DE3111594A1

DE3111594A1 - Zahnradschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE3111594A1
Application number: DE19813111594
Authority: DE
Inventors: Motoi Okayama Fujiki
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-03-24
Publication date: 1982-08-12
Also published as: JPS6054539B2; FR2478767B1; DE3111594C2; JPS56134653A; FR2478767A1

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradschaltvorrichtung und richtet sich im besonderen auf eine Zahnradschaltvorrichtung, bei der die Drehgeschwindigkeit eines Ausgangszahnrads dadurch verändert wird/ daß auf dieses das Drehmoment eines Motors durch ausgewähltes Ineingriffbringen eines Komponentenzahnrads einer Mehrfachzahnrad-Reduktionsgetriebeanordnung übertragen wird.

Bei einer herkömmlichen Zahnradschaltvorrichtung, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, wird eine aus mehreren Zahnrädern bestehende Reduktionsgebtriebeanordnung 1 durch ein Ritzel 3 eines Motors 2 angetrieben und ein beliebiges Zahnrad (irgendeines der Zahnräder 1a bis 1d) der Reduktionsgetriebeanordnung 1 selektiv mit einem Schiebezahnrad 7 in Eingriff gebracht, das auf einer Schiebewelle 6 sitzt, die mit einem Kupplungszahnrad 5 drehbar ist, welches in ein Ausgangszahnrad 4 eingreift, wodurch das Motordrehmoment auf die Welle des Ausgangszahnrades 4 übertragen wird.

Wenn sich jedoch die UntersetzungsZahnräder 1a bis 1d in Zahnzahl und Größe unterscheiden, läßt sich das Schiebezahnrad 7 nicht glatt und genau in Eingriffsbeziehung bringen.

Obiges Problem wurde gemäß der Erfindung erfolgreich gelöst.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Zahnradschaltvorrichtung, welche in der Lage ist, ein glattes Schalten bzw. Ineingriffbringen zwischen einem Schiebezahnrad und irgendeinem zugeordnenten Untersetzungszahnrad zu leisten.

Hierzu schlägt die Erfindung vor, einen das Schiebezahnrad in und außer Kämmbeziehung mit den einzelnen Untersetzungszahnrädern schwenkenden Arm und eine Hubeinrichtung zur Versetzung des Schiebezahnrads in vertikaler Richtung vorzusehen.

· Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden in

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Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Zahnradschaltvorrichtung,

Fig. 2 eine Vorderansicht einer Zahnradschaltvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine Draufsicht derselben,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 5 eine Draufsicht derselben.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung, wie sie bei einem Zeitgeberrelais verwendet wird. 10 bezeichnet eine Reduktionsgetriebeanordnung, die ein herkömmlicher Zahnradantrieb sein kann, bei dem die unterste Zahnradkomponente 10e mit der Antriebswelle eines (nicht gezeigten) Motors im Eingriff ist, so daß die Motorgeschwindigkeit seriell in der Reihenfolge 10d, 10c, 10b und 10a untersetzt wird. 11 bezeichnet ein erstes Ausgangszahnrad, während ein zweites Ausgangszahnrad 12 mit einem herkömmlichen Zeitgeber-Nockenzahnrad 14 im Eingriff ist, und wobei beide Ausgangszahnräder 11 und 12 auf einer Zahnradwelle 13 montiert sind, die von einer Basis 15 in einer solchen Weise abragt, daß beide als Einheit über einer Kupplungseinrichtung 16 betrieben werden können, die mit Erregung eines (nicht gezeigten) elektromagnetischen Tauchkolbens eingerückt werden kann.

Ferner ist ein eine Reihe von Trägerplatten 18a und 18b aufweisender Arm 17 vorgesehen, der um die Zahnradwelle 13 schwenkbar ist*

19 bezeichnet eine Schiebewelle mit kreuzförmigem Quer-

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schnittaufbau, die an ihrem oberen und unteren Ende drehbar gehaltert ist und am unteren Ende ein Kupplungszahnrad 20 trägt. Das Kupplungszahnrad 20 ist mit dem ersten Ausgangszahnrad 11 im Eingriff. Die Schiebewelle 19 trägt ferner ein Schiebezahnrad 21, da es auf ihr in vertikaler Richtung wandern kann und dabei selektiv mit einem von Untersetzungszahnrädern 10a bis 1Oe der Reduktionsgetriebeanordnung 10 in Eingriff kommt.

22 bezeichnet ein Hubelement, das an seinem einen Ende bei 23 zur Halterung des Schiebezahnrads 21 von oben und unten her gabelförmig ausgebildet ist und an seinem anderen Ende in einem Fünfkantschlitz 30 einer Gleitführung 29 endet, die eine von der Basis 15 abragende Positioniereinrichtung 28 bildet. Eine dreieckförmige Stütze ragt zwischen das Hubelement 22 und die Gleitführung und wird durch eine am Boden des Fünfkantschlitzes 30 angebrachte Feder 8 nach oben belastet. Ferner ist ein Stift 9 mit einem dreieckförmigen Bodensegment mit Bodenflächen 9a bis 9e auf verschiedenen Niveaus vorgesehen, die den Höhenlagen der Untersetzungszahnräder 10a bis 10e entsprechen, so daß bei Einsetzen des Stiftes 9 in einer der verschiedenen Richtungen die obere Fläche der dreieckförmigen Stütze 27 mit einer dieser Bodenflächen 9a bis 9e zusammentrifft, wodurch das Hubelement 22 in die gewünschte Lage gesetzt und damit das Schiebezahnrad 21 mit einem bestimmten der Untersetzungszahnräder 10a bis 10e in Eingriff gebracht wird. In Figur 2 ist der Stift 9 so gezeigt, daß die 9b-Fläche für die Dreieckstütze nach vorne weist, damit die Anordnung besser zu sehen ist, wenn aber das Zahnrad 21, wie in Fig. 2 dargestellt, mit dem Zahnrad 10b in Eingriff kommen soll, muß der Stift so in den Fünfkantschlitz 30 eingesetzt werden, daß seine Bodenfläche 9b über die hinten liegende Dreiecksstüzte 27 gelangt.

Wenn der Arm 17 in Richtung A in Fig. 3 verschwenkt wird, wird auch die Schiebewelle 19 entsprechend versetzt. Zur Auf-

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nähme dieser Versetzung ist das gabelförmige Teil 23 des Hubelements 22 mit einer (der Ausnehmung 25 der Fig. 4 entsprechenden)Ausnehmung versehen. Das gabelförmige Teil 23 des Hubelements 22 ist ferner mit einem gebogenen Langschlitz 24 versehen, durch welchen sich eine Stütze 31 zur Halterung der Trägerplatten 18a, 18b erstreckt.

Im folgenden werden Möglichkeiten der Betätigung und des Schaltens obiger Zahnradschaltvorrichtung beschrieben. Im dargestellten Zustand wird das Ausgangsdrehmoment des Motors auf die Rekuktionsgetriebeanordnung 10 und über ihr Komponentenzahnrad 10b auf das Schiebezahnrad 21 übertragen. Die Drehung des Schiebezahnrads 21 überträgt sich weiter auf die beiden Ausgangszahnräder 11 und 12, wodurch das Nockenzahnrad 14 angetrieben wird.

Nachdem das Nockenzahnrad 14 eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen angetrieben worden ist (nachdem also eine eingestellte Zeit abgelaufen ist), betätigt ein auf seiner Unterseite befindlicher (nicht gezeigter) Nockenmechanismus in herkömmlicher Weise einen Zeitgeberkontakt, der eine zugeordnete Schaltung an- oder abschaltet und gleichzeitig einen dem Motor zugeordneten Kontakt öffnet, wodurch der Motor und dementsprechend das zweite Ausgangszahnrad 12 anhält.

Zur Änderung der maximalen Einstellzeit wird das Geschwindigkeitsuntersetzungsverhältnis vergrößert oder vermindert, indem das mit dem Schiebezahnrad 21 in Eingriff befindliche Untersetzungszahnrad 10b durch ein anderes Untersetzungszahnrad ersetzt wird. Es wird also das eine Ende des Arms 17 in Richtung des Pfeiles A gegen die Kraft einer (nicht gezeigten) Feder gedreht, um so das Schiebezahnrad 21 vom Untersetzungszahnrad 10b zu lösen. Dann wird der Stift 9 aus der Gleitführung 29 herausgezogen und in anderer Lage wieder eingesetzt, wodurch das Hubelement 22 in vertikaler Richtung auf die Höhe der entsprechenden Bodenfläche 9a bis 9e, mit der die Dreieckstütze 27 nun zusammentrifft/versetzt wird.

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Wenn dann der Arm 17 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird, gelangt das Schiebezahnrad 21 mit dem entsprechenden Untersetzungszahnrad, also einem der Zahnräder 10a bis 10e, in Eingriff. Damit ist das Geschwindigkeituntersetzungsverhältnis und damit auch die maximale Einstellzeit des NockenZahnrads 14 entsprechend verändert. Zum Zwecke der Bewegung des Arms 17 in Richtung des Pfeiles A kann im übrigen ein dem Stift 9 zugeordneter (nicht gezeigter) Gleitstift vorgesehen sein.

Bei obiger Ausführungsform wird die Änderung der Vertikallage des Hubelements 22 mittels eines Systems aus Stift 9 und Feder 8 bewirkt. Dies ist nicht eine ausschließliche Anordnung,nach dem beschriebenen Verfahren aber ist eine Lageänderung in bis zu fünf Stufen mit einem einzigen Stift möglich.

Die Figuren 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Anders als bei der Anordnung der ersten Ausführungsform ist das Hubelement 22 längs eines Führungsstabes 32 verschiebbar, der von der Basis abragt und mit einer Schnecke 33 in Eingriff steht, die ein Zahnrad 34 an ihrem oberen Ende aufweist. Ferner ist ein Schaltzahnrad 35 vorgesehen, das auf seiner Oberseite eine sechseckige Stütze 36 und auf seiner Unterseite einen Nocken 37 aufweist. Das Schaltzahnrad 35 kämmt mit Zahnrad 34 und der Nocken 37 greift an einem Vorsprung 38 an, der auf der Unterseite des vorderen Endes eines Armes 170 vorgesehen ist. Die erwähnten Elemente Zahnrad 34, Schaltzahnrad 35, Nocken 37, Schnecke 33 und Vorsprung 38 bilden zusammen eine Vertikalpositioniereinrichtung 28.

Das Schaltzahnrad 35 ist entweder an der Basis angebracht, oder an einem (nicht gezeigten) Gehäuse befestigt. Andere Einzelheiten des Aufbaus sind ähnlich denjenigen der ersten Ausführungsform, weshalb ihnen, ohne sie nochmals zu beschrieben, nur die gleichen Bezugszeichen wie dort gegeben

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wurden. 25 jedoch ist eine Ausnehmung und 39 eine Feder, die den Arm 17 in Richtung der Reduktionsgetriebeanordnung belastet.

Bei dieser zweiten Ausführungsform geschieht das Schalten des Schiebezahnrads 21 durch Drehen, des Schaltzahnrads 35, beispielsweise mit einem Sechskantschlüssel,in Richtung des Pfeiles B, womit der Vorsprung 38 unter der Wirkung des Nockens 37 verschoben werden soll, um damit das Schiebezahnrad 21 vom Untersetzungszahnrad 10a zu lösen. Durch die Drehung der Schnecke 33 steigt das Hubelement 22 ab, und sobald der Nocken 37 um einen Schritt gedreht ist, kehrt der Arm 170 in seine Ausgangsstellung zurück, und das Schiebezahnrad 21 gelangt in Eingriff mit dem eine Stufe weiter unten liegenden Untersetzungszahnrad, d.h. dem Untersetzungszahnrad 10b. Wenn das Schaltzahnrad 35 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, wird das Hubelement 22 nach oben bewegt. Wird der Nocken 35 um zwei Schritte gedreht, gelangt das Schiebezahnrad 21 natürlich mit dem zwei Stufen weiter unten liegenden Untersetzungszahnrad in Eingriff.

Gemäß der zweiten Ausführungsform kann das Schalten des Untersetzungsgetriebes in einem einzigen Vorgang bewerkstelligt werden.

Eine Anordnung, daß das Hubelement 22 allein in vertikaler Richtung bewegt und der Arm 17 von Hand betätigt wird, kann ebenfalls verwendet werden.

Aus vorstehender Beschreibung ergibt sich, daß die Zahnradschaltvorrichtung gemäß der Erfindung wegen der Möglichkeit, das Schiebezahnrad mittels eines schwenkbaren Arms bezüglich der Untersetzungszahnräder frei in und außer Eingriff zu bringen und mittels des Hubelements vertikal zu versetzen, den Vorteil bietet, daß der Schaltvorgang ohne Beeinträchtigung durch andere Teile der Vorrichtung oder die Drehung der Zahnräder auch dann bewirkt werden kann, wenn die Untersetzungszahnräder in der Größe unterschiedlich sind.

Vorstehende Beschreibung bezog sich auf die Anwendung der

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Vorrichtung auf ein elektromagnetisches Relais, die Erfindung ist aber auch auf ander zuordbare Geräte anwendbar. Ferner kann das Ausgangsdrehmoment direkt am ersten Ausgangszahnrad gewonnen werden.

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Claims

Priorität: 24. März 1980 - JAPAN - Nr. 37066/1980

PATENTANSPRÜCHE

Zahnradschaltvorrichtung zur Veränderung der Drehgeschwindigkeit einer Ausgangszahnradwelle durch ausgewähltes Ineingriffbringen eines Schiebezahnrads mit Komponentenzahnrädern einer Reduktionsgetriebeanordnung, ^die aus einer Anzahl von auf parallelen Wellen angeordneten ineinander eingreifenden Zahnrädern besteht, gekennzeichnet durch einen um die Ausgangszahnradwelle (13) schwenkbaren Arm (17), eine drehbar an dem Arm angebrachte Schiebewelle (19), ein mit einem ausgewählten Komponentenzahnrad (10a; ...; 1Oe) der Reduktions-

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getriebeanordnung (10) in Eingriff bringbares Schiebezahnrad (21), ein auf der Schiebewelle angebrachtes und mit einem Ausgangszahnrad (11) in Eingriff stehendes Kupplungszahnrad (20), ein das Schiebezahnrad von oben und unten her abstützendes Hubelement (22), das zur Bringung des Schiebezahnrads in eine von bestimmten Lagen vertikal beweglich ist, und eine Vertikalpositioniereinrichtung zur Führung des Hubelements in eine und zur Einstellung des selben in einer bestimmten Lage.
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2. Zahnradschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vertikalpositioniereinrichtung eine Gleitführung (29) mit einem Winkelschlitz (30), in welchem das eine Ende des Hubelements (22) vertikal verschiebbar ist, eine Belastungsfeder (8) und einen Stift (9) zur Instellungbringung des Endes des Hubelements umfaßt.
3. Zahnradschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalpositioniereinrichtung eine mit dem Hubelement (22) in Eingriff stehende Schnecke (33) umfaßt.