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Übersetzungsgetriebe mit verstellbarer Geschwindigkeit Die Erfindung
betrifft ein Übersetzungsgetriebe zum Umwandeln= einer Drehbewegung mit konstanter
Umdrehung in eine solche mit veränderlicher Umdrehungsgeschwindigkeit.
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Für diesen Zweck sind Getriebe bekannt, bei denen die Übertragung
der Drehung mittels eines Satzes von annähernd radial angeordneten stelzenartigen
Treibgliedern erfolgt, die an einem Teil des Getriebes angelenkt sind und bei kreisender
Bewegung dieses exzentrisch gelagerten Teiles nacheinander schubartig an einem anderen
Teil des Getriebes sich abstützen und dadurch zwischen den beiden ersten Getriebeteilen
eine Drehung hervorrufen, deren Geschwindigkeit durch die veränderliche Exzentrizität
der beiden Teile eingestellt werden kann.
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Bei diesen Getrieben war nun bisher die Länge der Stelzen gegenüber
der Entfernung des Stelzenanlenkungspunktes von der Getriebemitte klein. Nun erfolgt
bei solchen Übersetzungsgetrieben der Stelzeneingriff stets an der Stelle, die der
Exzentrizität gegenüberliegt. Jede Stelze hat dabei eine Eingriffsstrecke, die gleich
ist dein Abstande von ihrer Reibfläche bis zur Reibfläche der nächstfolgenden Stelze.
Während dieser Strecke schwankt die Stelze in ihrer Anstellrichtung infolge der
umlaufenden Exzentrizität. Da der Anstellwinkel, der von der Stelzenrichtung und
dem Radius der Stützbahn an der Eingriffsstelle gebildet wird, nicht größer sein
darf als der Reibungswinkel und andererseits die auf die Stelze entfallende Druckkraft
mit kleiner werdendem Winkel zunimmt, so müssen die Schwankungen der Anstellrichtung
-möglichst klein gehalten werden. Dies erreicht man dann, wenn die Verbindungsgerade
von der Getriebemitte zum Stelzengelenk während der Mitte des Stelzeneingriffs senkrecht
auf der Stelzenrichtung steht. Dies war bei den bisher bekannten geringen Stelzenlängen
nicht erreichbar. Dieser Nachteil wird nun durch die Eriindung dadurch vermieden,
daß der Abstand der Stelzgelenke von der Getriebeachse kleiner ist als die halbe
Länge der Stelzen.
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Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch das Übersetzungsgetriebe, Abb. 2
einen senkrechten Oberschnitt nach der Linie 2-2 der Abb. i, Abb. 3 einen senkrechten
Querschnitt nach der Linie 3-3 der Abb. i, Abb. d. einen senkrechten Schnitt nach
der Linie 4-4 der Abb. i.
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Das Übersetzungsgetriebe ist in einem sclialeitartigen zylindrischen
Gehäuse i und
einem konischen, vermittels Schrauben 3 an ersterem
befestigten Teil 2 untergebracht. Von dem unteren Teil des Gehäuses i und des Teiles
2 ragen Arme oder Konsolen 5 aufwärts, welche als Tragorgane und Lager dienen.
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Die Antriebskraft wird von einem beliebigen Motor mit Hilfe eines
Treibriemens auf eine Riemenscheibe io des Übersetzungsgetriebes übertragen, wobei
die Riemenscheibe io selbst von der hohlen Hauptantriebswelle ii getragen wird (Abb.
i). Im Innern der Hohlwelle ii ruht eine Welle 12, an deren innerhalb der ebenfalls
hohlen Riemenscheibe io befindlichem Ende ein Schneckenrad 13 vorgesehen ist, welches
mit einer Schnecke 14 in Eingriff steht.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, ist ein an die Welle 12 anschließender
Teil 15 exzentrisch ausgebildet, und hinter ;diesem befindet stich wiederum ein
konzentrisch ausgebildeter Wellenteil 16. Sämtliche drei Teile, die beiden konzentrischen
12 und 16 und der exzentrische Teil 15, bestehen aus einem Stück. Der exzentrische
Wellenteil 15 ist von einem Exzenter 17 umgeben, auf dem Kugellager 18, i9, 21 befestigt
sind, um die sich wiederum ein Ring 2o dreht. In vorliegendem Ausführungsbeispiel
wird durch eine teilweise Drehung der Welle 12 vermittels des Schneckengetriebes
13, 14 die Exzentrizität des Exzenters 17 verstellt und dementsprechend die Kreislaufbahn
des Ringes 2o eingestellt.
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Zur übertragung der Drehung von der Hauptantriebswelle i i auf das
Exzenter 17 dient eine Kreuzschlittenverbindung 22. In !, gleicher Weise, ebenfalls
durch eine Kreuzschlittenverbindung 27 , ist auf der anderen Seite des exzentrischen
Wellenteiles 15 der Ring 2o mit einer Hohlwelle 3o gekuppelt. Die Hohlwelle 3o ruht
in einer mit Schrauben 32 an der Innenfläche des konischen Teiles 2 befestigten
Platte 31. Auf der Hohlwelle 30 sitzt ein Zahnrad 34, welches über die Räder 35,
37 und 39 die Drehbewegung auf die Welle 4o und die Riemenscheibe 41 überträgt.
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Wie aus der Abb. 3 ersichtlich, ist der Ring 2o mit einer Anzahl von
Stelzen A bis N ausgestattet, deren Zahl den Erfordernissen entsprechend gewählt
werden kann. In dem Ausführungsbeispiel sind vierzehn Stelzen vorhanden. Diese Stelzen
sind aus Konstruktionsgründen in zwei Gruppen nebeneinander angeordnet. Hierfür
war die Raumersparnis und erhöhte Leistungsfähigkeit maßgebend.
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An dem Umfang des Ringes 2o ist eine der Zahl der Stelzen entsprechende
Anzahl Einschnitte 45 vorgesehen. In der einen Schnitt darstellenden Abb. 2 sind
sieben derartige Einschnitte gezeigt, wobei sich die übrigen sieben Einschnitte
in einer parallelen Ebene des Ringes 2o befinden. Eine jede der Stelzen
A bis 1Nj ist durch einen Zapfen 46 in einer halbkreisförmigen Aussparung
47 in dem Einschnitt 45 verzapft.
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Eine jede der Stelzen A bis N trägt an ihrem äußersten
Ende einen segmentartig geformten Schuh 48, dessen äußere Fläche 49 einen Kreisbogen
bildet, dessen Mittelpunkt auf dem Radius der Eingriffsbahn liegt, der durch die
Eingriffsstelle geht.
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Die Fläche 49 der Stelzenköpfe 48 steht zu jeder Zeit in Berührung
mit der Innenfläche 5 i des Gehäuses i sowohl bei exzentrischer (Abb. 2) als auch
bei konzentrischer (Abb. 3) Anordnung des Drehringes 2o zu der Haupttriebwelle i
i. Die Stelzen A bis N üben ihre Treibwirkung einzeln nacheinander aus. Während
die Stelzen außer Eingriff sind, beschreibt die Gleitarmfläche 49, vorausgesetzt,
daß der Drehring 2o exzentrisch zu der Hauptwelle i i ist, eine zuerst rollende
und alsdann gleitende Bewegung längs der Innenfläche 51 des Gehäuses.
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Wenn der Drehring 2o sich in exzentrischer Lage zu der Haupttriebwelle
i i befindet und die letztere sich dreht, z. B. entgegengesetzt der Uhrzeigerrichtung
(Abb.2), so beschreibt der Drehring 2o eine Drehbewegung um die Haupttriebwelle
i i. Wie aus Abb. 2 ersichtlich, liegt das größere Segment des Exzenters 17 unterhalb
der Haupttriebwelle i i und bewegt sich in einer der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzten
Richtung aufwärts. Zu diesem Zeitpunkte wirkt die dem größeren Segment des Exzenters
- gegenüberliegende Stelze als treibendes Element. Der Drehring 2o beschreibt deshalb
neben seiner schwingenden Drehbewegung um die Haupttriebwelle i i eine Umdrehungsbewegung
um seine eigene Achse, wie durch Pfeil in Abb. 2 angedeutet, in einer der Uhrzeigerrichtung
entgegengesetzten Richtung. Eine derartige, durch irgendeine der Stelzen ausgeübte
Treibwirkung ist nur von kurzer Dauer, jedoch wird dieselbe fortlaufend durch eine
fast gleichzeitig von der nächstfolgenden Stelze ausgeübte treibende Wirkung überholt.
Die resultierende Bewegung ist dementsprechend eine gleichmäßige.
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Der Ring 2o w ird immer in einer der Uhrzeigerrichtung entgegengesetzten
Richtung gedreht, gleichviel, ob dessen exzentrische Schwingungen oder die Drehbewegung
der Haupttriebwelle i i in Uhrzeigerrichtung oder in entgegengesetzter Richtung
erfolgt.
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Die Ausführungsform der Stelzen sowie diejenige ihrer Arbeitsflächen
49 kann verschiedene Gestalten annehmen. Im Ausführungsbeispiel ist der Kopf 48
mit einer
gerillten Außenfläche versehen (Abb. i), deren Rillen
mit entsprechenden, in der Innenfläche des Gehäuses i ausgebildeten Rillen 53 in
Eingriff stehen. Eine einzelne Rille mag unter Umständen zur Erreichung des beabsichtigten
Zweckes genügen. In der vorliegenden Ausführung sind jedoch sechs derartige Rillen
nebeneinander vorgesehen, um den Flächendruck zu verringern. Die durch die Treibwirkung
auftretende Spannung wird nicht nach- den unteren Kanten 5d., sondern auf die Seitenflanken,
wie aus Abb. i ersichtlich, übertragen.
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Federn halten die Stelze dauernd mit der Innenfläche 51 in Berührung.
Zu diesem Zweck befindet sich an jeder Stelze eine Rippe 55, welche an ihrem Ende
ein zylindrisch ausgebildetes Federgehäuse 56 besitzt. In dem Innenraum des Gehäuses
56 gleitet eine zylindrische Hülse 57, welche das Gehäuse abschließt. In diesen
Gehäusen eingeschlossene Druckfedern 58 drücken vermittels der Hülsen 57 gegen einen
von den Hülsen 57 selbst getragenen Ausgleichring 59. Hierbei legt sich der Ausgleichring
59 in Schlitze 6o der Federhülsen 57.
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Die durch die Arme _1 bis 1" gebildeten Stelzenserien stehen einerseits
in zusammenwirkendem Eingriff mit dem Ring 2o, während das andere Ende der Stelzen
-während des Betriebes am Gehäuse anliegt, so daß die Stelzen eine Drehbewegung
auf den Ring 2o während dessen kreisender Bewegung übertragen.
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Zur Einstellung der Exzentrizität oder Konzentrizität des Ringes 2o
zur treibenden Welle i i ist an dieser Welle eine flanschartige Erweiterung 61 vorgesehen,
welche mit dem zylindrischen Teil 62 einer Hohlwelle 63 verbunden ist, so daß eine
Kammer (Abb. i) für die Einstellungsv orrichtung gebildet wird. Die Welle 63 ruht
in einem am oberen Teil der Stütze 5 vorgesehenen Lager 64.. Die Riemenscheibe io
ist durch Keile 65 mit dem zylindrischen Teil 62 und mit dem Flansch 61 verbunden.
Im Innern der Hohlwelle 63 befindet sich eine Muffe 66, deren konisch ausgebildeter
Teil 67 mit dem -konischen Innenteil 68 des Lagers 64 durch einen um den Punkt 7o
drehbaren Hebel 69 in oder außer Eingriff gebracht werden kann. Durch diesen Hebel
69 wird ebenfalls ein Konus 72, welcher auf eine Welle 73 aufgekeilt ist, mit der
inneren konischen Fläche 74 des durch Bolzen 76 mit dem Lager 6¢ verbundenen feststehenden
Teiles 7 4 in Eingriff gebracht.
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Die Welle 73 ruht mit ihrem inneren rechten Ende 77 (Abb. i) in einem
am linken Ende der Welle 12 vorgesehenen Lager 78. Am linken Ende der Welle 73 befindet
sich ein Handrad -9, durch welches die Exzentrizität oder Konzentrizität
des Drehringes 2o beim Stillstand der Vorrichtung eingestellt «-erden kann.
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Das innere Ende der Muffe 66 ist als Ritzel 8o ausgebildet (Abb. 3)
und steht mit einem von einer Welle 82 getragenen Zahnrad 81 in Eingriff. Auf der
Welle 82, welche mit ihren beiden Enden in Lagern der Teile 62 und 61 gelagert ist,
befindet sich, wie in Abb. 3 durch punktierte Linien angegeben, eine Schnecke 83,
welche mit einem von der Welle 85 getragenen Schneckenrad 8¢ in Eingriff steht.
Auf der Welle 85 ist eine weitere Schnecke i.I vorgesehen, welche mit dem
auf dem freien Ende der Welle 12 sitzenden Schneckenrad 13 in Eingriff steht (Abb.
2 und 4).
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Bei der Mittelstellung des Hebels 69 (Abb. i) drehen sich die Treibwelle
ii und die Welle 12 gemeinsam und dementsprechend auch das Exzenter 17, welches,
wenn es sich in konzentrischer Lage zur Haupttriebwelle i i befindet, den Drehring
2ö nicht dreht, während dieser, wenn sich das Exzenter in exzentrischer Lage zur
Haupttriebwelle befindet, in Drehbewegung versetzt wird. Durch Schwingen des Hebels
69 nach rechts oder nach links werden die konischen Teile 67 oder 72 mit der entsprechenden
konischen Fläche 68 bzw. 74 in Eingriff gebracht. Durch Eingriff des konischen Teiles
67 mit der konischen Fläche 68 wird die Lage des Exzenters 17 aus der Tot- oder
Nullstellung zu einer Lage größter Exzentrizität verschoben oder über diese Stellung
größter Exzentrizität in die Tot- oder Nullstellung zurückverschoben. Durch Verschiebung
des Hebels 69 in entgegengesetzter Richtung greift der konische Teil 72 in die konische
Fläche,-4 ein und verringert die Exzentrizität des Exzenters 17 in die oder bis
nahezu in die Null- oder Totstellung.
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Das von dem Hebel 69 gesteuerte Getriebe ist selbstsperrend,
da dessen Schnecke und Schneckenräder sowie die Getrieberäder in irgendeiner durch
die. Bewegung des Hebels bewirkten Lage gesperrt bleiben und sich als einheitliches
Ganzes zusammen drehen, bis der Hebel 69 wieder bewegt wird und die Getriebeteile
sich entsprechend relativ zueinander drehen und so die Exzentrizität der Exzenter
17 und des darauf angebrachten Drehringes 2o ändern oder dieselben in konzentrische
Lage zu der Haupttriebwelle bringen.
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Während im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein feststehendes äußeres
Gehäuse i und ein kreisend drehbares Element 2o beschrieben und dargestellt sind,
kann auch die Anordnung so getroffen werden, daß ein nicht drehbarer kreisender
Körper das äußere Gehäuse dreht.