DE221632C

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Publication number: DE221632C
Application number: DENDAT221632D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 221632 KLASSE 47h. GRUPPE

LUIS WIRTZ in BILSTON, Engl.

Wechsel- und Wendegetriebe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Juni 1907 ab.

Die Erfindung betrifft ein Wechsel- und Wendegetriebe, bei dem der getriebene Körper durch achsiale Verschiebung eines Kupplungsringes abwechselnd mit gleich großen, aber verschieden schnell umlaufenden Trommeln gekuppelt wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Kupplung mittels in dem verschiebbaren Kupplungsring lose angeordneter Kugeln erfolgt, die in Längsnuten der

ίο Kupplungstrommeln eingreifen und reibungslose Verbindungsglieder sowie reibungslose Lager für den Kupplungsring bilden.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Fig. ι ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform und Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie a-b der Fig. .1; Fig. 3 zeigt in Oberansicht das Getriebe mit einem anderen Antrieb; Fig. 4 ist eine vergrößerte Einzelansieht einer der Geschwindigkeitströmmeln; Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den am getriebenen Körper verschiebbaren Kupplungsring in größerem Maßstab und Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform mit weiterer Abänderung des Antriebes.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist die Trommel 1 auf die Welle 2 aufgekeilt und für die Übertragung der hohen Geschwindigkeit bestimmt. Die zweite Geschwindigkeit wird von der auf die Hülse 4 aufgekeilten Trommel 3 und die kleine Geschwindigkeit von der auf der Hülse 6 sitzenden Trommel 5 übertragen. Hinter einer Leerscheibe 7 folgt die Umkehrtrommel 8, die fest mit der Muffe 9 verbunden ist. Der getriebene Körper besteht aus einer Büchse 11, die mit einem Kettenrad 12, einem Lagerfutter 13 und dem äußeren Spurlager 14 versehen ist. Die Büchse 11 umschließt als Zylinder 15 alle Trommeln 1, 3, 5, 7 und 8. Der hohle Zylinder 15 ist mit Längsschlitzen versehen, die zur Führung eines in der Längsrichtung der Welle 2 verschiebbaren Ringes 16 und zugleich zu dessen Mitnahme in der Drehrichtung dienen.

Der Ring 16 dient zur Verschiebung von Kugeln 17 von einer Trommel zur anderen und ist zwecks Lagerung der Kugeln 17 auf der Innenseite an der Innenbohrung gemäß Fig. 5 mit entsprechenden Aushöhlungen oder Taschen versehen. Der innerhalb des Zylinderhohlraumes 15 liegende Ringteil 16 ist mit dem äußeren Mantel 19 durch Stege 18 verbunden, die durch die Längsschlitze des Zylinders 15 hindurchtreten. Der äußere Mantel 19 ist genutet und für die Aufnahme von Lagerkugeln eingerichtet, die eine reibungslose Drehung des Ringes 16, 19 innerhalb eines gegen Drehung gesicherten Lagerringes 20 ermöglichen. Der Ring 20 ist mit einer geeigneten Schub vorrichtung, z. B. einer gerade geführten Schiebestange 21, verbunden und vermittelt in Verbindung mit den erwähnten Lagerkugeln des Mantels 19 die Verschiebung des Kupplungsringes 16 mit den Kugeln 17 von einer Trommel zur anderen.

Ausschnitte zur Aufnahme der Kupplungskugeln 17 tragen auch die Trommeln 1, 3, 5, 7 und 8, von denen die Trommeln 3, 5, 8 von den entsprechenden Differentialgetrieben 24, 30, 33 Antrieb erhalten. In Fig. 1 sind die Kugeln 17 mit der Trommel 1 für die große Geschwindigkeit im Eingriff dargestellt. Soll die zweite Ge-

schwindigkeit eingeschaltet werden, so wird die Stange 21 mit dem Kupplungsring 16 und den Kugeln 17 weiter nach einwärts verschoben. Die Kugeln kommen dabei außer Eingriff mit den Kupplungsöffnungen bzw. Vorsprüngen der ersten Trommel 1 und gelangen zunächst auf die glatte Oberfläche der Trommel. Hierdurch werden die Kugeln 17 frei und verlangsamen selbsttätig ihre Geschwindigkeit, so daß ihr Eintritt in den Kupplungskranz der langsamer laufenden Trommel 3 erleichtert wird.

Das ganze Getriebe wird von einem Gehäuse 22 aus Aluminium o. dgl. umschlossen, das zugleich eine Öl- oder Schmierkammer bildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird das Getriebe mittels Riemens von der Motoroder Kupplungswelle unmittelbar angetrieben. Die konzentrischen Hülsen der Trommeln sind einzeln mit den Scheiben 34, 35, 36 und 36" versehen. Von diesen übermittelt 34 die große, 35 die zweite und 36 die kleine Geschwindigkeit, während die Scheibe 36^s auf dem anderen Ende der Welle für den Rücklauf dient. Den Stufenscheiben 34, 35, 36 entsprechen Scheiben 37, 38 und 39 auf der Motorwelle; die Rücklaufscheibe 36" wird von der Scheibe 40 der Motorwelle mittels gekreuzten Riemens angetrieben. Es erhält also jede Hülse von der Motorwelle aus unmittelbar ihren Antrieb, wobei das Verhältnis der Scheiben die gewünschten Geschwindigkeiten ergibt. An Stelle der in der Zeichnung dargestellten Riemen können natürlich auch Ketten- oder Zahnradgetriebe benutzt werden.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Stellring 19 mittels eines gegabelten Schwinghebels verschoben werden kann, der mit Hilfe einer Sperrklinke 42 in Sperröffnungen eines Zahnbogens 41 in seiner jeweiligen Lage festgestellt werden kann.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung ist die getriebene Welle in die Teile 44 und 47 geteilt und eine zweite Welle 43 verwendet, zu deren Antrieb ein mit dem Wellenteil 47 oder 44 verkuppelbares, von der Welle 43 getriebenes loses Zahnrad 45 dient. An den Wellenteil 47 schließt sich der getriebene Körper 49 an. Die Höchstgeschwindigkeit wird von den gemäß Fig. 6 miteinander verkuppelten Wellenteilen 44, 47 unmittelbar auf die mit der Welle 47 verbundene Trommel 48 und mittels der Küpplungskugeln auf den getriebenen Körper 49 übertragen. Werden die Kupplungskugeln durch Verschiebung des Kupplungsringes 50 mit der Trommel 51 für die zweite Geschwindigkeit in Verbindung gebracht, so wird die Kupplung 46 mitgenommen und so bewegt, daß die . Wel'e 44 in der beschriebenen Weise mit dem . Zahntriebe 45 gekuppelt wird und die Welle 43 Bewegung erhält. Mittels eines Zahnrades 52 dieser Welle wird ein Zahnrad 53 auf der Hülse der Trommel 51 und damit diese selbst angetrieben. Bei an die Welle 44, 47 angeschlossener Welle 43 wird die dritte Trommel 54 mittels der Zahnräder 55 und 56 angetrieben, und die Rücklauftrommel 56 wird mittels der Zahnräder 58,59 und 60 gedreht, so daß dann, wenn eine weitere Geschwindigkeitsänderung oder Bewegungsumkehr erwünscht ist, die Kupplungskugeln mit der Trommel 54 oder 57 in Eingriff gebracht werden können.

Damit die Mitnahme des Kupplungsringes 46 bei Verschiebung des Kugelringes zustande kommt, ist an der.Schubstange 61 des Ringes 50 die Einrichtung getroffen, daß der den Ring 46 bewegende Arm 62 um seinen Drehzapfen gedreht wird, sobald der Kugelhaltering 50 am getriebenen Körper 49 entlang von der Trommel 48 für die große Geschwindigkeit nach der Trommel 51 für die zweite Geschwindigkeit verschoben wird, während er bei dem Wechsel von 51 auf 54 bzw. 57 in Ruhe bleibt. Diese besondere Einrichtung besteht bei dem dargestellten Beispiel in einem auf der Stange 61 angeordneten Stift 63, der in einem Schlitz 64 geführt ist. Außerdem sind in der Nähe des Stellarmes 62 Ringe 65 und 66 mit Vorsprüngen 67, 68 auf der Stange 61 vorgesehen, die auf Vorsprünge des Stellarmes stoßen, wenn sie durch Drehung der Stange 61 auf jene eingestellt, werden. Bei go der in Fig. 6 angenommenen Lage ist die große Geschwindigkeit eingeschaltet und der Stellarm 62 nach links gelegt, wobei der Stift 63 auf der Stange 61 sich im äußersten gekröpften Ende des Schlitzes 64 befindet. Die Vorsprünge 67, 68 liegen an den nicht veranschaulichten Anschlägen des Stellarmes 62 an. Wird nun die Schubstange 61 zwecks Einschaltung der zweiten Trommel 51 längsverschoben, so nimmt der Anschlag 67 den Stellarm 62 mit und dreht ihn so, daß die Ringe 46^ und 46^ gekuppelt werden und die Welle 43 in Bewegung gerät. Zugleich wird die Stange 61 mit Hilfe des schrägen Endes des Schlitzes 64 derart gedreht, daß die Anschläge 67, 68 den Stellarm 62 freigeben, so daß in der geraden Strecke des Schlitzes 64 eine Bewegung der Stange 61 ohne Mitnahme des Armes 62 möglich ist.

Die für den Eingriff der Kupplungskugeln 17 eingerichteten Vorsprünge der Geschwindigkeitstrommeln nehmen zweckmäßig etwa die Hälfte der Breite jeder Trommel ein (Fig. 4). Die Aussparungen in diesen Vorsprüngen haben U-förmigen Querschnitt, wobei die Grundfläche des U mit der glatten Oberfläche der Trommeln in einer Höhe liegt und eine glatte Fläche bildet. Wenn die Trommeln aneinandergereiht sind, bieten sie, abgesehen von den Vorsprüngen, eine ununterbrochene zylindrische Fläche, auf der die Kugeln, wenn sie von einem Zahnkränze nach dem nächsten verschoben werden, ohne jeden Stoß bewegt werden können. Die

Claims

Kanten der Zähne oder Vorsprünge sind vorteilhaft abgerundet, um den Ein- und Austritt der Kugeln zu erleichtern. Die glatten Teile sind etwas breiter, als es dem Durchmesser der Kugeln entspricht. Die zylindrischen glatten Teile sind naturgemäß für die Wirkung des Getriebes nicht unbedingt nötig, wenn sie auch zu der sanften und geräuschlosen Wirkungsweise des Getriebes beitragen. ίο Der mit Ausschnitten versehene Stellring für die Kupplungskugeln überbrückt zweckmäßig die glatten Flächen der Trommeln während des Überganges der Kugeln von einem Kupplungskranz zum nächsten. Doch können auch die Kugeln während der Bewegung die Lagerung allein übernehmen. Wenn es sich um größere Kräfte handelt, können auch zwei oder mehr Kränze von Kupplungskugeln benutzt werden. Die "Ausschnitte des Stellringes bzw. der Trommeln müßten in diesem Falle von hinreichender Länge sein, um die Kugeln aufzunehmen. Wesentlich für die Kupplung "ist in jedem Falle, daß die in einer Querebene angeordneten Kugeln in getrennten Ausschnitten untergebracht sind; wenn jedoch zwei oder mehr Ringe Anwendung finden, können die Kugeln in zur Welle parallelen Ebenen zu je einem Satz in einem Ausschnitt oder jede Kugel in einem besonderen Ausschnitt untergebracht sein, je nachdem es zweckmäßig erscheint. Die Vorsprünge können je nach Erfordernis mehr oder weniger stark ausgeführt werden, jedenfalls kann bei dem Getriebe nach vorliegender Erfindung, da Stöße vermieden sind, die Bauart bedeutend leichter und gedrängter sein, als es bisher bei gleicher Haltbarkeit möglich war. Wenn das Getriebe in einiger Entfernung von dem Körper, der den veränderlichen Antrieb erhalten soll, benutzt wird, d. h. ein langer Ketten- oder Riementrieb zwischen dem Getriebe und der getriebenen Welle o. dgl. eingeschaltet ist, kann das angetriebene Glied des Getriebes erheblich vereinfacht werden, indem der die Kupplungskugeln tragende Ring einfach auf dem äußeren Umfang gezahnt und mit einer Schubvorrichtung versehen ist. In diesem Falle würde jener Ring das getriebene Glied darstellen, und seine Bewegung aus der Ebene heraus würde einen Antrieb auf eine große Länge nicht bewirken. Wenn erforderlich, kann dieser Kugelring um die mittlere Welle herum angeordnet und von einem verschiebbaren Gliede getragen werden, damit er mit Geschwindigkeitsringen, die, wie oben beschrieben, mit Hülsen verbunden sind, in Eingriff gebracht werden kann. Die Zähne oder Vorsprünge der Geschwindigkeitsringe würden nach innen gerichtet sein und. die Kugeln zwecks Ineingriffbringen mit denselben in derselben Weise wie im Falle der Trommeln bewegt werden. In gewissen Fällen kann entweder das angetriebene oder aber das treibende Glied mit Hohlkehlen versehen sein, in die die Kugeln eingreifen, so daß sie stets mit einem Gliede verbunden sind. Ein passendes Mittel, um die Kugeln in diesem Falle zu bewegen, würde darin bestehen, sie in einer Hülse nach der Art eines »Hoffmannringes« anzuordnen und den Ring längs des Zylinders oder der Welle zu verschieben, um sie mit den Geschwindigkeitstrommeln oder -ringen, je nachdem der Fall liegt, in Eingriff zu bringen. Die Leerscheibe ist nicht als ein wesentliches Element anzusehen, da, obgleich sie den leichten Wechsel von der kleinen Geschwindigkeit zum Rücklauf erheblich erleichtert, der Wechsel auch ohne sie- ausgeführt werden kann. Pa τ ε ν τ - A ν s ρ r ü c η ε :

1. Wechsel- und Wendegetriebe, bei dem der getriebene Körper durch achsiale Verschiebung eines Kupplungsringes abwechselnd mit gleich großen, aber verschieden schnell umlaufenden Trommeln gekuppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung mittels in dem verschiebbaren Kupplungsring lose angeordneter Kugeln erfolgt, die in Längsnuten der Kupplungstrommeln eingreifen und reibungslose Verbindungsglieder sowie reibungslose Lager für den Kupplungsring bilden.

2. Wechsel- und Wendegetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln zur Aufnahme der Kupplungskugeln mit etwa bis zur halben Trommelbreite sich erstreckenden Längsnuten versehen, im übrigen aber glatt sind, wobei die Bodenteile der Nuten mit dem glatten Trommelumfang bündig liegen, um den Eintritt der Kugeln in die Nuten zu erleichtern und die Geschwindigkeit der umlaufenden Kugeln beim Übergang von einer Stufe zur anderen zu beeinflussen.

3. Wechsel- und Wendegetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere glatte Leerlauftrommeln zwischen die Kupplungstrommeln eingeschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,