte (F) befinden, von einer zur Walzenachse parallelen, um ihre Längsachse schwingbaren ' Druckstange (J) abwechselnd niedergedrückt werden können.
4. 4. Zahnräder-Wechselgetriebe nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstange sowohl für das Niederdrücken eines Daumens als auch zum Zurückholen desselben so lange durch eine Sicherung gesperrt bleibt, bis die in einer Seite des Kegelstumpfes liegende Zahnreihe in die Ebene der Achse des Kegels und des Zahnrades fällt.
5. 5. Zahnräder-Wechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein

   mit der Druckstange verbundener Hebel (K) vorgesehen ist, dessen einer Arm mit einem Gestänge in Verbindung steht, während zwei weitere Arme (K¹ und Jv²J mittels kleiner Zapfen (k¹, k²) in Ringnuten (M¹, M²) der Stirnfläche einer mit der Stiftwalze sich drehenden Scheibe (L) eingreifen, wobei die Zapfen durch seitliche Öffnungen in die Nuten eintreten und aus den Nuten austreten und der Hebel umge-' legt werden kann, solange die Stifte der Walze sich nicht in einer Stellung befinden, in der sie mit den Daumen zusammenwirken können.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.