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Geschwindigkeitswechselgetriebe. Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zum Geschwindigkeitswechsel, im besonderen zur Änderung der relativen
Geschwindigkeiten eines treibenden und getriebenen "Teiles, bei denen ein Schaltrad
o: dgl. auf dem getriebenen Teil sitzt und durch Schaltklinken o. dgl. angetrieben
wird, - die so mit dem treibenden Teil verbunden sind, daß bei Verschiebung des
getriebenen Teiles in eine exzentrische Lage gegenüber dem treibenden Teil eine
Geschwindigkeitsänderung des getriebenen Teiles erzielt wird.
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Um verschiedene geringere Geschwindigkeiten zu erzielen, die unter
der Umlaufsgeschwindigkeit der- Maschinenwelle liegen, hat man beispielsweise in
einem Getriebe dieser Art eine feste Profilscheibe konzentrisch mit dem Schaltrad
angeordnet, das die Schaltklinken zu bestimmten Zeiten aus dem Antriebseingriff
heraushebt, so daß sie nur während ihrer geringsten Umfangsgeschwindigkeit in antreibenden
Eingriff kommen.
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Die vorliegende Erfindung sieht die Anordnung einer Vorrichtung mit
einem Geschwindigkeitsgetriebe obengenannter Art vor, welches innerhalb der Grenzen
dieses -Getriebes eine unbegrenzte Zähl geringer Geschwindigkeiten für - die angetriebene
Welle erzielt, die unter der des treibenden Teiles liegen,. waliei die Höchstgeschwindigkeit
.bei direktem Antrieb des treibenden Teiles erreicht wird. -Zu diesem Zweck sind
der Erfindung gemäß an Stelle eines festen Profilrades zum Anheben der Schalt- und
Sperrklinken verschiedene Einrichtungen angeordnet,- um diese bei höchster Geschwindigkeit
aus dem Eingriff mit dem Antrieb zu bringen. Diese Einrichtungen ändern- selbsttätig
mit der exzentrischen Be= wegung des getriebenen Teiles ihre Lage, um die Dauer
des Aushebens der SchaItklinken zuverändern, so daß eine unbegrenzte Zahl Geschwindigkeiten
erreicht werden kann, die innerhalb der Grenzen des Getriebes- unter der des treibenden
Teiles liegen. Diese verschiedenen Einrichtungen können aus ein oder mehreren zusammengesetzten
Kurvengetrieben bestehen. .
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Bei der Ausführung der Erfindung wird ein Nutenrad an dem getriebenen
Teil befestigt. In abwechselndem Eingriff riiit der Nut dieses Rades sind zwei exzentrische
V-förmige. Klemm-oder Sperrklinken, von denen jede an einem Gelenk angebracht ist;
das -von einem an dem treibenden Teil festen Kurbelarm gehalten wird. Diese Kurbelarme
sind einander gegenüber fest angeordnet. Sind diese treibenden und getriebenen Teile
coachsial angeordnet, so wird keine Geschwindigkeitsänderung ein= treten. Wird aber
mittels einer Gleitvörrichtung
o. dgl. eines dieser Glieder aus
der gemeinsamen Achse herausbewegt, so bewegen sich die Schaltklinken abwechselnd
schnell und langsam und das Kurvengetriebe verhindert die schnellaufende Schaltklinke
an dem Eingriff in das Nutenrad.
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Das veränderliche Kurvengetriebe besteht aus zwei lose auf dem getriebenen
Teil angeordneten Kurvenscheiben, von -denen die eine hinter der anderen an der
Rückseite des Rades o. dgl. angeordnet ist. Jede Kurvenscheibe hat einen Arm mit
einem Schlitz, der einen Zapfen umgreift, der an dem festen Rahmen oder an einem
anderen Teil der Vorrichtung befestigt ist. Bei exzentrischer Bewegung des getriebenen
Teiles werden die Stellungen dieser Kurvenscheiben selbsttätig verändert, und durch
den Eingriff ihrer äußeren Kanten mit den Schaltklinken werden sie abwechselnd außer
Eingriff gehalten, je nach der Exzentrizität zwischen dem treibenden und dem getriebenen
Teil. Um die Drehrichtung des getriebenen Teiles umzukehren oder um den treibenden
Teil von dem getriebenen Teil treiben o' zu lassen, werden doppelt wirkende Schalt-.
= oder Sperrklinken angeordnet.
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Das Getriebe kann einzeln oder zu dem Zweck der Vergrößerung des stärksten
Ge= _schwindigkeitsunterschiedes in Reihen verwendet werden. - Vorzugsweise verwendet
man das Getriebe paarweise oder irgendeine Anzahl solcher Paare. Das erste Getriebe
kann dabei aus der Achslinie verschoben werden, während das zweite feststeht, wodurch
die Gleichachsigkeit der zwei Wellenteile hergestellt wird. An Stelle von Nutenrädern
und V-förmigen exzentrischen Sperrklinken kann -man ein zwangläufiges Rädergesperre
o. dgl. verwenden.
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In- den beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung
dargestellt.
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Fig. i ist eine schematische Ansicht eines Geschwindigkeitswechsels,
die einer - Ausführungsform der Erfindung e_ ntspricht und mit . der die Geschwindigkeit
eines getriebenen Teiles relativ zu der eines treibenden Teiles vermindert werden
kann, wobei. die Teile die Stellung einnehmen, bei der der treibende und der getriebene
Teil mit gleicher Geschwindigkeit laufen.
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Fig. 2 ist 'ein Schnitt nach der . Linie 2-2 der Fig. i.
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Fig. 3 und q, sind Einzelansichten der Schalt-oder Sperrklinken.
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Fig.5 ist eine Ansicht ähnlich der von Fig. i, zeigt aber die Teile
in der Stellung, in der die Geschwindigkeit des getriebenen Teiles geringer ist.
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Fig. 6 ist ein schematischer Teilschnitt nach einer abgeänderten Form
nach der Linie 6-6 in Fig. 7.
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Fig. 7 ist ein Schnitt . nach der Linie 7-7 der Fig. 6.
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Fig. 8 zeigt eine der Schaltklinken in.Fig. 6 und 7.
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- Fig. 9 zeigt die schematische Anordnung der Anwendung mehrerer Geschwindigkeitswechsel,
die entsprechend der Erfindung angeordnet und miteinander verbunden sind, um größere
Geschwindigkeitsunterschiede erzeugen zu können.
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Die Vorrichtung nach Fig. i und 2 ist zwischen einer treibenden Welle
i und einer getriebenen Welle 2 geeignet gelagert. Auf der getriebenen Welle 2 sitzt
ein Daumen-oder Nutenrad 3-, -welches durch -die Schaltklinken q: und 5 in Drehung
versetzt wird, von denen jede an einen Arm 6 und 7 abgelenkt ist. Die freien Enden
der Gelenkarme 6 sind lose auf der getriebenen Welle 2 angeordnet und die freien
Enden der Gelenkarme 7 sind an den Enden der Arme 8 angelenkt, die auf der treibenden
Welle sitzen. Die getriebene- Welle 2 ist in einem Gleitstück 9 gelagert, das zwischen
den Führungen des Rahmens io mittels einer Schraube ii hin und her geschoben werden
kann, die in das Gleitstück 9 mittels einer passenden Mutter o. dgl, eingreift.
Es ist klar, daß beim Umlauf der treibenden Welle i die Schaltklinken q. und 5 das
Rad 3 antreiben. Liegt die Welle i und 2 konzentrisch, wie in Fig. x, dann laufen
die beiden Schaltklinken mit gleicher Geschwindigkeit um, da sie durch die Gelenkarme
mit gleicher wirksämer Länge angetrieben werden, einer Länge, die von der Mitte
der treibenden Welle aus zu messen ist.
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Wird aber die getriebene Welle 2 durch Drehen der Schraube ix in die
Stellung der i Fig. 5 seitlich verschoben, so ist es klar, daß die - angelenkten
Teile -ihre Stellung wechseln und jede Schaltklinke das Nutenrad abwechselnd mit
einem längen und einem kurzen Gelenkarm antreibt; d. h. die Schaltklinken i laufen
mit verschiedenen Geschwindigkeiten, nämlich die Schaltklinke auf dem langen Arm
schneller als die auf dem kürzeren Arm.
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Um die Geschwindigkeit der getriebenen Welle, nach ihrer exzentrischen
Verschiebung, i gegenüber der antreibenden Welle zu vermindern, wird ein verstellbares
Kurvengetriebe angeordnet., welches die schneller umlaufende Schaltklinke aushebt-
und zur geeigneten Zeit außer Eingriff mit dem Rad 3 bringt; so daß i dieses Rad
nur durch -die langsamer laufende Schaltklinke getrieben wird, Dieses Kurvengetriebe
besteht aus zwei Kurvenscheiben 12 und 13, die einander über-3chneidenDie Scheibe
i3. sitzt fest auf einer i:
Muffe 13c, die lose auf der Welle 2
läuft und einen ArL14 hat. Die Scheibe i2 sitzt lose auf der Muffe 13a zwischen
der Scheibe 13 und dem. Rahmen 1o und hat ebenfalls einen Arm 15. Die freien Enden
dieser Arme 14 und 15 haben Schlitze und sind auf dem Zapfen 16 in geeigneten Stellungen
am Rahmen 1o oder anderen festen Punkten der Vorrichtung. verstellbar. Wird die
Welle 2 seitlich verschoben, dann verstellen sich die Kurvenscheiben 12 und 13 nebeneinander
und bestimmen. den Umfang der Kurve, um, die Ausschaltungsdauer der Sperrklinken
zu bestimmen. In Fig. 5 wird die Sperrklinke 5 auf dem kürzeren Gelenkarm in der
Richtung der Pfeile angetrieben, und die- Sperrklinke 4 an dem längeren und schneller
laufenden Gelenkarm ist außer Eingriff mit der treibenden Nut des Rades 3, da sie
sich auf dem erhöhten Teil der Kurve befindet. Erreicht die Sperrklinke 5 den Punkt
A auf der Kurve, s11. wird sie aus der treibenden Verbindung mit dem Rad 3 herausgehoben
bis zum =Punkt B, wo sie wieder in treibenden Eingriff mit denn Rad kommt. .In der
Zwischenzeit wird die Klinke- 4, die schneller läuft als die Klinke 5, auf das Rad
3 .bei Punkt B hinabgeglitten sein, gerade bevor .die Klinke 5 bei Punkt A herausgehoben.
wird: Es treibt dann durch den kurzen Gelenkarm die Klinke 4 an, bis sie im weiteren
Verlauf wieder bei Punkt A angehoben wird. Es muß natürlich die Kurvenführung so.
angeordnet sein, daß eine Sperrklinke ständig in wirksamem Eingriff mit dem Rad
3 steht, andererseits- müssen die Wechsel des Antriebs von einer .auf die andere
Sperrklinke sich -so überschneiden, daß ein ununterbrochener Antrieb der Welle 2
erreicht wird.
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- Wird die Exzentrizität der Welle 2 gegenüber der Welle i vergrößert,
so verschieben sich selbsttätig die Punkte A und B der Kurvenräder entsprechend
der relativen Bewegung der Scheiben 12, -,3: Die Punkte A und B können auf beiden
Kurvenscheiben so weit verschoben werden, bis die erforderliche Einstellung. üelbsttätig
erfolgt ist.
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Fig. 3 und 4 zeigen .Einzelheiten der Sperrklinke in Vorder- und Seitenansicht.
Die Sperrklinken sind vorzugsweise doppelt wirkend; so daß die Antriebsrichtung
umgekehrt werden kann. Jede Sperrklinke besteht- aus zwei Teilen i7.und 18, die
auf einem Zapfen ig angelenkt sind. Der eine Teil dient für den Antrieb vorwärts
und der andere für den rückwärts. Eine Feder 2o, am Stift 1911 befestigt, liegt
mit dem freien Ende an Zapfen 21, je an einem der Teile 17 und 18, und hält diese
in Eingriff mit dem Rad 3. Die Bolzen 21 laufen über die Kurveiakanten der Scheiben
12 und- 13, um die Sperrklinke, wie erwähnt, zu beeinflussen.
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Man kann natürlich jede passende Bauweise für die Sperrklinken wählen.
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In Fig. 6 und 7 ist auf der getriebenen Welle 2 ein Trommelrad 22
mit einer inneren Nut 23 und einer mittleren Welle 24 befestigt, die -als
Fortsetzung -der genannten- angetriebenen Welle gedacht ist. Auf dieser Welle 24
ist eine Muffe 25 mit einer Gabelung 26 lose angebracht, zwischen deren Klauen eine
Sperrklinke 27 drehbar gelagert ist. - Das andere Ende der Muffe trägt einen losen
Arm 28, der durch ein Gelenk 29 mit einer Ose 3o am Innern einer auf der treibenden.
Welle sitzenden Schale 31 verbunden ist.
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Eine zweite Muffe 32, die lose auf der Muffe 25 "sitzt, trägt an dem
einen Ende eine in- einer Gabel 34 gelagerte Sperrklinke 33 und hat an ihrem anderen
Ende einen Arm 35, der mit einem Gelenk 36, mit einer Öse 37 in der Schale. 31 verbunden
ist. Die getriebene Welle 2 ist in. einem Maschinenteil 38 - gelagert, der relativ
zu der treibenden Welle in irgendeiner Art verschiebbar ist. Es ist klar, daß, wenn
die Welle 2 in der Richtung des Pfeiles verschoben wird, dann die Gelenkarme, die
mit den die Sperrklinken tragenden Muffen verbunden sind, wie oben erwähnt, ihre
Stellung, hinsichtlich der in Fig. i bis 4 dargestellten, ändern, so daß jede Sperrklinke
abwechselnd mit einem langen und einem kurzen Gelenkarm antreibt, d. h., eine Klinke
läuft mit größerer Geschwindigkeit als die andere. Der Flansch der Schale 31 ist
an einer geeigneten Stelle geschlitzt, um in gewissen Stellungen der Vorrichtung
die Gelenkarme hervortreten zu lassen.
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Um die schneller umlaufende Klinke zur Erzeugung einer verminderten
Geschwindigkeit der getriebenen Welle aus der Nut 23. herauszuheben, hat jede Klinke
eine Rolle 40, die auf einer verstellbaren Kurve läuft. Diese Kurve wird von zwei
Kurvenscheiben 41; 42 gebildet, von denen 41 und ihre Nabenmuffe 4i11 lose auf der
Muffe 32 sitzt, während die andere Kurvenscheibe 42 lose auf dieser Muffe 4l11 läuft.
Die zwei Kurvenscheiben 41 und 42 werden von Armen 43 und 44 gehalten, deren äußere
Enden geschlitzt sind und einen Zapfen 45 an irgendeinem festen Teil der Vorrichtung
umgreifen.
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Aus dieser Konstruktion ist ersichtlich, daß bei Verschiebung der
Welle 2 in der Richtungdes Pfeiles die Kurvenscheiben 41, 42 sich gegeneinander
verschieben und damit den-Lauf der Kurve ändern.
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In der Stellung der Fig. 6 läuft die Rolle 40 der Klinke 27 auf dem
tieferen Teil C der Kurve und die Klinke 27 treibt das Nutertrad
an.
Die andere Klinke 33 ist außer Eingriff, da sie auf dem erhöhten Teil D der Kurve
liegt. Die Wirkungsweise .der Vorrichtung 'ist die gleiche wie die in @Fig. = bis
5.
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Die' Klinken 27 und 33 sind; wie in Fig, 8 dargestellt, zweiteilig.
In dieser Figur ist eine Doppelsperrklinke gezeichnet, die aus zwei Teilen 46 und
47 besteht, die auf einem Zapfen 48 schwingen, von. denen die eine in der einen
Richtung und. die andere in der entgegengesetzten Richtung antreiben kann. Eine
Blattfeder-4g sucht beide Klinken im Eingriff mit dem Nutenrad zu halten, wobei
die Reibung zwischen Nutenrad und der treibenden Klinke anwächst, wenn die Klinke
in Bewegung kommt. Die unwirksame Klinke wird dabei frei im Umlauf mitgenommen.
Die Rolle 4o- ist an einem keilförmigen Träger 50 befestigt, der zwischen Führungen
51, an der die Sperrklinken tragenden Gabelung, gleitet. Das Keilstück 50 liegt
an zwei -Bolzen 52, an jeder Klinke einer, an. Es ist klar, daß, wenn die Rolle
4o auf dem höheren Teile der Kurve läuft, die beiden Klinken getrennt außer Eingriff
mit dem Nutenr_ ad gebracht werden. Die Feder 49 drückt , eine dieser Klinken -in
treibenden Eingriff, wenn die Rolle -auf dem tieferen Teil der Kurve läuft, entsprechend
der - Antriebsrichtung. Eine Sperrklinke wirkt in einer Antriebsrichtung und die
andere in der entgegengesetzten, so daß die Richtungen des Antriebs umgekehrt werden
können.
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Es kann natürlich jede geeignete Bauart solcher Sperrklinken und Kurven
oder andere geeignete Vorrichtungen zur Ausführung der Erfindung verwendet werden.
Obwohl die treibenden und getriebenen Teile hier als Wellen dargestellt worden sind,
. beschränkt sich der Gegenstand der Erfindung nicht nur auf Wellen.
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Um größere Geschwindigkeitsunterschiede zwischen der treibenden und
getriebenen Welle zu erreichen, können zwei oder mehrere solcher Geschwindigkeitswechsel
entsprechend der Erfindung miteinander verbunden werden, wie schematisch in Fig.
g dargestellt. Hier treibt die treibende Welle i ein Rad 6ö am Ende einer Welle
6x. an, die ihrerseits in -dem Rahmen 62 verschiebbar- ist. Der Antrieb erfolgt
mittels Sperrklinken und Gelenkarme, wie in Fig. i dargestellt. Das andere Ende
der Welle 61 ist mit den Armen eines zweiten Geschwindigkeitsgetriebes nach Art
der Fig. i verbunden, welches Getriebe ein. Rad 63 auf der getriebenen Welle 64
antreibt, von -welcher dann die- weitere Übertragung erfolgt. Bei Verschiebender
Welle 61 seitlich im Rahmen 62@ wird - die Geschwindigkeit der getriebenen Welle
64 relativ der Geschwindigkeit der antreibenden Welle in geometrischer Progression
verringert. Die Geschwindigkeit kann noch weiter durch Verbindung mit einem weiteren
Geschwindigkeitswechsel an der Welle 64 verändert werden usw. Vorzugsweise -wird
man die Vorrichtung paarweise -miteinander verbinden, solange noch die gemeinsame
Achse zwischen der treibenden und der letzten getriebenen Welle herzustellen ist.