DE2424867A1

DE2424867A1 - Schaltmechanismus

Info

Publication number: DE2424867A1
Application number: DE19742424867
Authority: DE
Inventors: Martin J Zugel
Original assignee: CYCLO INDEX CORP
Current assignee: CYCLO INDEX CORP
Priority date: 1973-09-04
Filing date: 1974-05-22
Publication date: 1975-03-13
Also published as: DE2424867C2; JPS5761950B2; FR2242725B3; FR2242725A1; JPS5054980A; GB1474290A; US3835723A; CA994569A; IT1016705B

Description

G 49 428 -su

Firma Cyclo Index Corporation,
Cleveland/ Ohio 44119 USA

S chaltmechani smus

Die Erfindung betrifft einen Schaltmechanismus und speziell einen solchen des im US-Patent 3.443.455 beschriebenen Typs.

Der bekannte Schaltmechanismus, auf dessen Beschreibung im obigen Patent hiermit Bezug genommen wird, enthält eine drehbare, angetriebene Vorrichtung mit einem Paar von unter Abstand gegenüberliegend angeordneten gebogenen Schlitzen. Eine drehbare Antriebsvorrichtung weist ein Paar von unter Winkelabstand angeordneten Stiften auf, die aufeinanderfolgend zum Beschleunigen und Bremsen der angetriebenen Vorrichtung in den Schlitzen aufnehmbar sind. Die angetriebene Vorrichtung enthält ferner sich nach auBen erstreckende, bogenförmige Blockierschuhe, die mit einer zylindrischen Nabe auf der Antriebsvorrichtung eingreifen können, um die angetriebene Vorrichtung zwischen den Schaltbewegungen an einer Drehbewegung zu hindern. Die sich nach außen erstreckenden Blokkierschuhe führen zu einer bedeutenden zusätzlichen Masse der angetriebenen Vorrichtung, die während jeder Schaltbewegung beschleu

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nigt und gebremst werden muß. Auch erfordern die Blockierschuhe eine Verwendung von mehr Material für die angetriebene Vorrichtung, wodurch diese teurer wird. Auch müssen zur Vermeidung eines Leergangs oder Spiels sehr enge Toleranzen an den Blockierschuhen

und an der zylindrischen Nabe eingehalten werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schaltmechanismus mit einer Blockieranordnung zu schaffen, die einfacher und verläßlicher als bekannte Blockieranordnungen ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich der Schaltmechanismus erfindungsgemäß aus durch eine drehbare, angetriebene Vorrichtung mit einem Paar von unter instand gegenüberliegend angeordneten gebogenen Schlitzen, durch eine drehbare Antriebsvorrichtung mit ersten und zweiten unter Winkelabstand angeordneten Stiften, wobei der erste Stift während der Drehung der Antriebsvorrichtung in einen der Schlitze zur Erzeugung einer Drehbeschleunigung der angetriebenen Vorrichtung und der zweite Stift in den anderen der Schlitze zum Bremsen und Anhalten der angetriebenen Vorrichtung bewegbar sind, ferner durch eine lösbare Blokkiereinrichtung für ein aufhebbares Arretieren der angetriebenen Vorrichtung gegen Drehung, während sich die Antriebsvorrichtung mit den außer Eingriff mit den Schlitzen befindlichen Stiften weiterdreht, wobei die Blockiereinrichtung ein Paar von unter Winkelabstand angeordneten Rallen auf der Antriebsvorrichtung in Angrenzung an die Schlitze aufweist und wobei die Antriebsvorrichtung eine Drehachse und ein kreis- bzw. ringförmiges ümfangsflächenteil aufweist, das auf einem vorbestimmten Radius von der Drehachse liegt, während die Rollen an unter Winkelabstand angeordneten Stellen in die Umfangsfläche mit Rollenoberflächen eingreifen, welche auf dem Umfang eines Kreises mit einem Radius von der Achse liegen, der zum Vorspannen der Rollen etwas kleiner als der vorbestimmte Radius ist, wobei das Antriebsglied zwischen den Stiften eine Aussparung zur Aufnahme einer der Rollen aufweist, wenn die angetriebene Vorrichtung durch den ersten Stift beschleunigt wird.

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Demnach wird nach der vorliegenden Erfindung der beschriebene Typ des Schaltmechanismus dadurch modifiziert, daß die Blockierschuhe durch ein Paar von unter Winkelabstand angeordneten Rollen ersetzt werden, die sich auf der angetriebenen Vorrichtung in Angrenzung an die Schlitze befinden. Die Rollen greifen in eine kreis- bzw. ringförmige Umfangsflache auf der Antriebsvorrichtung ein, um die angetriebene Vorrichtung zwischen den Schaltbewegungen gegen eine Drehbewegung zu blockieren. Die Umfangsflache auf der Antriebsvorrichtung befindet sich auf einerr. vorbestimmten Radius von der Drehachse derselben, während die eingreifenden Rollenoberflächen auf dem Umfang eines Kreises liegen, dessen Radius von der Drehachse der Antriebsvorrichtung etwas kleiner als der vorbestimmte Radius ist, so daß die Rollen vorgespannt sind. Eine derartige Vorspannung der Rollen verhindert einen Leergang bzw. ein Spiel und führt dazu, daß die angetriebene Vorrichtung während der fortgesetzten Drehung der Antriebsvorrichtung in ihrer geschalteten Position gehalten wird. Während zwar Rollen für eine Verwendung mit Schaltmechanismen bekannt sind, gilt dieses nicht für vorgespannte Blockierrollen bei einem Schaltmechanismus der beschriebenen Art.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels.Es zeigen:

Figur 1 - in Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform eines Schaltmechanismus nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 2 - eine Draufsicht ähnlich Figur 1 zur Darstellung des Schaltmechanismus in einer anderen Drehposition,

Figur 3 - eine Draufsicht entsprechend Figuren 1 und 2 zur Darstellung des Schaltmechanismus in einer weiteren Drehposition,

Figur 4 - eine Draufsicht entsprechend Figuren 1 bis 3 zur Darstellung des Schaltmechanismus in einer noch weiter gedrehten Position und

Figur 5 - einen Querschnitt längs den Pfeilen 5-5 aus Figur 4.

_ A mm

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Die beispielhafte Ausführungsform aus Figur 1 zeigt einen Schaltmechanismus mit einer drehbaren angetriebenen Vorrichtung A und einer drehbaren Antriebsvorrichtung B.

Die angetriebene Vorrichtung A weist eine flache, kreisförmige Scheibe auf/ die in geeigneter Weise mit einer Welle 12 zum Drehen um eine Achse 14 verbunden ist. Eine Seite der angetriebenen Vorrichtung A ist ausgespart, um ein oder mehrere Paare von unter Abstand gegenüberliegend angeordneten sowie allgemein runden Schlitzen 16 und 18, 2o und 22, 25 und 26 sowie 28 und 3o zu bilden. Ferner weist die angetriebene Vorrichtung A eine Anzahl von in Umfangsrichtung unter Abstand angeordneten und mit ihr verbundenen Rollen 32, 34, 36 und 38 auf. Die Rollen 32 bis 38 erstrekken sich von derselben Seite der angetriebenen Vorrichtung A, in der die Schlitze 16 bis 3o als angrenzende Senkschlitze ausgebildet sind.

Die Antriebsvorrichtung B enthält eine flache, kreisförmige Scheibe mit einer einteiligen, zentralen Nabe 4o und ein äußeres, ringförmiges ümfangsflächenteil 42. Die Antriebsvorrichtung B ist auf eiaer um eine Achse 46 drehbaren Welle 44 befestigt. Ein Paar von einen Winkelabstand aufweisenden Stiften bzw. Bolzen 48 und 5o ist auf der Antriebsvorrichtung B in Angrenzung an deren Umfang angeordnet. Diese Stifte oder Bolzen sind vorzugsweise drehbare und auf Wellen 52 befestigte Rollen, welche sich durch geeignete Öffnungen in der Antriebsvorrichtung B erstrecken und mit dieser über Muttern 54 verbunden sind.

Die angetriebene Vorrichtung A und die Antriebsvorrichtung B sind unter leichter gegenseitiger Überlappung angeordnet, wobei sich die Stifte 48 und 5o gemäß Darstellung in Richtung zur angetriebenen Vorrichtung A erstrecken, um in die Schlitze 16 bis 3o einzugreifen. Die äußere ümfangsfläche 42 auf der Antriebsvorrichtung B liegt auf einem vorbestimmten Radius der Achse 46. Jedes Rollenpaar der angetriebenen Vorrichtung A, beispielsweise das Rollenpaar 32 und 34 aus Figur 1, ist mit in die ümfangsfläche 42 eingreifenden Rollenoberflächen versehen und liegt vorzugsweise auf

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dem Umfang eines Kreises, dessen Radius von der Achse 46 etwas kleiner als der vorbestimmte Radius hinsichtlich der Lage der Umfangsflache 42 von der Achse 46 ist, um jedes Rollenpaar vorzuspannen und in festem Eingriff mit der Umfangsfläche 42 zu bringen. Die äußere Umfangsfläche 42 auf der Antriebsvorrichtung B ist ferner wie bei So zwischen den Stiften 48 und 5o bogenförmig ausgespart, und zwar zur Aufnahme einer Rolle beim Schalten der angetriebenen Vorrichtung A.

Die Antriebsvorrichtung B wird gemäß Pfeil 62 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um die angetriebene Vorrichtung A gemäß Pfeil 64 im Uhrzeigersinn weiterzuschalten. Nach einer beschriebenen Positionierung der Teile wird das Rollenpaar 32 und 34 in festen Eingriff mit der äußeren Umfangsfläche 42 auf der Antriebsvorrichtung B vorgespannt. Bei fortgesetzter Drehung der Antriebsvorrichtung B bewegt sich ein erster Stift bzw. eine erste Rolle 48 in den Schlitz 16, wodurch die angetriebene Vorrichtung A eine Drehbeschleunigung erhält, so daß sie sich zur Position gemäß Figur 2 bewegt. Bei einer weiteren Beschleunigung bzw. Drehung der angetriebenen Vorrichtung A bewegt sich die Rolle 32 von der äußeren Umfangsfläche 42 fort, während sich die Rolle 34 in die bogenförmige Aussparung 6o zu bewegen beginnt« Der zweite Stift bzw. die zweite Rolle 5o bewegt sich dadurch in den Schlitz 18 gemäß Figur 3 zum Bremsen der angetriebenen Vorrichtung A. Wenn sich der zweite Stift 5o aus dem Schlitz 18 gemäß Figur 4 herauszubewegen beginnt,, gelangt das nächste Rollenpaar 34 und 36 in festen, vorgespannten Eingriff mit der Umfangsfläche 42 auf der Antriebsvorrichtung B, um die angetriebene Vorrichtung K an einer Drehung zu hindern. Die Drehung der Antriebsvorrichtung B setzt sich fort, bis der erste Stift 48 in den Schlitz 2o eingreift, wodurch die angetriebene Vorrichtung A erneut beschleunigt wird, bis der zweite Stift 5o schließlich im Schlitz 22 aufgenommen wird, wodurch die angetriebene Vorrichtung A in der zuvor beschriebenen Weise gebremst wird. Nach einer weiteren Schaltbewegung greifen die Rollen 36 und 38 erneut in die äußere Umfangsfläche 42 ein, um die Vorrichtung A zu halten und an einer Drehung zu hindern.

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Die dargestellte und beschriebene Anordnung enthält vier Paare gegenüberliegender Schlitze zum Schalten der angetriebenen Vorrichtung A jeweils um 9o bei jeder 36o°-Umdrehung der Antriebsvorrichtung B. Jedoch ist es auch möglich/ daß nur ein Paar gegenüberliegender Schlitze und ein Paar von Arretier- bzw. Blockierrollen auf der angetriebenen Vorrichtung A vorgesehen sind. Eine solche Anordnung ist unter bezug auf Figur 3 des US-Patents 3.443.455 dargestellt und beschrieben. Bei einer solchen Anordnung sind die angetriebene Vorrichtung und die Antriebsvorrichtung mit darauf angeordneten Verzahnungen versehen. Nachdem die angetriebene Vorrichtung durch den ersten Stift auf der Antriebsvorrichtung beschleunigt ist, greifen die Verzahnungen ein, so daß die angetriebene Vorrichtung bis zu einer Position gedreht wird, bei der der zweite Stift auf der Antriebsvorrichtung in den zweiten Schlitz auf der angetriebenen Vorrichtung zum Bremsen derselben eingreift.

Anordnungen mit zwei oder mehr Paaren von gegenüberliegend angeordneten Schlitzen sind ebenfalls möglich. Bei Anordnungen mit drei oder mehr Schlitzpaaren enthält die Anzahl der Blockierrollen eine Rolle, die einem Paar von Blockierrollen gemeinsam angehört. Beispielsweise ist die Rolle 34 eine gemeinsame Rolle, um ein Paar mit der Rolle 32 oder der Rolle 36 zu bilden. Jede andere Rolle gehört ebenfalls einem anderen Paar von Blockierrollen ar

Die Blockierrollenanordnung ermöglicht es, die Antriebsvorrichtung B in einem Stück zu formen bzw. zu gießen, so daß die Nabe 4o einstückig mit dieser ausgebildet ist. Bei der früheren Anordnung unter Verwendung gebogener Blockierschuhe war es notwendig, eine getrennte und sehr genau hergestellte Nabe vorzusehen. Die Blockierrollenanordnung ermöglicht es ferner, daß ein weitgehend verschwindendes Spiel nach jeder Schaltbewegung vorliegt. Eine Positionierung des Blockierrollenpaares in der Weise, daß ihre Eingriffsoberflächen auf dem Umfang eines Kreises mit einem etwas kleineren Radius als derjenige des Kreises der Umfangsflache 42 liegen, sichert eine Vorspannung der Blockieranordnung, so daß kein Leergang oder Spiel auftreten kann.

-Patentansprüche- - 7 -

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Claims

" 7- 242A867 Patentansprüche

1.jSchaltmechanismus, gekennzeichnet durch eine drehbare, angetriebene Vorrichtung (A) mit einem Paar von unter Abstand gegenüberliegend angeordneten gebogenen Schlitzen (16, 18; 2o, 22; 24, 26; 28, 3o), durch eine drehbare Antriebsvorrichtung (B) mit ersten und zweiten unter Winkelabstand angeordneten Stiften (48, 5o), wobei der erste Stift (48) während der Drehung der Antriebsvorrichtung in einen der Schlitze (16, 2o, 24, 28) zur Erzeugung einer Drehbeschleunigung der angetriebenen Vorrichtung und der zweite Stift (5o) in den anderen der Schlitze (18, 22, 26, 3o) zum Bremsen und Anhalten der angetriebenen Vorrichtung bewegbar sind, ferner durch eine lösbare Blockiereinrichtung für ein aufhebbares Arretieren der angetriebenen Vorrichtung gegen Drehung, während sich die Antriebsvorrichtung mit den außer Eingriff mit den Schlitzen befindlichen Stiften weiterdreht, wobei die Blockiereinrichtung ein Paar von unter Winkelabstand angeordneten Rollen (32_r 34, 36, 38) auf der Antriebsvorrichtung in Angrenzung an die Schlitze aufweist und wobei die Antriebsvorrichtung eine Drehachse (46) und ein kreis- bzw. ringförmiges Umfangsflächenteil (42) aufweist, das auf. einem vorbestimmten Radius von der Drehachse liegt, während die Rollen (32, 34, 36, 38) an unter Winkelabstand angeordneten Stellen in die Umfangsflache (42) mit Rollenoberflächen eingreifen, welche auf dem Umfang eines Kreises mit einem Radius von der Achse (46) liegen, der zum Vorspannen der Rollen etwas kleiner als der vorbestimmte Radius ist, wobei das Antriebsglied zwischen den Stiften (48, 5o) eine Aussparung (6o) zur Aufnahme einer der Rollen aufweist, wenn die angetriebene Vorrichtung durch den ersten Stift beschleunigt wird.

2. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (B) eine einstückige Nabe (4o) und Scheibe aufweist.

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3. Schaltmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Vorrichtung (A) drei Schlitzpaare und drei unter gleichem Winkelabstand angeordnete Rollen aufweist, die drei Rollenpaare bilden, wobei jede der drei Rollen jeweils zwei von drei Rollenpaaren angehört.

4. Schaltmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Vorrichtung (A) vier Schlitzpaare und vier unter gleichem Winkelabstand angeordnete Rollen aufweist, die vier Rollenpaare bilden, wobei jede der vier Rollen jeweils zwei der vier Rollenpaare angehört.

5. Schaltmechanismus nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch zusammenwirkende und mit der angetriebenen Vorrichtung (A) und der Antriebsvorrichtung (B) einteilig ausgebildete Verzahnungen zum Drehen der angetriebenen Vorrichtung bei einer Drehung der Antriebsvorrichtung, und zwar nach einer Beschleunigung der

• angetriebenen Vorrichtung durch den ersten Stift und vor einer Bremsung der angetriebenen Vorrichtung durch den zweiten Stift.

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