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Zahntriebschaltwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahntriebachaltwerk
mit einem treibenden Segmentrad, das mit einem getriebenen Sperrstellenrad intermittierend
kämmt, und einer Zylindersperre, die die Raststellungen des getriebenen Rades durch
den Eingriff einer am treibenden Rad konzentrisch vorgesehenen, zylinderförmigen
Gleitschulter in eine Ausnehmung am getriebenen Rad sichert.
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Bekannte Schaltwerke dieser Art weisen eine Zylindersperre auf, die
aus einer Gleitschulter in Form eines zylindrischen, achsialen Ansatzes am Segmentrad
und einer mit einer kreisbogenförmigen Ausnehmung versehenen, mit dem Sperrstellenrad
verbundenen Sperrscheibe besteht. Wesentlich ist hierbei, daß der Eingriff ddr miteinander
kämmenden Zahnkranzteile und der Eingriff der Teile der Zylindersperre so aufeinander
abgestimmt sind, daß der Übergang von der kämmenden Phase zur Sperrphase und umgekehrt
störungsfrei erfolgt. Da diese Bedingung bei den herkömmlichen Zahn.triebschaltwerken
nicht exakt eingehalten wird, ist die Gefahr von Betriebsstörungen, die bis sclr
Selbsthemmung des Getriebes führen können, nicht völlig auezuschalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionssicherheit
eines Zahntriebschaltwerkes der eingangs genannten Art gerade in dieser Hinsicht
wesentlich zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Außenfläche
der Gleitschulter den Teilungskreis des Segmentrades enthält und der Zahnkranz des
Sperrstellenrades zur Bildung der Ausnehmung im Bereich zweier Randzähne bis auf
den Teilungskreis
des Segmentrades und zwischen den Rand zähnen
wenigstens bis auf diesen Teilungskreis abgetragen lot.
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Das Zahntrisbschalwerk nach der Erfindung zeichnet sich insbesondere
dadurch aug, daß sowohl das intermittierende kämmen als auch die Sicherung der Raststellen
des getriebenen Sperrstellenrades durch einfache konstruktive Maßnahmen mit großer
Zuverlässigkeit erfolgt. Die Betriebssicherheit ist dabei so groß, daß nach einer
Weiterbildung des Erfindungsgedankens auch mehrere Sperrstellenräder von einem gemeinsamen
80gmentrad oder von mehreren, gemeinsam angetriebenen Segmenträdern problemlos weitergeschaltet
werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger bevorsugter, in der
Zeichnung teilweise dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Segmentrad und einem angetriebenen
ßperrstellenrad in schematischer Darstellung, Fig.2 den Aufriß eines zweiten Ausführungsbeispiels
mit zwei von einer Achse angetriebenen Sperrstellenrädern und ?ig.3 den Orundriß
zu Fig.2 In Fig.1 ist auf einer treibenden Achse 1 ein Segmentrsd 2 dreh.ioher befestigt,
dessen Zabntranz wie ersichtlich längs eines feiles des Radumfangs unterbrochen
ist. Bin Sperrmtellenrad 3, das drebsicher auf einer getriebenen Achse 4 sitzt,
wird beim intermittieranden Kämmen der Zahnräder 2 und 3 ton der Achse 1 angetrieben.
In der geleichneten Lq. ist gerade sine Sperrstellung erreicht, in der die Zahnräder
2 und 4 außer Bingriff sind. Die nunmehr in Eingriff stehenden Zeile der Zylindersperre
verhindern ein unbeabsichtigtes Drehen des Sperrstellenrades 3 aus der gezeichneten
Lage.
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Die Zylindersperre besteht dabei im einzelnen aus einer am Segmentrad
2 vorgesehenen, zylindrischen Gleitschulter 5, deren Außenfläche den Teilungskreds
6 enthält, und einer Ausnehmung des Zahnkranzes des Sperrstellenrades 3 im Bereich
zweier Randzähne 7 und 8 bis auf den Teilungskreis 6 des Segmentrades 2 und zwischen
diesen Randzähnen wenigstens bis auf diesen Teilungskreis.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 wird die Gleitschulter 5 durch
den Rand einer Sperrscheibe 9 gebildet, die dem Segmentrad 2 anliegt und mit diesem
fest verbunden ist, wobei die in dem Bereich der Gleitschulter 5 fallenden Zähne
bis auf den Teilungskreis 6 abgetragen, z.B. abgefräst, sind.
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Die Ausnehmung des Zahnkranzes von 3 beschränkt sich im dargestellten
Pall bei den Randæäklen 7 und 8 auf die Zahnspitzen, während die dazwischen liegenden
Zähne vollständig entfernt, z.B. herausgefräst, sind. Hierbei ist darauf zu achten,
daß das Sperrstellenrad 3 in Achsrichtung so dimensioniert ist, daß sein Zahnkranz
nicht nur dem Zahnkranz des Segmentrades 2 sondern auch der Sperracheibe 9 und somit
der Gleitschulter 5 gegenübersteht.
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Neben der dargestellten Ausführung der Zylindersperre sind selbstverständlich
auch andere Ausführungsformen möglich, Wird z.B. das Segmentrad 2 in einem Spritz-
oder Druckgussverfahren hergestellt, so kann es zweckmäßig sein, die Gleitschulter
5 unmittelbar in den Zehnredkörper miteinzubeziehen, sodaß sie einen Teil des Zahnkranzes
ersetzt. In diesem Fall entfällt eine zusätzliche Sperrscheibe 9. Andererseits kann
es vorteilhaft sein, die zwischen den Randzähnen 7 und 8 legenden Zähne des Sperrstellenrades
3 lediglich bis zum Teilungskreis 6 abzunehnen, beispielsweise in demselben Fräs-Vorgang,
in dem auch die Randzähne 7 und 8 gekürzt werden.
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Zur Erklärung des intermittierenden Sämmens der Zahnkränze
bzw.
der Zahnkranzteile von 2 und 3 kann davon ausgegangen werden, daß bei einer angenommenen
Drehrichtung d des 8egmentrades 2 der letzte vor der Gleitschulter 5 sitzende Zahn
10 am Ende einer Kämmphase in die letzte Zahnlücke 11 des ßperrstellenrades 3 vor
der'Ausnehmung 5' eingreift. Gelangen diese Teile beim Weiterdrehen außer Eingriff,
so ist die Sperratelle des Rades 3 erreicht. Nach einer Weiterdrehung von 2 in Richtung
d um einen der Gleitschulter 5 entsprechenden Drehwinkel greift der erste Zahn 12
nach der Gleitschulter in die erste ZahulUcke 13 nach der Ausnehmung 5' ein, womit
die Sperrung von 3 aufgehoben ist und beide Zab:=äder wieder miteinander zu kämmen
beginnen. Ein analoger Antrieb des Sperretellenrades 3 ergibt sich auch bei Umkehrung
der Drehrichtung. Die Zähne 7 und 8 haben dabei sowohl eine Sperrfunktion in Verbindung
mit der Gleitschulter 5 als auch eine Mitnehmefunktion in Verbindung mit den Zähnen
10 und 12 des Segmentrades. Damit sie diese Doppelfunktion verfüllen können, muß
6elbatveretändlich die Anzahl der Zähne des Sperrstellenrades 3 auf die des Segmentrades
2 so abgestimmt sein, daß zu Beginn des Kämmens der Zahn 12 in die Lücke 13 eingreift
und am Ende der Kämmphase der Zahn 10 gerade in die Lücke 11 kommt.
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Ist nach einer Weiterbildung das Sperrstellenrad 3 und/oder das Segmentrad
2 mit mehreren über den Umfang verteilten Ausnehmungen bzw. Gleitschultern versehen,
so gilt diese Bedingung entsprechend für Jede einzelne kämmphase zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Sperrstellen, In dem Ausftihrungsbeispiel nach Fig. 1 beträgt der Drehwinkel der
getriebenen Achse 4 zwischen zwei aufeinenderfolgenden Sperrstellen Jeweils 3600.
Damit kann über 4 ein Drehschalter mit einem Rastwinkel von 3600 zwischen den Raststellungen
unmittelbar weitergeschaltet werden. Bei einer insbesondere ungleichmäßigen Verteilung
von mehreren Ausnehmungen 5' über den Umfang von 3 kann auch eine Weiterschaltung
des Drehschalters
auf Raststellungen mit kleineren, insbesondere
auch unterschiedlichen Rastwinkeln zwischen ihnen erfolgen.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen den Auf- und Grundriß eines weiteren Ausführungsbeispiels,
bei dem zwei Sperrstellemräder 14 und 15 von einer Achse 16 über Jeweils individuell
zugeordnete Segmentrader 17,18 angetrieben werden. Das Segmentrad 13 ist hierbei
mit einer Sperrscheibe 29 versehene das Segmentrad 18 mit einer Sperrscheibe 30.
Die Acghse 16 ist bei 19 in einer vorderseitigen Platte 20 und bei 21 in einer rückseitigen
Platte 22 drehbar gelagert, die über Abstands'-bolzen 23,24 miteinander verbunden
sind0 Die Sperrstellenräder 14 und 15 sitzen Jeweils stirnseitig auf getriebenen
Achsen 25 und 26, die zur stufenweisen Einstellung von auf der rücklseitigne Platte
20 befestigten Drehachsitern 27 und 28 dienen.
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In Pig.2 ist die vorderseitige Platte 20 woggelassen, um die Schaltfuktionen
der Schaltwerke 17, 29, 14 und 18, 30, 15 veranschaulichen zu können, Wie erschtlich,
gelangt das linke Sperrstellenrad 14 bei einer engenommenen hvehrichtung d der treibenden
Achse 16 in der geaeichneten Lage gerade in eine seiner Sperrstellen, da die Gleitschulter
17' des Segmentrades 17 den Randzahn 14' am Rande der Auendmung von 14 bereits sperrt,
während das Sperrstellenred 15 gerade aus seiner Sperrstelle herauskommt, da die
Gleitschulter 13' die Sperrung des Rendzahns 15' bereits aufgehoben hat und dieser
von den Zahn 18" des Segmentrades t8 mitgenommen wird.
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Wie aus Pig.2 weiter hervorget weisen die Sperrstellenräder 14 und
15 jeweils eime Ausnehmung auf, während das Segmentrad 18 eine Gleitschulter 18'
und das Segmentrad 17 zwei Gleitschultern besitzt, von denen dis erste mit 17' angedeutet
ist und die zweite der ersten gegenkberliegt, uodas' sie in deser Darstellung mit
der Gleitschulter 18' zusammenfällt. Die Sperrscheibe 30 ist in Fig. 2 gestrichelt
eingezeichnet,
während die dem Segmentrad 17 zugeordnete Sperrscheibe
29 aud Gründen der Übereichtlichkeit nicht eingezeichnet ist.
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Aus den dargestellten Übersetzungsver,hältn,issen geht hervor, daN
bei einer etwa vollen Umdrehung der Segmenträder 17,18 das Sperrstellenrad t4 um
zwei Sperratellen weitergeschaltet wird, das Sperrstellenrad 15. dagegen nur um
eine. Die Reihenfolge der einzelnen Schaltv'orgänge an den mit den getriebenen Achsen
25 und 26 verbundenen Drehachaltern 27, 28 un ihr gegenseitiger zeitlicher Abstand
in'Abhängigkeit von der Umdrehung der Achse 16 wird durch die Anzahl und Länge der
einzelnen Gleitschultern auf den Segmenträdern 17, 18 bestimmt, sodaß ein Schaltprogramm
durch rein konstruktive Maßnahmen festgelegt wird.
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In Brweiterlug der in den Figuren 2 und 3 dargestellten, speziellen
Ausführungaform kann das ablaufende Programm der Schaltvorgänge an zwei oder mehreren
getriebanen Achsen, die Jeweils über Zahntriebsohaltweke nach der Erfindung von
einer gemeinsamen Achse angetrieben werden, so beschaffen sein, daß jeweils alle
Schaltvorgänge an einer getriebenen Achse mit denen an einer anderen getriebenen
Achse zeitlich zusammenfallen. Andererseits ist es möglich, daß nur ein Teil der
Schaltvorgänge an einer getriebenen Achse alt einem Teil oder mit allen Schaltvorgängen
an einer anderen Achse zeitlich zusammenfällt oder daß sämtliche Schaltvorgänge
in vorgegebenen Abständen zeitlich nacheinander erfolgen. In allen diesen Fällen
wird mit großer Betriebssicherheit geschaltet, wobei durch die Einstellung an nur
einer treibenden Achse eine Fehlbedienung auch bei mehreren in komplizierter gegenseitiger
Abhängigkeit weiterzuschaltenden, getriebenen Achsen ausgeschlossen ist.
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Nach einer zweckmäßigen, in den Figuren 2 und 3 angedeuteten
Weiterbildung
der Erfindung wird der Jeweilige Zustand eines durch das gesamte Schaltprogramm
schrittweise einstellbaren oder weiterstellbaren Parameters durch eine Skalenscheibe,
-trommel oder dergl. 31 angezeigt, die von der treibenden Achse 16 direkt oder über
ein Zwischengetriebe angetrieben wird und gegenüber einer festen Ableseeinrichtung
32, z.B. Ablesemarke oder -fenster, bewegbar und insbesondere digital ablesbar ist.
Eine derartige Anzeige ist selbstverständlich auch bei einem Zahntriebschaltwerk
mit nur einer getriebenen Achse zweckmäßig.
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Die über die getriebenen Achsen eines oder mehrerer gemeinsam angetriebener
Zahntriebschaltwerke betätigbaren Drehschalter dienen nach einer bevorzugten Anwendung
der Erfindung zur stufenweisen Einstellung von Einstellelementen einer elektrischen
Schaltung, wie z.B. Potentiometer, Spulen, Drehkondensatoren usw. Hierdurch können
Schaltungsparameter, wie z.J3. der Pegel, der Phasenvinkel-oder die Laufzeit eines
elektrischen Signals, die Empfindlichkeit oder der Meßbereich einer Meßschaltinig,
präzise und betriebssicher verändert werden.
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Der wesentliche Vorteil der Anwendung der beschriebenen Zahntriebecbaltwerke
für diesen Zweck liegt darin, daß Üngenamigkeiten in der mechanischen Einstellung
der Drehschalter, die-bei elektrischen Schaltungen in vielen Pällen zu einer Abweichung
der einzustellenden Parameter von den Sollwerten führen, mit großer Sicherheit vermieden
werden. Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt auch in der Möglichkeit einer Anzeige
des Momentanwertes eines Schaltungsparameters, der von der Einstellung eines oder
mehrerer Drehschalter abhängt, mit Hilfe der von der Sinstellacesse getriebenen
Skalenscheibe, -trommel oder dergl. In Fig.3 ist dies angedeutet durch den gestrichelten
Umriß 35 eines elektrischen Geräts, dessen im einzelnen nicht dargestellte Einstellelemente
über die Drehschalter 27, 28 betätigt werden.
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Ein wichtiger Anwendungsfall besteht z.B. bei einem nach dem Prinzip
eines Überlagerungsempfäiigers arbeitenden, selektiven Pegelmesser, der z.B. durch
den Ünriß 33 in Fig.3 dargestellt sein kann. Hierbei wird mit Vorteil ein eingangsseitig
angeordneter, stufenweise einstellbarer Spannungsteiler über den ersten Drehschalter
27 und ein weiterer, im Zwischenfrequenztel liegender, stufenweise einstellbarer
Spannungsteiler über den zweiten Drehschalter 28 betätigt,wobei beide Drchschalter
entsprechend den Figuren 2 und 3 2ber eine gemeinsame Antriebsachse 16 weiterschaltbar
sind. nungateiler der aus den Jeweiligen Einstellungen beider Spannungsteiler resultierenden
Gesamtdämpfung, die den eingeschalteten Meßbereich z.B. mit einem dB-Wert kennzeichnet,
dient dabei mit Vorteil eine Skalenscheibe, -trommel oder em Teil zweckmäßigerweise
in einer kusführung entsprechend dem Teil 31 in den Figuren 2 und 3 7 Patentansprüche
3 Figuren