DE3700133A1 - Schrittgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrittgetriebe gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1. Bei diesem Schrittgetriebe werden periodisch abwechselnd während der beiden Totpunktlagen (äußerer und Innerer Totpunkt) der Kurbel 12, Klemmstücke (Rollen) 6+9 von Nocken auf der axial angeordneten Nocken­ welle 3 und Antriebswelle 11 abwechselnd so in Position ge­ bracht, daß die Abtriebswelle 2 während des Vorschubs kraft­ schlüssig mit der Kurbel 12 und während der Haltephase je­ doch kraftschlüssig mit dem Gehäuse 10 verbunden ist.

Die meisten Schrittgetriebe, die dem Verfasser bekannt sind, sind nur begrenzt für hohe Drehzahlen bei gleichzeitig hoher Drehmomentübertragung geeignet, und andere sind von ihrem Aufbau her sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrittgetrie­ be zu entwickeln, welches für hohe Leistungen und Drehzah­ len geeignet ist, einen coaxialen Aufbau hat und außerdem nicht zu aufwendig in der Herstellung sein sollte. Es wurde speziell für Drehkolbenverbrennungsmotoren erdacht und zwar zur Steuerung der Kompressionswelle.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Um die Güte der Kraftübertragung zwischen Kurbel und Vor­ schubwelle auf ein Höchstmaß zu bringen, erfolgt die Kraft- Übertragung nicht direkt, sondern über ein Zugseil 15 oder eine Kette, die an beiden Enden der Schubstange befestigt ist und zum Teil oder ganz um die Vorschubwelle 1 geschlungen ist und auch dort fixiert ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind folgende:

• 1. Sehr hohe Schrittschaltfrequenz der Abtriebswelle bei gleichzeitig hoher Drehmomentübertragung möglich, da die Klemmrollen 6+9 bei Vorschubwellendrehzahl ≈ 0 min^-1 ein- und ausgedrückt werden.
• 2. Das Getriebe ist coaxial aufgebaut und hat nur einen kleinen Raumbedarf.

Im folgenden wird das Getriebe näher beschrieben:

Eine parallel zur Getriebeachse angeordnete Antriebswelle 11 treibt eine axial zum Getriebe angeordnete Nockenwelle 3 direkt oder indirekt an, so daß diese mit gleicher Drehzahl und gleichem Drehsinn wie die Antriebswelle umläuft. Die Nockenwelle 3 ist im wesentlichen innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Vorschubwelle 1 gelagert. Die Vorschubwelle 1 wird von dem Kurbelzapfen 12 an der Antriebswelle über die Schubstange 13 in eine Hin- und Herbewegung versetzt und ist selber in der Abtriebswellenhülse 2 gelagert. Die Vorschub­ welle 1 weist mindestens eine radiale Bohrung auf, die als Führung für den Stössel 5 dient. Eine Kugel 4 läuft in einer Kugelrille auf der Nockenwelle 3 und wird von der halbkugel­ förmigen Ausbuchtung des Stössels 5 geführt. Das andere Ende des Stössels 5 weist eine zylindrische Ausbuchtung auf, mit der er die Klemmrolle 6 führt. Die Klemmrolle 6 läuft wäh­ rend des Rücklaufs (Fig. 1) am Innenumfang der Abtriebswel­ lenhülse 2 ab. Die Abtriebswellenhülse weist je nach Schritt­ hub eine oder mehrere halbzylinderförmige Nuten 14 gleichmä­ ßig verteilt am Innen- wie am Außenumfang auf. Der Radius dieser Nuten entspricht dem der jeweils eingreifenden Klemm­ rolle 6 bzw. 9. Die Abtriebswellenhülse 2 ist selber im Ge­ triebegehäuse 10 gelagert. Am Getriebegehäuse 10 selbst ist ebenfalls eine radiale Bohrung angebracht, die als Führung für den Stössel 8 dient. Der Stössel 8 hat ebenso eine halb­ zylinderförmige Ausbuchtung an dem einen Ende, mit dem er die Klemmrolle 9 führt. An dem anderen Ende ist eine Kurvenrolle befestigt, die auf einer Nocke 7 an der Antriebswelle 11 ab­ rollt. Eine Lösung mit Kipphebel ist auch möglich. Die Nocken an Nockenwelle 3 als auch die Nocke 7 an der Antriebswelle 11 weisen nun eine derartige Kontur auf, daß jeweils, wenn sich die Kurbel in äußerer Totpunktnähe befindet (Fig. 2), die Geschwindigkeit der Vorschubwelle 1 also zu null wird, die eine Klemmrolle 6 annähernd zur Hälfte in die vorgesehene Innennut 14 der Abtriebswellenhülse hineingeschoben wird und damit den Kraftschluß zwischen Vorschubwelle 1 und Abtriebs­ welle 2 herstellt. Beim Anlaufen der Abtriebswelle 2 wird automatisch die Klemmrolle 9 aus ihrer Klemmlage gedrückt, da die Nocke 7 nun den Weg hierfür freigibt. Während des Vor­ schubs läuft nun die Klemmrolle 9 am Außenumfang der Abtriebs­ wellenhülse 2 ab (Fig. 3). Bei Erreichen der Endlage (Innere Totpunktlage der Kurbel, Fig. 4) drückt die Nocke 7 ihrer­ seits die Klemmrolle 9 in die nächste Nut am Außenumfang der Abtriebswellenhülse 2 und hält sie dort in Position. Beim An­ laufen der Vorschubwelle 1 in Rücklaufrichtung gibt die Nocke an der Nockenwelle 3 den Weg wieder frei, so daß die Klemm­ rolle 6 aus der inneren Nut von der Abtriebswellenhülse 2 gedrückt wird.

Um die Kraftübertragung des Getriebes zu erhöhen und um die Lagerkräfte so gering wie möglich zu halten, sind auch mehrere Innere sowie Äußere Klemmrollen gleichmäßig am Umfang ver­ teilt und entsprechend synchron mit den Klemmrollen 6+9 gesteuert, denkbar.

• Liste der verwendeten Bezugszeichen:  1 Vorschubwelle
   2 Abtriebswellenhülse bzw. Abtriebswelle
   3 Nockenwelle
   4 Kugel
   5 Stößel
   6 Klemmrolle (-walze)
   7 Nocke an Antriebswelle
   8 Stößel
   9 Klemmrolle (-walze)
  10 Gehäuse
  11 Antriebswelle
  12 Kurbelzapfen
  13 Schubstange
  14 Nuten in Abtriebswellenhülse
  15 Zugseil oder KetteFig. 1 Schrittgetriebe in Rücklauf- bzw. Haltephase
  Fig. 2 Schrittgetriebe in äußerer Totpunktlage (Ä.T.)
  Fig. 3 Schrittgetriebe in Vorschubphase
  Fig. 4 Schrittgetriebe in innerer Totpunktlage (I.T.)
  Fig. 5 Vorschubwellenantrieb über Zugseil oder Kette an Schubstange und Vorschubwelle befestigt
  Fig. 6 Drehzahlverhalten der verschiedenen Wellen

Claims (2)

1. Schrittgetriebe, bestehend aus mindestens einer Antriebs­ welle 11 mit Kurbel 12, die bei gleichmäßiger Drehbewegung in einer Richtung über eine Schubstange 13 eine Vorschub­ welle 1, mit der sie im Eingriff steht, in eine Hin- und Herbewegung versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubwelle 1 als Hohl­ welle ausgebildet ist und im Bereich des Getriebes coaxial zwischen der ebenfalls als Hohlwelle ausgebildeten und mit Nuten 14 an Innen- und Außenumfang versehenen Abtriebswel­ lenhülse 2 und der mit gleicher Drehzahl und gleichem Dreh­ sinn wie die Antriebswelle 11 umlaufender und axial ange­ ordneter Nockenwelle 3 angeordnet ist und der eigentliche schrittweise Vorschub der Abtriebswellenhülse 2 dadurch zu­ standekommt, daß bei der einen Totpunktlage der Kurbel (A.T.) der Kraftschluß zwischen der Abtriebswellenhülse 2 und Gehäuse 10 durch die Klemmrolle 9 aufgehoben wird und gleich­ zeitig der Kraftschluß zwischen der Vorschubwelle 1 und Abtriebswellenhülse 2 durch Klemmrolle 6 hergestellt wird und während der Vorschubphase beibehalten bleibt und daß bei der anderen Totpunktlage der Kurbel (I.T.) dieser Kraft­ schluß wieder aufgehoben wird, dafür aber der Kraftschluß zwischen der Abtriebswellenhülse 2 und Gehäuse 10 durch Klemmrolle 9 wieder hergestellt wird und während der Halte- bzw. Rücklaufphase beibehalten bleibt, und daß die Steue­ rung der Klemmrolle 9 durch die Nocke 7 an der Antriebswelle über Kipphebel oder Stössel 8 erfolgt und die Steuerung der Klemmrolle 6 durch die Nocke an der Nockenwelle 3 über Kugel 4 und Stössel 5 radial in der Vorschubwelle 1 ange­ ordnet, erfolgt.

2. Schrittgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Vorschubwelle durch Zugseile oder Ketten 15 erfolgt, die an beiden Enden der Schubstange befestigt sind und zum Teil oder ganz um die Vorschubwelle geschlungen sind und auch dort befestigt sind und damit die gleiche Funktion einer Zahnstange er­ füllen, die auf einem Zahnkranz der Vorschubwelle eingrei­ fen würde.