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Getriebe mit Eingriffswechsel Die Erfindung dient dazu, den Antrieb
insbesondere muskelbetätigter Geräte, zum Beispiel Pumpen, Seilwinden, speziell
aber Fahrzeuge, zu verbessern.
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Bisher werden fast ausnahmslos Kurbel- oder Schwingkurbelgetriebe
verwendet, um aus hin- und hergehenden oder schwingenden Bewegungen Drehbewegungen
mit konstantem Drehsinn zu erzeugen. Diese Getriebe zeichnen sich durch große Einfachheit
aus, aber auch durch Eigenschaften, die für viele Anwendungsfälle wenig vorteilhaft
sind wie periodisch schwankendes Übersetzungsverhältnis und Drehmoment (Sinusfunktion),
Totpunkte, zufälliger Drehsinn, konstanter Hub.
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Daher sind auch Getriebe bekannt geworden, die ohne Anwendung einer
Kurbel aus hin- und hergehender Bewegung eine Drehbewegung konstanten Drehsinns
erzeugen. Zum Beispiel durch Anwendung eines Richtgosperres zwischen Antriebshebel
und Abtriebswelle (OS 2532732). Solche Getriebe nutzen jedoch nur eine der beiden
hin-und hergehenden Bewegungen aus und erfordern stets Leerhübe zwischen den Arbeitshübene
Statt dieser einfach wirkendentt Antriebe werden nachfolgend nur noch "doppelt wirkende
Antriebe erörtert, die also den Hin- und den Herhub des Antriebshebels in Drehmoment
umwandeln können,
Zum Antrieb von Nähmaschinen usw, wurde vorgeschlagen,
zwei Richtgesperre auf die Abtriebswelle zu setzen und diese mittels einer Doppelzahnstange
oder mittels zweier Schubstangen stets gegenläufig durch hin- und hergehende Antriebsbewegung
zu betreiben (PS 12766)o Für Fensterheber wurde der gegenläufige Antrieb zweier
Richtgesperre durch drei Kegelräder vorgeschlagen (OS 254679B)o Schließlich sind
zahlreiche Antriebe mit Doppelzahnstange bekannt geworden, bei denen der Zahnradeingriff
periodisch von der einen zur anderen Zahnstange wechselt (PS 10324 PS 8D8419 PS
143207S PS 167947, PS 1947889 PS 210726, PS 391797S PS 514855, PS 5204175 OS 19151799
OS 21835069 OS 2359185, OS 2440660, AS 2619645 )O Wegen des problematischen Eingriffswechsels
erlangte keine dieser Lösungen praktische Bedeutung Die Erfindung geht von den zuletzt
genannten Getrieben mit Doppelzahnstange und Eingriffswechsel aus und bezieht sich
1o auf ein neues Prinzip des selbsttätigen Eingriffswechsels: die Lagerung des hin-
und herhehenden Antriebsgliedes auf einer Schwinge in Verbindung mit einer reib-,
dämpfungs- oder trägheitsschlüssigen Verbindung zwischen Antriebsglied und Schwinge9
und 2o auf die Verallgemeinerung des Getriebeprinzips der Doppelzahnstange mit dem
Ziel, hierdurch neue, vorteilhaftere Bauarton zu gewinnen, Das allgemeine Wirkungsprinzip
lautet Erzeugung einer zur eingegebenen Bewegung gleichzeitig gegen läufigen Bewegung
in Eingriffanähe9 verbunden mit selbsttätigem abwechselnden Eingriffsuechsel von
der eingegebenen zur gegenhäufigen Bewegung0 Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren
Getriebebauarten, die in Fig. 1 bis 4 skizziert sind9 erläutert: In Fig. 1 wird
die hin- und hergehende Antriebsbewegung an der Schwinge (1) eingeleitet9 die am
Drehlager (2) im nicht dargestellten Gehäuse gelagert ist und die an ihrem Drehzapfen
(3) die Doppelzahnstange (4) trägt0 Der Abstand der beiden Zahnstangen
der
Doppelzahnstange (4) ist so gewählt, daß der Abstand der Zahnkopflinien voneinander
etwas größer ist als der Kopfkreisdurchmesser des Zahnrades (5). Hierdurch kann
jeweils nur eine der beiden Zahnstangen mit dem Zahnrad (5) in Eingriff sein. Angetrieben
wird das Zahnrad (5)s das fest mit der Abtriebewelle (6) verbunden ist, die ihrerseits
in (nicht dargestellten) gehäusefesten Drehlagern geführt ist0 Am Drehzapfen (3)
sorgt die vorgespannte Druckfeder (7) für einen Reibschluß zwischen der Schwinge
(1) und dem mit der Doppelzahnstange (4) fest verbundenen Drehzapfen (3).
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Gemäß obiger Definition stellt die Doppelzahnstange (4) das hin-und
hergehende Antriebsglied darf das an einer Schwinge (1) gelagert ist, wobei die
Druckfeder (7) für einen Reibschluß zwischen diesen beiden Gliedern sorgt0 Die oben
geforderte gegenläufige Bewegung ergibt sich dadurch, daß die außer Eingriff stehende
Zahnstange mit der Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrades (5) gegensinnig läuft, während
die im Eingriff befindliche Zahnstange mit der Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrades
(5) gleich und gleichsinnig läuft0 Der Reibschluß am Drehzapfen (3) sorgt zunächst
für eine starre Verbindung zwischen der Schwinge (1) und der Doppelzahnstange (4).
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Bei Bewegung der Schwinge (1) nach rechts senkt sich daher die Doppalzahnstange
(4) nach unten so daß ihre obere Zahnstange mit dem Zahnrad (5) in Eingriff kommt,
während die untere Zahnstange außer Eingriff gerät, Bei weiterer Bewegung der Schwinge
(1) nach rechts wird das Zahnrad (5) im Uhrzeigersinn gedreht, wobei sich der Winkel
zwischen der Schwinge (1) und der Doppelzahnstange (4) unter Überwindung des Reibschlusses
ändert, Bei Richtungswechsel der Bewegung der Schwinge (1), also von rechts nach
links, bewirkt der Reibschluß am Drehzapfen (3), daß sich die Doppelzahnstange (4)
von unten nach oben bewegt, also mit der oberen Zahnstange außer Eingriff gerät
und mit der unteren Zahnstange in Eingriff kommt. Bei weiterer Bewegung der Schwinge
(1) nach links nimmt die untere Zahnstange das Zahnrad (5) und mit ihm die Abtriebswelle
(6) im Uhrzeigersinn mit0 Somit wird, gleichgültig in welcher Richtung die Schwinge
(1) bewegt wird, das Zahnrad
(5) stets in gleichem Drehsinn angetrieben0
Die Kraftwirkung dnr Druckfeder (7) ist zweckmäßigerweise so eingestelltp daß unter
Berücksichtigung der beim Eingriff swechsel auftretenden Massenkräfte an der Doppelzahnstange
(4) ein sanfter Eingriff statt-Finden kann0 Speziell für dieses Doppelzahnstangengetriebe
sind noch zwei weitere Maßnahmen ratsam nämlich die Reduzierung des Eingriffs winkels
der Verzahnung und die Einhaltung des Zahnspiels0 Bei üblichem Eingrlffswinkel der
Verzahnung besteht die Gefahr9 daß die Zahnstange (4) von der Radialkomponente der
Zahnkraft außer Eingriff gedrückt wird0 Dem kann zwar durch Vergrößerung des Reibschlusses
am Drehzapfen (3) begegnet werden9 jedoch unter Inkaufnahme größerer ReibungsverlusteO
Daher ist ein Eingriffswinkel vorgesehen9 der unterhalb der Selbsthemmungsgrenze
der Gleitpaarung Zahnrad (5) und Doppelzahnstange (4) liegt, In weiterer Ausgestaltung
der Erfindung kann der Eingriffswechsel noch dadurch erleichtert werden9 daß eine
der beiden Zahnflanken eines jelien Zahnes sägezahnförmig abgeschrägt wird, Dies
ist möglich 9 weil wegen der einsinnigen Drehrichtung des Zahnrades (5) nur eine
der beiden Zahnflanken jedes Zahnes benutzt wird. Das gilt natürlich auch für die
beiden Zahnstangen der Doppelzahnstange (4)O Die zweite Maßnahme bezieht sich auf
die Einhaltung des zwischen der Doppelzahnstange (4) und dem Zahnrad (5) nötigen
Zahnspiels.
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Dies wird erreicht durch eine neben dem Zahnrad (5) angeordnete (nicht
dargestellte) Scheibe, deren Durchmesser gleich dem Teilkreisdurchmesser des Zahnrades
(5) ist9 sowie durch neben den Zahnstangen befestigte Leisten9 die in Höhe der Zahnteilungslinie
befestigt sind und die beim Zahneingriff auf der genannten Scheibe abrollen0 Anstelle
des auf den Drehzapfen (3) wirkenden radialen Reibschlusw ses kann auch eine axial
wirkende Druckfeder den Reibschluß zwischen der Schwinge (1) und der Doppelzahnstange
(4) bewirkens Möglich ist aber auch ein (geschwindigkeitsproportionaler) Dämpfungsschluß
oder ein (beschleunigungsproportionaler) Trägheitsschluß o Für viele Anwendungsfälle
des erfindungsgemäßen Getriebes ist es
zweckmäßig, zwischen der
Abtriebswelle (6) und z.B. dem anzutreibenden Fahrzeugrad einen Freilauf zwischenzuschalten,
Dieser gestattet dem Fahrzeugrad eine durch Massenkräfte fortgesetzte Drehbewegung
auch dannp wenn kein Antrieb über das Getriebe erfolgt.
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Für manchs Anwendungsfälle ist es erwünscht, die antreibende Schwinge
(1) von der Abtriebswelle (6) abzukoppeln, um z.S einen bestimmten kleinen Schwenkbereich
der Schwinge (1) nicht zu Antriebszwecken auszunutzen, sondern ihn zur Betätigung
einer (nicht dargestellten) Bremse zu verwenden. Diese ist möglich, wenn die Verzahnung
der Doppelzahnstange (4) in der Länge verkürzt wird, so daß am Ende des Schwenkbereichs
der Schwinge (1) das Zahnrad (5) nicht mehr mit der Doppelzahnstange (4) im Eingriff
stehen kann. Aus dieser Lage kann die Doppelzahnstange (4) mittels der Schwinge
(1) gegen einen (nicht dargestellten) Bremsbetätigungshebel gedrückt werden, mit
dem Vorteil, daß für Antrieb und Bremsen nur ein einziger Betätigungshebel erforderlich
ist, Das hiermit beschriebene und in Fig. 1 skizzierte Getriebe kann mit seinem
geringen technischen Aufwand die gebräuchlichen Kurbel- und Schwingkurbelgetriebe
ersetzen und zugleich deren bekannte systemeigene Nachteile vermeiden, Durch das
oben definierte allgemeine Wirkungsprinzip lassen sich jedoch noch andere Getriebebauarten
finden, die spezielle interessante Eigenschaften aufweisen und die nachfolgend beschrieben
werdene In Fig. 2 wird die hin- und hergehende Antriebsbewegung durch den Hebel
(11) eingeleitet, der mit dem Zahnsegment (12) fest verbunden ist0 Das Zahnsegment
(12) ist in seinem Drehzapfen (13) an der Schwinge (14) gelagert, die ihrerseits
im Drehpunkt (15) gehäusefest gelagert ist. Gehäusefeste Anschläge (16) und (17)
lassen nur einen geringen Schwenkbereich der Schwinge (14) zu, der so bemessen ist,
daß bei Lage der Schwinge (14) am linken Anschlag (16) das notwendige Zahnspiel
zwischen dem Zahnsegment (12) und dem linken Zahnrad (18) vorhanden ist0 Ebenso
sorgt der rechte Anschlag (17) für das richtige Zahnspiel zwischen dem
Zahnsegment
(12) und dem rechten Zahnrad (19)o Andererseits liegen die Anschläge (16) und (17)
so weit auseinander9 daß bei Anschlag rechts (17) die Kopfkreise des Zahnsegments
(12) und des linken Zahnrads (18) Abstand voneinander haben und bei Anschlaq links
(16) die Kopfkreiss des Zahnsegments (12) und des rechten Zahnrads (19) Abstand
voneinander haben, Beide Zahnrädor (18) und (19) sind miteinander im Eingriff und
haben somit gegenläufigen Drehsinn Sie sind in nicht dargestellter Weise gehausefest
gelagerbt, Mit dem Zahnrad (18) ist die Abtriebswelle (20) fest verbunden0 Die Druckfeder
(21) sorgt in gleicher Weise wie die Druckfeder (7) in Fig0 1 für einen Reibschluß
zwischen dem Zahnsegment (12) und der Schwinge (14)o Bei Bewegung des Hebels (ii)
von links nach rechts liegt die Schwinge (14) am Anschlag (17) wie in Fig, 2 dargestellt0
Das Zahnsegment (12) befindet sich mit dem rechten Zahnrad (19) im Eingriff0 Die
Hebelbewegung dreht das Zahnsegment (12) im Uhrzeigersinnp das rechte Zahnrad (19)
im Gegenzeigersinn und das linke Zahnrad (18) mit der Abtriebswelle (20) im Uhrzeigersinn0
Wird anschließend der Hebel (11) von rechts nach links bewegt9 so bewirkt der Reibschluß
am Drehzapfen (13) zunächst eine starre Verbindung zwischen dem Zahnsegment (12)
und der Schwinge (14) die sich um den Drehpunkt (15) dreht9 bis sie am linken Anschlag
(16) liegt0 Hiebei wechselte der Eingriff des Zahnsegments (12) vom rechten Zahnrad
(19) zum linken Zahnrad (18), das bei weiterer Bewegung vom im Gegenzeigersinn drehenden
Zahnsegment (12) im Uhrzeigersinn angetrieben wird0 Auf diese Weise wird das linke
Zahnrad (18) mit der Abtriebswelle (20) stets im Uhrzeigersinn angel triebes gleichgültig
ob der Antriebshebel (11) hin- oder herbewegt wird0 Wenn sich die Abtriebswelle
(20) jedoch Immer im Gegenzeigersinn drehen soll9 dann muß sie mit dem rechten Zahnrad
(19) fest verbunden werden0 Die gleiche Wirkung entsteht9 wenn die Schwinge (14)
nicht unten im Drehpunkt (15) gehäusefest gelagert wird9 sondern (um 180 Grad gedreht)
in einem oben gehäusefest gelagert ten Drehpunkt0 Wenn der Drehsinn der Abtriebswelle
(20) hingegen
umschaltbar sein soll, dann kann dies eine (nicht
dargestellte) Vorrichtung bewirken5 die wahlweise die untere oder die obere Schwinge
in Reibschluß mit dem Zahnsegment (12) setzt Wie auch beim Getriebe nach Fig, 1
kann die Abtriebswelle (2û) mit einem Freilauf ausgestattet werden. Auch die Ausnutzung
des Antriebshebels (11) z,B, zu Bremszwecken ist analog Getriebe nach Fig. 1 dadurch
möglich, daß der Schwenkbereich des Antriebshebels (11) größer gewählt wird als
der Uinkelbareich des Zahnsegments (12), so daß dieses in den Endlagen des Antriebshebels
(11) außer Eingriff mit den Zahnrädern (18) und (19) kommt und in diesen Positionen
z.B. auf den Betätigungshebel einer Bremse wirken kann.
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Der Vorteil dieses in Fig. 2 dargestellten Getriebes liegt darin,
daß es bei Belastung nicht zum Ausheben aus der Verzahnung neigt und daher eine
Verzahnung mit normalem Eingriffswinkel haben kann, Außerdem baut es platzsparender.
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Ein ganz anderer Anwendungsbereich eröffnet sich, wenn anstelle des
Zahnsegments (12) ein Zahnrad mit vollständiger Außenverzahnung benutzt wird, das
von einem Motor angetrieben wird. Dann wird die Abtriebswelle (20) stets den gleichen
Drehsinn haben, gleichgültig, ob sich der Motor rechts oder links herum dreht oder
öfters seinen Drehsinn ändert (wie das z,B, bei Windrädern der Fall sein kann).
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Eine weitere Getriebebauart ergibt sich, wenn das Zahnsegment (12)
durch ein innenverzahntes Hohlrad ersetzt wird, wie in Fig. 3 dargestellt. Die hin-
und hergehende Bewegung wird durch den Hebel (31) eingeleitet, der fest mit dem
Hohlrad (32) verbunden ist.
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Dieses ist mit seinem Drehzapfen (33) an der Schwinge (34) gelagerbt,
die ihrerseits im Drehpunkt (35) gehäusefest gelagert ist.
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Gehäusefeste Anschläge (36) und (37) lassen nur einen geringen Schwenkbereich
der Schwinge (34) zu, der so bemessen ist, daß bei Anschlag der Schwinge (34) am
linken Anschlag (36) das notwendige Zahnspiel zwischen dem Hohlrad (32) und dem
rechten Zahnrad (39) vorhanden ist0 Ebenso sorgt der rechte Anschlag (37) für das
richtige Zahnspiel zwischen dem Hohlrad (32) und dem linken Zahnrad
(38)o
Die Zahnräder (38) und (39) sind miteinander in Eingriff und haben somit gegenläufigen
Drehsinn0 Sie sind (in nicht dargestellter Weis2) gehäusefest gelagert0 Mit dem
linken Zahnrad (38) ist die Abtriebswelle (40) fest verbunden0 Die Druckfeder (41)
sorgt wie bei den bereits geschilderten Getrieben für den Reibschluß zwischen dem
Hohlrad (32) und der Schwinge (34)o Bei Bewegung des Hebels (31) von links nach
rechts (Fig0 3) drehen sich das Hohlrad (32) und das rechte Zahnrad (39) im Uhrzeigersinn9
so daß das Zahnrad (38) und die Abtriebswelle (40) sich im Gegenzeigersinn drehen,
Bei Bewegung des Hebels (31) von rechts nach links bewirkt der Reibschluß zwischen
dem Hohlrad (32) und der Schwinge (34) deren Schwenkung nach rechts zum rechten
Anschlag (37) wobei der Eingriff des Hohirades (32) vom rechten Zahnrad (39) zum
linken Zahnrad (38) wechselt. Das Hohlrad (32) dreht sich hierbei im Gegenzeigersinn
und nimmt das linke Zahnrad (38) sowie die Abtriebswelle (40) ebenfalls im Gegenzeigersinn
mit0 Die Abtriebswelle (40) dreht sich also stets im Gegenzeigersinnf gleichgültig
ob der Antriebshebel (31) hin- oder herbewegt wird0 Auch bei diesem Getriebe kann
ein der Abtriebswelle (40) nachgeschalteter Freilauf ratsam sein0 Auch kann die
Verzahnung des Hohlrades (32) partiell entfernt sein9 um in -einem bestimmten Schwenkbereich
des Antriebshebels (31) diesen von den Zahnrädern (38) und (39) eingriffsmäßig zu
trennen, Schließlich kann auch dleses Getriebe wie bereits bei Fig0 2 beschrieben
durch eine der Schwinge (34) gegenüberliegende Schwinge mit umschaltbnrarn Drehsinn
ausgestattet werden, Dieses in Fig. 3 skizzierte Getriebe baut gegenüber dem in
Fig0 2 dargestellten Getriebe wesentlich kleiner, falls die Abtriebsdrehzahl mehr
als doppelt so groß wie die Eingangsdrehzahl gewählt wird0 In Fig0 5 ist das erfindungsgemäße
Prinzip auf ein Reibradgetriebe angewandt worden Die hin- und hergehende Bewegung
wird durch den mit dem ReAbsegment (52) fest verbundenen Antriebshebel (51) einw
geleitet Im Drehzapfen (53) ist das Reibsegment (52) mit der Schwinge (54) verbunden,
die ihrerseits im Drehpunkt (55) gehiusefest gelagert ast, Die gegenläufige Bewegung
wird von den lbrädern (58) und (59) erzeugt9 die mit dem Reibsegment (52) je nach
Lage
der Schwinge (54) an der Reibstelle (56) oder (57) Reibschluß haben. Die Reibräder
(58) und (59) haben untereinander z.B. durch Untermaß ihres Achsabstandes ebenfalls
Reibschluß, Möglich ist aber auchp daß die Reibräder (58) und (59) voneinander Abstand
haben und daß ihre zueinander gegenläufige Drehung durch je ein an ihnen befestigtes
Zahnrad erzeugt wird. Fest mit dem linken Reibrad (58) ist die Abtriebswelle (60)
verbunden, Die Druckfeder (61) sorgt in bereits beschriebener Weise für den Reibschluß
am Drehzapfen (53) zwischen dem antreibenden Reibsegment (52) und der Schwinge (54).
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Lage der Schwinge
(54) und ihr gehäusefester Drehpunkt (55) so gewählt, daß in an sich bekannter Weise
eine selbstregelnde umfangskraftproportionale Radialkraft an den Reibstellen (56)
oder (57) zwischen Reibsegment (52) einerseits und den Reibrädern (58) oder (59)
andererseits auftritt. Diese Maßnahme ist für ein einerseits leichtgängiges, andererseits
hohe Drehmomente übertragendes Reibradgetriebe besonders vorteilhaft, Hierbei muß
dafür gesorgt sein, daß der Winkel zwischen den Verbindungsgeraden Reibstelle (57)
- Achse des Reibrades (59) und Reibstelle (57) - Drehpunkt (55), bzw. Reibstelle
(56) - Achse des Reibrades (58) und Reibstelle (56) - Drehpunkt (55) gleich dem
Haftreibungskoeffizienten der an den Reibstellen (56) oder (57) wirkenden Reibrädern
ist, Hierdurch wird ein praktisch schlupffreier Lauf auch bei großen Umfangskräften
erreicht.
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Die Wirkungsweise des in Fig1 4 dargestellten Getriebes gleicht weitgehend
dem in Fig, 2 gezeigtem Getriebe: Bei Bewegung des Antriebshebels (51) von links
nach rechts bewirkt der durch die Druckfeder (61) erzeugte Reibschluß zwischen dem
Reibsegment (52) und der Schwinge (54) im Drehlager (53), daß sich diese Getriebeteile
um den gemeinsamen Drehpunkt (55) bewegen, bis sich das Reibsegment (52) an der
Reibstelle (57) mit dem rechten Reibrad (59) berührt (Fig. 4). Dann bewegt sich
das Reibsegment (52) weiter im Uhrzeigersinn, nimmt das rechte Reibrad (59) im Gegenzeigersinn
mit, so daß sich das linke Reibrad (58) samt Abtriebswelle (60) im Uhrzeigersinn
dreht.
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Bei Bewegung des Hebels (51) von rechts nach links bewirkt der Reibschluß
am Drehzapfen (53) einen Eingriffswechsel von der Reibstelle (57) auf die Reibstelle
(56) des linken Reibrades (58)9 indem sich die Schwinge (54) von rechts nach links
bewegt, Hierbei dreht sich das Reibsegment (52) im Gegenzeigersinn und nimmt das
linke Reibrad (58) samt Abtriebswelle (60) im Uhrzeigersinn mit0 Das rechte Reibrad
läuft leer mite Auch bei diesem Getriebe ist also der Drehsinn der Abtriebswelle
(60) stets der gleiche9 unabhängig davon, ob der Antriebshebel (51) hin- oder herhewegt
wird0 Im Vergleich zu den gehäusefesten Anschlägen (16) und (17) in Fig0 2 haben
die Reibstellen (56) und (57) in Fig, 4 keine feste Position gegenüber dem (nicht
gezeichneten) Gehäuse, sondern sie wandern bei größerer Umfangskraft an den Reibstellen
selbsttätig etwas nach außen9 wobei die Schwinge (54) mit dem Radius des reibt segments
(52) gegenüber dem Umfang der Reibräder (58) und (59) gewissermaßen als Kniehebel
wirkt Dies führt zu einer geringen Verkleinerung des Winkels der oben genannten
Verbindungsgeraden, wodurch ein Schlupf des Reibradgetriebes zuverlässig verhindert
wird0 Bei kleinerem zu übertragendem Drehmoment wandern die Reibstellen (56) und
(57) selbsttätig wieder nach innen und entlasten sich selbst und die (nicht gezeichneten)
Lager der Reibräder (58) und (59) sowie den Drehzapfen (53) und den Drehpunkt (55)¢
Alle übrigenS bei den Getrieben nach Fig. 1, 2 und 3 geschilderten weiteren Ausgestaltungsmerkmale
der Erfindung gelten sinngemäß auch für das in Fig0 4 skizzierte Reibradgetriebe,
Bei gereingeren Ansprüchen kann jedoch auf einen der Abtriebswelle (60) nachgeschalteten
Freilauf verzichtet werden0 Gegenüber den vorher beschriebenen Getrieben zeichnet
sich dieses Getriebe aus durch leisen Lauf9 geringsten Winkelweg des Antriebshebels
(51) für den Eingriffswechsel und sanftesten Eingriffswechsel selbst Bei allen in
Fig 1 2 3 und 4 dargestellten Getrieben ist es möglich9 durch Wahl der Durchmesser
der Zahnrider oder der Rsib räder eine dem speziellen Anwendungszweck angepaßte
Zersetzung
zu erhalten. Falls es erwünscht ist, ein unterschiedliches
Übersetzungsverhältnis zwischen der Hin- und Herbewegung des Antriebshcbels (1),
bzw. (11), bzw. (31), bzw. (51) zu haben, können die Durchmesser der gegenläufigen
Räder (18) und (19), bzw. (38) und (a9), bzw. (58) und (59) unterschiedlich sein.
Bei der Doppelzahnstange (4) wird dieser Effekt dadurch erreicht, daß diese nicht
geradlinig sondern bogenförmig ausgeführt wird, so daß die Zähnezahl des äußeren
Bogens größer ist als die des inneren Bogens.
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Gegenüber den herkömmlichen Kurbel- und Schwingkurbelgetrieben besitzen
die erfindungsgemäßen Getriebe die vorteilhafte Eigenschaft, daß die antreibende
Hin- und Herbewegung nicht an einen festen Winkelweg gebunden ist. Vielmehr kann
der Winkelweg beliebig groß gehalten werden und der Richtungswechsel in beliebiger
Position des Antriebshebels vorgenommen werden. Diese Eigenschaft ist z,B, vorteilhaft
für muskelbetriebene Geräte oder Fahrzeuge, weil sie eine selbsttätige und unkomplizierte
Anpassung an die unterschiedliche Länge und Beugungsfähigkeit der antreibenden Extremitäten
gestattet. Diese Eigenschaft ermöglicht aber auch eine Anpassung an die unterschiedliche
Leistungsfähigkeit der Extremitäten sowie an unterschiedlichen Leistungsbedarf;
indem man man nämlich den Antriebshebel (1), bzw. (11), bzw. (31), bzw. (51) stufig
oder stufenlos verlängerts um hiermit das antreibende Drehmoment zu erhöhen. Diese
möglichkeit ist zwar auch beim Schwingkurbalgetriebe gegeben, führt aber wegen des
konstanten Winkelwegs zu einer der Hebelverlängerung proportionalen Vergrößerung
des Botl!tiqungsweges, der nur dann zur Verfügung stünde, wenn er bei kurzem Hebel
nicht ausgenutzt wäre, Da diese Einschränkung des Schwingkurbelgetriebes beim erfindungsgemäßen
Getriebe entfällt, kann bei kurzem wie bei langem Hebel der gleiche optimale Betätigungsweg
benutzt werden. Das führt bei als konstant angenommener Betätigungsfrequenz zu hoher
Drehzahl und niedrigem Drehmoment an der Abtriebswelle bei kurzem Hebel und zu niedriger
Drehzahl und hohem Drehmoment bei langem Hebel: Kennzeichen einer echten Gangschaltung.
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Das erfindungsgemäße Getriebe mit Eingriff swechsel ist einschließlich
seiner Bauart-Varianten geeignet9 das Kurbel- oder Schwingkurbelgetriebe zu ersetzen
Der vorteilhafte Einsatz hängt im wesentlichen davon abS in welchem Maße die bauartbedingten
Eigens schaften von Kurbel- oder Schwingkurbelgetrieben für den speziellen Anwendungsfall
störend sind0 Zusammengefaßt bietet das erfindungsgemäße Getriebe folgende Vorteile
gegenüber dem Kurbel- oder Schwingkurbelgetriebe: 1o Konstantes Übersetzungsverhältnis
über den ganzen Hub.
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20 Wenn erfo-rderlicho unterschiedliches Übersetzungsverhältnis im
Zug- und im Druckhub0 3o Keine Totpunkte, die meist unverträglich mit dem Einbau
eines Freilaufs sind und die ein Anfahren aus dem Stand je nach Kurbelstellung erschweren
oder unmöglich machen 40 Eindeutiger Drehsinn der Abtriebswelle; wenn erforderlich
auch umechaltbarer Drehsinn0 So Freie Hublänge des Antriebshebels und Richtungswechsel
an beliebiger Stelle des Hubes, 6o Hierdurch echte Gangschaltung allein durch Hebelverlängerung
möglich.
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7o In platzsparender Bauart als Radnabengetriebe geeignet, So Geeignet
zur Kombination mit einer Bremse.
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9o Als leichtes, platzsparendes9 unauffälliges Getriebe auch ästhetischen
Ansprüchen gewachsen.
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