DE2317061A1

DE2317061A1 - Stellbares getriebe

Info

Publication number: DE2317061A1
Application number: DE19732317061
Authority: DE
Inventors: Vasco Bianchini
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-07
Filing date: 1973-04-05
Publication date: 1973-10-31
Also published as: ES413124A1; JPS4919262A; NL7304830A; BE797790A; FR2179464A5; IT957265B

Description

Vasco BIANCHINI, Piazza del Popolo 31 Santa Croce SuIl¹ Arno, Pisa /Italien

Pietro MASONI, Via Provinciale Francesca Nord Santa Croce SuIl'Arno, Pisa /Italien

Stellbares Getriebe

Die Erfindung bezieht sich auf ein stellbares Getriebe mit Antriebs- und Abtriebswelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Getriebe einfacher stellen bzw. regeln zu können, eine bessere Gebrauchsfähigkeit mit wesentlicher Herabsetzung der Reibung und verbesserter Schmierung zu erreichen« Die Lösung geht aus von einem stellbaren Getriebe mit Unterset <5ung, Antriebs- und Abtriebswelle und be-

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steht erfindungsgemäß darin, daß art der Antriebs-ν?eile ein aus der Achsrichtung verstellbarer Zapfen befestigt ist, auf dem mehrere Verbindungsstangen sternförmig angeordnet sind, die mit Kurbelarmen, von um die Achse der Antriebswelle verteilten Freilaufen gelenkig verbunden sind, deren abtriebsseitige Zahnkränze mit einem einzigen, fest mit der Abtriebswelle verbundenem Zahnrad kämmen, und daß Einrichtungen zur Änderung der Exzentrizität des Zapfens auch während einer Drehbewegung der Antriebswelle vorgesehen sind.

Der aus der Achsrichtung verstellbare. Zapfen kann vorteilhaft von einem radial beweglichen Schieber getragen sein, der in einer diametralen Führung eines mit der Antriebswelle rotierenden Teiles gleitet. Diese Gleitbewegung wird bewerkstelligt durch einen Zahnstangentrieb mit zwei Zahnstangen_f die üfaer Ritzel - insbesondere mit langen Zähnen"- verbunden sind. Eine dieser Zahnstangen ist axial beweglich entlang der Achse der Antriebswelle und bestimmt die Ver-Setzung des aus der Achsrichtung verstellbaren Zapfens, während die andere Zahnstange fest mit dem radial beweglichen Schlitten verbunden ist.

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Ein zweiter radial beweglicher Schlitten kann als Gegengewicht zum ersten vorgesehen sein und auch von dem die koaxial zur Antriebswelle liegende . Zahnstange bildenden Teil bet ätigt/έβΐη, damit sich ein ständiger Massenausgleich für den den Zapfen tragenden Schlitten ergibt.

Die axial bewegliche Zahnstange kann zum vorgenannten Zweck als Doppelzahnstange ausgeführt sein und mit zwei Ritzelkämmen, die wiederum mit den radialen Zahnstangen in Eingriff stehen, wobei eine am radialen Schlitten befestigt ist, der den aus der Achsrichtung verstellbaren Zapfen aufweist, und wobei die andere am zweiten Schlitten befestigt ist. Beide radial beweglichen Zahnstangen sind diametral gegenüber der axial verschiebbaren Zahnstange versetzt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 schematisch einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Regelgetriebe bei der Versetzung Null des verstellbaren Zapfens.

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Figur 2 einen Ausschnitt aus Pig.1, jedoch mit

aus der Achsrichtung verstelltem-Zapfen, Figuren 3» ^r 5 und 6 Teilschnitte entlang den Linien IH-III, IV-IV, V-V und VI-VI in Fig. 2,

Figuren 7 und 8 einen Teilschnitt entlang der Linie VII-VII in Fig.1 und einen Teilschnitt entlang der Linie VIII-VIII in Fig.7.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zylindrisches Gehäuse 1 mit einer inneren Ringschulter 1A für eine scheibenförmige Lagerstütze 3 und mit zwei inneren Kragen 1B, 1C versehen. Jeder der Kragen IB, 1C bildet eine Reihe von Lagersitzen wie 5 und 7 (im Ausführungsbeispiel fünf), die miteinander fluchten und dazu bestimmt — sind, Lager einer gleichen Anzahl (fünf) von Freiläufen aufzunehmen, die nachfolgend näher beschrieben werden. Mittels der Lager 9 und 11, die sich in einem Paar von gleichachsigen Lagersitzen 5 und befinden, ist eine Welle 13 des Freilaufes gelagert. Die Welle 13 trägt ein Treibrad 15, das oszillatorisch durch die Welle 13 angetrieben ist, Der getriebene Teil jedes Freilaufes wird durch einen Laufring 17 gebildet, der durch ein Lagerpaar 19 um das oszillie-

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rende Treibrad 15 herum gelagert ist . Zwischen Treibrad 15 und Laufring 17 befinden sich kleine Kleminrollen 21 , die in Ausnehmungen des Treibrades 15 angeordnet sind; wenn für den Bewegungsantrieb von dem oszillierenden Treibrad 15 zu dem angetriebenen Laufring 17 Antriebsbedingungen auftreten, klemmen sich die Rollen 21 fest und bewirken damit die Kupplung der Teile 15 und 17· Dabei kann sich der Laufring jedoch unabhängig von der Bewegung der Teile 13 und 15 bewegen, wenn er sich schneller dreh^als diese.

Die verschiedenen Freilaufe sind kinematisch untereinander verbunden, weil die Laufringe 17 an Umfang Zahnkränze 17-Ä- haben, die gemeinsam mit einem zentralen, mit langen Zähnen versehenen Zahnrad 23 kämmen, Die Zahnkränze 17A der verschiedenen Freiläufe sind in verschiedene Ebenen voneinander abgesetzt, um den gleichzeitigen Eingriff in das zentrale Zahnrad 23 zu ermöglichen. Das Zahnrad 23 sitzt auf einer Welle 25, die die Abtriebswelle des stellbaren Getriebes ist. Die Abtriebswelle 25 ist mittels Lagern 27 in einem Gehäusedeckel 29 des Gehäuses 1 gelagert. Die oszillatorische Arbeitsweise der Wellen 13» die

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kreisförmig um die Ach.se der Abtriebswelle und damit um die Achse des gesamten Getriebes verteilt sind, wird nachfolgend beschrieben.

Mit 31 ist die Antriebswelle des stellbaren Getriebes bezeichnet, die die an der Scheibenstütze 3 und einer zusätzlichen scheibenartigen Stütze mittels Lager 35 und 33 bzw. 37 gelagert'ist. Die Antriebswelle hat am inneren Ende, das hinter die Lagerstütze 3 reicht, eine Verlängerung 39 die eine diametrale Führung 39-A- für die nachfolgend beschriebenen Zwecke aufweist. Die Verlängerung bildet zwei Querlager für zwei Ritzel 41 und 43, die parallel zueinander und im gleichen Abstand zur Achse der Antriebswelle liegen.

Die Antriebswelle 31 weist ein axial verlaufendes Lager 31-Ä- auf, worin ein Stell Schieber 45 gleiten kann, der durch einen Betätigungsaring 46 axial bewegt werden kann, der gleitbar auf der Antriebswelle 31 angeordnet und mit einem Stift 47 versehen ist, der in Querrichtung in den Stellschieber 45 eingreift und sich durch Längsschlitze 3IB der Antriebswelle erstreckt. Der Steilschieber 45 der zylindrisch ausgestaltet sein kann, hat am inneren Ende, d.h.

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der Verlängerung 39 zugekehrt, zwei Zahnstangen 45A (oder eine im Querschnitt kreisförmige Zahnstange) , die gleichzeitig mit den zwei Ritzeln 4i und 43 kämmen und so wirken, daß diese bei einer axialen Verschiebung des Stellschiebers 45 mit

in

seiner Zahnstange sofort entgegengesetzten Richtungen verstellt werden. Der Ring 46, der sich mit der Antriebswelle 31 dreht, kann mittels einer hin- und herbewegbaren Gabel 48 (Fig.7) verschoben werden, die auf einem seitlichen Zapfen 4βΑ befestigt ist, der sich in einem angepaßten Gehäuseteil 1E befindet. Der Zapfen 48A ist feüt mit einem Zahnradsektor 49 verbunden, auf den ein über einen Handdrehgriff 50 betätigbarer Schneckentrieb 5OA wirkt.

In der diametralen Führung 39A der Verlängerung 39 gleitet ein erster radial bewegbarer Schlitten 51 der mit einer Zahnstange 51A versehen ist, die mit dem Ritzel 4i kämmt. Die Zahnstange 5^A ist in solcher Weise gegen die Längs-Symmetrieebene der Verlängerung 39 versetzt, daß keine Berührung mit dem Stellschieber 45 auftritt.

Das Ritzel 41 ist langgestreckt und so bemessen, daß es einen gleichzeitigen Eingriff der Zahnstange 51A

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und einer der beiden Zahnstangen 45A des Stellschiebers 45 erlaubt. In der Führung 39A ist ein zweiter Schlitten 53 zum Ausgleich befestigt. Er trägt eine eigene Zahnstange 53A, die mit dem Ritzel 43 kämmt und ebenfalls in solcher Weise versetzt ist, daß sie nicht mit dem Stellschieber 45 in störende Berührung kommt. Das Ritzel 43 ist gleichfalls langgestreckt und für den gleichzeitigen Eingriff mit einer der Zahnstangen 45A und mit der Zahnstange 53A bemessen. Eine axiale Bewegung des Stellschiebers 45 ergibt eine radiale Bewegung der Schlitten 51 und 53 in entgegengesetzter Richtung in der diametralen Richtung der Führung 39A, im Sinne einer gegenseitigen Annäherung bzw. Entfernung der zwei Schlitten.

Der Schütten 51 weist einen Zapfen 55 auf, der sich in Richtung zu dem Kragen 1B und der Einheit 23 der Abtriebswelle 25 erstreckt. Der Zapfen 55 folgt den Bewegungen des Schlittens 51» und kann somit aus der gemeinsamen Mittelachse der Antriebs- und Abtriebswellen 311 25 heraus verstellt werden. Die Verschiebung erfolgt im Bereich innerhalb der linken Enden der Wellen 13 (bei Betrachtung der Zeichnung). Die Wellen 13 haben eine unterschiedliche axiale Erstreckung, so daß ihre linksseitigen Enden gemäß Figur 1 in un-

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tersctiiedlichen axialen Positionen zueinander liegen. Auf dem Ende jeder Welle 13» das der Verlängerung 39 zugekehrt ist, befindet sich ein Kurbelarm 57, an dessen andrem Ende bei 59 eine entsprechende Verbindungsstange G\ angelenkt ist« Die zu den verschiedenen Wellen 13 gehörigen Verbindungsstangen 6\ befinden sich auch in verschiedenen Querebenen, Die verschiedenen Verbindungsstangen 6i sind sämtlich mit dem Zapfen 55 über entsprechende Lager 63 zusammenwirkend verbunden.

Die axiale Verschiebung des Stellschiebers 45 kann auch während einer Drehbewegung der Antriebswelle 31 erfolgen und bestimmt die Versetzung des Zapfens 55 aus der Achsrichtung von Null bis zu einem Maximum. Bei Rotation der. Antriebs-welle und bei axialer Verschiebung bzw. bei aus Ar' -richtung verstelltem Zapfen 55 führen die verschiedenen Wellen 13 aufgrund der Gelenk—Verbindungen über die Verbindungsstangen 61 und die

Kurbel-arm e .57 oszillatorische Drehbewegungen aus, wobei ein Vorlauf einer Welle gegenüber anderen entsteht (entsprechend der Winkeldifferenz zwischen den Wellen). Die Amplitude der Drehbewegunggen sind eine Funktion der Versetzung des Zapfens 55 aus der Achsrichtung und ihre Frequenz ist eine Funk-

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tion der Drehzahl der Antriebswelle 31. Die Drehbewegung jeder Welle 13 bestimmt über die Freilaufe aus Treibrad 15, Laufring 17 und Klemmrollen 2 t eine Winkelbewegung des 'Laufringes 17 und damit einen Winkelbewegungsantrieb am Za hur ad 2} und an ' der Abtriebswelle 25»dessen Ausmaß von der Verstellung des Zapfens 55 ^aus der Achse abhängt. Ohne Verstellung des Zapfens 53 aus der Achse ergibt sich kfti.no Bewegung der Abtriebswelle. Verxschiebt man den Zapfen 33 aus der Achse, so: isrfc das Drehzahlverhältnis zwischen. Antrieb und Abtrieb eine Funktion der Größe, der Verstellung aus der Achsrichtungv Die Drehbewegung ist praktisch gleichförmig , wenn die Zahl der Wellen 13 und damit die Freiläufe relativ hoch ist. Sie soll. wenigstens höher als 3 aew· Jeder der Freilaufe wirkt auf die Abtriebswelle in einem BrueltteiX eines Umlaufs, der gegenüber den anderen; p-hasseaifversetzt ist.

Die kinematische Verbindung zwischen den: Zapfen 55 und den Freiläufen überträgt nur in, einen» Wirkung«- sinn und ist besonders- auch für hohe Drehzahlen der Eingangswelle geeignet. Die Schmierung ist: einfaehv Es ist möglich, Rollenlager einzusetzen, die Reibung aufweisen.

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Indem der Schlitten 53 in entgegengesetzter Richtung zum Schlitten 51 bewegt wird, werden die exzentrischen Massen, die den Zapfen 55 belasten, ziemlich gut ausbalanciert.

Die Betätigung des Schiebers h5 wird - entsprechend den jeweiligen Benutzungsbedingungen des Regelgetriebes zur Bewegung der Schlitten 51 und 53 und zur Kontrolle

spontaner Bewegungen dieser Teile benutzt, zu denen diese Schlitten sonst unter der Zentrifugalkraft zeigen wurden. In den spontanen Bewegungen können auch augenblicklich auf die Abtriebswelle wirkende Lastmomente hinzukommen.

Die Bewegung des Schneckentriebes 5OA kann dem Stellbefehl automatischer Stellglieder in Funktion einer äußeren Variablen unterworfen sein, so daß ein Servomechanismus entsteht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1»y Stellbares Getriebe mit Antriebs- und-Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebswelle (31) ein aus der Achsrichtung verstellbarer Zapfen (55) befestigt ist, auf dem mehrere Verbindungsstangen (6i) sternförmig angeordnet sind, die mit Kurbelarmen (57) von um die Achse der Antriebswelle verteilten Freiläufen gelenkig verbunden sind, deren abtriebsseitige Zahnkränze (17A) mit einem einzigen, fest mit der Abtriebswelle (25) verbundenem Zahnrad (23) kämmen, und daß Einrichtungen zur Änderung der Exzentrizität des Zapfens (55) auch während einer Drehbewegung der Antriebswelle (31) vorgesehen sind.
2. Stellbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Achsrichtung verstellbare Zapfen (55) an einem radialen Schlitten (5I) angeordnet ist, der an einer im wesentlichen diametralen Führung (39A), die sich mit der Antriebswelle dreht, verschiebbar ist und daß der Schlitten 51) durch einen Zahnstangentrieb mit zwei Zahnstangen (45-Ä-j 51-A-) bewegbar ist, die mit einem Ritzel (41) kämmen, wobei die eine Zahnstange (45A) in Achsrichtung der Antriebswelle bewegbar ist und zur Änderung der Verste"lung des Zapfens (55) gesteuert

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wird, während die andere Zahnstange (51A) fest am Schlitten (51) angeordnet ist.
3. Stellbares Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter radialer Schlitten (53) oder ein entsprechendes Gegengewicht von der axial verschiebbaren Zahnstange (45^) betätigbar ist.

4· Stellbares Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die axial bewegliche Zahnstange doppelseitig ist und über zwei Ritzel auf zwei von den beiden radialen Schlitten getragene Zahnstangen (5IA, 53) wirkt, die gegenüber der axial beweglichen Zahnstange (45^) seitlich versetzt sind.

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