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Zahnrädergetriebe mit veränderlicher Übersetzung. Bei dem Zahnrädergetriebe
mit veränderlicher Übersetzung gemäß der Erfindung soll der Teilkreisdurchmesser
des treibenden oder getriebenen Zahnrades in bezug auf den des anderen Zahnrades
so veränderbar gemacht werden, . daß mit dem Teilkreisdurchmesser zugleich die Zahnteilung
geändert wird. Dadurch sollen in einem Zahnräderpaar ohne weiteres verschiedene
Übersetzungsverhältnisse zwischen den beiden Rädern durch einfache
relative
Verstellung der Teilkreise gebildet werden können, während bei den bekannten Wechselgetrieben
ebensoviele Zahnräder oder wenigstens Zahnreihen notwendig sind, als Cbersetzungsverhältnisse
gebildet werden sollen. Bei anderen bekannten Getrieben wird zur Ermöglichung der
Übersetzungsänderung der Teilkreisdurchmesser geändert, während die Teilung bestehen
bleibt und zu diesem Zwecke Segmente zwischengeschaltet werden, was bei dem vorliegenden
Getriebe nicht notwendig ist.
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In der Zeichnung ist das Wesentliche in einigen Abbildungen schematisch
dargestellt. Abh. i zeigt eine der vielen möglichen Ausführungsformen des Getriebes
im Querschnitt, Abb. 2 im Schnitt durch das getriebene Zahnrad, Abb. 3 in der Ansicht
vom Antrieb; Abb. q. deutet die Stellung der Räder bei den verschiedenen Übersetzungen
an, ebenso Abb. 5.
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Die treibende Welle sei z. B. die Wellen (Abb. t bis 3). Sie ist drehbar
in Führungsbüchsen des unten gabelartig gestalteten Hebels 5, die ihrerseits in
Lagern m ruhen. Auf (ler Welle n ist das Zahnrad l aufgekeilt, so daß beim Drehen
der Welle das Zahnrad l mitgenommen wird. Die Welle n treibt mittels eines Zahnrades
h, das in das Zahnrad l eingreift, den Führungsstern f, eine Scheibe mit
Führungen für die einzelnen Zähne q, die in Führungsbacken p befestigt sind. Der
Führungsstern f wird beim Bewegen des Hebels 5 (Abb. 3) um die Welle n. gedreht.
Der Hebel 5 trägt auf den Gabelenden Gewichte d. zum Ausgleich des beweglichenZahnradgewichtes.
Die Welle g, auf der der Führungsstern gelagert ist, dreht sich in den beiden Hebellagern
i. Die Zähne q stehen im Eingriff mit den Zähnen des Zahnrades a, das sich um die
Welle d dreht. Die Zähne q bilden in ihrer Gesamtheit das Übertragungszahnrad und.
werden ihrerseits durch die bei der Drehung entstehenden Zentrifugalkräfte, außerdem
noch gegebenenfalls durch Feder- oder andere Kräfte nach außen gedrängt und andrerseits
durch andere größere Kräfte auf den bestimmten Teilkreisdurchmesser zurückgehalten.
Letztere Einrichtung besteht in folgendem: Die Zähne q werdet: durch Zug-mittel.
r (Ketten, Hebel oder Kurvenscheibe) konzentrisch nach innen gezogen (oder gedrückt),
die an den Führungsbacken p angreifen. Die Zugmittel r sind an dem verschiebbaren
Zwischenstück s befestigt, das mittels des über eine Rolle x geführten Zugmittels
Z mit dem einen Arm des Hebels 2 verbunden ist. Der doppelarmige Hebel 2 dreht sich
um das Lager 3. Der Hebel 2 ist am andern Ende durch die Stange i mit dem Lager
des Führungssterns f bzw. mit dem des Hebels @ verbunden. Alle Abmessungen sind
so gewählt, daß bei Bewegung des Führungssterns f durch den Hebel 5 die Zähne
q gerade so weit sich nach außen bewegen können (es ist hit-t- vorausgesetzt,
daß die Hebelbewegung in der Zeichnung nach unten erfolgt), unter dem Einfluß der
Kräfte, disie nach außen drängen, daß sie in normalem Eingriff mit a bleiben.
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"Än ,Stelle des gezeichneten Zugmittels zum Einstellen der Zähne q
auf den richtigen Teilkreis können auch andere Einrichtungen treten. Man kann z.
B. die Backen mit Spindeln bewegen, die vom Hebel 2 durch Aufgleiten auf eine schiefe
Ebene in entsprechend abgetness.-ne Bewegung gesetzt werden. Man kann die Spindeln
auch von Fall zu Fall von Hand bewegen. Die Spindeln können auch unter sich zwangläufig
verbunden sein. Die elastische Kette kann auch durch ein Gestänge ersetzt werden,
oder man ordnet am Führungsstern Winkelhebel an, die unmittelbar mit den Führungsbacken
p der Zähne q durch Bolzen verbunden werden, während das andere Ende des
Winkelhebels auf einer Buchse, die sich auf der Nabe des Führungssternes verschieben
läßt, durch ein Gestänge, welches auf einer genau abgepagten schiefen Ebene aufgleitet,
so anliegt, daß bei Bewegung des Gestänges der Winkelhebel jedes Zahnes die Zähne
nach ihrem Drehmittelpunkt drückt. Eine Feder am Winkelhebel drückt andrerseits
die Zähne wieder nach außen. Ferner können die Zähne unter sich zwangläufig verbunden
sein und die Gegenkraft, die die Zähne auf ihremTeilkreisdurchmesser zurückhält
durch das Gegenrad, indem mindestens immer ein Zahn eingreift, benutzt werden.
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Die Ausbildung des Führungssterns kann mannigfacher Art sein. Die
Zähne q können auch anstatt an Backen an Hebeln befestigt werden, deren Ausschlag
in ähnlicher Weise begrenzt und geregelt wird. Es kann schließlich auch das Gegenrad
verstellt werden.
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Der Hebel 5 wird über einen mit Einschnitten versehenen Steuerungsbock
t bewegt (Abl#>. :2 und 3), bis eine Sperrvorrichtung am Griff des Hebels
in einen Einschnitt einschnappt, der dem gewünschten Teilkreisdur_chmesser entspricht.
In den Abb. q. und 5 ist veranschaulicht, wie bei sechs Übersetzungsverhältnissen,
-'die den sechs Einschnitten im Steuerungsbock entsprechen, für Übersetzungsverhältnisse
. von i : 6 bis i : i die Zähne eingreifen. Von Einschnitt zu Einschnitt überspringt
ein Treibzahn q einen Zahn des Gegenrades zur Herstellung -des gewünschten Übersetzungsverhältnisses.
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Im Treibrade können beliebig viele Zähne q angewendet werden. Es kann
auch das Rad p q das getriebene Zahnrad sein.
Bei dem neuen Getriebe
bleiben die Zähne auch im Augenblick des Wechsels des Übersetzungsverhältnisses
stets im Eingriff, ebenso in den Zwischenstellungen, wenn der Hebel sich zwischen
zwei Einschnitten bewegt, während bei gewöhnlichen Wechselgetrieben ini Augenblick
des Wechsels die Zähne außer Eingriff kommen. Dies ist bei Hebezeugen usw. sehr
wichtig. Andrerseits wird bei der Regelung ins Langsame Bremswirkung erzielt.
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Das Anwendungsgebiet des neuen Getriebes ist unbegrenzt. Die Vorteile
im Automobilgetriebebau, im Hebezeugbau, Windenbau, Werkzeugmaschinenbau, Textilmaschinenbau
und im gesamten Maschinenbau leuchten ein. Durch das Getriebe können übersetzungsverhältni
sse geschaffen werden, die innerhalb des Teilkreisdurchmessers des getriebenen Rades
a überhaupt möglich sind, und auch große Kräfte übertragen werden.
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Der Wirkungsgrad ist ein sehr hoher. In den Abb. 4. und 5 sind die
Teilkreise, wie sie sich nacheinander bei der Bewegung des Schalthebels 5 ergeben,
dargestellt. Der feste Punkt, um den sich das Triebrad q mit seinem Führungsstern
f bewegt, ist g, der dazugehörige Kreisbogen B. Auf dem Kreisbogen 8 sind nacheinander
die zu einem jeweiligen ordnungsgemäßen Zahneingriff gehörigen Triebradmitten io
bis 15, also in diesem Falle für sechs Geschwindigkeitengezeiehnet. Abb.
4 zeigt, daß- bei Berührung des Teilkreises zweier Triebradzähne zum getriebenen
Rade, der Teilkreis des Triebrades, wenn nur ein Zahn im Eingriff steht, über den
Teilkreis des getriebenen Rades hinweggeht. In Abb. 5 aber ist dargestellt, d'aß
bei -Mittelstellung des einen Triebradzahnes der Triebradteilkreis und der Teilkreis
des getriebenen Rades sich decken, während beim Angriff zweier Triebradzähne der
Teilkreis des Triebrades innerhalb des Teilkreises des getriebenen Rades liegt.
Es ist hiermit angedeutet, daß bei jedem in Eingriff befindlichen Zahnrad bei jedem
Zahneingriff verschiedene Geschwindigkeiten des getriebenen Rades auftreten, also
eine ungleichförmige Drehbewegung stattfindet. Diese ungleichförmige Drehbewegung
aber spielt in bezug auf den Wirkungsgrad zweier im Eingriff befindlicher Zahnräder
eine wichtige Rolle, da die Eingriffskreise ständig wechseln. Verfolgt man
in Abb. 4 und 5 die Zer rößerung der Teilung und des Teilkreises sa sieht man, wie
die Teilkreise beider Räder von Stufe zu Stufe geschaltet einander näher rücken,
um bei gleich großem Teilkreisdurchmesser des getriebenen als auch des treibenden
Rades schließlich sich ganz zu decken und damit den Wirkungsgrad gleich i werden
zu lassen. Hieraus ergibt sich, daß das Zahngeräusch auch verschwindet und das Getriebe
fast geräuschlos arbeitet.