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Geschwindigkeitswechselgetriebe. Den Gegenstand der Erfindung bildet
ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, bei dem das treibende und das getriebene Glied
nach Art von Schraubenflächen miteinander in Eingriff sind. Die wirksamen Teile
des einen Gliedes können außer der Relativdrehung auch eine Achsialbewegung ausführen,
durch deren Größe das Übersetzungsverhältnis bestimmt wird. Diese Achsialbewegung
wird durch eine einstellbare Führung ermöglicht, die die Änderung der Geschwindigkeit
in kleinsten Abstufungen gestattet. Die in einer Richtung verschiebbaren Teile des
einen Gliedes sind nur auf etwa die Hälfte der Umdrehung in Eingriff mit den Teilen
des anderen Gliedes, während sie auf der anderen Hälfte der Umdrehung durch radiale
Einwärtsbewegung allmählich außer Eingriff gebracht und in ihre Anfangsstellung
zurückbewegt werden. Auch hierzu sind besonders einstellbare Leitvorrichtungen vorgesehen.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein gemäß der Erfindung
ausgeführtes Geschwindigkeitswechselgetriebe dargestellt. Abb. i veranschaulicht
einen Längsschnitt des Getriebes, Abb. a einen Ouerschnitt nach der Linie a-b und
Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie c-d der Abb. i. Abb. q. zeigt eine schematische
Darstellung zur Erläuterung der Wirkung einer Regelungsvorrichtung. Abb. 5 zeigt
im Querschnitt einen gezahnten Schieber. Abb. 6 ist eine schematische Darstellung
der Führung zur Zurückbewegung der Druckstücke in ihre Anfangsstellung.
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Das Getriebe besteht aus zwei Gliedern, dem treibenden, das mit der
Welle A, und dem getriebenen, das mit der Welle B verbunden ist. Die Kraft wird
bei A zugeführt und bei B abgenommen. Der getriebene Teil besteht aus einem hohlen
Zylinder C mit einer auf seiner inneren Seite ausgebildeten Schraube D. Die dargestellte
Schraube hat ein flaches Gewinde und ist z. B. ein dreigängiges Gewinde mit einer
Steigung von Zoll. Der Zylinder wird von einer mit einem ringförmigen Rand und einer
Nabe versehenen Scheibe E getragen, die auf der getriebenen Achse B festgekeilt
ist. Der treibende Teil besteht aus einer zylindrischen Büchse F von kleinerem Durchmesser
als der Zylinder des getriebenen Teils und ist innerhalb des letzteren relativ drehbar
angeordnet. Diese Hülse ist auf der Welle A festgekeilt und mit auf ihrem Umfange
in gleichen Abständen ringsum verteilten
schwalbenschwanzförmigen
Nuten versehen, in denen mit Zähnen ausgerüstete Schieber G verschiebbar sind. Die
Zähne dieser Schieber G sind im wesentlichen Ausschnitte eines Bolzengewindes, das
in das Muttergewinde des getriebenen Teils paßt.
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Die Achse des treibenden Teils ist mit Bezug auf die des getriebenen
Teils exzentrisch angeordnet, so daß eine Seite der Hülse F mit dem auf der inneren
Seite des getriebenen Zylinders vorgesehenen Gewinde durch die gezahnten Schieber
in Eingriff ist, während auf der gegenüberliegenden Seite die Zähne aus dem Gewinde
herausbewegt sind.
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Die Enden der Schieber, die in der Nähe des offenen Endes des getriebenen
Zylinders gelegen sind, sind mit Druckstücken H ausgerüstet, die in bezug auf ihre
Stellung einstellbar sind, wie später beschrieben werden wird. Von dem das Getriebe
umgebenden und einschließenden Gehäuse `wird eine Regelungsschiene für das Getriebe
an ihrem einen Ende getragen. Dieser Teil wird von der Führung I gebildet, die derart
gekrümmt ist, daß sie der kreisförmigen Bewegungsbahn der Druckstücke entspricht.
Die Führung ist in der Nabe 2 des Gehäuses schwingbar befestigt und kann mittels
einer Schraube 3 so eingestellt werden, daß ihre Fläche, auf welcher die Druckstücke
sich entlangbewegen, entweder zur Drehebene oder zur Steigung des Gewindes parallel
ist oder irgendeine Zwischenstellung einnimmt. Auf der Seite der Druckstücke, die
mit der Führung in Berührung kommt, sind Rollen I zur Verringerung der Reibung vorgesehen.
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Die Schieber greifen in die Sehraube nacheinander ein, und wenn die
Führung parallel mit der Drehebene eingestellt ist, bewirken sie den Antrieb mit
der Geschwindigkeit, die das Übersetzungsverhältnis zwischen dem treibenden und
dem getriebenen Teil gestattet. Wenn indessen die Führung I parallel mit der Steigung
des Gewindes eingestellt ist (in Abb. q, gestrichelt gezeichnet), werden die Zähne
der Schieber lediglich an den Flanken des Schraubengewindes entlanggleiten, wobei
keinerlei Antrieb stattfindet. Befindet sich die Führung in Zwischenstellungen,
so kann das Gleiten teilweise auftreten, und das getriebene Glied wird daher mit
entsprechenden Geschwindigkeiten zwischen der Höchstgeschwindigkeit und Null umlaufen.
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Hieraus ist ersichtlich, daß die Veränderung der Geschwindigkeit einer
genauen Regelung unterliegt und zwischen den beiden äußersten Grenzen durch Regelung
der Gleitung oder Schlüpfung in unendlich kleinen Abstufungen bestimmt werden kann.
Der Antrieb ist bei I allen Geschwindigkeiten vollständig zwangläufig.
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Da das treibende Glied mit der Schraube nur von dem mit Y bezeichneten
Punkte (Abb. -?) bis zu dem mit Z bezeichneten Punkte in Eingriff ist, ist bei einer
halben Umdrehung jeder einzelne gezahnte Schieber mit der Sehraube in Eingriff,
während er bei der übrigen halben Umdrehung in eine solche Stellung zurück verschoben
wird, die dem Wiedereingreifen entspricht.
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Um die Zähne zum Eingreifen zu bringen, wie auch immer die Relativstellung
der Schraube jeweils ist, ist eine Führungsleiste K (Abh. 3) vorgesehen, die wegen
ihrer geneigten Querstellung hierzu die mit den Zähnen ausgerüsteten Schieber in
ihren Führungsnuten zurückschiebt. Das Ende L dieser Führungsleiste wird von einer
Feder 6 beeinflußt, und durch diesen Teil werden die gezahnten Schieber längs ihrer
Gleitführung gegen keilförmig ausgeführte Vorsprünge auf der inneren Seite des geschlossenen
Endes des getriebenen Zylinders bei M (Abb. r) bewegt. Diese geneigten Vorsprünge
sind so gestaltet und befestigt, daß sie der Steigung der Schraube entsprechen und
auf diese Weise eine Führung bilden. Der Eingriff der Zähne kann ferner durch Abrundung
oder Zuschärfung ihrer Eintrittskanten befördert werden, wie bei N (Abb. q.) dargestellt
ist. Die Schieber oder schwalbenschwanzförmigen Zahnträger sollen sehr leicht beweglich
sein. Darin liegt kein Nachteil, da beim Antrieb der Sehraube durch die Zähne alle
Teile aufeinandergedrückt werden und keine Erschütterung und kein toter Gang auftritt.
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Anstatt die gezahnten Schieber in die zum Eingriff mit der Schnecke
geeignete Stellung mit Hilfe einer feststehenden, durch eine Feder beeinlußten Hebel-
oder Führungsanordnung zurückzubewegen, kann jeder Schieber mit einer Feder versehen
sein, die ihn von der Führung I weg und gegen die schrägen, mit der Schraube umlaufenden
Vorsprünge zu bewegen strebt. Diese Federn müssen natürlich mit den Schiebern umlaufen,
Da die Führung an demjenigen Ende, an welchem die Druckstücke ihre Berührung mit
ihm beginnen, in bestimmter Lage festgestellt ist, ist es notwendig, für eine Relativeinstellung
der Druckstücke an den Schiebern Sorge zu tragen, so daß sie in die Regelungszone
in der richtigen Stellung für den Anfang ihrer Berührung mit der Führung gelangen.
Die schwalbenschwanzförmige Befestigung der Druckstücke auf den gezahnten Schiebern
ist in Abb. 5 dargestellt, die einen Querschnitt durch das Ende eines gezahnten
Schiebers und durch ein Druckstück zeigt. Nachdem die Zähne irgendeines Schiebers
mit
der Schraube in Eingriff gekommen sind, wird das betreffende Druckstück an dem gezahnten
Schieber festgestellt, so daß dieser und das Druckstück wie ein einziges Stück wirken,
solange sie sich in der Arbeitsstellung befinden.
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Auf den gezahnten Schiebern ist eine Zahnstange 0 (s. Abb. i) vorgesehen,
während in einer Durchbrechung des Druckstückes eine mit entsprechenden Zähnen ausgerüstete
Klinke P verschiebbar ist. Wenn das äußere Ende dieser Klinke mit einer Kurve oder
Führung Q auf der inneren Seite des Getriebegebäudes in Berührung kommt, wird die
Verzahnung der Klinke- in die Zahnstange eingeführt, wodurch die beiden Teile miteinander
fest verbunden werden. Am Anfang der Bahn zur Bewegung der Klinke in die Sperrstellung
ist bei R (Abb. 3) eine Einführungsstelle vorgesehen. Die Klinke selbst ist durch
einen quer hindurchgehenden Stift S gegen Herausschleudern unter der Wirkurig der
Fliehkraft gesichert.
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Wenn die Druckstücke aus der Arbeitszone herausgelangen, jedoch noch
bevor die Zähne außer Eingriff gekommen sind, trifft eine am Ende der Führung I
vorgesehene keilförmige seitliche Ausladung T auf die Nase U der Klinke, hebt diese
aus den Sperrzähnen heraus und macht auf diese Weise das Druckstück frei. Die dann
entsicherten Druckstücke werden von der Führung V (Abb. i und 6) in eine geeignete
Lage zum Wiedereingriff zurückgebracht und in die Regelungszone zwischen dieser
Führung und der Platte W eingestellt.
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Die Führung K ist am Gehäuse durch Bolzen 5 befestigt. Die auf den
gelenkig befestigten Teil L der Führung wirkende Feder 6 ist in Abb. 3 dargestellt.
Die Führung TI ist am Gehäuse durch Bolzen 7 befestigt.
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Das Getriebe ist in einem Gehäuse X eingeschlossen, dessen Deckelscheiben
die Lager für die Wellen der beiden Glieder enthalten. Das Gehäuse dient auch als
Ölbehälter, so daß eine wirksame Schmierung des Getriebes gewährleistet ist. Ein
Kugelspurlager ist auf der Seite des getriebenen Teils zum Zwecke der Aufnahme des
Achsialdruckes angeordnet.
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Wenn die Führung I in eine Stellung über die dargestellte, mit der
Drehebene parallele Stellung hinaus (in Abb. 3 nach links) bewegt wird, kann eine
Erhöhung der Geschwindigkeit des getriebenen Teils über die des treibenden erreicht
werden. In diesem Falle würde jedoch die Bauart des Getriebes eine Änderung erfordern,
um die Bewegung der gezahnten Schieber in den Zylinder hinein, anstatt aus demselben
heraus, und ebenso die Zurückführung in ihre Stellung für den Wiedereingriff zu
ermöglichen.
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Eine abgeänderte Art zur Feststellung der Druckstücke an den gezahnten
Schiebern besteht darin, daß das Druckstück in solcher Weise angebracht wird, daß
die Berührung der Rolle mit der Regelungsführung die Verbindung durch eine einstellbare
Klinke selbsttätig bewerkstelligt.