-
Getriebe zum Übertragen von Drehbewegungen mit veränderlicher Geschwindigkeit.
Gegenstand der Erfindung ist ein Getriebe zum Übertragen von Drehbewegungen von
einer treibenden auf eine zu treibende Welle und zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses.
-
Das Neue besteht darin, daß die Drehbewegung der mit gleichmäßiger
Winkelgeschwindigkeit umlaufenden treibenden Welle mit Hilfe von unrunden Zahnrädern
als Drehbewegung mit abwechselnd verzögerter und beschleunigter Winkelgeschwindigkeit
auf eine Zwischenwelle und von dieser durch zwei um 9o ° zueinander versetzte, hinsichtlich
ihrer Exzentrizität zum Zwischenwellenmittel verstellbare Kurbelzapfen, in Zusammenwirkung
mit zwei parallel zueinanderstehenden Kurbelschleifen als hin und her gehende Bewegung
mit beschleunigter, gleichmäßiger und verzögerter Geschwindigkeit auf zwei Lenker
übertragen wird, von denen abwechselnd nur die Bewegungsabschnitte mit gleichmäßiger
Geschwindigkeit unter Verwendung von an sich bekannten Freilaufgesperren zum Antrieb
der zu treibenden Welle benutzt werden, die dadurch eine ununterbrochene Umdrehung
mit einer der Einstellung der Kurbelzapfen entsprechenden gleichmäßigen Winkelgeschwindigkeit
erhält.
-
Auf den Zeichnungen ist das Getriebe in schematischer Darstellung
veranschaulicht. Fig. i zeigt eine seitliche und Fig. 2 eine obere Ansicht des Getriebes;
die Kurbelzapfen der Kurbelschleifenlenker sind so eingestellt, daß sie sich in
Achsenrichtung der Zwischenwelle befinden. Fig. 3 ist eine Seitenansicht wie Fig.
i, nur daß der Kurbelzapfen um das Höchstmaß der Exzentrizitätsänderung aus der
Achsenrichtung der- Zwischenwelle nach unten hin herausbewegt ist. Fig. .4 zeigt
in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 die vordere (rechte) Totpunktlage des Kurbelzapfens
und des Kurbelschleifenlenkers. Fig. 5 zeigt eine die Bewegung der Zwischenwelle
erläuternde schematische Darstellung.
-
Die Einrichtung des Getriebes erhellt am besten, wenn man seine Wirkungsweise
verfolgt.
-
Die Drehbewegung der mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit umlaufenden
treibenden Welle a wird durch die unrunden Zahnräder b
und c mit ungleichmäßiger
Winkelgeschwindigkeit auf eine Zwischenwelle d übertragen.
-
Die unrunden Zahnräder sind so gewählt, daß ein von der Zwischem@relle
d umbewegter Kurbelzapfen e (Fig. 3 und .E) seine Kreisbahn abwechselnd mit verzögerter
und mit beschleunigter Winkelgeschwindigkeit zurücklegt, und zwar so, daß jeder
Viertelkreis I, II, III, IV (s. Fig. 5) eine Strecke v mit verzögerter und eine
Strecke w mit beschleunigter Bewegung aufweist. Diese Strecken liegen. einander
diametral gegenüberstehend rechts und links von den Achsen x, y des durch die Mitte
der Zwischenwelle d gelegten Achsenkreuzes. Dabei ist die Anordnung so, daß die
geradlinigen, in Richtung der Achsen x und y gehenden Schubbewegungen des Zapfens
e, die der Zapfen e bei seiner Bewegung durch die vier Viertelkreise von Punkt i
über 2, - 3 und 4 nach Punkt i bewirkt, sich mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit
vollziehen.
-
Die dem Kurbelzapfen e von der Zwischenwelle d erteilte Drehbewegung
wird durch Vermittlung einer parallel zur senkrechten Achse y
(Fig.
5) stehenden Kurbelschleife f (Fig. 3 und.; auf einen in geeigneten Gleitführungen
laufenden Lenker g übertragen, der bei jedem vollen Umlauf des. Kurbelzapfens eine
von der Exzentrizität des Zapfens e zur Zwischenwelle ä abhängige, geradlinige Hin-
und Herverschiebung erhält. Durch das Wesen der Kurbelschleife bedingt, würde sich
dabei jeder Hub des Lenkers mit einer beschleunigten und einer verzögerten Geschwindigkeit
vollziehen. Infolge der getroffenen Anordnung erhalten aber die Wegstrecken des
Lenkers, die von dem Kurbelzapfen beim Durchlaufen des Viertelkreises I und des
Viertelkreises III hervorgerufen werden, eine gleichmäßige Geschwindigkeit, so daß
sich jeder Lenkerhub aus einer beschleunigten, einer gleichmäßigen und einer verzögerten
Bewegung zusammensetzt, Von den so zusammengesetzten Lenkerbewegungen werden aber
immer nur die Bewegungsabschnitte mit gleichmäßiger Geschwindigkeit zum Antriebe
der zu treibenden Welle m benutzt, indem diese beiden gegenläufigen Bewegungen mit
Hilfe eines an sich bekannten Freilaufgesperres, das gemäß dem Ausführungsbeispiel
aus zwei an den Lenker angelenkten, unter Federwirkung stehenden Zahnstangenhebeln
lt und i und einem auf der Welle m sitzenden Zahnrad k besteht, als abgesetzte,
aber gleichgerichtete Drehbewegungen mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit auf
die Welle m übertragen werden.
-
Damit jedoch die Drehbewegung der angetriebenen Welle nt keine unterbrochene
wird, ist auf der anderen Seite des Getriebes (Fig. 2) ein gleiches Kurbelschleifengetriebe
e1, f', g1 mit Freilaufgesperre k1, il, k1 vorgesehen, dessen Kurbelzapfen e1 aber
um einen Winkel von go ° zum Kurbelzapfen e versetzt ist, während die Kurbelschleife
f l gleichfalls parallel zur Achse y
bzw. Kurbelschleife f läuft. Dieses
zweite Kurbelschleifengetriebe ergänzt das erste in der Weise, daß es in den Zeitabschnitten,
in denen der Kurbelzapfen e der ersten Seite die Viertelkreise II und IV (Fig. 5)
durchläuft, d. h. der Lenker g für den Antrieb der Welle m nicht in
Frage kommt, dem Lenker g1 für zwei Wegstrecken seines Hin- und Herhubes ebenfalls
Bewegungen von gleichmäßiger Geschwindigkeit erteilt, die durch das Freilaufgesperre
lal, il, k1 in gleicher Weise als abgesetzte gleichgerichtete Drehbewegungen mit
gleicher Winkelgeschwindigkeit auf die Welle m übertragen werden. Da lie Kurbelzapfen
e und e1 um go° versetzt sind, 3o schließen sich die abwechselnd einander fo1-;enden
vier Umdrehungsanstöße der Welle m ;u einer ununterbrochenen Antriebbewegung "usammen,
durch die die Welle m eine Um Irehung mit gleichmäßiger Winkelgeschwindig-;eit erhält,
Durch Ändern der Exzentrizität der Kurbelzapfen e und e1 mit Bezug auf die Zwischenwelle
d kann das Übersetzungsverhältnis, d. h. die Geschwindigkeit der angetriebenen Welle
von Null bis zu -dem Höchstmaß, für das das Getriebe gebaut ist, geregelt werden.
Zu diesem Zweck werden die Kurbelzapfen gemäß dem Ausführungsbeispiel von Zahnstangenrahmen
n bzw. n1 getragen, die um einen Winkel von go° zueinander versetzt verschiebbar
auf Endplatten o bzw. o' der Zwischenwelle d sitzen. In der hohlen Zwischenwelle
d lagert drehbar, aber uriverschiebbar eine Welle P, die auf ihren Enden Zahnradsegmente
q trägt. Diese letzteren stehen mit den Zähnen der Zahnstangenrahmen 7t bzw. n1
in Eingriff. Wird die Innenwelle P mit Bezug auf die Welle d gedreht, so verschieben
die sich mit ihr drehenden Zahnradsegmente die Zahnstangenrahmen n bzw. n1.
Hierdurch können die Kurbelzapfen entweder in die Mitte (Fig. r und 2) oder an das
Ende (Fig. 3) ihrer Kurbelschleifen gebracht werden. Im ersten Falle liegen die
Kurbelzapfen in Achsenrichtung der Zwischenwelle, es findet dann keinerlei Übertragung
statt, die zu treibende Welle m ist zum Stillstand gebracht, im zweiten Falle hat
der Kurbelhalbmesser das Höchstmaß erhalten und die zu treibende Welle wird mit
der Höchstgeschwindigkeit umgedreht. Bei Zwischenstellungen der Kurbelzapfen zwischen
diesen beiden Endlagen wird die zu treibende Welle mit einer entsprechend geringeren
Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben. Die Drehung der Innenwelle p erfolgt zweckmäßig
in bekannter Weise mit Hilfe einer durch einen Stellhebel y auf der Zwischenwelle
d zu verschiebenden unverdrehbaren Gleitmuffe s, die mit einer schraubenförmig gewundenen
Führung (Schlitz oder Nut) auf einen durch einen Schlitz u der hohlen Zwischenwelle
d ragenden Stift z auf Drehung einwirkt. Der Stellhebel umfaßt in bekannter
Weise den Hals der Muffe s mit einer Gabel. Durch Umlegen des Stellhebels aus der
in Fig. 2 gezeigten Stellung in die entgegengesetzte Endlage werden die Kurbelzapfen
aus ihrer unwirksamen Mittellage (Fig. z) auf Vollhub (Fig. 3) umgestellt.
-
Das Getriebe kann überall da mit Vorteil Verwendung finden, wo es
sich um Übertragung von Drehbewegungen mit veränderbarer Geschwindigkeit handelt.