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Wechselgetriebe. Die Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe., bei
dem zwei uni 9o° gegeneinander versetzte Kurbeln mit einstellbarem Kurbelradius
je einen Schlitten hin und her bewegen, dessen Bewegung unter Vermittlung eines
Schaltwerkes auf eine anzutreibende Welle f übertragen wird. Um einen gleichmäßigen
Antrieb der anzutreibenden Welle zu bewirken, ist das Getriebe gemäß der Erfindung
in der in den Ansprüchen gekennzeichneten besonderen Weise eingerichtet.
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Das Getriebe kann zum Antrieb von Schiffen benutzt werden, eignet
sich aber auch für Registrier- und Artilleriefeuerregelungsapparate, für Werkzeugmaschinen,
Verholmaschinen und andere Zwecke.
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Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen erläutert werden.
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Abb. i -zeigt einen Teil des Getriebes in Ansicht, mit Schnitt durch
die Achse der Kurbelwelle, gesellen in der Bewegungsrichtung der Schlitten.
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Abb. a zeigt die Draufsicht auf eine Kurbelscheibe mit Schaltwerk.
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Abb. 3 ist eine Ansicht des Getriebes bezüglich Abb. i, von recht:
gesehen.
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Abb. 4. veranschaulicht eine Einzelheit der Einrichtung für die Umsetzung
der geradlinigen Hin- und Herbewegung der Schlitten ir. eine hin und her drehende
Bewegung.
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Abb. 5 ist die schematische Ansicht einer Einzelheit mit Rollen V
zum Abstützen des Planetenradträgers in einem Planetengetriebe.
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Abb.6 ist die schematische Ansicht einer Einrichtung zum Festhalten
des ringförmigen Zahnrades eines Planetengetriebes.
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Abb. 7 ist die Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Festhalten des
ringförmigen Zahnrades oder der Träger der Planetenräder eines Planetengetriebes.
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Abb. 8 zeigt ein Differentialgetriebe für die Verstellung der Kurbelradien,
während Abb. 9 eine schematische Darstellung der Ausgleichzahnräder ist.
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Die Triebwelle ist mit E (Abb. i ) bezeichnet. Sie trägt ein Ritzel
D, welches mit einem auf der Kurbelwelle A aufgekeilten Zahnrad Cl zusammenwirkt.
Auf der Kurbelwelle A sitzt ein zweites Zahnrad Cz, welches in ein "Zahnrad B1 auf
einer Zwischenwelle G, (Abb. 3) eingreift.
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Auf der Zwischenwelle G, sind zwei Paare "Zahnräder B_ bzw. B3 gleichen
Durchmessers aufgekeilt, welche mit den Zahnkränzen i bzw. z von zwei Paaren Kurbelscheiben
C;" C., bzw. -. C, C,; auf der Kurbelwelle A in Eingriff stehen. Jede Kurbelscheibe
ist mit zwei parallelen, in gleichen Abständen von der Mitte liegenden Führungen
3, '4 für einen Kreuzkopf M versehen. Die Kreuzköpfe 3I jedes Paares Kurbelscheiben
sind mittels eines Kurbelzapfens L, bzw. L, verbunden. Diametral gegenüber der Zwischenwelle
G, liegt, eine zweite Zwischenwelle G2, die ebenfalls durch ein mit dem Zahnrad
C2 in Eingriff stehendes Zahnrad (nicht gezeichnet) von der Welle A aus angetrieben
wird und mittels Zahnrädern B. und B3 mit den Zahnkränzen i und 2 in Eingriff steht.
Die Welle G, dient lediglich zur Aufnahme der Biegungsbeanspruchungen der Kurbelwelle
A und könnte gegebenenfalls entbehrt werden.
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Die Zwischenwelle G2 (Abb. 2 und 8) überträgt ihre Drehbewegung auf
eine Steuerwelle H, und zwar durch ein Zahnrad g und ein Ritzel g" welches mit einem
Zahnrade h zusammenarbeitet. Letzteres ist fest verbunden mit dem auf der Welle
H lose drehbaren einen Seitenrade F, eines Differentialgetriebes, dessen Kreuzräder
mit h." bezeichnet sind. Das Differentialkreuz F3 ist auf der Steuerwelle H befestigt,
während das zweite Seitenrad F., mit einem Schneckenrade h3 verbunden ist, dessen
Schnecke in mittels eines Handrades
L gedreht werden kann. Auf
der Schnecke -in. sitzt eine Mutter ra, welche durch geeignete Mittel an der Drehung
verhindert %vird und mit einem Zeiger versehen ist. Letzterer bewegt sich über einer
Skala (Abb. 3).
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Auf der Steuerwelle 1I sind vier gleich große Zahnräder h, aufgekeilt,
welche in lose auf der Kurbelwelle <1 sitzende Zahnräder 0 eingreifen. Jedes
Zahnrad 0 ist mit einem Kegelrad 01 verbunden, «-elches mit einem Kegelritzel t;,
(Abb. i und 2) zusammenarbeitet. Letzteres ist an einem Stirnrade t., befestigt,
mit welchem es lose auf einer in seiner Kurbelscheibe gelagerten kurzen Welle t
sitzt. Das Stirnrad t., greift in zwei Zahnr:ider t1 ein, «-elche je auf eine mit
einem Ende in einem Flansch t,, der Kurbelscheiben C, his C,,. gelagerte Schraubenspindel
X aufgekeilt sind. JederKretizkopf 1I ist mit zweiMuttern zur Aufnahme der anderen
Enden der Schratihenspindeln A" seiner Kurbelscheibe versehen, so daß durch Drehung
der Schraubenspindeln eines Scheibenpaares der entsprechende Kreuzkopf
31 in seinen Führungen 3, .t verschoben und die Entfernung zwischen dein
Kurbelzapfen I_, bzw. I__ und der Achse der Kurbelwelle .1 verkleinert oder vergrößert
-wird.
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Das Torgelege zwischen der Zwischenwelle (i, und der Steuerwelle 1I
ist derart, daß die Zahnräder 0, 0, gewöhnlich mit der gleichen- Gescliwiiidiglceit
tind in derselben Richtung -wie die Kurbelscheiben sich drehen, so daß die Kegelritzel
t; sich -nicht um ihre eigenen Achsen drehen und die Entfernung der Kurbelzapfen
I_" I__ von der Achse der Welle .1, d. 1i. der Kurbelradius, unverändert bleibt.
Wird aller das Handrad l (Abb. 3 und 8) -edreht, so drehen sich die Zahn-3
1 ii(ler (), 01 in bezog auf die Kurbelscheiben, und es ändert sich der Kurbelradius.
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Die Kurbelzapfen I_" I_, sind um go° zueinander versetzt und greifen
je in einen Schlitz j (Abb. 2) eines Schlittens K, bzw. h_ ein. jeder Schlitten
ist finit Laufrollen F2. versehen, mittels -welcher er sich auf Schienen T, geradlinig
hin und her bewegen kann. Die paraflel miteinander bewegbaren Schlitten sind je
mit zwei gleichlaufenden Wellen P versehen, die je @ ein lose darauf sitzendes,
mit einer festen Zahnstange T zusammenarbeitendes Zahnrad P, tragen.
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Jeder Schlitten K1, K, hat Flansche i (AN). d. und 2) zur Lagerung
von Wellen 0, die je zwei lose darauf sitzende Rollen R tragen. Die letzteren greifen
in Schraubennuten 6 von im Gestell drehbar gelagerten, an Längsverschiebung verhinderten
Wellen S ein. Es ist daher einleuchtend, daß bei der Hin-und Herbewegung der Schlitten
die Rollen R (!en Wellen S eii:e hin und her drehende Bewegung erteilen. Die Zahnräder
P, und die Zahnstangen T dienen nur zur Erhöhung der Stabilität und könnten daher
in gewissen Fällen entbehrt werden.
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Die Rollen £Z haben kegelförmige Laufflächen, so daß sie die Stabilität
der Schlitten rechtwinklig zur Bewegungsrichtung erhöhen.
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Die Hin- und Herdregung der beiden mit demselben Schlitten -zusammenarbeitenden
Wellen S wird in eine gleichgerichtete Drehung umgesetzt durch Zahnräder S" welche
auf diesen Wellen angeordnet sind und je mit einem Planetengetriebe zusammenarbeiten
(Abb. 2). Jedes Rad S, greift in die Außenverzahnung eines ringförmigen Zahnrades
U, ein, dessen Innenverzahnungen mit Planetenrädern U., zusammenarbeitet. Die Räder
U" welche lose drehbar auf in Trägern U, angeordneten Zapfen d gelagert sind, greifen
in ein auf einer `Felle L' aufgekeiltes Sonnenrad U., ein. Die Träger (T., der Planetenräder
jedes Planetengetriebes, die turi die Welle U lose drehbar sind, werden abwechselnd
an der Drehung verhindert und -wieder freigegeben, derart, daß die Triiger t'.,
bei Drehung der entsprechenden Welle S in der einen Richtung festgehalten und während
der Rückwärtsbewegung dieser Welle freigegeben -werden. Hierdurch wird die den Sonnenrädern
U., der beiden Planetengetriebe gemeinsame Welle U stets in derselben Richtung,
aber mit periodisch sich ändernder Geschwindigkeit gedreht.
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Die selbsttätige Vorrichtung, -wodurch die Träger L'., abwechselnd
festgehalten und freigegeben werden, enthält einen auf jeder Kurbelscheibe C" bis
C,; gleichachsig angebrachten Nocken X, der sich über etwa i So ° erstreckt,
derart, daß der -"Zoclcen auf der einen Kurbelscheibe eines Paares diametral gegenüber
demjenigen der anderen Scheibe dieses Paares liegt. Der Nocken k jeder Kurbelscheibe
wirkt auf eine Rolle a bzw. a, (Abb. i, 2, 7), welche lose auf einer
senkrechten Welle ax sitzt. Diese Welle ax ist in einem Schlitten b bzw. b, gelagert,
der gleichlaufend mit seinem Schlitten K" h_ in einer Führung einer Stütze e hin
und her bewegbar ist. Die Schlitten 1), 1)1 sind mit Zahnstangen b., bzw.
bE versehen, welche in ein gemeinsames kitzel d auf einer drehbar in der Stütze
e gelagerten Welle d, eingreifen. Die Zahnstange b3 ist finit der Oberseite, die
Zahnstange b, mit der Unterseite des Ritzels q in Eingriff. Die Welle q, ist zti
beiden Enden mit einem. Kegelrade q._ versehen, welches mit einem Kegelrade q;;
einer bei d, gelagerten Welle q, im Eingriff ist. Jede Welle (1, hat an beiden Enden
und in der Mitte Rechts- und Linksgewinde, welches in Muttern von Klauen q;
eingreift.
Diese Klauen «-erden durch die Welle q, abwechselnd iiiit den Trägern LT., in Eingriff
gebracht und zurückgezogen. bie Klauen umfassen mit Gabeln eine Stange q,, welche
sie an der Drehung verhindert, so claß die durch die Zusaninienwirkung der Nocken
X mit den Rollen a, a, hervorgerufene hin und her drehende Bewegung der Welle
q, die Klauen jedes Paares abwechselnd gegen-und auseinanderbewegt und die entsprechendere
Träger L`_ abwechselnd festgehalten und freigegeben werden.
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Aus Obigem geht hervor, daß der Kurbelzapfen L, seiner Welle L' und
dem darauf sitzenden Zahnrad L'; (Abb. i und =2) und der Kurbelzapfen L, auf ähnliche
Weise dem Räderpaare L'" auf der zweiten Welle L% eine gleichgerichtete Drehbewegung
erteilt. Das Stirnrad U" greift in die Außenverzahnung des ringförmigen 7alitirades
o, die Stirnräder LT,; greifen in eine Außenverzahnung cles Platietenrädertr.igers
-2i eines Planetengetrielies TV ein, dessen Sonnenrad 22 auf der anzutreibenden
Welle Z aufgekeilt ist. Die Planetenräder 23 greifen sowohl in das Sonnenrad 23
als auch in die Innenverzahnung des Zahnrades 2o ein. Das Planetengetriebe U" entspricht
dem in Abb. 2 im Schnitt dargestellten Planetengetriebe U" LT, usw. auf der Welle
U, so daß eine nähere Erklärung nicht erforderlich ist.
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Abb. 5 zeigt Rollen L' zum Abstützen der Planetenräderträger eines
einseitig beanspruchten Planetengetriebes. Diese Rollen haben daher nur den Zweck,
Durchbiegungen der Welle vorzubeugen.
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Abb. 6 veranschaulicht eine Vorrichtung, die an Stelle der Planetengetriebe
nach Abb. 2 benutzt «-erden kann. 1 ach Abb. 2 greift das auf der Welle S sitzende
Zahnrad S, in die Außenverzahnung des ringförmigen Zahnrades LT ein; die Planetenräderträger
LT2 werden abwechselnd gesperrt und freigegeben. Man kann gemäß Abb. 6 das in diesem
Falle doppelt auszuführende Zahnrad S, aber auch in Außenzahnkränze der Planetenräderträger
U. eingreifen und die Klauen q; auf das ringförmige Zahnrad U, wirken lassen. In
beiden Fällen wird das Sonnenrad U,, in derselben Richtung wie das Rad S, in Umlauf
gebracht.
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Während einer vollständigen Umdrehung der Kurbelwelle A wird die anzutreibende
Welle Z mit einer annähernd gleichförmigen Winkelgeschwindigkeit gedreht, weil die
Kurbelzapfen L, und L_; um goo zueinander versetzt sind. Zwecks Erzielung
einer vollkommen gleichförmigen Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle Z sind die Teilkurven
des Zahnrarles C, auf der Kurbelwelle A und des Ritzels D keine Kreise, sondern
sie haben eine derartige Forni, daß die durch den Kurbeltrieb verursachte Ungleichförmigkeit
der Winkelgeschwindigkeit der Welle Z_ aufgehoben wird.
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Wenn der Kurbelzapfen von der einen Seite der Kurbelscheibenmitte
nach der anderen Seite verschoben wird, kehrt sich die Bewegungsrichtung der Welle
Z um, weil dann die Nocken X die Klauen q, während der anderen Hälfte einer Umdrehung
der Kurbelwelle mit den entsprechenden Trägern U, in Eingriff bringen.
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Wird der Kurbelzapfen von der Kurbelscheibeiiniitte abbewegt, so wird
die Drehgeschwindigkeit der Welle Z entsprechend vergrößert. Dies kann während der
Wirkung des Getriebes finit Hilfe des Handrades l erfolgen, so daß die Drehgeschwindigkeit
der Welle Z zwischen Null und einem gegebenen Höchstwerte sowohl in der einen wie
in der anderen Richtung geändert werden kann.